АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

II. Полевой опыт.

Представляет собой метод исследований, который проводится в полевой обстановке на специально выделенном участке, с целью установления влияния факторов среды, условий или приемов воздействий на растения человеком. Особенности его состоят в том, что растения изучают вместе с совокупностью почвенных, климатических и биотических условий. Ввиду быстроты природных условий точность опыта небольшая.

Повысить ее можно делая большее количество наблюдений, или закладывая большее количество объектов наблюдения.

Органические вещества клетки. Углеводы - вещества в общей формулой С_х(Н₂О)_у, где х и у натуральные числа. Делятся на моносахариды, дисахариды и полисахариды. 1.Моносахара – углеводы, состоящие из одной простой молекулы сахара. Число атомов углерода = числу атомов водорода. К моносахарам относятся альдегиды по количеству атомов углерода в молекуле: - Триозы С₃Н₆О₃(глициновый альдегид). Участвуют в процессах дыхания и фотосинтеза; - Пентозы С₅Н₁₀О₅(кислоза, рибоза, дизоксирибоза). Входят в состав нуклеиновых кислот и других важнейший биологических молекул: АТФ, НАДФ и т.д. - Гексозы С₆Н₁₂О₆(глюкоза, фруктоза) Химические свойства. Моносахара твердые вещества, легко растворимые, обладают свойством восстановления окиси металлов, сами при этом окисляются до органической кислоты. Функции гексоз. Глюкоза является первичным продуктом фотосинтеза, участвует в процессе дыхания, энергетическая функция, структурная функция, входит в состав сложных углеводов (крахмал, целлюлоза и т.д.) 2.Дисариды – сложные сахара, каждая молекула которых состоит из 2-х молекул моносахаров. Общая формула С₁₂Н₂₇О₁₁. К нам относятся сахароза (глюкоза + фруктоза), гектоза (глюкоза + галактоза) и мальтоза (глюкоза + глюкоза). Сахароза – тростниковый сахар – очень распространен в природе. В нем содержится до 25% сахарозы. В сахарной свекле – 15-20%. Лактоза присутствует в молоке. Мальтоза – солодовый сахар, образуется при гидролизе крахмала, широко распространен в живых организмах. 3.Полисахариды – высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят от нескольких десятков до нескольких тысяч остатков моносахаров. Крахмал – состоит из остатков глюкозы, биополимер образованный при фотосинтезе, является основным запасом питательных веществ, откладывается в семенах, плодах. Основная реакция на крахмал – реакция с йодом. Гликоген, является основным запасом питательных веществ в животной клетке. Целлюлоза – высокомолекулярный полисахарид, состоящий из 10000 остатков глюкозы, самый широко распространенный полисахарид. Функции целлюлозы: входит в состав клеточных стенок, придает им механическую прочность, защищает от проникновения бактерий. Белки - высокомолекулярные соединения, биополимеры, состоящие из простых молекул. Мономерами белков являются аминокислоты. В состав белка входят 20 различных аминокислот, они о бъединяются друг с другом при помощи пептидной связи. Аминокислот в молекуле белка может быть 10-100 тысяч, но для свойств белка очень важно в какой последовательности аминокислоты соединятся друг с другом. В этом плане выделяют уровни организации молекулы белка: Первичная структура – представляет собой последовательность аминокислот в белке. Она определяет свойства белка. Вторичная структура - представляет собой свернутую в спираль молекулу белка. Она стабилизируется при помощи различных типов связи: водородные, ионные, гидрофобные. Третичная – спираль скручивается в блок, глобулу. Удерживается при помощи водородной, ионной, гидрофобной, дисульфидной связи – эта связь образует между аминокислотами, содержащих в своем составе серу, ковалентный тип связи. Четверичная – когда несколько белковых глобул объединяются друг с другом.Все белки делятся на простые и сложные. Простые состоят из аминокислот. В состав сложных входят другие молекулы – ионы (Fe, Cu, Mg, Mo) – витамины, другие органические молекулы: АТФ, НАДФ и т.д.; углеводы, липиды. Функции белков: строительная, транспортная, защитная, сократительная, регуляторная, энергетическая, сигнальная, каталитическая.

Ферменты - белки, которые осуществляют протекание биохимических реакций внутри клетки. Свойства: имеют третичную и четверичную структуру; ускоряют протекание химических реакций во много раз, но сами при этом не расходуются; обладают специфичностью.

Специфичность: один фермент катализирует только 1-ую химическую реакцию, но катализирует реакцию в обоих направлениях. Специфичность действия фермента объясняет теория «Замка ключа». Молекула фермента во много раз больше своего субстрата, поэтому внутри белковой глобулы образуется активный центр фермента (замок). Субстрат, геометрически соответствует активному центру фермента как ключ к замку.

Химические свойства белков. 1. Денатурация – нарушение природной структуры белка под действием неблагоприятных факторов среды. 2. Коагуляция – глубокие, необратимые нарушения структуры белка. 3. Ренатурация – возвращение белка в исходное состояние.

Цветные реакции. 1. Ксантопротеиновая, на наличие аром. аминокислот (желтая цвет). 2. Биуретовая, проверяет на наличие пептидной связи (синий цвет). 3. Уксусно – кислым свинцом (черный осадок). Название фермента. Номенклатура - название субстрата - тип катализированной реакции - окончание «аза». Амилаза – фермент ускоряющий реакцию крахмала. Липаза – фермент расщепляющий жиры. Протеаза – фермент, расщепляющий белки.

Классификация ферментов: Оксидоредутазы – осуществляют реакции окисления – восстановления. Трансфераз – катализируют реакции переноса остатков молекул с одного субстрата на другой. Гидролазы - катализируют реакции расщепления при участии воды. Лиазы – катализируют не гидролитическое расщепление молекул. Изомеразы – катализируют внутримолекулярные превращения. Лигазы - катализируют реакции синтеза с участием АТФ.

Нуклеиновые кислоты. - это высокомолекулярные соединения, состоящие из более простых молекул, нуклеотидов. 2 типа: ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, состоящая из 2-х полинуклеотидных цепей; РНК – рибонуклеиновая кислота, состоящая из 1-ой полинуклеотидной цепи. Каждая полинуклеотидная цепь состоит из нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из 3-х частей: азотистое основание – углерод пентоза – фосфорная кислота. Существует 4 типа нуклеотидов входящих в состав ДНК: аденин – тимин(в РНК урацил), гуанин – цитозин. Нуклеотиды соединены между собой в полинуклеотидную цепь через остаток фосфорной кислоты. В ДНК 2 полинуклеотидной цепи соединены по принципу комплементарности.

Существует 4 вида молекул РНК: Информационная РНК – несет информацию о первичной структуре белка; Транспортная – переносит аминокислоты к рибосомам при биосинтезе белка; Рибосомная – определяет структуру рибосом; Вирусная

Генетический код – единая для все живых организмов систему записи наследственной информации в молекулах НК в виде последовательности нуклеотид. Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК записана информация о последовательности аминокислот в молекуле белка. 3 нуклеотида, соединенные в определенной последовательности, шифруют одну аминокислоту, этот код называется кодон или триплет. Существует 64 вариации триплета, а аминокислот в белке более 20. Код является вырожденным, т.е. аминокислота информируется несколькими триплетами. Некоторые кодоны являются стоп – сигналами – сигнализируют об окончании синтеза белка; старт – кодоны – означают начало синтеза белка. Ген – участок молекулы ДНК, в которой записана информация о строении белка.

Жиры или липиды. - это нерастворимые в воде вещества. Делятся на твердые (животного происхождения) и жидкие (растительного происхождения). Больше всего растительных масел содержится в плодах и семенах, а вегетативных органах до 5%. Жиры – это сложные эфиры, образованные трехатомным спиртом – глицерином и высокомолекулярными жирными кислотами. Свойства. Определяются жирными кислотами, входящие в его состав. В состав твердых жиров входят остатки насыщенных кисло. В состав жидких кислот – остатки ненасыщенных кислот. Функции: энергетическая, запасающая, входят в состав биологических мембран. Биологическая мембрана состоит из фосфолипидов – это жиры, в которых один из остатков жирных кислот заменен на остаток фосфорной кислоты.

Фотосинтез - это процесс образования органического вещества (глюкозы) из неорганических - (углекислого газа и воды) на свету при участии молекулы хлорофилла. 6CO₂+6H₂O →C₆H₁₂O6+6O₂

Хлорофилл а – сине – зеленые; в – желто – зеленые; с – бурые водоросли; d – красные водоросли. Свойства. 1. Оптические: пигмент поглощается и трансформирует солнечную энергию в энергию химических связей органических соединений. Хлорофилл поглощает лучи в сине – фиолетовой и красной областях видимой области спектра. Обладает способностью к флюоресценции. 2. Физико – химические: не растворяется в воде, но хорошо растворим в органических растворителях (спирт, бензин).

Флюоресценция. При попадании квантов света на хлорофилл, его молекула возбуждается и электрон на внешней орбите переходит на более высокий уровень. Когда возвращается в исходное состояние, разница энергии между уровнями расходуется либо на процесс фотосинтеза, либо на флюоресценцию. Хлорофилл находится в хлоропластах. Хлоропласт состоит: внутренняя мембрана, тилакоид стромы, внешняя мембрана, тилакоид граны.

Каратиноиды. - группа природных компонентов желтого и оранжевого цвета. Обуславливают окраску плодов, осенней листвы.Свойства. Нерастворимые в воде, но растворимые в органических веществах и жирах; содержатся в листьях всех растений, в корнеплодах моркови; является провитамином. Оптические свойства. Отражают лучи желто – оранжевого цвета, а поглощают сине – фиолетовые области спектра.Функции. Являются вспомогательными пигментами в процессе фотосинтеза; защищают хлорофилл от фотосинтеза; являются метаболитами клетки; участвуют в процессах размножения растений; участвуют в защитных реакциях клетки, обеспечивают ее иммунитет; являются предшественником витамина А. Ксантофилл – кислородосодержащие производные каротинов. Содержатся в хромопластах. Флавоноиды – гетероциклические кислородосодержащие соединения. К ним относятся: флавоны и флавонолы (обеспеч. желтую окраску), антоцианы – от розового до синего, содержатся в клеточном соке вакуолей. Антоцианы – водорастворимые пигменты вакуолей растений, которые могут быть красные, фиолетовые, синие или их оттенков в зависимости от кислотности клеточного сока и взаимодействия с металлами. Функции. Привлечение опылителей, защита клеток от УФ, является вторичным метаболитом, обеспечивает активный и пассивный иммунитет растения.

Химизм фотосинтеза Процесс протекает в две стадии: световую и темновую; телокоидах и гранах, стромах и хлоропластах. Световая стадия. Двигают 2 фотосистемы (ФС). В состав антенны входят хлорофилл а и в, каротины. Две ФС отличаются хлорофилл ловушкой: I. P₇₀₀ и II. P₆₈₀ - длина волны поглощения. 1.Первой начинает работу ФС I. Квант света, попадая на антенну, передает свою энергию вспомогательным пигментам, которая от них идет к P₇₀₀. У P₇₀₀ электрон на внешней орбите получает заряд, переходящий на более высокий энергетический уровень, с которого легко отрывается и идет в цепь переносчиков электронов (ЭТЦ) на НАДФ⁺, сообщая ему отрицательный заряд. Таким образом, продуктом работы ФС I является НАДФ*Н₂ – никотинамидадениндинуклеотид фосфат – это сильный восстановитель, который легко отдает или присоединяет протоны Н и участия ОВР в клетке. 2. Когда электрон ушел от P₇₀₀ у нее образуется электронная вакансия, которая восполняется от ФС II. Р₆₈₀ получает энергию от своей антенны, возбуждается, электрон отрывается и идет на восполнение электронной вакансии у Р₇₀₀. При переходе электрона по ЭТЦ из АТФ. В свою очередь у Р₆₈₀ образуется электронная дырка, которая восполняется за счет процесса фотолиза (разложения воды). Когда задействованы две системы, такой путь называется – нециклическое фотофосфорелирование. Световая стадия завершается образование трех продуктов: НАДФ*Н₂, АТФ, О₂.

Темновая стадия. Протекает в строме хлоропласта. Открыл ее М. Кальвин английский исследователь. Состоит из 3х этапов: 1.Реакция карбоксилирования. СО₂ присоединяется к сахару пентозе, который в своем составе имеет 2 остатка фосфорной кислоты, ригулезадифасфад (РДФ). РДФ присоединяет СО₂, образуется нестойкая С₆ – соелинение, которое сразу расходится на 2 молекулы триозофасфатов – фосфоглицериновую кислоту (ФГК). 2.Реакция восстановления. ФГК восстанавливается до ФГА (альдегида) с спользованием продуктов световой стадии АТФ и НАДФ*Н₂. 3.Реакция регенерации. Из 6 молекул ФГА 5 идет на регенерацию РДФ, а 1 молекула выходит из цикла и идет на образование глюкозы.

Цикл Кальвина протекает у всех растений одинаково, но растения произрастающие в южных широтах эволюционно приобрели дополнительный этап к циклу. Поскольку цикл включает реакции С₃ – соед., то растения осуществляют только эти реакции, называются С₃ – растения. А растения, которые приобрели дополнительный этап, называются С₄ – растения. С₄ – путь фотосинтеза. У С4 – растений существуют 2 типа клеток мезофилла. В клетках мезофилла, в которой работает фермент присоединяет СО₂ к С₃ – соед. – пирувату с образованием С₄ – соединения – малата. Малат поступает в клетки обкладки сосудистых пучков, где распадается на СО₂ и пируват. Пируват возвращается в клетки мезофилла, а СО₂ идет в цикл Кальвина. К С4 – растениям относят: кукурузу, сахарный тростник, соя, сорго и т.д.

Метаболит органических кислот по типу толстянковых (МОКТ) С₄ – путь фотосинтеза у них протекает в одних и тех же клетках, но в разное время суток. Ночью, когда устьица открыты, СО₂ запасается в одной форме малата, которая накапливается в больших вакуолях. Днем, когда устьица закрыты, малат поступает в хлоропласты, где распадается на СО₂ и пируват, СО₂ идет в цикл Кальвина, пируват возвращается в цитоплазму. Эффективность фотосинтеза С₄ выше, чем C_3.

Экология фотосинтеза Интенсивность фотосинтеза – количество поглощенного СО₂ в единицу времени поверхностью листа. Из всех лучей видимого спектра, падающего на лист, на процесс фотосинтеза расходуется 1,5-2% всей поглощенной энергии. Поглощенная энергия, расходующаяся на процесс фотосинтеза, называется фотосинтетической активной радиацией (ФАР). Внешние факторы, влияющие на фотосинтез: 1. Свет. Зависимость фотосинтеза от света выраженной кривой с насыщением. Компенсационная точка – освещенность, при которой процессы фотосинтеза и дыхания уравновешивают друг друга. Листовая мозаика – такое расположение листов на побеге, на которой они не затеняют друг друга (для мах использования света). Индекс листовой поверхности – отношение площади всех листов фитоценоза к площади территории, занимаемой фитоценозом. Оптимальная листовая поверхность – поверхность, которая способствует наиболее полному поглощению ФАР, проходящую через весь листовой покров фитоценоза.Растения делятся на: светолюбивые(1 ярус), теневыносливые(2 ярус) и темнолюбивые (травянистые). В кроне одного и того же дерева, листья верхнего яруса отличаются анатомическим строением от листьев нижнего яруса. Анатомические особенности световых листьев: больше слоев столбчатой паренхимы листа; гуще сеть жилок; толще кутикула; больше количества устьиц. 2.Температура. Оптимальная t⁰ для фотосинтеза С₃ – растений 25⁰С, а для С₄ – 30⁰С. Зависимость фотосинтеза от t⁰ выражается одновременной кривой. 3.Концентрация СО₂. 0,3% при t=25⁰C; 0,03% при t=15⁰C. 4.Водный режим. Для процесса фотосинтеза устьица должны быть открыты. Необходим небольшой дефицит влаги в атмосфере, чтобы устьица были широко открыты для поступления СО₂. 5.Минеральное питание. Mg входит в состав хлорофилла; P – фосфолирование соединений (АТФ, НАДФ*Н₂); Fe – для синтеза хлорофилла; N – входит в состав белков; Cu – входит в состав пластоциания. 6.Загрязнение окружающей среды. Воздух загрязняется как твердыми частицами, так и вредными газообразными веществами. Влияют на кислотность среды. Внутренние факторы, влияющие на фотосинтез. Возраст и структура листьев; размер, количество и реакция устьиц; содержание хлорофилла.

Дыхание растений. Дыхание – окисление органического вещества (глюкозы) до СО₂ и Н₂О с выделением большого количества энергии. Весь процесс дыхания делится на 3 этапа: 1.Гликолиз. Протекает в цитоплазме клетки. Идет одинаково во всех живых клетках. Глюкоза активируется 2мя молекулами АТФ с образованием дважды фосфолированного С₆ – сахара, который расщепляется на 2 молекулы триозофосфата. Триозофосфаты подвергаются окислению до пировинаградной кислоты с образованием 4ех молекул АТФ и 2х молекул сильного восстановителя НАД*Н₂ – это общий выход глюкозы. Поскольку 2 молекулы АТФ были затрачены на активацию глюкозы, то чистый выход гликолиза состоит из 2АТФ и 2НАД*Н₂. Брожение – это анаэробное окисление органических веществ. Молочно – кислое и спиртовое. 2.Цикл Кребса. ПК расщепляется на СО₂ и 2Н_2. От ПК остается ацетильный остаток (С₂ – соединение), которое присоединяется к коферменту А с образованием Ацетил – ко А. Протоны Н присоединяются к НАФ⁺ с образованием НАД*Н₂ – сильного восстановителя. Ацетил – ко А присоединяется к щавелево уксусной кислоте (ЩУК) с образованием лимонной кислоты. Далее следует цикл превращений органических кислот, в результате которой от лимонной кислоты отщепляется 2 молекулы СО₂, 2АТФ, 4НАД*Н₂ – ЩУК. Физический смысл цикла Кребса. Он протекает в строме митохондрий. Образуется 2АТФ, 4НАД*Н2. Промежуточные трикарбоновые кислоты могут выходить из него и быть предшественниками для синтеза других органических молекул. 3.Этап работы электрон транспортной цепи (ЭТЦ). Протекает внутри мембран крист митохондрий. НАФ*Н₂, образующийся на всех этапах дыхания поступает внутрь крист и отдает свои электроны переносчикам электронам (5 переносчиков: флавопротеин, кофермент Q, цитохром B, цитохром C, цитохром A). Электрон, двигаясь по ЭТЦ, передаются на кислород с образованием Н₂О. В момент передачи электронов по ЭТЦ происходит одновременное прокачивание протонов Н₂ через мембрану, при этом одна сторона мембраны заряжается «+», а другие «-». Возникающий электромагнитный потенциал идет на образование АТФ из АДФ. В конечном итоге образуется 34АТФ. В процессе аэробного дыхания образуется 38 молекул АТФ.

Экология дыхания. Интенсивность дыхания – количество поглощенного кислорода за час и 1гр ткани. Факторы. Внешние: свет(через процесс фотосинтеза), влажность(через степень открытости устьиц), t⁰(через скорость химических реакций), минеральное питание(многие элементы входят в состав ферментов – Mg. Zn, Fe, Cu)

Водный режим. Функции воды. Водная среда объединяет все части организма. Среда для биохимических реакций. Участвует в упорядочении структур в клетках. Метаболит и непосредственный компонент биохимических процессов. Главный компонент в транспортной системы высших растений. Терморегулирующий фактор. Обеспечивает упругое состояние клеток и тканей растений. Осмос – передвижение молекул воды из слабого раствора соли в более концентрированный через полупроницаемую перегородку. Вода всегда передвигается из области, где ее много, в область, где ее мало – осмос. Осмотическое движение (Р) разбавленных растворов подчиняется газовым законам и зависит от t⁰, их молярной концентрации и относительного числа частиц(Y). P=RCTY, где R – универсальная газовая постоянная; C – концентрация раствора; T – абсолютная температура + 273; Y – изотермический коэффициент.

Растительная клетка как осмотическая система. Если клетку поместить в воду, вода начинает поступать в вакуоль, вакуоль увеличивается в объеме, давит на клеточную стенку, цитоплазма увеличивается в объеме, возникает явление тургора. Тургор – состояние полного насыщения клетки водой.Если клетку поместить в концентрированный раствор соли, вода начинает выходить из клетки, ее содержимое уменьшается, происходит явление плазмолиза. Плазмолиз – отставание цитоплазмы от клеточной стенки. Различают три типа плазмолиза: вогнутый, выпуклый, судорожный.Водный режим слагается из 3ех этапов:1. Поступление воды в клетки корня. Из почвенного раствора вода поступает по градиенту водного потенциала. После того, как одна клетка намокла больше, чем 2ая; во 2ую вода поступает по тому же механизму (через намокание). Таким способом вода передвигается по клеткам паренхимы корня вплоть до эндодермы. По клеткам паренхимы коры вода движется 2мя путями: апопластный – через намокание клеточных стенок, по межклеточным пространствам, поступление минеральных веществ не контролируется; симпластный – вода передвигается через цитоплазматическую мембрану, цитоплазму и вакуоль, контроль минеральных веществ. В клетках эндодермы имеются пропускные клетки, в которые вода поступает по симпластному пути. В сосуды ксилемы, вода поступает только пройдя мембранный барьер, симпластный путь. 2.Передвижение воды по стеблю. Площадь всех клеток корня развивает гидроскопическое давление – давление воды поступающее в сосуды – корневое давление, а деятельность корней получило название нижнего кольцевого двигателя (НКД). Работу НКД можно наблюдать весной, до распускания листьев – истекание ксилемного сока из поломанных ветвей. Гутация – выделение воды в виде капель листьями, через специальные железы и датоды. 3.Трансперация. Испарение воды с поверхности листовой пластины. Значение: защита от перегрева; непрерывный ток воды; поступление минеральных вещей.Виды. Устичная транспирация – вода испаряется через устьица в окружающую среду. Кутикулярная – испарение из клеточных стенок эпидермиса.

Группы растений по отношению к воде. Гигрофиты – избыточное увлажненное местообитание с высокой влажностью воздуха и почвы. Ксерофиты – растения сухих местообитаний способных переносить значительный недостаток влаги – почвенную и атмосферную засуху. Мезофиты – растения произрастают в средних условиях увлажнения. Гидрофиты - водные растения. Интенсивность транспирации – это количество воды испаряемой растением за единицу времени на единицу поверхности листа. Транспирационный коэффициент – количество воды испар растением при накоплении им 1г сухого вещества. Продуктивность транспирации – количество сухого вещества, накопленного растением за период, когда оно испар 1кг воды. Относительная транспирация – отношение воды, испар листом, к воде, испар со свободной водной поверхности той же площади за один и тот же промежуток времени. Экономность транспирации – количество испар воды на ед воды, содерж в растении.

Формы воды содержащиеся в почве. Вода, содержащаяся в почве, может быть доступной и не доступной для растения в корне. Гравитационная – заполняет крупные промежутки между частицами почвы, хорошо доступно для растений. Капиллярная – заполняет капиллярные поры в почве, хорошо доступно для растений. Пленочная – окружает калоидные частицы почвы, слабо доступно для растений, т.к. образуют пленочные оболочки вокруг частиц почвы. Гигроскопическая – абсорбирует сухой почвой и удерживает большой силой, не доступно для растений.

Минеральное питание. Кнопп составил смесь для выращивания растений, используя 3 соли: Ca(NO₃)₂; K₃PO₄; MgSO₄. По современным представлениям растению необходимо 16 основных питательных элементов: C, H, O, N – органогены; P, S, Ca, K, Mg, Fe – макроэлементы; Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl – микроэлементы.

Органогены. Азот. Поступает в растения в форме солей аммония, азотистой и азотной кислот. Формы азота: низкомолекулярный не органический (NH₄, NO_2, NO₃), низкомолекулярный органический (аминокислоты, нуклеотиды), высокомолекулярный органический (белки, нуклеиновые кислоты, АТФ, хлорофилл). При недостатке азота нарушается синтез белков и хлорофилла, внешне это выражается в хлорозе – пожелтение листьев. При недостатке азота тормозится рост растений, ослабляется образование боковых побегов, наблюдается мелколистность, уменьшается ветвление корней. Длительное азотное голодание ведет к гидролизу белков и разрушению хлорофилла.

Макроэлементы. Сера- Поступает в растения в форме аниона SO₄ и восстанавливается до SH – групп. Сера входит в состав важнейших аминокислот – цистеина и метионина, которые входят в состав белков. SH – группы участвуют в стабилизации 3-тичной структуры белка. Недостаток серы тормозит синтез аминокислот и белков, снижает фотосинтез, останавливает рост, нарушение хлоропластов. Фосфор- Поглощается из почвы в виде аниона PO₄, в неизмененном виде включая органические молекулы: АТФ, НАДФ, ДНК, РНК, фосфолипидов, нуклепротеинов. Дефицит фосфора на листьях проявляются в виде тусклых темно – зеленых или сине – зеленых следов или пятен. Кальций- Поступает в виде катиона Ca и входит в состав клеточных стенок, биомембран, активирует многие ферменты клеточного метаболизма. Выполняет многообразные функции в обмене веществ клеток и организма в целом. Они связаны с его влиянием на структуру мембран, ионные потоки. Растения делятся на кальциефилы, кальциефобы и нейтральные. Недостаток кальция – страдают молодые меристемы и корневые системы. Процесс загнивания. Магний- Входит в состав хлорофилла, активизирует ряд важнейших ферментов фотосинтеза и дыхания. Его много в молодых клетках и тканях. При недостатке вызывается хлороз листьев, нарушается синтез пластид хлорофилла. Калий- Поглощается растением в виде катиона К⁺, накапливается в вакуолях, цитоплазме клетки. Физиологическая роль: стабилизирует структуру митохондрий и хлоропласт, является проивоионом хлору, определяет калоиднохимические свойства цитоплазмы, участвует в создании осмотического давления в клетке, активирует некоторые ферменты. Недостаток приводит к хлорозу листьев, начиная с краев; снижается функциональность камбия, уменьшение толщины клеточной стенки; уменьшение продуктивности фотосинтеза. Железо -Содержится в хлоропластах, является необходимым элементом многих ферментов. Участвует в важнейших биохимических процессах фотосинтезе и дыхании. Недостаток приводит к уменьшению интенсивности фотосинтеза и дыхания, выражается в хлорозе листьев и быстром их опадении.

Необязательные макроэлементы Для некоторых растений к макроэлементам относятся: Na – для видов растений на засоленных почвах; Se – для большинства злаковых; Al – накапливается в чайном листе. Микроэлементы. Марганец. Входит в состав ферментов отвечающих за дыхание, активирует ряд ферментов. Молибден. Накапливается в бобовых, т.к. входит в состав ферментов у клубеньковых бактерий отвечающих за фиксацию азота атмосферы. Медь. Входит в состав цитохрома а(дыхание), 70% находится в хлоропластах. При недостатке нестабильный рост. Бор - Участвует в процессах размножения, усиливает рост пыльцевых трубок, увеличивает количество цветков и плодов.

Рост и развитие растений. Обеспечивается сложными взаимодействиями внешних и внутренних факторов. К внешним относят: температуру, свет; к внутренним: генетический контроль – включение и выключение разных генов ответственных за синтез специфических веществ, метаболический контроль – воздействие одних клеток тканей на другие через метаболизм. Фитогормоны – низкомолекулярные органически вещества, которые вырабатываются в одном организме или ткани, поступают в другие, где в малых количествах оказывается большой физиологический эффект. Выделяют 5 классов фитогормонов: 1.Ауксины. Вырабатываются в кончиках стеблей, в листьях. Оказывают следующий физиологический эффект: способствуют делению и растяжению клеток, вызывают дифференциацию, ускоряют рост плодов, синтез в недозрелых семенах. Следующий эффект вызывает апикальное доминирование. Ауксины синтезируют в кончиках побегов, тормозят развитие пазушных почек. Практическое применение: укоренение черешков, опрыскивание завязей растворами ауксинов приводит к образованию без семенных плодов, уменьшает предуборочное опадение плодов. 2. Гиббереллины. Представляют собой сложное гетероциклическое соединение. Образуются в семенах, листьях. Физиологический эффект: влияет на деление и растяжение клетки, ускоряет цветение длиннодневных растений на коротком дне, способны выводить из состояния покоя почки и клубни, получение без семенных растений. 3. Цитокиннины. Вещества нуклеотидной природы, влияют на деление клеток. Замедляют старение клеток, стимулируют клеточное деление. 4.Абсцизовая кислота. Являются ингибитором роста, гормоном стресса, т.е. вырабатываются в растении под воздействием экстремальных условий. Остановка процессов роста, срочное закрывание устьиц, усиливает дыхание. Влияют на процессы старения и опадания листьев, созревание и опадение плодов. 5.Газ этилен. Вырабатывается всеми здоровыми клетками растения. Стимулирует процесс дыхания, усиливает созревание плодов.

Внешние факторы. 1.Свет. Влияет на процесс фотосинтеза, т.е. стимулирует рост растений. Вызывает фотопериодические реакции у растений или фотопериодизм – реакция растений на продолжительность светового дня. У растений умеренного климата вырабатывается реакция подготовки к зиме в ответ на сокращение светового дня. Продолжительность светового дня влияет на готовность растения к зацветанию и образованию плодов. Выделяют 3 группы растений: длинного дня (более 12ч.), менее 12 часов и нейтральные. 2.Температура. Высокая «t» - стимулирует рост развития. Низкая «t» - способствует быстрому прорастанию семян при наступлении благоприятных условий. Яромезация – воздействие на корневища, клубни, луковицы, вегетативные органы низкими «+» температурами, после воздействия которых при наступлении благоприятных условий, растения быстро растут, зацветают и образуются семена. Стратефикация – дружное прорастание семян после воздействием низких «+» температур.

Устойчивость- способность предотвращать, ограничивать или задерживать ее развитие. Устойчивость может быть: не специфической(видовой) и специфической(сортовой). Видовой -иммунитет защищает от огромного количества патогенов, называется фотоиммунитетом. Благодаря видовой устойчивости каждый вид растения поражается лишь не многими возбудителями болезней. Сортовая: имеет отношение к паразитам, способны преодолевать виды устойчивости. Инфекц.болезни вызывают: бактерии, вирусы, грибы, нематодами, раст.паразитами. Характеристика воздействия болезни. По характеру питания: Некротрофы- сначала убивают клетки растения, грубо воздействуя на них своими ферментами и таксинами, затем питаются содержимым предварительно убитых клеток(быстрое отмирание всего растения). Биотрофы- обычно не выделяют токсины, своими не многочисленными ферментами они осторожно воздействуют на растительные клетки, извлекают из них питательные вещества, не приводят к быстрому отмиранию растения. Механизм защиты. Устойчивость растений к болезням основано на разнообразных механизмах которые подразделяются на:индуцированные(вызываемые) и конитетуционные(постоянные) особенности строения ткани обеспечивание мех.борьеров для проникновения паразитов. Растения обладают способностью к синтезу в-в с антибиот.актив: алколоиды, фитонциды(активные в-ва, низкомолекулярные в-ва разнообразного строения), летучие фитонциды(выделяются при поражении, защищают растения над поверхностью органов), нелетучие фитонциды(локализованы в покровных органах и усиливают защитные св-ва поверхности),фенолы(при повреждении окисляются до высокотоксичных хеномов).

Индуцированы-вызываны в ответ на заболевание. Вкл.реакция сверхчувствительности. Усиливается дыхание(выработка АТФ).Усилено интерируются в-ва обеспечивающие общую неспецифическую устойчивость. Создается дополнительная мех.борьер. Синтезируется фитоалексины, в-ва с антибиотической активностью. Обеспечивается: происходит дитоксикация таксонов паразита. Потеря чувствительности к спец.тканям. маскировка в-тв необходимых паразиту. Генактивация экзоферментов паразита. Устойчивость к биотрофам: распознавание паразита, вкл.реакции сверхчувствительности для обнаружения зоны некроза, последовательное соуничтожение паразитов при синтезир.фитоалексинов. устойчивость к фито: мех.борьеры, синтез специфических хим.в-тв, синтез в-тв отпугивающие животных, синтез в-тв ингетирующих половые гормоны животных, синтез в-тв- ферментов блокирующих работу ферментов жилудочно кишечного тракта насекомых.

Сомустойчивость растений. По отношению к слоям: гликофиты(большинство не устойчивы к засолению) и галафиты(устойчивые к засолению): эвгонофиты(растение в клетках накапливают большое кол-во солей), криптогомофиты(соли корнями, но не накапливаются,а возмещаются через спец.секретирующие клетки), гликогамофиты(не пропускают соли, высокое осмотическое давление создается за счет накапливание дисахаров или углеводов).

По отношению к низким температурам различают: холодостойкость, т.е. способность растения переносить низкие положительные температуры
морозостойкость, т.е. способность растений переносить низкие «-»t. Причина гибели растения от мороза:обезвоживание клетки, повреждение клеточной структуры из-за мех.сжатия льдом

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 628 | Нарушение авторских прав