Изменения в обмене веществ растений при действии максимальных температур
Контрольная работа - Биология
Другие контрольные работы по предмету Биология
Кафедра селекции, семеноводства, хранения и переработки продукции растениеводства
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2
По дисциплине Физиология растений
Углеводный обмен при прорастании семян. Превращения углеводов при формировании семян и плодов
В семени различат три основные части: 1) покровные ткани, функция которых заключается в защите внутренних частей от механических повреждений, в предотвращении неблагоприятных внешних влияний на зародыш, в регуляции газообмена и водообмена; 2) эмбриональные ткани (зачаточные стебелек, корешки, листочки); 3) вместилище запасных веществ.
У большинства двудольных растений вместилищем запасных веществ служат семядоли, а у однодольных - эндосперм, который образуется из вторичного ядра зародышевого мешка после слияния его со спермием пыльцевой трубки.
По химическому составу зрелые семена сельскохозяйственных растений можно разделить на три группы: 1) семена, богатые крахмалом; 2) семена, богатые белком; 3) семена, богатые жирами.
Прорастание семян начинается с поглощения воды, набухания, разрастания эмбриональной части и разрыва наружной семенной оболочки. При прорастании под влиянием ферментов происходит разложение сложных органических запасных веществ семени: белков - до аминокислот, полисахаридов - до моносахаридов, жиров - до жирных кислот, оксикислот, альдегидов, которые потребляются зародышем. Эндосперм опустошается, отчего он обычно сморщивается и затем отсыхает, а семядоли, выполняющие функцию первых листьев, выносятся на поверхность, зеленеют и разрастаются. Позже, когда зародыш становится проростком, взрослым растением, функция семядолей как первых листьев отпадает. Рост зародыша семени заключается в новообразовании, в увеличении размеров зачаточных органов - корешков, листочков - в результате деления клеток и разрастания тканей меристемы.
Особенности процесса созревания сочных плодов, которые имеют мясистую ткань околоплодника, или перикарпия, обусловливаются изменением физических и химических свойств ткани, консистенции мякоти, вкуса, появлением специфического аромата, окраски и т. д. По мере приближения к состоянию полной зрелости в яблоках, плодах цитрусовых, помидорах возрастает количество сахаров и значительно уменьшается содержание органических кислот. В соответствии с этим величина сахарокислотного коэффициента при созревании плодов увеличивается. Что касается динамики сахаров в перикарпии, то она у плодов различных видов растений может быть неодинаковой. Так, у помидоров содержание сахаров повышается за счет моноз при почти полной неизменности содержания сахарозы. В плодах дыни при созревании содержание сахарозы возрастает, а количество моноз и содержание крахмала уменьшаются. Плод становится мягким и более ароматным. Твердость плода зависит также от количества пектиновых и дубильных веществ в нем. В зеленых плодах помидоров на нерастворимую фракцию пектиновых веществ приходится 2/3 общего количества пектина; в зрелых плодах пектина и протопектина содержится лишь 4%, остальная часть фракций пектинозных веществ или превращается в другие вещества, или переходит в растворимые фракции.
Отмеченные изменения содержания пектиновых веществ указывают на то, что продукты гидролиза пектина используются в общей обмене веществ. При созревании перикарпия плодов происходят значительные изменения активности различных ферментов и накопление пигментов. Так, у помидоров появляется ликопин, у абрикосов - каротин. В период созревания большинство плодов приобретает характерный аромат, что обусловлено присутствием сложных эфиров, синтез которых проходит с использованием большого количества кислорода; у созревающих плодов происходит накопление витамина С, биосинтез которого возможен также при достаточном доступе кислорода.
Процессы осахаривания крахмала и окисления дубильных веществ, и органических кислот, медленно происходящие при естественном дозревании, можно ускорить искусственно. Для этого зеленые плоды цитрусовых, помидоров, хурмы и др. обрабатывают газообразным этиленом 2-3 суток в плотно закрытых камерах из расчета 1 объем газа на 1000 объемов воздуха; дозревание лучше проходит при 18-20С и относительной влажности воздуха 70-85%.
Действие этилена заключается в увеличении проницаемости цитоплазмы, что облегчает доступ кислорода внутрь клетки и усиливает окислительные процессы, способствующие исчезновению дубильных веществ и органических кислот. Под влиянием этилена активируется деятельность ферментов, что ускоряет гидролиз крахмала, пектиновых веществ и размягчение плодов. Исследования Ю. В. Ракитина показали, что этилен образуется в результате анаэробных процессов в тканях созревающих плодов и выделяется наружу. Он может быть использован для искусственного дозревания зеленых плодов. С этой целью недозревшие и зеленые плоды цитрусовых или помидоров помещают в закрытый сосуд вместе с созревшими яблоками. Выделяемый яблоками этилен ускоряет дозревание этих плодов.
К наиболее общим биологическим признакам, характеризующим созревание плодов, относятся появление в их тканях этилена и повышение интенсивности дыхания, что известно под названием климактерического подъема. При вызревании плодов газообмен смещается к анаэробному дыханию - в них возрастает содержание спирта, ацетальдегида, этилена.
По данным Ю. В. Ракитина, содержание