Lucrări practice de fiziologie vegetală

1. IMPORTANŢA STĂRII DE MOBILITATE A APEI ÎN MEDIU ŞI ÎN CELULĂ

Importanţa stării de mobilitate a apei în mediu şi în celulă poate fi pusă în evidenţă asftel:

Importanţa stării de mobilitate a apei în mediu

Mod de lucru. Se pun în două lădiţe, înalte de 5 cm, câte 10 Kg de sol: într-una nisip, iar în cealaltă

argilă. Se însămânţează ambele soluri cu cariopse de ovăz şi se udă fiecare cu câte un litru de apă de

conductă.

Importanţa stării de mobilitate a apei în celule

Mod de lucru. Se cântăresc câte 100 g seminţe de mei şi de fasole, care se introduc apoi în apă, unde

se ţin până când masa lor creşte cu 30g. În acest scop, seminţele se scot periodic din apă, se tamponează cu

hârtie sugativă, pentru îndepărtarea apei de pe suprafaţa lor şi apoi se recântăresc. Aceste operaţii se repetă

până ce masa iniţială a seminţelor va creşte cu 30g.

Din experimentele prezentate în cele două paragrafe de mai sus rezultă că apa lichidă poate fi

reţinută, în celulă sau în mediu, prin forţe de retenţie. Cunoaşterea acestora este prima

problemă ce necesită a fi elucidată în înţelegerea schimburilor de apă între organismul vegetal

şi mediu.

2. FORŢE CARE REŢIN APA ÎN CELULĂ SAU ÎN MEDIU

A. FORŢE DE NATURĂ FIZICĂ

a. Forţe osmotice

Aceste forţe sunt determinate de substanţele dizolvate, a căror particule dispersate reţin apa. Apa

reţinută prin forţe osmotice se numeşte apă osmotică (apă de dizolvare sau, impropriu, apă liberă). Eliberarea

acestei forme de apă din ţesuturi, prin transpiraţie, este cu atât mai dificilă, cu cât sucul vacuolar este mai

concentrat. Legăturile contractate între moleculele de apă şi cele ale substanţelor dizolvate pot fi evidenţiate

uşor prin următorul procedeu:

ÎNTREBĂRI

1. Ce aţi observat în cele două lădiţe?

2. De ce nu germinează cariopsele în argilă?

3. Care este concluzia experimentului?

ÎNTREBĂRI

1. De ce germinează numai seminţele de mei?

2. Care este concluzia experimentului?

Pe talerul unei balanţe se aşează câte o cutie Petri de acelaşi diametru şi într-una se pune apă distilată,

iar în cealaltă o soluţie de zaharoză 10%. Se echilibrează la începutul experienţei sistemul şi se lasă în repaus.

Apa din soluţia de zaharoză, fiind reţinută prin forţe osmotice, se evaporă în cantitate mai mică, fapt ce duce,

după un timp, la ruperea echilibrului balanţei.

b. Forţele de adsorbţie

Apa poate fi fixată la suprafaţa diverselor particule (ioni sau molecule) prin forţe de adsorbţie, care

sunt mai ales forţe electrostatice, datorită stării dipolare a apei. Această fracţiune a apei (apa de adsorbţie sau

de hidratare) determină fenomenul de solvatare a particulelor coloidale şi de electrostricţie a ionilor minerali, prin

formarea în jurul lor a unui înveliş dens de molecule de apă nedisociate. Numeroase substanţe din celule

conferă suprafeţe enorme de adsorbţie a apei (1 gram de celuloză oferă o suprafaţă de 16 cm2; 100 molecule

proteice adsorb aproximativ 4-56 molecule de apă). În cazul ionilor, învelişul lor apos este cu atât mai gros cu

cât este mai mică raza şi încărcătura electrică a ionului respectiv.

Adsorbţia iodului de către amidon

Materiale: eprubetă, soluţie amidon 1%, soluţie Lugol (iod în iodură de potasiu), bec de gaz.

Mod de lucru. Se pun într-o eprubetă 2-3 ml soluţie de amidon şi se adaugă câteva picături de soluţie

Lugol. După agitare, soluţia coloidală de amidon se colorează în albastru, datorită formării iodurii de amidon.

Prin încălzirea eprubetei la flacără soluţia se decolorează, iar prin răcire se colorează din nou în albastru.

Durata experienţei: 10 minute.

c. Forţele de imbibiţie

Forţele de imbibiţie sunt determinate de îmbibarea coloizilor hidrofili, întrucât aceştia limitează

eliberarea apei din ei. Apa reţinută pin aceste forţe se numeşte apă de imbibiţie. În celule se găsesc numeroşi

coloizi hidrofili (proteine, mucilagii, celuloză etc.) care reţin apa prin forţe de imbibiţie foarte puternice.

Evidenţierea forţele de imbibiţie:

Mod de lucru. Se echilibrează, pe talerele unei balanţe, o cutie Petri, ce conţine apă distilată şi una ce

conţine vată îmbibată cu apă. După un timp, echilibrul este rupt în favoarea ultimei cutii, deoarece

forţele de imbibiţie limitează evaporarea apei din vatră.

d. Forţele de coeziune moleculară

Se evidenţiază foarte simplu aplicând una peste alta două lame de sticlă (lame port obiect utilizate în

microscopia fotonică) udate cu apă. Separarea lor necesită o oarecare tracţiune, în sensul glisării acestora şi

nu în sens diametral opus, deoarece între moleculele de apă există forţe mari de coeziune, care se opun

Fig. 1. Ion de sodiu solvatat de molecule de

apă

Interpretare. Fenomenul de adsorbţie a iodului din soluţia Lugol pe suprafaţa particulelor de

amidon este un fenomen fizic, nu o reacţie chimică, fiind influenţat de modificarea temperaturii

mediului de lucru.

Interpretare. În cazul moleculelor coloidale îmbibate puternic cu apă, forţele de imbibiţie sunt

mici, astfel că tensiunea vaporilor de apă este mare. Puterea de reţinere a apei de către

micelele coloidale este foarte mare când acestea sunt puţin îmbibate cu apă.

scindării în două a masei de apă dintre lamele. Nu se poate vorbi de apă de coeziune, deoarece atracţia

moleculară există în toate formele de apă lichidă.