Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство общего и профессионального образования РФ

Ишимский Государственный педагогический институт им. П.П. Ершова

Факультет биологии

Контрольная работа

По физиологии растений

Сущность жизни и характерные свойства живого организма

Выполнила: студентка 3 курса

Рожнова Анастасия Николаевна

Проверила: Никитина Н.Н.

Ишим 2004

Вопрос 1. Сущность жизни и характерные свойства живого организма. Клетка как носитель жизни, ее состав, субмикроскопическое строение, физико-химические свойства

Клетка - основная структурная единица подавляющего большинства растений. Единственная клетка одноклеточного организма универсальна, она выполняет все функции, необходимые для обеспечения жизни и размножения. Форма обычная, близка к шаровидной или яйцевидной. У многоклеточных организмов клетки разнообразны по размеру, форме, окраске и внутреннему строению. Это разнообразие связано с разделением функций, выполняемых клеткой в организме. Клетки зародыша однородны, они имеют призматическую форму, созданную в процессе взаимного давления. По мере дифференциации клетки во взрослом растении создается и многообразие их форм - кубическая, звездчатая, и т.д.

Паренхимные клетки - изодиаметрические многогранники.

Прозенхимные клетки - вытянутые, длина их превышает ширину.

Клеточная оболочка содержит целлюлозу.

Все элементы, входящие в состав растений:

1. О₂; СО₂; Н₂, азот 98% от содержимого клетки;

2. 1,9% в зависимости от вида растений; калий, фосфор, сера, хлор, марганец, натрий, кальций, железо.

3. микроэлементы - 0,03% элементы представлены в клеточных соединениях.

Содержание в клетки воды - 80% - это необходимое условие жизни, активности клетки, чем больше воды, тем интенсивнее ее жизнедеятельность. Роль воды велика и разнообразна.

Несмотря на огромное разнообразие клетки, характеризуются особенностью строения. В растительной клетке видны: жесткая клеточная стенка, слизистая цитоплазма, ядро и вакуоль, заполненная клеточным соком.

Цитоплазма - бесцветная, зернистая, вязкая, жидкость. Существует в процессе непрерывного обмена веществ, в котором осуществляется ее рост и развитие, увеличение массы и ее дифференциация. Она реагирует на воздействие внешних факторов: света, температуры, силы тяжести, обладает раздражимостью. Химический состав цитоплазмы сложен. Вода 60-90% - предохраняет при резких колебаниях температуры.

Белок - 30-70% содержит (углерод, водород, кислород, азот, фосфор).

Простые белки - протеины

Сложные белки - протеиды (глюкопротеиды)

Жирные кислоты - липопротеиды

Нуклеиновые кислоты - нуклепротеиды

Ядро - важнейшая клеточная структура, регулирующая всю жизнедеятельность клетки. Химический состав - вода, белки, нуклеиновые кислоты, незначительное количество липидов, минеральных солей.

Ядерная оболочка состоит из двух мембран.

Ядерный сок - состоит из ферментов; хромосомно-ядрышковый комплекс - хромосомы; важнейшая часть ядра состоит из ДНК и белков; ядрышко - шаровидное тельце, более плотное, чем остальное ядро.

Клеточная стенка возникает к наружи от цитоплазматической оболочки - плазмолемы. Она формируется в процессе жизнедеятельности протопласта - цитоплазмы и ядра.

Клеточные стенки соединены межклеточным веществом, в состав которого входят протопектины

Вопрос 2. Понятие об относительной транспирации, продуктивности ее и транспиративном коэффициенте. Значение этих показателей в растениеводстве

Со всякой водной поверхности происходит испарение - переход воды из жидкого состояния в парообразное. Листья растений пропитаны водой, с их поверхности вода постоянно испаряется, связанное с растительным организмом, его особенности - транспирации. Благодаря ей в поверхностных клетках листа возникает сосущая сила = 0,1 атм., которая тянет воду из рядом расположенных клеток. У деревьев сосущая сила листьев двигает 20 атм., у травянистых растений 2-3 атм. Эта сосущая сила заставляет воду из корней подниматься по ксилеме.

В присасывающем воду действии листьев можно убедиться на опыте. Если срезанную веточку с помощью резиновой пробки поместить в стеклянную трубку, заполненную водой и опущенную в чашечку с ртутью, то вследствие транспирации воды листьями, вода в трубке будет подниматься. Благодаря сосущей силе листьев и силе сцепления частиц воды с ртутью, последняя начнет подниматься в 13 раз больше веса воды.

Количество воды, которое растение испаряет можно определить двумя методами: весовым и объемным.

С помощью транспирационных весов определяют массу воды, которую растение испарило за единицу времени. Для объективного метода пользуются прибором - потометром, с помощью которого можно определить объем воды потерянной в процессе транспирации.

Транспирация необходима растению, т.к. благодаря ей в растение поступают нужные ему минеральные вещества и не происходит перегрева листьев.

Количество воды, испаримое с 1 м² листовой поверхности за 1 ч. называется интенсивностью транспирации. Очень небольшое количество воды, проходящей по растению, используется на образование органического вещества.

Транспирационный коэффициент - его величина колеблется от 300 до 1000 г. У кукурузы = 233, у гороха - 416, гречиха - 578, картофель - 636.

Транспирационный коэффициент может меняться в зависимости от внешних условий.

Вопрос 3. Источники углерода для растений. Усвоение углекислоты и лучистой энергии при фотосинтезе. Лист, как орган фотосинтеза

Сухое вещество растений на 45-50% состоит из углерода. Он входит во все органические соединения: белки, углеводы, жиры. Углерод растение берет из воздуха. В состав воздуха входит 0,03% СО₂. Для этого процесса используется энергия солнечного света, и поэтому он называется фотосинтезом. При образовании 1 г молекулы глюкозы в листе происходит реакция

6СО₂ + 6Н₂О + 674 Ккал С₆Н₁₂О₆ + 6О₂,

6 молекул О₂, которые освобождаются в результате реакции, уходят в атмосферу, обеспечивая дыхание живых организмов и процессов горения.

Огромное значение имеет фотосинтез и как процесс накопления солнечной энергии. Солнечный свет, попадая на поверхность зеленых растений, поглощается и связывается в органических соединениях.

Тимерязев показал, что поглощаемые хлорофиллом лучи света осуществляют процесс фотосинтеза, чем больше поглощает хлорофилл света, тем интенсивнее идет фотосинтез в листе. Наиболее интенсивно фотосинтез происходит в красных и сине-фиолетовых лучах спектра, которые интенсивно поглощаются хлорофиллом. Коэффициент использования поглощенной растениями солнечной энергии на процесс фотосинтеза. 1-3%.

Фотосинтез протекает только в зеленом растении. Он осуществляется в тех частях его, где имеются зеленые тельца - хлоропласты, которые находятся в листьях. Поэтому лист - основной орган ассимиляции углерода. У наземных растений углекислый газ поступает через устьица, у водных - с водой. Устьичные щели составляют 1% площади листа.

В мезофилле листа СО2 передвигается по межклеткам и поступает в клетки полисадной и губчатой паренхимы через стенки, вместе с водой. В хлоропластах происходит фотосинтез. Снаружи хлоропласты имеют двойную белково-липоидную оболочку, внутризернистую строму, в которой наблюдаются пластинчатые двойные мембраны-ламеллы, состоящие из молекул белка и сложных эфиров и содержащие фосфор и пигменты. В ламеллах происходит преобразование световой энергии в химическую, протекают различные биохимические реакции. При благоприятных условиях в пластидах, образуются хлорофилл. Сначала в темноте возникает протохлорофилл, он на свету превращается в хлорофилл.

Покрытосемянные растения без света не зеленеют, вытягиваются, а хвойные зеленеют в темноте.

Вопрос 4. Суммарное уравнение дыхания, газообмен при дыхании. Коэффициент дыхания при различных субстратах. Интенсивность дыхания

Дыхание - процесс, противоположный фотосинтезу. При фотосинтезе растение поглощает углекислоту и воду и образуется сахара. При дыхании сахара окисляются и образуются углекислота и вода.

6 (СО₂ + Н₂О) ^фотос. С₆Н₁₂О₆ +6О₂

^{дыхание}

Фотосинтез ведет к образованию и накоплению органических веществ, т.е. является процессом ассимиляции, дыхание ведет к распаду и уменьшению органических веществ, являясь процессом диссимиляции. В жизнедеятельности растительных клеток проявляется единство этих двух противоположных процессов, связанных между собой и влияющих друг на друга.

В живых клетках дыхание идет непрерывно, и в темноте и в не зеленых частях его можно обнаружить по выделенной углекислоте. В зеленных клетках на свету одновременно с дыханием происходит фотосинтез; часть выделяющейся при дыхании углекислоты тут же поглощается клетками для фотосинтеза, а окисленные сахара заменяются созданными вновь при фотосинтезе, причем фотосинтез происходит интенсивнее дыхания. Несмотря на дыхание, на свету зеленые растения выделяют О₂ и поглощают углекислоту.

Интенсивность дыхания зависит от внутренних и внешних условий, в разных органах и частях она неодинакова.

У прорастающих семян интенсивность дыхания близка к интенсивности дыхания человека.

клетка дыхание фотосинтез растениеводство

Вопрос 5. Состав, строение, функции хлоропласта

Хлоропласты - это органеллы фотосинтеза. Здесь из СО2 и Н2О при поглощении солнечной энергии образуются сахара и О2. В хлоропластах световая энергия солнца превращается в химическую энергию органического вещества.

Хлоропласты высших растений имеют одинаковую форму - двояковыпуклой линзы. Число хлоропластов в клетке от 1-36. Хлоропласт содержит до 75% воды, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты и пигменты.

Молекула хлорофилла состоит из «головки» - сложного углеродно-азотного кольца, в центре которого находится атом магния, длинного «хвоста» - цепи из двадцати атомного спирта. «Головки» молекул хлорофилла способны связываться с белками, а их фатольные «хвосты» растворимы в жирах. Существует несколько видов хлорофилла у зеленых растений, молекула которого содержит 1 ат. О₂ > 2 ат. Н_{2 .}

В процессе фотосинтеза хлорофиллу принадлежит ведущая роль. Он может поглощать солнечную энергию, запасать ее или передавать другим молекулам. Хлорофилл активно поглощает красную часть спектра, каротиноиды - сине-зеленую и зеленую. Они обладают способностью переносить поглощенную энергию на хлорофилл, где эта энергия используется для фотосинтеза.

Хлоропласт одет двойной мембраной, в которой заключена бесцветная мелкозернистая строма. В процессе развития хлоропласта из пропластиды в строме развивается сложная мембранная система.

Вопрос 6. Действие недостатка влаги на растения

Вода необходима для жизни растения. Вода - один из наиболее существенных экологических факторов, оказывающих влияние на распространение растений. Увлажненность того или иного место обитания зависит от количества выпадающих осадков, их распределение по времени года, влажность воздуха, запаса почвенной влаги и грунтовых вод. Вода лимитирует рост и развитие растений. Неурожаи чаще всего связаны с засухой. При атмосферной засухе на растение отрицательно влияет сухой воздух, усиливаемый суховеями и высокой температурой.

При этом наблюдается высыхание зерен хлеба, злаков и перегрев цитоплазмы, разрушение хлорофилла, резкое ухудшение развития растения.

Почвенная засуха возникает, когда в почве исчезает запас доступной воды. Растение завядает. Количество влаги, при котором начинается необратимое завядание, обычно называется - коэффициентом завядания.

Вопрос 7. Меры по предупреждению гибели озимых хлебов

Выросшие на холоде растения обладают более высокой выносливостью к морозам, выросшие в тепле озимые злаки легко повреждаются ими. Если такие растения в течение 2-3 недель выдержать при температуре выше 0є, то устойчивость их к промораживанию повышается.

Воздействие на растение называется - закаливанием.

Осенью на закаливание озимых хлебов оказывает влияние свет, который обуславливает фотосинтез и таким образом способствует накоплению сахара.

Закаливание растений представляет комплекс физиологических и биохимических изменений, клетки становятся устойчивыми к вымерзанию.

Посевы озимых и многолетних трав часто страдают от комплекса других факторов, действующие на растение в осенне-зимне-весеннее время. Наблюдаются явления: выпревание, вымокание, выпирание, зимняя засуха, гибель под ледяной коркой, под снеговым покровом и т.д.

Вопрос 8. Взаимосвязь роста и развития растения

В результате обмена веществ в растениях накапливаются органические соединения, необходимые для построения новых клеток. Необратимый процесс увеличения размера растения или его органов называется - ростом.

Рост не всегда приводит к увеличению веса растения. У высших растений рост продолжается в течении почти всей жизни, у многолетних с перерывами в периоды зимнего покоя.

У древесных растений в середине лета с прекращением роста на побегах закладываются почки. При этом в точках роста клетки многократно делятся, и в почках образуется зачаточный побег с зачатками будущих листьев. Весной, когда раскрываются почки, побег начинает расти и удлиняется за счет разрастания, вытягивания клеток, образовавшихся еще осенью.

На интенсивность роста влияние оказывают температура, свет, влажность и др.

Разные виды растений растут при разных температурных условиях. Как и для остальных физиологических процессов, для роста различают три температурных границ: теплая, оптимальная благоприятная для роста, максимальная - рост прекращается, но растение не отмирает.

Растения могут расти и при отсутствии света. Семена, клубни, корневища прорастают и образуют побеги и корни в земле или в темном помещении. Свет даже несколько тормозит рост, а длительная темнота приостанавливает рост.

Во время интенсивного роста растения или его отдельных органов, отмечаются суточные компоненты роста. Интенсивность роста наблюдается ночью, с выходом солнца он замедляется, днем достигает минимума.

Развитие роста заключается в качественных внутренних изменениях, которые происходят в течение жизни.

Вопрос 9. Значение тропизмов в растениеводстве

Высшие растения изменяют положение своих органов в связи с различными раздражениями. Эти изменения ориентировки органов в пространстве - тропизмом.

Геотропизм - свойство органа роста по направлению к центру земли называется положительным геотропизмом. Свойство органа роста в направлении, противоположном действию силы тяжести - отрицательный геотропизм. Фототропизм - изгиб надземных частей высших растений под влиянием света. Листья могут располагаться по отношению к свету по-разному: одни перпендикулярно, другие под тем или иным углом в зависимости от интенсивности освещения и индивидуальности самого растения. Корни растения отрицательно фототропичны. Изгиб органа в сторону света объясняется тем, что свет задерживает растяжение клеток, и поэтому затемненная сторона растет быстрее, вызывая положительный фототропизм. На фототропическую реакцию влияет содержание О₂ в воздухе. Наиболее чувствительна к восприятию раздражения от света верхушка органа. Зона, где происходит реакция на раздражения, расположена обычно ниже.

Термотропизм и аэротропизм. Изменением роста корней в сторону благоприятного теплового режима называется положительным термотропизмом, а в сторону благоприятного воздушного режима - положительный аэротропизм.

Корни обычно растут в почве в сторону влажной среды - положительный гидротропизм.

Часто на растение действует не один, а несколько факторов сразу. Тогда реакция организма будет на тот фактор, влияние которого сильнее.

Вопрос 10. Способы ускорения созревания плодов

При созревании плодов в них происходит глубокие биохимические превращения. Из протекающих к семенам растворимых соединений образуются нерастворимые в воде вещества: крахмал, жиры, белки. Семена теряют воду, в них накапливаются зольные вещества. Действуя особыми веществами - стимуляторами, можно ускорить процесс созревания. Для ускорения созревания коробочек хлопчатника используется метод дефолиации, т.е. искусственного удаления листьев. Дефолиация облегчает машинную уборку. Растения хлопка опрыскивают или опыляют порошками дефолиантов. Обработку проводят незадолго до уборки.

Размещено на Allbest.ru