WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБіологія, Зоологія, Аграрна наука → Вплив водного дефіцитуна інтенсивність фотосинтезу С3 рослин - Шпаргалка

Вплив водного дефіцитуна інтенсивність фотосинтезу С3 рослин - Шпаргалка

Курсова робота

на тему:

Вплив водного дефіцитуна інтенсивність фотосинтезуС3 рослин

План

1 Вступ______________________________________________3

2 Літературний огляд __________________________________5

2.1 Характер водного режиму листка за умови посухи_______5

2.2 Зміни фотосинтетичної активності при адаптації рослин до водного дефіциту _____________________________________5

2.3 Продихова провідність______________________________9

2.4 Фотохімічні процеси, електронний транспорт і фотофосфорилювання_________________________________11

2.5 Особливості біосинтезу та ферментативної активності РДФКО при водному дефіциті__________________________13

2.6 Ферменти циклу Кальвіна __________________________14

2.7 Зміни кисне залежних процесів (фотодихання і реакція Мелера)_____________________________________________15

2.8 Розподіл асимільованого вуглецю____________________18

2.9 Реакція фотосинтезу і фото дихання у сортів пшениці на ґрунтову посуху______________________________________19

2.10 Реакція фотосинтетичного апарату сортів картоплі на

посуху ______________________________________________21

3.Висновок __________________________________________25

Cписок використаної літератури ________________________27

1 Вступ

У процесі життєдіяльності на рослинні організми постійно впливають різноманітні фактори навколишнього середовища. Деякі з них залежно від інтенсивності та тривалості можуть виступати як стресори, тобто створювати стрес. Неспецифічними типовими реакціями є гальмування росту, слабке поглинання мінеральних елементів, низька інтенсивність фотосинтезу. Сукупність морфологічних та фізіолого-біохімічних змін у відповідь на стрес є проявом загального адаптаційного синдрому живого організму, який спочатку пристосовується до дії певного подразнення взагалі, а вже на фоні загальної стресової реакції виникають специфічні, притаманні лише для даного подразника зміни, що можуть проявлятися пізніше. Незважаючи на значний інтерес ботаніків, фізіологів, екологів та біохіміків до вивчення процесів адаптації та з'ясування механізму їх регуляції на різних рівнях організації рослинного організму, залишається відкритим і потребує подальшого поглибленого вивчення. Не зникає інтерес до вивчення ензиматичної функції білків, їх ролі в перебігу найважливіших фізіологічних процесів у рослинній клітині, зокрема фотосинтезу [1].

Фотосинтез – головний процес, що визначає специфіку метаболізму зеленої рослини, знаходиться під впливом – як позитивним, так і негативним – різноманітних факторів навколишнього середовища. Фотосинтетичну діяльність забезпечує значна кількість сполук, вивчення кожної з яких є надзвичайно важливим і цікавим. Велика увага невипадково приділяється дослідженню початку процесу фотосинтезу – фіксації СО2 та речовин, що беруть в цьому участь. Саме від активності синтезуючих ферментів значною мірою залежить інтенсивність фотосинтезу, а в кінцевому результаті – продуктивність рослин. Враховуючи те, що рослинні організми постійно відчувають вплив навколишнього середовища, дослідження фотосинтетичної активності у стресових умовах сприяє розумінню адаптаційних перетворень та розробці шляхів регулювання стійкості та продуктивності рослин.

За будь-яких екстремальних умов у рослинному організмі спостерігаються зміни різноманітних фізіологічних параметрів. Таке явище обумовлене взаємозв'язком окремих процесів у рослині та саморегульованістю її метаболізму в цілому. В той же час аналіз динаміки цих змін за стресових умов та характеру взаємозв'язку окремих ланок метаболізму дозволяє виділити первинні порушення, спричинені безпосередньо дією стресу на клітину, та вторинні відхилення, що є наслідком первинних порушень метаболічних функцій.

Важко сказати, чи є органели рослинної клітини об'єктом первинних порушень. Їх стан можливо визначити лише після екстракції з тканин, які зазнали дії стресу. За таких обставин самі стресові умови можуть перешкоджати виділенню органел або ж стати причиною виникнення цитоплазматичних проміжних продуктів, які самі є пошкоджуючими агентами, звичайно відсутніми у середовищі. Відомо, що біотичні та абіотичні стресові фактори суттєво впливають на стан та функції хлоропластів та мітохондрій. Причому встановлено, що мітохондрії здатні нормально функціонувати в екстремальних умовах навіть після того, як були зруйновані хлоропласти.

Фотохімічні реакції, локалізовані на тилакоїдних мембранах хлоропластів, більш чутливі до стресів, ніж хімічні реакції, що відбуваються у стромі. Зокрема, температурні стреси порушують фотохімічні реакції ще до руйнування мембрани хлоропластів. Руйнуються енергетичні зв'язки комплексу хлорофілу а з хлорофілом b, пошкоджується реакційний центр фотосистеми. Значних змін зазнає процес фосфорилювання в результаті дії високих температур, заморожування та водного стресу, на 30% зменшується максимальна активність фотосинтезу [1].

Фотосинтез у С3 рослин загалом є дуже чутливим до водного дефіциту, але окремі його етапи характеризуються різною стійкістю до стресового чинника і часто виявляють істотну генотипну та фенотипну специфічність. Найзагальнішими ознаками стресової реакції є зменшення продихової провідності й підвищення інтенсивності фотодихання вже на початкових її етапах (за ґрунтової посухи – ще до погіршення водного режиму надземних органів), а також відносно висока стабільність систем абсорбції й фотохімічного перетворення енергії світла та електронного транспорту в хлоропластах. Зниження активності ферментів циклу Кальвіна та зміни вуглецевого метаболізму характерніші для жорсткого водного стресу, проте в низці досліджень показано інгібування синтезу АТФ і пов'язані з цим порушення фотосинтетичного метаболізму вже за м'якої посухи. Водний дефіцит як наслідок перевищення інтенсивності випаровування води над її поглинанням чи транспортом є найпоширенішим стресовим чинником для рослин, що гальмує їхні фізіологічні функції і знижує продуктивність [2]. Тому його вплив на різні аспекти життєдіяльності рослинного організму тривалий час всебічно вивчається і висвітлюється в науковій літературі. В останні роки опубліковано багато нових експериментальних даних, присвячених дії водного дефіциту на фотосинтетичну функцію рослин. Особливу увагу приділено впливу м'якого і помірного водного дефіциту, з яким рослини в природних умовах стикаються найчастіше. Встановлено, що газообмін Н2О і СО2, як і ріст клітин розтягненням, характеризуються найнижчим порогом чутливості до водного дефіциту в грунті [3]. Серед найактуальніших досліджуваних проблем можна виділити такі: а) механізми регуляції продихової провідності й асиміляції СО2; б) дискусія щодо лімітуючого чинника фотосинтезу (який компонент фотосинтетичного апарату – продихи чи метаболічні реакції, і які саме, є найчутливішим до водного дефіциту і тим самим визначає ступінь ослаблення фотосинтезу загалом); в) адаптивні реакції та шляхи підвищення стійкості до водного стресу.

2 Літературний огляд

2.1Характер водного режиму листка за умови посухи

При порівнянні результатів дослідження впливу посухи, отриманих різними авторами, часто виникають труднощі, зумовлені використанням різних показників водного режиму і ступеня жорсткості посухи. Найчастіше визначають такі параметри, як водний потенціал листка () і водний дефіцит (ВД) листка в україно-російськомовній літературі або відносний вміст води (relative water content) в англомовній літературі (аналогічний, але обернений до ВД параметр). Зауважимо, що параметр відносний вміст води (ВВВ) має перевагу, оскільки словосполучення "водний дефіцит" часто слугує синонімом інших понять – "водний стрес" чи "посуха". Втім, як зазначає Крамер [4], жоден окремий показник не є універсальним. Зокрема залежності змін водного потенціалу листка і фотосинтезу чи продихової провідності є надзвичайно водоспецифічними, що відбиває, очевидно, особливості адаптації до посухи. Видо- і сортоспецифічними є також і взаємозв'язки самих параметрів водного режиму листка. Вважають, що ВВВ більш вдалий показник для характеристики реакції фотосинтезу на посуху. Він легко визначається і характеризує вміст води в листку відносно повністю насиченого стану, добре корелює зі змінами об'єму клітин мезофілу. Однак у деяких роботах спостерігали чіткий зв'язок між індукованими посухою змінами фотосинтезу і  , але не ВВВ. [5,6].

Loading...

 
 

Цікаве