Объясните роль воды при созревании и при прорастании семян

Обновлено: 18.09.2024

Значение растений в жизни человека не только эстетическое. Растения являются основными источниками пищи человека и многих животных. Они приносят кислород, очищают воздух, что приводит к увеличению концентрации и производительности труда. Таким образом, чтобы пожинать плоды, мы должны научиться сначала, как поливать эту зелень. Убийцей номер один растений является плохое качество воды.

Водопроводная вода фильтруется для безопасности человека, однако растения не согласны со многими химическими веществами, используемыми в этом процессе. Некоторые растения более чувствительны, чем другие, например, пальмы, весьма чувствительны к фтору. Кроме того, водопроводная вода может содержать соли для умягчения, которые могут быть вредными для растений. Белая пленка на почве, это признак того, вода имеет слишком много натрия, который плохо усваивается растениями. Наконец, вода, которая имеет неправильный уровень рН может привести к повреждению растений. Некоторые растения не переносят хлорированной водопроводной воды, в то время как другие растения имеют трудности с мягкой водой. Использование кипяченой и водопроводной воды значительно влияет на рост растений. Знание о природе воды и её влияние на растения очень актуальны сегодня, поэтому я решила исследовать влияние качества воды на рост растений и прорастание семян.

Цель: Доказать влияние качества воды на жизненные процессы растений.

•Познакомиться с видами воды различной природы

•Показать роль воды для роста растений и прорастания семян.

Гипотеза: Я предполагаю, что вода с различной pH средой и разной природы по-разному влияет на рост растений и прорастание семян.

Методы исследования: опыт, наблюдение, описание.

Значение воды для жизни растений

Вода составляет до 95% массы растений, в ней или с ее использованием протекают все процессы жизнедеятельности. Поэтому вода необходимое условие для жизни организма. При недостатке воды у растения нарушается обмен веществ.

Вода обеспечивает поток питательных и минеральных веществ по проводящей системе растения.

Прорастание семян зависит от наличия воды.

Вода участвует в процессе фотосинтеза.

Водные растворы, наполняющие клетки и межклетники, обеспечивают растению упругость, таким образом растение сохраняет свою форму.

Растение обязательно должно поглощать воду. Иначе, рано или поздно, жизнь его прервется. Обычно растение поглощает воду исключительно своей корневой системой из почвы. В этом участвуют корневые волоски корней. Листья же через устьица испаряют воду. Смысл поглощения излишек воды, чтобы потом ее испарить, по большей части сводится к тому, что ток воды обеспечивает перенос веществ.

Если испарение воды растением превышает поступление воды, то у растения наблюдается увядание. Так нередко бывает днем, когда жарко. Ночью растение восполняет недостаток, так как испарение в это время суток снижено.

Вода в растение поглощается путем осмоса. При осмосе вода, в которой меньше растворенных веществ как бы засасывается в более насыщенные веществами растворы. Клеточные растворы растений более насыщенные, поэтому клетки впитывают воду.

В результате постоянного поглощения и испарения воды в растении существует постоянный водный обмен, включающий три этапа: поглощение воды корнями, передвижение ее по сосудам проводящей ткани, испарение воды листьями. Ток воды идет через все органы растения. Сколько растение всасывает воды, приблизительно столько оно его испаряет. Лишь доли процента от поступившей воды идут на синтез веществ. Это достаточно большие объемы воды. Так, например, только одно растение пшеницы в поле испаряет около 50 г воды в сутки.

Когда корни поглощают воду, они вместе с ней поглощают и растворенные минеральные соли. Когда вода испаряется, то соли в ней уже отсутствуют, они остаются в растении и используются в обмене веществ.

Любопытно, что лишь 1% находящейся в растении воды участвует в химических превращениях! Остальная вода все время движется, насасывается корнем и испаряется листьями. Вода — это подвижная внутренняя среда организма. Даже у водных растений вода в тканях обновляется, циркулирует по сосудистым пучкам. Благодаря направленному току воды осуществляется доставка в разные части растения “строительных блоков”, необходимых для синтеза биологических макромолекул.

Водный ток идет снизу вверх. Его сила зависит от интенсивности всасывания корней и испарения листьями. Водный ток объединяет все органы растения, переносит различные соединения, питает клетки водой.

Вода поступает в корневые волоски растения вследствие осмоса и испаряет из листьев путем транспирации, поэтому совершенно ясно, что существует довольно постоянный ток воды в растении.

Поглощенная корнями вода и питательные вещества подаются в надземные части растения с большой силой. Это легко наблюдать, если срезать стебель какого-нибудь растения или весной сделать углубление в стволе березы.

Корневое давление может обеспечить подачу воду и питательных веществ на 2-3 м. Существует предел давления, при котором разрывается столб воды – 1 кг на 1 см2, и самая большая высота, на которую насос может поднять воду, равен примерно 10 м.

Вертикальное движение воды в стеблях растений объясняется явлением когезии – взаимного притяжения молекул, в сил которого молекулы воды прочно держатся вместе и противодействуют разъединению. Так, растительной клетке необходимо приложить усилие во много тысяч килограммов на 1 см2, чтобы разорвать нитевидный, заключенный в трубку, столб воды и создать вакуум.

Следовательно, лист может всасывать воду из проводящей системы растения с силой в сотню атмосфер. Благодаря этому вода поднимается до вершины таких деревьев-великанов, как калифорнийские секвойи высотой более ста метров.

Еще два столетия назад полагали, что передвижение веществ из надземной части растения в корни происходит под влиянием силы тяжести самого сока. Но такое толкование не объясняло механизм переброса веществ в те части растения, которые находились в горизонтальном направлении. Поэтому были предприняты попытки иного объяснения – путем диффузии. Но дальнейшие исследования показали, что этим путем вещества передвигаются очень медленно. Например, 1 мг сахара путем диффузии проходит расстояние в 1 м за 2 года и 7 месяцев. Понятно, что, двигаясь с такой скоростью, сахара не могли бы попасть из листьев в корни за весь период вегетации растений.

Для объяснения механизма флоэмного транспорта была выдвинута гипотеза тока под давлением, которая дает самое простое и наиболее широко признанное объяснение дальнего транспорта ассимилятов по ситовидным трубкам.

В кратком изложении гипотеза тока под давлением утверждает, что ассимиляты транспортируются от источника (листьев) к месту потребления (например, корню) по градиенту тургорного давления, возникающего в результате осмоса.

В растении сахароза, образовавшаяся в листе, активно секретируется в ситовидные трубки. Этот активный процесс, называемый загрузкой флоэмы, уменьшает водный потенциал в ситовидных трубках и приводит к тому, что в них путем осмоса поступает вода, попадающая в лист с транспирационным током. В результате поступления воды в ситовидные трубки донора (т.е. листа) сахароза пассивно переносится водой к акцептору (например, в запасающий корень), где сахароза удаляется (разгружается) из ситовидных трубок. Сахароза может здесь либо использоваться, либо откладываться, но основная часть воды возвращается в ксилему и рециркулирует в транспирационном токе.

Что может происходить с семенами после поступления в них воды?

Благодаря воде кожура семян набухает и становится более мягкой. Отростку становится проще порвать оболочку и начать расти.

Ну и, конечно, вода несет с собой различные питательные вещества, необходимые для роста растения.

Инженер по перемещению навоза по грядкам(так шутит о мне мой нынешней работа-датель),а. · 17 дек 2019

Вода переносит полезные питательные элементы из земли в зерно , без воды зерно не сможет питаться а значит и рости. В самой воде так же есть нужные для зерна элементы но их одних не достаточно по этому нужна и земля в которой этих элементов очень много.

1.На прорастание семян влияют температурные условия. Одним растениям для прорастания их семян нужно много тепла, другие прорастают при достаточно низких температурах. Например, семена огурца, тыквы, перца прорастают при температуре +15, +18 градусов, это теплолюбивые растения. Их чаще сначала проращивают дома и в виде рассады уже высаживают в теплое время на грядки. Влияние количества запасных питательных веществ на прорастание семя; Влияние глубины заделки семян в почву; Влияние света на прорастание семян
2. Вода необходима для растворения запасных питательных веществ, содержащихся в семени (в эндосперме или семядолях) для первоначального роста зародыша.

Очень велика роль водных растворов в биологической среде, они являются основой почвенных процессов, передвижения веществ, прорастания семян и т. д. Вода сплошь и рядом “нарушает” известные физические законы. Одной из таких аномалий являются лед и снег.

Мы очень заинтересовались свойствами снега и льда, так как из литературы и рассказов знакомых огородников нам известно, что на растения хорошо влияет полив талой водой. Есть рекомендации и в популярной литературе по поливу талой водой, например в книгах по садоводству.

Поэтому целью данной работы было:

1. Определить влияние разных типов воды на всхожесть семян.

2. Выяснить разницу во влиянии водопроводной, дистиллированной, дождевой и талой воды и снега на укоренение растений.

1. Определить, в какой из типов воды - лучше прорастают семена.

2. Определить, есть ли разница в размерах корней и ростков в разных водных растворах.

3. Выяснить есть ли разница в количестве образовавшихся корней в разных вариантах опыта.

Вложение	Размер
krylov_voda.doc	204.5 КБ

Предварительный просмотр:

Департамент образования города Москвы

Восточное окружное управление образования

ГОУ специальная (коррекционная) общеобразовательная школа - интернат II вида № 30 им. К.А. Микаэльяна

Исследовательская работа на тему:

Выполнил: ученик 10 класса

Крылов Илья Константинович

Руководитель: Губарева Елена Юрьевна

– учитель биологии и экологии, победитель ПНПО 2008 года

Москва 2009 год

Свойства воды 4 - 7
Особенности различных типов воды 7 - 10

Приготовление талой воды 11
Определение влияния различных типов воды на

всхожесть семян 11 - 13

Изучение влияния талой воды на рост и развитие корней 13 - 17

Воде была дана волшебная власть стать
соком жизни на Земле.
Леонардо да Винчи

Когда тает весной снег, все просыпается, начинает расти и цвести, поэтому все считают, что талая вода оказывает положительное действие на растения. Вода единственное вещество на земле, которое одновременно и в больших количествах встречается в жидком, твердом и газообразном состояниях. Она находится в вечном круговороте. Растения являются самыми активными участниками этого великого природного процесса.

Поэтому целью данной работы было:

1. Определить влияние разных типов воды на всхожесть семян.

1. Определить, в какой из типов воды - лучше прорастают семена.

2. Определить, есть ли разница в размерах корней и ростков в разных водных растворах.

3. Выяснить есть ли разница в количестве образовавшихся корней в разных вариантах опыта.

II. Теоретическая часть.

1. Свойства воды.
Вода – самое распространенное и самое загадочное вещество на Земле: ¾ поверхности планеты покрыто морями, океанами, реками, ледниками. Кроме того, вода в больших количествах содержится в земной коре, образуя подземные озера и пропитывая водоносные слои пород. Общее содержание воды на Земле составляет примерно 1500 млн. км 3 (1,45∙10 18 м 3 ).

Внешне вода, кажется, достаточно простой, в связи, с чем долгое время считалась неделимым элементом. Лишь в 1766 году Г. Кавендиш (Англия) и затем в 1783 году А. Лавуазье (Франция) показали, что вода не простой химический элемент, а соединение водорода и кислорода в определенной пропорции. После этого открытия химический элемент, обозначаемый как Н, получил название "водород" (Hydrogen - от греч. hydro genes), которое можно истолковать как "порождающий воду". Она не подчиняется никаким законам физики и химии, обладает, как говорят ученые, аномальными свойствами. По законам химии она должна кипеть при температуре – 76 °С, и замерзать при температуре – 90 °С. Но мы знаем, что вода замерзает при 0 °С, а кипит при 100 °С. Современные исследования показали, что за незатейливой химической формулой Н2О скрывается вещество, обладающее уникальной структурой и не менее уникальными свойствами.

Не менее интересен и изотопный состав воды. Если принимать в расчет только стабильные изотопы, то их сочетание даст девять сортов молекул, основную массу которых составляет молекулы протиевой (легкой) воды с кислородом-16 – 99,727%. Если рассматривать только более тяжелые молекулы, то окажется, что на три из них приходится 99% от общего объема тяжелых молекул – H2 18О (73,5%), H2 17О (14,7%) и HD16О (11,5%). В воде пресноводных источников содержание тяжелой воды составляет, обычно, около 330 мг/л (в расчете на молекулу HDO), а тяжелокислородной (Н2 18О) – около 2 г/л.

Так в чем же заключаются загадочные, необычные свойства привычной всем жидкой воды? Прежде всего, в том, что практически все свойства воды аномальны, а многие из них не подчиняются логике тех законов физики, которые управляют другими веществами. Кратко упомянем те из них, которые обуславливают существование жизни на Земле.
Первая особенность: вода - единственное вещество на Земле (кроме ртути), для которого зависимость удельной теплоемкости от температуры имеет минимум (37 0 С), из-за этого нормальная температура человеческого тела, состоящего на две трети из воды, находится в диапазоне температур 36-38оС (внутренние органы имеют более высокую температуру, чем наружные).
Вторая особенность: теплоемкость воды аномально высока. Чтобы нагреть определенное ее количество на один градус, необходимо затратить больше энергии, чем при нагреве других жидкостей, - по крайней мере вдвое по отношению к простым веществам. Из этого вытекает уникальная способность воды сохранять тепло. Подавляющее большинство других веществ таким свойством не обладают. Эта исключительная особенность воды способствует тому, что у человека нормальная температура тела поддерживается на одном уровне и жарким днем, и прохладной ночью.
Третья особенность: вода обладает высокой удельной теплотой плавления, то есть воду очень трудно заморозить, а лед - растопить. Благодаря этому климат на Земле в целом достаточно стабилен и мягок.
Все три особенности тепловых свойств воды позволяют человеку оптимальным образом существовать в условиях благоприятной среды.
Имеются особенности и в поведении объема воды. Плотность большинства веществ - жидкостей, кристаллов и газов - при нагревании уменьшается и при охлаждении увеличивается, вплоть до процесса кристаллизации или конденсации. Плотность воды при охлаждении от 100

до 4 оС (точнее, до 3,98 оС) возрастает, как и у подавляющего большинства жидкостей. Однако, достигнув максимального значения при температуре

4 оС, плотность при дальнейшем охлаждении воды начинает уменьшаться. Другими словами, максимальная плотность воды наблюдается при температуре 4 оС (одна из уникальных аномалий воды), а не при температуре замерзания

Замерзание воды сопровождается скачкообразным уменьшением плотности более чем на 8%, тогда как у большинства других веществ процесс кристаллизации сопровождается увеличением плотности. В связи с этим лед (твердая вода) занимает больший объем, чем жидкая вода, и держится на ее поверхности, образуя своего рода плавающее одеяло, защищающее реки и водоемы от дальнейшего замерзания и сохраняющего жизнь подводному миру. Если бы плотность воды увеличивалась при замерзании, лед оказался бы тяжелее воды и начал тонуть, что привело бы к гибели всех живых существ в реках, озерах и океанах, которые замерзли бы целиком, а Земля стала ледяной пустыней, что неизбежно привело бы к гибели всего живого.
Однако только анализ строения молекулы воды позволяет понять ее исключительность в живой и неживой природе. Прежде всего отметим, что молекула воды самая маленькая среди подобных трехатомных молекул. Такие молекулы при нормальных условиях образуют газы, а молекулы воды - жидкость. Почему? Потому, что при конденсации воды, формируется жидкое вещество удивительной сложности. Это связано с тем, что молекулы воды обладают уникальным свойством объединяться в группы (Н2О)x.

При комнатной температуре степень ассоциации X для воды составляет, по современным данным, от 3 до 6. Это означает, что формула воды не просто Н2О, а среднее между Н6О3 и Н12О6. Другими словами, вода - сложная жидкость, "составленная" из повторяющихся групп, содержащих от трех до шести одиночных молекул.

Если бы вода при испарении оставалась в виде Н6О3, Н8О4 или Н12О6, то водяной пар был бы намного тяжелее воздуха, в котором доминируют молекулы азота и кислорода. В этом случае поверхность всей Земли была бы покрыта вечным слоем тумана. Представить себе жизнь на такой планете практически невозможно.
При испарении группы H6O3, H8O4 распадаются, и вода превращается практически в простой газ с химической формулой Н2О. Плотность газообразной воды меньше плотности воздуха, и поэтому вода способна насыщать своими молекулами земную атмосферу, создавая комфортные для человека погодные условия.
2. Особенности разных типов воды.
Талая вода. Она рождается при таянии льда и сохраняет температуру 0 оС, пока весь лед не растает. Специфика межмолекулярных взаимодействий, характерная для структуры льда, сохраняется и в талой воде, так как при плавлении кристалла разрушается только 15% всех водородных связей. Поэтому присущая льду связь каждой молекулы воды с четырьмя соседними ("ближний порядок") в значительной степени не нарушается.

Таким образом, талая вода отличается от обычной изобилием многомолекулярных групп, в которых в течение некоторого времени сохраняются рыхлые льдоподобные структуры. После таяния всего льда температура воды повышается и водородные связи внутри групп перестают противостоять возрастающим тепловым колебаниям атомов. Размеры групп изменяются, и поэтому начинают меняться свойства талой воды: диэлектрическая проницаемость приходит к своему равновесному состоянию через 15-20 минут, вязкость - через 3-6 суток. Биологическая активность талой воды спадает, по одним данным, приблизительно за 12-16 часов, по другим - за сутки.
Итак, физико-химические свойства талой воды самопроизвольно меняются во времени, приближаясь к свойствам обычной воды: она постепенно как бы "забывает" о том, что еще недавно была льдом.
Лед и пар - различные агрегатные состояния воды, и поэтому логично предположить, что в жидкой промежуточной фазе валентный угол отдельной молекулы воды лежит в диапазоне между значениями в твердой фазе и в паре. В кристалле льда валентный угол молекулы воды близок к 109,5о. При таянии льда межмолекулярные водородные связи ослабевают, расстояние Н-Н несколько сокращается, валентный угол уменьшается. При нагревании жидкой воды происходит разупорядочение структуры, и этот угол продолжает уменьшаться. В парообразном состоянии валентный угол молекулы воды составляет уже 104,5о.
Кроме того, в талой воде, нет дейтерия – тяжёлого элемента, который подавляет всё живое и приносит серьёзный вред организму. Дейтерий в больших концентрациях равнозначен самым сильным ядам. Дейтерий тяжело усваивается, что требует дополнительного расхода энергии. Учёными установлено, что даже частичное удаление дейтерия освобождает большие энергетические резервы и значительно стимулирует жизненные процессы в организме человека. Талая же вода сама по себе обладает большой внутренней энергией и обеспечивает человеку хорошую энергетическую подпитку. Дело в том, что ставшие однородными молекулы не мешают друг другу, а движется в резонансе, работают в одной и той же частоте, вырабатывая в результате больше чем при хаотическом движении количество энергии .

Дождевая вода мягкая, она имеет слабокислую реакцию, она обогащена кислородом (приблизительно в 10 раз больше по отношению к колодезной воде). Во все времена она считалась лучшей для полива и других технических нужд, которые возникают в условиях индивидуального дома. Но в настоящее время в дождевой воде могут содержаться примеси отходов химической промышленности, продукты сгорания твердого или жидкого топлива. Эти продукты находятся в атмосфере и оседают на крышах зданий, с которых происходит сбор дождевой воды. Особенно опасны примеси цемента и извести, из-за которых вода становится жесткой и практически полностью теряет свою ценность. Поэтому прежде чем применить дождевую воду, лучше всего сделать ее анализ, особенно в промышленных районах РФ.

Колодезная вода обычно содержит большое количество минеральных веществ. Насыщение колодезной воды минеральными веществами происходит, когда дождевая вода, проникая через грунт, растворяет содержащиеся в почве минералы и после этого попадает в водоносные грунты. Такую воду, прежде чем употреблять на хозяйственные нужды, следует проверить в лаборатории. Это правило в равной степени относится и к родниковой воде.

Речная или озерная вода кроме минеральных загрязнений может содержать промышленные и бытовые отходы, опасные для людей, животных и растений. Поэтому всегда следует соблюдать меры предосторожности и профилактики.

Читайте также: