Файл: Физиология и биохимия растений.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 27

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

12. Химический состав и строение клеточной стенки, ее функциональное значение

34. Роль активной деятельности цитоплазмы и поглощении воды клеткой

54. Нарушение водообмена, его причины и последствия

75. Фотосинтез в различных лучах спектра. Спектры поглощения хлорофиллов, каратиноидов, хлоропластов листа

89. Связь дыхания и брожения. Пути окисления пировиноградной кислоты в растительных тканях

95. Дегидрогеназы, их химическая природа и характер действия

130. Ингибиторы их физиологическая роль и применение в практике

135. Световая стадия развития растений. Понятие о фотопериодизме Работы В. И. Разумова показали, что растение нуждается не в фотопериоде, как таковом, а в условиях для прохождения световой стадии. Оказалось, что можно выращивать даже растения короткого дня на непрерывном свете, лишь бы этот свет был достаточно низкой напряженности и воспринимался бы как темнота. В опыте Разумова просо бухарское, памирское и иркутское выращивалось сначала на коротком дне, а остальную часть суток — при освещении в 10 люксов. У всех этих сортов не наступало задержки в выметывании метелки при таком освещении. У проса воронежского и безенчукского только дополнительное освещение в 0,5 люкса не вызывало задержки. И, наконец, просо монгольское, корейское и китайское давало метелку только на коротком дне. Освещение в 0,5 люкса уже вызывало задержку в выбрасывании метелки.Из изложенного ясно, что учение о фотопериодизме не может считаться особой теорией развития и является лишь частью этой теории.Особенно ясным и убедительным фактом, доказывающим стадийную природу фотопериодизма, является так называемое фотопериодическое последействие, открытое русским ученым Эгизом и изученное более подробно Разумовым. Оказывается, для ускорения плодоношения вовсе нет необходимости воздействовать на растения соответствующим фотопериодом в течение всей его жизни. Для этого достаточно подвергать его этому воздействию в течение сравнительно короткого времени в период, предшествующий образованию цветочных органов. После стадии яровизации, на скорость прохождения которой световой режим не оказывает никакого влияния, наступает следующая стадия развития, световая. Для прохождения этой стадии одни растения нуждаются в определенном сроке пребывания на свету, так как у них свет ускоряет наступление плодоношения, другие же растения нуждаются в определенном сроке пребывания в темноте, так как у них свет задерживает плодоношение. Первые и будут растения длинного дня, у них на световой стадии развитие всего скорее идет при непрерывном свете. У растений короткого дня те стадийные изменения, которыми обусловливается прохождение световой стадии, скорее протекают в темноте. Но так как в непрерывной темноте растения не могут существовать в силу прекращения процесса фотосинтеза, то для этих растений оказывается необходимой периодическая смена света и темноты, причем в течение светлого периода суток у них идут процессы питания, а в течение темного периода стадийные изменения.Укорачивания дня имеет значение для образования клубней у картофеля и для перехода ряда древесных пород в состояние зимнего покоя. Независимо оттого как проходит световая стадия — при коротком или при длинном дне, — переход к покою связан в первую очередь с укорочением дня.Последний вопрос имеет и очень большое практическое значение. В условиях длинного северного дня многие культурные растения не впадают в состояние покоя и вымерзают полностью или очень страдают от морозов. 152. Созревание клубнеплодов и корнеплодов Созревание таких частей растения, как клубни и корпи, имеет особенности. Так, клубнеобразованне у большинства сортов картофеля начинается в период бутонизации. Во время созревания клубней в основном наблюдается синтез крахмала и белков. В начальный период клубнеобразования интенсивность синтеза крахмала незначительна. Сахара, поступающие из надземных органов, остаются в большинстве клубней в свободном состоянии.В летний период (июль -- август) содержание крахмала в клубнях за декаду может увеличиваться на 3--4%. т.е. прирост его за сутки составляет 0,3--0,4%. Суточный прирост массы клубней картофеля на гнездо равен 30 -- 40 г, крахмала -- до 6 г. Отток пластических веществ к клубням происходит до полного отмирания листьев и стеблей.Установлено, что у большинства сортов картофеля максимальное содержание крахмала наступает раньше, чем заканчивается период вегетации. Дальнейшее нахождение клубней па растении нежелательно, так как приводит к снижению содержания в них сухих веществ и крахмала. Уменьшение количества крахмала в клубнях в конце физиологического созревания объясняется расходованием его на дыхание, так как отсутствует приток к ним сахаров.В клубнях картофеля при их созревании меняется соотношение активности а- и (5-амилазы и фосфорилазы). Одновременно с биосинтезом крахмала наблюдается и накопление белков. Однако биосинтез их осуществляется медленнее, чем крахмала. В молодых клубнях белков меньше, чем в зрелых. Однако в связи с тем, что на первых этапах созревания клубней биосинтез крахмала замедленный, соотношение крахмал: белок ниже, чем в зрелых клубнях. Исследования (И. Г. Вывалько и др.) с применением метода меченых атомов показали, что аминокислоты (алаппн. глицин, тирозин) наряду с глюкозой и пируватом могут служить исходными веществами для биосинтеза крахмала в клубнях картофеля. Предварительно эти аминокислоты участвуют в реакциях дезаминирования и превращения в молекулы гексоз. Накопление белков, как и накопление крахмала, зависит от сорта картофеля. У ранних сортов картофеля, по данным А. С, Вечера и М. Н. Гопчарпка, наибольшее количество белкового азота наблюдалось на 90--100-и день после посадки, т. е. в период максимального накопления сухих веществ в клубнях. В дальнейшем происходило некоторое снижение содержания белков. У позднеспелых сортов наибольшее количество белкового азота отмечалось на 120--130-й день после посадки.Как правило, поздние сорта картофеля характеризуются более высоким содержанием растворимого в клеточном соке белка и белкового азота в клубнях по сравнению с ранними, среднеранними п среднеспелыми сортами. По мере созревания клубней количество небелкового азота возрастает. Чем сорт более раннеспелый, тем интенсивнее идет накопление небелкового азота в клубнях. Поэтому запаздывание с уборкой ранних сортов картофеля, предназначенных для пищевых целей, недопустимо, так как приводит к уменьшению содержания белка п ухудшению качества клубней.В клубнях картофеля синтезируется небольшое количество жиров и липидов -- 0,10--0,15% массы сырого вещества.. Хотя количество жира в картофеле невелико, он имеет большое значение, повышая пищевую и кормовую ценность этой культуры. Доказано, что более 50% жирных кислот картофеля составляют ненасыщенные жирные кислоты. Клубни картофеля имеют кислую реакцию (pH сока 5,6--6,2), что связано с содержанием значительного количества органических кислот. Среди них преобладает лимонная кислота -- 0,4--0,8% сырой массы клубней. Наибольшее количество лимонной кислоты (1%) характерно для свежеубранных клубней.В зрелых клубнях содержится в среднем следующее количество витаминов, мг % на массу сырого вещества: С--10--12, РР--0,4--2, Вс--0,9, В,--0,05--2, В*--0,1--0,2, каротина --до 0,05. При формировании клубней наблюдается интенсивный синтез витамина С, что связывают с превращением гексоз и соответствующих уроноиновых кислот (В. Л. Кретович), Максимальное содержание витамина С отмечается в клубнях в период наиболее интенсивного роста, к моменту наступления физиологическом зрелости клубней оно уменьшается.Условия выращивания -- питания и водоснабжения -- в значительной мере влияют на химический состав клубней картофеля. Бесхлорные калийные удобрения способствуют биосинтезу крахмала. Картофель очень чувствителен к наличию хлора в почве. Вносимый в почву в виде хлористого калия, он вызывает глубокие изменения в обмене веществ растений картофеля, в результате чего снижается урожай и ухудшаются вкусовые н кулинарные качества клубней. Хлоридные формы удобрений повышают интенсивность потемнения сырых и вареных клубней. Потемнение мякоти сырых клубней картофеля связывают с ферментативным окислением фенольных соединений (главным образом тирозина) при участии дифенолоксидаз. Эти формы удобрении увеличивают концентрацию хлорогеновой кислоты в клубнях. Почернение мякоти клубней после варки обусловливается образованием комплекса иона трехвалентното железа и орто-дигидрофенола. Лимонная кислота образует с железом бесцветный комплекс, ослабляя степень почернения клубней. Увеличение содержания калия в клубнях при внесении сульфатных форм удобрений стимулирует биосинтез и накопление лимонной, кислоты, в результате потемнение клубней при варке ' уменьшается. Исследования Р. Холидея показали, что недостаток не только калия, но и фосфора и кальция усиливает почернение картофеля при варке. Склонность к нему возрастает при высоком содержании железа в почве.По данным Д. Н. Прянишникова, при внесении под картофель сульфата калия в клубнях накапливается 20% крахмала, а при использовании калийной соли--17%. Применение азотных удобрений повышает содержание крахмала и белков в клубнях. почвенный климатический корнеплод солеустойчивостьВ корнеплодах сахарной свеклы основной составной частью является сахароза -- в среднем 16--20%; на воду приходится 75--80%. В них содержатся также дисахарид мальтоза (I -- 2%), трисахарид рафиноза, моносахариды глюкоза и фруктоза (до 1%). В состав корнеплодов входят пектиновые вещества в виде водонерастворимого протопектина, содержание которого равно 1,5--2,5%. Общее количество азотистых веществ в корнеплодах составляет 0,15--0,25%, в основном они состоят из белков и свободных аминокислот. В корнеплодах физиологически зрелой сахарной свеклы содержится 0,006--0,1% крахмала, 3--5% органических кислот (щавелевая, лимонная, яблочная, винная, янтарная и др.), около 1% клетчатки. В молодых корнеплодах, где происходит интенсивное новообразование клеток, много азотистых веществ, моносахаридов и воды. Кроме того, в корнеплодах накапливаются вещества, составляющие так называемый «вредный азот», который при производстве сахара препятствует его кристаллизации. Указанный азот состоит из холина, который образуется в результате ферментативного метилирования аминоэтилового спирта; бетаина, синтезируемого в процессе метилирования азота гликокола; аспарагина и глутамина. Бетаина -- (CH3)3N+CH2-СОО

176. Физиологические особенности засухоустойчивых сельскохозяйственных условий

180. Влияние засоления на растения

Список использованных источников


Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Костромская государственная сельскохозяйственная академия"

Факультет Агробизнеса
Направление подготовки 35.03.04 «Агрономия» шифр 170444
Кафедра агрохимии, биологии и защиты растений
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
По дисциплине «Физиология и биохимия растений»

Выполнил: студент 3 курса

431z группы

Дрозд Валентина Владимировна

Руководитель:

Виноградова Вера Сергеевна,

доктор с/х.н., профессор

Оглавление

12. Химический состав и строение клеточной стенки, ее функциональное значение 3

34. Роль активной деятельности цитоплазмы и поглощении воды клеткой 6

54. Нарушение водообмена, его причины и последствия 10

75. Фотосинтез в различных лучах спектра. Спектры поглощения хлорофиллов, каратиноидов, хлоропластов листа 12

89. Связь дыхания и брожения. Пути окисления пировиноградной кислоты в растительных тканях 14

95. Дегидрогеназы, их химическая природа и характер действия 16

130. Ингибиторы их физиологическая роль и применение в практике 18

135. Световая стадия развития растений. Понятие о фотопериодизме 20

152. Созревание клубнеплодов и корнеплодов 22

176. Физиологические особенности засухоустойчивых сельскохозяйственных условий 26

180. Влияние засоления на растения 29

Список использованных источников 32


12. Химический состав и строение клеточной стенки, ее функциональное значение


Клеточная оболочка — типичный компонент растительной клетки, является продуктом жизнедеятельности протопласта.

Функции:

1. Прочные и жесткие клеточные оболочки, служат механической опорой для органов растения.

2. Оболочка ограничивает растяжение протопласта вакуолью, а размер и форма зрелой клетки перестают изменяться.

3. В наружных тканях клеточные оболочки, защищают лежащие глубже клетки от высыхания.


4. По клеточным стенкам, примыкающим к друг другу, могут передвигаться различные вещества и вода от клетки к клетке (путь через апопласт).

5. Они оказывают влияние на поглощение, транспирацию и секрецию.

Клеточные стенки, как правило, бесцветны и легко пропускают солнечный свет. Стенки соседних клеток скреплены пектиновой срединной пластинкой. Срединная пластинка — единый слой, общий для двух соседних клеток. Она представляет собой несколько видоизмененную клеточную пластинку, возникшую в процессе цитокинеза. Срединная пластинка менее обводнена, в ней могут присутствовать молекулы лигнина. Углы клеточных стенок в результате внутриклеточного давления могут округляться, и между соседними клетками образуются межклетники. Все стенки клеток растения, связанные одна с другой и примыкающие к заполненным водой межклетникам, обеспечивают существование сплошной обводненной среды, в которой свободно передвигаются водорастворимые вещества.

Первоначально кнаружи от плазмалеммы возникает первичная клеточная стенка.

Состав: целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин и вода.

Первичные клеточные стенки соседних клеток соединены протопектиновой срединной пластинкой. В клеточной стенке линейные очень длинные (несколько микрон) молекулы целлюлозы, состоящие из глюкозы, собраны в пучки - мицеллы, которые, в свою очередь, объединяются в микрофибриллы – тончайшие (1,5…4 нм) волоконца неопределенной длины, а затем в макрофибриллы. Целлюлоза образует многомерный каркас, который погружен в аморфный сильно обводненный матрикс из нецеллюлозных углеводов: пектинов, гемицеллюлоз и др. Именно целлюлоза обеспечивает прочность клеточной стенки. Микрофибриллы эластичны и по прочности на разрыв сходны со сталью. Полисахариды матрикса определяют такие свойства стенки, как высокая проницаемость для воды, растворенных мелких молекул и ионов, сильная набухаемость. Благодаря матриксу по стенкам, примыкающим к друг другу, могут передвигаться вода и вещества от клетки к клетке (путь через апопласт по «свободному пространству»). Некоторые гемицеллюлозы могут откладываться в стенках клеток семян в качестве запасных веществ.


При делении клеток создается заново лишь клеточная пластинка. На нее обе дочерние клетки откладывают собственные стенки, состоящие главным образом из гемицеллюлозы. При этом образование стенки происходит и на внутренней поверхности остальных стенок, принадлежащих материнской клетке. Клеточная пластинка преобразуется в срединную, она обычно тонка и почти неразличима. После деления клетка вступает в фазу растяжения за счет поглощения клеткой воды и роста центральной вакуоли. Тургорное давление растягивает стенку, в которую внедряются мицеллы целлюлозы и вещества матрикса. Такой способ роста носит название интуссусцепции, внедрения. Оболочки делящихся и растущих клеток называют первичными. Они содержат воды до 90 %, в сухом веществе преобладают полисахариды матрикса: у двудольных пектины и гемицеллюлозы в равном соотношении, у однодольных – в основном гемицеллюлозы; содержание целлюлозы не превышает 30 %. Толщина первичной стенки не более 0,1…0,5 мкм.

К моменту, когда рост клетки заканчивается, рост клеточной стенки может продолжаться, но уже в толщину. Этот процесс носит название вторичного утолщения. При этом на внутренней поверхности первичной клеточной стенки откладывается вторичная клеточная стенка. Рост вторичной клеточной стенки происходит в результате аппозиции, наложения новых мицелл целлюлозы на внутреннюю поверхность клеточной стенки. Таким образом, наиболее молодые слои клеточной стенки ближе всего к плазмаллеме.

Для некоторых типов клеток (многие волокна, трахеиды, членики сосудов) образование вторичной стенки – основная функция протопласта, после завершения вторичного утолщения он отмирает. Однако это не обязательно. Вторичная стенка выполняет главным образом механические, опорные функции. В ее составе значительно меньше воды и преобладают микрофибриллы целлюлозы (40…50 % сухого вещества). Во вторичных стенках волокон льна и волосков хлопчатника содержание целлюлозы может достигать 95 %.

Механизм построения клеточной стенки. Клеточная стенка образуется в результате деятельности протопласта. В соответствии с этим вещества поступают в стенку изнутри
, со стороны протопласта. Строительные материалы – молекулы целлюлозы пектина, лигнина и других веществ — накапливаются и частично синтезируются в цистернах аппарата Гольджи. Упакованные в пузырьки аппарата Гольджи, они транспортируются к плазмалемме. Разорвав ее, пузырек лопается, и содержимое его оказывается снаружи плазмалеммы. Мембрана пузырька восстанавливает целостность плазмалеммы. Благодаря ферментной активности плазмалеммы идет сборка фибрилл целлюлозы строение клеточной стенки. Образуемые плазмалеммой фибриллы накладываются изнутри, не переплетаясь. В их ориентации большая роль принадлежит микротрубочкам, располагающимся под плазмалеммой параллельно формирующимся фибриллам

34. Роль активной деятельности цитоплазмы и поглощении воды клеткой


Для осуществления всех процессов жизнедеятельности в клетку из внешней среды должны поступать вода и питательные вещества. Цитоплазма и ее пограничные мембраны — плазмалемма и тонопласт — обладают свойствами избирательной проницаемости. Под избирательной проницаемостью понимают способность актив-'1ю регулировать процесс поступления веществ: одни вещества пропускать с большей скоростью, другие — с меньшей или не пропускать совсем. Таким путем биологическая система может сохранять стабильность — гомеостаз и не смешиваться с окружающей средой.

Поглощение может быть пассивным и активным. Пассивным называется перемещение веществ путем диффузии по электрохимическому (концентрационному и электрическому) градиенту.

Диффузия — движение молекул или ионов из области с высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. Ионы перемещаются через мембраны в том или ином направлении благодаря своей собственной кинетической энергии, не потребляя в этом процессе ни АТФ, ни другие источники энергии. Некоторые молекулы проникают, растворяясь в липидах мембран или через специальные гидрофильные канальцы в мембранах. Так как ионы заряжены, скорость их диффузии определяется не только проницаемостью мембраны и различиями в концентрации ионов по обе ее стороны, но также электрическим потенциалом — напряжением, возникающим между внутренней и внешней сторонами мембраны. Обычно растительные клетки на внутренней стороне своих мембран имеют отрицательный потенциал, что приводит к преимущественному поглощению положительно заряженных ионов по сравнению с отрицательными.

Активный транспорт — это поглощение веществ через специфические зоны мембраны, называемые насосами, против электрохимического градиента с затратой энергии дыхания. Например, растительная клетка поглощает калий в количествах в сотни и тысячи раз больших, чем он имеется в окружающей среде.

Вода может поступать в клетки растений благодаря набуханию биоколлоидов, увеличению степени их гидратации. Это характерно для сухих семян, помещенных в воду. Однако главный способ поступления воды в живые клетки — ее осмотическое поглощение.

Смотрите также файлы