ОТЧЕТ по учебной практике. Учебная практика. Ознакомительная практика (экология и

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

___________________________________

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ С. М. КИРОВА»

Институт леса и природопользования

Кафедра общей экологии, анатомии и физиологии растений

ОТЧЕТ по учебной практике

Учебная практика. Ознакомительная практика (экология и

защита леса)

Выполнил: студент

Ефимов Андрей Алексеевич

группы ЛПБ-ЛД-19-3

номер зачётной книжки: 309149

Проверила:

зав. кафедры общей экологии, анатомии и физиологии растений

доц. Капица Е. А.

Санкт-Петербург

ВАРИАНТ 9

1. Осмотический механизм возникновения всасывающей силы в ксилеме при транспирации листьев. Влияние влажности воздуха на транспирацию.

Осмосом называется прохождение растворителя в раствор, отделенный от него полупроницаемой мембраной, пропускающей растворитель, но не пропускающей молекулы растворенных веществ.

Осмотическая система включает два раствора разной концентрации, разделённых полупроницаемой мембраной. Согласно осмотическим законам, вода будет перемещаться через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией веществ в раствор с большей их концентрацией. В качестве осмотического барьера клетки в физиологии растений принято рассматривать систему, состоящую из двух мембран – плазмалеммы, наружной клеточной и мембраны, окружающей вакуоль – тонопласта. Ткань, состоящая из живых клеток, может быть представлена как осмотическая система, поскольку в каждой растительной клетке есть вакуоль – это истинный раствор сахаров, солей и органических кислот, окружённый полупроницаемой мембраной.

Вода пассивно диффундирует в сосуды ксилемы благодаря

осмотическому механизму. Осмотически активными веществами в

сосудах являются минеральные ионы и метаболиты, выделяемые

насосами плазмалеммы паренхимных клеток, окружающих сосуды.

Сосущая сила у сосудов выше, чем у окружающих клеток из-за

повышающейся концентрации ксилемного сока и отсутствия

значительного противодавления со стороны малоэластичных

клеточных стенок. В результате поступления воды в сосудах ксилемы

развивается гидростатическое давление, получившее название

корневого давления. Оно участвует в поднятии ксилемного раствора

по сосудам ксилемы из корня в надземную часть растения. Поднятие

воды по растению вследствие развивающегося корневого давления

называют нижним концевым двигателем.

Верхний концевой двигатель, обеспечивающий передвижение воды вверх по растению, создается и поддерживается высокой сосущей силой транспирирующих клеток листовой паренхимы.

Транспирация – процесс испарения воды наземными частями растений. Интенсивность транспирации – это количество воды, испарившейся в единицу времени единицей листовой поверхности.

Растение имеет очень большую листовую поверхность, что создает огромную поверхность испарения. В результате потери воды клетками листьев в них снижается водный потенциал, т. е. возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из ксилемы жилок и передвижению воды по ксилеме из корней в листья.

Сила верхнего концевого двигателя будет тем больше, чем активнее транспирация. Верхний концевой двигатель может работать при полном отключении нижнего концевого двигателя, причем для его работы используется не метаболическая энергия, а энергия внешней среды — температура, движение воздуха, влажность окружающей среды, свет и доступность воды у корней.

Влажность воздуха оказывает сильное влияние на интенсивность транспирации. Согласно закону Дальтона, количество испаряемой воды прямо пропорционально дефициту насыщения воздуха водяными парами (d), определяемому по формуле d = F — f, где F — упругость паров, насыщающих пространство при данной температуре; f — то же фактически. С увеличением разницы между F и f интенсивность транспирации, естественно, повышается. В теплицах, где влажность воздуха высокая, этот процесс протекает с низкой скоростью. (V=(F-f)х760/Р).

2. Фотодыхание и метаболизм гликолевой кислоты. Причины депрессии фотосинтеза в полуденные жаркие часы летом.

При высокой интенсивности света и концентрации кислорода у С3-растений значительная часть утилизированного углерода теряется вследствие выделения СО2 в реакциях, идущих с потреблением кислорода. Этот процесс, протекающий только на свету в присут-

ствии высоких концентраций кислорода, получил название фото-

дыхание. При этом рибулозо-1, 5-дифосфаткарбоксилаза

в хлоропластах функционирует как оксигеназа, за активный центр

которой конкурируют СО2 и О2. При этом между этими субстратами возникает конкуренция за активный центр фермента. Однако

СО2 имеет более высокое сродство, чем кислород. Поэтому при нормальной концентрации газов в атмосфере СО2 имеет преиму-щество. В этих условиях фотодыхание составляет только 25…30 %.

При уменьшении концентрации СО2 и возрастании содержания кислорода роль фотодыхания в газообмене листа может тоже уве-

личиться. В случае связывания кислорода фермент катализиру-

ет реакцию окисления рибулозо-1, 5-дифосфата с образованием

3-фосфоглицериновой и 2-фосфогликоновой кислот. Последняя

затем подвергается дефосфорилированию, превращаясь в глико-

левую кислоту. В дальнейшем гликолевая кислота из хлоропластов поступает в пероксисому и там окисляется до глиоксилата. Реакцию катали-

зирует глиоксилатоксидаза. Затем глиоксилат аминируется, пре-

вращаясь в глицин. Последний переносится в митохондрию, где из

двух молекул глицина образуется молекула серина и освобождается

СО2. Образовавшийся серин может в дальнейшем использоваться в процессах биосинтеза белков либо превращаться в фосфоглице-

риновую кислоту, которая на свету вовлекается в процесс синтеза

моносахаридов. Серин может переноситься в пероксисому и там в

результате реакции трансаминирования с участием пирувата пре-

вращаться в гидроксипируват. При этом пировиноградная кислота

становится аланином. Затем гидроксипируват восстанавливается

до глицериновой кислоты, которая после проникновения в хлоро-

пласты подвергается фосфорилированию до 3-фосфоглицериновой

кислоты. Таким образом, осуществление реакций фотодыхания позво-ляет обойти лимитирующую реакцию карбоксилирования цикла

Кальвина, обеспечивая функционирование цикла без поглощения

СО2. В целом в процессе фотодыхания происходит частичное окис-ление моносахаридов и других метаболитов, сопровождаемое вы-

делением углекислоты. При этом фотосинтетический аппарат хотя

и работает, но без поглощения СО2.

Дневная депрессия фотосинтеза обусловлена нарушением деятельности фотосинтетического аппарата и оттока ассимилятов при перегреве, поскольку температура листа в этот период может превышать температуру воздуха на 5—10°С. Если потери воды в тканях велики и наблюдается усиление фотодыхания, то устьица в это время закрываются. Засухоустойчивые формы сельскохозяйственных растений характеризуются менее выраженной депрессией в полуденные часы и соответственно более плавным ходом суточной кривой фотосинтеза. Установлено, что в условиях достаточного увлажнения засухоустойчивые виды растений по интенсивности фотосинтеза уступают неустойчивым. Однако у последних, при выращивании в районах с умеренным климатом в случае наступления засухи, показатели этого процесса в 1, 5—2 раза ниже, чем у растений менее чувствительных к недостатку воды

В особо жаркие дни перегрев листа солнечными лучами, снижающий фотосинтез и одновременно повышающий интенсивность дыхания, приводит к тому, что листья, находясь на свету, выделяют С0₂. Следовательно, в этом случае большая освещенность оказывает отрицательное влияние, поэтому в тропических странах у некоторых сельскохозяйственных культур (кофе, сахарный тростник) продуктивность фотосинтеза оказывается больше не в ясные, а в пасмурные дни.