Устойчивость растений к гипо- и аноксии

Кислородный дефицит Растения, как облигатные аэробы, используют молекулярный кислород в качестве терминального акцептора электронов в митохондриальной электрон-транспортной цепи (ЭТЦ). Получают кислород из почвы. Снабжение кислородом корней зависит от содержания воды в почве, пористости почвы, температуры, густоты корней и глубины, на которую они проникают в почву, от метаболической активности корней, а также присутствия в почве конкурирующих за кислородом микроорганизмов. Дефицит кислорода испытывают также озимые культуры, которые часто оказываются под ледяной коркой. Такая ситуация возникает, когда в период зимней оттепели сменяется морозами. Дефицит О2 в среде приводит к кислородной недостаточности растений. В зависимости от степени кислородной недостаточности различают гипоксию и аноксию. Гипоксия - доступ кислорода к корням затруднен. Аноксия – доступ кислорода прекращается совсем. Эти явления вызываются обычно затоплением почвы. Наиболее приспособлены к недостатку кислорода такие группы растений, как гидрофиты, болотные, растения ветландов и виды, произрастающие на плотных почвах. Уникальной культурой по устойчивости к затоплению является рис, который обычно выращивается на затопляемых анаэробных почвах. Возможность произрастания растений в условиях переувлажнения (к гипо- и аноксии) обеспечивается: 1. Поддержанием содержания кислорода в тканях, близкого к нормальному уровню; 2. Приспособлениями, позволяющими осуществлять обменные процессы при пониженной концентрации кислорода в среде. Сохранению необходимого уровня кислорода в тканях способствуют разнообразные анатомо-морфологические изменения: Укорачивание и утолщение корней, образование дополнительной· поверхностной корневой системы. Тормозится рост первичных корней, тогда как в придаточных корнях· ростовые процессы продолжаются. Появившиеся корни проявляют отрицательный геотропизм,· направляя свой рост в поверхностные слои почвы, более богатые кислородом. Разрастается основание стебля, что обеспечивает закладку· дополнительных придаточных корней и проводящих пучков. Возрастает общий объем газовых полостей, что способствует· транспорту кислорода из атмосферы к затопляемым органам. Надземные части (листья) обеспечивают корни кислородом.· Физиолого-биохимические приспособления: Эти приспособления связаны главным образом с процессом дыхания. Возрастает активность пентозофосфатного пути дыхания с· окислением образующегося в ходе его НАДФН. Увеличивается значение гликолитического пути распада глюкозы.· Возрастает роль эффективной работы системы детоксикации продуктов анаэробного распада (этиловый спирт, молочная кислота), что подразумевает удаление этих веществ или включение в обмен. Может происходить выход этанола (и других продуктов) в околокор-· невую среду или подъем с транспирационным током в надземную часть и выход в атмосферу через листья и чечевички. Образующийся этанол может разрушаться с участием· алкогольдегидрогеназы. Замены атмосферного кислорода, как акцептора электронов, его· аналогами (нитраты). Происходят морфологические изменения структуры митохондрий,· которые удлиняются, контактируют друг с другом и образуют митохондриальную сеть. Изменяется количественное содержание и качественный состав· белков. Синтезируются ферменты, связанные с лизисом клеточных стенок и· образованием аэренхимы. Важное значение имеет появление фермента синтеза этилена аминоциклопропанкарбосинтазы (АЦК-синтаза). Этилен активирует синтез анаэробных белков-ферментов, под действием которых могут разрушаться клетки коры корня, что облегчает диффузию кислорода. Изменения в гормональном балансе.· Таким образом, у растений, произрастающих в условиях переувлажнения, ус- тойчивость к гипо- и аноксии достигается комплексом приспособлений, которые обеспечивают транспорт кислорода в корни, а также необходимые метаболические перестройки.

СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА БИОЛОГИИ

«Утверждаю» _________________

зав.каф.биологии, проф. В.Н. Винокуров

«___» __________201_г.

НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ «ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ»

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ «БИОЛОГИЯ И ХИМИЯ»

КУРС «ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ»

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №14

1. Хлорофилл: строение, виды, значение.

2. Общие представления о росте и развитии растений. История изучения роста и развития растений.

3. Стресс и его физиологические основы. Неспецифические и специфические реакции.

Дата добавления: 2015-06-25