Фізіологія рослин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фізіологія рослин

1. Структурна будова рослинної клітини і основні функції клітинних органел /оболонки, цитоплазми, ядра, хлоропластів, мітохондрій та ін.

Клітина - найменша структурна одиниця всього живого,. У клітині здійснюються всі життєві процеси: живлення, генерація енергії, виділення, новоутворення елементів, розподіл. Усі компоненти живої клітини об'єднані в системі, яку називають протопластом. До складу протопласта входить цитоплазма, у якої розташовані інші органи: пластиди, мітохондрії ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, рибосоми і ядро. Цитоплазма. Це основний компонент усіх живих клітин. Від клітинної оболонки цитоплазма відокремлюється щільним шаром - мембраною, що називається плазмалемою, а від вакуолі відділяється другою мембраною - тонопластом. Цитоплазма являє собою колоїдну систему - гідро золь, де дисперсним середовищем є вода ,а дисперсною фазою - білки, нуклеїнові кислоти, ліпіди і вуглеводи. Біологічні властивості цитоплазми є: рух, вибірна проникність, подразливість, обмін речовин тощо. Ендоплазматична сітка (ЕПС) - складна система мембран, що пронизують цитоплазму.

Комплекс Гольджі був відкритий у 1898 р, італійським вченим Гольджі. Він є у всіх еукаріотних клітинах. У рослинних клітинах являє собою купку сплющених мембранних мішечків, що називаються діктіосомами. Апарат Гольджі бере участь у формуванні вакуолей, утв. слизу і ферментів у залозах листків комахоїдних рослин. У клітинах можна виділити дві функціонально різні області ЕПС: гранулярна ЕПС, мембрана якої, ,? рибосомами, і гладенька ЕПС, позбавлена рибосом.Мітохондрії - органели всіх еукаріотних клітин. Вони вириті подвійною мембраною, не з'єднаною з ЕПС. Основна функція забезпечення енергетичних потреб клітини. У мітохондріях проходять синтез АТФ і АДФ. Мітохондрії утворюються внаслідок поділу. Клітинна оболонка. Наявність клітинної оболонки - характерна особливість рослинної клітини. Оболонка відділяє клітини і надає їм повної форми. Не мають клітинної оболонки лише статеві клітини. У період росту клітини її оболонка збільшу3ється і потовщується. До хімічного складу клітинної оболонки входять клітковина, напівклітковина, лептинові речовини.

Ядро регулює всі життєві процеси клітини, несе в собі генетичну інформацію, що знаходиться в ДНК, яка в основному входитьдо складу ядерної речовини будь-якої клітини, а також міститься й в цитоплазмі. Як правило, клітини рослин бувають одноядерними, однак у деяких рослин можуть ???? двоядерні і багатоядерні клітини. Рибосоми - невеликі гранули, що не мають мембран і складаються з двох нерівних частин: меншої і більшої. Вони містять РНК і білок. Розміщуються поодинці або групами на ЕПС або вільно в цитоплазмі. Основна їх функція - синтез білків. Хлоропласти - пластиди зелених органів рослин. Здебільшого вони мають форму зерен, тому їх називають хлорофіловими зернами. Головними пігментами хлоропластів є хлорофіли. Значення хлорофілу полягає у поглинанні енергії світла і участі у фотохімічних реакціях.

білок фотосинтез хлорофіл

2. Функції білків у рослинному організмі

Білки, або, як їх інакше називають, протеїни, мають дуже складну будову і є найбільш складними з живильних речовин. Білки виконують безліч найрізноманітніших функцій, характерних для живих організмів. Білки -- високомолекулярні азотовмісні органічні речовини, молекули яких побудовані із залишків амінокислот.

1) є основним будівельним матеріалом клітини.

2) виконують транспортну функцію переміщення речовин через мембрану;

3) каталізують усі ферментативні біохімічні реакції у клітині;

4) виконують сигнальну і рушійну функції під впливом факторів навколишнього середовища;

5) є джерелом енергії.

Усі білки як тваринні, так і рослинні поділяють на дві великі групи: прості та складні. Прості білки побудовані тільки з амінокислот, з'єднаних пептидними зв'язками, складні у своїх молекулах крім білкової частини, мають ще небілковий компонент -- простетичну групу.

Далі прості білки класифікують за фізико-хімічними властивостями: розчинністю у різних розчинниках і розміром молекулярної маси, а складні -- за природою простетичної групи.

Також білки виконують роль запасних речовин. За здатністю розчинятися у різних розчинниках протеїни поділяються на такі групи: альбуміни - розчиняються у воді; глобуліни - розчиняються у розчинах нейтральних солей; глютеліни - розчиняються у слабких розчинах кислот і лугів; проламіни - розчинні тільки у 50-70% відсткових розчинах спирту.

Крім амінокислот, у складі молекули білка може бути інша сполука небілкової природи. Такі білки називаються складними, або протеїдами. Вони відіграють роль основних компонентів різних структур клітини. Структура, фізико-хімічні і біологічні властивості білків залежать від природи амінокислот, що входять до їх складу. Амінокислоти, виділені з білків, являють собою похідні насичених карбонових кислот, у яких атоми водню в радикалі заміщені аміногрупою. Амінокислоти поділяють на дві великі групи: ациклічні (амінокислоти жирного ряду) і циклічні.

3. Нуклеїнові кислоти їх хімічний склад і функції

Порівняно з білками, вуглеводами та ліпідами нуклеїнових кислот у клітині дуже мало, але їхнє значення настільки велике, що можна сказати: без нуклеїнових кислот життя не можливе.

Нуклеїнові кислоти -- це інформаційне сховище, у якому знаходяться усі відомості про склад, розвиток і функціонування живих систем. У них не тільки зберігається спадковий матеріал, він активно реалізується під час процесів синтезу, розвитку організму, поділу клітин та розмноження. Нуклеїнові кислоти -- складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Число нуклеотидів у складі однієї молекули нуклеїнової кислоти може сягати 200 млн.

Вони можуть існувати вільно і у складі полімерів -- молекул ДНК і РНК.

Нуклеотиди

Молекула нуклеотиду складається з трьох компонентів: залишків нітратної основи, пентози та ортофосфатної кислоти. Нуклеотиди з аденіном, гуаніном і цитозіном входять до складу як ДНК, так і РНК. Проте тимін міститься лише в нуклеотидах ДНК, а урацил -- в РНК

4. Ферменти їх хімічний склад та функції

Хімічні процеси в організмі каталізуються особливими речовинами ,що називаються ферментами, або ензимами. Учення про ферменти виділилось у самостійну науку - ензимологію або ферментологію. Зараз встановлено, що немає жодного процесу в організмі, який би відбувався без участі ферментів.

За хімічною природою ферменти - це білки, що проявляють каталітичні властивості, тобто вони прискорюють перебіг різних хімічних процесів, які відбуваються в живому організмі. Ферментам притаманні всі фізико-хімічні властивості білків : висока молекулярна маса, розщеплення до амінокислот під час гідролізу, утворення колоїдоподібних розчинів; вони не стійкі до впливу високих температур та солей важких металів, проявляють антигенні властивості, піддаються фракціонуванню. Як і білки, ферменти поділяються на прості й складні. Прості, або однокомпонентні, ферменти містять у своєму складі тільки амінокислоти. Більшість ферментів є двокомпонентними, тобто складаються з білкової і небілкової (простетичної) частин. Їх називають ще голоферментами, а їх складові, відповідно, апоферментами

Рис. 2

Простетична група міцно і постійно зв'язана з апоферментом. Якщо небілкова частина ферменту зв'язана з апоферментом непостійно, і й приєднується до апоферменту тільки під час каталітичного процесу, то її називають коферментом, іноді - кофактором.

5. Біохімія синтезу простих білків

Біологічна хімія - це наука про хімію життя. Найважливішими біомолекулами є білки. Білки - це високомолекулярні азотовмісні органічні речовини, молекули яких побудовані із залишків амінокислот, це особливий клас речовин, що зустрічається в усіх живих організмах. Без білків життя не існує Білки виконують важливі біологічні функції: а) каталітичну - найсуттєвішу, так як переважна більшість перетворень в організмі здійснюється тільки під впливом ферментів, які є білками; б) структурну - білки у тварин утворюють рогові покриви, є основою сполучення між клітинами; в) рухову; г) транспортну - д) регуляторну - білки є регуляторами зчитування спадкової інформації з ДНК, рецепторами мембран, які забезпечують трансформацію і передачу в клітину інформації е) захисну - антитіла, які виробляються у відповідь на появу чужорідних молекул, зв'язують і знешкоджують їх ; є) енергетичну - при повному окисненні 1 г білка виділяється біля 17 кДж енергії, Класифікація білків: протеїни-прості білки та Протеїди - складні білки - Прості білки, складаються тільки з амінокислот (альбуміни, глобуліни, протаміни, гістони).

6. В'язкість, еластичність, подразливість та інші властивості цитоплазми

Цитоплазма - це основний компонент усіх живих клітин. Цитоплазма - напіврідка, прозора і в'язка гомогенна масса, розташована під клітинною оболонкою. Біологічні властивості цитоплазми є: рух, в'язкість, еластичність, вибірна проникність, подразливість, обмін речовин тощо.Цитоплазма входить до сладу протопласта і представляє собою основну масу протопласта. Цитоплазма проявляє властивості порівняно в'язкої рідини, але водночас і деякі властивості твердого тіла . Еластичність - це здатність цитоплазми відновити свою форму після деформуючої дії. Вона зумовлюється здатністю клітинної мембрани змінювати розміри своєї поверхні за рахунок швидкого руйнування при плазмолізі і наступного утворення при деплазмолізі окремих ділянок. Еластичність має пристосувальне значення. Рослини з більш високою еластичністю цитоплазми краще витримують умови недостатньої зволоженості Молекули біополімерів - білків і ліпідів - у мембранах розташовані в строго певній послідовності.

Завдяки такій будові мембрана має здатність вибірково пропускати молекули одних речовин і не пропускати молекули інших речовин, тобто вона має виборчою проникністю, і грає важливу роль в життєдіяльності.

Проникність цитоплазми не залишається постійною протягом життярослини, а змінюється з віком, а також збільшується при підвищенні температури та інтенсивності освітлення.

Одним з характерних властивостей цитоплазми є її здатність до руху.

На швидкість руху Цитоплазми впливають температура, світло та інші фактори. Рух цитоплазми відіграє велику роль у життєдіяльності рослинного організму, сприяючи переміщенню речовин з однієї клітини в іншу.

В'язкість - одна з найважливіших властивостей цитоплазми. Вона дуже сильно коливається залежно від виду рослини, а також від фаз його розвитку. У деяких рослин в'язкість цитоплазми трохи перевищує в'язкість води, а в інших сягає в'язкості гліцерину, що перевершує в цьому відношенні воду в 87 разів.

В'язкість цитоплазми тісно пов'язана з обміном речовин: чим вище в'язкість, тим зазвичай менш інтенсивний обмін. Висока в'язкість цитоплазми сприяє збільшенню стійкості рослин до підвищеної температури.

Подразливість - це здатність клітини адекватно реагувати на дію факторів зовнішнього і внутрішнього середовища. При відсутності подразника цитоплазматична мембрана володіє так званим потенціалом спокою.

7. Пасивні і активні механізми надходження речовин у рослинну клітину

8. Роль води в житті рослинного організму, вбирання води рослиною і клітиною

9. Поняття про водообмін. Використання води рослиною на різних етапах органогенезу

Водний режим рослин, (водообмін), вступ води в рослину і віддача її рослиною, необхідні для його життєдіяльності (обміну речовин, зростання, розвитку, розмноження),. складається з трьох послідовно протікаючих і тісно зв'язаних між собою процесів: вступи води в коріння рослин з грунту; піднімання води по корінню і стеблам в листя і в розташовані на стеблах зростаючі ембріональні тканини, точки зростання; випари надлишкової води з листя в навколишню атмосферу. Загальна кількість води, що проходить через рослину, надзвичайно велика.

Онтогенезом, або індивідуальним розвитком, починається з утворення зиготи й завершується природною смертю рослини.

10. Верхні і нижні двигуни водяного току у рослині

Водний режим рослин, (водообмін), вступ води в рослину і віддача її рослиною, необхідні для його життєдіяльності (обміну речовин, зростання, розвитку, розмноження),. складається з трьох послідовно протікаючих і тісно зв'язаних між собою процесів: вступи води в коріння рослин з грунту; піднімання води по корінню і стеблам в листя і в розташовані на стеблах зростаючі ембріональні тканини, точки зростання; випари надлишкової води з листя в навколишню атмосферу. Загальна кількість води, що проходить через рослину, надзвичайно велика.

Поглиненна води кореневої системою забезпечується роботою двох кінцевих двигунів водного току:верхнього і нижнього кінцевого двигуна, чи кореневого двигуна.

Механізм підняття води по рослині внаслідок дії кореневого тиску називається нижнім кінцевим двигуном. Дослідженнями установлено, що кореневий тиск складається з двох компонентів: осмотичного (пасивного) та неосмотичного (активного). Перший діє за рахунок різниці концентрації клітинного соку та розчину, що оточує клітину. Другий - енергозалежне явище. Наявність у рослин кореневого тиску, який зумовлює активне поглинання води коренями, добре ілюструється явищами плачу рослин та гутації. Плач рослин - виділення рідини із зрізаної поверхні стебла. Плач у рослин припиняється внаслідок висушування ґрунту, коли його водоутримуюча сила стане рівною силі кореневого тиску.

Крім нижнього кореневого двигуна існує і верхній кінцевий двигун. Дія останнього ґрунтується на випаровуванні води рослинами (транспірації) та силах зчеплення між її молекулами. Отже, транспірація - важливий компонент верхнього кінцевого рушія і являє собою фізіологічний процес випаровування води рослиною. верхній кінцевий двигун водного струму в рослині - це сила транспірації листя, та його робота мало пов'язана з життєдіяльністю кореневої системи. Адже досліди показали, що вода може поступати у пагони і крізь мертву кореневу систему.

11. Анатомічні особливості будови тіла посухостійких рослин

Здатність рослин витримувати сухість повітря та ґрунту називається посухостійкістю. Однією з найбільш пристосованих до перенесення посухи і високої температури груп рослин є ксерофіти. Особливо яскраво з ксерофітів виділялася група сукулентів, що, крім своїх анатомо-морфологічних ознак, легко характеризувалася і фізіологічно (запасання води на посушливий період і її ощадливу витрату). Особливості будови і біології сукулентів настільки чітко видні, що і морфологічно відмінним від них ксерофітам (склерофітам) стали приписувати ті ж властивості.

Сукуленти можна охарактеризувати в такий спосіб. В основному це рослини пустелі, з товстими м'ясистими стеблами або листям. Морфологічно вони поділяються на два типи: 1) стеблові (кактуси,)і 2) листові (алое). Стебла з товстою кутикулою, для них характерно могутній розвиток водозапасаючої тканини. Рослини відрізняються украй високою в'язкістю цитоплазми, дуже підвищеною жаростійкістю і дуже низькою еластичністю цитоплазми. Висока в'язкість цитоплазми є однією з причин високої жаростійкості цих рослин. Низька еластичність пояснює їхню нездатність переносити зневоднювання. Метаболізм невисокий. Рослини мають потужну, але поверхневу кореневу систему. Запасають воду і повільно її витрачають. Відзначено, що товста кутикула не тільки охороняє ці рослини від утрати води, але і перешкоджає проникненню кисню з атмосфери.

Справжні ксерофіти (еуксерофіти) - рослини з порівняно неглибокою кореневою системою, середнім осмотичним тиском клітинного соку і порівняно невисокою транспірацією. До них відносяться полині, кохія та ін. До еуксерофітів відносяться і рослини, що характеризуються різко ксероморфною будовою, глибокою кореневою системою, низькоюю транспірацією, рослини можуть виносити тривалі водні дефіцити. До кінця літа вони скорочують свою транспірацію і збільшують осмотичний тиск.

12. Транспірація. Методи визначення її інтенсивності

Транспірбція -- випаровування води з поверхні рослин, що відбувається через продихи та кутикулу. Основним органом транспірації є лист. Залежить від температури, вологості, вітру, світла. За рахунок високої сисної сили клітин листкової паренхіми забезпечується пересування води уверх по рослині. Таким чином, сила верхнього кінцевого рушія буде тим більша, чим активніша транспірація.

Вид транспірації:

Кутикулярна (крізь поверхню кутикули, що вкриває епідерміс);

Продихова (крізь продихові щілини).

Кутикулярна значно менша за продихову, але молоді листки рослин мають високу інтенсивність саме кутикулярної транспірації.

Протягом доби транспірація у рослин відбувається з різною інтенсивністю. В ясну, але не дуже суху погоду в більшості рослин продихи відкриваються на світанку й продихові щілини досягають максимуму в ранкові години. Відкривання продихів у цей період регулюється фотоактивним механізмом. Продиховий апарат у різних рослин працює неоднаково. У злаків продихи закриваються увечері й протягом ночі не відкриваються. Отже, крім продихової, існує ще позапродихова транспірація, прикладом якої є кутикулярна транспірація. Кутикула - шар жирової речовини, що утворюється кутином, який виділяється клітинами епідермісу.

Однією з важливих характеристик випаровування є її інтенсивність транспірації (ІТ), що показує кількість води, яка випаровується рослинами з одиниці листової поверхні в одиницю часу. Звичайно для більшості рослин вона в середньому за 1 годину складає 15-250 м3 на 1 м2 вдень і 1-20 м3 на 1 м2 у ночі. Кількість синтезованої сухої речовини на 1 кг транспірованої води є параметром продуктивності транспірації (ПТ). Вона характеризується утворенням у середньому 3 м3 сухої речовини при проходженні 1 кг води. Величиною, зворотною продуктивності транспірації, є транспіраційний коефіцієнт

13. Вологість стійкого в'янення. Форми води в ґрунті і її доступність рослинам

Осмос --однобічна дифузія через напівпроникну мембрану, яка відокремлює розчин від чистого розчинника або розчину меншої концентрації дане явище суттєво впливає на існування живих клітин. Розчин з більшою концентрацією стосовно розчину з меншою концентрацією є гіпертонічним, а розчин з меншою концентрацією стосовно розчину з більшою концентрацією розчиненої речовини - гіпотонічним. У цих умовах буде спостерігатися переміщення молекул води через мембрану з гіпотонічного розчину в гіпертонічний шляхом осмосу. Це відбувається доти, доки не наступить рівновага, і розчини стануть ізотонічними. Осмос характеризується осмотичним тиском

Поглинання клітиною води приводить до збільшення об'єму клітинного вмісту, що спричиняє гідростатичний тиск на клітинну стінку. Такий тиск називається тургорним тиском (Т), а напружений стан клітинної стінки - тургором.

Тумргор -- це пружність і еластичність тканини, змінні в залежності від її фізичного стану. Це внутрішній тиск клітини, що означає повне насичення клітини водою.

Осмотичний тиск і всмоктувальна сила клітин різні у різних видів рослин. Вони змінюються також з віком рослин і залежно від зовнішніх умов. В міру старіння рослинного організму осмотичний тиск звичайно підвищується. Чим вищі запаси води в ґрунті і більше її міститься в тканинах рослин, тим нижчий осмотичний тиск і всмоктувальна сила.

При зменшенні водного запасу ґрунту всмоктувальна сила листків і коріння підвищується, але при цьому збільшується і всмоктувальна (водоутримна) сила ґрунту. Внаслідок цього засвоєння води корінням обмежується. Найбільш інтенсивно вона поглинається коренями при оптимальній вологості ґрунту, сприятливій для швидкого росту рослин.

16. Листок, як орган транспірації. Механізм відкривання і закривання продихів

Інтенсивність транспірації у різних органів рослини неоднакова. Інтенсивно випаровують вологу квітки, але за обсягом рідини значно поступаються листку через те що в нього більша поверхня. Головну масу води випаровують листки, тому вони слугують основним органом транспірації. Рослини випаровують значну частину поглиненої води. У випаровуванні беруть участь три структури:

Продихи -- пори, через які дифундує вода, що випаровується з поверхні клітин (близько 90% від усієї втраченої води при відкритих продихах).

Кутикула -- восковий шар, що покриває епідерміс листків і стебел; через неї проходить вода, що випаровується з зовнішніх оболонок клітин епідермісу (близько 10 %).

Сочевички -- зазвичай їх роль у випаровуванні води дуже мала, але у листопадних дерев після скидання листки через них втрачається основна маса води. листок транспірація продих

Як зазначено вище, епідерміс утворений щільно прилеглими одна до одної клітинами. Єдиними отворами в листках є продихи, через які здійснюється газообмін листка і випаровується вода. Продихи частіше розташовуються на нижній стороні листка (у дерев), але можуть бути і з обох сторін (у трав'янистих рослин). Зазвичай продихові отвори обмежені двома замикаючими клітинами, стінки яких нерівномірно потовщені.

Транспірацію можна охарактеризувати за допомогою наступних показників. Кількість води, яка випаровується рослиною з одиниці листової поверхні в одиницю часу називається інтенсивністю транспірації. Вона може бути виражена в грамах на 1 м2 або 1 мм2 за одну годину.

При відкритих продихах загальна поверхня продихових щілин складає всього 1-2% від площі листка. Здавалося б, це повинно дуже сильно зменшувати випаровування у порівнянні з випаровуванням з вільної водної поверхні тієї ж площі, що і листок, однак це не так.

Продихи можуть відкриватися и? закриватися. Першии? механізм регулювання роботи продихів - зміна тургору замикаючих клітин -гідроактивне відкривання продихів. У міру того, як ці клітини осмотично вбирають воду, більш тонка и? еластична зовнішня частина і?х клітинноі? стінки сильно розтягується, а товстіша внутрішня частина, що утворює щілину, розтягується слабкіше, у результаті замикаючі клітини набирають напівкру- глоі? форми и? продих відкривається. При втраті води щілина продиху закривається. Підсилення синтезу цукру на світлі замикаючими кліти- нами збільшує і?х сисну силу и? викликає вбирання води, що зумовлює відкриття про- дихів. У темноті цукор перетворюється у крохмаль, якии? осмотично малоактивнии?, отже, вбирання води не відбувається и? продихи закриваються

17. Одиниці виміру транспірації: продуктивність транспірації, транспіраційний коефіцієнт, відносна транспірація

Транспірація це фізичне явище. Листя рослини просякнуті водою. З їх поверхні (особливо через продихи) вода постійно випаровується, але це буде явище біологічне, пов'язане з рослинним організмом, його особливостями.

Транспірбція -- випаровування води з поверхні рослин, що відбувається через продихи та кутикулу. Основним органом транспірації є лист.транспірація залежить від температури, вологості, вітру, світла.

Інтенсивність транспірації - це кількість води, що випаровується рослиною (в г) за одиницю часу (год) одиницею поверхні листа (у дм2).

Транспіраціонний коефіцієнт - кількість води (в г), що випаровується рослиною при накопиченні їм 1 г сухої речовини. Транспіраційної коефіцієнти помітно коливаються у одного і того ж рослини залежно від умов середовища: вологості повітря, температури, вологості грунту, світла, вітру. Інший одиницею порівняння рослин в цьому відношенні буде продуктивність транспірації - величина, зворотна транспіраційної коефіцієнту, це кількість грамів сухої речовини, що утворюється при випаровуванні 1 л води.

Відносна транспірація - відношення води, що випаровується листом, до води, що випаровується з вільною водної поверхні тієї ж площі за один і той же проміжок часу.

Економність транспірації - кількість випаровується води (в мг) на одиницю (1 кг) води, що міститься в рослині.

18. Методи визначення площі листка

19. Охарактеризуйте основні енергетичні центри рослинної клітини

Клітина -- основна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів, найменша одиниця живого. Клітини всіх одноклітинних та багатоклітинних організмів подібні за своєю будовою, хімічним складом, основними проявами життєдіяльності та обміном речовин.

Клітини всіх організмів складаються з оболонки (клітинної мембрани) та внутрішнього середовища -- цитоплазми, у якій розміщуються органоїди. І рослини, і тварини -- еукаріотичні організми, тому їхні клітини містять ядро.

Ядро є центром керування життєвими процесами клітини, носієм спадкової інформації. В оболонці рослинної клітини над плазматичною мембраною містяться щільна клітинна стінка, до складу якої входить целюлоза.

Цитоплазма і рослинної, і тваринної клітин містить органоїди: рибосоми -- це центри синтезу білка; комплекс Гольджі -- виконує функції накопичення синтезованих клітиною речовин, виведення зайвих речовин; мітохондрії -- це енергетичні центри; клітинний центр (відсутній у вищих рослин) -- бере участь у процесі поділу клітин; вакуолі, які у рослин існують у вигляді мембранного мішечка, заповненого клітинним соком, а у тварин (іноді наявні) специфічні -- скоротливі, травні тощо.

Рослинні клітини містять пластиди: хлоропласти -- центр фотосинтезу, хромопласти та лейкопласти. У тваринних клітинах їх немає. Запасні поживні речовини у тваринних клітинах найчастіше існують у вигляді глікогену; у рослинних клітинах -- у вигляді крохмалю.

20. Шари цитоплазми і їх пропускна здатність

У цитоплазмі виділяють 3 шари: зовнішній -- плазмолему, середній -- мезоплазму і внутрішній -- тонопласт.

Цитоплазма. Це основний компонент усіх живих клітин. Від клітинної оболонки цитоплазма відокремлюється щільним шаром - мембраною, що називається плазмалемою, а від вакуолі відділяється другою мембраною - тонопластом. Ці шари цитоплазми багаті на ліпіди. Вони відіграють важливу роль у процесах обміну. Шар цитоплазми між тонопластом і плазмонемою називається плазмою. У метаплазмі знаходяться всі органоїди клітини, які відмежовані від цитоплазми мембранами, що складаються із білків ліпідів.

21. Коренева система, як орган вбирання води. Роль кореневої системи в житті рослин

У кореневому живленні рослин, як і в фотосинтезі, проявляється одна з найяскравіших властивостей рослинного організму -- автотрофність, тобто здатність будувати своє тіло з неорганічних речовин. Крім того, саме живлення рослин забезпечує постійний кругообігречовин і перенесення енергії, тісно поєднуючи мінеральний та живий світ.

Коренева система, будучи спеціалізованим органом поглинання води, забезпечує також і надходження до рослини мінеральних речовин. Функція кореня не обмежується лишепоглинанням і транспортуванням речовин у надземні органи, адже коренева система є також органом активного і спеціалізованого обміну речовин. Корінь забезпечує також виділення внавколишнє середовище різних за природою та біологічним значенням речовин. Фізіологічніфункції кореня тісно пов'язані з його анатомічною будовою

Кругообіг речовин у рослині -- важлива ланка кореневого живлення. Він зумовлений специфічними вимогами рослини до поживних елементів та джерелами живлення, які для неї доступні. Цей кругообіг тісно пов'язаний як із поглинальною, так і з видільною функцієюкореня. Доведено, що через кореневу систему виділяються майже всі типи водорозчинних сполук.

Роль кореня в житті всієї рослини багатогранна. У першу чергу, корінь - це спеціалізований орган поглинання води і мінеральних елементів з ґрунту. Друга сторона діяльності кореневої системи - часткова чи повна переробка поглинених іонів, їх відновлення, включення в різні органічні сполуки і транспортування в наземні органи для синтезу складнихметаболітів і фізіологічно активних речовин. Ця сторона синтезуючої функції коренів пов'язана з процесом поглинання. Третя функція - виділення в навколишнє середовище речовин, різних за хімічною природою і біологічним значенням.

22. Фотосинтез. Його загальна характеристика і масштаби

Фотосинтез - це процес утворення зеленими рослинами, синьозеленими водоростями і деякими бактеріями органічних речовин із СО2 і Н2О за рахунок енергії світла. Процес фотосинтезу - основний шлях надходження енергії Сонця в біосферу. Весь кисень планети має фотосинтетичне походження.

Фотосинтез відбувається в зелених органах рослин, і насамперед у листі. Листок має плоску форму, що сприяє кращому поглинанню сонячної енергії.

Цей складний і багаттоступінчастий процес розпочинається з поглинання світла молекулою хлорофілу. Зелений колір його зумовлений поглинанням переважно червоних і фіолетових променів сонячного спектра. З моменту поглинання сонячного світла хлорофілом розпочинається світлова стадія фотосинтезу.

фотохімічної роботи, яка здійснюється в кількох основних напрямках.

1. Перетворення енергії електронів на енергію АТФ

2. Перебіг процесу фотолізу води

3. Передача енергії електронами через низку проміжних речовин для відновлення універсального біологічного переносника

Далі настає темнова стадія фотосинтезу, для перебігу якої світло не потрібне.

Фотосинтез має велике значення для існування біосфери. Зелені рослини завдяки фотосинтезу вносять до складу органічних речовин вуглець, здатні поновлювати кисень атмосфери і вуглекислий газ. Проте в процесі фотосинтезу використовується лише 1 % усієї сонячної енергії, яка потрапляє на рослини. Зелені рослини відіграють космічну роль завдяки тому, що вони здатні засвоювати сонячну енергію.

23. Особливості будови листка, як органу фотосинтезу. Будова та функції хлоропластів

Фотосинтез - це процес утворення зеленими рослинами, синьозеленими водоростями і деякими бактеріями органічних речовин із СО2 і Н2О за рахунок енергії світла. Процес фотосинтезу - основний шлях надходження енергії Сонця в біосферу. Весь кисень планети має фотосинтетичне походження.

Фотосинтез відбувається в зелених органах рослин, і насамперед у листі. Листок має плоску форму, що сприяє кращому поглинанню сонячної енергії.

Зверху і знизу листок покритий епідермісом, що захищає тканини листка, регулює газообмін і транспірацію. За винятком замикаючихклітин продихів, клітини епідермісу позбавлені хлоропластів і у фотосинтезі особистої участі не приймають. Через продихи, розташовані в більшості рослин на нижній стороні листа, у лист попадає вуглекислий газ, який засвоюється у процесі фотосинтезу. Листок має розгалужену мережу судинно-волокнистих пучків. По ксилемі в листок надходять вода і мінеральні солі в результаті чого потім відтікають продукти фотосинтезу. При переповненні клітин листка асимілятами інтенсивність фотосинтезу падає. Листки розташовуються на рослині так, щоб мінімально перекривати один одного, тобто утворювати листову мозаїку.

Фотосинтез розпочинається з поглинання світла молекулою хлорофілу. Зелений колір його зумовлений поглинанням переважно червоних і фіолетових променів сонячного спектра. З моменту поглинання сонячного світла хлорофілом розпочинається світлова стадія фотосинтезу. Хлоропласти мають форму двоопуклої лінзи. Кожен хлоропласт відділений від цитоплазми подвійною мембраною, зовнішньої і внутрішньої, які іноді називаються ламелами. Ламели занурені в гідрофільний білковий гель - строму. Крім мембран строми в хлоропластах виявляються мембранні тилакоїди. Це плоскі замкнуті мембранні мішки, що мають форму диска. Тилакоїди, розташовуючись один над одним, утворюють стопки - грани. У матриксі (стромі) хлоропластів виявляються молекули ДНК, рибосоми; там же відбувається первинне відкладення запасного полісахариду, крохмалю, у вигляді крохмальних зерен.

У хлоропластах містяться різні пігменти. Залежно від виду рослин це: хлорофіл: - Хлорофіл А (синьо-зелений) - 70% (у вищих рослин і зелених водоростей); - Хлорофіл В (жовто-зелений) - 30% (там же); - Хлорофіл С, D і E зустрічається рідше - в інших груп водоростей;

24. Хімічний склад і структурна будова молекул хлорофілу. Як отримати витяжку пігментів зеленого листка

Основна роль у фотосинтезі належить хлорофілам. У процесі фотосинтезу хлорофіли виконують складні функції: поглинання світла, передачу енергії, передачу електронів. Група хлорофілів включає понад 10 пігментів, що відрізняються деякими структурними особливостями. У хлоропластах містяться різні пігменти .Найбільш поширені чотири форми хлорофілів : а, b, с, d.

Залежно від виду рослин це: хлорофіл: - Хлорофіл А (синьо-зелений) - 70% (у вищих рослин і зелених водоростей); - Хлорофіл В (жовто-зелений) - 30% (там же); - Хлорофіл С, D і E зустрічається рідше - в інших груп водоростей; За хімічною природою хлорофіл - складний ефір дикарбонової хлорофілінової кислоти, який отримують двома спиртами - метиловим і фітолом.

Наявність атома Мg2+ у ядрі хлорофілу обумовлює зелений колір пігменту. Кількість хлорофілу в рослині змінюється в процесі вегетації, поступово зростаючи до фази цвітіння і зменшуючись від цвітіння до кінця вегетації. Рослини, вирощені в темряві (етіоляти), завжди блідо-жовті через відсутність хлорофілу. У зелених рослин в результаті захворювань чи недостатнього мінерального живлення відбувається руйнування хлорофілу - хлороз. Він може викликатися відсутністю в поживному середовищі азоту, калію, сірки, марганцю, міді. Особливо важливе забезпечення рослин залізом, оскільки залізо бере участь в окислювально-відновних процесах при синтезі хлорофілу.

Для отримання витяжки пігментів зеленого листка потрібно Свіже або сушене листя (0,5-2 г) подрібнити ножицями, відкинувши крупні жилки і черешки, помістити в ступку, додати на кінчику ножа СаСОз (для нейтралізації кислот клітинного соку) і трохи чистого кварцового піску або товченого скла. Ретельно розтерти, підливаючи потроху 85 % етиловий спирт, змазати носик ступки із зовнішньої сторони вазеліном і злити отриманий темно-зелений розчин по паличці у воронку з фільтром. Підлити в ступку ще трохи спирту, розтерти і злити на той же фільтр. Повторити цю операцію кілька разів до повного добуття пігментів (всього витрачати 10 мл спирту).