1.4. Дыхание растений.

Содержание раздела.

Значение дыхания в жизни растений. Дыхание как центральный процесс в обмене веществ и энергии. Отличие дыхания от окисления в неживой природе (горения). Этапы развития представлений о дыхании растений. Газообмен при дыхании. Дыхательный коэффициент и его зависимость от качества дыхательного субстрата. Методы определения интенсивности дыхания и дыхательного коэффициента.

Химизм дыхания. Аэробное и анаэробное дыхание, их взаимосвязь. Гликолиз, его регуляция и энергетика. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Цикл Кребса. Электронтранспортная цепь и окислительное фосфорилирование. Механизмы сопряжения транспорта электронов с синтезом АТФ. Баланс энергии при дыхании. Разнообразие дыхательных путей и их значение. Локализация и регуляция дыхательного обмена в клетке. Роль дыхания в биосинтетических процессах.

Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность дыхания. Регулирование дыхания при хранении семян и сочной продукции. Дыхательный газообмен как слагаемое продукционного процесса.

Методические рекомендации.

При изучении этой темы необходимо раскрыть физиологическую сущность дыхания как процесса диссимиляции органических веществ и генерации энергии, выяснить теорию биологического окисление и восстановления. Необходимо отметить роль окислительно-восстановительных ферментов в окислении органических субстратов, сравнить биологию дыхания и брожения. Следует уяснить как проходит гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, пути регулирования этих процессов.

Необходимо изучить дыхательную цепь, механизм окислительного фосфорилирования, энергетическую эффективность анаэробной и аэробной фаз дыхания, связь дыхания с биосинтетическими процессами. Важно знать зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов, роль дыхания в продукционном процессе. Следует изучить баланс сухого вещества в растении, выяснить как происходит дыхательный газообмен в условиях почвенной засухи, при различном уровне минерального питания, разной густоте стояния растений в посевах, а также знать способы регулирования дыхания при хранении растениеводческой продукции.

Вопросы для самопроверки.

1. Физиологическое значение дыхания растений.

2. Суммарное уравнение дыхания.

3. Цикл трикарбоновых кислот.

4. Энергетика дыхания.

5. Дыхание как элемент продукционного процесса.

6. Интенсивность дыхания и дыхательный коэффициент.

7.Зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов.

8.Регулирование дыхания при хранении продуктов растениеводства.

1.5. Минеральное питание растений.

Содержание раздела.

Содержание в растении азота и зольных элементов, их распределение по тканям и органам растения. Необходимые растению макро- и микроэлементы, их усвояемые соединения и физиологическая роль. Физиологические нарушения при недостатке отдельных элементов. Незаменимость элементов минерального питания. Метод водных и песчаных культур. Диагностика минерального питания растений. Перераспределение и реутилизация веществ в растении. Антагонизм ионов, уравновешенные растворы. Питательные смеси и принципы их составления.

Корневая система как орган поглощения и усвоения минеральных солей. Обменная адсорбция ионов как первый этап поглощения. Механизм активного поглощения ионов и передвижения по живым клеткам корня (по апопласту, симпласту). Ксилемный транспорт ионов. Состав ксилемного сока. Относительная независимость поглощения воды и солей.

Зависимость поглощения и ассимиляции солей от фотосинтеза, дыхания, интенсивности ростовых процессов и фазы развития растений. Влияние на поглощение солей состава и концентрации почвенного раствора, кислотности почвы, аэрации и температуры.

Источники азота для растений. Особенности нитратного и аммонийного питания. Восстановления нитратов в корнях и листьях. Усвоение азота мочевины. Обезвреживание аммиака путем образования амидов. Особенности азотного питания бобовых растений. Значение азотфиксирующих организмов. Круговорот элементов минерального питания в растении и вторичное их использование.

Свойства почвы как среды минерального питания растений. Корневые выделения и растворяющая способность корней. Взаимодействие растений при совместном произрастании. Роль почвенной микрофлоры в минеральном питании растений. Физиологические основы применения удобрений. Возможности внекорневого питания растений минеральными солями. Выращивание растений без почвы.

Методические рекомендации.

Необходимо изучить физиологическую роль отдельных элементов минерального питания в жизни растений, знать методы диагностики минерального питания. Изучить механизмы поглощения и транспорта ионов, молекул, особенности активного и пассивного транспорта, роль корневых волосков, транспорт ионов по симпласту. Необходимо проанализировать суть вегетационного метода в изучении корневого питания растений, выяснить различия между физиологически кислыми, щелочными и нейтральными минеральными удобрениями.

Следует изучить синтетическую роль корня, связь дыхания корней с биосинтезом аминокислот и белков. Надо уяснить пути ассимиляции аммиака, выяснить причины накопления избыточных количеств нитратов и пути их снижения в сельскохозяйственной продукции. Необходимо выявить влияние факторов среды на поглощение питательных веществ корневой системой, влияние ризосферной микрофлоры.

Следует ознакомиться с физиологическими основами выращивания растений без почвы, изучить принципиальные основы гидропоники и аэропоники. Необходимо уяснить физиологические основы применения удобрений с учетом культуры, выноса элементов с урожаем, знать сроки и способы внесения удобрений.

Вопросы для самопроверки.

1. Корневая система как основной орган поглощения и усвоения минеральных элементов.

2. Влияние внешних факторов на деятельность корневой системы.

3. Физиологическая роль макро- и микроэлементов.

4.Основы выращивания растений в условиях гидропоники и аэропоники.

5. Листовая диагностика питания растений.

6. Физиологические основы применения удобрений.

7.Физиологически кислые, щелочные и нейтральные удобрения, их влияние на продуктивность растений.

8. Особенности азотного питания растений. Роль азотфиксирующих микроорганизмов.