Химический состав клетки

78. Зависимость  фотосинтеза от внешних и внутренних  факторов.

Фотосинтез значительно  изменяется, так как на него влияет комплекс часто взаимодействующих  внешних и внутренних факторов. Некоторые  факторы, такие, как свет и СО2, оказывают прямое влияние на фотосинтез, другие (например, вода и минеральные вещества) нередко действуют косвенно. В течение дня ограничивающим может быть сначала один, а затем другой фактор. Например, утром фотосинтез, часто коррелирует с интенсивностью света, а в более поздние часы дня его ограничивает водный стресс листьев, влияющий на ширину устьичных щелей и поглощение СО2. Наблюдается также сезонная замена одного ограничивающего фактора другим: зимой и весной фотосинтез ограничивает температура, летом - устьичное сопротивление, двуокись углерода и свет.

ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ  СРЕДЫ. Основными внешними факторами, влияющими на фотосинтез деревьев, являются: свет, температура, концентрация СО2 в воздухе, вода, плодородие почвы, вещества, загрязняющие атмосферу, и применяемые химические препараты, насекомые и болезни. Вследствие этого фотосинтез деревьев легко реагирует на такие агротехнические мероприятия, как прореживание древостоев, обрезка, ирригация и внесение удобрений.

ВНУТРЕННИЕ ФАКТОРЫ. Важнейшими внутренними факторами, влияющими на фотосинтез, являются возраст и структура листьев, размер, количество и реакция устьиц, содержание хлорофилла, внутренний водный дефицит, использование и накопление углеводов. У очень молодых листьев  интенсивность фотосинтеза невелика, затем она увеличивается до определенного  критического уровня зрелости (обычно до полного развертывания листьев), в дальнейшем с увеличением возраста понижается. Изменения интенсивности  фотосинтеза листьев голосеменных и вечнозеленых покрытосеменных  сходны. Интенсивность фотосинтеза  хвои сосны обычно возрастает до достижения ею максимальных размеров, а затем  уменьшается. Интенсивность фотосинтеза  однолетней или более старой хвои постепенно понижается с увеличением  ее возраста.

 Возрастные изменения  интенсивности фотосинтеза связаны  с анатомическими и физиологическими  изменениями листьев. 

 Изменения фотосинтетической  способности листьев разного  возраста у голосеменных имеют  существенное значение для соотношения  между оттоком метаболитов и  их потреблением в растущих  тканях. Например, в одном из экспериментов,  проведенных Дикманном и Козловским (1968), быстрорастущая хвоя сосны смолистой имела такую высокую потребность в углеводах, что не могла обеспечить достаточным количеством продуктов фотосинтеза свой собственный рост. В начале вегетационного периода она получала большие количества ассимилятов от однолетней хвои, у которой интенсивность фотосинтеза была выше, чем у двух-трёхлетней хвои. Снабжение новых побегов продуктами текущего фотосинтеза преимущественно из старой хвои уменьшалось в более поздние сроки, после достижения новой хвоей максимальных размеров. К этому времени у новой хвои была наивысшая интенсивность фотосинтеза и она заменила старую хвою в качестве главного поставщика углеводов. По данным Кларка (1961), вскоре после распускания почек новая хвоя пихты бальзамической выделяла больше СО2 при дыхании, чем поглощала при фотосинтезе. К середине июня у новой хвои не наблюдалось ни поглощения, ни выделения СО2, но до конца августа фотосинтез новой хвои не был таким высоким, как у однолетней хвои.

92. Методы  измерения интенсивности дыхания.

Интенсивность дыхания  различна у разных видов, отдельных  органов и тканей одного и того же растения. Низкая интенсивность  дыхания у суккулентов, несколько  выше- у хвойных. Высокая интенсивность дыхания у некоторых бактерий и грибов. У высших растений максимальной интенсивностью дыханья обладают цветки, которые, по данным Сюссюра, дышат 2,0-4,5 раза интенсивнее листьев. Высокая интенсивность дыхания наблюдается в молодых органах и тканях растений. С возростом уровень дыхания ослабевает.

Интенсивность дыхания усиливается в присутствии элементов минерального питания(Co,P,Си и др.).

На интенсивность  дыхания влияют температура, условия  водоснабжения, наличия кислорода  и углекислого газа в воздухе  и косвенно свет. Ра стения обладают способностью дышать при широких температурных амплитудах, дыхание не падает при снижении содержания кислорода в воздухе даже на 50%, но содержание углекислого газа оказывает значительное влияние: при высоком его содержаниидыхание ингибируется.

Методы определения  интенсивности дыхания основываются на количестве выделившегося СО2 или поглощенного О2.

Общее уравнение  дыхания растений:

С₆Н₁₂О₆+6О₆       6 СО₂+6 Н₂О+ 674 ккал

Для определения  интенсивности дыхания используют качественные методы ( эндометрический, Бойсен-Иенсена, манометрический, с помощью аппарата Варбурга) и количественные (по выделяемому СО₂, по поглащенному О2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вывод

Физиология растений занимается процессами, происходящими  на разных уровнях организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном и биоценотическом. Однако надо всегда иметь в виду, что в растении все процессы на любом уровне организации взаимосвязаны. Изменение какого-либо процесса сказывается  на всей жизнедеятельности организма. Кроме того, надо учитывать следующие  факторы:

растения являются продуктом длительной эволюции, в  ходе которой изменялись строение и  обмен веществ растений под влиянием изменяющихся условий внешней среды,

растительный организм неотделим от внешней среды, которая  в значительной мере влияет на обмен  веществ в растении,

растительный организм развивается в течение всей своей  жизни. 

При изучении растительного  организма возможны два подхода. Первый – это переход от высокого уровня организации к более низкому. Большое значение при этом имеет разработка модельных систем, применение которых открывает новые возможности исследования растений. Так, например, использование изолированных протопластов привело к большому прогрессу в выяснении процессов проникновения и размножения вирусов в клетках растений. Однако для того, чтобы понять закономерности жизнедеятельности целого растения, этот подход недостаточен. Поэтому применяется и иной путь – переход от изучения процессов на низком уровне организации к более сложному. 

Изучение закономерностей  жизнедеятельности растений является теоретической основой для получения  высоких урожаев сельскохозяйственных культур и, в дальнейшем, создания промышленных установок по производству продуктов питания, материалов и  топлива. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Используемая  литература 

• Кузнецов, В.В. Физиология растений / В.В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. – М.: Высшая школа, 2005. 736 с.
• Лебедев, С.И. Физиология растений / С.И. Лебедев. – М.: Колос, 1988. 544 с.
• Либберт, Э. Физиология растений / Э. Либберт. – М.: Мир, 1976. 580 с.
• Плешков, Б.П. Биохимия сельскохозяйственных растений / Б.П. Плешков. – М.: Агропромиздат, 1987. 494 с.
• Словарь терминов и понятий по физиологии и биохимии растений/ Уч. пособие. М.:ФГОУ ВПО РГАУ – МСХА им. К.А. Тимирязева. 2007. 100с.
• Третьяков, Н.Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. / Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; Под ред. Н.Н. Третьякова. – М.: Колос, 2000. 640