Фотосинтез и содержание воды в листе

Человек, животные и растения в процессе дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Углекислый газ служит основой для образования органических веществ в клетках зеленых растений. На свету, в присутствии хлорофилла, содержащегося в листьях, углекислый газ взаимодействует с водой. В результате образуются органические соединения — углеводы, в частности крахмал, и другие вещества и выделяется кислород. Этот процесс называется фотосинтезом. С увеличением концентрации углекислого газа в воздухе фотосинтез ускоряется. При содержании же СО2 в воздухе свыше 3 % рост растений подавляется. [c.266]

Фиг. 61. Зависимость интенсивности фотосинтеза листьев плюща от содержания в них воды. На оси абсцисс—величина обезвоживания листьев (в процентах от полного насыщения их водой), на оси ординат—интенсивность фотосинтеза в процентах.

Хотя процессы горения, дыхания и гниения происходят беспрерывно, содержание кислорода в воздухе не уменьшается, так как в листьях зеленых растений на солнечном свету происходит фотосинтез, при котором выделяется кислород (воздух пополняется кислородом также за счет разложения воды под действием космических лучей в стратосфере). [c.379]

Большое влияние на ход суточной кривой фотосинтеза оказывает содержание воды в листе. Водный дефицит, обусловленный разрывом между транспирацией и подачей воды корневыми системами, является едва ли не важнейшей причиной депрессии фотосинтеза, наблюдающейся в часы наибольшего напряжения метеорологических факторов. [c.201]

Скорость фотосинтеза зависит от большого числа внешних (1) и внутренних (2) факторов, среди которых, наиболее важными являются 1) свет (интенсивность и спектральный состав), температура, концентрация СОг, скорость ветра, водный режим и минеральное питание 2) возраст, содержание хлорофилла, ферменты, содержание воды в листе, структура листа и степень открытости устьиц. [c.126]

В первом приближении можно участок посева рассматривать как большой плоский лист, поглощающий СО2. В совершенно неподвижном воздухе градиент должен простираться до бесконечности. На самом же деле косвенная оценка (основанная на измерении скорости испарения с открытой поверхности воды при различных условиях погоды) показывает, что если скорость ветра на высоте 2 м над поверхностью почвы равна нулю , то внешнее сопротивление в расчете на 1 см равно всего 1,3 см [255, 228]. Конечно, к этому сопротивлению следует добавить и небольшое внутреннее сопротивление, как мы увидим ниже, но скорость фотосинтеза оказывается такой, как если бы на расстоянии 1,3 см от покрытой растительностью поверхности почвы концентрация СО2 поддерживалась на уровне 0,03% в полностью неподвижном воздухе. Сопротивление уменьшается по мере увеличения скорости ветра на высоте 2 м. Так, оно оказалось равным 0,38 см при скорости ветра 8 км-ч и 0,16 см при скорости 24 км-ч"Ч В интервале от 3 до И км-ч близкие значения были получены для посева конских бобов [231] более прямым методом, основанным на измерении профилей скорости ветра, концентрации СО2, содержания водяных паров и температуры над посевом. Все эти результаты показывают, что во всяком случае для верхних слоев посева, внешнее сопротивление редко бывает существенным. В густом посеве движение воздуха слабее и потому сопротивление оказывается здесь более высоким [231]. Однако, несмотря на это, значительное количество СО2, образующейся при дыхании корней и микроорганизмов в почве (порядка 1 мг-см в сутки), быстро движется в посеве [c.56]

В течение суток изменяются не только освещенность, но и температура воздуха и листьев, относительная влажность воздуха, содержание воды в листьях и другие факторы, влияющие на интенсивность фотосинтеза. [c.128]

ФОТОСИНТЕЗ И СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ В ЛИСТЕ [c.195]

В частности, рационально построенная система поливов позволяет устранить, или во всяком случае ослабить, суточные колебания в содержании воды в листьях, депрессию в ходе фотосинтеза, приходящуюся на часы наибольшего напряжения метеорологических факторов, и целый ряд других признаков — неизменных спутников недостаточного водоснабжения. [c.375]

Водный режим. Вода непосредственно участвует в фотосинтезе как субстрат окисления и источник кислорода. Другой аспект влияния содержания воды на фотосинтез состоит в том, что величина оводненности листьев определяет степень открывания устьиц и, следовательно, поступления СО2 в лист. При полном насыщении листа водой устьица закрываются, что снижает интенсивность фотосинтеза. В условиях засухи чрезмерная потеря воды листом также вызывает закрывание устьиц под влиянием увеличения содержания в листьях [c.113]

К макрофитам относится высшая водная растительность, которая в водоемах и водотоках представлена большим количеством видов. В отличие от наземных дыхание у подводных растений происходит через всю оболочку листьев, проницаемую для газов. В результате фотосинтеза возрастает концентрация растворенного в воде кислорода и снижается содержание в ней свободной углекислоты. Одновре.менно наблюдается уменьшение ВПК и количества аммонийных солей, а также увеличение нитратов, нитритов и окисляемости (за счет растительных остатков). В воде, прошедшей через заросли высшей водной растительности, значительно снижается количество взвешенных веществ вследствие прилипания их к слизистым поверхностям растений. Макрофиты выделяют в воду вещества типа фитонцидов, под воздействием которых погибают микробы группы кишечной палочки и патогенные микробы. В присутствии высшей водной растительности наблюдается также торможение процесса цветения воды. Несмотря на [c.188]

ТРАВЕРТИНЫ. Минеральные осадки вод некоторых минеральных источников. К ним близки известковые туфы, применяемые в качестве известковых удобрений. В состав Т. входит в больших количествах кальций. Они содержат также серу, натрий, фосфор и микроэлементы марганец, медь, цинк, молибден и др. Для использования в качестве минеральной подкормки для скота и установления норм скармливания проводится химический анализ Т. ТРАНСПИРАЦИЯ. Процесс испарения содержащейся в растении влаги с поверхности растения, главным образом с поверхности листьев. Чем выше влажность почвы и чем суше воздух и выше температура, тем сильнее Т. Ветер также повышает Т. Высокое содержание солей в засоленных почвах затрудняет поглощение воды корневой системой, которая при этом не может обеспечить необходимой интенсивности Т. При недостаточном снабжении водой растения регулируют испарение путем закрывания устьиц, что улучшает водный режим в листьях, но снижает интенсивность фотосинтеза. При недостаточной Т. на прямом солнечном свету листья сильно перегреваются, что нарушает процессы, происходящие в листьях, и ведет к увяданию растений. Количество воды в граммах,. транснирированпое растением за период его вегетации на 1 г сухого вещества растения, называется транспирационным коэффициентом. При внесении удобрений транспирационный коэффициент снижается. [c.290]

Калий не входит в состав белков, нуклеиновых кислот, ферментов и других сложных органических соединений он содержится в растениях почти целиком в виде ионов К+, преимущественно в клеточном соке. Роль этих ионов сводится к регулированию важнейших биохимических процессов. Так, они способствуют фотосинтезу, усиливая отток углеводов из листьев, что непосредственно сказывается на повышении в плодах и овощах содержания крахмала и сахара. Ионы калия влияют на азотный обмен в растениях, способствуя лучшему усвоению азота. Они активизируют синтез многих ферментов и витаминов. Коллоиды растительных клеток при достаточном калийном питании лучше удерживают воду. [c.165]

Линурон, подобно монолинурону, проникает в растения через корни и надземные части и распределяется в них. Прорастающие семена сорняков всходят после обработки линуроном, как и в случае применения монолинурона, но отмирают после развертывания семядоли или первого настоящего листа. Гербицидное действие основано, как и других производных мочевины (см. стр. 233), вероятно, в основном на торможении фотосинтеза путем блокирования фотолиза воды [694]. В качестве послевсходового гербицида линурон лучше действует при температурах выше 15 °С, чем при холодной погоде [173, 195, 1077, 1361]. В почвах с высоким содержанием органических соедине- [c.285]

Установлены существенные видовые и сортовые различия по интенсивности газообмена. В табл. 10.1 приведены обобщенные количественные и качественные характеристики фотосинтетической продуктивности Сз- и С4-растений. Скорость фотосинтеза различных видов растений в значительной мере зависит от большого числа внешних факторов, среди которых наиболее важными являются свет (интенсивность и спектральный состав), температура, концентрация СОг и Ог, водный режим, минеральное питание, а также внутренних особенностей — возраста, содержания хлорофилла и ферментов, количества воды в листе, структуры листа, степени открытости устьиц и т. д. [c.367]

При оптимальной температуре скорость фотосинтеза у С4-рас-тений выше, чем у Сз-растений, при любом способе выражения этой величины (на единицу поверхности листа, на единицу Хл листа или на единицу азота в листе). В неоптимальных условиях С -растения способны поддерживать повышенное сопротивление в устьицах, сохраняя таким образом воду. Благодаря этому фотосинтез у них происходит со скоростью, близкой к скорости фотосинтеза у Сз-растений (разд 14.6). В частности, более высокая скорость фотосинтеза у С4-растений, если ее рассчитывать на единицу азота, может быть связана с тем, что содержание белка фракции I у этих растений ниже, чем у Сз-растений. [c.482]

Множество различных методов требуется для измерения показателей, характеризующих внутренние факторы. С современными химическими методами, которые используются при исследовании фотосинтеза, лучше всего, очевидно, познакомиться по оригинальным статьям. Вопрос об измерении содержания воды в листьях обсуждается в работе Крамера [197]. О способах определения открытости устьиц можно узнать из работ Хита [143] и Хита и Менсфилда [147]. В гл. IV мы будем говорить об изучении устьичных движений с помощью порометра. В большей части порометров имеется небольшой колокол, который приклеивается к листу, так что воздух, нагнетаемый или отсасываемый, поступает в колокол через лист (градиент давления при этом известен). Скорость тока воздуха можно измерить непосредственно или же можно измерить сопротивление, которое встречает этот ток (с помощью прибора типа моста Уитстона [152]). Такие измерения при соответствующих поправках дают возможность оценить относительное устьичное сопротивление диффузии (другие приборы позволяют измерять это сопротивление непосредственно [12, 220, 279]). [c.125]

Имеется много фактов, подтверждающих правильность изложенной выше схемы Кальвина. В частности, показано, что при выключении света в листьях, предварительно освещавшихся, быстро увеличивается содержание ФГК, тогда как содержание рибулезодифосфата резко падает. Это доказывает, что выключение световой стадии фотосинтеза (диссоциация воды) тормозит процесс восстановления ФГК в ФГА и все дальнейшие превращения триоз. При последующем включении света наблюдается, наоборот, быстрое повышение содержания рибулезодифосфата до определенного уровня, на котором оно и поддерживается. [c.170]

В разных опытах угнетение фотосинтеза, в зависимости от потери воды листьями и других условий, достигало 10—90 по отношению к контрольным растениям (рис. 66). Тщательные исследования механизма влияния почвенной и атмосферной засухи на фотосинтетическую деятельность растений провел в последние годы И. А. Тарчевский. Автор показал, что вызываемое засухой снижение фотосинтеза обусловлено сложными и разносторонними нарушениями в общем метаболизме организма. Одним из следствий этих нарушений является подавление синтеза зеленых пигментов и увеличение абсолютного и относительного содержания желтых пигментов. [c.195]

Ограничения в применении этого метода связаны с тем, что толщина листа и соответственно его плотность, во-первых, различны в разных точках и, во-вторых, меняются с возрастом листа. Из-за этого приходится проводить измерения в одной и той же точке или брать выборки в определенной повторности. Поскольку прибор в промежутках между снятием показаний часто необходимо убирать с поверхности листа, требуется следить за тем, чтобы устанавливать его всякий раз на том же самом месте. В связи с онтогенетическими изменениями и накоплением продуктов фотосинтеза в листьях приходится также периодически производить переградуировку прибора в единицах относительного содержания воды. Процедуру градуировки, однако, можно существенно упростить [3571. [c.167]

Бслн трахеиды и сосуды древесины образуют проводящую систему для перемещения воды и некоторых растворов из почвы в надземную часть растения, то другая трубчатая система флоэма, служит для доставки сахарозы, образующейся в листьях, ко всем остальным органам растения. В ранних опытах с деревьями, у которых флоэма находится в коре, были выявлены, местонахождение и важная роль системы, ответственной за распределение сахара. Если с дерева удалить узкую полоску коры по всей окружности ствола, то листья на какое-то время останутся живыми, поскольку вода к ним поступает по ксилеме,, расположенной в древесине. Однако корни отмирают, так как. они лишены доступа энергии и углерода. В то же время необходимый им сахар накапливается в разбухшей коре над вырезанным на стволе кольцом. Отсюда ясно, что продукты фотосинтеза транопортируются от листьев к корням по коре. Данные химического анализа послужили еще одним свидетельством, уникальной функции коры. Оказалось, что флоэма коры обладает высоким содержанием сахаров, тогда как в соке ксилемы присутствуют главным образом минеральные соли (табл. 8.1). [c.241]

Химические и биохимические методы трудно приспособить для непрерывного наблюдения за скоростью фотосинтеза, поэтому физикохимические методы давно привлекали внимание исследователей в этом отношении. В современных количественных исследованиях процессов метаболизма манометрические измерения приобрели преобладающее значение. Биохимики нашли, что почти каждая биохимическая реакция может проводиться таким образом, чтобы происходило поглощение или выделение газа, и это часто дает наилучший способ для измерения ее скорости. Реакции гемоглобина с кислородом и окисью углерода были первыми, для которых этот метод был разработан Холдейном и Баркрофтом затем он был применен для изучения дыхания и фотосинтеза. Со времен Сакса [3] получил известность и широкое распространение приближенный метод измерения объема выделенного кислорода путем подсчета пузырьков . В спокойном растворе с определенным поверхностным натяжением пузырьки газа, отделяющиеся от листьев, имеют приблизительно одинаковую величину, так что скорость образования газа может быть вычислена путем умножения числа пузырьков, образующихся в единицу времени, на объем одиночного пузырька. Этот метод прост и чувствителен, но явно чреват ошибками, вызываемыми различием в смачиваемости листовой поверхности, слиянием мелких пузырьков в крупные, влиянием конвекционных токов или размешивания на размер пузырьков и подобными осложнениями. Многие авторы [15, 21, 29, 35, 45] старались усовершенствовать этот метод и сделать подсчет пузырьков автоматическим. Обсуждение этих попыток можно найти в книге Спёра [40]. Важное возражение против этого метода было выдвинуто Гесснером [63] пузырьки постоянного размера могут образовываться только в спокойной воде, в которой фотосинтезирующее растение окружается вскоре слоем воды со щелочной реакцией, с малым содержанием углекислоты и пересыщенной кислородом, а каждый из этих трех факторов может сильно влиять на скорость фотосинтеза. [c.255]

Процесс фотосинтеза — основной источник появления всех органических веществ в природных водах, их ассортимента и концентраций. Наибольшей продуктивностью характеризуется, как известно, фитопланктон, который наряду с лесами определяет содержание кислорода в атмосфере. Деструкция фитопланктона (детрит и продукты его разложения) является первым и главным источником органических веществ в природных водах. Не случайно поэтому, что в общем перечне подлежащих определению показателей вод важное место занимает измерение первичной продукции и деструкции и связанное с этим измерением определение числа клеток бактерий и фитопланктона. Очевидно, что величина первичной продукции и деструкции во многом обусловливает и величину независимо определяемой концентрации растворенного в воде кислорода. Второй источник органических веществ в природных водах — поверхностный и впутрипочвенный сток, содержащий продукты деструкции листьев деревьев и растительного покрова. Наглядной иллюстрацией значения этого источника могут служить высокоцветные. левобережные притоки Волги, протекающие по торфяникам, а также высокое содержание органических веществ в талых водах паводков. [c.7]

Плодовые и ягодные культуры требовательны к содержанию в почве воды п питательных веществ. Питательные вещества они усваивают в два периода — с начала вегетации до уборки урожая и после нее до осени. В первый период хороший уровень питания и благоприятный водный режим обеспечивают быстрый рост побегов и листьев, нормальное цветение, завязывание и формирование плодов и ягод. Во второй период у п.яодовых и ягодных кyльtyp наблюдается новая волна роста корней, продолжается рйзйитие плодовых II ростовых почек, отлагаются запасные питательные вещества. У земляники после уборки урожая вновь отрастают листья II корни, образуются усы , а к осени — цветочные почки, накапливаются питательные вещества. В это время хорошее фосфорное и калийное питание и несколько пони/кенное азотное — необходимое условие для З силения фотосинтеза стареющих листьев, формирования плодовых почек и повышения морозоустойчивости растений. [c.627]

Под влиянием аммиачной воды независимо от сроков ее внесения значительно повышалась интенсивность роста и мощность развития растений. При этом удлинялись межфазные периоды роста растений фаза четвертого лис та- выбрасывание метелок в среднем на 1—2 дня, выбрасывание метелок — полная спелость на 2—4 дня. Это имеет практическое значение для накопления сухих веществ растениями. Удобренные растения отличались более мощным развитие.м л1 стостебельной массы и большей высотой роста в фазе 5—6 листочков на 3—5 см, при выбрасывании метелок на 8—15 см. Вес воздушно-сухой массы по фазам роста возрос на 15—20% и больше благодаря увеличению ассимилирующей площади листьев и содержанию в них хлорофилла. Это подтверждается такя е данными учета продуктивности фотосинтеза кукурузы. (табл. 7). [c.77]

Многоклеточная организация у растений, как и у животных, делает возможным разделение функций, при котором различные типы клеток дополняют друг друга благодаря специализации, приобретаемой ими в процессе дифференцировки. Две важнейшие специфические для растений функции осуществляются фотосинтезирующими клетками, которые содержат хлоропласта и служат для всего организма источником органических веществ, в частности сахарозы, и всасывающими клетками, которые поглощают из окружающей среды воду и растворенные минеральные вещества. У большинства высших растений эти две функции не могут выполняться одними и теми же клетками, поскольку для первой из них необходим свет, а вторая осуществляется в толще почвы и темноте. Для каждого из этих процессов требуется и ряд других условий. Фотосинтез, например, должен протекать в особой микросреде, где строго регулируется относительная влажность и содержание двуокиси углерода. Достигается это с помощью устьиц - особых отверстий в покрытом кутикулой эпидермисе листа, которые способны открываться и закрываться в зависимости от тургора замыкающих клеток (см. рис. 20-11). С другой стороны, для эффективного поглощения веществ из почвы нужна очень большая всасывающая поверхность, которую обеспечивают корни необходимы также мембранные транспортные системы, к которым часто добавляются транспортные системы симбиотических микроорганизмов. Таким образом, фотосинтезирующие и всасывающие клетки питают дру1 друга, а вместе - снабжают все остальные части растения минеральными и органическими веществами, необходимыми для процессов биосинтеза. Чтобы обеспечить дальний транс- [c.402]

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, сооб-П1ающихся 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 [c.169]

У двудольных сорняков интенсивность физиологиче- ( ских процессов сразу же после опрыскивания гербици-, дами повышается. Например, интенсивность дыхания на, 3-ий день после обработки гербицидами группы 2,4-Д в листьях вьюнка полевого повышается по углекислоте на 3—3()%, по кислороду на 6—33%, в листьях щирицы, соответственно, — на 6—12 и 7—9%, в листьях мари белой —на 7 и 5%. Повышается также (за некоторым исключением) активность полифенолоксидазы, каталазы и аскорбииоксидазы. Активность пероксидазы же в листьях вьюнка полевого сразу после обработки гербицидами группы 2,4-Д понижается, а у однолетних сорняков повышается. Наблюдалось значительное повышение содержания хлорофилла и воды в листьях двудольных сорняков. В то же время интенсивность фотосинтеза и водоудерживающая способность понижались. [c.16]

В результате переноса микроскопических количеств воды по клеточным оболочкам возрастает содержание ее в клетках, замыкающих устьица, апертура устьичных щелей увеличивается н транспирациоиные расходы воды также могут возрастать. Течения, которые создаются иижним двигателем водного тока, незначительны, и идут они главным образом по клеточным оболочкам, составляющим 107о объема ткани листа. Это пример механизма прямой связи между нижним и верхним двигателями водного тока в растении. Но существует и обратная связь верхний двигатель— -нижний двигатель водного тока, а именно апертура устьичных щелей — фотосинтез — отток ассимилятов в корни — корневое давление. [c.133]

Марганец необходим всем растениям. Среднее его содержание составляет 0,001 %, или 1 мг на 1 кг сухой массы тканей. В клетки он поступает в форме Мп " . Марганец накапливается в листьях. Установлено участие ионов этого металла в выделении кислорода (фоторазложение воды) и восстановлении СОз при фотосинтезе. Марганец способствует увеличению содержания сахаров и их оттоку из листьев. Две дегидрогеназы дыхательного цикла Кребса — малат- и изоцит-ратдегидрогеназы — активируются ионами марганца. Азотный обмен растений также не обходится без марганца, который необходим для функционирования комплекса нитратредуктазы при восстановлении нитратов. [c.254]

Высшие растения-паразиты, использующие готовые органические вещества, — это, как правило, высокоспециализированные однолетники или многолетники с редуцированными или полностью утраченными в ходе эволюции листьями, а часто и корнями. Имеются виды, совершенно лишенные хлорофилла и не спосо ые к фотосинтезу. К ним относится, например, заразиха Orioban he), паразитирующая на корнях многих культурных растений. Ее семена прорастают лишь под влиянием корневых выделений растения-хозяина. Как только кончик зародышевого корня проростка соприкоснется с корнем хозяина, он преобразуется в гаусторию (присоску), начинающую выделять гидролазы, растворяющие клеточные стенки, и активно внедряющуюся в корень. В период роста и развития заразиха поглощает большое количество азотистых веществ, углеводов и минеральных элементов, особенно фосфора, а также воду из корней растений-хозяев. В растениях томатов, пораженных заразихой, содержание, например, белкового азота снижается в 3 раза, а сахаров — в 16 раз. Другой пример корневого паразита — петров крест (Lathraea sqmmarid), паразитирующий на корнях деревьев и кустарников. [c.280]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология