Химическое взаимодействие растений— аллелопатия. Органы многих растений выделяют эти вещества их название происходит

Выделение у растений и животных

ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. Как растения удаляют ненужные вещества?

У растений нет специальной выделительной системы. Многие ненужные для них вещества откладываются в клетках, многоклеточных вместилищах и сохраняются на протяжении всей их жизни. От многих вредных веществ растения освобождаются во время листопада, при слущивании наружных слоёв коры — корки.

Некоторые растения от избытка воды и солей освобождаются через специальные, похожие на устьица группы клеток — водяные устьица, или гидатоды. Обычно они располагаются на верхушке и по краям листа. Выделяемые ими капли (росу) можно видеть на листьях утром в жаркую погоду.

Вопрос 2. Как удаляются ненужные продукты жизнедеятельности у животных?

Животные по-разному избавляются от продуктов обмена. Например, амёба от излишков воды избавляется с помощью сократительной вакуоли, которая, периодически сокращаясь, выталкивает наружу находящуюся в ней жидкость. Всей поверхностью тела удаляются ненужные вещества у гидр, медуз.

Вопрос 1. Где у растений накапливаются продукты обмена веществ?

У растений продукты обмена веществ накапливаются в вакуолях клеток, в специальных хранилищах, например в смоляных ходах у хвойных, млечных ходах у одуванчика и молочая. У многолетних растений они накапливаются в коре, иногда в древесине. Удаление продуктов жизнедеятельности у растений происходит через корни и опавшие листья. Установлено, что к осени в клетках листьев накапливаются вредные для растения вещества, которые удаляются из растения вместе с опадающими листьями.

Вопрос 2. Как происходит выделение вредных веществ у растений?

Через устьица и чечевички коры, например березы, из растения удаляется углекислый газ.

Выделение сахаров у растений осуществляется специальными образованиями — нектарниками. У большинства растений они находятся в цветках, а у некоторых — на стеблях и листьях. Нектар обладает бактерицидными свойствами и защищает завязь цветка от микроорганизмов. К тому же нектар наряду с окрашенным венчиком и ароматом цветков является важным приспособлением для привлечения насекомых, осуществляющих перекрёстное опыление.

Через специальные железы растений в атмосферу выделяются летучие вещества, в том числе эфирные масла. К эфиромасличным растениям относятся пеларгония, мята, мелисса, эвкалипт. Многие из них используются в лекарственных целях, а также для ароматизации продуктов, изготовления парфюмерной продукции.

Опавшие листья растений содержат неорганические и органические вещества и представляют собой очень ценное удобрение. Поэтому садоводы закладывают листья в компостные кучи. Благодаря опавшим листьям почва в лесу ежегодно обогащается перегноем. Вот почему их не надо жечь. Вполне понятно, что сбор опавших листьев и вообще удаление лесной подстилки в лесу отрицательно сказываются па жизни деревьев.

Вопрос 3. Какие продукты обмена веществ выделяются из организма позвоночных животных через лёгкие, кишечник, потовые железы?

Через легкие выводятся из организма углекислый газ вода и летучие вещества. Кишечник выделяет некоторые соли в составе кала, потовые железы - воду, соли, органические вещества.

1. Выпишите из текста параграфа новые понятия, найдите их определения в интернет-источниках, энциклопедических словарях.

Нектарники— медовые желёзки растений, выделяющие сахаристый сок — нектар. Внешние выделительные структуры, обычно расположенные в цветке и выделяющие сладкий сок, служащий приманкой для животных-опылителей, чаще всего насекомых.

Нефридии — органы выделения у беспозвоночных, выполняющие функции осморегуляции, извлечения и удаления из организма вредных продуктов обмена веществ.

Листопад — биологический процесс сбрасывания листвы растениями. В условиях умеренного климата зимой многим растениям не хватает воды. Вода в замёрзшем грунте находится в состоянии льда и не может проникать в клетки корней.

2. Используя интернет-источники, научно-популярную литературу, подготовьте сообщение на тему «Значение процессов выделения у живых организмов».

В процессе обмена веществ в клетках образуются конечные продукты. Среди них могут быть и ядовитые для клеток вещества. Так, при расщеплении аминокислот, нуклеиновых кислот и других азотсодержащих соединений образуются токсические вещества —аммиак, мочевина и мочевая кислота, которые по мере их накопления подлежат выведению из организма. Должны удаляться» кроме того, избыток воды, углекислый газ, яды, которые поступают вместе с вдыхаемым воздухом, поглощаемой пищей и водой, избыток витаминов, гормонов, лекарственные препараты и т. п. При накоплении этих веществ в организме возникает опасность нарушения постоянства состава и объема внутренней среды организма, что может отразиться на здоровье человека.

Органы выделения и их функции. Выделительную функцию выполняют многие органы. Так, легкие выводят из организма углекислый газ, пары воды, некоторые летучие вещества, например пары эфира, хлороформа при наркозе, пары алкоголя при опьянении. Потовыми железами удаляются вода и соли, небольшие количества мочевины, мочевой кислоты, а при напряженной мышечной работе — молочная кислота. Слюнные и желудочные железы выделяют некоторые тяжелые металлы, ряд лекарственных веществ, чужеродные органические соединения. Важную экскреторную функцию выполняет печень, удаляя из крови гормоны (тироксин, фолликулин), продукты расщепления гемоглобина, азотистого метаболизма и многие другие вещества. Поджелудочная железа и кишечные железы выводят соли тяжелых металлов, лекарственные вещества.

Однако основная роль в процессах выделения принадлежит специализированным органам — почкам. К важнейшим функциям почек относится участие в регуляции: 1) объема крови и других жидкостей внутренней среды, 2) постоянства осмотического давления крови и других жидкостей тела, 3) ионного состава жидкостей внутренней среды и ионного баланса организма, 4) кислотно-щелочного равновесия, 5) выведения из организма конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ. Таким образом, почки являются органом, обеспечивающим гомеостаз внутренней среды организма.

ПОДУМАЙТЕ

Чем различается выделение веществ у растений и животных? Составьте сравнительную таблицу.

У животных есть органы выделения: у позвоночных — почки, у простейших — сократительная вакуоля. Органы выделения удаляют из организма мочевину, мочевую кислоту и аммиак — продукты распада разных веществ, в том числе и белка, У растений сходных отходов образуется немного. Это объясняется типом их питания и отсутствием мышечной активности. Из растительных организмов аммиак не выводится. Путем химических превращений он переходит в безвредные для растения вещества — аспарагин и глутамин. Это кладовые азота, который может быть использован растением вновь при биосинтезе азотсодержащих соединений. Некоторые продукты жизнедеятельности накапливаются у растений в листьях и удаляются при листопаде.

resheba.com

Выделение

Эволюция выделительной системы

В процессе эволюции продукты выделения и механизмы их выведения из организма сильно изменялись. С усложнением организации и переходом в новые среды обитания наряду с кожей и почками появлялись и другие органы выделения или выделительную функцию начинали вторично выполнять уже имеющиеся органы. Выделительные процессы у животных связаны с активизацией их обмена веществ, а также гораздо более сложными процессами жизнедеятельности.

Простейшие освобождаются путём диффузии их через мембрану. Для удаления излишка воды простейшие имеют сократительные вакуоли. Губки и кишечнополостные — продукты обмена удаляют тоже путём диффузии. Первые выделительные органы самого простого строения появляются у плоских червей и немертин. Они носят название протонефридиев, или пламенные клетки. У кольчатых червей в каждом сегменте тела имеется по паре специализированных выделительных органов — метанефридиев. Органами выделения ракообразных являются зелёные железы, расположенные у основания антенн. Моча накапливается в мочевом пузыре, а затем изливается наружу. У насекомых имеются мальпигиевы трубочки, открывающиеся в пищеварительный тракт. Выделительная система у всех позвоночных в основных чертах одинакова: она состоит из почечных телец — нефронов, с помощью которых из крови удаляются продукты метаболизма. У птиц и млекопитающих в процессе эволюции выработалась почка третьего типа — метанефрос, канальцы которой имеют два сильно извитых участка (как у человека) и длинную петлю Генле. В длинных участках почечного канальца происходит обратное всасывание воды, что позволяет животным успешно приспособиться к жизни на суше и экономно расходовать воду.

Таким образом, в различных группах живых организмов можно наблюдать различные органы выделения, адаптирующие данные организмы к выбранной ими среде обитания. Различное строение органов выделения ведёт к появлению различий в количестве и виде выделяемых продуктов обмена веществ. Наиболее общими продуктами выделения для всех организмов являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Далеко не все продукты обмена выводятся из организма. Многие из них являются полезными и входят в состав клеток этого организма.

Пути выделения продуктов обмена веществ

В результате обмена веществ образуются более простые конечные продукты: вода, углекислый газ, мочевина, мочевая кислота и др. они, а также избыток минеральных солей удаляются из организма. Углекислый газ и некоторое количество воды в виде пара выводится через лёгкие. Основное количество воды (около 2 литров) с растворёнными в ней мочевиной, хлористым натрием и другими неорганическими солями выводится через почки и в меньшем количестве через потовые железы кожи. Функцию выделения до некоторой степени выполняет и печень. Соли тяжёлых металлов (меди, свинца), которые случайно попали с пищей в кишечник и являются сильными ядами, а также продукты гниения всасываются из кишечника в кровь и поступают в печень. Здесь они обезвреживаются — соединяются с органическими веществами, теряя при этом токсичность и способность всасываться в кровь, — и с желчью выводятся через кишечник, лёгких и кожи из организма удаляются конечные продукты диссимиляции, вредные вещества, избыток воды и неорганических веществ и поддерживается постоянство внутренней среды.

Органы выделения

Образующиеся в процессе обмена вещества вредные продукты распада (аммиак, мочевая кислота, мочевина и др.) должны быть удалены из организма. Это необходимое условие жизнедеятельности, поскольку накопление их вызывает самоотравление организма и гибель. В выведении ненужных организму веществ участвуют многие органы. Все нерастворимые в воде и, следовательно, не всасывающиеся в кишечнике вещества выводятся с калом. Углекислый газ, вода (частично), удаляются через лёгкие, а вода, соли, некоторые органические соединения — с потом через кожу. Однако большая часть продуктов распада выделяется в составе мочи через мочевыделительную систему. У высших позвоночных животных и у человека выделительная система состоит из двух почек с их выводными протоками — мочеточниками, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, по которому моча выводится наружу при сокращении мускулатуры стенок мочевого пузыря.

Почки — главный орган выделения, так как в них происходит процесс образования мочи.

Строение и работа почек

Почки — парный орган бобовидной формы — расположены на внутренней поверхности задней стенки брюшной полости на уровне поясницы. К почкам подходят почечные артерии и нервы, а отходят от них мочеточники и вены. Вещество почки состоит из двух слоёв: наружный (корковый) более тёмный, и внутренний (мозговой) светлый.

Мозговое вещество представлено многочисленными извитыми канальцами, идущими от капсул нефронов и возвращающимися в кору почек. Светлый внутренний слой состоит из собирательных трубок, образующих пирамидки, обращённые вершинами внутрь и заканчивающиеся отверстиями. По извитым почечным канальцами, густо оплетёнными капиллярами, из капсулы проходит первичная моча. Из первичной мочи в капилляры возвращается (реабсорбируется) часть воды, глюкоза. Оставшаяся более концентрированная вторичная моча поступает в пирамидки.

Почечная лоханка имеет форму воронки, широкой стороной обращённой к пирамидкам, узкой — к воротам почки. К ней примыкают две большие чаши. По трубочкам пирамидок, через сосочки, вторичная моча просачивается сначала в малые чашечки (их 8-9 штук), затем в две большие чашечки, а из них в почечную лоханку, где собирается и проводится в мочеточник.

Ворота почки — вогнутая сторона почки, от которой отходит мочеточник. Здесь же в почку входит почечная артерия и отсюда же выходит почечная вена. По мочеточнику вторичная моча постоянно стекает в мочевой пузырь. По почечной артерии непрерывно приносится кровь, подлежащая очистке от конечных продуктов жизнедеятельности. После прохождения через сосудистую систему почки кровь из артериальной становится венозной и выносится в почечную вену.

Мочеточники. Парные трубки 30–35 см длиной, состоят из гладкой мускулатуры, выстланы эпителием, снаружи покрыты соединительной тканью. Соединяют почечную лоханку с мочевым пузырём.

Мочевой пузырь. Мешок, стенки которого состоят из гладкой мускулатуры, выстланной переходным эпителием. У мочевого пузыря выделяют верхушку, тело и дно. В области дна к нему под острым углом подходят мочеточники. От дна же — шейки — начинается мочеиспускательный канал. Стенка мочевого пузыря состоит из трёх слоёв: слизистой оболочки, мышечного слоя и соединительнотканной оболочки. Слизистая оболочка выстлана переходным эпителием, способным собираться в складки и растягиваться. В области шейки мочевого пузыря имеется сфинктер (мышечный сжиматель). Функция мочевого пузыря заключается в накапливании мочи и при сокращении стенок выделять мочу наружу через (3 — 3,5 часа).

Мочеиспускательный канал. Трубка, стенки которой состоят из гладкой мускулатуры, выстланной эпителием (многорядным и цилиндрическим). У выходного отверстия канала имеется сфинктер. Выводит мочу во внешнюю среду.

Каждая почка состоит из огромного количества (около миллиона) сложных образований — нефронов. Нефрон — функциональная единица почки. Капсулы расположены в корковом слое почки, тогда как канальцы — преимущественно в мозговом. Капсула нефрона напоминает шар, верхняя часть которого вдавлена в нижнюю, так что между его стенками образуется щель — полость капсулы.

От неё отходит тоненькая и длинная извитая трубочка — каналец. Стенки канальца, как и каждая из двух стенок капсулы, образованы одним слоем эпителиальных клеток.

Почечная артерия, войдя в почку, делится на большое количество веточек. Тонкий сосуд, называющийся переносящей артерией, заходит во вдавленную часть капсулы, образуя там клубочек капилляров. Капилляры собираются в сосуд, который выходит из капсулы, — выносящую артерию. Последняя подходит к извилистому канальцу и снова распадается на капилляры, оплетающие его. Эти капилляры собираются в вены, которые, сливаясь, образуют почечную вену и выносят кровь из почки.

Нефроны

Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, который состоит из капсулы клубочка, имеющей форму двустенного бокала, и канальцев. Капсула охватывает клубочковую капиллярную сеть, в результате формируется почечное (мальпигиево) тельце.

Капсула клубочка продолжается в проксимальный извитый каналец. За ним следует петля нефрона, состоящая из нисходящей и восходящей частей. Петля нефрона переходит в дистальный извитый каналец, впадающий в собирательную трубочку. Собирательные трубочки продолжаются в сосочковые протоки. На всём протяжении канальцы нефрона окружены прилегающими к ним кровеносными капиллярами.

Образование мочи

Моча образуется в почках из крови, которой почки хорошо снабжаются. В основе мочеобразования лежат два процесса — фильтрация и реабсорбция.

Фильтрация происходит в капсулах. Диаметр приносящей артерии больше, чем выносящей, поэтому давление крови в капиллярах клубочка достаточно высокое (70–80 мм рт.ст.). благодаря такому высокому давлению плазма крови вместе с растворёнными в ней неорганическими и органическими веществами проталкивается сквозь тонкую стенку капилляра и внутреннюю стенку капсулы. При этом профильтровываются все вещества с относительно малым диаметром молекул. Вещества с крупными молекулами (белки), а также форменные элементы крови остаются в крови. Таким образом, в результате фильтрации образуется первичная моча, в состав которой входят все компоненты плазмы крови (соли, аминокислоты, глюкоза и другие вещества) за исключением белков и жиров. Концентрация этих веществ в первичной моче такая же, как ив плазме крови.

Образовавшаяся в результате фильтрации в капсулах первичная моча поступает в канальцы. По мере её прохождения по канальцам эпителиальные клетки их стенок отбирают обратно, возвращают в кровь значительное количество воды и необходимые организму вещества. Этот процесс называется реабсорбцией. В отличие от фильтрации он протекает за счёт активной деятельности клеток канальцевого эпителия с затратами энергии и поглощением кислорода. Некоторые вещества (глюкоза, аминокислоты) реабсорбируют полностью, так что во вторичной моче, которая поступает в мочевой пузырь, их нет. Другие вещества (минеральные соли) всасываются из канальцев в кровь в необходимых организму количествах, а остальное количество выводится наружу.

Большая суммарная поверхность почечных канальцев (до 40–50 м2) и активная деятельность их клеток способствуют тому, что из 150 литров суточной первичной мочи образуется только 1,5–2,0 литра вторичной (конечной). У человека за час образуется до 7200 мл первичной мочи, а выделяется 60–120 мл вторичной. Это значит, что 98–99% её всасывается обратно. Вторичная моча отличается от первичной отсутствием сахара, аминокислот и повышенной концентрацией мочевины (почти в 70 раз).

Непрерывно образующаяся моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь (резервуар мочи), из которого по мочеиспускательному каналу периодически выводится из организма.

Регуляция деятельности почек

Деятельность почек, как и деятельность других выделительных систем, регулируется нервной системой и железами внутренней секреции — главным образом.

гипофизом. Прекращение работы почек неминуемо ведёт к смерти, наступающей в результате отравления организма вредными продуктами обмена веществ.

Функции почек

Почки являются основным органом выделения. Они выполняют в организме множество различных функций.

Выделение у растений

Растения, в отличие от животных, выделяют лишь небольшие количества азотистых продуктов, которые выводятся в виде аммиака путём диффузии. Водные растения выделяют продукты метаболизма путём диффузии в окружающую среду. Наземные же растения накапливают ненужные вещества (соли и органические вещества — кислоты) в листьях — и освобождаются от них при листопаде или же накапливают их в стеблях и листьях, которые осенью отмирают. За счёт изменения тургорного давления в клетках растения могут переносить даже значительные сдвиги в осмотической концентрации окружающей жидкости до тех пор, пока она остаётся ниже осмотической концентрации внутри клеток. Если же концентрация растворённых веществ в окружающей жидкости выше, чем внутри клеток, то происходит плазмолиз и гибель клеток.

biouroki.ru

Выделительные ткани

В процессе обмена веществ у растений, помимо продуктов потребляемых самим растением, образуется еще ряд отбросов или побочных продуктов, для питания растения никакого значения не имеющих; они могут быть отнесены к группе выделений.

У высших растений происходит выделение капельно-жидкой воды и растворов различных веществ, а в некоторых случаях вещества затвердевают и выкристаллизовываются внутри тела растения или на его поверхности.

В связи с этим различают выделительные ткани внутреннейивнешнейсекреции.

Выделительная деятельность растений очень разнообразна, поэтому изучение выделительных тканей имеет ряд трудностей. Во-первых, эти ткани сильно различаются по строению и размещению в теле растения. Во-вторых, растения выделяют очень разнообразные в химическом отношении вещества, причем одинаковые вещества могут вырабатываться разными видами выделительной ткани и наоборот. И, наконец, остается неясным значение выделяемых веществ для самих растений.

Многие "отбросные" вещества в процессе приспособительной эволюции получили дополнительную вторичную функцию, например, имеют горький вкус или ядовиты и предохраняют растения от поедания или служат для дезинфекции как некоторые смолы.

Выделительные ткани внешней секреции

1. Гидатоды? устройства, служащие для выделения воды.

У многих растений, особенно у тропических, разные органы (главным образом листья), выделяют воду в виде капель. Это явление называется гуттацией. Гуттация происходит особенно интенсивно в условиях, затрудняющих транспирацию ? испарение воды листьями. Такие условия создаются, например, в прохладные безветренные ночи при влажном воздухе. В ранние утренние часы после таких ночей можно наблюдать капельки воды на листьях растений ? растения гуттируют.

Гуттационные капли обычно легко отличаются от росы. Они располагаются большей частью под верхушкой листа или на кончиках зубцов его пластинки. Положение капель гуттационной воды показывает и положение органов ее выделяющих ? гидатод.

Гидатоды наиболее простого типа представляют собой видоизмененные клетки кожицы или многоклеточные волоски. Они пространственно не связаны с тканями, проводящими воду.

Наиболее сложный тип представляют гидатоды, у которых кожица участвует в формировании специальных выводных отверстий для воды, в виде водяных устьиц или водяных щелей. В отличие от обычных устьиц, водяные устьица лишены подвижности, а щели постоянно открыты.

Гидатода снабжена либо одним крупным устьицем с широкой щелью, как у первоцветов и аконитов, либо имеется группа мелких устьиц обычно с узкими щелями, как у многих толстянок, сложноцветных, зонтичных.

2. Весьма разнообразны и широко распространены наружные эпидермальные железки.

У многих растений кожица листьев и стеблей обладает высокоспециализированными многоклеточными железистыми волосками. Эти волоски имеют обычно многоклеточную ножку и округлую одноклеточную головку (как у первоцветов, пеларгоний). Эфирные масла заполняют пространство между целлюлозной оболочкой и кутикулой.

Достаточно часто встречаются и многоклеточные головки.

Железистый волосок может быть и ветвистым, как у некоторых бегоний или хмеля.

Очень своеобразны жгучие волоски крапивы. Они имеют многоклеточное основание, переходящее в крупную клетку с хрупкими кремниевыми стенками. Едкая жидкость наполняет эту клетку под большим давлением. При легком прикосновении верхушка клетки-ампулы обламывается, оставляя острые края. Волосок впивается в кожу, впрыскивая сок.

3. Особый тип желез наружной секреции представляют нектарники.Нектарники ? органы выделения сахаристой жидкости нектара. Обычно они находятся в цветке. Нектар служит средством привлечения животных, чаще всего насекомых, которые производят перекрестное опыление растений.

4. И, наконец, самым редким типом выделительных органов являются переваривающие железкинасекомоядных растений. Наружными переваривающими железками обладают, например, листья росянки.

Заканчивая обзор наружных выделительных органов, необходимо отметить, что в целом, растительные выделения, в противоположность животным, относительно редко выводятся наружу. В этом состоит одна из характерных особенностей растений. Объясняется это отчасти тем, что выделяемые вещества образуются внутри клеток, одетых к тому же клеточными оболочками. Значительно чаще растительные выделения собираются внутри самого растения. Поэтому и внутренние выделительные ткани заметно разнообразнее.Перейдем к их рассмотрению.

studfiles.net

Химическое взаимодействие растений— аллелопатия

Поверхность суши земного шара покрыта растениями. Даже в безводных пустынях, высоко в горах, на ледовых арктических полях встречаются высшие растения и бактерии. Растения образуют своеобразные сообщества. Жизнь каждого растения в них тесно связана с жизнедеятельностью остальных. Более того, лесные, степные, пустынные или другие сообщества такого рода далеко не случайное явление. Они всегда имеют определенный состав растительных видов и развиваются по определенным законам. Эти законы изучает геоботаника.

В сообществах бывают взаимно полезные или просто не мешающие друг другу виды. Однако, когда в сообщество попадает «чужое» растение, начинается борьба не на жизнь, а на смерть. Семена его с трудом всходят. Они могут много лет лежать, не прорастая, а потом, дав всходы, погибнуть, так как молодые растения не выдерживают влияния непривычных для них соседей.

Схема, показывающая действие корневых выделений: а — вода, омывающая корни одного растения, не попадает на корни другого, и оно развивается нормально; б — корневые выделения угнетают подопытное растение.

Если же чужое для сообщества растение все-таки уцелеет и окрепнет, то оно начнет изменять растительность вокруг себя. Возле него появятся привычные для такого вида соседи. Вскоре здесь образуется небольшой островок нового сообщества. Все разрастаясь, оно в конце концов вытеснит старое сообщество с его собственной территории. Итак, не только отдельные растения взаимодействуют между собой, но и целые растительные сообщества сменяют друг друга, наступают или отступают. Так степь сменяется лесом, который затем снова может стать степью, если изменится климат, и т. д. С переменным успехом побеждают то одни, то другие растения. Этот процесс идет миллионы лет, длится он и теперь срэди дикой растительности.

Огромные площади давно уже заняли культурные сообщества — посевы. Развитие их направляется человеком. Тем не менее определенные взаимоотношения растений существуют и здесь. Достаточно вспомнить вред, который приносят посевам сорняки, или, напротив, преимущества совместного выращивания растений в смешанных посевах.

Мы рассмотрим один из способов взаимовлияния растений — химический способ, или аллелопатию. Этот термин происходит от греческих слов «аллелон» — взаимный и «патос» — страдание и означает взаимовлияние, взаимодействие.

С самого начала своего существования растение еще в виде семени выделяет во внешнюю среду продукты своей жизнедеятельности. С момента прорастания семени количество выделений резко возрастает и достигает максимума, когда организм начинает отмирать. Некоторые вещества растение выделяет активно. Так, через специальные водные устьица — гидатоды, расположенные на кончиках листьев, просачиваются излишняя вода и ненужные растению вещества. Другие вещества могут смываться с листьев дождем или росой. В растительных выделениях содержатся очень активные вещества — ферменты, витамины, алкалоиды, эфирные масла, органические кислоты, фитонциды (см. статьи «Витамины» и «Фитонциды — химическая защита растений»). Некоторые из этих соединений по своим свойствам напоминают гербициды, применяющиеся для уничтожения сорняков. Эти вещества, получившие название тормозителей, убивают растения или задерживают их рост, подавляют прорастание семян, снижают интенсивность физиологических процессов и жизнедеятельности. Важно, однако, заметить, что эти вещества, подобно гербицидам, действуют отрицательно лишь в довольно большом количестве. В слабых концентрациях они будут действовать уже как ускорители физиологических процессов, т. е. как стимуляторы.

Так действуют выделения тополя на овес.

Очень важно также, что растения могут поглощать выделения других растений. В опытах с мечеными атомами наблюдалось, что усвоенный кукурузой в процессе фотосинтеза углерод уже через несколько часов обнаруживался в соседних бобовых растениях.

Очень «оживленно» обмениваются растения многими органическими веществами. Это означает, что совместно растущие растения, переплетаясь корнями, имеют общий обмен веществ, питаются и живут как одна сложная система. Путем такого обмена растения влияют друг на друга химически и изменяют свой химический состав. Например, кукуруза, растущая вместе с бобами, обогащается белком, что очень важно для кормления сельскохозяйственных животных. Иногда эти изменения химических свойств бывают и нежелательными. Так, культурные растения могут снизить свои качества, если они поглотят какие-то ядовитые вещества, выделенные другими растениями.

Как показывают многочисленные исследования, физиологически активные вещества встречаются в выделениях каждого растения. По качеству эти вещества различны, к тому же у одного растения их больше, у другого — меньше. Таким образом, каждое растение в течение своей жизни создает вокруг себя химическую защиту. Вещества, выделяемые деревьями, привлекают определенные виды растений, которые находят себе защиту под их сенью. Для других подобные выделения — сильный яд, и они не могут расти в этом месте. Мы хорошо знаем, например, запах соснового бора, дубового леса, луга, степи. Было замечено, что летучие и водорастворимые органические вещества, выделяемые растениями леса, вредны для произрастания степных растений. В свою очередь древесные растения, отчасти из-за веществ, выделяемых степными растениями, отчасти из-за засухи, не в состоянии проникнуть в степь и т. д.

Надо сказать также, что выделения растений представляют собой пищу для многочисленных и необычайно разнообразных микроорганизмов. Поэтому возле каждого растения формируется своя микрофлора. Бактерии и микроскопические грибы, питаясь органическими выделениями растений, в свою очередь, выделяют в окружающую среду множество своих физиологически активных веществ. Это антибиотики, витамины, органические кислоты, летучие и водорастворимые соединения. Все они очень сильно действуют на живые организмы, в том числе и на высшие растения. Следовательно, к физиологически активным выделениям высших растений добавляются выделения их специфической микрофлоры. В результате всего этого создается общее защитное пространство вокруг растения.

Между собой растения взаимодействуют и иначе. Они перехватывают друг у друга пищу, воду, свет, но и в этом случае химические выделения дают одним видам преимущества над другими. Вода и питательные вещества, которые растения поглощают корнями из почвы, всегда смешаны с корневыми выделениями соседних растений. Эти выделения могут ускорять или замедлять физиологические процессы. Так действуют, например, выделения тополя на посеянный рядом овес. Ближайшие растения совершенно угнетены, на краю гибели; немного дальше — растения выше, еще дальше — достигают нормальной величины, вслед за ними идет полоса, где растения стимулированы — они выше, зеленее, чем на остальном поле. Такое явление часто наблюдается по краям лесополос из дуба, тополя, ивы, лоха — их выделения угнетают рост не только овса, но и подсолнечника, кукурузы, свеклы, фасоли, сои, древесных саженцев и т. д. Особенно большое количество веществ-тормозителей выделяется сорняками. Так, например, пырей выделяет чрезвычайно ядовитый для растений агропирен, а горькая полынь — множество различных соединений (абсинтин, артеметин и др.). Грецкий орех выделяет листьями вещество юглон, которое, смываясь каплями росы и дождя, угнетает все, что всходит под этим деревом.

Тормозители выделяют не только живые растения. Их очень много в послеуборочных остатках. Не всегда пожнивные остатки, которые запахиваются в почву, служат удобрением. Нередко они могут повредить всходам последующей культуры. Бывает это главным образом тогда, когда послеуборочные остатки не успели еще разложиться и попадают в сухую песчаную почву. Никогда нельзя поэтому запахивать срезанные лозы на виноградниках или срезанные ветви в садах.

Однако, как мы уже знаем, небольшое количество веществ-тормозителей полезно для растений — усиливает их рост, повышает накопление хлорофилла и интенсивность фотосинтеза и т. д. Все это в целом положительно сказывается на урожайности. Следовательно, регулируя количество этих веществ в почве, можно достичь значительного повышения урожайности. Регулировать содержание тормозителей в почве не так сложно. Для того чтобы тормозителей было больше, надо высевать растения, которые выделяют их много, или вносить в почву органические остатки. А если мы хотим уменьшить количество тормозителей, то для этого следует усилить микробиологические процессы — провести рыхление почвы, внести удобрения и др.

Так, изучение химического взаимодействия — аллелопатии, раскрывая перед человеком законы жизни растительных сообществ, помогает управлять ими, дает возможность получать высокие и устойчивые урожаи на полях и на пастбищах.

Похожие статьи

zoodrug.ru

Химический состав и активные вещества, содержащиеся в растениях

Каждое растение представляет собой сложную химическую лабораторию, деятельность которой зависит от огромного коли­чества внешних и внутренних факторов: от погоды, времени года, условий произрастания, освещенности, поливки, а также от того, здоровое или больное растение.

В сложном конгломерате обмен­ных процессов участвуют все без исключения части растений, начиная от почек, цветов, коры и кончая корневищем.

Химичес­кие компоненты в частях растений могут распределяться равно­мерно, но чаще всего тот или иной орган растения содержит больше активных компонентов, чем другие.

Вот поэтому в ряде случаев рекомендуют для сбора и применения определенные части растения: плоды, цветы, траву, клубни и т. д.

Химический состав, а, следовательно, лечебные свойства растения зависят также от правильности сбора и хранения растения. В растениях выделяют следующие компоненты:

Алкалоиды. Это сложные химические соединения, содержа­щие азот. Характерной особенностью алкалоидов является то, что они имеют щелочную реакцию. Это послужило основой для их названия, которое переводится от арабского слова «алкали», что означает щелочь.

Алкалоиды содержатся не во всех растениях. В то же время один и тот же алкалоид может встречаться в разных растениях, принадлежащих к разным семействам. В лечебной практике в большинстве случаев применяются алкалоиды в виде солей, выделенных из растений.

Так, выделенный из барбариса алкалоид сернокислый берберин применяется в таблетках при заболеваниях печени и желчного пузыря. Однако сам барбарис содержит не только берберин, но и другие алкалоиды и может применяться при ряде других заболеваний.

Поэтому алкалоидо-содержащие растения часто назначают в виде настоев, отваров, а не в виде отдельных химически выделенных алкалоидов.

Гликозиды. Это кристаллические вещества очень горькие на вкус, сложного состава. Они состоят из сахаристой части (чаще глюкозы), соединенной с несахаристой частью.

Гликозиды, как правило, содержатся в клеточном соке различных органов растений. Гликозиды имеют большое лечебное значение. Напри­мер, гликозиды, содержащиеся в ревене,

 обуславливают действие растения на желудочно-кишечный тракт,

а гликозид сирингин, содержащийся в сирени, обладает лечебным эффектом при почечнокаменной болезни, диабете и других заболеваниях.

Витамины — это добавочные факторы питания, необходимые организму для нормальной жизнедеятельности. Значение вита­минов в жизни человека трудно переоценить.

Они увеличивают сопротивляемость к неблагоприятным влияниям внешней среды, инфекциям.

Витамины поддерживают нормальный тонус сердеч­но-сосудистой системы, предупреждают преждевременное ста­рение.

Недостаток витаминов приводит к расстройствам в виде гиповитаминоза, а при полном отсутствии витаминов в пище наступает еще более тяжелое страдание — авитаминоз.

В старые времена в Архангельской губернии и других районах Севера, а также среди мореходов часто встречалась цинга — заболевание, связанное с недостатком или полным отсутствием витамина С (он же аскорбиновая кислота).

В настоящее время это заболевание практически не встречается, так как на Север ввозится достаточно витаминных препаратов, овощей и фруктов, содержащих этот витамин.

Витамины делятся по растворимости на водорастворимые и жирорастворимые.

К водорастворимым относят витамин С (аскорбиновую кис­лоту), он широко распространен в природе и содержится в больших концентрациях в таких растениях, как черная смородина, капуста, земляника, яблоки и многих других плодах и овощах.

В то же время аскорбиновая кислота почти не депонируется в организме человека и требует ежедневного введения. В условиях Севера суточная потребность в этом витамине составляет в среднем 150 мг.

Недостаток аскорбиновой кислоты приводит к понижению устойчивости организма к внешним воздействиям, в том числе к инфекции, способствует кровоточивости десен, кровоподтекам, понижению кровяного давления, общей слабости.

Ежедневное употребление 100—150 г салата из свежей капусты, 1 головки лука, 1-2 долек чеснока, 2-3 яблок, 3-5 чайных ложек черной смородины, растертой с сахаром, и многих других овощей и фрук­тов обеспечивает организм этим важным витамином.

Витамин Р (рутин) регулирует проницаемость стенок крове­носных сосудов, снижает повышенное кровяное давление, повы­шает свертываемость крови.

Существует точка зрения, что рутин и аскорбиновая кислота «дополняют» друг друга и вместе дейст­вуют значительно эффективнее, чем в отдельности.

Применяют рутин при повышенной кровоточивости, гипертонической болезни, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, точечных крово­излияниях.

Много рутина содержится в черной смородине, обле­пихе, аронии, спорыше, крапиве, подорожнике, землянике. Суточ­ная доза составляет 50 мг.

Потребность в витамине Р человек возмещает из такого же количества тех же овощей и фруктов, которые содержат нужную дозу аскорбиновой кислоты.

Водорастворимых витаминов из группы В более двух десятков. Большинство из них, например, В1 В2; В6; В15 содержатся в картофеле,  томатах,   аронии,   облепихе,

смородине, спорыше.

Витамины этой группы обладают значительным влиянием на белковый, углеводный и жировой обмен, и при недостаточном их поступлении могут возникнуть заболевания сердечно-сосудистой, мочевыделительной и других систем.

Суточная потребность в каждом из них составляет 2-3 мг, и обычно ее человек удовлет­воряет из пищи.

Витамин РР (никотиновая кислота) нужен человеку как акти­ватор окислительных процессов и является переносчиком водо­рода к клеткам.

Этот витамин оказывает тонизирующее влияние на выработку инсулина поджелудочной железой, то есть участвует в углеводном обмене.

Содержится в горохе, бобах, картофеле, томатах и землянике. В обычных условиях нужное количество витамина человек получает из пищи.

Витамин У (метилметионин) получил название противоязвен­ного, т. к. усиливает заживление поврежденных слизистых оболо­чек.

Он очень эффективен при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, гастритах, как с нормальной, так и с пониженной кислотностью.

Содержится в листьях капусты, зеленых и красных томатах, бобах, горохе, спорыше.

Суточная потребность в этом витамине составляет 30-50 мг. Человек со здоровым желудочно-кишечным трактом получает витамин У из обычной пищи.

Однако для больных дозы витамина (под наблюдением врача) должны быть увеличены.

Представителем жирорастворимых витаминов является рети­нол (витамин А). Сам витамин как таковой содержится в про­дуктах животного происхождения, а в растительных находится предшественник витамина А — каротин.

В организме человека он превращается в витамин. Много каротина содержится в салате, тыкве, томатах, луке, облепихе. В сутки человеку требуется около 2 мг витамина А или 4,5 мг каротина.

Для покрытия этой потреб­ности достаточно съесть 50 г моркови, петрушки или 80 г зеленого лука.

Если же этого витамина в организм поступает недостаточно, то замедляется рост, наступает нарушение деятельности нервной системы,

резко снижается устойчивость к инфекционным заболе­ваниям, высыхает роговица, резко понижается зрение, особенно в ночное время (куриная слепота).

Витамин Е (токоферол) содержится в облепихе, аронии, зеле­ных бобах, горохе, шпинате, спорыше. Суточная потребность в витамине составляет 10-15 мг.

Токоферол регулирует белковый и жировой обмен. Особую ценность представляет витамин Е как фактор, способствующий формированию и развитию плода.

С лечебной целью под наблюдением врача пользуются значитель­но большими дозами и применяют при бесплодии, трофических язвах нижних конечностей, болезнях печени, почек, глаз.

В обычных условиях человек получает достаточное количество этого витамина из пищи.

Витамин F (комплексное соединение линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот) способствует освобождению организма от холестерина, т. е. препятствует развитию атеросклероза.

Уменьшает повышенную функцию щитовидной железы, что осо­бенно ценно при тиреотоксикозе. Кроме того, этот витамин по­вышает устойчивость и

эластичность стенок кровеносных сосудов и усиливает сопротивляемость организма. Поставщиками этого витамина в организм человека являются растительные масла (облепиховое, тыквенное, подсолнечное, хлопковое, льняное и т. д.).

Суточная доза составляет 1-2 мг. Для ее введения в орга­низм нужно ежедневно употреблять 20-30 г. растительного масла.

Витамин К (филлохинон). Известны три варианта этого вита­мина. Один из них (витамин К1) образуется в зеленых частях рас­тений и связан с хлорофиллом.

Витамин К2 выделен из бактерий. Витамин К3 синтетически получен академиком А. В. Палладиным. Филлохинон необходим для нормального процесса свертывания крови.

Суточная потребность составляет 10-15 мг. Витамин содер­жится в зеленом горошке, бобах, петрушке, моркови, землянике, спорыше, крапиве, подорожнике.

Если витамина недостаточно, то могут появляться опасные кровотечения, особенно при трав­мах. Могут быть заболевания желчного пузыря.

В обычных усло­виях человек получает достаточное количество филлохинона из суточной пищи.

Эфирные масла

Это вещества, образующиеся в растениях. Они обладают сильным запахом, летучие, жирные на ощупь и не остав­ляют после себя на бумаге или ткани жирных пятен.

Эфирные масла содержат многие садовые и огородные растения. Это харак­терно для лука, чеснока, хрена, сирени и черной смородины.

Установлено, что эфирные масла обладают противомикробным, болеутоляющим и отхаркивающим действием.

В связи с этим они и применяются с лечебными целями. Кроме того, эфирные масла используются в парфюмерной и пищевой промышленности.

Жирные масла

Представляют из себя сложные эфиры жирных кислот с глицерином. В растениях они выполняют роль запасного питательного вещества и накапливаются главным образом в семе­нах.

Для этих масел характерна способность оставлять на ткани или бумаге жирные пятна и малая летучесть. Жирные масла хоро­шо всасываются через кожу вместе с веществами, растворенными в них.

Это служит основанием использовать жирные масла в ка­честве основы для приготовления жидких мазей. Жирными мас­лами богаты семена тыквы, помидоров, подорожника, спорыша.

Органические кислоты

Образуются в клетках и содержатся в клеточном соке многих растений. К ним относятся такие кислоты, как яблочная, лимонная, виннокаменная, щавелевая, янтарная, бензойная, салициловая, муравьиная.

Особенно много органи­ческих кислот в барбарисе, красной смородине, спорыше, яблоках, ревене и др. растениях. Органические кислоты весьма полезны для человека.

Они возбуждают секрецию пищеварительных же­лез, способствуют усвоению компонентов пищи, нормализуют моторную деятельность кишечника, обладают антимикробным действием.

Фитонциды — это органические вещества различного химичес­кого состава. Они обладают сильным антимикробным действием, т. е. губительно действуют на микроорганизмы, плесневые грибки и инфузории, а многие оказывают еще и инсектицидное действие, т. е. влияют отрицательно на насекомых.

По мнению академика В. Г. Дроботько,фитонциды содержат около 85% высших растений.

Активные фитонциды обнаружены в луке,

чесноке, хрене, бело­кочанной капусте, сирени, крапиве и других растениях.

Белки — сложные высокомолекулярные соединения, содержащие азот и включающие в себя углерод, кислород, водород, серу и часто фосфор. Белки по составу делятся на простые и сложные.

Простые белки построены из аминокислот. Из белков выделены и изучены 22 аминокислоты. Аминокислоты привлекают при­стальное внимание исследователей,

т. к. многие из них обладают лечебным действием, как, например, глютаминовая кислота и метионин. Растения образуют аминокислоты из азота аммиака, который поглощают из внешней среды.

Человек также нужда­ется в аминокислотах и часть из них синтезирует сам. Однако имеется десять незаменимых аминокислот, которые организм самостоятельно синтезировать не может.

Белки, в которых содер­жится достаточное количество таких аминокислот, называют полноценными. Как правило, белки растительного происхождения в этом отношении неполноценны.

Только немногие растения (горох, бобы) содержат полноценные белки. Однако, если пище­вой рацион составлен правильно, т. е. пища состоит из нескольких растительных продуктов, то в организм удается ввести весь белко­вый комплекс.

Сложные белки — это соединение самого белка с веществом небелковой природы. Сложные белки содержатся, например, в свекле, семенах тыквы, крапиве.

Углеводы, или сахара, входят в состав клеток и тканей всех растений и животных организмов. В сухом остатке растений содер­жится до 80% углеводов.

В организме человека и животных угле­воды легко подвергаются распаду, в процессе которого выделяется значительное количество энергии.

К углеводам относится, напри­мер, глюкоза, которой много содержится в свекле, крыжовнике, смородине, яблоках и многих других растениях.

Из нее построен гликоген, входящий в состав человеческого организма. В расте­ниях содержатся такие углеводы: фруктоза, сахароза, галактоза и другие.

Крахмал — питательное вещество растений в виде зерен, на­капливающихся в семенах, плодах, корнях и клубнях. Крахмал полезен как питательное вещество, т. к. в организме превраща­ется в углеводы.

Крахмальные слизи обладают обволакивающим действием и уменьшают раздражающее действие содержимого кишечника на его стенку.

В нашей стране промышленно выраба­тываются картофельный, пшеничный, рисовый и кукурузный крахмалы.

Он широко используется как в пищевой промышлен­ности, так и в медицине, т. к. входит в состав таблеток, мазей, паст, присыпок.

Минеральные вещества находятся во всех органах растений как необходимые компоненты обменных процессов. Почти в каждом растении содержатся натрий, калий, кальций, магний, железо, медь, хром, мышьяк, цинк и др.

Роль микроэлементов в жизни растений очень велика. Так железо участвует в синтезе зеленого пигмента растений — хлоро­филла, а у человека — в построении гемоглобина. Микроэлементы — цинк, марганец, алюминий, бор и др. способствуют синтезу витаминов и пигментов.

greenapteka.ru

Смотрите также

• 
  Растения приправы и специи фото и названия и применение
• 
  Соедини линиями рисунки похожих растений обведи название ядовитых растений
• 
  Какой месяц дал название комнатному растению январь или декабрь
• 
  Многолетние тенелюбивые растения для сада многолетние фото и названия
• 
  Соотнесите различные названия плодов растений с их родовыми названиями
• 
  Цветковые растения фото и названия окружающий мир 3 класс
• 
  Напиши названия нескольких растений окружающий мир 2 класс виноградова
• 
  Укажите названия растений за опадом листвы которых вы наблюдали
• 
  Красная книга удмуртии животные и растения картинки и названия
• 
  Бешеный огурец за что растение получило это интересное название
• 
  Растения с серебристыми листьями для сада фото и названия