Материал: физиология ответы

Интенсивность транспирации зависит от условий минерального питания, При недостатке азота, фосфора, или калия усиливает транспирацию. Транспирация сокращается если растение получает полное минеральное удобрение. Это объясняется тем, что поглощенные ионы и синтезированные вещества связывают воду, а испаряется только свободная вода.

Транспирация зависит и от внутренних условий.

Прежде всего интенсивность транспирации зависит от содержания воды в листьях. Всякое уменьшение воды в листьях уменьшает транспирацию.

Интенсивность транспирации зависит от количества свободной воды, водоудерживающей силы клеток. Чем меньше свободной воды, и меньше транспирация. Величина листовой поверхности так же является условием влияющим потери воды растением. Чем она больше, тем и больше теряется воды. Однако здесь могут быть различные приспособления растений, выработанных в процессе эволюции, снижающих испарение: опушенность листовой пластинки, погружение устьиц в мезофилл, толщина кутикулы.

Интенсивность транспирации зависит от соотношения поверхности корней и побегов. При увеличении доли корней транспирация увеличивается.

Возрастные изменения как листа, так и растения существенно влияют на интенсивность транспирации. Она может меняться у разных растений в зависимости от фаз и этапов онтогенезе.

8. Физиология устьичных движений . Значение устьиц в регулировании транспирации.

Устьица – это специфические образования, находящиеся в эпидермисе листа и предназначенные для газообмена листа с окружающей средой. Устьице состоит из 2 замыкающих клеток, между которыми находится устьичная щель. Замыкающие клетки, в отличие от всех остальных клеток эпидермиса, содержат хлоропласты.

Устьица способны к 2 типам движений: фотоактивному, которое индуцируется светом, и гидроактивному, которое индуцируется содержанием влаги в растении.

1. Фотоактивное движение устьиц

Обычно устьица открываются днем, когда идет фотосинтез и растению необходимо поглощать СО₂, и закрываются ночью, чтобы растение не теряло лишнюю влагу.

2. Гидроактивное движение устьиц

Устьица во влажных условиях открываются, а при недостатке воды – закрываются

9. Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления. Методы определения и величина у основных с/х культур.

●Транспирационный коэфф. – величина обратная продуктивной транспирации (кол-во созданного сух. в-ва на 1 л транспирир-ой воды). Он показывает, сколько воды растение затрачивает на построение единицы массы сухого в-ва. Варьирует от 100 до 500. У с/х культур значения близки, отличаются просовидные злаки (сорго, просо) – у них низкий.

Чем выше температура воздуха и ниже относительная его влажность, тем больше транспирационный коэффициент. Чем сильнее ветер, тем он больше. При сильном освещении – выше.

Определить трудно: листья в течение вегетации могут отмирать, учёт накопления массы корней еще более проблематичен. Определяют в вегетационных опытах: строгий учет кол-ва поливной воды и предотвращение испарения с корнеобитаемой среды.

●Коэффициент водопотребления (эвапотранспирационный) – отношение эвапотранспирации (суммарного расхода воды за вегетацию 1 га (исп. с почвы + транспирация)) к созданной биомассе/хозяйственно полезному урожаю. Для картофеля и пшеницы он в среднем около 300.

Можно рассчитать как разность в содержании влаги в метровом слое почвы в начале и конце вегетации плюс осадки и полив.

В засуху он выше (расход влаги больше, но продуктивность часто низкая). Увеличивается с повышением температуры. Чем более плодородна почва, тем ниже коэфф. водопотр. Коэфф. снижается при создании наиболее благоприятных условий.

11. Физиологические основы орошения с/х культур.

При избыточном орошении – ухудшение снабжение корней кислородом, уплотнение и засоление почва. При недостаточном – задержка роста листьев, снижение фотосинтеза.

Оптимальной является влажность почвы 70-80%.

Необходимо вычислять оросительную норму – кол-во воды, необходимое для полива определенной культуры за весь период вегетации в расчете на 1 га.

Для установления сроков орошения необходимо провести полив, когда растение ещё не испытывает недостатка в воде, но уже успело израсходовать почти всю воду с предыдущего полива.

Период наиб. чувствительности к недостатку влаги – критический период. Для установления времени полива определяют влажность почвы. Хороший показатель водоснабжения – движения устьиц: сразу после полива широко открыты, по мере исчерпания влаги закрываются. Также показателем является концентрация клеточного сока, которая возрастает при недостатке влаги.

Удобрение снижает количество необходимой растению воды, т. е. при оптимизации мин. питания оросительная норма ниже.

Глава 3 фотосинтез

1. Фотосинтез-основа биоэнергетики растений. Значение для обеспечения автотрофности.

Фотосинтез - это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов. Главную роль в этом процессе играет использование энергии света для восстановления СО₂ до уровня углеводов.

Растения – автотрофные организмы, они питаются теми органическими веществами, которые сами создают в процессе фотосинтеза. Образование органов у растения, их рост тесно связаны с синтезом органических веществ. Органические вещества служат для построения клеточных структур, откладываются в запас или вновь расщепляются в процессе дыхания до воды и углекислого газа.

Автотрофы — органифзмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Фототрофы - организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет, они получают орг. в-во при помощи фотосинтеза.

Процесс фотосинтеза включает следующие этапы:

1) фотофизический;

2) фотохимический (световой);

3) ферментативный (темновой).

2. Общее уравнение фотосинтеза. Парциальные уравнения.

Световая фаза (Н₂О и О₂)

Эта фаза происходит только в присутствии света в мембранах тилакоидов при участии хлорофилла, белков-переносчиков электронов и фермента — АТФ-синтетазы. Под действием кванта света электроны хлорофилла возбуждаются, покидают молекулу и попадают на внешнюю сторону мембраны тилакоида, которая в итоге заряжается отрицательно. Окисленные молекулы хлорофилла восстанавливаются, отбирая электроны у воды, находящейся во внутритилакоидном пространстве. Это приводит к распаду или фотолизу воды. Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционноспособные радикалы •ОН. Радикалы •ОН объединяются, образуя воду и свободный кислород.

Таким образом, в световую фазу происходит фотолиз воды, который сопровождается тремя важнейшими процессами: 1) синтезом АТФ; 2) образованием НАДФ·Н2; 3) образованием кислорода. Кислород диффундирует в атмосферу, АТФ и НАДФ·Н2 транспортируются в строму хлоропласта и участвуют в процессах темновой фазы.

Темновая фаза (СО₂ и С₆Н₁₂О₆)

Эта фаза протекает в строме хлоропласта. Для ее реакций не нужна энергия света, поэтому они происходят не только на свету, но и в темноте. Реакции темновой фазы представляют собой цепочку последовательных преобразований углекислого газа (поступает из воздуха), приводящую к образованию глюкозы и других органических веществ.

Первая реакция в этой цепочке — фиксация углекислого газа; акцептором углекислого газа является рибулёзодифосфат; катализирует реакцию фермент рибулёзодифосфат-карбоксилаза. В результате карбоксилирования рибулёзодисфосфата образуется неустойчивое соединение, которое сразу же распадается на две молекулы фосфоглицериновой кислоты. Затем происходит цикл реакций, в которых фосфоглицериновая кислота преобразуется в глюкозу. В этих реакциях используются энергии АТФ и НАДФ·Н2, образованных в световую фазу; цикл этих реакций получил название «цикл Кальвина».

6СО₂ + 24Н+ АТФ → С₆Н₁₂О₆ + 6Н₂О.