Контрольные работы по "Ботанике"

     2. при высокой температуре разрушаются  хлоропласты и угнетается процесс фотосинтеза (оптимальная температура для фотосинтеза 30-35ºС);

     3. транспирация создает непрерывный  ток воды из корневой системы  к листьям и связывает все  органы растения в единое целое;

     4. с транспирационным током передвигаются растворимые минеральные и частично органические питательные вещества, при этом интенсивнее транспирация, тем быстрее идет процесс.

     Транспирацию  можно охарактеризовать следующими показателями: интенсивность транспирации, транспирационный коэффициент, продуктивность транспирации, относительная транспирация.

     Интенсивность транспирации – это количество воды, испаряемой растением с единицы площади листьев в единицу времени. Эта величина колеблется от 0,1 до 1,5 г/дм /ч.

     Транспирационный эффект – показывает, сколько единиц воды необходимо транспирировать растению, чтобы создать единицу сухого вещества. Транспирационный коэффициент зависит от вида растений, ярусности листьев, условий внешней среды. На величину транспирационного коэффициента оказывает влияние минеральное питание.

     Продуктивность  транспирации – это количество сухого вещества, накопленного растением при  транспирации 1 литра воды. Этот показатель колеблется от 1 до 8 г.

     Относительная транспирация – отношение воды, транспирируемое листом, к воде, испаряемой со свободной водной поверхности.

     Регулирование устьичной транспирации – осуществляется открытием или закрытием устьиц. Их движение обусловлено различными факторами. Как мы уже отмечали, основным, обусловливающим движением устьиц является содержание воды в замыкающих клетках (изменение тургора). Различают гидропассивное и гидроактивное открытие и закрытие устьиц.

     Гидропассивная  реакция – это закрытие устьичных  щелей, вызванное тем, что окружающие паренхимные клетки, переполненные  водой, механически сдавливают замыкающие клетки. В результате сдавливания  устьица не могут открыться. Гидропассивное движение обычно наблюдается после  сильных поливов и может служить  причиной торможения процесса фотосинтеза, а также скажется на тех процессах, которые связаны с током воды по растению. Гидроактивная реакция  открывания и закрывания – это  движение замыкающих клеток, вызванное  применением содержания воды. Это  связано с изменением концентрации осмотически активных веществ в процессе фотосинтеза, в замыкающих клетках.

     В последнее время появились сведения о регулировании движения устьиц АБК (абсцизовой кислотой). АБК тормозит образование ферментов, участвующих  в гидролизе крахмала, поступление  калия.

     Транспирация  растения зависит не только от степени  открытия устьиц, но и от внешних  условий. Внешние условия влияют и на степень открытия устьиц, и  на процесс транспирации. Зависимость  транспирации от условий среды подчиняется уравнению Дальтона: 

     Где V – интенсивность транспирации количества воды, испарившейся с единицы поверхности;

     К – коэффициент диффузии;

     F – упругость паров воды, насыщающих данное пространство;

     f – упругость паров воды в окружающем пространстве при температуре испаряющей поверхности;

     Р – атмосферное давление в момент опыта.

     Из  приведенного уравнения видно, что прежде всего испарение пропорционально разности (F-f), т.е. ненасыщенности атмосферы парами воды, или дефициту влажности. Чем больше дефицит влажности воздуха, тем ниже его водный потенциал, тем быстрее идет испарение. Однако следует учесть, что данное явление смягчается в силу устьичного и внеустьичного регулирования транспирации, чем это следовало ожидать согласно формуле Дельтона.

     Следующим фактором, влияющим на транспирацию, является температура. С повышением температуры  возрастает.

     Особое  влияние на транспирацию оказывает  свет. Его влияние проявляется  в следующем: на свету зеленые  листья поглощают определенные участки  спектра, повышается температура листа  и, следовательно, усиливается процесс  транспирации. Действие света на транспирацию усиливается тем больше, чем выше содержание хлорофилла. На свету увеличивается  проницаемость цитоплазмы.

     Почва и растение образуют единую водную систему, поэтому уменьшение содержание воды в почве снижает содержание воды в растении и, как следствие, транспирацию.

     Из  внешних факторов существенное влияние  на процесс транспирации оказывает  ветер – движение атмосферы. Ветер  перемещает более насыщенный парами воды слой воздуха с поверхности листа в более дальние слои. В силу этого усиливается прежде всего кутикулярная транспирация. Более сильное влияние на транспирацию оказывает ветер у тех растений, которые имеют тонкую или поврежденную кутикулу.

     Интенсивность транспирации зависит и от ряда внутренних факторов, и прежде всего от содержания воды в листьях. Всякое уменьшение содержания воды в листьях уменьшает транспирацию. Транспирация зависит и от концентрации клеточного сока. Чем концентрированнее  клеточный сок, тем слабее транспирация. Интенсивность транспирации зависит  от эластичности клеточных стенок.

     С увеличением возраста растений интенсивность  транспирации снижается. На процесс  транспирации влияет смена дня и  ночи. В ночной период суток транспирация резко сокращается из-за снижения температуры, повышения влажности  воздуха, отсутствия света. Исследования показывают, что ночная транспирация составляет 3-5% от дневной.

     Основной  ход транспирации зависит от соотношения  метеорологических факторов. Максимум транспирации наблюдается в середине дня.

     Транспирация  зависит от величины листовой поверхности, чем она (листовая поверхность) больше, тем сильнее процесс транспирации.

       
 
 
 
 
 
 
 
 

     Контрольная работа №2

     10. Физиологические  нарушения при  недостатке отдельных  элементов питания.

     Корневое  питание – это процесс поглощения и усвоения ими  химических элементов из окружающей среды. Чтобы выяснить какие элементы питания необходимы растениям, их выращивают в условиях вегетационного опыта, на специально составленных питательных смесях и наблюдают за ростом и развитием.

     Различают следующие методы искусственных  культур: водных, песчаных и почвенных. Метод водных культур впервые  был разработан немецким физиологом Н. Кнопом и Ю. Саксом в 70-х годах 19 столетия.

     В состав питательных смесей входят такие  необходимые для растений макроэлементы, как азот, фосфор, калий, кальций, магний и сера. Исключая из нормальной смеси некоторые элементы, установили, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе следующих элементов: неметаллов –азота, фосфора, серы и бора; металлов – калия, магния, кальция, железа, меди, цинка, марганца, кобальта, молибдена.

     Для нормального развития растений необходимы также микро- и ультрамикроэлемнты и нельзя заменить один другим.

     Буферные  свойства питательных смесей определяют по наличию основных и кислых групп. Чем выше буферность смеси, тем меньше изменяется ее рН при неэквивалентном поглощении ионов корнями растений. В растительном организме важную роль в качестве буферов играют органические кислоты (винная, яблочная, лимонная, щавелевая) и их соли.

     Анализ  почвенного раствора или водной вытяжки  дает определенное представление о  наличии доступных элементов  питания для растений на данной почве.

     Однако  они являются приближенными, поскольку  корни различных растений обладают растворяющей способностью.

     Индикатором плодородия почвы служит само растение. Во многих случаях при недостатке элементов минерального питания  на растениях появляются характерные  симптомы. В ряде случаев эти признаки голодания могут помочь установить функции данного элемента, а также необходимость его дополнительного внесения в почву. Симптомы голодания зависят также от способности передвижения данного элемента питания по растению. Соединение таких элементов, как N, P, S, K, Mg и некоторые другие, легко передвигаются, и растение способно к их вторичному использованию. В случае недостатка какого-либо из этих элементов они передвигаются из более старых к более молодым органам. В силу этого симптома голодания проявляются в первую очередь на старых листьях. Вместе с тем такие элементы и их соединения, как Са, Fe, B, Zn плохо передвигаются по растению. Эти элементы не способны ко вторичному использованию (реутолизации). Симптомы голодания проявляются в отношении этих элементов в первую очередь на самых молодых листьях и органах.

     Внешние признаки голодания в отношении  отдельных элементов проявляются  следующим образом.

     Азот. Ярким признаком недостатка азота является пожелтение листьев, связанное с недостатком хлорофилла. У некоторых растений наблюдается усиленный синтез антоциана и в связи с этим появление красноватого оттенка черешков и жилок листьев. Листья преждевременно опадают.

     Фосфор. При фосфорном голодании на листьях, незрелых плодах появляются мертвые некротические пятна. Окраска листьев становится голубовато-зеленая или темно-зеленая. Стебли имеют слаборазвитую проводящую систему.

     Калий. При недостатке калия на листьях появляются желтые пятна. Некротические участки, края и кончики листьев часто скручиваются.

     Магний. Поскольку магний входит в состав хлорофилла, то первым признаком голодания является интенсивное пожелтение паренхимы листа (особенно между жилками).

     Сера. Признаки серного голодания очень близки к тем, которые наблюдаются при недостатке азота. Листья желтеют, появляется антоциановая окраска. Однако эти признаки прежде всего на молодых листьях.

     Кальций. При недостатке кальция повреждаются и отмирают меристематические зоны стебля, корня и листьев. В свою очередь это тормозит процессы роста.

     Железо. Недостаток железа вызывает хлороз листьев, в первую очередь молодых, хлороз проявляется между жилками листа.

     Марганец. При недостатке марганца на листьях появляются желтые и некротические пятна. Особенно чувствительны к недостатку марганца хлоропласты.

     Медь. При недостатке меди белеют и отмирают кончики листьев, затем хлорофилл разрушается по краям листовой пластинки. Листья теряют тургор, растение завядает, листья и плоды плодовых деревьев покрываются бурыми пятнами.

     Цинк. Недостаток цинка приводит к уменьшению размера листьев и к изменению их формы, междоузлия укорачиваются, на листьях проявляется хлороз.

     Бор. Первым симптомом при недостатке этого элемента является остановка роста побегов и корней, листья становятся толще, скручиваются, цветки не образуются, клетки плохо дифференцируются.

     Молибден. При дефиците молибдена листья по краям приобретают серую, а затем коричневую окраску, теряют тургор, а затем отмирают (остаются живыми только жилки). 
 
 
 
 

     69. Условия и причины  вымерзания растений. Морозоустойчивость.

     Морозоустойчивость  – способность растений переносить температуру ниже 0ºС. Разные растения переносят зимние условия, находясь в различном состоянии. У однолетних растений зимуют семена, нечувствительные к морозам, у многолетних – защищенные слоем земли и снега клубни, луковицы и корневища. У озимых растений и древесных пород ткани под действием отрицательных температур могут замерзнуть и даже промерзнуть насквозь, однако растения не погибают. Способность этих растений перезимовывать обусловливается их достаточно высокой морозоустойчивостью.

     Поврежденные  морозом растения имеют вид как  бы обваренных, они утрачивают тургор, листья их буреют и засыхают. При  оттаивании клубней картофеля или  корнеплодов сахарной свеклы вода легко  вытекает из тканей. Такое явление  длительное время объясняли разрывом клеточных стенок под влиянием льда, образующегося в тканях растений. Однако установлено, что лед образуется главным образом в межклетниках и клеточные стенки остаются неповрежденными. Гибель растений под влиянием морозов  обусловливается  изменениями, происходящими в протопласте, его коагуляцией. Физико-химические преобразования в протопласте происходят вследствие оттягивания воды образующимися в межклетниках в межклетниках кристаллами. Кроме того, протопласт подвергается сжатию со стороны растущих в межклетниках кристаллов. В результате наступает необратимая денатурация коллоидов протопласта клеток и отмирание тканей. Если льда образуется немного, то после оттаивания растение сможет остаться живым. Так, в листьях капусты, выдержанных при температуре минус 5-6ºС, образуется некоторое количество льда, воздух из межклетниках вытесняется, и листья становятся прозрачными. Однако образование льда в межклетниках неопасно, и после оттаивания листья возвращаются в нормальное состояние.