Физиологическая роль воды в растении. Формы воды в клетке

    Использование ауксинов при пересадке. Пересадка древесных и кустарниковых пород представляет немалый стресс для растений. Обусловлено это тем, что значительная часть корней при выкапывании саженца обрывается, особенно страдают их всасывающие окончания. Приживаемость растений на новом месте зависит от скорости восстановления корневой системы. Снятие стрессовой ситуации возможно на фоне применения регуляторов роста, в частности, ауксинов.  Для этого срезы корней смазывают пастой из глины и торфа, приготовленной с добавлением растворов ИМК или 1-НУК. Можно помещать корни растений на сутки в растворы стимуляторов. После посадки дерево полезно полить водой с раствором ИМК или 1-НУК из расчета 5 - 10 мг препарата на 1 л воды. Приживаемость на новом месте обработанных таким образом деревьев значительно выше.

    В настоящее время в продажу  поступает аналог гетероауксина - корневин, действующим веществом которого является ИУК. Чтобы деревья лучше  приживались на новом месте перед  посадкой корневую систему саженца  опудривают корневином. После высадки  растения в корнеобитаемый слой почвы  устанавливают корнепитатель “КП-100” (не забудьте вылить на место установки  не менее 1 литра воды) и выливают в приствольный круг 2-3 литра рабочего раствора удобрения “Корневая смесь” (его готовят из расчета 70 г удобрения  на 10 литров воды). Опудривать не надо,  если корни выкопаны с комом земли. В этом случае поступают следующим  образом. На месте новой посадки  присыпают корневую систему дерева почвой, устанавливают корнепитатель  “КП-100” и поливают под корень рабочим раствором корневина  и удобрения “корневая смесь” - 3-5 литров в приствольный круг. Рабочий  раствор готовят так: в 10 литрах воды растворяют 70 г удобрения и настаивают в течение 3-5 дней. Сливают раствор с нерастворившегося остатка в другую емкость и добавляют 1 пакетик (10 г) корневина.

    Использование ауксинов для стимуляции плодообразования. Ауксины используют для стимуляции плодообразования и получения бессемянных плодов.  Чаще всего с этой целью применяют регуляторы роста при выращивании томатов, огурцов, баклажанов, перцев и некоторых других культур в теплицах, но возможно использование этого метода и на плантациях, особенно при неблагоприятных погодных условиях. Для этого в начале цветения растения опрыскивают растворами 2,4-Д или 2,4,5-Т, 2-НОУК или 4Х, используя для получения раствора 40 - 50 мг препарата на 1 л воды. 2-НОУК эффективен и для опрыскивания грядок земляники.

    Для обработки овощных культур чаще используют гетероауксин. Концентрация гетероауксина для обработки  семян моркови - 600 мг на 1 литр раствора, столовой свеклы - 800 мг,  томатов, огурцов - 500 мг/л. Усиливает действие гетероауксина  совместное применение с витаминами. Кстати, и другие стимуляторы (например, янтарную кислоту) рекомендуют применять  совместно с витаминами. Стимуляторы  смешивают с витаминами в соотношении 600 мг/л гетероауксина+ 100 мг витамина В1 или такое же количество никотиновой  кислоты, или же все три компонента. Семена моркови, свеклы, лука обрабатывают таким раствором 10 - 12 часов.

    Сходное действие на растения оказывает и  янтарная кислота. Опрыскивание растений картофеля 0,01% раствором янтарной кислоты  ускоряет зацветание, картофель меньше поражается фитофторозом, урожай увеличивается  на 35 - 50 кг с сотки. Используют янтарную кислоту и для обработок плантаций  томатов. Опрыскивание растений для  повышения продуктивности проводят в период бутонизации (40 - 60 мг/л) и  повторяют трижды. Интервал между  обработками - 7 дней. Расход раствора 2 литра на сотку. Регуляторы роста, широко используемые в практике овощеводства и садоводства приведены в  таблице.  

    Использование ауксинов для уменьшения опадения плодов. У многих садовых растений (и прежде всего у яблонь и груш) начинается предуборочное опадение плодов. Падалица плохо хранится, имеет нетоварный вид, иногда по этой причине пропадает большая часть урожая. Обработка кроны в этот период ауксинами значительно снижает потери. С этой целью используют обычно растворы 1-НУК или 2,4-Д в концентрации 0,0001 - 0,001% (1 - 10 мг препарата на 1 л воды). Действие препарата сохраняется в течение 2-х недель со дня обработки. Предуборочное опрыскивание лимонов и апельсинов растворами 2,4-Д (8 мг/л) или 1-НУК (20 мг/л) не только уменьшает падалицу, но и замедляет созревание плодов. Такие плоды лучше хранятся, в меньшей степени подвергаются заболеваниям.

    Обработка растений регуляторами роста ослабляет  и отрицательное влияние заморозков на созревающий урожай, концентрацию препаратов при этом надо повысить до 30 - 40 мг на 1 л раствора.

    Использование ауксинов для прореживания цветков и завязей  плодовых растений.  Садовые растения характеризуются, как известно, периодичностью плодоношения. Обычно обильное плодоношение сменяется низкоурожайным годом, и это очень не удобно  для промышленного садоводства. Для регулирования урожайности можно применять ручное прореживание цветков и завязей при избыточном цветении, но это очень трудоемкая операция. Поэтому и в этом случае прибегают к синтетическим регуляторам роста - ауксинам. Для прореживания цветков и завязей у груш, яблонь, абрикосов, персиков обычно используют раствор 1-НУК в концентрации 15 - 50 мг/л. Кроны деревьев обрабатывают во второй половине периода цветения. Часть цветков при этом опадает, а оставшаяся часть получает лучшие условия для развития и в последующем из этих завязей формируются более крупные плоды. К тому же закладывается больше цветочных почек, и это обеспечивает урожай будущего года.

    Использование ауксинов для задержки цветения плодовых деревьев. Большая часть территории нашей страны периодически испытывает нашествие поздних весенних заморозков, что наносит значительный ущерб садам. Для того, чтобы предотвратить повреждение  цветущих деревьев заморозками прибегают к дымлению, используют локальный обогрев. Но эти способы борьбы далеко не всегда дают желаемый эффект. Ауксины и здесь могут прийти на помощь. Опрыскивание деревьев раствором 1-НУК (25 - 50 мг/л) осенью в период окончания роста побегов и начала закладки плодовых почек задерживает наступление периода цветения весной следующего года у яблонь и груш на 5 - 7 дней, абрикосов и персиков - на 10 дней. К тому же этот прием в год обработки ускоряет на несколько дней созревание плодов.

    Использование ауксинов при хранении клубней, корнеплодов  и луковиц. Вероятно, нет такого хозяина, который не сталкивался бы в своей повседневной жизни с проблемой хранения урожая. Причем, наиболее сложная часть проблемы - продление периода покоя у картофеля и овощей, ведь по причине преждевременного пробуждения точек роста и израстания теряется до 1/3 урожая. Прибавьте к этому ухудшение качества продукции. Картофель в средней полосе России даже при благоприятных условиях хранения начинает прорастать в марте-апреле, а в южных регионах - в январе-феврале. Удаление ростков приходится проводить вручную.

    Между тем, продление периода покоя  вполне реально с применением  все тех же ауксинов. Для этой цели используют метиловый эфир 1-НУК (препарат называется М-1) в смеси  с растертой в порошок глиной. Слои картофеля при переборке  обрабатывают порошком глины, содержащим 2,0-3,5% препарата М-1. На 1 тонну картофеля  требуется 50 - 100 г препарата. М-1 резко  тормозит прорастание глазков и  потерю веса клубнями.

    Другой  эффективный способ задержки прорастания  клубней картофеля - опрыскивание ботвы  за 2-3 недели до уборки 0,2% раствором  ГМК (гидразида малеиновой кислоты). ГМК проникает в клубни и задерживает  прорастание глазков в течение 8 месяцев при температуре +10 - 15^оС. ГМК  также способствует сохранению сахарозы в корнеплодах свеклы, ингибирует прорастание моркови, лука и других овощей при длительном хранении.

    Использование ауксинов для уничтожения  сорняков. В 1942 году было установлено, что в высоких дозах препарат 2,4-Д действует как гербицид избирательного действия. Он угнетает или уничтожает широколиственные сорняки и не оказывает вредного влияния на злаки. В настоящее время в практику сельского хозяйства внедрено множество гербицидов избирательного действия, наиболее широко известны 2,4-Д и 2М-4Х. Так, водным раствором 2,4-Д (0,6 - 1,5 кг/га) обрабатывают посевы пшеницы, ржи, кукурузы и других зерновых культур. Успех обработки в значительной степени зависит от правильно выбранной дозы с учетом видового состава и состояния растений, а также погодных условий.

    Злаки проявляют наибольшую устойчивость к 2,4-Д в период кущения. Широколиственные сорняки, находящиеся в это время  в начале развития, наоборот, особенно чувствительны к действию гербицида. Поэтому и проводить обработку  рекомендуют именно в этот период. Однако надо иметь в виду, что 2,4-Д  в почве сохраняет  активность довольно длительное время. В последнее  время ученые нашли способы повышения  устойчивости культурных растений к  высоким дозам 2,4-Д, и предупреждения у них возможных негативных реакций. С этой целью проводят предпосевную обработку семян зерновых культур  гуминовыми препаратами (см. главу о  гуминовых препаратах). 

№94План

1. 1. Общая характеристика  класса гидролаз. Классификация гидролаз
2. 2. Эстеразы, общая характеристика и представители
3. 3. Гликозидазы, представители
4. 4. Пептидгидролазы, общая характеристика и представители
5. 5. Применение гидролаз

Общая характеристика класса гидролаз. Классификация  гидролаз Это ферменты, широко распространенные в природе, встречаются в клетках и пищеварительных соках. Почти все гидролазы ЖКТ однокомпонентные ферменты. В клетках гидролазы находятся в особых органеллах – лизосомах и потому называются лизосомальными ферментами. Лизосомальные ферменты выполняют защитную роль: под их влиянием чужеродные вещества, поступившие в клетку, а затем в лизосомы, подвергаются расщеплению. Расщепляются также вещества, неиспользованные организмом, поэтому лизосомальные ферменты называют клеточными санитарами. При инфекционных заболеваниях, при воспалительных процессах, уменьшении рН, гипоксии мембраны лизосом становятся проницаемыми и гидролазы могут выходить из них, начиная переваривать собственную клетку, вызывая аутолиз клетки. Поэтому лизосомы называют клеточными самоубийцами.

Классификация гидролаз  Класс гидролаз включает ферменты, ускоряющие гидролитические реакции сложных эфиров (3.1), гликозидов (3.2), простых эфиров (3.3), пептидов (3.4), других С-N связей (3.5), ангидридов кислот (3.6). Для удобства изложения используется следующая классификация гидролаз (на доске писать поэтапно, по ходу разбора без представителей кроме гликозидаз).

Эстеразы, общая характеристика, представители 

Подкласс  эстераз включает ферменты, которые  расщепляют сложноэфирные связи, образованные спиртом и различными кислотами. Первый подподкласс – липазы –  расщепляют эфирную связь, образованную карбоновыми кислотами, т.е. способствуют отщеплению карбоновых кислот от субстратов. Субстратами для этих ферментов  являются нейтральные липиды и ФЛ. Представители 1) липаза желудочного сока. Фермент малоактивен у взрослых, активен у детей раннего возраста. Это связано с оптимумом рН, который для этого фермента составляет от 4,0 до 5,0. рН среды желудка в раннем детском возрасте соответствует опт.рН этого фермента. Во взрослом организме рН желудочного сока от 1,5 до 2,0, поэтому липаза желудочного сока у них неактивна. Липаза жел. Сока расщепляет только эмульгированные жиры молока. 2) липаза поджелудочной железы вырабатывается в неактивном состоянии, активируется желчными кислотами и их солями. Липазы желудочного и поджелудочного соков ускоряют реакции гидролиза ТАГов знать формулами см. материалы стр. 52 (написать схематично на доске). 3) липаза кишечного сока образуется в небольших количествах в активном виде, ускоряет гидролиз бетта-МАГов. 4) фосфолипазы А1 и А2 – образуются в поджелудочной железе и гидролизуют связи, образованные жирными кислотами в первом и втором положениях молекул фосфолипидов. 5) ЛПЛ – находится в капиллярах и участвует во внутрисосудистом липолизе (гидролизует ТАГ до глицерина и 3СЖК). 6) холестеринэстераза – образуется в поджелудочной железе и гидролизует эфиры холестерина.

Второй подподкласс  эстераз – фосфоэстеразы, или фосфатазы – расщепляют фосфоэфирные связи. Субстратами для этих ферментов являются эфиры фосфорной кислоты. Различают фосфомоноэстеразы и фосфодиэстеразы. К фосфомоноэстеразам относятся следующие представители: 1) глюкозо-6-фосфатаза показать на доске схематично, реакции знать формулами см. материалы, стр. 37 . 2) фруктозо-1,6-дифосфатаза  (альдолаза), а также кислая и щелочная фосфатазы, фосфопротеинфосфатаза. Эти ферменты имеются в клетках и в кишечном соке. К фосфодиэстеразам относятся следующие представители: 1) АТФ-аза: АТФàАДФ+Ф+33кДж показать на доске схематично, реакцию знать формулами см. материалы, стр. 37. Различают митохондриальную АТФ-азу, Са-АТФ-азу, Na-K-АТФ-азу, миозиновую АТФ-азу. 2) АДФ-аза: АДФàАМФ+Ф+33кДж; 3) АТФ-пирофосфатаза: АТФàАМФ+ФФ+33кДж; 4) ФДЭ циклических нуклеотидов; перечисленные фосфодиэстеразы находятся в клетках. 5) Нуклеазы гидролизуют фосфодиэфирные связи в ДНК (ДНК-азы) и в РНК (РНК-азы) – ДНК-азы и РНК-азы образуются в поджелудочной железе, а также находятся в клетках. Все нуклеазы делятся на экзонуклеазы и эндонуклеазы. Экзонуклеазы отщепляют от нуклеиновых кислот мононуклеотиды. Эндонуклеазы гидролизуют внутренние связи в ДНК и РНК, приводя к образованию олигонуклеотидных фрагментов.  6) фосфолипазы С и Д образуются кишечными клетками и гидролизуют связи в ФЛ, образованные фосфорной кислотой и глицерином (ФЛС) и фосфорной кислотой и азотсодержащим веществом (ФЛД).

Гликозидазы, общая характеристика, представители  гликозидазы ведут гидролиз гликозидных связей, действуя на полисахариды и дисахариды. Представители. 1) амилаза. В организме человека имеется альфа- и гамма-амилаза. Альфа-амилаза содержится в слюне, поджелудочном соке, в клетках соединительной ткани. Субстратами альфа-амилазы являются крахмал и гликоген, фермент расщепляет их до мальтозы. Под действием гамма-амилазы, которая находится только в печени, гликоген расщепляется до глюкозы – показать на доске схематично. 2) мальтаза встречается в клетках и кишечном соке. Фермент расщепляет мальтозу до 2 глюкоз. Показать на доске схематично. 3) лактаза находится в клетках грудной железы, кишечном соке. Расщепляет лактозу до бета-галактозы и глюкозы – показать на доске схематично, 4) сахараза находится в кишечном соке, расщепляет сахарозу до глюкозы и фруктозы, показать на доске схематично, повторить формулы мальтозы, лактозы и сахарозы, стр.32 по материалам. В желудочном соке нет гликозидаз!

Пептидгидролазы, общая характеристика, представители  ведут гидролиз пептидных связей. Различают 2 подподкласса – эндопептидазы (протеазы) и экзопептидазы (пептидазы). 1) эндопептидазы – ведут гидролиз белков до полипептидов, разрывая пептидную связь внутри белка.