Sole mineralne pobierane z gleby przez roślinę najpierw dyfundują wraz z wodą przez ścianę komórkową włośników. Następnie są w sposób selektywny transportowane przez znajdujące się w błonie komórkowej kanały jonowe lub pompy jonowe do komórek.

Mechanizm pobierania i transportu wody oraz jej usuwania przez roślinę opiera się na procesach dyfuzji, osmozy, pęcznienia oraz transportu aktywnego. O pobieraniu wody przez komórkę decyduje wartość potencjału wodnego, jaki komórka posiada. Potencjał wodny stanowi miarę zdolności komórki do pochłaniania wody lub jej oddawania. Jest on równy różnicy między ciśnieniem turgorowym, czyli hydrostatycznym (PO), a ciśnieniem osmotycznym (cT):
ψ = PO – cT (jednostką miary jest paskal – Pa)

Potencjał czystej wody jest równy zero paskali. Natomiast potencjał roztworu jest zawsze mniejszy od potencjału czystej wody. Woda przepływa zatem z miejsc o wyższym potencjale wodnym, czyli w przypadku rośliny płynie z gleby ku jej wierzchołkowi.

Potencjał wodny zależy od temperatury oraz rodzaju substancji rozpuszczonych w wodzie.

Przewodzenie wody w roślinie składa się z trzech etapów. Po pobraniu wody przez komórki włośnikowe przenika ona w poprzek korzenia do walca osiowego (transport bliski). Transport ten odbywa się głównie drogą apoplastyczną, czyli w kapilarnych przestrzeniach ścian komórkowych oraz przez przestwory międzykomórkowe. W mniejszym stopniu woda wędruje drogą symplastyczną, czyli przez protoplasty komórek i łączące komórki plazmodermy. Przepływ przez endodermę korzenia odbywa się poprzez cienkościenne komórki przepustowe. Po dotarciu do walca osiowego woda jest transportowana w elementach drewna korzenia i łodygi (transport daleki). Trzeci etap prowadzi przez tkanki liścia. W postaci pary wodnej przenika do przestworów komórkowych, a następnie przez aparaty szparkowe wydostaje się na zewnątrz.

Transport wody uwarunkowany jest przez transpirację i parcie korzeniowe.

Transpiracja, czyli wyparowywanie wody przez roślinę, odbywa się przez aparaty szparkowe, kutykulę i przetchlinki. W komórkach szparkowych zwiększenie stężenia jonów potasowych i jabłczanowych, powstałych z rozkładu glukozy, zmniejsza wartość potencjału wodnego tych komórek. Dlatego też woda wpływa do komórek szparkowych,zwiększając ich turgor, co prowadzi do zmiany kształtu komórek,a w efekcie do otwarcia szparki. Z kolei woda zawarta w komórkach epidermy przenika do kutykuli, gdyż kutykula ma zdolność pęcznienia. Następnie woda jest wyparowywana z powierzchni liści. Natomiast przetchlinki w korku są stale otwarte, co zapewnia stałą transpirację.

Stopień rozwarcia aparatów szparkowych związany jest z procesem fotosyntezy i zależy od takich czynników, jak: światło, stężenie dwutlenku węgla, temperatura, wilgotność powietrza oraz regulatory wzrostu (kwas abscysynowy). Na ogół w dzień aparaty szparkowe są otwarte, umożliwiając wymianę gazową oraz transpirację. W nocy, gdy fotosynteza nie zachodzi, aparaty szparkowe są zamknięte. Roślina nie traci wówczas wody. Niedobór wody w dzień powoduje zamykanie aparatów szparkowych. Zahamowaniu ulega zarówno transpiracja, jak i fotosynteza.

Transpiracja, poza tym, że chroni roślinę przed przegrzaniem, powoduje obniżenie ciśnienia turgorowego, czego efektem jest wzrost potencjału wodnego i osmotycznego komórek. Prowadzi to do wzrostu siły ssącej komórek, która podnosi słup wody w elementach drewna. Ponadto utrzymanie ciągłości słupa zapewnia kohezja (siły spójności) cząsteczek wody oraz adhezja (przyleganie cząsteczek wody do ścian naczyń). Mechanizm takiego transportu nie wymaga wydatkowania energii przez roślinę, nosi zatem nazwę transportu pasywnego.

Transport aktywny wymaga zużycia energii skumulowanej w ATP. Zachodzi tylko w przypadku niskiej transpiracji. Polega na wytworzeniu ciśnienia zwanego parciem korzeniowym. Powstaje ono dzięki zwiększeniu stężenia jonów i innych substancji małocząsteczkowych w drewnie poprzez ich aktywny transport z komórek walca osiowego. Zwiększone stężenie tych substancji powoduje wnikanie wody z gleby do korzenia. Zatem warunkiem wytworzenia parcia korzeniowego jest różnica potencjałów wodnych, jaka występuje między potencjałem wodnym roztworu glebowego a potencjałem wodnym, jaki mają komórki korzenia. Woda wnika bowiem do korzenia z gleby, która ma wyższy potencjał wodny niż komórki korzenia. Również w obrębie korzenia występują różnice w wartości potencjałów wodnych komórek (zmniejsza się on w kierunku dośrodkowym). Transport aktywny ma mniejsze znaczenie niż transport pasywny. W większym stopniu rośliny wykorzystują go wczesną wiosną, gdy brak liści.

Zapamiętaj Im większe jest stężenie roztworu, tym mniejszy jest potencjał wodny. Stąd odwodniona komórka będzie intensywnie pobierać wodę, ponieważ stężenie jej soku komórkowego jest dużo wyższe niż stężenie roztworu glebowego.
Etapy transportu wody w roślinie:
– transport bliski (od włośników do walca osiowego drogą apoplastyczną lub symplastyczną),
– transport daleki (w ksylemie),
– transport w liściu i transpirracja. Mechanizm transportu wody w roślinie może być pasywny (wywołany transpiracją)lub aktywny (spowodowany przez parcie korzeniowe).
Kohezja i adhezja uwarunkowane są budową polarną cząsteczek wody oraz występowaniem oddziaływań międzycząsteczkowych.

Przydatne hasło?
Przydatne hasło? tak nie 236
głosów
Poleć znajomym