Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Закономерные изменения растения как целостной системы неразрывно связаны с проблемой индивидуального развития. В происходящих на протяжении жизненного цикла растения качественных изменениях решающее значение имеет генеративное развитие. Оно накладывает глубокий и специфический отпечаток на дифференциацию н интеграцию организма. Известно также, что организм проявляет лабильность в процессах взаимодействия с внешней средой и в то же время обладает механизмом, обусловливающим определенный консерватизм. В основе анатомо-физиологической целостности растения лежаг обмен веществ, передвижение и круговорот органических И'минеральных соединений.
На воздействие внешней среды растение реагирует как единое целое. На примере органелл клетки можно иллюстрировать значение их взаимодействия для целостности элементарной единицы организма (клетки). В ядре, митохондриях, рибосомах и пластидах локализованы различные процессы, и в то же время в клетке осуществляется строгое их взаимодействие. Без ядра, например, нарушается правильное использование энергии дыхания.
Следовательно, интегратизм — это путь от простого к сложному в познании явлений жизни, и правильное сочетание анализа и синтеза (интегратизма) является основой стратегии научного поиска и развития биологии как точной науки.
Жизнедеятельность растительного организма происходит при постоянном потреблении энергии. Источником ее служат: солнечная энергия, превращаемая зеленым растением в химическую энергию органических соединений, н экзергоиические процессы окисления органических веществ, т. е. диссимиляция и выделение энергии. Существует две основные формы диссимиляции: дыхание и брожение. Процессы образования биологических соединений, или эндергонические процессы (ассимиляция), из веществ внешней среды идут с затратой энергии. Важнейшим из анаболитаческих процессов является фотосинтез, в котором происходит ассимиляция углерода зелеными растениями и бактериями и трансформация солнечной, радиации в химическую энергию,
Совокупность ассимиляции и диссимиляции (анаболизма ч катаболизма), или зндергоиических и экзергонических реакций, объединенных в пространстве п происходящих во времени, и составляет обмен веществ и энергии клетки и растительного организма.
Все организмы в зависимости от источников потребляемой анергии делятся на три большие группы: 1) организмы, для которых основным источником .энергии является квант света (фотон)—хлорофидлоноеные растения; 2) организмы, получающие энергию главным образом за счет окисления органических веществ растительного и животного происхождения (углеводы, жиры, белки, органические кислоты, аминокислоты и др.) — человек и животные; 3) 1 микроорганизмы — необходимую для своей жизнедеятельности энергию получают в результате окисления сравнительно небольшой группы специфических органических или неорганических веществ.
Известно, что жизнь представляет' собой особую высшую форму движения материй по сравнению с физической и химической. Вместе с тем все процессы обмена веществ и энергии, происходящие в растении и других организмах, полностью подчиняются законам химии и физики, поэтому к живым системам в полной мере применимы эти законы и принципы.
Наука термодинамика, или энергетика, изучает и устанавливает взаимные превращения и количественные изменения разнообразных форм энергии в системах: химической, тепловой, механической, электрической, лучистой.
Понятие система характеризуется такими свойствами, как размер, плотность, температура, давление, цвет, наличие магнитного, электрического полей и т. д. Системы бывают гомогенные и гетерогенные. Первая обладает одинаковыми свойствами всех частей и непрерывна от точки .к точке. Гетероген-
ная система имеет две или несколько отдельных областей, называемых фазами, которые отделены друг от друга поверхностями, называемыми границами раздела фаз.
Системы бывают двух типов: закрытые и открытые. В закрытой системе масса и энергия не могут увеличиваться или уменьшаться во время процесса изменения системы (хотя энергия может убывать и поступать). В открытой системе как масса, так и энергия могут уменьшаться или увеличиваться. Растения— это открытые системы.
Если состав и свойства системы не изменяются в течение достаточно длительного промежутка времени, считают, что система находится в равновесии. Однако химическое равновесие не является состоянием покоя. Равновесие — это состояние, при котором реакция протекает слева направо с такой же скоростью, как и справа налево.
Наши знания о природе материи все еще недостаточны, чтобы можно было вычислить весь запас энергии, содержащейся в системе, к тому же и энергия — далеко не простое понятие. В связи с этим приходится довольствоваться определением изменений энергии при переходе системы из одного состояния в другое, или сравнивать энергетическое состояние в двух точках изотермической системы, или энергию системы в определенном состоянии сравнивать с произвольно выбранным стандартным состоянием. Например, термическое состояние газа можно сравнивать с идеальным газом при давлении в одну атмосферу и соответствующей температуре, жидкий растворитель можно сравнивать с чистой жидкостью. Так, при определении осмотического давления в растительной клетке сравнивают клеточный сок вакуоли с растворенными в воде осмотически деятельными веществами и чистой водой.
