Контрольная работа по «Ботанике»

 Вариант 19.

Вопросы: 16, 32,47, 54, 67, 83, 96.

 

 

 

16. Методы определения  интенсивности фотосинтеза.

  Фотосинтез характеризуется следующими количественными показателями:

      интенсивностью фотосинтеза,

продуктивностью фотосинтеза.

Интенсивность (скорость) фотосинтеза - это количество углекислого газа, которое усваивается единицей листовой поверхности за единицу времени. В зависимости от вида растения этот показатель колеблется от 5 до 25 мг СО2/дм2. ч.

Продуктивность фотосинтеза - это отношение суточного увеличения массы всего растения (в граммах) к площади листьев. В среднем эта величина составляет от 5 до 12 г сухого вещества на 1 м2 листовой поверхности в сутки.

Существует большое количество методов определения этих количественных показателей.

Интенсивность фотосинтеза

можно определять:

газометрическими методами,

радиометрическими методами.

С помощью газометрических методов можно определить либо количество усвоенного углекислого газа, либо количество выделенного кислорода. При этом используют как весовые показатели поглощаемых или выделяемых газов, так и объемные показатели, показатели давления, показатели окраски, показатели теплопроводности определяемых газов.

С помощью радиометрических методов определяют интенсивность поглощения С14О2 растением по наличию в нем С14 или изменение радиоактивности газовой смеси.

Продуктивность фотосинтеза

определяют по накоплению ассимилятов в растении. При этом используют такие методы, как:

изменение количества сухого вещества высечек из листа через определенный временной промежуток,

накопление углеводов в листе через определенный временной промежуток,

изменение теплоты сгорания сухого вещества листьев за период экспозиции их на свету.

В процессе вегетации интенсивность и продуктивность фотосинтеза возрастают постепенно от начала развития, достигают максимума в фазе цветения-плодообразования, а затем постепенно убывают.

                         32. Роль микоризы в жизни древесных  пород.

 

По строению различают 2 основных типа микоризы: наружную (экзотрофную) и внутреннюю (эндотрофную). При наружной микоризе мицелий гриба окружает кончики корня растения в виде плотного чехла, от которого в стороны отходит густая сеть гиф наподобие нитей. Этот тип микоризы распространен главным образом на корнях древесных растений (береза, липа, дуб, осина и др.). При наличии наружной микоризы корневые волоски растений отмирают, и их функции выполняет гриб. Пышно развитый мицелий гриба в значительной степени увеличивает поглощающую поверхность корня, что способствует большему поступлению в растение воды и растворенных в ней минеральных веществ. При внутренней (эндотрофной) микоризе грибы поселяются не на поверхности корня, а проникают вглубь. Клетки корня, в которые проникает гриб, остаются живыми, а гифы гриба постепенно разрушаются, и их содержимое усваивается клетками растения. Внутренняя микориза чаще встречается у травянистых растений (Каратыгин И.В., 1993; Бойко Т.А., 2006).

На одном растении часто можно обнаружить оба вида микоризы.

После идентификации микоризных грибов при помощи ДНК было обнаружено, что около 90% всех видов растений имеют на своих корнях микоризу. Было установлено, что микориза существует так же давно, как существуют наземные растения. В ископаемых остатках первых наземных растений, возраст которых насчитывает около 400 млн. лет, была найдена ДНК эндомикоризы.

Гифы гриба более чем на порядок тоньше корневых волосков, и поэтому способны проникать в тончайшие поры почвенных минералов. В 1 см2 почвы, окружающей корни, общая протяженность нитей микоризы составляет от 20 до 40 м. Нити грибов постепенно разрушают почвенные минералы, добывая из них минеральные элементы питания растений. Микориза играет существенную роль в снабжении растений фосфором, а также цинком и кобальтом. При этом растение отдает микоризе от 20 до 30% усвоенного им углерода в виде растворимых органических соединений.

Помимо снабжения питательными веществами, микориза, переплетаясь под землей, осуществляет связь одного растения с другим путем переноса и обмена органических и минеральных соединений. Таким образом, растущие рядом растения — это единое целое, связанное подземной сетью многочисленных тончайших нитей. Было обнаружено нечто вроде взаимопомощи, когда более сильные растения подкармливают более слабых. Обмен между растениями был доказан опытами с радиоактивными изотопами.

В мезозое у растений, как защита от нападения базидиаль- ных грибов, появился полимер ароматических веществ — лигнин, который стал играть первостепенную роль в глобальном цикле углерода. Его масса — 1011 т углерода, что составляет 25% от общей фотосинтетической продукции. В лигнине содержится больше углерода, чем в целлюлозе и других полисахаридах, значит, он основной участник и в образовании торфа, почвенного гумуса и, естественно, древесного угля (Кругооборот углерода на территории России, 1999).

Без микоризы не было бы и симбиоза с клубеньковыми бактериями. Оба процесса — образование клубеньков и грибных арбускул — контролируются перекрывающимися генами растения. Недавно показано, что гены бобовых, продукты которых обеспечивают симбиотическую рецепцию, контролируют белки со структурой, характерной для R-белков растений, выполняющих иммунные функции. Отсюда — возникновение механизмов химической защиты растений, ограничивших «притязания» симбионтов. В частности, появились такие производные фенолов, как флавоноиды, не только противостоящие патогенам, но и расширившие адаптационные способности растений.

Для того, чтобы оценить адаптационные свойства растений и взаимосвязь их с другой биотой города, в настоящее время проводятся исследования по изучению особенностей взаимодействия высших растений и микоризообразующих грибов в условиях урбаноэкосистем на примере г. Ижевска.

Для оценки градиента техногенной нагрузки нами были выделены различные функциональные зоны, в пределах которых были заложены пробные площади для изучения растительности.

Несмотря на довольно широкий видовой ассортимент (143 вида), доминирующее положение в насаждениях города занимает лишь ограниченное количество растений.

Это говорит о том, что у данных видов существуют механизмы, способствующие их распространению и функционированию в негативных экологических условиях урбаносреды, поэтому они и стали объектами нашего изучения.

Весь комплекс исследований был разделен на блоки, согласно существующим формам устойчивости растений (феноритмическая, морфологическая, физиологическая, биохимическая).

Несмотря на то, что растительный компонент в техногенной среде изучается довольно активно и за рубежом, и в России, рассматриваются при этом только растения, без учета других живых компонентов, а этот подход утилитарен и односторонен.

Ведь все живые организмы (в т.ч. и растения) связаны между собой сложными потоками вещества и энергии, способствующими выживанию как отдельных организмов, так и сообществ в целом.

Давно известны связи между организмами разных систематических групп в природе, в частности между растениями и микоризообразующими грибами.

Для изучения особенностей микоризообразования в условиях городской среды нами были выбраны древесные растения, у которых отмечено наличие микоризы, и была вскрыта их корневая система для отбора образцов корневых окончаний.

   47. Опишите и нарисуйте  сухие и сочные плоды. Сложные  плоды.

Плод – это орган цветковых растений, содержащий в себе семена. Плоды развиваются из частей оплодотворенных цветков, прежде всего из завязи, а также цветоложа, цветочной трубки и пр. Некоторые ботаники называют плоды, которые развиваются не из завязи, не настоящими, ложными плодами, но другие считают подобное мнение слишком узким и определяют плод как «зрелый цветок». В процессе созревания плода части цветка значительно видоизменяются, но и в полностью зрелом плоде их признаки, как правило, сохраняются.

Основные части плода – это наружная оболочка, называемая околоплодником (перикарпием) и расположенные внутри нее семена. Околоплодник обеспечивает сохранность семян во время созревания, и после – их распространение.

Способы развития, функции и строение плодов настолько разнообразны, что среди ученых до сих пор нет единого мнения по их классификации. В наиболее старом способе классификации исходят из консистенции околоплодника: он может быть сочным или сухим, и плоды делят на:

1. сочные: 
   а) многосемянные (яблоко, гранатина, ягода и др.) 
   б) односемянные (костянка)

2. сухие: 
а) вскрывающиеся (коробочка, стручок, боб и др.) 
б) невскрывающиеся (орешек, орех, зерновка, семянка и др.)

Более современный способ классификации плодов строится на принципе эволюции и характеризует плоды по способу развития так называемых плодиков (карпид), из которых состоит плод. Таким образом, плоды делят на свободноплодиковые (апокарпные)плоды, состоящие из несросшихся между собой плодиков, и сростноплодиковые (ценокарпные) плоды, у которых плодики, соответственно, сростаются.

Свободноплодиковые (апокарпные) плоды

Костянка – плод, состоящий из мясистого и обычно сочного среднего слоя околоплодника, внутреннего деревянистого слоя, окружающего семя (косточки), и тонкого кожистого наружного слоя. Наружный слой также может быть сухим (миндаль) или волокнистым (кокос). Обычно костянка состоит из одного семени и околоплодника – однокостянка (слива, вишня, абрикос, персики др. розоцветные, ежеголовник). Исключение составляют некоторые культурные сорта (например, персика), сод

ержащие несколько косточек. Сросшиеся вместе костянки образуют сложную костянку, или многокостянку (малина, ежевика, костяника, лабазник). Плод грецкого ореха называют ложная костянка.

Боб – сухой, продолговатый, много- или односемянной плод, при созревании раскрывается сверху вниз двумя створками по брюшному шву и спинной складке. Семена в бобе прикреплены к стенкам плода. Бобы наиболее характерны для семейства бобовых и др. (горох, люпин, люцерна, чина, клевер, мимоза, акация и пр.).

Орешек – сухой, односемянной, нераскрывающийся плод с кожистым или более-менее деревянистым околоплодником. Образуется из верхней завязи. (щавель, ревень, хмель, осока, крапива, горец, шалфей и др. губоцветные, незабудка и др. бурачниковые). Плод, состоящий из нескольких орешков, называют многоорешек. 
Особые типы многоорешка – земляника, или земляничина (фрага) и цинарродий. У земляники орешки располагаются на поверхности разрастающегося мясистого и сочного цветоложа (клубника, земляника). У цинарродия орешки расположены на внутренней поверхности разросшегося цветоложа, вогнутом при созревании (роза). Цинародий и землянику часто называют ложной ягодой или ложным плодом, так как в их образовании участвует не только завязь, но и другие части цветка.

Листовка – наиболее примитивный тип плода, по внешнему виду напоминает боб или стручок, при созревании вскрывается от вершины только по одной стороне (брюшной либо спинной) (лютик, барвинок). Листовка бывает одно-, двух- и многогосемянной (чаще всего). Плод,  состоящий из нескольких листовок, называют многолистовка (калужница, купальница, пион, живокость). Разновидность листовки  — сочная листовка и сочная многолистовка (лимонник, актея).

Сростноплодиковые (ценокарпные) плоды

Коробочка – сухой плод с плотным, кожистым или деревянистым околоплодником, внутри которого свободно лежат семена. В отличие от многоорешка, коробочки при созревании раскрываются различными способами, разбрасывая семена. Коробочка внутри обычно разделена на секции – гнезда. Бывают 3-5-гнездные коробочки, реже 2- или многогнездные (щирица, ситник, пролесник, ожика, фиалка, пролеска и др. лилейные, колокольчик, конский каштан и пр.).

 
Раскрытие коробочек происходит различными способами: растрескиванием вдоль перегородок – продольно-перегородчатое раскрытие (зверобой, табак, копытень, рододендрон); растрескиванием самих гнезд  — гнездоразрывное раскрытие (хлопчатник, лук, тюльпан, гиацинт); обламыванием створок (вереск, дурман, некоторые молочайные); образованием в околоплоднике небольших отверстий для разбрасывания семян (мак). Разновидность коробочки – крыночка (пиксидий), которая открывается отделением верхней части околоплодника в виде крышечки (белена, подорожник, портулак). Дробная коробочка (регма) – при созревании распадается на отдельные растрескивающиеся гнезда (молочайные, мальвовые).

Стручок – сухой многосемянной продолговатый плод, состоит из двух сросшихся плодолистиков. Семена расположены вдоль прозрачной ложной перегородки, разделяющей плод на две продольные части. При созревании стручок открывается снизу вверх двумя створками. Наиболее характерен стручок для растений семейства капустных (крестоцветных) (вечерница, сурепка, редька, яснотка, чесночница и др.)

 
Стручочек – разновидность стручка, когда го длина не превышает ширину более чем в два раза (ярутка, пастушья сумка, икотник, лунник, веснянка). Перегородка (рамка) стручочков может быть узкой или широкой, что обусловлено плоской или лодочкообразной формой створок.

Семянка – сухой, односемянной плод с кожистым, невскрывающимся при созревании околоплодником. Развивается из нижней завязи. На семянках часто развиваются дополнительные выросты, способствующие распространению семян: хохолки, летучки, крючочки и пр. (ветреница, лютик, гравилат, частуха, одуванчик, полынь, цикорий, лопух, прострел, череда, репейник и др. )

Зерновка – сухой односемянной, невскрывающийся плод с пленчатым околоплодником, который очень тесно прилегает к семенной кожуре и кажется сросшимся с ней. Развивается из верхней завязи. Часто зерновка плотно окружена сухими цветковыми чешуями –пленчатые зерновки (ячмень, рис, овес, ковыль); зерновки без пленки из цветочных чешуй называют голыми (кукуруза, рожь, пшеница, пырей). Зерновка – характерный плод растений семейства злаков.