Курсовая работа (т): Фізіологічна роль транспірації

Механізм роботи верхнього кінцевого двигуна нескладний і заснований на наступному. Атмосфера зазвичай недонасищена водяними парами, тому має негативний водний потенціал. При відносній вологості повітря 90 % він становить 140 бар. У більшості рослин водний потенціал листка коливається від 1 до 30 бар.

Велика різниця водних потенціалів забезпечує транспірацію. Зменшення кількості води в паренхімній клітині листка викликає зниження активності води в ній і зменшення водного потенціалу.

Водний дефіцит поступово від клітини до клітини досягає коренів і активність води в них знижується. У цьому випадку вода і надходить з ґрунту в корінь. Таким чином, можна зробити висновок, що переміщення води по рослині як і надходження її в корінь, пов’язане з градієнтом водного потенціалу в системі «ґрунт - рослина - повітря». Цей градієнт буде тим більше, чим більше води втрачатимуть клітини листка, тобто чим сильніше відбувається транспірація. Для верхнього кінцевого двигуна джерело енергії - сонце, тобто поглинена листком промениста енергія використовується для випаровування.

Таким чином, верхній кінцевий двигун являє собою автоматично працюючий механізм, який чим сильніше всмоктує воду, тим швидше її витрачає [3].

Наземні рослини стоять перед складною дилемою: з одного боку, вони повинні мати достатньо розвинену поверхню, щоб ефективно поглинати сонячне світло і СО2, а з іншого боку, у міру збільшення поверхні збільшується втрата води. Цю проблему рослини вирішують різними способами: по-перше, надходження води збільшується за рахунок росту коренів і розвитку гіпертрофованої поглинаючої поверхні. По-друге, втрата води стає повільніше через те, що мезофільні клітини відокремлені від навколишнього середовища кутикулою, що містить віск. По-третє, протиріччя між необхідністю поглинати більшу кількість СО2 і одночасно зменшувати кількість випаровуваної води, рослини вирішують за допомогою осціляторного механізму [4].

3.2 Роль продихів у фотосинтезі

У ході процесу фотосинтезу утворюються органічні речовини у вигляді запасного крохмалю. Утворення вуглеводів пов’язане з відновленням вуглекислого газу, не залежить від світла і потребує продуктів світлової стадії. Для доведення ролі продихів у фіксації СО2 нами використані проростки квасолі звичайної (Phaseolus vulgaris) (рис. 3.2.1)

Рис. 3.2.1 Проростки Phaseolus vulgaris через 3 дні після замочування

Рис. 3.2.2 Проростки Phaseolus vulgaris на 5 день після замочування

На 6 день після появи корінців здійснено висадження пророслого насіння у ґрунт. Спостереження за ростом та розвитком рослин проведено на 10 та 12 день після висаджування (рис. 3.2.3, рис. 3.2.4).

За 15 днів висота рослин становила 32-35 см. Рослини мали вже сформовані зелені листки та видовжені стебла (рис. 3.2.5).

На 3 дні рослини були поставлені (рис. 3.2.6) в абсолютно темне місце для забезпечення процесів крохмалоутворення.

Пізніше з усіх листків знято шар вазеліну паперовою серветкою. Листки з кожної рослини прогріто у пробірках на спиртівці (рис. 3.2.7) для полегшення екстрагування.

Рис. 3.2.7 Пробірки з прогрітими листками на спиртівці

Спиртові розчини листків кип’ятимо на водяній бані протягом 10 хвилин (рис. 3.2.8).

Для проведення якісної реакції на крохмаль листки заливаємо розчином йоду у калій йодиді (рис. 3.2.9).

Інтенсивність забарвлення листків визначено за стандартною шкалою: «1 » - слабкі сліди блакитного або коричневого кольору, «2» - блакитне та коричневе забарвлення у половини листка, «3 » - темно-блакитне та коричневе забарвлення у більшої частини листка (табл. 3.2):

Табл. 3.2

Оцінка інтенсивності забарвлення листкової пластинки за якісною реакцією на крохмаль

Аналізуючи отримані результати, можна зробити висновок про те, що найбільший відсоток вуглекислого газу (СО2), який використовується в темновій фазі фотосинтезу надходить до листків через продихи, більшість з яких, знаходяться на нижній поверхні листка, що було доведено експериментально - загалом вуглекислий газ (СО2) рослині необхідний при темновій фазі фотосинтезу в ході якої утворюються крохмаль та кисень.

Доведена безпосередня роль продихів у фотосинтезі, а саме в утворенні крохмалю та причетність до цього вуглекислого газу (СО2). Виявлення відбувалось на основі якісної реакцій на крохмаль за участю розчину йоду в калій йодиді: найкраще реакція пройшла в листках, які були покриті речовиною зверху (коричневе забарвлення), тобто СО2 мав вільний доступ до клітин рослини. При повному покритті рослини речовиною, реакція майже не відбулась, оскільки були закриті всі продихи - верхні та нижні (ледве помітні блакитні сліди).

ВИСНОВКИ

1. Листок - це головний орган рослини через який найбільше відбувається процес випаровування води, що зумовлено його анатомічною будовою.

. У процесі транспірації беруть участь три структури: продихи, кутикула та сочевички. Кількісними показниками є: інтенсивність транспірації, продуктивність транспірації та транспіраційній коефіцієнт.

. Для рослин характерні три типи транспірації - продихова, кутикулярна та перидермальна, найважливішою є продихова транспірація.

. Процес транспірації залежить від зовнішніх факторів - світла, температури та концентрації СО2 у повітрі та внутрішніх факторів - кількості води в клітині та поза нею, наявності енергії АТФ в замикаючих клітинах та наявність К+.

. Доведено, що СО2, який використовується для утворення крохмалю надходить в клітину через продихи. Експериментально зафіксовано, що найінтенсивніше СО2 поглинається нижньою стороною листка, де сконцентрована найбільша кількість продихів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Брайон О.В., Чикаленко В.Л. Анатомія рослин - К.: Вища шк., 1992. - 255 с

Краткий курс физиологии и биохимии растений: Учебник для студентов с.-х. фак / О.А. Зауралов - Саранск: Изд-во Мордов. Ун-та, 1995. - 228с.

Лебедев С.И. Физиология растений. Учебное пособие. - М: МГУ. 1986.

Лукаш О.В.Польова практика з фізіології та екології рослин (екскурсії, фенологічні спостереження, досліди). - Київ: Фітосоціоцентр, 2012. - 128 с.

Малиновский В.И. Физиология растений. Учеб. пособие. - Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2004. - 502 с.

Мусієнко М.М. Фізіологія рослин: підручник. - Київ: «Либідь», 2005. - 808с.

Лебедев С.И. Физиология растений. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1998. - 544 с.

Физиология растений: Учебник для студ. вузов / под ред. И.П. Ермакова. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 640 с.

Полевой В.В. Физиология растений. Учебник. - М.: Высшая школа, 1989. - 464с.

Власенко М.Ю., Вельямінова-Зернова Л.Д., Мацкевич В.В. Фізіологія рослин з основами біотехнології. - Біла Церква, 2006. - 504с.

Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений. - М.: Высш.шк., 2006. - 504с.

Кушниренко М.Д., Печерская С.Н. Физиология водообмена и засухоустойчивости растений. - Кишинев: Штиинца, 1991. - 306 с.

Медведев С.С. Физиология растений: Учебник. - СПб: Изд-во: С.-Петерб. ун-та, 2004. - 336с.

Полевой В.В. Физиология растений - М.: Высшая школа, 1989. - 464 с.

Полевой В.В., Саламатова Т.С. Физиология роста и развития растений. - Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1991. - 238с.

Якушкина Н.И. Физиология растений. - М.: Просвещение, 1993. - 351с.