Функции листа
Фотосинтез |
Одна из основных функций листа — фотосинтез. Сущность фотосинтеза заключается в том, что зеленые растения поглощают солнечную энергию и из воды и углекислого газа при участии минеральных веществ создают сложные органические соединения.
Фотосинтез — сложный, многоступенчатый процесс. Он представляет собой последовательную цепь окислительно-восстановительных реакций, часть которых идет с непосредственным использованием света, другая же света не требует. Таким образом, весь процесс фотосинтеза можно разделить на две фазы: световую и темновую.
Световая фаза фотосинтеза |
В световой фазе фотосинтеза происходит активирование молекул хлорофилла за счет энергии солнечного света. Избыточная энергия молекул хлорофилла используется на синтез АТФ и фотолиз (расщепление) воды на ионы Н+ и ОН-. Эти процессы носят ферментативный характер и происходят с участием системы переносчиков электронов. Атомы водорода участвуют в восстановлении НАДФ, а ионы ОН-, взаимодействуя друг с другом, образуют молекулярный кислород и воду. Молекулярный кислород выделяется в атмосферу, а АТФ и НАДФ.Н2 используются для восстановления углерода в темновой фазе фотосинтеза.
Темновая фаза фотосинтеза |
Темновая фаза фотосинтеза включает реакции, идущие за счет энергии, накопленной в световую фазу или при дыхании. В темновой фазе фотосинтеза выделяют несколько этапов:
© фиксация СО2 рибулозобифосфатом;
© перенос активного водорода на соединение, в котором фиксирована поглощенная молекула СО2;
© восстановление акцептора СО2;
© образование сахаров.
(Подробнее о процессе фотосинтеза см. раздел "Общая биология").
Дыхание |
Дыхание — одна из важнейших сторон обмена веществ. Оно служит источником энергии, необходимой для осуществления всех процессов жизнедеятельности растения.
|
уменьшилось количество кислорода и увеличилось количество углекислого газа, то есть листья дышат (рис. 30).
В отличие от фотосинтеза, во время дыхания происходит освобождение энергии, органические вещества окисляются, и происходит выделение углекислого газа.
Дыхание представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций, катализируемых ферментами. Эти реакции протекают в митохондриях клеток. (Механизм клеточного дыхания см. раздел "Общая биология").
Транспирация |
Под транспирацией понимают испарение воды листьями (рис. 31). Транспирация обеспечивается ря-
|
Значение транспирации очень велико, так как обеспечивает
© терморегуляцию растения;
© деятельность верхнего концевого двигателя водного тока.
Различают два вида транспирации — кутикулярную и устьичную.
Кутикулярная транспирация |
Кутикулярная транспирация представляет собой процесс испарения воды с поверхности кутикулы, покрывающей лист. Кутикулярная транспирация составляет порядка 10-20% общего испарения воды взрослыми листьями.
Устьичная транспирация |
Под устьичной транспирацией понимают процесс испарения воды листьями с помощью особых структур — устьиц. Устьичная транспирация является основным механизмом водообмена между растением и атмосферой.
Процесс устьичной транспирации можно разделить на 3 основные этапа:
© испарение воды с поверхности клеток в межклетники;
© выход паров воды из межклетников через устьичную щель;
© диффузия паров воды от поверхности листа в более далекие слои атмосферы.
В настоящее время общепризнана гипотеза устьичных движений, связанная с перераспределением ионов калия между замыкающими и сопутствующими клетками, приводящим к перемещению воды. Причем основную роль в создании осмотического давления в замыкающих клетках играют ионы калия, которые закачиваются в них, и образующаяся на свету глюкоза.
Определенную роль играет и концентрация СО2. Избыток СО2, по-видимому, вызывает подкисление цитоплазмы. Это приводит к изменению рН, что приводит к закрыванию устьиц.
Таким образом, устьица чутко реагируют на изменения внешних условий и физиологические изменения в тканях листа, что влияет на интенсивность транспирации, приспосабливая ее к конкретным условиям.
При открывании устьиц углекислота поступает в лист и создает предпосылки для фотосинтеза. В отсутствие света фотосинтез в замыкающих клетках прекращается (как и во всех других), тургорное давление снижается и устьица закрываются. При недостатке поступления воды в растение устьица тоже закрываются, сберегая таким образом то небольшое количество влаги, которое доступно растению.
Дата добавления: 2015-07-22; просмотров: 943;