2.2.Особенности питания растений

Питание растений — это процесс поглощения и усвоения ими питательных элементов. Благодаря питанию растений происходит круговорот веществ и энергии, который связывает мир минеральной, неживой природы с миром живых организмов. Д. Н. Прянишников писал: “Поглощение ионов и солей, включение их в метаболизм и круговорот обмена веществ составляет сущность питания растений”. Знание закономерностей и особенностей питания растений позволяет правильно выбирать виды и формы удобрений, рассчитывать дозы их внесения, разрабатывать системы удобрения культур, природоохранные мероприятия.

В живой природе различают два типа питания – гетеротрофный и автотрофный. При гетеротрофном типе питания, характерном для животных организмов, грибов и микробов, используются белки, жиры, углеводы, иные сложные органические соединения, выра­ботанные другими организмами. Автотрофы – зеленые растения и некоторые микроорганизмы— способны пи­таться исключительно неорганическими (минеральными) веществами. Они в отличие от других орга­низмов, используя энергию солнечного света, могут строить свое тело, создавая из низкомолекулярных соединений (С0

2, Н₂0) и минеральных солей сложные органические соединения. Все необходимые для питания элементы растения получают через листья и корни – из воздуха и почвы. Поэтому различают воздушное и корневое питание растений.

Воздушное питание состоит в усвоении зеленым растением, главным образом листьями, углекислого газа с помощью световой энергии. В процессе фотосинтеза растения усваивают углекислый газ (СО₂) и образуют органические соединения (углеводы, белки, жиры), содержащие восстановленный углерод. Для восстановления углерода они используют водород воды, при этом выделяя в атмосферу свободный (молекулярный) кислород. Источником энергии при фотосинтезе служит солнечный свет, поглощаемый хлорофиллом, который не рассеивается в виде тепла, а преобразуется в химическую энергию. Таким образом, в процессе фотосинтеза из углекислоты воздуха и воды почвы при участии солнечных лучей образуются безазотистые органические вещества (углеводы).

6СО₂ + 12Н₂О+2874 КДж =С₆Н₁₂О₆+ 6О₂.

Простые углеводы используются растением для синтеза сложных: сахарозы, крахмала и клетчатки (CH₂O)⁶ⁿ, а также белков, жиров, органических кислот и т. д.

Одновременно с образованием органических веществ в растениях происходит их распад в процессе дыхания. Сущность дыхания состоит в окислении углеводов кислородом. Этот процесс противоположен фотосинтезу. Если фотосинтез сопровождается поглощением энергии, то при дыхании происходит освобождение энергии. При дыхании расходуется примерно 20 % органического вещества, созданного во время фотосинтеза. Дыхание проходит по следующей схеме:

С_бН₁₂0₆+60₂=6С0₂+6Н₂0+686 ГДж.

Выделяющаяся при дыхании энергия используется в растениях на синтез более сложных органических веществ, на поглощение корнями питательных элементов и воды из почвы и передвижение их к листьям, а от них—к растущим частям: точкам роста, цветкам, семенам, клубням и т. д. В образовании органи­ческих соединений как источник энергии участвует аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

В обычных условиях растения используют не больше 2—3 % солнечной энергии. Поэтому одной из задач земледелия является увеличение фотосинтетической деятельности возделываемых культур. Этому способствуют увеличение листовой поверхности и удлинение периода ее жизнедеятельности, оптимизация питания растений, выведение более продуктивных сортов и раз­работка новых технологий возделывания.

Из воздуха растения поглощают не только углекислый газ, но и азот (бобовые культуры), а также легкорастворимые соли. Эта их способность используется при внекорневых подкормках, а также обработке средствами защиты растений.

При корневом питании растения поглощают корнями минеральные элементы и включают их в обмен веществ между растением и внешней средой. Поступле­ние элементов через корни, их передвижение и усвоение тесно связаны с фотосинтезом, дыханием, другими биохимическими процессами и требуют затрат энергии. При этом растения обладают избирательной способностью поглощения элементов питания.

Корнями растения усваивают ионы (катионы и ани­оны) из почвенного раствора, а также из почвенных коллоидов. При этом азот поглощается в виде анионов NO₃^— и катионов NH₄⁺ (бобовые способны усваивать из атмосферы и молекулярный азот). Фосфор и сера поглощаются в форме анионов НРО

4^-2, РО₄^-3, Н₂РО₄^—, SO₄^-2; калий, кальций, магний, натрий, железо – в виде катионов К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Fe³⁺, микроэлементы – в виде анионов и катионов. Кроме этих элементов корни растений способны поглощать из почвы СО₂ (до 5 % от общего его потребления), а также аминокислоты, витамины, ферменты и некоторые другие растворимые органические вещества.

Корневые системы растений существенно различаются по строению, форме, распределению в почве и поглотительной способности. Так, по данным Н. А. Качинского, масса корней в условиях нечерноземной зоны достигала у овса 28 % от надземной массы, красного клевера – 69, на западно-предкавказском черноземе у кукурузы – 16, озимой пшеницы – 70, люцерны – 166 % веса надземной части растения.

У большинства культурных растений корни проникают на глубину до 2 м, но их основная масса располагается в слое почвы на глубине 30–50 см. Интенсивность развития корневой системы в значительной степени зависит от обеспеченности почвы питательными элементами. В бедных почвах развивается более мощная корневая система в ущерб урожаю.

По форме корневые системы растений могут быть стержневыми или мочковатыми. Поверхность корней, поглощающая элементы питания, достигает больших размеров. Например, у ячменя общая поглощающая поверхность корней и корневых волосков на одном гектаре достигает площади 200–300 га. Корень состоит из корневого чехлика, зоны деления, зоны растяжения, зоны корневых волосков. Наибольшей способностью к поглощению обладают корневые волоски молодых корней. На 1 мм² корня может располагаться 300–400 корневых волосков. У зерновых они бывают длиной 4–5 мм, у мятлика лугового 10–12 мм.

Корневые волоски обычно живут несколько суток и по мере старения отмирают. Корни не только поглощают питательные элементы из почвы, в них происходит также синтез органических соединений (аминокислот, белков), которые используются самой корневой системой и частично поступают в надземную часть растения.

Движение питательных элементов можно разделить на три этапа: переход ионов из твердой части почвы в почвенный раствор и передвижение их к поверхности корней; проникновение ионов через цитоплазматическую мембрану в клетку корня и передвижение их по корням в надземные органы, растений.

Скорость передвижения питательных элементов в почве зависит от свойств почвы и поглощаемых ионов. К корням растений ионы питательных элементов поступают либо с потоком воды, либо диффузионно, т. е. благодаря проникновению молекул одного вещества в другое при непосредственном соприкосновении (или через пористую перегородку), обусловленному тепловым движением молекул. Установлено, что при высокой концентрации ионов в почвенном растворе они поступают к корням с потоком раствора, при низкой насыщенности почвенного раствора ионами и высокой потребности в них растений ионы передвигаются к корням диффузией. Фосфор и кальций доставляются к растениям в основном диффузией, а кальций и магний – с током почвенного раствора. Нитраты передвигаются в почве быстрее, чем фосфаты, и поглощаются интенсивнее: если фосфаты поглощаются в радиусе 0,1 см от корня, то нитраты – в радиусе 1 см.

В соответствии с современными представлениями питательные элементы в растительную клетку по ступают через цитоплазматическую мембрану, или плазмалемму. Цитоплазматическая мембрана состоит из двух слоев фосфолипидов, которые имеют полярные «головки» – гидрофильные группы и неполярные «хвосты» – гидрофобные группы. В определенных участках плазмалеммы встроены белки-переносчики. Из белков построены поры и каналы в мембране. Часть белков представлена ферментами. У различных организмов строение и состав мембраны, или плазмалеммы, неодинаковы. Даже в одной клетке мембраны бывают различные: цитоплазматические, вакулярные, хлоропластные и др.

Мембрана очень динамична – она может изгибаться, разрываться и снова соединяться; на поверхности она несет заряды, которые могут изменяться, что обеспечивает проникновение в клетку катионов и анионов; через поры, каналы (плазмодесмы) мембраны проникают вода и ионы; проницаемость мембраны зависит от генетических свойств клетки и внешних условий. Изменение зарядов на цитоплазме клетки происходит благодаря белковым веществам, которые по своей природе амфотерны. Растения предпочитают брать пищу из почвенного раствора слабой концентрации. Для нормального их развития достаточно, если в 1 л содержится по 20–30 мг азота и калия, 10–15 мг фосфора, 1–2 мг бора и 5–7 мг марганца.

Положительно заряженные участки мембраны имеют группы Н⁺, а отрицательно – ОН

—, которые способны обмениваться на анионы и катионы почвенного раствора. Обмен связан не только с амфотерными свойствами белков цитоплазмы, но и с процессами дыхания. Выделяемая при этом корнями Н₂СОз распадается на Н⁺ и НСО₃^—. Обменным фондом служат также органические кислоты, образующиеся в растениях и выделяемые на поверхность клетки. Наконец, процессы обмена катионов и анионов между корнями и почвенными коллоидами происходят при физико-химическом обмене (поглощении).

studfiles.net

Основное типы питания растений

Жизнь культурных растений протекает в постоянной взаимосвязи с окружающей средой, из которой они получают все необходимое для нормального роста и развития. В обмене веществ между растениями и окружающей средой важнейшим условием является корневое питание. В процессе его растения выносят из почвы различные элементы пищи, которые после сложных превращений идут на построение органов и тканей и их постоянное обновление.

В состав питательных веществ, поступающих из почвы в растение, входят азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, бор, медь, марганец, молибден, цинк и др. Некоторые зольные элементы могут поступать в растения не только через корневую систему, но и через листья.

Так как многие почвы в усвояемой форме содержат небольшое количество азота, фосфора и калия, то необходимо растения в первую очередь обеспечивать этими элементами, внося их с различными удобрениями. Большинство других элементов, поступающих в растения, непосредственно в состав органов и тканей не входит, по играет важную роль в их образовании. Такие элементы (катализаторы) ускоряют обмен веществ, определяют необходимое физико-химическое состояние содержимого клеток, способствуют передвижению по тканям органических веществ.

Каждый зольный элемент, находящийся в растениях, выполняет определенную физиологическую роль в их жизни. При недостатке одного из необходимых элементов питания растение не может нормально расти и развиваться. Избыток элементов пищи также угнетает растение. Поэтому в производстве не следует односторонне обогащать почву питательными веществами. Одностороннее применение их вызывает ускоренное поглощение избыточного элемента, внесенного с удобрениями, и понижает усвоение других.

Количество усваиваемых из почвы питательных веществ зависит от культуры, сорта, урожая и условий произрастания. Так, сахарная свекла выносит из почвы азота примерно в 2,5 раза, фосфора (Р205) более чем в 1,5 и калия (К 2 О) почти в 5 раз больше, чем озимая рожь.

Поглощение питательных веществ в период вегетации растений колеблется, что связано главным образом с их фазами роста и пластичностью — способностью расти и развиваться при различных условиях среды.

Корневое питание раетений зависит не только от внесенных r почву удобрений, но и от реакции ее среды, жизнедеятельности микроорганизмов, обработки, улучшающей водный, воздушный и тепловой режимы почвы, разложения дернины и корневых остатков.

Известны три типа питания растений: автотрофное, микотрофное и бактериотрофное. При автотрофпом питании растения поглощают из почвы окисленные минеральные соли в водном растворе. Этот тип питания является основным. Доказано, что растения могут нормально расти и давать урожай и в стерильных условиях, если они обеспечены необходимыми факторами жизни. Микотрофное питание растений осуществляется при участии микоризы (грибокорня). У некоторых растений, Главным образом вересковых, микориза (несовершенный гриб) может фиксировать свободный азот воздуха и передавать его растению.

По некоторым данным, микориза способствует усвоению растениями воды из почвы (микориза сосны) и отложению в их тканях дубильных веществ.

Микотрофный тип питания еще мало изучен. Значительно глубже установлена связь между растениями и почвенными бактериями. Питание растений, осуществляемое с помощью почвенных бактерий, называют бактериотрофным.

Первыми биологическую фиксацию азота открыли С. Н. Виноградский и М. С. Воронин. В 1894 г. С. Н. Виноградскому удалось выделить анаэробный фиксатор.

Наиболее яркая взаимосвязь и взаимозависимость установлена между бобовыми растениями и клубеньковыми бактериями. В чистом виде культуру клубеньковых бактерий получили в конце прошлого века Гельригель, Пражмовский и Бейериик. Они доказали, что бактерии способны фиксировать свободный азот воздуха и снабжать им бобовые растения. В 1901 г. Бейеринком был выделен азотобактер.

Обмен питательных веществ между растениями и бактериями осуществляется через сосудисто-волокнистые пучки клубеньков, соединенных с основными сосудами корня. Так как корни бобовых растений различаются между собой по химическому составу и другим признакам, они имеют различные виды клубеньковых бактерий. Например, на корнях люпина и сераделлы могут развиваться только приспособленные к этим культурам виды бактерий, а па корнях клевера и фасоли — другие. Имеют также свои, специфические виды клубеньковых бактерий люцерна с донником и горох с викой.

По данным Д. Н. Прянишникова, клевер оставляет в почве до 150 кг азота на гектаре, люцерна — 300, люпин — более 160. Меньше его накапливают однолетние бобовые растения: горох, вика, фасоль (60—100 кг на 1 га).

Биологически связанный азот усваивается растениями значительно лучше, чем минеральный. Этот вывод был сделан на основании опытов с люпином. Различная продуктивность отдельных видов клубеньковых бактерий обусловлена не только неодинаковой активностью их, но и мощностью корневой системы и количеством клубеньков на корнях.

Фиксация свободного азота клубеньковыми бактериями лучше всего протекает при достаточном доступе воздуха, оптимальной температуре и влажности, наличии органических веществ, кальция, фосфора и нейтральной или слабокислой реакции среды. Усиливают развитие бактерий и повышают урожай бобовых культур бор и молибден. В. Бренчали и X. Торитон (1925) установили, что при недостатке в почве в усвояемой форме бора в клубеньках не образуются сосудисто-волокнистые пучки, по которым происходит обмен веществ между растениями и бактериями. В результате растения не полностью обеспечивает клубеньковые бактерии углеводной пищей, и они слабо усваивают азот воздуха. Усиление активности клубеньковых бактерий от внесения молибдена связано с положительным влиянием /его на физико-химическое состояние и активность клеточных ферментов. Положительное действие молибдена на размножение клубеньковых бактерий выявлено исследованиями Образцовой (1937), Клинцаре, Креслиня (1961) и др.

В опытах А. Я. Клинцаре на дерново-среднеподзолистой почве молибден на неизвесткованном участке оказывал более положительное действие на развитие клубеньковых бактерий, чем на известкованном. У бора выявлена обратная закономерность.

Улучшает развитие клубеньков и применение нитрагина (инокуляция).

Клубеньковые бактерии образуются на корнях не только бобовых, но и некоторых небобовых растений, например ольхи. Они также способны усваивать азот воздуха и обеспечивать им растение.

По сообщению В. А. Межараупе, клубеньковые бактерии обнаружены на корнях и в ризосфере корневой системы многолетних злаковых трав (тимофеевка, райграс пастбищный, мятлик луговой, овсяница луговая). Развитию их способствуют главным образом корневые выделения луговых злаковых трав, особенно тимофеевки и райграса пастбищного.

< Предыдущая		Следующая >

agrofak.com

Типы питания растений — Bio-learn.com

Вы уже знаете, что для нормального роста и развития растениям необходима вода, минеральные и органические вещества.

Воду и минеральные вещества растение получает из почвы. А органические вещества зелёные растения сами создают из неорганических путём фотосинтеза.

Зелёное растение, используя энергию солнечных лучей, само создает органические вещества (в первую очередь сахар) из неорганических (углекислого газа и воды), выделяя при этом кислород. Так как основным поставщиком углекислого газа для фотосинтеза является воздух, то этот способ получения растением органических веществ называют воздушным питанием.

Фотосинтез всегда поддерживается корневым питанием — поглощением из почвы воды и минеральных солей. Без воды фотосинтез не происходит.

Корневое питание

Корневое питание растений также называют почвенным питанием, или минеральным питанием. Под ним понимают всасывание корнями растений воды и минеральных веществ из почвы. Вода и минеральные вещества необходимы для жизнедеятельности растения не меньше, чем органические вещества, которые образуются при фотосинтезе. Поэтому корневое питание очень важно. У водорослей нет корней, но они могут всасывать всей поверхностью своего тела, так как живут в воде или во влажной среде.

Не весь корень всасывает водный раствор из почвы, а только его одна зона. Эта зона называется зоной всасывания. Поверхность корня в зоне всасывания покрыта множеством мелких волосков. Их называют корневыми волосками. Они представляют собой выросты клеток. Обычно их размер не превышает нескольких миллиметров в длину. Корневые волоски живут не долго. В зависимости от вида растения от менее суток до пары недель. На смену отмершим волоскам появляются новые. Также из-за роста корней появляются новые зоны всасывания.

Корневые волоски плотно прилегают к частицам почвы и всасывают из нее водный раствор. Также на корневых волосках выделяется слизь, которая способствует растворению некоторых веществ в почве, после этого они могут поступать в корень.

Основная часть поступившего водного раствора по клеткам внутри зоны всасывания доходит до сосудов и далее под давлением поднимается в стебель. Здесь вода и минеральные вещества используются в различных процессах жизнедеятельности (фотосинтезе, испарении, образовании органелл клеток, росте и др.).

Некоторая часть воды и минеральных веществ используется в самом корне. Здесь синтезируется ряд органических веществ, в том числе витамины и гормоны. Для их синтеза также используется глюкоза, которая поступает из надземных частей растения, где образуется в процессе фотосинтеза. Таким образом, у растения корневое и воздушное питание взаимосвязаны.

Почвенное питание

У водорослей и мхов нет настоящих корней. У всех остальных растений они есть. С помощью корней осуществляют так называемое почвенное питание. По-другому его называют корневым питанием. С помощью почвенного питания растения поглощают воду и растворенные в ней минеральные вещества. Поглощается всё это из почвы. (Кроме почвенного, у растений есть воздушное питание, которое осуществляется в основном листьями. Воздушное питание представляет собой фотосинтез, в процессе которого из неорганических веществ образуются органические.)

Так как же корень растения осуществляет почвенное питание? Корень растения имеет четыре зоны. Самая нижняя (находящаяся на кончике корня) — это зона деления, где клетки корня делятся. Выше находится зона роста, здесь клетки растут. И уже выше зоны роста находится зона всасывания корня. Именно здесь корень всасывает воду и минеральные вещества из почвы. Самая верхняя зона корня — это зона проведения, по которой водный раствор поступает в стебель. Таким образом, в почвенном питании участвует не весь корень, а только его часть — зона всасывания.

Category: Царство Растения Метки: растения

bio-learn.com

Питание растений

Изучение процесса питания растений связано не только с разработкой научных основ сельского хозяйства, обеспечением сырьем пищевой и легкой промышленности, а и с проблемами охраны окружающей среды и раскрытием общих закономерностей природы. Для высших растений характерно наличие тканей, которым присуще автотрофное (листья, зеленые побеги, плоды) и гетеротрофное (корень, незеленые части растений) питание. Некоторые растения способны переходить от автотрофного к гетеротрофному типу питания (насекомоядные растения). Изучение питания растений имеет большое значение для правильного применения удобрений и увеличения эффективности плодородия почвы. Ухаживая за растениями, важно знать водный режим растений, осуществляющийся между растениями и окружающей средой, благодаря которой растения обеспечиваются водой в количестве, необходимом для их нормальной жизнедеятельности. Разные растения требуют разного уровня увлажнения почвы. По этому признаку растения делят на группы: ксерофиты, гидрофиты, мезофиты. Для создания соответствующего водного режима растений в районах с недостаточным количеством осадков применяют меры, направленные на накопление влаги и орошение, а в переувлажненных районах – осушение. Знание о механизме фотосинтеза растений дает возможность создавать условия для интенсивного фотосинтеза, влияющего на урожайность.

. Вивчення процесу живлення рослин пов’язано не тільки з розробкою наукових основ сільського господарства, забезпеченням сировиною для харчової і легкої промисловості, а й з проблемами охорони навколишнього середовища і розкриттям загальних закономірностей природи. Для вищих рослин характерним є наявність тканин, яким притаманне автотрофне (листя, зелені пагони, плоди) і гетеротрофне (корінь, незеленые частини рослин) харчування. Деякі рослини здатні переходити від автотрофного до гетеротрофному типом живлення (комахоїдні рослини). Вивчення живлення рослин має велике значення для правильного застосування добрив і збільшення ефективності родючості ґрунту. Доглядаючи за рослинами, важливо знати водний режим рослин, що здійснюється між рослинами і навколишнім середовищем, завдяки якій рослини забезпечуються водою в кількості, необхідній для їх нормальної життєдіяльності. Різні рослини потребують різного рівня зволоження ґрунту. За цією ознакою рослини ділять на групи: ксерофіти, гідрофіти, мезофіти. Для створення відповідного водного режиму рослин у районах з недостатньою кількістю опадів застосовують заходи, спрямовані на накопичення вологи і зрошення, а у перезволожених районах — осушення. Знання про механізм фотосинтезу рослин дає можливість створювати умови для інтенсивного фотосинтезу, впливає на врожайність.

Нужды растительного организма не ограничиваются водой, светом и углекислым газом. Кроме этого, для жизни растению абсолютно необходимы минеральные вещества, растворенные в воде. Без них растение не может расти, функционировать и плодоносить. К химическим элементам, наиболее необходимым для растений, относятся : N, P, Mg, Cl, Ca, S. Натрий входит в состав аминокислот; фосфор – в состав нуклеиновых кислот; магний – в состав хлорофилла; хлор, кальций, сера и многие другие элементы необходимы для поддержания жизнедеятельности не только растительных, но и любых других клеток. Растения получают микроэлементы из грунтового раствора. Особую потребность растительный организм испытывает в нитратах и фосфоре, поэтому недостаток этих элементов больше всего обозначается на росте и развитии растения. В разных частях земного шара почва имеет разный химический состав. Если почва, на которой выращиваются культурные растения, не содержит достаточного количества минералов, вегетативная масса растений и урожайность сильно снижаются. Тогда для восстановления урожайности в почву необходимо внести удобрения – вещества, содержащие минералы. Если количество удобрений чрезмерно, оно не используется растениями или накапливается в их тканях. Использование таких растений в пищу может привести к отравлению. Воздушное питание растений осуществляется с помощью фотосинтеза. Фотосинтез – это процесс преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей и синтеза органических соединений (углеводов) из неорганических (воды и углекислого газа). Основным фотосинтетическим пигментом высших растений является хлорофилл. По химической структуре различают несколько видов хлорофилла – a (содержится в хлоропластах всех зеленых растений и цианобактерий), b, c и d (присутствуют вместе с хлорофиллом a в клетках водорослей). Процесс фотосинтеза состоит из двух взаимосвязанных этапов световой и темновой фаз. Световая фаза происходит лишь при наличии света, с помощью фотосинтетических пигментов в тилакоидах хлоропластов. Реакции темновой фазы не требуют для своего осуществления света и происходят в строме хлоропластов. В световой фазе фотосинтеза происходит поглощение света молекулами хлорофилла и трансформация энергии света в химическую энергию АТФ и восстановленного НАНДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановленный). Эти процессы осуществляются белковыми комплексами, которые входят в состав тилакоидов хлоропластов. Одними из таких комплексов являются фотосистема 1 (ФС1) и фотосистема 2 (ФС2). В каждой фотосистеме выделяют три зоны: антенный комплекс, реакционный центр, первичные акцепторы электронов. Антенный комплекс состоит из хлорофилла b и вспомогательных пигментов. Он предназначен для улавливания энергии света и передачи ее на реакционный центр. К реакционному центру ФС1 и ФС2 относятся молекулы хлорофилла a. Процессы в световой фазе осуществляются по так называемой Z-схеме. Кванты света, попадая на ФС2 и передавая ей всю свою энергию, возбуждают электроны реакционного центра, которые передаются через цепь белковых переносчиков и теряют при этом энергию. Образованное вследствие выхода электронов вакантное место в ФС2 пополняется электронами, полученными во время фотолиза воды – реакции расщепления молекулы воды под действием кванта света с выделением протонов, электронов и кислорода. Вместе с тем в случае возбуждения реакционного центра ФС1 электрон передается через железосодержащие белки, также теряя при этом энергию. Часть энергии, которая выделилась, идет на ферментативное восстановление НАДФ+ к НАДФН. Вакантное место, которое образовалось в ФС1, занимается электронами, которые поступили с ФС2. Энергия, которая высвободилась во время прохождения электронов с ФС2 в ФС2, используется для синтеза АТФ с АДФ и неорганического фосфата. Образованные в результате фотохимических реакций АТФ и НАДФН используются для осуществления реакций темновой фазы, в которой происходит восстановление молекул СО2 к молекулам углеводов (глюкозы). Существуют разные способы восстановления СО2, наиболее распространенный из них – цикл Кальвина, присущий всем растениям. В процессе цикла Кальвина происходит фиксация атома Карбона СО2 для построения глюкозы (С6Н12О6) с рибулезо1,5 дифосфата (С5Н8О5Р2). Для синтеза 1 молекулы глюкозы в цикле Кальвина необходимо 12 молекул НАДФН и 18молекул АТФ, которые образовываются в результате фотохимических реакций фотосинтеза. Энергия для синтеза углеводов образовывается вследствие расщепления молекул АТФ, синтезированных во время прохождения электронов по компонентам ФС1 и ФС2. Образования в процессе цикла Кальвина глюкоза может потом расщепляться до пирувата и поступать в цикл Кребса.

Потреби рослинного організму не обмежуються водою, світлом і вуглекислим газом. Крім цього, для життя рослині абсолютно необхідні мінеральні речовини, розчинені у воді. Без них рослина не може рости, функціонувати і плодоносити. До хімічних елементів, найбільш необхідним для рослин, відносяться : N, P, Mg, Cl, Ca, S. Натрій входить до складу амінокислот; фосфор — в склад нуклеїнових кислот; магній — до складу хлорофілу; хлор, кальцій, сірка і багато інші елементи необхідні для підтримки життєдіяльності не лише рослинних, але і будь-яких інших клітин. Рослини отримують мікроелементи з ґрунтового розчину. Особливу потребу рослинний організм відчуває в нітратах і фосфор, тому недолік цих елементів найбільше позначається на рості і розвитку рослини. У різних частинах земної кулі ґрунт має різний хімічний склад. Якщо ґрунт, на якому вирощують культурні рослини, не містить достатньої кількості мінералів, вегетативна маса рослин і врожайність сильно знижуються. Тоді для відновлення врожайності в ґрунт необхідно вносити добрива — речовини, що містять мінерали. Якщо кількість добрив надмірно, воно не використовується рослинами або накопичується в їх тканинах. Використання таких рослин у їжу може призвести до отруєння. Повітряне живлення рослин здійснюється за допомогою фотосинтезу. Фотосинтез — це процес перетворення енергії сонячного світла в енергію хімічних зв’язків і синтезу органічних сполук (вуглеводів) з неорганічних (води та вуглекислого газу). Основним фотосинтетичним пігментом вищих рослин є хлорофіл. За хімічною структурою розрізняють кілька видів хлорофілу — a (міститься в хлоропластах всіх зелених рослин і ціанобактерій), b, c і d (присутні разом з хлорофілом a в клітинах водоростей). Процес фотосинтезу складається з двох взаємопов’язаних етапів світлової та темнової фаз. Світлова фаза відбувається лише за наявності світла, з допомогою фотосинтетичних пігментів у тилакоїдах хлоропластів. Реакції темнової фази не вимагають для свого здійснення світла і відбуваються в стромі хлоропластів. У світловій фазі фотосинтезу відбувається поглинання світла молекулами хлорофілу і трансформація енергії світла в хімічну енергію АТФ і відновленого НАНДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфат відновлений). Ці процеси здійснюються білковими комплексами, які входять до складу тилакоїдів хлоропластів. Одними з таких комплексів є фотосистема 1 (ФС1) і фотосистема 2 (ФС2). У кожній фотосистемі виділяють три зони: антенний комплекс, реакційний центр, первинні акцептори електронів. Антенний комплекс складається з хлорофілу b і допоміжних пігментів. Він призначений для уловлювання енергії світла і передачі її на реакційний центр. До реакційного центру ФС1 і ФС2 відносяться молекули хлорофілу a. Процеси в світловий фазі здійснюються за так званою Z-схемою. Кванти світла, потрапляючи на ФС2 і передаючи їй всю свою енергію, електрони збуджують реакційного центру, які передаються через ланцюг білкових переносників і втрачають при цьому енергію. Утворене внаслідок виходу електронів вакантне місце в ФС2 поповнюється електронами, отриманими під час фотолізу води — реакції розщеплення молекули води під дією кванта світла з виділенням протонів, електронів і кисню. Разом з тим у разі порушення реакційного центру ФС1 електрон передається через залізовмісні білки, також втрачаючи при цьому енергію. Частина енергії, яка виділилася, йде на ферментативне відновлення НАДФ+ до НАДФН. Вакантне місце, яке утворилося в ФС1, займається електронами, які надійшли з ФС2. Енергія, що вивільнилася під час проходження електронів з ФС2 в ФС2, використовується для синтезу АТФ з АДФ і неорганічного фосфату. Утворені в результаті фотохімічних реакцій АТФ і НАДФН використовуються для здійснення реакцій темнової фази, в якій відбувається відновлення молекул СО2 до молекул вуглеводів (глюкози). Існують різні способи відновлення СО2, найбільш поширений з них — цикл Кальвіна, властивий всім рослинам. В процесі циклу Кальвіна відбувається фіксація атома Карбону СО2 для побудови глюкози (С6Н12О6) з рибулезо1,5 діфосфату (С5Н8О5Р2). Для синтезу 1 молекули глюкози в циклі Кальвіна необхідно 12 молекул НАДФН і 18молекул АТФ, які утворюються в результаті фотохімічних реакцій фотосинтезу. Енергія для синтезу вуглеводів утворюється внаслідок розщеплення молекул АТФ, синтезованих під час проходження електронів по компонентам ФС1 і ФС2. Утворена в процесі циклу Кальвіна глюкоза може розщеплюватися до пірувату і надходити в цикл Кребса.

profmeter.com.ua

Способы питания, характерные для бактерий, грибов, растений и животных

Все живые организмы питаются. Питание — это процесс получения организмом питательных веществ и энергии. И то и другое организмы получают из пищи и используют ее как источник энергии и веществ, необходимых для поддержания их высокоупорядоченной структуры, роста и других процессов жизнедеятельности. В пище содержатся органические вещества (прежде всего углеводы, а также липиды и белки), которые и являются источником энергии.

Живые организмы различаются по тому какую пищу они Используют. Многие организмы способны сами синтезировать питательные вещества. Такие организмы называются автотрофами (от гр. autos — сам, trophe — пища, питание). Другие организмы используют в качестве пищи готовые органические вещества (в том числе углерод органического происхождения). Такие организмы называются гетеротрофами (от гр. heteros — иной, разный). В отличие от гетеротрофов, автотрофы сами синтезируют органические вещества из простых неорганических соединений (источником углерода для них является атмосферный диоксид углерода).

Для осуществления процессов синтеза органических веществ необходима энергия. Автотрофные организмы могут синтезировать органические вещества за счет энергии солнечного света. Такие организмы называются фототрофами (от гр. photos — свет). Фототрофами являются практически все растения, зеленые протисты и некоторые бактерии (цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии).

Организмы, которые для осуществления синтеза органических веществ используют энергию окисления некоторых химических веществ, называются хемотрофами. К хемотрофам относятся некоторые бактерии (железобактерии, бесцветные серобактерии, нитрифицирующие бактерии).

Гетеротрофы используют в пищу готовые органические вещества, из которых они извлекают энергию, необходимую для жизнедеятельности, специфические атомы и молекулы, идущие на поддержание и возобновление клеточных структур и новообразование протопласта в процессе их роста. Вместе с пищей гетеротрофы получают также коферменты и витюлины, которые не синтезируются в их организме. К гетеротрофам относятся все животные, грибы, большинство бактерий, небольшая группа растений. Некоторые бактерии, например несерные пурпурные, содержат бактериохлорофилл и способны к фотосинтезу, при этом солнечную энергию они могут использовать для построения собственных органических веществ не из диоксида углерода, а из других сложных органических соединений. Такие бактерии называются фотогетеротрофами.

Способы добывания и поглощения пищи у гетеротрофных организмов весьма разнообразны, но путь превращения питательных веществ у большинства из них очень сходен. По существу, это превращение состоит из двух процессов: расщепление макромолекул на более простые (мономеры) — переваривание, всасывание простых молекул и их транспорт ко всем клеткам и тканям организма.

Известно несколько типов гетеротрофного питания. Основными из них являются: голозойный, сапротрофный, симбиотический и паразитический.

Голозойный тип питания характерен для большинства многоклеточных животных. При этом типе питания организм захватывает и направляет пищу внутрь тела, где она переваривается, всасывается и усваивается. Этот тип питания свойственен и некоторым одноклеточным (например, амебе), осуществляющим фагоцитоз и пищеварение в фаголизосомах.

Голозойный способ питания состоит из следующих процессов: поглощение пищи, ее переваривание (ферментативное расщепление), всасываний и транспорт простых органических веществ к клеткам и тканям, ассимиляция (использование молекул клеткой для получения энергии и синтеза собственных органических веществ), экскреция (выделение из организма в окружающую среду непереваренных остатков пищи).

Сапротрофный тип питания характерен для организмов, использующих мертвый или разлагающийся органический материал. Многие сапротрофы выделяют ферменты непосредственно на продукты питания, которые под воздействием этих ферментов подвергаются расщеплению. Растворимые конечные продукты такого внеорганизменного переваривания всасываются и ассимилируются сапротрофом. К сапротрофам относятся грибы и многие бактерии.

Симбиотрофный тип питания характерен для симбиотических организмов. Например, растительноядные жвачные животные дают приют многочисленным протистам, способным переваривать целлюлозу. Последние могут существовать только в анаэробных условиях, подобных тем, которые имеются в пищеварительном тракте животных. Протисты расщепляют содержащуюся в пище хозяина целлюлозу, превращая ее в более простые соединения.

При паразитическом способе питания организмы получают органические вещества от организма-хозяина. Паразитический способ питания характерен для некоторых бактерий (дифтерийная и столбнячная палочки, стафилококк, холерный вибрион и др.), протистов (малярийный плазмодий, дизентерийная амеба, лейшмании, трихомонады, лямблии), животных (сосальщики, ленточные черви, аскариды и др.), высших растений (повилика европейская, заразиха, Петров крест и др.).

Существует группа организмов, которые нельзя всецело отнести по типу питания ни к автотрофам, ни к гетеротрофам. В зависимости от условий обитания они могут себя вести по-разному. На свету такие организмы ведут себя как типичные автотрофы, но, если имеется источник органического углерода, они ведут себя как гетеротрофы. Эту группу составляют автогетеротрофные протисты (в первую очередь эвгленовые).

Таким образом, по типу питания подавляющее большинство растений (за исключением растений-паразитов) являются автотрофами, все животные и грибы являются гетеротрофами, бактерии — гетеротрофы и автотрофы.

jbio.ru

Выберите организмы, для которых характерен гетеротрофный тип питания:

5) дождевой червь

Дождевой червь и мухомор (т. к. грибы — гетеротрофы)

гетеротрофы: кукушка, червь, мухомор. хламидомонада смешанный вроде тип питания имеет (гетеро+ авто) растения -автотрофы

1, 2, 4, 5. ведь хламидомонада питается растворенными в воде органическими веществами, всасывая их, у грибов питание всегда гетеротрофное. ну а кукушка и дождевой червь сомнения не вызывают

touch.otvet.mail.ru

какие особенности питания и движения характерны для животных? а какие для растений?

Животные склонны к движению, поиску и захвату пищи. Не двигаются сами — двигают среду вокруг себя. Растения стремятся увеличить площадь захвата солнечной энергии, для активных движений энергии маловато. Потому неограниченный рост. Разумеется, есть исключения. Например, губки среди животных и паразитические растения.

для растений характерны настии и тропизмы (движения).

Передвижение: животные активно передвигаются, они не прикреплены к какому-либо месту. Растения же не могут так быстро и активно двигаться и также у растений выделяют несколько видов движений: —настии — движение растений, как реакция на раздражитель внешней среды, например движение подсолнечника вслед за солнцем —тропизм — например когда трогаешь некоторые растения, то они реко сворачивают листочки, то есть это реакция на направленный раздражитель ____________________питание: у большинства растенйи оно автотрофное, то есть они из неорганических веществ создают органические и ими же питаются (так же есть хищные растения, котоыре моргут ловить мух и др насекомых) у животных же тип питания — гетеротрофный, то есть они берут себе питательные вещесвта из окружающей природы

Животные склонны к движению, поиску и захвату пищи. Не двигаются сами — двигают среду вокруг себя. Растения стремятся увеличить площадь захвата солнечной энергии, для активных движений энергии маловато. Потому неограниченный рост. Разумеется, есть исключения. Например, губки среди животных и паразитические растения

touch.otvet.mail.ru