Контрольная работа по "Физиологии растений"

Влияние внутренних факторов на процесс дыхания

Различные виды и экологические формы растений дышат с разной интенсивностью. Как уже упоминалось, светолюбивые растения характеризуются более высокой интенсивностью дыхания по сравнению с теневыносливыми. Расте­ния северных широт по сравнению с растениями, произрастающими на юге, ды­шат более интенсивно, особенно при пониженной температуре.

Интенсивность дыхания зависит от возраста. Как правило, более молодые растущие органы и ткани дышат более интенсивно. Интенсивность дыхания про­ростков обычно резко возрастает в течение периода их наибольшего роста (пер­вые 4—5 суток после начала прорастания), а затем начинает падать. По-види­мому, это связано с образованием закончивших рост тканей. Определенным закономерным образом изменяется интенсивность дыхания листьев. После по­явления листа в первые дни его роста интенсивность дыхания возрастает, а затем резко падает, а в период пожелтения часто вновь немного повышается. Такое же явление наблюдается у плодов перед их созреванием (климактерический период). Перед отмиранием организма или органа обычно наступает кратковременное усиление процесса дыхания. Это связано, по-видимому, с какими-то необра­тимыми процессами дегенерации тканей, при которых сложные соединения распадаются на более простые, что увеличивает количество субстратов дыхания. В этот период дыхание не сопровождается фосфорилированием. Коэффициент Р/О резко падает. По-видимому, разрушается упорядоченное расположение окислительных и фосфорилирующих систем.

           Изменение возраста всего растительного организма также сказывается на интенсивности дыхания. Наивысшей интенсивностью дыхания обладают растения перед началом цветения. Низкой интенсивностью дыхания отличаются органы растения, закончившие рост или находящиеся в состоянии покоя. Очень низкое дыхание характерно для сухих семян, завершивших рост плодов, тканей, в которых имеется большой процент мертвых клеток. Низкая интенсивность дыхания у покровных тканей. Высокой интенсивностью дыхания характеризуются цветки (особенно тычинки и пестики), клетки флоэмы и камбия. Как уже упоминалось, различные органы и ткани растения сильно различаются по условиям снабжения их кислородом. В листе кислород свободно поступает практически к каждой клетке. Сочные плоды, корнеплоды, клубни вентилируются очень плохо; они слабо проницаемы для газов, не только для кислорода, но и для углекислого газа. Естественно, в этих органах процесс дыхания сдвигается в анаэробную сторону, дыхательный коэффициент возрастает. Возрастание дыхательного коэффициента и сдвиг процесса дыхания в анаэробную сторону наблюдаются в меристематических тканях. Таким образом, разные органы характеризуются не только различной интенсивностью, но и неодинаковым качеством дыхательного процесса.

          6 Это объясняется тем что семена находились  разных условиях. Высушенные семена потеряли свою массу под влиянием высоких температур, вода испарилась.  При обезвоживании у растений, не приспособленных к засухе, значительно усиливается интенсивность дыхания (возможно, из-за большого количества субстратов дыхания — Сахаров), а затем постепенно снижается. У засухоустойчивых растений в этих условиях существенных изменений дыхания не наблюдается или отмечается небольшое усиление. А семена которые находятся во влажной среде  набухают(за счет впитывания воды)и  их масса увеличивается. И семена которые находятся во влажной среде начнут проростать.

          7 Одной из важнейших функций корневой системы является всасывание и подача воды в надземную часть. Как известно, растение на 80% состоит из воды. Вода участвует в дыхательном обмене, разлагается при образовании в процессе фотосинтеза органических веществ, таких, как сахар и крахмал. Однако расход ее на эти процессы ничтожен по сравнению с той тратой, которую растения производят при испарении воды листовой поверхностью (транспирация).

         В солнечную погоду листья, поглощая лучистую энергию, необходимую для процесса фотосинтеза, могут перегреться и погибнуть. Чтобы сохранить эти важнейшие органы от гибели, растения выработали защитные приспособления. Листья непрерывно испаряют воду, вследствие чего температура их снижается, и даже на ярком солнечном свету они почти не нагреваются. В зависимости от погоды площадь листьев, равная 1 м2, испаряет за час днем от 15 до 250 г воды, а ночью от 1 до казалось бы, очень прост: от тех же условий, от которых зависит вообще испарение воды.

          (1) Прежде всего, понятно, от степени влажности воздуха. Чем меньше влажность воздуха, тем сильнее будет испарение; напротив, в воздухе, насыщенном паром, испарение прекратится вовсе.

Но если насыщенный парами воздух будет постоянно устраняться от испаряющей поверхности растения, то испарение должно ускориться.

         (2) Другими словами, ветер должен в значительной степени ускорять испарение. Если б могло в этом отношении возникнуть сомнение, то оно вполне устраняется обстоятельными опытами венского профессора Визнера. Он или приводил в движение исследуемые части растения на вращающемся приборе и определял путь, описываемый испаряющим органом, или дул на испаряющий орган из мехов и определял скорость ветра.

    Даже при скорости 3 м в секунду, которую метеорологи обозначают выражением «слабого» ветра, испарение возрастало в 2-3 раза, иногда в 20 раз. Понятно, какое влияние должны оказать более сильные и сухие ветры, те роковые «суховеи», которым приписывают выдающуюся роль в прошлогодней засухе. При этих опытах Визнера обнаружился крайне любопытный факт: некоторые растения под влиянием ветра испаряли менее воды, чем в спокойном воздухе. Но этот опыт в конечном анализе  получил, как мы увидим далее, удовлетворительное физическое объяснение.

        (3) Испарение возрастает и с температурой; это подтверждается многочисленными опытами, да в этом едва ли кто и сомневался. Растение более всего нагревается солнцем; отсюда вполне понятна зависимость испарения от солнечного нагревания.

         (4)…Опыты показали, что испарение зависит от цвета органа и тех лучей, которые на него падают. Итальянский ученый Комез доказал это весьма наглядным опытом. Желтые цветы испаряют более под синим колпаком, чем под желтым; синие цветы – наоборот. Это понятно: желтые тела поглощают синие лучи и в них нагреваются, и пропускают почти без поглощения желтые лучи, следовательно, и не нагреваются ими. Вот в каком смысле должны мы понимать зависимость испарения от цвета.

         Мы нашли ответ на на вопрос.В наше случае воды испарилось  на 50г больше чем поглатил корень , к этому могли привести такие условия как повышение температуры, усиление ветра и  уменьшение влажности почвы.

Дефицит влаги в растениях действует на такие процессы, как поглощение воды, корневое давление, прорастание семян, устьичные движения, транспирация, фотосинтез,, дыхание, ферментативная активность растений, рост и развитие, соотношение минеральных веществ и др. Изменяя обмен веществ, недостаток воды влияет на продуктивность, вкус плодов, плотность древесины, длину и прочность волокна у хлопчатника и т.д При устойчивом завядании растений увеличивается скорость распада РНК, белков и одновременно возрастает количество небелковых азотсодержащих соединений. Под влиянием почвенной и атмосферной засухи тормозится также отток продуктов фотосинтеза из листьев в другие органы. Недостаток воды в тканях растений создается, когда расход воды при транспирации превышает ее поступление. Водный дефицит может возникнуть в жаркую солнечную погоду к середине дня, при этом уве­личивается сосущая сила листьев, что активирует поступление воды из почвы. Растения регулируют уровень водного дефицита, меняя отверстость устьиц. Обычно при завядании листьев водный дефицит их восстанавливается в вечерние и ночные часы (временное завядание). Глубокое завядание наблюдается при отсутствии в почве доступной для растения воды. Это завядание чаще всего приводит растения к гибели.

         8 Возобновление среза стебля зависит  то правильного среза стебля. Та ветка у которой более правильный срез стебля возобновит его быстрее и быстрее возобновит свой тургор .При срезывании стебля вода выдавливается из кончика срезанного стебля и образуется воздушный тромб, величина которого зависит от водного потенциала цветка до срезывания и интенсивности транспирации после этого. Наличие таких тромбов препятствует нормальной транспирации, водный поток устремляется в обход тромба через ткани, окружающие сосуды ксилемы, что увеличивает гидравлическое сопротивление в десятки раз. Повторная обрезка стебля под водой устраняет воздушную блокировку сосудистых пучков ксилемы. Аналогичный результат дает и добавление в воду, где находится срезка цветов, некоторых подкисляющих, смачивающих или поверхностно-активных веществ, способствующих рассасыванию воздушных тромбов. Если вследствие закупорки сосудов вода не может подниматься по стеблю, для облегчения тока воды по сосудистой системе можно использовать устройство, подающее воду в срезку под давлением. Если процесс увядания, например при сухом хранении срезки, не зашел далеко, при получении влаги запас воды в вакуоли возобновляется, тургор восстанавливается. Растения за счет специальных механизмов саморегуляции способны поддерживать свою оводненность на постоянном уровне, непрерывно поглощая воду и испаряя ее.

         9 Сульфат аммония синтетический (серно-кислый аммоний) (NH4)2SO4– азотно-серное минеральное удобрение ГОСТ-9027-82. Сульфат аммония содержит 21% азота и 24% серы. Это химически нейтральная кристаллическая соль белого цвета, хорошо растворимая в воде.          Рекомендуется для внесения на некислые (насыщенных основаниями), в грунты и на кислых при условии известкования.

          Одноразовое внесение сульфата аммония даже на подзолистых почвах существенно не сказывается на изменении реакции почвенного раствора, а систематическое применение этого удобрения на подзолистых и оподзоленных почвах приводит к подкислению почвенного раствора. Эту особенность удобрения учитывают при его использовании, проводя одновременно известкование почвы.

         На черноземных почвах применения сульфата аммония на развитие растений отрицательно не влияет. Сульфат аммония является высокоэффективным азотным удобрением, применение которое обеспечивает высокую агрономическую и экономическую эффективность возделывания основных сельскохозяйственных культур. Так как питание растений осуществляется главным образом через корни, то внесение минеральных удобрений в почву позволяет активно воздействовать на рост и развитие растений Азот является компонентом хлорофилльных пигментов, которые придают растению его зеленую окраску. Поскольку хлорофилл необходим для фотосинтеза, можно говорить о том, что азот играет важную роль в фотосинтезе. Азот имеется в гормонах — органических веществах, оказывающих важное регулирующее влияние на обмен, даже если они присутствуют лишь в ничтожных количествах. Азот — составная часть носителя энергии дыхания - АТФ

       10 В вегетационный сосуд , содержащий 2,7кг  почвы (исходя из нормы 0,8 г азота на 1 кг почвы) нужно внести  2,16г  сернистого аммония.

11 У нейтральных растений флориген образуется постоянно и не зависит от внешних условий. У ДДР флориген образуется на длинном дне, а у КДР - на коротком. В конце 1950-х годова А.Ланг, бывший аспирант Чайлахяна, который уехал продолжать исследования в США, прислал в Москву только что открытые гормоны - гиббереллины. Чайлахян исследовал влияние гиббереллинов на цветение. Оказалось, что у рудбекии, арабидопсис, укропа, салата-латука и других ДДР гиббереллин ускорял образование цветков даже на коротком дне. К гиббереллину оказались отзывчивыми и КДДР: различные виды каланхоэ. Таким образом, гиббереллин в ряде экспериментов мог заменить длинный день для ДДР.

        Обработка гиббереллинами КДР в условиях длинного дня не вызывает цветения: растения сильно вытягивают междоузлия, но продолжали вегетировать.

       У ДДР антезин все время присутствует в растении, а уровень гиббереллина повышается на длинном дне и происходит цветение.

для цветения необходимо сначала воздействие короткого дня, а затем - длинного (при обратной последовательности цветения не происходит)

       12 При почвенной засухе нижние листы вывядают быстрее потомучто, в условиях водного дефицита верхние листья, в которых за счет некоторого усиления гидролитических процессов увеличивается содержание за счет некоторого усиления гидролитических процессов увеличивается содержание осмотически активных веществ, оттягивают воду от нижних листьев и дольше сохраняют ненарушенными синтетические процессы, а нижние листья в этих условиях засыхают раньше верхних; Очевидно, в аридных и близких к ним зонах для сельскохозяйственных культур важно знать физиологические показатели, характеризующие водный режим тканей, и, пользуясь ими, определять срок полива и его продолжительность.