Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
6.8. Почему а) ветер усиливает транспирацию? б) опушенность листьев уменьшает их нагревание на солнечном свету?
6.9. Проследите путь молекулы воды от капли дождя, упавшей на почву, до водяного пара, поступающего в воздух из транспирирующего листа растения в растительном сообществе. Опишите соответствующие процессы и укажите, какие физические силы управляют ими на каждой стадии.
6.10. Некоторые бактерии вызывают завядание зараженных растений в условиях, при которых здоровые растения остаются тургесцентными. Каковы возможные механизмы такого воздействия?
?6.11. Объясните, почему вода поднимается к вершинам высоких деревьев, тогда как механическим всасывающим насосом ее можно поднять не более чем на 10 м. Какие условия необходимы для такого подъема?
6.12. Растение теряет воду вследствие очень отрицательного водного потенциала атмосферы. Как бы вы объяснили это утверждение: а) чнсто описательно, небиологу? б) исходя из понятия свободной энергии? Если нужно, воспользуйтесь схемами. Каким образом низкий водный потенциал атмосферы обусловливает поглощение воды из почвы?
6.13. Как можно измерить скорость передвижения воды в стволе дерева, не нарушая его целостности?
6.14. Что предотвращает разрыв водных столбов в ксилеме? Почему считается, что разрыв все же может происходить?
6.15. Гриб Helmitithosporium ma.yd.is (возбудитель гельминтоспориоза кукурузы, погубившего в 1970 г. в США большую часть посевов этой культуры) заставляет растение-хозяина «голодать», резко ограничивая скорость его фотосинтеза. Это ограничение отчасти вызывается нарушением поглощения калия. Укажите, как связаны поглощение калия и фотосинтез.
6.16. Открывание устьиц объясняют тем, что: а) поглощается калий, б) в результате этого возникает необходимая осмотическая сила и в) внутри замыкающих клеток этой осмотической силой порождается давление, которое и приводит к открыванию устьиц. Опишите экспериментальные методы, которые позволили бы проверить эти три утверждения.
6.17. Вычислите 1|>я и я|зд для клеток в тонком срезе растительной ткани, используя метод, описанный в подписи к рис. 6.4. При этом исходите из того, что ткань, погруженная в 0,55 м раствор сахарозы, не изменяет своего веса, а в 0,7 м растворе сахарозы 50% клеток плазмолизнрованы. Каковы ошибки этого метода?
6.18. Допустим, что осмотический потенциал клеточного сока равен —20 бар. Какими должны быть прн этом значения водного потенциала и потенциала давления клетки: а) при начинающемся плазмолизе и б) при полном тургоре, если мы примем, что осмотический потенциал по мере разбавления клеточного сока не меняется? Воспользуйтесь обозначениями, приведенными в п. 6.17.
Минеральное питание
Кроме воды, поглощаемой из почвы, и органических веществ, 'Образующихся в процессе фотосинтеза, зеленому растению необходимо множество минеральных веществ. В клетке эти вещества выполняют целый ряд структурных функций, а также вовлекаются в действие специфических ферментов, регулирующих важные аспекты метаболизма клетки. Все минеральные элементы, за исключением одного, азота, происходят в конечном счете из материнской породы, из которой образуется почта. Азот поступает из атмосферы главным образом благодаря процессу азотфиксации.
Минеральные вещества поглощаются из почвы вместе с водой и транспортируются в восходящем направлении преимущественно по ксилеме. Соотношение отдельных химических элементов в ксилемном соке и в почве значительно различается. Из этого следует, что поглощение минеральных веществ клетками корня— процесс избирательный. Кроме того, минеральные вещества обычно накапливаются в тех клетках, где в них возникает потребность. Такая избирательность регулируется как обладающими различной проницаемостью мембранами, окружающими протопласт, вакуоль и клеточные органеллы, так и локализованными в них ионными насосами, действующими за счет метаболической энергии.
Для удовлетворения потребности зеленого растения в соответствующем количестве минеральных веществ, необходимых для роста, должно быть соблюдено несколько условий. Во-первых, минералы должны содержаться в почве в форме, доступной для их поглощения клетками корня. Обычно это означает, что они должны находиться в почвенном растворе, но иногда они могут высвобождаться из почвенных частиц благодаря растворяющей деятельности корней. Во-вторых, почва должна хорошо аэрироваться, чтобы в клетках корня могло происходить окислительное 'фосфорилирование, поскольку поглощение минеральных веществ требует непрерывного снабжения энергией за счет АТР. Наконец, в растении должна эффективно функционировать транспортная система по доставке минералов к потребляющим клеткам. Прежде чем обсудить каждый из этих аспектов минерального питания, разберем сначала природу и функцию отдельных питательных веществ, необходимых зеленому растению.
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
К основным, элементам относятся те, без которых растение не может завершить свой жизненный цикл. В настоящее времж мы знаем, что растениям необходимы 16 элементов. Из них. четыре (С, Н, О и N) происходят в конечном счете из СОг, НгО* и N2 атмосферы, тогда как остальные 12 (К, Са, Mg, Р, S, Fe^ Си, Mn, Zn, Мо, В, С1) поступают в почву из материнской по* роды. Из этих 12 поглощаемых из почвы элементов последние семь называются микроэлементами, так как они требуются растению в очень малых количествах; остальные пять относятся к макроэлементам.
