Физиология растений (стр. 3 из 14). Физиология водных растений
Физиология водных растений | АкваДомик
Важнейшее свойство живой материи — обмен веществ. Все жизненные процессы совершаются при приеме, переработке и выделении неорганических и органических веществ. При этом живые существа нуждаются для своего питания в уже имеющихся органических соединениях. В отличие от них растения могут сами синтезировать органическую субстанцию из неорганических веществ. Для этого им нужны в качестве исходных веществ вода, углекислый газ, катионы К+, Са++, Mg++ и Fe++, анионы NO3-, SO4–, PO4—, а также в очень небольши х количествах бор, ванадий, йод, кобальт, марганец, медь, молибден и цинк, которые называются микроэлементами. При этом рост растения определяет минимум одного из этих веществ. Так, например при недостатке двухвалентного железа листья желтеют, а само раст ение отстает в росте и ни прекрасное освещение, ни благоприятнейшие составы воды и грунта здесь не помогут.80-90% массы травянистой части высших растений состоит из воды. Она пропитывает все клетки растения, транспортирует по его сосудам питательные вещества и является одним из исходных материалов для фотосинтеза. Водопроводная вода, в которой аквариумисты сод ержат растения, почти всегда содержит в растворенной форме все необходимые им для питания вещества.Погруженные в воду растения, в отличие от наземных, могут поглощать воду не только корнями, но и всей своей поверхностью. По способу усваивания воды с растворенными в ней питательными веществами аквариумные растения можно разделить на 3 типа:– Растения, усваивающие воду, в основном, корневой системой (например, криптокорины). Им нужен грунт, содержащий питательные вещества.– Растения, усваивающие воду как корнями, так и листьями (например, эхинодорусы, апоногетоны). Им нужен грунт с небольшим содержанием питательных веществ.– Водные и плавающие растения, усваивающие воду, в основном или исключительно листьями (например, перистолистники, элодея).Органическая жизнь растений связана с углеродом, на который приходится 5-10% массы свежих травянистых растений. Он является составной частью углеводов, которые растения вырабатывают в процессе ассимиляции углерода. При этом процессе листья под действием с вета из воды и растворенного в ней углекислого газа вырабатывают углеводы и кислород, который выделяют в воду. При этом улавливается энергия света, которая накапливается в растении в виде химической энергии и затем используется для различных целей. В вод е, богатой кальцием, некоторые растения, как например, элодея, могут у молекул гидрокарбоната кальция отнимать весь СО2 и использовать его для фотосинтеза. При этом на верхней стороне листьев в виде белого настила откладывается карбонат кальция и происход ит так называемое биогенное умягчение воды.Химические процессы, происходящие при фотосинтезе, сильно упрощая можно выразить следующей формулой:6СО2+6Н2О + световая энергия С6Н12О6 + 6О2Действительный ход реакции еще изучается и о нем пока нет полной ясности. Известно, что идут три частичные реакции и в одной из них образуются, среди прочего, ионы ОН- и освобождается кислород, который, иногда, можно увидеть в виде маленьких пузырьков, по днимающихся к поверхности воды.При очень интенсивном процессе фотосинтеза в аквариуме густо засаженном растениями в воде сильно уменьшается содержание СО2 и, следовательно, повышается рН. Причем его ежедневное изменение может достичь 1-2 единиц, что нужно учитывать при подборе растений .Фотосинтез происходит в листе растения, в его хлоропластах, содержащих зеленый пигмент хлорофилл. Наиболее интенсивно хлорофил поглощает красные лучи с длиной волны 650-680 нм и сине-фиолетовые с длиной волны 470 нм. Фотосинтез состоит из световой и темно вой фаз. При световой фазе образуются первичные продукты, которые с помощью ферментов преобразуются до конечных продуктов при темновой фазе. На интенсивность фотосинтеза влияют различные факторы, в том числе освещенность, спектральный состав света, темпер атура воды и количество углекислого газа, причем все они действуют совместно и нехватка одного из них не может быть восполнена избытком других.Для роста и фотосинтеза разным видам растений нужна неодинаковая освещенность. Различают светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые растения, которые занимают промежуточное положение между двумя первыми.Рост растения, цветение, плодоношение, синтез в обмене веществ и др. процессы требуют затраты энергии, которая приобретается благодаря дыханию. Оно производится всеми живыми клетками растения и идет непрерывно, днем и ночью. Растения, потребляя кислород о кисляют им углеводы в результате чего образуются углекислый газ и вода и выделяется энергия:С6Н12О2 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + энергия.Наземные растения используют для дыхания кислород воздуха, погруженные же в воду используют кислород, растворенный в воде, а также собранный днем в процессе фотосинтеза и находящийся в растении. При нехватке кислорода растение может ограниченное время дыш ать и вырабатывать энергию, правда ограниченное количество почти в 30 раз меньше чем при обычном дыхании, используя кислород молекул углеводов и воды, но при этом образуется этиловый спирт, который ядовит для растений.Рост растения заключается в размножении клеток и увеличении их объема. На вершине стебля имеется конус нарастания (точка роста), в котором и происходит деление клеток. Под конусом нарастания образуются зачатки листьев и почек.Тропические и субтропические растения растут преимущественно ночью. У некоторых видов растений (например апоногетон) ярко выражен период покоя, во время которого растение на определенный период приостанавливает свой рост и может сбросить листья.В зависимости от продолжительности светового дня растения подразделяют на:– Растения короткого дня, растущие в тропиках и субтропиках. У них цветение наступает лишь если продолжительность светового дня менее 12 ч.– Растения длинного дня, растущие в умеренных широтах. У них цветение наступает при световом дне более 12 ч.– Растения нейтральные к продолжительности освещения, цветение которых не зависит от этого фактора.
aquadomik.ru
Физиология растений - часть 3
В процессе биосинтеза из простых веществ образуются сложные, из низкомолекулярных — высокомолекулярные. Происходит синтез белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот. Реакции идут с поглощением энергии. Совокупность биосинтетических реакций — ассимиляция, или пластический обмен .
В реакциях расщепления сложные вещества распадаются на более простые, высокомолекулярные — на низкомолекулярные. Крахмал превращается в глюкозу, затем СО2 и Н2 О, белки — в смесь аминокислот, нуклеиновые кислоты — в смесь нуклеотидов. Реакции расщепления сопровождаются освобождением энергии. Совокупность реакций расщепления — диссимиляция , или энергетический обмен . Диссимиляция — переход веществ, энергетически более богатых, в вещества, бедные энергией.
Ассимиляция и диссимиляция находятся в неразрывной связи. Реакции биосинтеза для своего осуществления нуждаются в затрате энергии, которая черпается из реакций расщепления. В ходе диссимиляции возникают продукты, используемые как исходные для ассимиляции.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое избирательная проницаемость?
2. В чем различие между активным и пассивным поступлением веществ в клетку?
3. Что такое осмос, осмотическое давление?
4. Каковы физиологический механизм, лежащий в основе тургорного натяжения, и роль тургора в жизни растения?
5. Что такое сосущая сила?
6. Каким путем осуществляется взаимосвязь энергетического и пластического обмена?
Рекомендуемая литература: [ 3 ] , [ 4 ] , [ 6 ] , [ 11 ] , [ 12 ] , [ 13 ] .
Тема 2. ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ
Вода является основной составной частью растительных организмов. Ее содержание доходит до 90 % от массы организма, и она участвует прямо или косвенно во всех жизненных проявлениях. Вода — это та среда, в которой протекают все процессы обмена веществ. Она составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру, устойчивость входящих в состав цитоплазмы коллоидов, обеспечивает определенную конформацию молекул белка. Высокое содержание воды придает содержимому клетки (цитоплазме) подвижный характер. Вода — непосредственный участник многих химических реакций. Все реакции гидролиза, многочисленные окислительно-восстановительные реакции идут с ее участием.
Водный ток обеспечивает связь между отдельными органами растений. Питательные вещества передвигаются по растению в растворенном виде. Насыщенность водой (тургор) обеспечивает прочность тканей, сохранение структуры травянистых растений, определенную ориентировку органов растений в пространстве. Рост клеток в фазе растяжения идет главным образом за счет накопления воды в вакуоли.
Таким образом, вода обеспечивает протекание процессов обмена, коррелятивные взаимодействия, связь организма со средой. Для нормальной жизнедеятельности клетка должна быть насыщена водой.
Растение получает воду из почвы. Вода в растении находится как в свободном, так и связанном состоянии. Свободная вода легко передвигается, вступает в различные биохимические реакции, испаряется в процессе транспирации и замерзает при низких температурах. Связанная вода имеет измененные физические свойства вследствие взаимодействия с неводными компонентами. Эти взаимодействия представляют собой процессы гидратации, вследствие чего связанную воду называют гидратной водой. Различают два основных процесса гидратации: 1) притяжение диполей воды к заряженным частицам; 2) образование водородных связей с полярными группами органических веществ — между водородом воды и атомами О и N .
Воду, гидратирующую коллоидные частицы (прежде всего белки), называют коллоидно-связанной, а гидратирующую растворенные вещества (минеральные соли, сахара, органические кислоты и др.) — осмотически связанной.
Использование воды растением зависит также от структуры почвы. Мелкокомковатая структура с хорошим воздушно-водным режимом является наилучшей. В ней хорошо растут корневые волоски, через которые вода поступает в растение. Чтобы проникнуть внутрь клетки корневого волоска, вода должна пройти через его стенку.
Поглощение воды корневой системой происходит главным образом клетками зоны растяжения и зоны корневых волосков. Из корневого волоска вода передвигается по клеткам первичной коры в центральный цилиндр.
В сосуды вода поступает под определенным давлением, которое можно обнаружить благодаря следующему опыту. Если весной, когда листья еще не появились, срезать стебель, надеть на него резиновую трубку с вставленной в нее стеклянной трубочкой, то через некоторое время в ней появится жидкость. Ее нагнетают корни. С помощью манометра можно определить величину давления, под которым жидкость входит в сосуды. Это выделение воды благодаря корневому давлению называется плачем растения. Его легко обнаружить весной у винограда и березы, если сломить веточку. Выделяющийся сок называется пасокой. В нем содержится сахар (1,5—3 %), органические кислоты, азотистые и зольные вещества.
Выделение капель воды листьями под влиянием корневого давления можно наблюдать в теплую влажную погоду у земляники, манжетки, настурции и некоторых других растений. На зубчиках листьев образуются капли воды, которая выделяется через гидатоды (водные устьица). Это явление называется гуттацией .
Если поставить под стеклянный колпак проростки злаков, хорошо полив их, то вскоре можно будет видеть на кончиках листьев капли воды, выделяющиеся под влиянием корневого давления.
Итак, корневое давление является нижним двигателем водного тока в растении. Величина его небольшая (23 атмосферы). У деревьев корневое давление можно обнаружить лишь весной, когда в почве много воды, а листья еще не образовались.
Со всякой водной поверхности происходит испарение — переход воды из жидкого состояния в парообразное. Это физическое явление. Листья растения пропитаны водой. С их поверхности (особенно через устьица) вода постоянно испаряется, но это будет явление биологическое, связанное с растительным организмом, его особенностями. Оно называется транспирацией. Благодаря транспирации в поверхностных клетках листа возникает сосущая сила (равная примерно 0,1 атм), которая потянет воду из рядом расположенных клеток, и так далее, вплоть до сосудов. Таким образом, в растении создается верхний двигатель тока воды. У деревьев сосущая сила листьев достигает 20 атм, у травянистых растений 2—3 атм. Эта сосущая сила заставляет воду из корней подниматься по ксилеме, в основном по сосудам — полым трубкам. Столбики воды в сосудах не разрываются благодаря силе сцепления частиц воды между собой и со стенками сосудов. Эта сила может достичь 300 атм.
Таким образом, движение воды из почвы по растению обусловливается тремя силами: корневым давлением, сосущей силой листьев и силой сцепления частиц воды. Транспирация происходит и летом, и зимой; опадение листьев осенью — это приспособительная особенность растений для уменьшения транспирации, так как зимой подача воды корнями из замерзшей почвы сильно затруднена. Ветер усиливает транспирацию.
Различают устьичную и кутикулярную транспирацию. Первая раз в 20 интенсивнее, чем вторая.
Процесс устьичной транспирации можно подразделить на следующие этапы:
1) Переход воды из клеточных оболочек, где она находится в капельно-жидком состоянии, в межклетники. Это собственно процесс испарения. На этом этапе растение способно регулировать процесс транспирации (внеустьичная транспирация). Вода испаряется из капилляров. Когда воды в клетках достаточно, клеточные оболочки насыщены водой, силы поверхностного натяжения ослаблены. В этом случае молекулы воды легко отрываются и переходят в парообразное состояние, заполняя межклетники. При уменьшении содержания воды увеличиваются силы поверхностного натяжения, и вода с большей силой удержи-вается в клеточных оболочках. В результате интенсивность испарения сокращается. Таким образом, уже на первом этапе растение испаряет тем меньше воды, чем меньше ее содержится.
2) Выход паров воды из межклетников через устьичные щели. Как только часть паров воды выйдет из межклетников через устьичные щели, так сейчас же этот недостаток восполняется за счет испарения воды с поверхности клеток. Поэтому степень открытости устьиц является основным механизмом, регулирующим интенсивность транспирации. На этом этапе вступает в действие устьичная регулировка транспирации. При недостатке воды в листе устьица автоматически закрываются.
3) Диффузия паров воды от поверхности листа в более далекие слои атмосферы. Этот этап регулируется лишь условиями внешней среды.
Известно, что одно растение кукурузы за вегетационный период испаряет 150 кг воды, подсолнечника — 200 кг, гороха — 4 кг. Один гектар поля теряет за вегетационный период примерно 2000—2500 т воды.
Транспирация необходима растению, так как благодаря ей в растение поступают нужные ему минеральные вещества и не происходит перегрева листьев.
Количество воды, испаряемое с 1 м2 листовой поверхности за 1 ч, называется интенсивностью транспирации .
Очень небольшое количество воды, проходящей по растению, используется на образование органического вещества. Оно составляет всего 0,2 %, а 99,8 % испаряется. Количество воды, необходимое растению для создания 1 г сухого вещества, называется транспирационным коэффициентом . Его величина колеблется от 300 до 1000 г. У кукурузы он равен 233, у гороха — 416, гречихи — 578, картофеля — 636.
mirznanii.com
Физиология водообмена растений
Глава. 4. ФИЗИОЛОГИЯ ВОДООБМЕНА РАСТЕНИЙ
Вода – превосходный растворитель для полярных веществ. К ним относятся ионные соединения, такие как соли, у которых заряженные частицы (ионы) диссоциируют при растворении вещества в воде, а также некоторые неионные соединения, например сахара и простые спирты, в молекуле которых присутствуют заряженные (полярные) группы (у сахаров и спиртов это ОН–).
Когда вещество переходит в раствор, его молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно и соответственно его реакционная способность возрастает. По этой причине в клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Неполярные молекулы, например липиды, не смешиваются с водой и поэтому могут разделять водные растворы на отдельные компартменты, подобно тому, как их разделяют мембраны. Неполярные части молекул отталкиваются водой, т.е. неполярные молекулы гидрофобны. Гидрофобные взаимодействия играют важную роль в обеспечении стабильности мембран, а также многих белковых молекул, нуклеиновых кислот и других субклеточных структур. ^
физические свойстваВода является основным компонентом большинства растительных клеток и тканей. Содержание воды в клетках варьирует в зависимости от типа клеток и физиологических условий. Например, в корне моркови содержится около 85 % воды, тогда как молодые листья салата на 95 % состоят из воды.
В некоторых сухих семенах и спорах содержание воды составляет всего лишь 10 %; однако, для того чтобы они стали метаболически активными, содержание воды в них должно существенно увеличиться.
Вода является средой, в которой происходит диффузия растворенных соединений по клеткам растения; представляет собой вещество, необычайно удобное для регуляции температуры; служит растворителем необходимым для протекания многих биохимических реакций; наконец, вода довольно мало сжимаема при давлениях, существующих в организме, что подчеркивает ее роль в поддержании структуры растения.
Минеральные вещества, необходимые для роста, и органические соединения, синтезируемые в ходе фотосинтеза – все они транспортируются по растению в виде водных растворов. У активно растущих растений существует непрерывный водный поток из почвы через тело растения к листьям, где вода испаряется в основном через устьица.
Вода представляет собой один из необходимых метаболитов, т.е. непосредственно участвует в метаболизме. Она служит источником кислорода, выделяемого в ходе фотосинтеза, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа. При образовании АТФ – важного макроэргического соединения – из АДФ и фосфата происходит отщепление воды, иными словами, подобное фосфорилирование есть не что иное, как процесс дегидратации, происходящий в водном растворе в биологических условиях; вода участвует в реакциях гидролиза. Таким образом, знание уникальных свойств воды имеет громадное значение для общего понимания физиологии растений.
Если оба атома водорода заменить на атомы дейтерия (2Н), то мы получим тяжелую воду, или окись дейтерия с молекулярной массой 20.
В воду можно также ввести атом трития (3Н), который радиоактивен и имеет период полураспада 12,4 г. Такая вода оказалась полезным инструментом в изучении скорости ее диффузии в тканях растений. Возможно пометить воду замещая обычный изотоп воды 16О на тяжелый изотоп 18О. Этот тип метки был использован для доказательства того, что кислород, выделяемый в ходе фотосинтеза, происходит из воды, а не из углекислого газа.
^ Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода не только необходимый компонент живых клеток, но для многих еще и среда обитания.
Важное свойство воды – ее полная прозрачность для лучей видимой части спектра, что позволяет солнечным лучам достигать хлоропластов, находящихся в клетках листьев, а также растений погруженных в толщу воды.
Свойства воды необычны и связаны главным образом с малыми размерами молекул, с полярностью и со способностью последних соединяться друг с другом водородными связями. Под полярностью подразумевают неравномерное распределение зарядов в молекуле. У воды один конец молекулы несет небольшой положительный заряд, а другой – отрицательный. Такую молекулу называют диполем.
Сильные взаимодействия между молекулами воды обусловлены структурой молекул этого соединения. Расстояние между ядром кислорода и ядрами одного из двух атомов водорода равно примерно 0,099 нм, а угол между связями Н-О-Н равен примерно 105о. Атом кислорода обладает сильной электроотрицательностью и стремиться оттянуть электроны от атомов водорода. Благодаря этому на атоме кислорода возникает частично отрицательный заряд (–) в то время как два атома водорода приобретают положительный заряд (+). Несущие положительный заряд атомы водорода испытывают электростатическое притяжение со стороны отрицательно заряженных атомов кислорода соседних молекул воды (рис. 4.1).
 |
| Рис. 4.1. Водородная связь между двумя полярными молекулами воды: δ+ – очень маленький положительный заряд; δ– – очень маленький отрицательный заряд |
userdocs.ru
Особенности водного обмена у растений разных экологических групп — Физиология растений
Растения, обитающие в воде - гидратофиты или гидрофиты, погружены в воду полностью или частично. Они регулируют постоянство состава внутренней среды с помощью механизмов защиты от избыточного поступления воды. У монадных форм зеленых водорослей, заселяющих, в основном, пресные воды, клеточные стенки замкнуты не полностью из-за наличия выростов цитоплазмы - жгутиков, с помощью которых они передвигаются. У всех монадных форм имеются пульсирующие вакуоли, посредством которых из клеток удаляются избыток воды и отходы жизнедеятельности. У гидрофитов с замкнутой клеточной стенкой ее противодавления достаточно для предотвращения поступления излишков воды в клетку. Первичными гидрофитами являются водоросли. Водные цветковые растения - это вторичные гидрофиты, происходящие от наземных форм.
По способности приспосабливать водный обмен к колебаниям водоснабжения различают две группы наземных растений: пойкилогидрические и гомойгидрические.
Пойкилогидрические организмы (бактерии, синезеленые водоросли, низшие зеленые водоросли, грибы, лишайники и другие) приспособились переносить значительный недостаток воды без потери жизнеспособности. При этом у них снижается интенсивность обмена веществ, клетки равномерно сжимаются. Протопласт их клеток при сильном обезвоживании переходит в состояние геля. Увеличение количества воды в среде приводит к возобновлению активного метаболизма в клетках. По характеру изменения таких показателей водного режима, как интенсивность транспирации, осмотическое давление, содержание воды в течение суток они относятся к гидролабильным растениям, так как у них значительно изменяются содержание воды и испарение.
Гомойгидрические растения (наземные папоротникообразные, голосеменные, цветковые) составляют большинство обитателей суши. Они обладают механизмами регуляции устьичной транспирации, а также корневой системой, обеспечивающей доставку воды. Поэтому даже при значительных изменениях влажности среды у этих растений не наблюдается резких колебаний содержания воды в клетках, в которых, как правило, развита вакуолярная система. Их клетки не способны к обратимому высыханию. У этих растений гидростабильный тип водного режима. Стабилизации водного режима у многих видов растений способствуют запасы воды в корнях, стеблях и запасающих органах. Гомойгидрические растения делятся на три экологические группы:
1. Гигрофиты (тонколистные папоротники, некоторые фиалки и другие), произрастающие в условиях повышенной влажности и недостаточной освещенности. Теневыносливые гигрофиты, с почти всегда открытыми устьицами, имеют гидатоды, через которые выделяют избыток воды в капельножидком состоянии. Гигрофиты плохо переносят почвенную и воздушную засуху.
2. Мезофиты (лиственные деревья, лесные и луговые травы, большинство культурных растений) обитают в среде со средним уровнем обеспеченности водой и не имеют ясно выраженных приспособлений к избытку или недостатку воды.
3. Ксерофиты живут в местах с жарким и сухим климатом и приспособлены к перенесению атмосферной и почвенной засухи. Ксерофиты делят на следующие группы:
1. Растения, избегающие засухи (эфемеры). Эти растения обладают коротким вегетационным периодом, приурочивая весь жизненный цикл к периоду дождей и засуху переносят в форме семян.
2. Растения, запасающие влагу (ложные ксерофиты). К этой группе растений относятся суккуленты (кактусы и растения семейства толстянковых). Эти растения живут в районах, где засушливые периоды сменяются периодами дождей. Они имеют толстые и мясистые стебли. Листья часто редуцированы, вся поверхность растений покрыта толстым слоем кутикулы, что существенно снижает их транспирацию. Суккуленты обладают неглубокой, но широко распространяющейся корневой системой. Клетки корня характеризуются сравнительно низкой концентрацией клеточного сока. Вода, запасаемая в мясистых органах, тратится очень медленно.
Суккуленты обладают своеобразным обменом веществ. У них днем устьица закрыты, а ночью они открываются, что обеспечивает снижение расходования воды в процессе транспирации. Углекислый газ поступает через устьица ночью и усваивается с образованием органических кислот. В дневные часы углекислый газ вновь освобождается и используется в процессе фотосинтеза. Поэтому эти растения фотосинтезируют при закрытых днем устьицах. Растения этой группы не устойчивы к длительному водному стрессу.
3. Гемиксерофиты или полуксерофиты - это растения, у которых сильно развиты приспособления к добыче воды. У них глубоко идущая, сильно разветвленная корневая система. Клетки корня обладают высокой концентрацией клеточного сока и очень отрицательным водным потенциалом. Растения этой группы обладают хорошо развитой проводящей системой. Листья у них тонкие, с очень густой сетью жилок, что сокращает путь передвижения воды к клеткам листа. Даже в очень жаркие дни они держат устьица открытыми. Благодаря высокой интенсивности транспирации температура листьев значительно понижается, что позволяет осуществлять фотосинтез при высокой температуре воздуха. Листья некоторых растений покрыты волосками, которые создают экран, дополнительно защищающий листья от перегрева.
4. Эуксерофиты или настоящие ксерофиты - это растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды. Они имеют приспособления к сокращению потерь воды: подземные органы, а иногда и стебли покрыты толстым слоем пробки, листья покрыты толстым слоем кутикулы, многие имеют волоски, устьица расположены в углублениях, устьичные щели закупорены восковыми и смолистыми пробочками, листья свернуты в трубочку, где создается свой микроклимат и уменьшается контакт устьичных щелей с атмосферой. Для растений этой группы характерна способность переносить обезвоживание и состояние длительного завядания. Особенно хорошо переносят потерю воды растения с жесткими листьями - склерофиты, которые и в состоянии тургора имеют сравнительно мало воды. Эти растения характеризуются большим развитием механических тканей.
ifreestore.net
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ.
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ.
Фитология растении - наука о химическом составе и механизмах жизненных функции растений Связь физиологии и биохимии растений с другими науками. Методы изучения физиологии и биохимии растений, основные направления. Определение жизни и пути ее изучения. Гомеостаз у растений. Уровни проявления систем регуляции и саморегуляции в поддержании гомсостаза.
История развития физиологии растений. Основные этапы развития физиологии растений. Связь между этими этапами и общим развитием биологии. Задачи физиологии растений в связи с новыми достижениями науки и практическими исследованиями на современном этапе.
ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ.
Клетка как носитель жизни на земле - элементарная структурная и функциональная единица многоклеточного организма. Физико-химические основы энергетики растительной клетки. Структура клетки под микроскопом. Физико-химические свойства протоплазмы. Мембранный принцип организации протоплазмы. Биологические мембраны. Их структура, свойства, функции. Компартментация и целостность обмена веществ.
Химические свойства клетки. Неорганические вещества и их роль в клетке. Органические вещества: белки, ли- пиды, углеводы и другие. Ферменты, особенности их действия в растительной клетке. Классификация ферментов.
Обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Поступление воды в клетку: диффузия, осмос, сосущая сила клетки. Поступление веществ в клетку. Активный и пассивный их транспорт через биологические мембраны. Взаимодействие клеток, тканей и органов в целом организме.
ВОДНЫЙ РЕЖИМ.
Вода: структура, физические свойства, значение. Формы воды в растении и в почве. Коэффициент завядания. Абсорбция воды растением, механизмы. Корневая система - орган поглощения воды. Выделение воды растением. Транепирация. Гуттация. Устьица, их структура, значение регуляции транспирадии с помощью устьиц. Кутикулярная транепирация. Передвижение воды по растению - восходящий поток. Корневое давление - нижний двигатель. Сосущая сила листьев - верхний двигатель. Теория сцепления. Экология водного режима. Особенности водного режима у различных экологических групп растений.
ФОТОСИНТЕЗ.
Сущность и значение фотосинтеза. История развития науки о фотосинтезе. Структура фотосинтетического аппарата. Структура, химический состав и функции хлоропластов. Система пигментов фотосинтезирующих организмов. Механизм фотосинтеза. Световая и темновая фазы фотосинтеза, их сравнительная характеристика. Участие пигментов в процессе фотосинтеза. Понятие о фотосинтетической единице и реакционном центре. Z-схема световой фазы. Фотофосфорилирование, циклический и нециклический транспорт электронов. Реакции темповой фазы. Цикл Кальвина, Хэтча-Слэка, САМ-фотосинтез. Фотодыхание. Экология фотосинтеза. Зависимость фотосинтеза от внешних и внутренних факторов. Фотосинтез и продуктивность растений.
ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ.
Дыхание и его значение. Природа механизмов дыхания и окислительно-восстановительные процессы в растительной клетке. Развитие учения о дыхании. Теории биологических механизмов дыхания Баха, Паладина, Костычева.
Основные пути окисления органических веществ:
- дихотомический,
- апогомический путь,
- цикл Кребса,
- глиоксилатный цикл и др.
Цепь транспорта электронов. Окислительное фосфорилироваиие, субстратное фосфор ил ирование. Хемоосмо- тическая гипотеза синтеза АТР. Энергетика дыхания.Регуляция процесса дыхания. Влияние внутренних и внешних факторов на интенсивность дыхания.
МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ.
Значение минерального питания растений. Потребность растений в минеральных элементах. Макро- и микроэлементы. Диагностика минерального нитания и методы изучения. Механизм абсорбции минеральных солей. Транспорт ионов через мембраны (активный и пассивный). Радиальный транспорт через симпласт и апопласт. Ксилемный транспорт. Макроэлементы. Азот - значение, формы. Нитратный фотосинтез. Азотфиксация. Трансформация азота в растении. Механизм синтеза аминокислот. Образование амидов. Биологическое значение серы, фосфора, калия, кальция и т.д. Физиологическое значение микроэлементов. Почва как главный источник минерального питания. Антагонизм ионов. Физиологически основные, кислые и нейтральные соли. Физиологические основы применения удобрений.
СИНТЕЗ И ТРАНСПОРТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В РАСТЕНИИ.
Превращение белковых и углеводных соединений и их транспорт в растении. Биосинтез жирных кислот и глицеринов. Витамины. Фосфатиды. Вещества вторичного происхождения: органические кислоты, алкалоиды, гликозиды, фенолы, др. Их значение и метаболизм в растительной клетке. Взаимодействие процессов обмена веществ.
РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ.
Определение роста и развития растений. Рост как проявление наследственных факторов. Типы роста у растения. Определение клеточного цикла. Рост и развитие клетки. Фазы роста и их физиологические особенности. Ритм роста растений. Влияние внешних факторов на рост и развития растения. Латентное состояние. Механизмы, регулирующие процессы роста. Фито- гормоны: строение, значение. Взаимодействие между разными фитогормонами. Ростовые движения у растений. Тропизмы и настии. Развитие растений. Жизненный цикл. Этапы онтогенеза и физиолого-биохимические особенности. Факторы, управляющие развитием растений. Фотопериодизм.
УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ.
Устойчивость как адаптация растений к среде обитания. Основные принципы действия экологического стресса. Специфические и неспецифические механизмы приспособления растений. Устойчивость к засухе. Физиологические и биохимические нарушения в тканях растений в условиях водного дефицита. Устойчивость к высоким температурам. Устойчивость к низким температурам. Морозостойкость. Физиологическая и биохимическая природа низких температур. Фазы закаливания. Устойчивость при зимовке. Устойчивость к засолению и другим факторам, вызывающим стресс.
Похожие статьи:
Добавить статью в закладки
portaleco.ru
