Контрольная работа по дисциплине "Физиология растений"

министерство сельского хозяйства

российской федерации ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФГБОУ впо «ВОЛГОГРАДСКИЙ государственный

аграрный университет                                                                          Кафедра «Садоводства, селекции и семеноводства»                    Дисциплина: «Физиология растений»                                 

 

 

 

 

                   Контрольная работа

 

 

 

 

                                                 Выполнил: студент

                                                                 Факультета ПТиТ гр ЗУТ-11

                                                                            Шифр 244/2014

                                     Дьяков.А.Н

                                                                     Проверил: к.,с-х.наук.,доцент

                                                           Сухов Виктор Андреевич

 

 

Волгоград

2014г

 

 

 

Содержание

 

         

1. рибосомы,их строение.роль в этом процессе различных типов рнк.

Рибосомы, так же как и эндоплазматическая сеть, были открыты только с помощью электронного микроскопа.

     Рибосома – крупный внутриклеточный макромолекулярный ансамбль, ответственный за синтез полипептидной цепи из аминокислот (трансляцию); В состав рибосомы входит собственная, рибосомальная РНК (рРНК), а также белки, соотношение этих двух компонентов в рибосомах почти одинаково. Рибосомы- очень маленькие округлые рибонуклеопротеиновые частицы (20-30 нм), образованные из двух субьединиц (малой и большой), которые характеризуются с помощью коэффициента седиментации (S)- скорости осаждения при центрифугировании. В цитоплазме растительных клеток присутствуют 80S рибосомы, состоящие из 40S и 60S субьединиц. Рибосомы хлоропластов- 70S, митохондрий- 70- 80S. В рабочем состоянии субьединицы рибосом ассоциируются друг с другом, что происходит только в присутствии ионов магния.

       В синтезе одного белка, как правило, принимают участие несколько рибосом (полисомы), обьединеные одной молекулой информационной (матричной) РНК. Это способствует более высокой активности белкового синтеза. Полисомы свободно располагаются в основном веществе цитоплазмы или прикреплены к мембранам шероховатой цитоплазматической сети. В обеих случаях они служат местом активного синтеза белка.

       Рибосомная РНК в рибосоме присутствует в основном в виде Mg-соли (по- видимому, частично и в виде Ca- соли); магния в рибосоме до 2% от сухой массы. Кроме того, в различных количествах (до 2,5%) могут присутствовать также катионы аминов- спермина H2N(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2, спермидина H2N(CH2)3NH(CH2)4NH2 и другие.

   Белки входят в состав субъединиц рибосомы в количестве одной копии и выполняют структурную функцию, обеспечивая взаимодействие между мРНК и тРНК, связанными с аминокислотой или пептидом.

В присутствии мРНК 40S и 60S субъединиц объединяются с образованием полной рибосомы строго определенным образом, предпологающим специфические контакты их поверхностей.

Рис.1

Схема синтеза полипептидной цепи полирибосомой: I-начало синтеза, II-окончание синтеза; а-мРНК, б-рибосома, в-большая субъединица рибосомы, г-малая субъединица рибосомы.

Функции рибосом. Рибосомы- обязательный органоид каждой клетки. Наличие этого органоида во всех клетках, однородность его строения и химического состава свидетельствуют о важной роли рибосом в жизнедеятельности клеток. Было выяснено, что на рибосомах происходит синтез белков. В процессах биосинтеза белка роль рибосом заключается в том, что к ним из основного вещества цитоплазмы непрерывно подносятся с помощью т- РНК аминокислоты, и происходит укладка этих аминокислот в полипептидные цепи в строгом соответствии с той генетической информацией, которая передается из ядра в цитоплазму через и- РНК, постоянно поступающую к рибосомам. На основании такой функции рибосом в белковом синтезе можно назвать их своего рода «сборочными конвейерами», на которых в клетках образуются белковые молекулы.

В процессе синтеза белка активное участие принимают т- РНК и и- РНК, а  роль рибосомальной РНК еще не выяснена. По имеющимся в настоящее время данным, рибосомальная РНК не принимает участия в синтезе белковых молекул. В комплексе с белком рибосом она образует строму этого органоида.

В рибосоме происходит главный этап белкового синтеза – трансляция, в основе которого лежит «узнавание» антикодоном т- РНК комплементарного кодона м- РНК, ДНК предает информацию на РНК, которая синтезируется в ядре и затем поступает в цитоплазму. Здесь РНК выполняет матричную функцию для синтеза специфической белковой молекулы, содержит информацию о структуре синтезируемого белка и используется в качестве матрицы.

Трансляция начинается с того, что м- РНК, синтезируемая на ДНК в качестве копии одной из двух цепей последней, связывается с рибосомной частицей. При этом рибосомная частица специфически взаимодействует с началом кодирующей нуклеотидной последовательности м- РНК. Этап связывания м- РНК с рибосомальной частицей и нескольких последующих событий, приводящих к образованию первой пептидной свяи, называется инициацией трансляции. Инициирующий кодон м- РНК (АУГ) комплементируется с антикодоном т- РНК, несущий аминокислоту метионин. Образующийся комплекс обладает способностью взаимодействовать сразу с обеими субьединицами рибосомы. В результате этого м- РНК оказывается между этими субьединицами, что обусловливает начало считывания информации.

Рибосома последовательно «читает» цепочку м- РНК по тройкам (триплетам) нуклеотидов по направлению к 31- концу, наращивая ( удлиняя) полипептидную цепочку аминокислотными остатками; этот этап называется элонгацией. По мере реализации наследственной информации м- РНК как бы «продергивается» через рибосому. В результате последовательного «узнавания» антикодонами т- РНК кодонов м- РНК достигается необходимое расположение аминоацил- т- РНК, за которым следует образование пептидной связи между аминокислотами, после чего освободившиеся т- РНК могут вновь присоединять и переносить новые молекулы аминокислот.

В осуществлении необходимого расположения в рибосоме т- РНК, м- РНК, а также в образовании пептидной связи участвуют рибосомальная РНК и белки рибосом.

Завершающим этапом трансляции является терминация. Достигнув специального нуклеотидного триплета- стоп- кодона, или кодона терминации, рибосома освобождает синтезированную полипептидную цепочку белка: происходит терминация трансляции.

   

 

 

 

 

 

 

2. способы физиологического контроля водообеспеченности растений.

Все жизненные процессы в организмах протекают при активном участии воды. Основная масса воды из почвы расходуется растением в процессе транспирации, испаряется с поверхности почвы и лишь незначительная часть усваивается растениями и входит в состав органического вещества. При нарушении процесса транспирации – сильном ослаблении испарения – в солнечную погоду происходит перегрев, в результате чего листья свертываются.

В жизни растений вода играет весьма существенную роль. Она входит в состав живой плазмы растения. В виде водных растворов внутри растения передвигаются различные вещества, как воспринимаемые (тоже в растворенном состоянии) из окружающей среды, так и создаваемые растением в процессе его жизнедеятельности. Теряя воду при испарении, растение поддерживает восходящий водный ток и умеряет нагревание, защищаясь от перегрева. Но и находящаяся вне растения вода небезразлична для него. Количество атмосферных осадков и их распределение во времени, а также способность почвы (или другого субстрата) удерживать попавшую в нее воду в толще, доступной для корней, характеризуют условия водоснабжения растения. Облака в той или иной степени рассеивают, ослабляют свет, умеряют температуру и ее колебания. Туман рассеивает и поглощает свет и может быть также источником водоснабжения растений.

Влажность воздуха, определяемая содержанием в нем водяного пара, вместе с температурой определяют физическую обстановку потери воды при испарении. Даже в твердом состоянии вода небезразлична для растения. Лед, образующийся при промерзании почвы, практически перестает быть для растения источником воды. Снежный покров способствует сохранению тепла, образующегося в почве за счет дыхания почвенных организмов, и защищает прикрытые снегом живые части растения от неблагоприятного влияния низкой температуры воздуха и зимнего испарения, которое может привести к иссушению и отмиранию тканей.

Известно, что интенсивность поглощения воды из почвы и передвижение веществ внутри растения зависят не только от мощности и сосущей силы корневой системы, но и от осмотического давления в клетках растения.

Водообмен растений включает три процесса: поглощение, передвижение и испарение воды листьями. Соотношение между поступлением и расходом воды представляет собой водный баланс растения. В умеренно влажные и не слишком жаркие дни транспирация хорошо согласована с поступлением воды, оводненность тканей довольно постоянна, то есть складывается благоприятный водный баланс растения. В жаркие летние дни усиление транспирации нарушает это относительное равновесие, что вызывает водный дефицит, достигающий даже при достаточной влажности почвы 5-10%, а при недостатке влаги в почве- 25%, что указывает на отрицательный характер водного баланса. Это обьясняется тем, что корни не успевают покрывать расход воды на транспирацию, интенсивность которой, особенно в полуденные часы, сильно возрастает. Полуденный водный дефицит представляет собой нормальное явление и не причиняет растению особого вреда. Его значительному увеличению препятствует способность растений снижать транспирацию под влиянием потери воды за счет возрастания водоудерживающей способности тканей и закрывания устьичных щелей.

Однако регулирование транспирации небеспредельно. В жестких условиях жаркого летнего дня при недостатке воды в почве происходит значительное нарушение водного баланса, которое проявляется в потере тургора растением- завядании. Завядание еще не указывает на утрату растением жизнеспособности. При обеспечении растений водой тургор восстанавливается и их нормальная жизнедеятельность возобновляется. Но завядание не проходит для растения бесследно: чем оно было глубже и длительнее, тем серьезнее его последствия.

Различают два типа завядания растений: временное и длительное. Первое наблюдается обычно в полуденные часы. При этом сильнее всего расходующие воду органы, а именно листья теряют тургор и вянут, остальные части растения сохраняют тургесцентность. При ослаблении траспирации к вечеру водный дефицит снижается, а в ночные часы за счет активной деятельности корневой системы водный баланс полностью восстанавливается. Большого вреда временное завидание не приняет, хотя возможно снижение урожая, так как наблюдается депрессия фотосинтеза и приостановка ростовых процессов.

Длительное завядание наступает, когда в почве почти не остается доступной для растения влаги. В этих условиях водный баланс растения за ночь не восстанавливается, такой не покрытый дефицит получил название остаточного дефицита. Завядающие листья оттягивают воду из других частей растения: молодых растущих верхушек, корней, плодов. Происходит отмирание корневых волосков, поглотительная деятельность корней значительно снижается. Поэтому даже после полива водный баланс растения восстанавливается лишь через несколько дней. Последствия такого завядания могут быть необратимыми и губительными.

Как избыточное, так и недостаточное орошение может дать отрицательный результат. При избыточном орошении есть опасность ухудшения снабжения корней растений кислородом, уплотнения и вторичного засоления почвы. При недостаточных поливах с длительными межполивными периодами растения периодически попадают в условия засухи, происходит задержка роста листьев, снижение их фотосинтетической активности.

При разработке рациональных режимов орошения сельскохозяйственных культур нужно определить оросительную норму – количество воды, необходимое для полива определенной культуры за весь вегетационный период в расчете на 1га.

Что касается установления сроков орошения, то необходимо провести полив, когда растение еще не испытывает в воде, но уже успело израсходовать почти всю полученную с предыдущим поливом воду. Сигналом для очередного полива не могут служить такие внешние признаки, как завядание листьев, утрата тургора стебля.

Физиологическими исследованиями установлено, что все сельскохозяйственые растения особенно чувствительны к недостатку влаги во время закладки репродуктивных органов. Период наибольшей чувствительности к недостатку влаги называется критическим.

Для определения времени полива часто определяют влажность почвы. Хорошим показателем условий водоснабжения плодовых и овощных культур является динамика устьичных движений, при исчерпании запаса доступной воды они вовсе перестают открываться. Полив необходим раньше, чем наступит такое длительное закрывание устьиц. Другим достаточно надежным показателем условий водоснабжения может быть концентрация клеточного сока растительной ткани, которая при недостатке влаги очень быстро возрастает.  Снижение водного потенциала растительной ткани указывает на необходимость проведения полива.

Разработан экспресс- метод установления срока полива плодовых культур по величине электрического сопротивления тканей листа, поскольку она зависит от их оводненности и концентрации клеточного сока и, таким образом, является показателем водного дефицита. На основании датчиков скорости водного тока в растении, созданы технические системы для автоматического полива производственных и плодовых культур. Таким образом, в настоящее время оптимизацию водного режима можно проводить с учетом физиологического состояния самого растения.

 

 

 

3. лист как орган фотосинтеза.

В процессе эволюции растений сформировался специализированный орган фотосинтеза- лист. Функции листа, как всякого другого органа, разнообразны. Известно, что лист является органом транспирации; однако, главной его функцией является фотосинтез. Выполнение листом этой функции связано с содержанием в хлоропластах фотосинтетических пигментов. Если рассматривать строение листа как органа, выполняющего процесс фотосинтеза, то следует отметить следующее.