Значај воде за Значај воде за биљкубиљку

Ћелија као осмотски системЋелија као осмотски систем

Плазмолиза и деплазмолизаПлазмолиза и деплазмолиза

мала молекулска тежина – течно стање захваљујући посебној структури молекула

ФИЗИЧКО – ХЕМИЈСКА СВОЈСТВА ЈЕДИНСТВЕНА У ПРИРОДИ

поларност молекула – ковалентна веза са асиметричном дистрибуцијом електрона

максимална густина на 4°Свисока специфична топлота- прима огромну количину топлоте уз мало повећање температуревисок топлотни капацитет - топлотни изолатор висок површински напон - кохезија и адхезија; капиларност

кристална структура чврстог агрегатног стања - лед лакши од воде због велике запремине

Voda ima osobinu da se jonizuje – na H+ i OH− jone.

U čistoj vodi broj H+ jona je jednak broju jona OH-. Rastvor koji ima više jona H+ je kiseo, dok je rastvor sa više jona OH- bazan. Kiseli rastvor ima pH manji od 7, bazni iznad 7, dok je neutralan sa pH=7.

Molekul vode je polaran – grade se vodonične veze

Molekul vode se sastoji od dva atoma vodonika, koji donose po jedan elektron atomu kiseonikaka sa šest elektrona, čineći kovalentnu vezu. Međutim, elektroni se kreću bliže atomu kiseonikaka, pa taj deo molekula poseduje nagativni naboj (dipolni momenat), a onaj deo s atomima vodonika je pozitivan

Voda poseduje veliki kapacitet primanja toplote (specifična toplota)

Radi savladavanja vodonikovih veza mora se utrošiti mnogo veća količina toplote pri promeni agregatnog stanja. Voda se greje i hladi pet puta sporije od kopna, što znatno utiče na klimu.

Voda je najgušća na +4°C; pri smrzavanju dolazi do širenja, a ne skupljanja vode

Led je lakši od vode i hvata se samo na površini. To omogućava organizmima koji žive ispod da prežive hladnu zimu. Ako bi se voda skupljala, led bi bio teži i tonuo bi. Postepeno bi se sva voda pretvorila u led i Zemlja bi se na kraju potpuno zamrzla.

Visok površinski napon

Zbog niza vodoničnih veza, molekuli vode su čvrsto privučeni jedni drugima, pa je teško probiti površinu tečne vode (leti se mogu videti mnogi insekti kako hodaju preko površine raznih vodnih površina). Velika površinski napon vode je razlog da se voda zatvorena u cevčicama malog prečnika penje nagore (kapilarnost). Prodiranje vode u biljne sudove, kao i zadržavanje vode u malim pukotinama između čestica tla moguće je upravo zbog velikog površinskog napona.

ФИЗИЧКО – ХЕМИЈСКА СВОЈСТВА ВОДЕ

УлогеУлоге ии значајзначај водеводеOna je univerzalni rastvarač

U vodi se rastvara najveći broj materija. Materije rastvorljive u vodi nazivaju se hidrofilne (vole vodu), a one koje se ne rastvaraju su hidrofobne (boje se vode).

Idealni metabolički medijum

Metabolizam je ukupan promet materije i energije . Sve hemijske reakcije u organizmu se odvijaju u uskom rasponu pH, između 6 i 8 (izuzetak je varenje u želucu čoveka i životinja, koje se odvija pri pH oko 2). Čista voda ima pH=7 (neutralna je).

Transportna uloga vode

Lako prenošenje materija koje se u njoj rastvaraju (aminokiseline, šećeri, proteini) kroz samu ćeliju i iz jedne ćelije u drugu.

Voda ima ulogu i u termoregulaciji (održavanju stalne telesne temperature kod ptica i sisara).

Znojenjem se snižava telesna temperatura. Oko 1,5 l vode za 24 časa čovek izgubi preko znoja. Kao bezbojna tečnost, voda propušta vidljivi deo Sunčevog spektra, a apsorbuje deo infracrvenog zračenja, pa je stoga dobar toplotni izolator.

Voda učestvuje u osmoregulaciji (održavanje stalnog osmotskog pritiska)

Kada u ćelijama čoveka, a pre svega u krvi, dođe do gubitka vode povećava se osmotski pritisak (pritisak soli rastvorenih u vodi), jer se povećala koncentracija soli. Krv zgusnuta za 1%, koja kroz kapilare pritiče u mozak, izvodi iz ravnoteže nervne ćelije centra u hipotalamusu. Sledi nekoliko nervnih reakcija i onda osetimo žeđ

ЗНАЧАЈ ВОДЕ ЗА ЖИВОТ ЗНАЧАЈ ВОДЕ ЗА ЖИВОТ

Основни градивни елемент Основни градивни елемент живих бића-живих бића- универзални универзални растварач и идеалан метаболички растварач и идеалан метаболички медијум за физиолошке процесе, медијум за физиолошке процесе, посредник и средина у којој се посредник и средина у којој се врши транспортврши транспорт

Једна од основних компонената Једна од основних компонената за продукцију хране на планетиза продукцију хране на планети – – супстрат (ресупстрат (реaaктант) у светлој фази ктант) у светлој фази фотосинтезефотосинтезе

Одржава структуру биљне Одржава структуру биљне ћелије и биљног организмаћелије и биљног организма – – вода се у биљној ћелији вода се у биљној ћелији налази претежно у централној налази претежно у централној вакуоли. Вода и ћелијски сок у вакуоли. Вода и ћелијски сок у вакуоли врше сталан вакуоли врше сталан притисак на зидове ћелије и притисак на зидове ћелије и тако одржавају облик и тако одржавају облик и структуру ћелије па и биљке. структуру ћелије па и биљке.

Један од најзначајнијих Један од најзначајнијих еколошких фактораеколошких фактора - Вода - Вода је еколошки фактор који је еколошки фактор који одређује присуство и одређује присуство и састав биљног покривача састав биљног покривача на планети. на планети.

У зависности од количине воде у У зависности од количине воде у станишту развиле су се следеће биљне станишту развиле су се следеће биљне форме:форме: КсерофитеКсерофите – биљке сушних области – биљке сушних области МезофитеМезофите – биљке умерено влажних – биљке умерено влажних

областиобласти ХигрофитеХигрофите – биљке изразито влажни – биљке изразито влажни

областиобласти ХидрофитеХидрофите – водене биљке – водене биљке

ЋЕЛИЈА КАО ОСМОТСКИ ЋЕЛИЈА КАО ОСМОТСКИ СИСТЕМСИСТЕМ

Дифузија Дифузија процес у коме се гасови процес у коме се гасови

или течности равномерно или течности равномерно распоређују на основу распоређују на основу разлике у концентрацији.разлике у концентрацији.

Молекули дифундују са Молекули дифундују са места веће ка месту мање места веће ка месту мање концентрације (низ концентрације (низ концентрациони градијент) концентрациони градијент) док не дође до равнотеже.док не дође до равнотеже.

Осмоза Осмоза дифузија дифузија

молекула два молекула два раствора раствора различите различите концентрације концентрације кроз кроз семипермеабилнсемипермеабилну мембрануу мембрану..

Пфеферов (Пфеферов (PfefferPfeffer, 1877, 1877..) ) осмометар:осмометар:

Вештачка селективно Вештачка селективно пропустљива мембранапропустљива мембрана

Пропустљива за воду, али Пропустљива за воду, али не и за крупније молекуле не и за крупније молекуле као што је сахарозакао што је сахароза

На додирној површини раствора На додирној површини раствора калијум-хексацијанофератакалијум-хексацијаноферата и и бакар-бакар-сулфатасулфата јавља се танак слој јавља се танак слој бакар-бакар-хексацијанофератахексацијаноферата

KK44[[Fe(CN)Fe(CN)66]] + + 2CuSO2CuSO44==CuCu22[Fe(CN)[Fe(CN)66]] + 2K + 2K22SOSO44

Глинени Глинени цилиндричан суд цилиндричан суд порозних зидова порозних зидова напуњен раствором напуњен раствором бакар-сулфата и бакар-сулфата и уроњен у суд са уроњен у суд са раствором калијум-раствором калијум-хексацијаноферата.хексацијаноферата.

У порама суда формира се У порама суда формира се семипермеабилна мембрана.семипермеабилна мембрана.

Унутрашњи суд је напуњен Унутрашњи суд је напуњен 20%-тним раствором сахарозе и 20%-тним раствором сахарозе и затворен запушачем кроз који је затворен запушачем кроз који је провучена капиларна цев, а провучена капиларна цев, а спољашњиспољашњи суд је испуњен суд је испуњен водом.водом.

Вода по закону осмозе Вода по закону осмозе дифундује кроз селективно дифундује кроз селективно пропустљиву мембрану ипропустљиву мембрану и

глинени суд. глинени суд.

(одговори: а)улази; б)излази)(одговори: а)улази; б)излази)

Ниво раствора у капиларној Ниво раствора у капиларној цеви цеви све док се све док се хидростатички притисакхидростатички притисак воденог стуба не изједначи воденог стуба не изједначи са са осмотским притискомосмотским притиском у у раствору. раствору.

(одговори: а)расте; б)опада)(одговори: а)расте; б)опада)

У овом тренутку У овом тренутку број број молекула дифундује кроз молекула дифундује кроз мембрану у/из суда и тај мембрану у/из суда и тај притисак представља притисак представља осмотскиосмотски потенцијалпотенцијал раствора који је раствора који је пропорционалан пропорционалан концентрацији раствораконцентрацији раствора..

(одговори: а)мањи; б)исти; (одговори: а)мањи; б)исти; в)већи)в)већи)

ЋелијаЋелија као осмотски као осмотски системсистем

Ћелијски зид је Ћелијски зид је целулозно пектинске целулозно пектинске грађе и има ограничену грађе и има ограничену растегљивострастегљивост

Плазмалема -Плазмалема - спољашња спољашња цитоплазматична цитоплазматична мембрана.мембрана.

Тонопласт – Тонопласт – мембрана вакуолемембрана вакуоле

Вакуола –Вакуола – испуњена водом и испуњена водом и раствореним раствореним минералним минералним солима, шећером солима, шећером и др. (осмотски и др. (осмотски активне супстанце.активне супстанце.

Обе мемране су селективно Обе мемране су селективно пропустљиве, а раствор у пропустљиве, а раствор у вакуоли је концентрованији од вакуоли је концентрованији од спољашњег.спољашњег.

Последице овакве грађе и Последице овакве грађе и особине мембрана су појава особине мембрана су појава неколико сила којима се неколико сила којима се објашњава моћ биљне ћелије објашњава моћ биљне ћелије да усисава воду.да усисава воду.

Ако се ћелија нађе у раствору Ако се ћелија нађе у раствору који је разблаженији, водакоји је разблаженији, вода ћелију због ћелију због осмотског притиска (ОП)осмотског притиска (ОП) ћелијског сока, вакуола сећелијског сока, вакуола се

и потискује и потискује протоплазму уз ћелијски зид.протоплазму уз ћелијски зид.

(одговори: а)улази; б)излази)(одговори: а)улази; б)излази)(одговори: а)скупља; б)шири)(одговори: а)скупља; б)шири)

Притисак ћелијског Притисак ћелијског садржаја на зид ћелије садржаја на зид ћелије назива се назива се тургоров тургоров притисак (ТП).притисак (ТП).

За ћелију у којој влада За ћелију у којој влада Тургоров притисак кажемо Тургоров притисак кажемо да је тургесцентна.да је тургесцентна.

Тургоровом притиску се Тургоровом притиску се супроставља притисак супроставља притисак ћелијског зида, ћелијског зида, зидни зидни притисак (ЗП)притисак (ЗП). .

ЗП = ТП али супротног смера.ЗП = ТП али супротног смера.

Ћелија ће примати воду све Ћелија ће примати воду све док ОП не буде док ОП не буде ТП (ЗП). ТП (ЗП).

(одговори: а)<; б)=; в)>)(одговори: а)<; б)=; в)>) Погонска сила за осмотско Погонска сила за осмотско

узимање воде се назива узимање воде се назива сила усисавања (С)сила усисавања (С)..

С= ОП – ЗПС= ОП – ЗП

У случају када ћелија има малу У случају када ћелија има малу количину воде, тј. у вакуоли се количину воде, тј. у вакуоли се

налази јако концентрован раствор, налази јако концентрован раствор, сила усисавања је максимална и сила усисавања је максимална и

једнака осмотском притискуједнака осмотском притиску

С= ОП ; ТП=ЗП=0; С= ОП ; ТП=ЗП=0;

Како ћелија прима воду, ТП Како ћелија прима воду, ТП расте и када се изједначи с расте и када се изједначи с осмотским, ћелија престаје осмотским, ћелија престаје

да узима водуда узима воду

С=0 ;С=0 ; ТП=ОПТП=ОП

ПЛАЗМОЛИЗА ИПЛАЗМОЛИЗА И ДЕПЛАЗМОЛИЗАДЕПЛАЗМОЛИЗА

Појава Појава реверзибилне реверзибилне промене облика промене облика протопласта протопласта када се када се тургесцентна тургесцентна ћелија нађе у ћелија нађе у хипертоничном хипертоничном растворураствору

Тургесцентне ћелије

Плазмолизиране ћелије

Када се ћелија нађе у Када се ћелија нађе у хипертоничном раствору вода из хипертоничном раствору вода из вакуоле излази напоље. вакуоле излази напоље. Протоплазма прати смањивање Протоплазма прати смањивање запремине вакуоле и одваја се од запремине вакуоле и одваја се од зидова ћелије. При томе могу да се зидова ћелије. При томе могу да се уоче различити облици протопласта уоче различити облици протопласта до лоптастог. до лоптастог.

Раствор који изазива плазмолизу се Раствор који изазива плазмолизу се назива назива плазмолитикум.плазмолитикум.

плазмолиза

деплазмолиза

Овај процес је реверзибилан. Овај процес је реверзибилан. Ако се плазмолизирана Ако се плазмолизирана ћелија пренесе у хипотоничан ћелија пренесе у хипотоничан раствор или чисту воду, вода раствор или чисту воду, вода се враћа у ћелију и вакуолу, а се враћа у ћелију и вакуолу, а протопласт враћа свој облик.протопласт враћа свој облик.