Жердегі тіршілік үшін судың іргелі маңызын түсіндіру. Биология, 10 сынып, презентация.

СУДЫҢ ТІРШІЛІК ҮШІН МАҢЫЗЫ

Тірі ағзада судың атқаратын ролі:

ағзада зат алмасу процестеріне белсене қатыса отырып қоректік заттардың тасымалдануы мен сіңірілуін қамтамасыз етеді;

адам ағзасының 60% судан тұрады;

ағзадағы судың 42% жасушаның ішкі сұйықтығын құраса, қалғаны - сыртқы (жасушааралық) сұйықтықты құрайды;

су тіршілік процестерінде, атап айтқанда ісіну, осмос т.б. белсенді роль атқарады, қанда және ұлпаларда онкотикалық қысымның белгілі бір шамасын құрайды;

күнделікті судың қажеттілігі 1 кг дене салмағына ересек адам үшін 35 г, сәби үшін 100-130 г құрайды;

Адам ағзасы 20% суды жоғалтқанда жасушаларда болатын қайтымсыз өзгерістердің нәтижесінде адам қазаға ұшырайды.

Ерітінді

Аса қанық ерітінді - концентрациясы каныққан ерітіндінің

концентрациясынан жоғары болатын, термодинамикалық

тұрақсыз ерітінді.

Қаныққан ерітінді –еритін зат тұнбасымен динамикалық

тепе-теңдік күйде болатын, заттың еру жылдамдығы мен

кристалдану жылдамдығы тең болатын ерітінді.

Қанықпаған ерітінді – концентрациясы каныққан

ерітіндінің концентрациясынан төмен болатын,

берілген жағдайлар өзгеріссіз болғанда еріген

заттың қосымша мөлшерін еріте алатын ерітінді.

Ерітінді – екі немесе одан да көп компоненттерден

(жеке заттардан) тұратын гомогенді жүйе.

Сұйылтылған бейэлектролит

Осмос – еріткіш молекулаларының өздігінен жартылай өткізгіш мембрана арқылы сұйылтылған ерітіндіден концентрлі ерітіндіге қарай бағытталған түрде өтуі

Осмос

Беттік керілу бетке перпендикуляр бағытта сұйық молекуласын ішке қарай тартатын ішкі қысым күшінің әсерінен пайда болатын құбылыс. Ішкі қысым молекулалық әрекеттесу күштің нәтижесінде пайда болатындықтан, оның мәні зат полюстігіне тәуелді, яғни берілген заттың полюстігі артқан сайын ішкі қысым да көбейеді. Ішкі қысым сұйықтың беткі қабатына орналасқаң молекулаларды ішке тартады және сұйықтың беттік шамасын (ауданын) барынша азайтуға, кішірейтуге тырысады. Сұйықтың беттік мөлшерін азайтуға себепші болатын аралық шектің бірлік өлшеміндегі ұзындығына әсер етуші күшті беттік керілу күші немесе жай ғана беттік керілу дейді. Оның өлшем бірлігі – дин/см және бұл кү ш сұйық бетіне әрқашан перпендикуляр бағытталған. Беттік керілу ішкі қысым нәтижесі болып табылады. Ішкі қысым молекуланы сұйық ішіне тартатын және бетке перпендикуляр бағытталған күш. Ішкі қысым зат полярлы болған сайын жоғары болады, себебі ішкі қысым молекулалық күштерге байланысты. Мысалы, судың ішкі қысымы 14800 атм., ал бензолдың ішкі қысымы тек 3800 атм. Ішкі қысымның бұл үлкен шамасы сұйықтардың сыртқы қысымнан аз сығылатынан түсіндіреді.

Беттік керілу

Кейбір заттардың беттік керілуі

Өсімдіктер денесінің басым көпшілігі (70-85%) судан тұрады. Өзінің өте ғажайып қасиеттеріне байланысты су барлық тіршілік әрекеттерінде негізгі орын алады.Тұтас организмдегі судың маңызы орасан зор және алуан турлі деуге болады. Тіршіліктің ең алғашқы түрлері сулы ортада пайда болған, кейін осы орта организмдер клеткаларында тұйықталған күйге айналады. Жер бетіндегі белгілі тірі организдердің барлық түрлері сусыз тіршілік ете алмайтындығы кімге болса да түсінікті.

Су клеткадағы құрылымдық бөліктерді қалыптастыруға қатысады. Белок молекулаларындағы су олардың құрлысын анықтайды. Су көптеген заттардың ыдырау және синтезделу процестеріне қажет. Су ұлпалар температурасының күрт өзгеруінен сақтайды.

ІРІГУ (ДИФФУЗИЯ) - кез келген ортадағы заттар бөлiктерiнiң бiр орынынан басқа орындарға үздiксiз қозғалып араласуы. ОСМОС ерiткiштің өзiнен жартылай өткiзгiш мембрана арқылы бөлiнген epiтiндiгe өтуі. Осы құбылысты бiрiншi рет француз физиологы Г. Дютроше 1826 ж. жасанды осмометр арқылы зерттедi. В. Пфеффер осмометрдiң жетiлiңкiреген түрін ұсынды. Осмометр Жартылай өткiзгiш мембрана арқылы судың ерсiлi қарсылы жылжуы да теңеседi. Бул жағдайдағы гидростатикалық қысым Р потенцuалдық осмос қысымына тең болады.

Судың осмостық ciңyi.

• Кез келген организмнің тiршiлiк әрекеттерi қалыптагыдай жузеге асуы ушiн сыртқы ортадан жеткiлiктi мелшерде судың eнyi қажет.

• Өciмдiк клеткасына судың eнyiнe биоколлоидтардың бөрту, гидраттану куштерi әсер етедi. Ол қасиет тұқымдарды суға малғанда байқалады. Бiрақ тipi клеткаға судың eнyi негiзiнен осмостық кушке байланысты болады.

• Жартылай еткiзгiш мембрана арқылы судың ерсiлi қарсылы жылжуы да теңеседi. Бул жағайдағы гuдростатuкалық қысым Р потенцuалдық осмос қысымына тең болады.

• Р=π*

• Ерітінділерде осмостық қысым тұрақты температурада еріген заттың концентрациясымен /көлемінің бірлігіндегі санымен/ белгіленеді.

Клеткада толық тургор топырақта және ауада су жеткілікті болғанадбайқалады.

Клеткада су азайғанда (жел тұрғанада, топырақта су азайғанда), бірінші клетка қабығы су тапшылыққа ұшырайды, оның су потенциалы вакуольдың потенциалынан төмен болады, су клетка қабығына жылжиды

Вакуольдан су шыққыанда, клетканың тургор қысымы төмендейді, сорғыш күші ұлғаяды.

Ұзақ су тапшылықта өсімдіктер солып қалады. Осындай жағдайда Р=0, S = π*

Су алмасу 3 сатыдан тұрады:

Тамырмен су сору.

Сосудтар арқылы судың жылжуы

Транспирация, жапырақтар арқылы су булануы. Осы процестер бірімен байланысты.

Өсімдіктегі су жылжудың механизмдері.

Тамыр түтікшелері бар бөлікте су жақсы сорылады.

Тамыр түтіктер

Тамыр түтікшелердің негізгі мақсаты тамырдың соратын көлемін үлкейтеді.

Одан жоғары зоналарда су соратын қабілеті төмендейді, ұлпалар пробкаланады және суберинделенеді.

Су сору және радиальды тасымалдану.

Тамырдың сыртынан тамыр қабығы, эндодерма, перицикл арқылы су ксилемаға дейін жылжиды.

Қабық клеткалар арқылы су мен минералдық заттардың жылжуына 2 жол бар :

- цитоплазмамен плазмодесмалар арқылы (симпласттық тасмалдау)

- клетка қабықтар арқылы (апопласттық тасмалдау).

Су ризодерма және паренхима клеткалардың цитоплазмаларына арқылы осмос заңдары бойынша жылжиды.

Клетка қабығының суға қарсылысы цитоплазмаға қарағанда төмен, судың радиальды тасмалдануы тамыр арқылы апопласт арқылы жүреді.

Эндодерма деңгейінде Каспари белдеушілер бар жерде апопластық тасмалдау түрі мүмкін емес. Олар су жібермейді.

Су эндодермаға тек симпластық жолымен өтуге болады.

Су тасымалдануы эндодерма деңгейінде реттеледі, жылдам апопластық тасмалдау баяу жүретін симпласты тасмалдауға ауысады.

Ксилемаға су осмостық қысым арқасында кіреді.

Сосудтардағы және олардың клетка қабықтарындағы осмотық активті заттар минеральды заттар мен паренхима клеткалардың плазмалеммасындағы активті ион насостармен бөлінетін метаболиттер.

Осы заттардың жинақталуы сорғыш күшін түзеді, ол ксилемаға судың осмостық тасмалдануына себеп болады.

Тамыр қысымының механизмдері.

Судың өciмдiк бойымен тамыр қысымының ьқпалымен көтерiлу механизмiн төменгi шеттiк қозғаушы күш деп аталады.

Тамыр қысымы

(төменгі қозғаушы күш)

Тамыр қысымы - тамырдағы иондық насостардың жұмысының және ксилема түтіктетepiнe судың осмостық (ырықсыз) eнуінің нәтижесiнде түтiктepдe пайда болатын гидростатикалық қысымы.

• Ол ксилема ерiтiндiсiн түтіктер арқылы тамырдан жерустi бөлiктерiне көтерiлуiн қамтамасыз етедi.

• Төменгi шеттiк қозғаушы күш - судың өciмдiк бойымен тамыр қысымының ықпалымен көтерiлу механизмi.

• Гуттация клеткаларда судың жоғары бағытта жылжып, оның жапырақ ұштарындағы ерекше клеткалар – гuдатодтар- арқылы бөлiнуiнiң нәтижесi.

Транспирация - судың өciмдiк дeнeciнeн булануын айтады.

Транспирация (судың булануы).

Жоғарғы шеткi қозғаушы күш

Транспирацияның қарқындылығы

Транспирацияның өнiмдiлiгi

Транспирациялық коэффициенті

Салыстырмалы транспирация

Су қорының пайдаланылу жылдамдығы

Траспирацияны сипаттайтын көрсeткiштeрі

Транспuрацuяның қарқындылығы жапырақтың белгiлi ауданынан белгiлi уақытгың iшiнде буланған судың мөлшерi • Оны 1 м 2 немесе 1 дм 2 ауданнан 1 caғaттa буланған судың г мөлшерiмен бейнеленедi. Көптеген өciмдiктepдe транспирация қарқындылығы күндiз 15 250 г/м 2, түнде 1 20 г/м 2

Транспирацuяның өнiмдiлiгi бiр кг су булaнғанда пайда болған құрғақ заттың мөлшерi. 1 кг су буланғанда 1 8 г (орташа 3 г) қурғақ зат пайда болады.

Транспuрацuя коэффuцuенmi - құрғақ заттың белгiлi мөлшерiне жұмсалған судың мөлшерi. Бул шама транспирацияның өнiмдiлiгiне кepi көрсеткiш. Өciмдiктepдeгi транспирациялық коэффициенті орташа 300 ге тең, 1 т түciмгe 300 т су жумсалады.

Салысmырмалы mранспuрацuя жапырақтың белгiлi ayдaнынан белгiлi уақыттың iшiнде буланған су мөлшерiнің сондай ауданы ашық су бетiнен, сондай уақыттың iшiнде буланған су мөлшерiнің қaтынacы. Орташа 0, 4 0, 5 ке тең.

Усmьuцалық mранспuрацuя үш сатыдан турады:

• а) судың жапырақ жуйкелерiнен мезофилл клеткаларының қабықтарына ipiгyi;

• б) судың клетка қабықтарынан клетка аралықтарына және устьицалар астындағы қүыстарға булануы; •

в) одан устьицалар арқылы қоршаған атмосфераға ipiгyi.

Устьицальқ жане кутикулалық транспирация.

Устьицалар арқылы жапырақ, пен атмосфера арасындағы газ алмасу процесi жузеге асады, ол су буын, С 02 жане 02 өткiзетiне негiзгi жол. Устьицалар жапырақтың eкi жағында да болуы мумкін; бiрақ, устьицалары жапырақтың, астынғы бeтiнде ғана болатын өciмдiк турлерi көптен кездеседi. Өciмдiктiң көлеңкедегi жапырақтарында жарық мол түceтiн жапырақтарға қарағанда устьицалар саны кeміpeк болады.

Куmикулалық транспирация - судың тiкелей жапырақ бетiнен булануы. Устьицалар ашык, болған жағдайда судың кутикула арқылы булануы жалпы mранспирациямен салыстырғанда мардымсыз болады. Бiрақ устьицалар жабық болса, мысалы қуаңшылықта, кутикулалық транспирация көптеген өсiмдiктердің су алмасу процесінде маңызды орын алады.

Гидроырықты устьицалар қимылы тұйықтаушы клеткалардың өзiндегi өзгерiстерге байланысты қимылдар.

Гидроырықсыз устьицалар қимылы устьицаны қоршаған басқа клеткалардағы өзгерiстерге байланысты қимылдар, ырықсызға жатады

1. Фотырықты ашылу - су жеткiлiктi жағдайда жарық деңгейi үдеген сайын устьицалар кеңейiп, ашылуы. Устьицалық клеткалардың эпидермис клеткаларына қарағанда хлоропластары көп болады).

Устьицалық транспирацияның реттелУІ.

Тұйықтаушы клеткалардағы фотосинтез устьицалар қимылын реттеуге қатысады. Көмiрсулар синтезiнің күшеюi тұйықтаушы клеткалардың сорғыштық күшiн ұлғайтып, оларға судың сіңуі жеделдеуiнен устьицалар ашылады.

2. Устьицалар қимылы СО 2 мелшерi 0, 03% тен темендесе тұйыұықтаушы клеткалардың керiлуi ұлғайып, устьицалар ашылады. Көмiрқышқыл газының ауадағы деңгейi көбейсе де устьицалар жабылады.

Жылу реттеудегі терінің маңызы.

Tepi — жылу реттейтін мүше. Адам денесінің қызуы бip қалыпты, тұрақты болады. Жылдың бар маусымында, адам тыныққанда немесе жұмыс істегенде дененің қызуы +37°С-тан аспайды. Адам организмінде жылу үнемі өндіріледі, ал оның артық мөлшері тepi арқылы және адам тыныс шығарғанда сыртқы ортаға бөлініп отырады. Организмде жылу өндірілуі мен оның бөлінуі тепе-теңдікте болады. Егер мұндай тепе-теңдік жойылса, онда организм ысып,жойған болар еді.Жылудың бөлінуі адамның тіршілік ету жағдайына байланысты.

Ауаның температурасы жоғарылағанда — қан тамырларының қабырғасы кеңейеді, соның нәтижесінде организмнің шеткі аймақ-тарына қанның ағымы көбейеді де, өзіндегі жылудың артық мөлшерін сыртқа бөледі. Егер ауаның ылғалдылығы жоғарыласа, онда жылудың бөлінуне кедергі туады. Мысалы, мұндай жағдай адамның ыстық, құрғақ климат жағдайынан ылғалдылығы жоғары (өне бойы нөсерлеп жаңбыр жауатын тропикалык аймақ) климат жағдайына барғанда байқалады. Бұл қанайналым, жүрек, тыныс мүшелеріне шамадан тыс ауыртпалық салады, денсаулыққа әсер етеді.

Суық ауа райы күндері қан тамырлары тарылып, жылуды iшкі мүшелер қызметіне сақтайды. Тер өте аз мөлшерде ғана бөлінеді.

Егер ыстық күндері дене еңбегімен шұғылданса, онда тер көп бөлінеді. Дененің үстінен су буланғанда оған организмнің артық жылуы жұмсалады да, температурасы тұрақты деңгейде сақталады. Өте ыстық климат жағдайында бip тәулікте организмнен 12 литрге дейін тер бөлінуі мүмкін. Көп терлегенде жүрек және қан тамырларына күш түседі. Сонымен бipгe тердің құрамымен организмдегі маңызды тұздар кеп бөлініп, оның қызметіне тepic әсерін тигізуі мүмкін.