Шпаргалка по "Биологии"

 

 

 

 

 

 

15.Корневое давление.давление в проводящих сосудах корней, обеспечивающее передвижение воды и растворённых в ней минеральных веществ к надземным органам растения. Возникает за счёт разницы осмотиче-ского давления в клетках корня и почвенного раствора. Эта разница обычно составляет 1–3 атмосферы. Выше других корневое давление у растений засоленных мест. Повышение его в условиях, благоприятных для всасывания воды из почвы и одновременно затрудняющих транспирацию (напр., в прохладные ночи при нагретой за день почве и влажном воздухе), вызывает «плач» растений. Плач растений — под этим названием известно выделение водянистого сока из древесины растений при их повреждении, например, при просверливании отверстий в стволе или при отрезании ветвей или целого стебля. В последнем случае сок выделяется из оставшегося в почве пенька. Способностью к «плачу» обладают очень многие растения, но особенно силен он бывает весной лишь у некоторых растений (берёза, клён, бук, виноградная лоза). Влияние внешних условий характеризует плач как явление, связанное с жизнедеятельностью растения. Устранение кислорода, хлороформирование растения останавливают истечение пасоки; выделение её усиливается при повышении температуры и, обратно, останавливается при низких температурах. Далее, как количество выделяемого сока, так и давление, под которым он выделяется, не остаются постоянными во все время «плача», а замечается постепенное падение от начала плача до полного его прекращения и, кроме того, суточная периодичность с ежедневно повторяющимися максимумами и минимумами. Ближайшее объяснение «плача» тесно связано с объяснением передвижения воды в растении вообще. Несомненно, что одной

из причин выделения пасоки служит то обстоятельство, что корень, всасывая воду из почвы, с силой толкает её в проводящие ткани (древесину) стебля. С другой стороны, есть наблюдения, указывающие, что и стебель обладает подобными же силами. Ближайший механизм явления как в том, так и в другом случае ещё неясен.

Гуттация (от лат. gutta — капля) — процесс выведения воды в  виде капель жидкости на поверхности  растения. Слабая освещённость, высокая  влажность способствуют гуттации. Гуттация весьма обычна у многих растений влажных  тропических лесов и часто  наблюдается на кончиках листьев  молодых проростков. 
 
Происходит, когда корнями поглощается воды больше, чем испаряется листьями. Г. наблюдается большей частью ночью, рано утром или при помещении растений во влажную атмосферу; часто отмечается у молодых проростков, например злаков, развитие корневой системы у которых обгоняет развитие испаряющей поверхности листьев. Капельки воды выделяются через водяные устьицапод воздействием корневого давления, с силой нагнетающего воду в стебли и листья. Г. - физиологический процесс, связанный с жизнедеятельностью растения: если проростки пшеницы поместить под колпак, внутри которого находятся пары хлороформа, то Г. прекращается. Выделения при Г. всегда содержат ряд минеральных веществ. Очевидно, Г. освобождает растение от избытка солей, главным образом кальция.

 

 

 

 

 

13.Почва как среда водоснабжения.

Не вся вода в почве доступна растениям. В зависимости от условий  почвы(гранулометрич, хим, структура) вода с той или иной силой удерживается почвенными частицами. Фракции почвенной  влаги: химически связанная, сорбированная, свободная, парообразная, твердая. Химически  связанная вода входит в состав вторичных  минералов и гумусовых веществ. Она не доступна растениям. Сорбированная  делится на гигроскопическую и пленочную. Гигроскопическая не доступна растениям, пленочная частично доступна. Свободная вода делится на каппилярную и гравитационную. Эта вода вся доступна растениям. Показатели запасов доступной влаги: 1) полная влагоемкость- характеризует запасы влаги, состояние полного насыщения её водой. 2) влажность устойчивого завядания характеризует минимальный запас воды доступный растениям. Это такая влажность почвы при которой растение находится в увядшем состоянии пока в почву не будет подана вода, если растение полить оно возобновит тургор. 3) мертвый запас воды – это количество воды ниже влажности устойчивого завядания и уже не доступна растеням. Доступная для растений почвенная влага явл. Её количество от уровня влажности устойчивого завядания до полевой влагоемкости.

 

 

 

17.Фотосинтез.

Фотосинтез — это процесс, при котором энергия солнечного света превращается в химическую энергию. В самом общем виде это  можно представить следующим  образом: квант света (hv) поглощается хлорофиллом, молекула которого переходит в возбужденное состояние, при этом электрон переходит на более высокий энергетический уровень. В клетках зеленых растений в процессе эволюции выработался механизм, при котором энергия электрона, возвращающегося на основной энергетический уровень, превращается в химическую энергию. Только с помощью зеленых растений энергия Солнца может накапливаться в виде энергии химических связей. Большая часть энергии, используемой человеком на заводах и фабриках, т. е. энергия, благодаря которой происходит движение различных механизмов, машин и самолетов,— это все энергия Солнца, преобразованная в зеленом листе. Запасание энергии в результате фотосинтеза происходит на различные промежутки времени: от минут, часов до сотен миллионов лет (достаточно вспомнить образование торфа и каменного угля в результате разложения растений). 6С0₂ + 12Н₂0 -> С₆Н₁₂0₆ + 60₂ + 6Н₂0В процессе фотосинтеза из простых неорганических соединений (С0₂, Н₂0) строятся различные органические вещества. В результате происходит перестройка химических связей: вместо связей С—О и Н—О возникают связи С—С и С—Н, в которых электроны занимают более высокий энергетический уровень. Таким образом, богатые энергией органические вещества, которыми питаются и за счет которых получают энергию (в процессе дыхания) животные и человек, первоначально создаются в зеленом листе. Можно сказать, что практически вся живая материя на Земле является результатом фотосинтетической деятельности.Выделяют 5 аспектов планетарной роли зеленых растений с их способность к фотосинтезу: 1)накопление органической массы.2) обеспечение относительного постоянства содержания со2 в атмосфере.3) противодействие парниковому эффекту.4)накопление кислорода в атм. Ежегодно  в ходе фотосинтеза в атм. Поступает 70-120 млр. Т кислорода. 5) создание озонового экран

18.Хлоропласты.

Хлоропласты — пластиды высших растений, в которых идет процесс  фотосинтеза, т. е. использование энергии  световых лучей для образования  из неорганических веществ (углекислого газа и воды) органических веществ с одновременным выделением в атмосферу кислорода. Хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы, размер их около 4-6 мкм. Находятся они в паренхимных клетках листьев и других зеленых частей высших растений. Число их в клетке варьирует в пределах 25-50.

Химический состав хлоропластов достаточно сложен и может быть охарактеризован  следующими средними данными (% на сухую  массу): белок — 35—55; липиды — 20—30; углеводы — 10; РНК — 2—3; ДНК —  до 0,5; хлорофилл — 9; каротиноиды  — 4,5. Важно отметить, что многие белки хлоропластов обладают ферментативной активностью. Действительно, в хлоропластах сосредоточены все ферменты, принимающие  участие в процессе фотосинтеза (окислительно-восстановительные, синтетазы  гидролазы). В настоящее время  доказано, что в хлоропластах, так  же как и в митохондриях, имеется  своя белоксинтезирующая система. Многие из ферментов, локализованных в хлоропластах, являются двухкомпонентными. Во многих случаях простетическая группа ферментов  — это различные витамины. В  хлоропластах сосредоточены многие витамины и их производные (витамины группы В, К, Е, D). В хлоропластах находится 80% Fe, 70% Zn, около 50% Си от всего количества этих элементов в листе. хлоропласты  окружены двойной мембраной. Толщина  каждой мембраны 7,5—10 нм, расстояние между  ними 10—30 нм. Внутреннее пространство хлоропластов заполнено бесцветным содержимым — стромой и пронизано  мембранами (ламеллами). Ламеллы, соединенные  друг с другом, образуют как бы пузырьки—тилакоиды (греч. «тилакоидес» — мешковидный). В хлоропластах содержатся тилакоиды  двух типов. Короткие тилакоиды собраны  в пачки и расположены друг над другом, напоминая стопку монет. Эти стопки называются гранами, а  составляющие их тилакоиды — тилакоидами  гран. Между гранами параллельно  друг другу располагаются длинные  тилакоиды. Составляющие их ламеллы  получили название — тилакоиды стромы. Между отдельными тилакоидами в  стопках гран имеются узкие щели. Тилакоидные мембраны содержат большое количество белков, участвующих в фотосинтезе. В составе интегральных мембранных белков имеется много гидрофобных аминокислот. Это создает безводную среду и делает мембраны стабильнее. Многие белки тилакоидных мембран построены в виде векторов и граничат с одной стороны со стромой, а с другой контактируют с внутренним пространством тилакоида. В хлоропластах содержатся различные пигменты. В зависимости от вида растений это:хлорофилл:- хлорофилл А (сине-зеленый) - 70 % (у высших растений и зеленых водорослей);- хлорофилл В (желто-зеленый) - 30 % (там же);- хлорофилл С, D и E встречается реже - у других групп водорослей;

Иногда зеленый цвет маскируется  другими пигментами хлоропластов (у  красных и бурых водорослей) или  клеточного сока (у лесного бука). Клетки водорослей содержат одну или  несколько различной форм хлоропластов.

Хлоропласты, хромопласты  и лейкопласты способны клетка взаимному  переходу. Так при созревании плодов или изменении окраски листьев  осенью хлоропласты превращаются в  хромопласты, а лейкопласты могут  превращаться в хлоропласты, например, при позеленении клубней картофеля.

Основная функция хлоропластов, состоит в улавливании и преобразовании световой энергии. В состав мембран, образующих граны, входит зеленый пигмент  — хлорофилл. Именно здесь происходят световые реакции фотосинтеза —  поглощение хлорофиллом световых лучей  и превращение энергии света  в энергию возбужденных электронов. Электроны, возбужденные светом, т. е. обладающие избыточной энергией, отдают свою энергию  на разложение воды и синтез АТФ. итогом световых реакций фотосинтеза является образование АТФ, НАДФ-H2 и кислорода, причем потребляются вода и энергия  света. Хлоропласты способны перемещаться по клетке. На слабом свету они располагаются  под той стенкой клетки, которая  обращена к свету. При этом они  обращаются к свету своей большей  поверхностью. Если свет слишком интенсивен, они поворачиваются к нему ребром и; выстраиваются вдоль стенок, параллельных лучам света. При средних освещенностях хлоропласты занимают положение, среднее между двумя крайними. В любом случае достигается один результат: хлоропласты оказываются в наиболее благоприятных для фотосинтеза условиях освещения. Такие перемещения хлоропластов (фототаксис) — это проявление одного из видов раздражимости у растений.

Хлоропласты обладают известной  автономией в системе клетки. В  них имеются собственные рибосомы и набор веществ, определяющих синтез ряда собственных белков хлоропласта. Имеются также ферменты, работа которых  приводит к образованию липидов, входящих в состав ламелл, и хлорофилла. Как мы видели, хлоропласт располагает  и автономной системой добывания  энергии. Благодаря всему этому  хлоропласты способны самостоятельно строить собственные структуры. Существует даже взгляд, что хлоропласты (как и митохондрии) произошли  от каких-то низших организмов, поселившихся в растительной клетке и сперва вступивших с нею в симбиоз, а затем  ставших ее составной частью, органоидом.

Еще одной очень важной функцией является, усвоение углекислоты  в хлоропласте или, как принято  говорить, фиксация углекислоты, то есть включение ее углерода в состав органических соединений, происходят в сложном  цикле реакций, открытом Кальвином  и Бенсоном и получившем их имя. За это открытие им была присуждена Нобелевская  премия. Ключевым ферментом цикла  является рибулезобисфосфаткарбоксилаза (РБФК) - оксигеназа, которая обеспечивает присоединение углекислоты к  пятиуглеродному соединению - сахару рибулезобисфосфату. Образующийся при  этом короткоживущий шестиуглеродный  продукт распадается с образованием двух трехуглеродных молекул фосфоглицериновой  кислоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.Пигменты хлоропласта.Пигменты — важнейший компонент аппарата фотосинтеза. Хлорофилл — сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофиллина, у которой одна карбоксильная группа этерифицирована остатком метилового спирта, а другая остатком одноатомного непредельного спирта фитола. У высших растений и водорослей обнаружены хлорофиллы а, b, с, d. Все фотосинтезирующие растения, включая все группы водорослей, а также цианобактерии, содержат хлорофиллы группы а. Хлорофилл b представлен у высших растений, у зеленых водорослей и эвгленовых. У бурых и диатомовых водорослей вместо хлорофилла b присутствует хлорофилл c, а у многих красных водорослей — хлорофилл d. молекула хлорофилла благодаря структурным и физико-химическим особенностям способна выполнять три важнейшие функции: 1) избирательно поглощать энергию света, 2) запасать ее в виде энергии электронного возбуждения, 3) фотохимически преобразовывать энергию возбужденного состояния в химическую энергию первичных фотовосстановленных и фотоокисленных соединений.Для функционирования молекулы хлорофилла в процессах фотосинтеза существенное значение имеет ее пространственная организация. Магний-порфириновое кольцо молекулы представляет собой почти плоскую пластинку толщиной 0,42 нм и площадью 1 нм2. Это гидрофильная часть молекулы хлорофилла. Длинный алифатический остаток фитола (2 нм), образующий угол с порфириновым кольцом — ее гидрофобный полюс , необходимый для взаимодействия молекулы хлорофилла с гидрофобными участками мембранных белков и липидов.Каротиноиды — жирорастворимые пигменты желтого, оранжевого, красного цвета — присутствуют в хлоропластах всех растений. Они входят также в состав хромопластов в незеленых частях растений, например в корнеплодах моркови, от латинского наименования которой (Daucus carota L.) они и получили свое название. В зеленых листьях каротиноиды обычно незаметны из-за присутствия хлорофилла, но осенью, когда хлорофилл разрушается, именно каротиноиды придают листьям характерную желтую и оранжевую окраску. Каротиноиды синтезируются также бактериями и грибами, но не животными организмами. В настоящее время известно около 400 пигментов, относящихся к этой группе. К каротиноидам относятся три группы соединений: 1) оранжевые или красные пигменты каротины (С40Н56); 2) желтые ксантофиллы (С40H56O2 и С40H51O4);3) каротиноидные кислоты — продукты окисления каротиноидов с укороченной цепочкой и карбоксильными группами (например, C20H24O2— кроцетин, имеющий две карбоксильные группы). Каротины и ксантофиллы хорошо растворимы в хлороформе, бензоле, сероуглероде, ацетоне. Каротины легко растворимы в петролейном и диэтиловом эфирах, но почти нерастворимы в метаноле и этаноле. Ксантофиллы хорошо растворимы в спиртах и значительно хуже в петролейном эфире.Все каротиноиды — полиеновые соединения. Каротиноиды первых двух групп состоят из восьми остатков изопрена, которые образуют цепь конъюгированных двойных связей. Каротиноиды могут быть ациклическими (алифатическими), моно- и бициклическими. Каротиноиды — обязательные компоненты пигментных систем всех фотосинтезирующих организмов. Они выполняют ряд функций, главные из которых: 1) участие в поглощении света в качестве дополнительных пигментов, 2) защита молекул хлорофиллов от необратимого фотоокисления. Возможно, каротиноиды принимают участие в кислородном обмене при фотосинтезе.Важное значение каротиноидов как дополнительных пигментов, поглощающих свет в синефиолетовой и синей частях спектра, становится очевидным при рассмотрении распределения энергии в спектре суммарной солнечной радиации на поверхности Земли.Синезеленые водоросли (цианобактерии), красные морские водоросли и некоторые морские криптомонады помимо хлорофилла а и каротиноидов содержат пигменты фикобилины. Наиболее известные представители фикобилинов — фикоэритробилины и фикоцианобилины. Первые преобладают у красных водорослей и определяют их цвет, вторые — у синезеленых. По структуре фикобилины. (от греч. «phycos» — водоросль и лат. bilis — желчь) относятся к группе желчных пигментов — билинов (у животных представитель этой группы — билирубин). Это тетрапирролы с открытой цепью, имеющие систему конъюгированных двойных и одинарных связей. В своем составе они не содержат атомов магния или других металлов, а также фитола. Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектрау водорослей фикобилины — дополнительные пигменты, выполняющие вместо хлорофилла b функции светособирающего комплекса. Около 90% энергии света, поглощенного фикобилинами, передается на хлорофиллы а. Явление хроматической комплементарной адаптации обнаружено далеко не у всех видов синезеленых и красных водорослей.