Лекция №1 Тақырыбы: Кіріспе. Өсімдіктер физиологиясы пәні және маңызы (1 сағат) Лекция жоспары
жүктеу/скачать 0.8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Өсімдіктердің жарықты пайдалануы
- Көмірқышқыл газы.
- Температура.
- Минералдық қоректену
| Лекция мақсаты: Фотосинтез процесіне сыртқы жағдайлардың әсері.
Лекцияның мәтіні: Фотосинтез процесі негізінен қоршаған орта жағдайларына байланысты және ол өте күрделі процесс. Оның күрделілігі фотосинтездердің бірқатар фотофизикалық және биохимиялық процестерден тұратынын ғана емесч, сондай-ақ сыртқы орта факторларының өзара әсер етуіне байланысты. Өсімдіктерге жарықтың түсу дәрежесі аса маңызды роль атқарады. Шамалы жарықтан бірте-бірте күшті жарыққа өткенде жарықтың өзгеруімен қатарласа фотосинтез де алғашында күшейе түседі, сонан соң ол жарықтың өсуінен біртіндеп кейін қала береді, ал жарық белгілі бір шамаға жеткендефотосинтезге әсер етпейтін болады. Жарық өсімдік жапырағындағы пигменттік жүйенің құрамына, оның хлорофилінің мөлшері мен жапырақтың анатомиялық, морфологиялық құрылымына әсер етеді. Көлеңке сүйгіш өсімдіктердің жасыл пигменттердің жалпы саны жарық сүйгіш өсімддіктердің осындай пигменттерінің жалпы санынан көп, сондай-ақ оларда в хлорофилі мен кстанофилдің мөлшері де мол болады. Кстанофил мен в хлорофилі шашыраңқы жарықта басым келетін қысқа толқынды сәулені көбірек сіңіреді. Аса жарық сүйгіш альпі белдеуі өсімдіктерде а хлорофилі в хлорофилінен 5,5 есе көп болса, көлеңке сүйгіш өсімдіктерде ол 1,4 есе, ал әдеттегі жағдайларда өсетін өсімдіктерде 3 есе көп болады. Көлеңке сүйгіш өсімдіктердің жапырақ тақтасы жұқа, ал хлоропластарының мөлшері үлкен болады. Жарық сүйгіш өсімдіктердің жапырақтары қалың , жасушалары ұсақ, устьицелерінің саны көп, өткізгіш шоқтарының торы жиі болады. Жапырақ күшінің қанығу шегінен артып кетуі фотосинтез процесін баяулатады, өйткені бұл жағдайда ферменттік жүйе бұзыла бастайды да, сәле арқылы тотығу арта түседі. Хлорофилдің қозған молекулаларының мөлшері артық түзіледі, олардың энергиясы көмірқышқыл газын тотықсыздандыруға толық пайдаланыла алмайды. Өсімдіктердің жарықты пайдалануы. Жарық өзіне түсетін жарық энергиясын қаншалықты тиімді пайдаланатыны, оның қаншалықты бөлігін химиялық эннергияға айналдыратыны жөніндеге мәселені анықтаудың зор маңызы бар. Жасыл және шеткі қызыл сәулелер жапырақ арқылы өзгеріссіз өтеді. Сәулеленрдің едәуір бөлігі жапырақ бетінен шағылысады. Шағылысқан және өтіп шығатын сәуленің мөлшері кутикуланың қасиетіне, жапырақтың қалыңдығына және оның түсіне байланысты: яғни ло әр түрлі өсімдіктерде түрліше болады. Орташа есеппен алғанда жарықтың спектрдің көрінетін бөлігінде өзіне түсетін энергияның 80-90%-ын және жарықтың жалпы энергиясының 50%-ын сіңіреді. Бұл сіңірілген энергияның 90%-ы транспирацияға және жарықты қыздыруға жұмсалады. Сіңірілген энергияның небәрі 1-5%-ы, кей жағдайда ғана 10%-ы фотосинтезге пайдаланылады. К.А.Пуриевичтің бақылыуына қарағанда үйеңкі жапырағы өзіне түскен энергияның 2,7%-ын, қарақұм жапырығы 7,7%-ға дейінгі мөлшерін фотосинтезге пайдаланған. Жүгері өсімдігінің жапырақтары бір-біріне жақын түйісе өскенде егістікке түсетін энергияның 2,3%-ын пайдаланылады. Өсімдіктер қолдан жағдай жасағанда оларға монохроматты яғни тек қана қызыл немесе көк жарық түсіруге болады. Калория мөлшері түрліше жарықтың түсуі қарқыны бірдей болғанда өсімдік уақыт бірлігі ішінде қызыл сәуле квнаттарын (көк сәулеге қарағанда) көбірек қабылдайды.Сондықтан қызыл сәулелердің энергиясы көк сәулелер энергиясына қарағанда анағұрлым тиімді пайдаланылады. Көмірқышқыл газы. Фотосинтезге қажетті көмірқышқыл газаның ең аз концентрациясы 0,008-дан 0,01%-ға дейінгі шекте болады. Атмосферадағы СО2 концентрациясы жоғарлаған кезде фотосинтез оған ілесе бір деңгейге дейін артады. СО2 концентрациясы өте жоғары болғанда фотосинтезге баяулайды да, өсімдік көмірқышқыл газына қанығады. Температура, жарықтың түсуі және т.с.с. факторларға байланысты көмірқышқыл газының өсімдіктерді қанықтыру мөлшері түрліше болуы мүмкін. Әр түрлі өсімдіктерді көмірқышқыл газымен қанықтыру концентрациясы 0,06%-дан 0,4%-ға дейін өзгеріп отырады. Табиғаттағы қалыпты жағдайда атмосфера ауасында 0,03% СО2 болады. Бұл қанықтыру коцентрациясынан әлдеқайда аз. Ауаның әр түлі қабатында СО2-нің мөлшері түрліше болады. Ауаның жер бетінде жанаса жатқан қабаты көмірқышқыл газына бай келеді, өйткені бактериялар әрекетінің нәтижесінде топырақта өсімдіктер қалдықтары шіріп, СО2 бөлініп шығады. Құмды топырақ бір сағатта гектарына 2 кг, құмайт пен саз топырақ – 4 кг, орман топырағы – 10-25 кг, СО2 бөліп шығарады екен. Орташа тыңайтылған топырақ бір сағатта гектарына 5 кг СО2 бөліп шығарады. Сұлы егістігінің бір гектары сағатына 15кг СО2 қажет етеді. Б.А. Рубин келтірілген мәләметтер бойынша бұл шаманың 5 килограммын ол топырақтан, 10 килограммын ауадан қабылдайды. Биіктігі 100 м ауа қабатының 1 гектарында 550 кг СО2 болады. Ауаның әр түрлі қабатын өзара араластырып, ауа ағынын туғыза келе, ауа қозғалысы өсімдіктерге қажетті көмірқышқыл газын жеткізеді. Алайда СО2-нің мөлшерін қолдан арттыру өсімдіктерге қолайлы әсер етеді, бұл жағдайда фотогсинтез 1,5-3 есе артады. Жабық парниктер мен жылыжайлар жағдайында СО2 мөлшерін қолдан реттеп отыруға болады. Температура. Температураның фотосинтезге әсері фотохимиялық және биохимиялық реакциялардың болуына байланысты. Қоңыржай аймағы өсімдіктердің фотосинтезі үшін оптиум температура 25-300, суыққа көндіккен өсімдіктер үшін 8-150-қа дейін, тропик және шөл аймақтарының өсімдіктері үшін +400-қа дейін болады.Арктика аймағы өсімдіктерінің фотосинтезі үшін максимум температура шамамен +120, оңтүстік ендіктер өсімдіктерінің фотосинтезі үшін +500, жылы су көздерінде өсетін бактериялар мен балдырлар үшін +800-тан 900-қа дейін болады. Су. Фотосинтездің суға тәуелділігі өте күрделі процесс. Фотосинтез үшін су реакцияға тікелей қатысушы ретінде және жанама фактор ретінде керек. Судың құрамындағы сутегі фотолиз кезінде тотығады да, көмірқышқыл газын тотықсыздандыруға пайдаланады. Хлоропласттың құрамында қалыпты жағдайда 75%-дай су болады. Судың шамасының сәл кемуі хлоропластардың коллоидтық-химиялық күйінің күрт өзгеруіне әкеп соқтырады, яғни бүкіл процестің барысында әсер етеді. Жасушаның сумен қамтамасыз етілуіндегі өзгерістер фотосинтезге қатысатын ферменттік жүйенің активтігінде де өзгерістер туғызады. Устьице саңылауларының жабылуы олардың тургорына, яғни суға қанығуына байланыс ты. Өсімдіктердің солуы салдарынан көп жағдайланрда устьицелер жабыоып қалады, осының нәтижесінде көмірқышқыл газы жапырақтардың жасша арқылы қуысына өтпейді. Сонымен қатар, жапырақтардың суға толық қанығуы өсімдіктердің көпшілігінде фотосинтез процесін тежейді, мұнда судың болар-болмас тапшылығы ғана процестің өтуіне қолайлы жағдай туғызады. Су тапшылығы 5%-дан 20%-ға дейін жеткен кезде фотосинтездің максимум қарқыны байқалған, су тапшылығының 40-60%-ға жетуі фотосинтездің толық тоқтауына себепші болады. Суға қаныққан, демек, толық тургор жағдайына жеткен күнбағыс жапырақтары 12,5 мг, сола бастаған жапырақтар- 8,5 мг, ал солған жапырақтар небары 1,6 мг құрғақ зат түзген. Жапырақтардың толық солуы фотосинтезді 10 есе кемітеді. Минералдық қоректену. Минералдық қоркетену жағдайларының көп жақты әсері бар.Fe, Cu, Mn, Mo, Zn сияқты микроэлеиенттер ферменттердің құрамды бөліктері немесе олардың активаторлары болып табылады. Олардың фотосинтезге әсері ферменттердің активтігіне байланысты. Темір мен магний ерекше қажет, темір- ферменттер активаторы ретінде, ал магний- хлорофил молекуласының құрамды бөлігі ретінде тікелей хлорофилдің синтезделуіне қатысады. Азот хлорофил молекуласын құруға қажет. Азотттық қоректену жетіспеушілігі кезінде фотосинтез қарқыны кемиді. Калийдің де фотосинтез қарқынына әсері осындай, ал фосфор ерекшекүшті әсер етеді. жүктеу/скачать 0.8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|