Các dạng nước trong cây potx

Đó là nước hút trong các mao quản trong thành tế bào, nước bị hút thẩm thấu, không tham gia vào thành phần của vỏ thủy hóa xung quanh các phân tử và ion, trừ nước thuộc lớp khuếch tán

Các dạng nước trong cây

Trong cây nước tồn tại ở hai dạng

là nước tự do và nước liên kết Tuy nhiên, nước nào được coi là nước

tự do và nước nào được coi là nước liên kết thì có nhiều quan điểm

khác nhau Một số cho rằng nước liên kết là nước không bị đông lại ở nhiệt độ thấp hơn -10oC và không

có thể dùng làm dung môi ngay cho những chất dễ bị hòa tan như

đường (Macximov)

Quan niệm thứ hai cho rằng,

phần lớn nước bị liên kết bằng cách tham gia vào sự thủy hóa hóa học cũng như vào sự liên kết cấu

trúc Phần nước còn lại được coi là nước tự do Đó là nước hút trong

các mao quản (trong thành tế

bào), nước bị hút thẩm thấu,

không tham gia vào thành phần của vỏ thủy hóa xung quanh các

phân tử và ion, trừ nước thuộc lớp khuếch tán của vỏ thủy hóa là còn giữ được tính linh động

(Alecxeiev)

Một số nhà nghiên cứu khác lại thấy rằng, trong mọi trường hợp nước trong thực vật đều là nước

liên kết và tùy theo tác dụng của

các lực giữa các phân tử và nội

phân tử mà hoạt tính của nước bị biến đổi đi Vì vậy, các tác giả này

đã nghi ngờ sự tồn tại của dạng

nước tự do Họ đã đưa ra sự phân chia thành hai dạng nước liên kết: nước liên kết chặt và nước liên kết yếu trong đó nước liên kết yếu là nước vẫn giữ được tính chất của

nước thông thường

Sớ dĩ có những quan điểm khác

nhau về các dạng nước trong cây là

vì không có ranh giới rõ rệt về hai dạng nước tự do và nước liên kết (dạng nước này có thể chuyển

thành dạng nước kia) Sau này

người ta đã đưa ra quan niệm như

sau để phân biệt hai dạng nước

trên:

Nước tự do hay nước liên kết yếu là nước bị rút ra khỏi thực vật nhờ

những lực hút nước xác định và

nước đó có những tính chất gần

giống với tính chất của nước

thường (nghĩa là có thể dùng làm dung môi và đông đặc ở nhiệt độ

gần 0 o C)

Nước liên kết hay nước liên kết

chặt là phần nước còn lại mà tính chất của chúng đã bị biến đổi (hầu như không có khả năng làm dung môi và đông đặc ở nhiệt độ thấp

hơn 0 o C)

Tiếp theo người ta lại phân chia cụ thể hơn thành 3 dạng nước như

+ Nước liên kết chặt là nước bị giữ lại do quá trình thủy hóa hóa học các ion và các phân tử, các chất

trùng hợp thấp và trùng hợp cao + Nước liên kết yếu là nước thuộc các lớp khuếch tán của vỏ thủy

hóa, nước liên kết cấu trúc và nước hút thẩm thấu

+ Nước tự do là nước bị hút trong các mao quản của thành tế bào và phần nước bị hút thẩm thấu của dịch tế bào, không tham gia

vào thành phần vỏ thủy hóa xung quanh các ion và phân tử

Ý nghĩa của các dạng nước

Sự khác nhau về tính chất của nước

tự do và nước liên kết đã đưa đến

sự khác nhau về ý nghĩa của chúng đối với đời sống của thực vật

+ Nước tự do chiếm một lượng lớn trong thực vật (70%) lại là dạng

nước còn di động được và còn giữ nguyên những đặc tính của nước

cho nên đóng vai trò quan trọng

trong quá trình trao đổi chất của

thực vật Do đó, người ta đã xác

định rằng, lượng nước tự do qui

định cường độ các quá trình sinh lí + Nước liên kết chặt và không chặt

là dạng nước chiếm 30% lượng

nước trong cây Tùy theo mức độ khác nhau dạng này mất tính chất ban đầu của nước như khả năng

làm dung môi kém, nhiệt dung giảm

xuống, độ đàn hồi tăng lên, nhiệt

độ đông đặc thấp

Vai trò của dạng nước này là đảm bảo độ bền vững của hệ thống keo trong chất nguyên sinh vì nó

làm cho các phân tử phân tán khó lắng xuống, hiện tượng ngưng kết ít xảy ra

Trong các cơ thể non, hàm lượng nước liên kết thấy nhỏ hơn trong

các cơ thể già Khi thực vật gặp

điều kiện khô hạn, hàm lượng nước liên kết tăng lên Cho nên, có thể là hàm lượng nước liên kết liên quan với tính chống chịu của thực vật như chịu hạn, chịu rét, chịu

mặn Người ta đã dùng tỷ số hàm lượng nước liên kết và nước tự do

để đánh giá khả năng chống chịu

của thực vật và ứng dụng trong việc chọn các giống cây có khả năng

chống chịu tốt nhất

Sự phân bố của các dạng nước

trong cây

Trong thành tế bào chủ yếu gồm

nước liên kết bởi các chất cao phân

tử cellulose, hemicellulose, các

chất pectin, nước liên kết cấu trúc

và nước bị hút trong các mao quản Trong chất nguyên sinh, việc

xác định các dạng nước trong chất nguyên sinh gặp nhiều khó

khăn do tính chất phức tạp và tính không ổn định về thành phần và

cấu trúc của nó Tuy nhiên, người

ta cũng xác định rằng, trong chất

nguyên sinh nước bị liên kết bởi sự thủy hóa hóa học của protein và các chất cao phân tử khác, nước liên

kết cấu trúc, nước liên kết bởi các chất trùng hợp thấp và nước bị hút bằng thẩm thấu (bên trong các đại phân tử)

Ảnh hưởng của một số điều kiện

ngoại cảnh đến các dạng nước của thực vật

+ Ảnh hưởng của điều kiện dinh

dưỡng khoáng Ảnh hưởng của

dinh dưỡng khoáng đến tỷ lệ nước

tự do và nước liên kết trong cây có thể là do ảnh hưởng trực tiếp của

các ion đến sự thủy hóa hóa học và

do sự biến đổi tiến trình trao đổi

chất ảnh hưởng đến tỷ lệ các chất tích nước ít hay nhiều trong tế bào Ảnh hưởng trực tiếp của các ion

đến sự thủy hóa hóa học là do

chúng bị hút bám trên bề mặt các tiểu phần bị bị thủy hóa (các đại

phân tử) cho nên chúng có thể tác động đến sự thủy hóa hóa học các ion cũng như sự thủy hóa hóa học trung hòa điện

Người ta đã chứng minh rằng, các chất điện li tăng lên sẽ làm cho

lượng nước liên kết tăng lên

Tuy nhiên, đối với các ion K+,

Cs+, I- thì ngược lại, tức là lượng nước liên kết giảm đi do cấu trúc của nước trong các vỏ thủy hóa

kém bền vững đi

Sự hút bám một loại ion này có thể kèm theo sự thải ra các ion khác

(sự trao đổi hút bám) Nếu mức độ thủy hóa của ion bị hút bám lớn

hơn mức độ thủy hóa của ion bị

thải ra thì lượng nước liên kết với đại phân tử sẽ tăng lên Trong

trường hợp ngược lại, lượng nước liên kết sẽ giảm đi

Bằng thực nghiệm người ta đã chỉ

ra rằng, việc tiêm các dung dịch

của tất cả các muối gây ra sự giàm lượng nước tự do và làm tăng

lượng nước liên kết vì các ion đã ảnh hưởng đến sự thủy hóa hóa học các đại phân tử

Ảnh hưởng của dinh dưỡng

khoáng còn thể hiện ở chỗ các

ion khoáng ảnh hưởng đến thành phần các chất hữu cơ do cây tổng hợp Đó là các đại phân tử có chứa các nhóm ưa nước (nhóm phân cực hay ion) mà số lượng và sự phân bố của các nhóm này chi phối mức độ thủy hóa của các đại phân tử nên có thể làm biến đổi các liên kết cấu

trúc của nước các kết quả nghiên cứu đã cho thấy khi thủy phân

protein có thể xảy ra sự phân giải peptid để tạo thành các nhóm phân cực mới (NH2 và COOH) liên kết với các phân tử nước mới

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ Sự thủy hóa hóa học là một quá

trình ngoại nhiệt Vì vậy, khi hệ

hút nhiệt thì phải xảy ra quá trình

ngược lại tức là sự thủy hóa do

chuyển động nhiệt của các phân tử nước tăng lên, gây tác động ngược lại sự định hướng của các phân tử nước

Do vậy, khi nhiệt độ tăng thì hàm lượng nước liên kết giảm, nhưng

hàm lượng nước liên kết cấu trúc

và nước hút thẩm thấu thì lại tăng lên, do sự giảm lực liên kết của các nhóm phân cực làm cho cấu trúc

các đại phân tử trở nên xốp, cùng với việc tăng động năng của các ion

và các phân tử làm cho lượng nước liên kết cấu trúc và sự hút nước

thẩm thấu tăng lên

Ngoài ảnh hưởng đến sự thủy hóa,

sự tăng nhiệt độ còn ảnh hưởng đến

quá trình trao đổi chất qua việc

thúc đẩy quá trình thủy phân làm giảm lượng các chất cao phân tử, dẫn đến việc giảm lượng nước liên kết và tăng lượng nước tự do