Головна
Реферати » Реферати по біології » Роль вуглеводів і жирів у підвищенні морозостійкості рослин

Роль вуглеводів і жирів у підвищенні морозостійкості рослин

олімпіадних робота з біології

на тему: "Роль вуглеводів і жирів у підвищенні морозостійкості клітин і тканин рослин"

Виконав: учень 11 класу

Галанов Микола

2000

Зміст
I. Мета роботи ... ... ...
... стр 3
II. Особливості теплолюбних і холодолюбиві рослин ... стр 4
III. Біосинтез вуглеводів в зелених рослинах ... . стр 7

Роль вуглеводів у підвищенні морозостійкості рослин ... стр 9
IV. Біосинтез ліпідів ... ...
... стр10

Механізм захисної дії жирів ... ... стр11
V. Досліди і спостереження:

... ... ...

... стр12

1. Досвід № 1 "Чи багато поживних речовин в опалому листі?"

... ... стр12

2. Досвід № 2 "Доля запасеного крохмалю" ... ... стр12

3. Досвід № 3 "Підвищення морозостійкості рослин" ... ... стр14

4. Пояснення до досвіду №

3 ... ... стр15
VI.Общій висновок за виконану роботу ... ... стр16
VII. Список використаної літератури ... ... стр18
VIII. Додаток:

Рис. 1. Послідовне "роз'їдання" крохмального зерна ферментом амилазой ... стр19

Мета роботи.
1. Підібрати і вивчити матеріал у науковій літературі з проблеми біосинтезу вуглеводів, ліпідів, їх ролі життя рослин.
2. Вивчити матеріал по ролі вуглеводів, ліпідів в підвищенні морозостійкості рослин.
3. Вивчити матеріал про можливості переходу вуглеводів в енергію, механізм захисної дії жирів клітин і тканин рослин від низьких температур.
4. Провести спостереження та досліди, що підтверджують перехід крохмалю в розчинні цукру, відтікає з листя в запасаючих органи рослин.
5. На досвіді простежити коливання вмісту крохмалю в деревині за період осінь-зима-весна у деяких листяних і хвойних порід дерев.
6. Провести досвід з штучного збільшення морозостійкості клітин і тканин коренеплоду буряка столового, використовуючи розчини сахарози різної концентрації.
7. На основі матеріалів і фактичних даних сформулювати загальний висновок по даній темі.

Особливості теплолюбних і холодолюбиві рослин.

По відношенню до температури як до екологічного фактору розрізняють 2 групи рослин: теплолюбні (термофіли) і холодолюбиві (псіхрофіли).
Теплолюбних називаються рослини, які добре ростуть і розвиваються в умовах високих температур, холодолюбиві - рослини, здатні рости в умовах досить низьких температур.

Справжніми термофіли є рослини - вихідці з тропічних районів. Вони зовсім не переносять низьких температур і гинуть вже при 0єС.
При настанні холодів термофіли починають хворіти, а якщо охолодження тривало, то можуть загинути навіть без фізичного заморожування.
Причиною загибелі в цих випадках зазвичай є порушення в обміні речовин.
Виявляється, що при дії холоду на теплолюбні рослини фізіологічні процеси в них придушуються неоднаково. В результаті утворюються невластиві рослинам продукти, у тому числі і шкідливі для організму речовини, які поступово отруюють рослину і приводять його до загибелі. Ця точка зору на "застуду" теплолюбних рослин і їх загибель, що встановилася давно, широко прийнята і в даний час.

Однак у більшості Термофіли вже при температурі + 40єС спостерігаються ознаки пригнічення, а при 45 + ... + 50єС багато гинуть. Загибель рослин при високих температурах багато в чому пояснюється отруйним впливом аміаку, який накопичується в тканинах рослин при розпаді білків і амінокислот, а також дією інших речовин типу токсинів, отруйних цитоплазму. При температурі від + 50єС і вище до цього отруйну дію приєднується згортання цитоплазми, що прискорює процес відмирання. У жаростійких ж рослин краще проявляється здатність накопичувати органічні кислоти, які пов'язують аміак, роблячи його безпечним для рослин.

Морозостійкість - це властивість організмів, тісно пов'язане з їх фізіологічним станом, який, у свою чергу, обумовлено умовами життя, особливо сезонним ритмом температурного режиму.

Морозовитривалість рослин пояснюється низкою особливостей. На думку більшості вчених, вона пов'язана, по-перше, з походженням виду.
Наприклад, вихідці зі Сходу зазвичай більш морозостійкі, ніж західні види.
Особливо чутливі до морози види південного походження. При цьому слід враховувати характер середовища існування, вихідцями з яких рослини є.
Відомо, що рослини рівнинних місць зони тропічних лісів і жарких пустель абсолютно неморозостійкі, а рослини високогірній тієї ж тропічної зони проявляють високу здатність до холодостійкості.

Інший дуже важливою особливістю, що забезпечує морозостійкість рослин, є їх здатність проходити загартовування. Під закаліваеніем розуміють придбання рослинами властивостей зимостійкості [1] під впливом комплексу зовнішніх умов. При цьому відбуваються зміни фізіологічного стану рослин.

Загартування озимих і деревних порід проходить в два етапи. На першому етапі в зимуючих органах йде накопичення цукрів, обумовлене денними
(+10 ... +15 єС) і нічними (близько 0єС) температурами. У цих умовах йде вдень процес фотосинтезу дає велику кількість цукрів, при низьких нічних температурах вони не встигають витрачатися на дихання і зростання, а відкладаються про запас. Другий етап загартовування протікає в рослинах при слабких морозах

(-2 ...-5єС), під час яких організм набуває повну морозостійкість. До цього моменту фотосинтез вже припиняється, а в клітинах і тканинах рослин завершується ціла низка своєрідних біохімічних і біофізичних процесів. У підсумку помітно підвищується осмотичний тиск, посилюється в'язкість цитоплазми, в клітинному соку збільшується кількість дубильних речовин і антоциана. Велика частина запасного крохмалю перетворюється знову в цукру. Цікаво, що з настанням зими в клітинах тканин кори у багатьох хвойних рослин поряд з сахарозою, глюкозою і фруктозою в значній кількості є і такі цукру, як стахиоза і рафіноза, які влітку там практично відсутні.

Як показали дослідження, загартовування рослин багато в чому залежить від накопичення запасних поживних речовин. Причому в надземних органах рослин звичайно відкладаються цукру та олії, а в підземних органах - крохмаль. Накопичені речовини рослина використовує протягом зими на дихання. За рахунок цих же речовин здійснюється ріст рослин на початку весни.

Великий запас цукру, головним чином глюкози, що міститься в зимуючих органах рослин, привів вчених до висновку про його захисної ролі, що дається взнаки не тільки в збільшенні осмотичного тиску в клітинах, але і в специфічному хімічному дії його на цитоплазму, завдяки чому під впливом морозу не відбувається коагуляції. Крім того, у рослин спостерігається велике накопичення олії у внутрішніх шарах деревини, воно підвищує стійкість організмів до сильних морозів. Масло насамперед витісняє воду з вакуоль і цим оберігає її від замерзання. Далі, відкладаючись в самій цитоплазмі, робить її незрівнянно більш стійкою до морозу і інших несприятливих впливів зимового періоду. Таку ж роль грають і інші відкладаються в вакуолі і протоплазмі речовини - крохмаль і білки. Всі вони безпосередньо захищають цитоплазму від морозу.

Однак морозостійкість рослин не можна пояснити тільки накопиченням в їх клітинах запасних поживних речовин. Дослідження показали, що восени в процесі загартовування рослини зазнають і інші зміни. Особливо велике значення має підвищення водоудерживающей здатності цитоплазми.
Вода в ній стає ніби пов'язаної. У такому стані вона важко випаровується і замерзає, важко віджимається під тиском, відрізняється великою щільністю і втрачає значною мірою властивість розчинника. Вода стає кристалічною за структурою, хоча і зберігає рідкий стан.
Між частинками цитоплазми і водою встановлюється єдність структури. Певною мірою вода входить до складу макромолекул білків і нуклеїнових кислот. Заморозити її в такому стані, тобто перевести в тверде тіло, практично неможливо. Такого роду зміни водних властивостей цитоплазми особливо важливі, саме вони багато в чому визначають морозостійкість рослин.

Морозостійкість залежить і від того, як рослини провели вегетаційний період. Наприклад, плодові дерева, що перенесли влітку посуху, будуть менш морозостійкі, ніж дерева, які виросли в умовах рясного поливу.
Позднелетнего підгодівля також знижує морозостійкість.

Одна тільки здатність переносити великі морози ще не дозволяє рослинам існувати в умовах помірного холодного пояса і в приполярних районах. Значно важливіше зимостійка здатність видів, тобто здатність переживати протягом тривалого часу (іноді 8-9 місяців у році) не тільки дію низьких температур, а й випрівання, вимокання, дія льодяної кірки, а також часті зміни температури повітря
- то відлига, то заморожування і багато іншого.

Рослини по-різному пристосовуються до переживання цього періоду.
Одні переносять зиму в стані органічного і вимушеного спокою. У інших, крім фізіологічних, з'являється цілий ряд анатомо-морфологічних особливостей: розпластані по землі стебла і листя, горизонтальне наростання пагонів, підземне розташування вузлів кущіння і кореневих шийок, листопадні (а у вічнозелених - здатність листя скручуватися і цілий ряд інших змін, завдяки яким зменшується випаровуються поверхню), розвиток потужного шару пробки, белоствольная та інші ознаки, що дозволяють уникати опіків кори, ниркові луски, їх темне забарвлення, шкірясті - все це прямо або побічно допомагає рослинам вижити взимку.

Біосинтез вуглеводів в зелених рослинах.

Фізіологічні і біохімічні процеси в зеленому рослині тісно пов'язані з вуглеводами. Вони складають 75-80% сухої речовини тіла рослинного організму і служать основними поживними і скелетним матеріалами клітин і тканин рослини.

Основний орган біосинтезу в рослині - лист. Характерна його особливість - поєднання фото-і биосинтезов. У листі відбувається трансформація енергії, обмін вуглеводів, амінокислот, білків, ліпідів, нуклеїнових кислот, вітамінів.

У проростаючих насінні і пробуджуються нирках відбуваються процеси мобілізації запасних речовин. Найбільш характерна риса цих процесів - розпад складних запасних речовин на простіші. Полісахариди розпадаються на моносахариди. Ці реакції відбуваються з приєднанням води і відносяться до типу гидролитических.

Крохмаль складається на 96,1-97,6%

Сторінки: 1 2 3 4