Осмотическое давление у растений. Водный режим

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Расчётно-графическая работа

по физиологии и анатомии растений



ВВЕДЕНИЕ

Физиология растений (от греч. цэуйт -- природа, греч. льгпт -- учение) -- это наука о функциональной активности растительных организмов. Физиология растений относится к биологическим, теоретическим наукам, является отраслью экспериментальной ботаники, которая в XIX в. выделилась в самостоятельную науку. Трудно установить границы между отдельными биологическими науками, науками о жизни. Однако прежде всего физиология растений обеспечивает необходимую интеграцию всех биологических значений на уровне целого растения и ценоза, в этом её особая роль в системе биологических наук. Она тесно связана с химией, физикой, биохимией, биофизикой, микробиологией, молекулярной биологией[2].

Перед научными работниками, физиологами растений поставлены такие задачи: изучить обмен веществ и энергии в растительном организме, фотосинтез, хемосинтез, биологическую фиксацию азота из атмосферы и корневое питание растений; разработать методы повышения использования растениями солнечной энергии и питательных веществ почвы, обогащения почвы азотом; создать новые, более эффективные формы удобрений и разработать методы их применения; исследовать действие биологически активных веществ с целью использования их в растениеводстве; разработать методы более продуктивного использования воды растением. Без решения этих вопросов невозможно решение и ряда других проблем земледелия и растениеводства, направленных на повышение урожайности.

Интенсивное применение минеральных удобрений, гербицидов, физиологически активных веществ, химических препаратов для защиты растений от болезней и вредителей требует глубокого и всестороннего изучения их влияния на рост и обмен веществ растительных организмов с целью значительного повышения продуктивности сельскохозяйственных растений. Решение поставленных задач имеет большое значение для разработки проблем ускорения научно-технического прогресса в растениеводстве и дальнейшего развития сельского хозяйства нашей страны. Основной метод познания процессов, явлений в физиологии -- эксперимент, опыт. Следовательно, физиология растений -- наука экспериментальная [3].

Основными объектами физиологии растений служат фототрофные организмы, т. е. растения, которые синтезируют органические вещества из минеральных элементов с помощью энергии света. Эти растения отличаются от других (незелёных) тем, что в них идёт фотосинтез [2].

Предмет физиологии растений - это изучение всех функций растительного организма, установление связи функций и их зависимости от внешних и внутренних факторов, изучение взаимоотношений органов растений. Таким образом, физиология не останавливается на описании каких-либо особых произвольно взятых свойствах и процессах, а выступает как система законов и закономерностей о жизни растительного организма [2].

Растения в жизни человека:

Используются в пищу: хлебные злаки; овощи; плодовые растения; зернобобовые; масличные; сахаристые растения; кормовые травы на корм домашних животных.

Лекарственные растения.

Технические растения, используемые в промышленности как сырье:

прядильные (волокнистые); дубильные растения; эфиромасличные; каучуконосные; растения, из которых получают краски; растения, у которых используется древесина как строительный материал, в целлюлозно-бумажной промышленности как топливо, искусственный шёлк; декоративные растения.

Растения как источник витаминов.

Эстетическое значение - они украшают нашу жизнь, приносят радость.

Защищают человека от индустриальных шумов.



1. РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА КАК ОСМОТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Диффузия -- это процесс, ведущий к равномерному распределению молекул растворенного вещества и растворителя. Диффузия всегда направлена от большей концентрации данного вещества к меньшей, от системы, обладающей большей свободной энергией, к системе с меньшей свободной энергией [4]. В результате диффузии происходит выравнивание химических потенциалов компонентов смеси. В однофазной системе при постояннойтемпературе и отсутствии внешних сил диффузия выравнивает концентрацию каждого компонента фазы по объёму всей системы. Если температура не постоянна или на систему действуют внешние силы, то в результате диффузии устанавливается пространственно-неоднородное равновесное распределение концентраций каждого из компонентов. Диффузия -- это процесс на молекулярном уровне и определяется случайным характером движения отдельных молекул. В связи с этим скорость диффузии пропорциональна средней скорости молекул.

Осмос -- результат неравенства химических потенциалов воды по разные стороны мембраны. Поступление воды в раствор через полупроницаемую перегородку обусловливается разностью между свободной энергией чистой воды и раствора, происходит самопроизвольно по градиенту свободной энергии воды.

Явление осмоса наблюдается в тех средах, где подвижность растворителя больше подвижности растворённых веществ. Важным частным случаем осмоса является осмос через полупроницаемую мембрану. Полупроницаемыми называют мембраны, которые имеют достаточно высокую проницаемость не для всех, а лишь для некоторых веществ, в частности, для растворителя. (Подвижность растворённых веществ в мембране стремится к нулю). Как правило, это связано с размерами и подвижностью молекул, например, молекула воды меньше большинства молекул растворённых веществ. Если такая мембрана разделяет раствор и чистый растворитель, то концентрация растворителя в растворе оказывается менее высокой, поскольку там часть его молекул замещена на молекулы растворённого вещества. Вследствие этого, переходы частиц растворителя из отдела, содержащего чистый растворитель, в раствор будут происходить чаще, чем в противоположном направлении. Соответственно, объём раствора будет увеличиваться (а концентрация вещества уменьшаться), тогда как объём растворителя будет соответственно уменьшаться.

Полупроницаемость - свойство мембраны пропускать одни компоненты и задерживать другие в процессе мембранного разделения.

Плазмолиз - отделение пристеночного слоя цитоплазмы от твёрдой оболочки растительной клетки; явление, обратное тургору. Происходит только в живых клетках вследствие сжатия протопласта под действием плазмолитика - раствора, гипертонического по отношению к клеточному соку[5].

Рис. 1. Схема плазмолиза (отделение протопласта от клеточной оболочки): А - отсутствует, Б - начальный, В - средний, Г - очень сильный

Задание (Вариант 5): Рассчитать осмотическое давление клеточного сока по уравнению Вант-Гоффа:

где р - осмотическое давление, кПа;

i - изотонический коэффициент;

с - концентрация раствора, моль*л-1;

R - универсальная газовая постоянная, 8,31441 Дж/(моль* К);

Т - абсолютная температура, 273 К.

Концентрация раствора NaCl: с = 0,5 моль*л-1

Изотонический коэффициент i = 1,70.

Решение: Согласно уравнению Вант-Гоффа, осмотическое давление клеточного сока будет равно:

Вывод:Плазмолиз можно вызвать, погружая клетку в раствор, концентрация которого выше концентрации клеточного сока. Т.к. мембрана полупроницаема, то выравнивания концентраций клеточного сока и наружного раствора не происходит, поэтому вода будет «высасываться» из клетки наружным гипертоническим раствором.

2. ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ

Транспирация - это испарение воды растением. Основной орган - лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои и через устьица.

Суточный ход транспирации у всех растений определяется максимальной транспирацией в утренние часы и минимальной - в полуденные. При этом весьма существенное значение имеют и такие факторы, как температура почвы и воздуха, влажность почвы и воздуха, интенсивность солнечного излучения, наличие ветра.

Сезонный ход транспирации у многолетних растений определяется фазами развития растения.Ход транспирации меняется так же в зависимости от погоды и в течение вегетационного сезона. Это особенно хорошо видно на примере ранневесенних многолетних травянистых растениях широколиственных лесов (рис. 2). На схеме показано, что транспирация хохлатки (1) и пролески (2) и первую очередь зависит от интенсивности освещенности (3),которая падает по мере облиствения древесного полога.

Рис. 2. Сезонное изменение транспнрации: 1 -- у Corydalishalleri; 2 -- у Scillasibirica; 3 -- интенсивность освещенности: 4 -- температура воздуха на уровне травяного покрова; 5 -- температура почвы на глубине 10 см (по Горышиной, 1969)

Рис. 3. Схема суточного хода транспирации при разной водообеспеченности растений (из Т.К. Горышиной, 1979): 1 - транспирация без ограничения; 2 - транспирация с полуденным снижением благодаря сужению устьиц; 3 - то же, при полном закрытии устьиц; 4 - полное исключение устьичной транспирации благодаря длительному закрыванию устьиц (остается лишь кутикулярная транспирация); 5 - снижение кутикулярной транспирации благодаря изменению проницаемости мембран. Стрелки, направленные вниз, - закрывание устьиц; стрелки, направленные вверх, - открывание устьиц. Пунктир - дневной ход испарения со свободной водной поверхности. Штриховка - область кутикулярной транспирации.

Транспирационный коэффициент -- это количество воды в граммах, испаряемой растением при накоплении им 1 грамма сухого вещества.

Продуктивность транспирации -- это величина, обратная транспирационному коэффициенту и равна количеству сухого вещества в граммах, накопленного растением за период, когда оно испаряет 1 кг воды.

Экономность транспирации -- это количество испаряемой воды в мг на 1 кг воды, содержащейся в растении [6].

Рис. 4. График водного дефицита.

Водоёмкость - процентное содержание воды в 100 г насыщенной водой ткани.

Задание (Вариант 5):С опытных деревьев в среде расплавленного парафина срезали 3-5 побегов с листьями, быстро взвесили (через 1-2 минуты после срезания) и поместили их для экспозиции в те места кроны, где они были срезаны. Через 5 минут побеги взвесили повторно в первоначальном порядке. Убыль в весе показывает, какое количество воды испарилось листьями за 5 минут. Рассчитать интенсивность транспирации (F, г/м2Чч) по формуле:



где m - масса побега с листьями исходная, г;

m1 - масса побега с листьями в конце опыта, г;

60 - коэффициент перевода минут в часы;

S - транспирационная поверхность, см2;

104 - коэффициент перевода см2 в м2;

t - учтённое время транспирации побега, минут (t=5 мин.)

m = 10,5 г

m1 = 10,2 г

S = 11,34 см2

Решение: По данной формуле интенсивность транспирации будет равна:

Вывод: На интенсивность транспирации влияют следующие факторы:

Доступность воды растениям. При недостатке воды в почве интенсивность транспирации снижается. При её избытке происходит то же самое из-за плохой аэрации корней.

Засоление почвы также снижает транспирацию из-за отсутствия нужного градиента сосущих сил между почвенным раствором и клетками корневых окончаний.

Сильное охлаждение или перегрев почвы и воздуха. Низкие температуры инактивируют ферменты, затрудняя поглощение воды и замедляя транспирацию. Высокие температуры способствуют перегреву листьев, усиливая транспирацию.

Свет. На свету температура листа повышается, и транспирация усиливается, а физиологическое действие света - это его влияние на движение устьиц - на свету растения траспирируют сильнее, чем в темноте.

Ветер способствует повышению транспирации благодаря уносу паров воды, создавая их дефицит у поверхности листьев.

Влажность воздуха. При избыточной влажности транспирация снижается (в теплицах), в сухом воздухе - повышается [7].

3. ФОТОСИНТЕЗ

Фотосинтез (от др.-греч. ц?т -- свет и уэниеуйт -- соединение, складывание, связывание, синтез) -- процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов [9].

Процесс фотосинтеза включает в себя две стадии:

- получение водорода (фотолиз) - при этом кислород выделяется как побочный продукт реакции;

- получение глюкозы (восстановление) [10].

Первая стадия фотосинтеза протекает на свету. Световые кванты дают электронам энергию, необходимую для переноса их от хлорофилла или другого фотосинтезирующего пигмента. В ходе первой стадии из АДФ и фосфата синтезируется АТФ, а НАДФ восстанавливается до НАДФ•H2. Для реакций второй стадии свет не нужен. Восстановление CO2 происходит за счёт энергии АТФ и накопленного НАДФ•H2.

На скорость фотосинтеза влияют многие факторы. Основными из них являются интенсивность света, концентрация кислорода и углекислого газа, температура окружающей среды [1].



Рис. 5. Зависимость интенсивности фотосинтеза от освещённости:

1 - скорость выделение CO2 в темноте, 2 - компенсационная точка фотосинтеза, 3 - состояние светового насыщения [1]

Рис. 6. Зависимость интенсивности фотосинтеза от концентрации CO2 в воздухе [1].

Рис. 7. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры листа: 1 - хлопчатник, 2 - подсолнечник, 3 - сорго [1].



Методы определения фотосинтеза вытекают из его суммарного уравнения:

6СО2 + 6Н2О > С6Н12О6 + 6О2

Показателями, характеризующими интенсивность данного процесса, могут служить:

количество поглощённого СО2;

количество выделенного О2;

количество синтезированного органического вещества.

Наиболее распространённым методом является первый. Для определения интенсивности фотосинтеза этим способом предложен ряд методов, один из которых - определение поглощения СО2 в замкнутом пространстве. осмотический растение водный фотосинтез

1.Газометрический метод определения поглощённого СО2. Лист растения или целое растение помещают в камеру, через которую непрерывно продувают воздух с определённой скоростью, и определяют содержание СО2 на входе и на выходе камеры. Разница в концентрации СО2 на входе и на выходе камеры и будет составлять количество поглощённого растением СО2. Содержание СО2 на входе и на выходе камеры определяют с помощью инфракрасных газоанализаторов. Этот метод является самым точным из всех методов измерения ИФ и притом достаточно простым, поэтому чаще всего применяется именно он.

2.Радиометрический метод. Лист или целое растение помещают в газовую среду, содержащую 14СО2, т.е. СО2 с радиоактивным изотопом углерода 14С. Лист или растение выдерживают в этой среде короткое точно измеренное время (обычно 60 сек.), а затем фиксируют лист или растение в жидком азоте и определяют содержание в нем 14С: чем больше интенсивность фотосинтеза листа (растения), тем больше он поглощает СО2 и, следовательно, тем больше в нем накапливается 14С. Преимущество этого метода в том, что он может применяться в полевых условиях; недостатки - приводит к гибели растения и имеет не очень высокую точность. В последние годы появились портативные инфракрасные газоанализаторы, поэтому радиометрический метод сейчас применяется редко.

Интенсивность фотосинтеза можно измерять и по количеству кислорода, выделенного с квадратного дециметра листовой поверхности за один час. Когда трудно определить площадь фотосинтезирующего объекта (хвоя, семена, плоды, стебли), полученные величины относят не к единице площади, а к единице массы органа. Величина фотосинтетического коэффициента зависит от условий освещения и минерального питания. Освещение растений синим светом и хорошее снабжение азотом увеличивают синтез белков, т.е. фотосинтетический коэффициент увеличивается [10].

Задание (Вариант 5):Рассчитать интенсивность фотосинтеза (F, мг СO2/м2?ч) по следующей формуле:

где m - масса ассимилированной углекислоты, мг;

S - площадь листьев, см2;

t - продолжительность экспозиции опыта, с;

3600 - коэффициент перевода секунд в часы.

m = 0,09 мг

S = 174 см2

t = 95 с

Решение: по заданной формуле интенсивность фотосинтеза будет равна:



Вывод:1) При низкой освещённости интенсивность фотосинтеза возрастает пропорционально увеличению количества падающего света. Постепенно под воздействием других факторов интенсивность фотосинтеза снижается. Освещённость в ясный летний день составляет примерно 100 000 люкс, тогда как для нормального процесса фотосинтеза необходима освещённость, равная лишь 10 000 люкс. Поэтому для большинства растений (кроме растений, находящихся в тени) свет не является главным лимитирующим фактором фотосинтеза. Очень высокие значения интенсивности света могут приводить к обесцвечиванию хлорофилла и замедлению реакций фотосинтеза.

2) Фотосинтез, начинаясь утром с восходом солнца, достигает максимума в полуденные часы, постепенно снижается к вечеру и прекращается с заходом солнца.

3) При умеренной дневной температуре и достаточной влажности дневной ход фотосинтеза примерно соответствует изменению интенсивности солнечной инсоляции. При повышенной температуре и уменьшении влажности максимум фотосинтеза сдвигается на ранние часы. При ещё большей напряжённости метеорологических факторов кривая дневного хода фотосинтеза принимает двухвершинный характер. В этом случае в полуденные часы фотосинтез резко снижается. В засушливых районах в полуденные часы возможно даже превышение интенсивности дыхания над интенсивностью фотосинтеза. Снижение содержания воды в листьях и высокая температура задерживают отток ассимилятов, что, в свою очередь, вызывает депрессию фотосинтеза. В этих условиях выделение СО2 превышает его использование в процессе фотосинтеза. В полярных условиях, несмотря на круглосуточное освещение, процесс фотосинтеза все же сохраняет определённый ритм, понижаясь в ночные часы суток [11].

4. УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ

Классификация экологических факторов среды [12]:

I. По характеру воздействия

Прямо действующие -- непосредственно влияющие на организм, главным образом на обмен веществ

Косвенно действующие -- влияющие опосредованно, через изменение прямо действующих факторов (рельеф, экспозиция, высота над уровнем моря и др.)

II. По происхождению

Абиотические -- факторы неживой природы:

климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха

эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы

орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона

химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность

физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения

Биотические -- связанные с деятельностью живых организмов:

фитогенные -- влияние растений

микогенные-- влияние грибов

зоогенные -- влияние животных

микробиогенные -- влияние микроорганизмов

Антропогенные (антропические):

физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации

химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта

биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания

социальные -- связанные с отношениями людей и жизнью в обществе

Рис. 7. Схема действия экологического фактора на растение [13]

Лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия. В экологии такое положение носит название закона толерантности Шелфорда, сформулированного им в 1913 г. Диапазон между минимумом и максимумом определяет величину выносливости организма, который можно характеризовать экологическим минимумом и экологическим максимумом (рис. 7). В этих пределах и может существовать данный организм.Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения. Максимально и минимально переносимые значения фактора -- это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно.

Засухоустойчивость растений [1].

Поддержание достаточной оводненности тканей -- основная задача растений в условиях засухи и может быть решена двумя путями -- сокращением потерь воды и увеличением её поступления из почвы с помощью корневой системы.

1. Торможение дальнейшего увеличения листовой поверхности.Одной из самых быстрых адаптивных реакций растения на водный дефицит является остановка дальнейшего увеличения испаряющей поверхности путём ингибирования роста клеток. Этот механизм весьма эффективно сокращает потери растением воды в условиях засухи, однако он «работает» лишь в формирующихся листьях. При засухе наблюдается ингибирование не только размера индивидуальных листьев и их числа, но и роста стебля и боковых побегов. Быстрое ингибирование растяжения, а затем и деление клеток является адаптивной реакцией, направленной на сокращение потерь воды растением в условиях засухи.

2. Уменьшение площади уже существующей у растения листовой поверхности. В основе этого явления лежит индуцированное водным дефицитом частичное или полное сбрасывание листьев. Данный механизм сокращения потерь воды реализуется лишь в условиях длительной засухи. Более быстрое и менее вредное для растения сокращение транспортирующей поверхности связано со способностью листьев некоторых растений свёртываться в трубку, причём сильнее испаряющая сторона листа оказывается внутри этой трубки.

3. Уменьшение потерь воды за счёт закрытия устьиц.

4.Повышение эффективности использования растением воды. Это достигается за счёт происходящего у некоторых растений в условиях стресса переключения С3-типа фотосинтеза на САМ-тип. Этот переход сопровождается индукцией синтеза целого ряда ферментов данного метаболического пути, ключевым из которых является ФЕП-карбоксилаза (ФЕПК).

5.Аккумуляция низкомолекулярных соединений. Чтобы выжить, растению необходимо понизить свой водный потенциал настолько, чтобы он стал меньше водного потенциала почвенного раствора. Это достигается за счёт аккумуляции в клетках неорганических ионов или низкомолекулярных органических соединений, называемых совместимыми осмолитами. К ним относятся аминокислоты (пролин, аланин и др.), четвертичные ионы (бетаин, глицин-бетаин), сахароспирты (пинит) и углеводы.

6. Стимуляция роста корневой системы, направленная на усиление поступления воды. Корни в отличие от надземных органов дольше продолжают расти при водном дефиците, так как в процессе своего роста они двигаются в более глубокие и влажные слои почвы, что приводит к увеличению поглотительной способности корня.

Жароустойчивость растений [14].

К основным приспособлениям, защищающим растение от тепловых повреждений, от перегрева, относятся следующие: тонкая листовая пластинка, обладающая высокой транспирацией, несколько снижающей перегрев; вертикальная ориентация листьев, когда лучи не могут падать на них перпендикулярно; беловатая окраска поверхности, экранирующая инсоляцию; опушение или чешуйки, защищающие от перегрева глубже лежащие ткани; тонкие слои пробковой ткани, предохраняющие флоэму и камбии; высокое содержание углеводов и малое содержание воды в цитоплазме, высокая интенсивность транспирационного охлаждения, изолированность ткани (например камбия) слоем другой ткани и т. д. Многие из перечисленных приспособлений аналогичны тем, которые позволяют переносить мороз или засуху.

Морозоустойчивость растений [1]

На степень морозоустойчивости растений большое влияние оказывают сахара, регуляторы роста и другие вещества, образующиеся в клетках. В зимующих растениях в цитоплазме накапливаются сахара, а содержание крахмала снижается. Влияние сахаров на повышение морозоустойчивости растений многосторонне. Накопление сахаров предохраняет от замерзания большой объем внутриклеточной воды, заметно уменьшает количество образующегося льда.Сахара защищают белковые соединения от коагуляции при вымораживании; они образуют гидрофильные связи с белками цитоплазмы, предохраняя их от возможной денатурации, повышают осмотическое давление и снижают температуру замерзания цитозоля. В результате накопления Сахаров содержание прочносвязанной воды увеличивается, а свободной уменьшается. Особое значение имеет защитное влияние сахаров на белки, сосредоточенные в поверхностных мембранах клетки. Сахара увеличивают водоудерживающую способность коллоидов протоплазмы клеток; связанная с коллоидами вода в виде гидратных оболочек биополимеров при низких, температурах не замерзает и не транспортируется, оставаясь в клетке. Криопротекторами являются также молекулы гемицеллюлоз (ксиланы, арабиноксиланы), выделяемые цитоплазмой в клеточную стенку, обволакивающие растущие кристаллы льда, что предотвращает образование крупных кристаллов, повреждающих клетку. Так клетки защищаются как от внутриклеточного льда, так и от чрезмерного обезвоживания.

Газоустойчивость растений [15].

В зависимости от механизмов газоустойчивость классифицируется как биологическая, анатомо-морфологическая и физиолого-биохимическая.

Биологические механизмы устойчивости связаны с межродовым и межвидовым разнообразием.

Анатомо-морфологические признаки - это мощная кутикула, дополнительные восковые покровы, опушение, меньшая вентилируемость губчатой паренхимы, черты ксероморфности, в частности мелкие устьица. Восковой налёт на листьях создаёт водоотталкивающее покрытие, и грязь легко смывается водой. Восковой налёт закрывает также устьичные щели, что повышает устойчивость к загазованности.

Физиолого-биохимические приспособительные механизмы включают регулирование поступления газов, поддержание буферности цитоплазмы и её ионного баланса, детоксикацию образующихся ядов.



Рис. 8. Схема: Механизмы газоустойчивости растений.

Устойчивость растений к периодическому подтоплению[1].

Для растений-мезофитов избыток воды в почве может быть также губителен, как и её недостаток. Непродолжительное затопление почвы вызывает повреждение и задержку роста растений, а длительное застаивание воды приводит к полной гибели растений.

У растений-мезофитов аэренхима в норме отсутствует. Она формируется в основании стебля и во вновь развивающихся корнях лишь в ответ на недостаток в тканях кислорода. Формирование этой ткани в стебле вызывает этилен, который обычно образуется из 1-аминоциклопропан-1-карбоновой кислоты (АЦК).Образование этилена является сигналом для гибели части клеток первичной коры корня и стебля, вместо них образуются полости, используемые для транспорта кислорода из надземных органов в корневую систему. Помимо этилена в запуске гибели клеток участвуют ионы кальция. Подобный процесс гибели клеток является примером апоптоза, или программируемой смерти клеток.

У растений, растущих в условиях переувлажнения, корневая система располагается в поверхностных слоях почвы, её масса и поглощающая поверхность могут уменьшиться на 50 % и болееиз-за плохого развития корней второго порядка и корневых волосков, что также влияет на поглощение веществ и поступление воды.

Выживаемость некоторых растений, например, сахарного тростника,при затоплении связывают с их способностью образовывать придаточные корни на узлах, расположенных выше уровня воды.

Помимо механизмов ухода от недостатка кислорода растения используют метаболические и молекулярные адаптивные реакции.

Устойчивость к биологическим факторам внешней среды[16].

Устойчивость растений к патогенам основана на разнообразных механизмах защиты. В целом эти механизмы подразделяют на:

1) конституционные, то есть присутствующие в тканях растения-хозяина до заражения;

2) индуцированные, то есть возникшие в ответ на контакт с паразитом или его внеклеточными выделениями.

Конституционные механизмы:

а) особенности структуры тканей, обеспечивающие механический барьер для проникновения патогена,

б) способность к выделению веществ с антибиотической активностью (например, фитонцидов),

в) отсутствие или недостаток веществ, жизненно важных для роста и развития паразита.

Индуцированные механизмы:

а) усиление дыхания,

б) накопление веществ, обеспечивающих устойчивость,

в) создание дополнительных защитных механических барьеров,

г) развитие реакция сверхчувствительности.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении данной расчётно-графической работы мною были получены знания по строению растительной клетки и её физических свойств, о водном режиме растений, фотосинтезе и условиях его протекания, и механизмах устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды. Так же был рассчитан ряд значений, таких как осмотическое давление в клетке клеточного сока, интенсивность транспирации и фотосинтеза.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вл. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева, Физиология растений. М.: Высш. шк., 2006.

2. Биофайл. Предмет, задачи и методы физиологии растений. [Электронный ресурс]: научно-информационный журнал - Режим доступа: http://biofile.ru/bio/19208.html

3. Сайт рефератов. Предмет, задачи и методы физиологии растений. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://referatyk.com/biologiya/13336-kontrolnaya_rabota:_predmet_zadachi_i_metodyi_fiziologii_rasteniy.html

4. Национальный Агро Портал. Диффузия. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: book_crop.agronationale.ru›read_82_6.html

5. Биологический энциклопедический словарь. Плазмолиз. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://enc-dic.com/biology/Plazmoliz-4354/

6. Википедия - свободная энциклопедия. Транспирация. [Электронный ресурс]: энциклопедия - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%F0%E0%ED%F1%EF%E8%F0%E0%F6%E8%FF

7. Студопедия. Внешние факторы, влияющие на транспирацию. [Электронный ресурс]: лекционные материалы доя студентов - Режим доступа: http://studopedia.net/6_43744_vneshnie-faktori-vliyayushchie-na-transpiratsiyu.html

8. Школьный справочник. Фотосинтез. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://clickclean.ru/problemy-i-pomoshh/biologiya/razdrazhimost-pitanie-razmnozhenie-prokarioty-eukarioty-aeroby-anaeroby-fagocitoz-pinocitoz-fotosintez-simbioz-obmen-veshhestv-refleks-instinkt-gamety-op.html

9. Биология. Фотосинтез. [Электронный ресурс]: электронный учебник - Режим доступа: http://www.ebio.ru/org07.html

10. База документов. Фотосинтез и дыхание растений. [Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие - Режим доступа: http://reftrend.ru/947030.html

11. МедУнивер - медицинский информационный портал. Графики интенсивности фотосинтеза. От чего зависит интенсивность фотосинтеза? [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://meduniver.com/Medical/Biology/169.html

12. Энциклопедия экономиста. Экологические факторы среды и их влияние на организм. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.grandars.ru/shkola/geografiya/ekologicheskie-faktory.html

13. . Биофайл. Влияние основных экологических факторов на растения и растительные сообщества. [Электронный ресурс]: научно-информационный журнал - Режим доступа: http://biofile.ru/bio/16548.html

14. Комнатные цветы. Жароустойчивость растений. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://prostoflora.ru/ekologiy/13.html

15. Биофайл. Газоустойчивость растений. [Электронный ресурс]: научно-информационный журнал - Режим доступа: http://biofile.ru/bio/8600.html

16. Уральский Федеральный Университет. Растение и стресс. [Электронный ресурс]: курс лекций - Режим доступа: http://elar.urfu.ru/bitstream/10995/1580/4/1333214_lectures.pdf

Размещено на Allbest.ru

...