Окончание лекции 1 Устьичная транспирация Число устьиц

Окончание лекции 1

Устьичная транспирация Число устьиц на площади 1 мм 2 в среднем от 50 до 500, это составляет от 0, 5 до 2% от площади листа Механизмы работы устьичных замыкающих клеток: гидропассивные движения гидроактивные движения фотоактивные движения

Транспирация с открытой поверхности и через мелкие отверстия

Кутикулярная транспирация У молодых листьев составляет до 50% от общего испарения воды, у взрослых – 3 -5% При закрытых устьицах – до 10% Транспирацию осуществляют также почки, цветки и плоды, поверхности ветвей и стволов древесных растений через чечевички и слои пробки (перидермальная транспирация), особенно в зимнее время

Единицы измерения транспирации Интенсивность транспирации – количество воды, испаряемой с 1 м 2 листовой поверхности за 1 час. У большинства растений – 15 -250 г/м 2 днем и 1 – 20 г/м 2 в час ночью. Транспирационный коэффициент – количество воды, расходуемое на построение 1 г сухих веществ ( у разных растений – от 125 до 1000 (в среднем около 300) г на 1 г сухих веществ). Продуктивность транспирации – количество сухих веществ, образующихся при расходовании 1000 г воды. У разных растений – от 1 до 8 г, в среднем – 3 г, а 997 г (99, 8%) испаряется. Относительная транспирация – отношение количества воды, испаряемой листом, к воде, испаряемой открытой поверхностью за одинаковое время. Экономность транспирации – количество испаряемой воды (в мг ) на 1 кг воды, содержащейся в растении.

Значение транспирации 1. Транспорт воды для нормального насыщения клеток и поддержания тургора 2. Транспорт питательных веществ 3. Защита растения от перегрева надземных органов 4. Регуляция дыхания и фотосинтеза ( через устьичные отверстия)

Поднятие воды по стеблю

Модель когезии и адгезии в сосудах растений

Гидростабильные Гидролабильные

Водный обмен растений разных экологических групп • Цель: знакомство с особенностями водного обмена растений в связи с различными условиями произрастания

Мир растений Наземные растения Водные растения (гидрофиты) Первичные Вторичные (водоросли) (цветковые) Пойкилогидрические Бактерии Цианеи Низшие зеленые водоросли Грибы Лишайники Гомойогидрические Наземные Н папоротникообразные а Голосеменные з Покрытосеменные е м Гигрофиты н Мезофиты ы Ксерофиты е

Экологические группы растений • • • Гидрофиты Гелиофиты Гигрофиты Гемиксерофиты Эуксерофиты Пойкилоксерофиты Суккуленты Эфемероиды

Гидрофиты • Погруженные С плавающими листьями • Взвешенные Укореняющиеся укореняющиеся Роголистник Полушник погруженный озерный Пузырчатка Телорез обыкновенная Валлиснерия спиральная Шильник водяной Укореняющиеся Не кувшинки кубышки рдесты ряски сальвиниевые Водокрас

Приспособления гидрофитов • Гетерофиллия – различное строение подводных и надводных листьев • Потребление углекислого газа, растворенного в воде • Редуцирована механическая ткань • Сильно развита аэренхима – воздухоносные полости

Строение листа гидрофитов

Пузырчатка обыкновенная

Пузырчатка

Пузырчатка обыкновенная

Пузырчатка

Роглистник погруженный

Телорез

Кувшинка гигантская

Кувшинка Добени Кувшинка чисто-белая

Кувшинка

Рдест плавающий

Лотос

Водокрас

Стрелолист

Сусак зонтичный

Частуха

Основные приспособления гигрофитов • Тонкие, нежные листовые пластинки, не развита кутикула • Слабо развита корневая система и проводящая ткань • Низкое осмотическое давление клеточного сока • Незначительная водоудерживающая способность клеток • Способность к гуттации

Калужница болотная

Калужница болотная

Майник двулистный

Кислица обыкновенная

Основные приспособления гемиксерофитов • Масса подземных органов больше надземных в десятки и сотни раз • Корневая система экстенсивного типа – длинные (до 15 – 20 м), мало разветвленные корни или интенсивного типа с густым ветвлением • Образование утолщений корней с запасанием влаги • Надземные органы имеют ксероморфное строение: мелкие, тонкие листья, густая сеть жилкования, часто расположенные мелкие устьица • Высокий осмотический потенциал клеток листьев

Верблюжья колючка

Дикий арбуз (Колоцинт)

Основные приспособления эуксерофитов - Сокращение общей испаряющей поверхности, редукция листьев (эфедра, саксаул) - Уменьшение листовой поверхности в наиболее жаркие и сухие периоды и сезонный диморфизм листьев ( астрагал, белая полынь, кок-сагыз) - Многослойный эпидермис с густым войлочным опушением (шалфей, коровяк) - Погруженные устьица, свертывание листьев в трубочку (степные злаки: ковыль, типчак и др. ) - Многослойная полисадная паренхима - Усиленное развитие механической ткани - Мало межклетников

Анатомическое строение листа

Эфедра

Полынь

Шалфей

Коровяк

Ковыль

Типчак

Пойкилоксерофиты Растения, способные переносить длительное обезвоживание, (от 17 -20 до 5 -7% влаги в субстрате), впадая в состояние анабиоза Это многие грибы, лишайники, водоросли на скалах, дорожных знаках, эпифитные и наскальные папоротники, степные мхи Основные особенности пойкилоксерофитов: - нет вакуолей, нет плазмодесм, очень толстая оболочка клеток, - при обезвоживании: - не происходит повышения интенсивности дыхания и сохраняется его энергетический выход, благодаря устойчивости макроэргических соединений. - происходит не коагуляция, а гелификация протопласта, обеспечивающая сохранение жизнеспособности.

Суккуленты Это кактусы, агавы, алоэ, очитки, молодило и др. Основные особенности: - мясистые листья или стебли с большим запасом воды - у многих листья редуцированы в колючки - небольшое количество устьиц и невысокая транспирация - днем устьица закрыты - хорошо развитая кутикула - высокая вязкость цитоплазмы с большим содержанием связанной воды - окислительный распад углеводов при дыхании часто заканчивается образованием органических кислот, которые обусловливают вязкость и водоудерживающую способность цитоплазмы

Кактусы

Толстянка плауновидная Молодило закавказское

Молодило кавказское Очиток розовый

Эфемеры и эфемероиды • Основное приспособление – короткий период вегетации, приуроченный к весеннему увлажнению почвы

Мак павлиний Мак оранжевый

Сон-трава крымская

Кандык сибирский

Кандык кавказский Кандык европейский

Гусиный лук желтый

Купальница азиатская

Хохлатка

Пролеска