Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
5.12. Охарактеризуйте дыхательный обмен как некий центральный механизм, связывающий между собой различные группы соединений — углеводы, органические кислоты, жиры и белки.
5.13. Укажите реакции, происходящие, когда гексозофосфат (фруктозо-6-Р), образовавшийся при фотосинтезе в цикле Кальвииа—Бенсона, превращается 1) в крахмал'и 2) из крахмала в сахарозу, т. е. в форму, используемую для транспортировки. Добавьте к этому реакции, описывающие синтез и распад крахмала, а также реакции синтеза сахарозы. Напишите соответствующие уравнения в нужном порядке, пользуясь принятыми обозначениями (например, G-6-P = глюкозо-6-фосфат).
5.14. Распад макромолекул (полисахаридов, липидов, белков и нуклеиновых кислот) часто идет по пути, отличному от их синтеза. Подкрепите это утверждение соответствующими примерами.
5.15. Проследите перемещения и метаболические пути атома углерода, первоначально входившего в состав атмосферной СОг и в конце концов
1 вошедшего в молекулу липида, отложившегося в запас в развивающемся семени.
6.16. Из какого промежуточного продукта дыхания образуются жирные кислоты? С каким веществом они должны соединиться, для того чтобы образовались жиры и масла?
6.17. Растительные масла в наибольшем количестве присутствуют в семенах, причем часто они находятся в зародыше. В чем преимущества такого их местонахождения с точки зрения энергетических нужд растения?
5.18. У всех жирных кислот, встречающихся в растениях, в молекуле содержится четное число атомов углерода. Чем это объяснить?
6.19. Состав жира у живых организмов колеблется в зависимости от температуры, при которой эти организмы существуют. Обычно чем холоднее среда обитания, тем богаче жиры ненасыщенными жирными кислотами. Можно ли усмотреть в этом какую-то выгоду для организма? Как представляете вы себе механизм, посредством которого температура могла бы влиять на тип и на количество образующихся жирных кислот?
6.20. Почему у растений в светлое, и темное время суток температурный оптимум роста различен?
5.21. Сравните функции, которые выполняют в растениях полисахариды и липиды. В чем эти функции сходны и чем они различаются?
5.22. Представьте себе, что вам предложили исследовать образец почвы с другой планеты, доставленный на Землю космическим кораблем. Требуется определить, существовала ли когда-нибудь на этой планете жизнь. Какие анализы вы считали бы необходимым провести?
Водный режим растений
Вода — главный компонент активных растительных клеток; па долю ее приходится иногда 90% сырого веса и более. Совсем иначе обстоит дело в покоящихся семенах: в них вода может составлять всего 15—20% общего веса. В зрелых растительных клетках большая часть воды содержится в крупной центральной вакуоли, занимающей 80—90% всего объема клетки. В тур- гесцентных клетках центральная вакуоль плотно прижимает цитоплазму к клеточной стенке, тем самым способствуя поддержанию формы клетки в мягких органах растения, например в листьях. Характерная форма травянистых растений зависит, следовательно, и от гидростатических сил. При недостатке влаги вода из вакуолей оттягивается, что приводит сначала к утрате тургора, а затем и к увяданию. Обычно растения легко оправляются (если завядание не было слишком сильным), как только они вновь получат воду; клетки поглощают воду, и тургор восстанавливается.
Однако, для того чтобы клетка сохраняла надлежащую жизнеспособность, содержание влаги в ее протопласте не должно выходить за определенные, достаточно жесткие пределы. Хотя количество выпадающих осадков и влажность почвы сильно колеблются, зеленому растению удается поддерживать свою оводненность на относительно постоянном уровне. Это достигается благодаря сокращению потерь на испарение, когда воды пехватает. Растения непрерывно поглощают воду из окружающей среды и часть этой воды испаряют. Транспирация — испарение воды надземными органами растения — есть неизбежное следствие самого строения листа. Предназначенный для эффективного фотосинтеза лист — это обычно крупный, плоский, насыщенный влагой орган, пронизанный множеством пор, сообщающихся с разветвленной сетью воздушных ходов. На солнце такой орган неизбежно теряет много воды. Вода испаряется с поверхности влажных клеток мезофилла, диффундирует по межклетникам и выходит наружу через открытые устьица. Закрывание устьиц при недостатке воды может сокращать потребность зеленого растения в воде, причем очень сильно — до небольшой доли от потребности, свойственной ему, когда устьица открыты. Однако закрывание устьиц влечет за собой и нежелательные последствия: нарушается газообмен между атмосферой и внутренним пространством листа, что снижает эффективность фотосинтеза. В этой главе мы узнаем, каким образом удается растению сочетать необходимость в сбережении воды с другими своими потребностями, т. е. обсудим, как поддерживается «водное хозяйство» растения.
ПОСТУПЛЕНИЕ ВОДЫ В ВАКУОЛЬ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ОСМОТИЧЕСКИХ СИЛ
Поскольку большая часть присутствующей в клетке воды находится в вакуоли, мы начнем анализ проблемы транспорта воды с рассмотрения того пути, который молекуле воды требуется преодолеть для того, чтобы попасть в вакуоль клетки. Вода должна пройти сквозь две мембраны (плазмалемму и тонопласт) и через лежащую между ними цитоплазму. Мы мало знаем о различиях в способности этих трех структур пропускать воду, а потому обычно все три структуры рассматриваются совместно как единый мембранный барьер.
