Свет как экологический фактор. Светолюбивые и тенелюбивые растения. Значение света в процессе фотосинтеза.

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 8

Для зеленых автотрофных растений свет является одним из важнейших факторов жизни, поскольку представляет им необходимую лучистую энергию для фотосинтеза, т. е. участвует в образовании органических веществ, необходимых для роста и развития. Кроме того, свет оказывает непосредственное влияние на рост, на многие процессы дифференциации в клетках и тканях, на само органообразование. Для жизни растений важно, что в процессе фотосинтеза они продуцируют больше веществ, чем необходимо для покрытия расходов на дыхание, т. е. образуется положительный баланс веществ, без которого немыслим рост и существование растения.

Светолюбивыерастения - гелиофиты, растения, произрастающие на открытых местах и не выносящие длительного затенения; для нормального роста им необходима интенсивная солнечная или искусственная радиация. Взрослые гелиофиты, как правило, более светолюбивы, чем молодые экземпляры.

К светолюбивым растениям относятся как травянистые (подорожник большой, кувшинка и др.), так и древесные (лиственница, акация и др.) растения, ранневесенние - степей и полупустынь, а из культурных — кукуруза, сорго, сахарный тростник и др. Древесные или кустарниковые гелиофиты образуют обычно разреженные посадки.

Листья – равносторонние, узкие блестящие; побеги короткие; есть волоски. Приспособленность к интенсивному освещению обеспечивается особенностями морфологии и физиологии светолюбивых растений. У них обычно довольно толстые листья с мелкоклеточной столбчатой и губчатой паренхимой и большим числом устьиц, нередко расположенные под большим углом к свету (иногда почти вертикально); лист блестящий (за счёт развитой кутикулы) или с опушением.

У светолюбивых растений кожица не содержит хлорофилла, и устьица находятся на нижней поверхности листа. У Пеларгонии (герань), фиалки и ряда других растений, есть волоски, которые рассеивают, яркий прямой свет тем самым защищают листья от перегрева. В клетках световых листьев много мелких хлоропластов, расположенных вдоль стенок – это объясняет цвет листьев.

У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Характерно большое число устьиц, которые сосредоточены в основном на нижней стороне листа. По сравнению с тенелюбивыми растениями у гелиофитов значительно выше содержание хлоропластов в клетках листа. За счёт этого обеспечивается высокая интенсивность фотосинтеза - отличительная черта гелиофитов. Другим морфологическим отличием от тенелюбивых растений является большее содержание хлорофилла на единицу площади и меньшее - на единицу массы листа.

Светолюбивые растения (гелиофиты) часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями.

Интенсивность фотосинтеза достигает максимума при полном солнечном освещении. У особой группы растений – гелиофитов, у которых фиксация СО2 идет путем С4-дикарбоновых кислот, световое насыщение фотосинтеза не достигается даже при самой сильной освещенности. Это растения из засушливых областей (пустынь, саванн).

Теневыносливые растения - растения (древесные, многие травянистые под пологом лиственных пород, тепличные и др.), выносящие некоторое затенение, но хорошо развивающиеся и на прямом солнечном свету. С возрастом, а также в высоких широтах, горах, в более сухом климате теневыносливость понижается. Ряд растений под пологом леса (например, копытень, сныть и др.) ранней весной, до распускания листьев древесного яруса, физиологически светолюбивы, а летом, при сомкнувшемся пологе, - теневыносливы. Физиологически теневыносливые растения характеризуются относительно невысокой интенсивностью фотосинтеза.

Теневыносливые растения (сциофиты) - постоянно находятся в условиях сильного затенения. Листья теневыносливых растений имеют ряд анатомо-морфологических особенностей: слабо дифференцирована столбчатая и губчатая паренхима, характерны увеличенные межклеточные пространства - клетки содержат небольшое число (10-40) хлоропластов, величина поверхности которых колеблется в пределах 2-6 см2на 1 см2 площади листа. Эпидермис довольно тонкий, однослойный, клетки эпидермиса могут содержать хлоропласты (чего никогда не встречается у гелиофитов). Кутикула обыкновенно тонкая. Устьица обычно размещены на обеих сторонах листа с несущественным преобладанием на оборотной стороне (у светолюбивых растений, как правило, на лицевой стороне устьица отсутствуют или расположены преимущественно на оборотной стороне). По сравнению с гелиофитами у теневыносливых растений значительно ниже содержание хлоропластов в клетках. Листья теневыносливых растений тонкие, клетки и хлоропласты в них крупные.

Внешний облик теневыносливых растений также отличается от светолюбивых. Теневыносливые растения обычно обладают более широкими, более тонкими и мягкими листьями, чтобы улавливать больше рассеянного солнечного света. По форме они обычно плоские и гладкие. Характерно горизонтальное расположение листвы (у гелиофитов листья нередко расположены под углом к свету) и листовая мозаика. Лесные травы обычно вытянуты, высоки, имеют удлинённый стебель.

Покой растений. Виды покоя. Подготовка к зимнему покою.

Покой растений — такое состояние, при котором видимый рост их не происходит. Растения переходят в состояние покоя, когда появляются неблагоприятные для роста условия; способность переходить в состояние покоя выработалась у растений в процессе эволюции.

В безводный период на юге (летние засухи) растения переходят в покой. Он способствует перенесению растениями засухи. В средней полосе зимой снижается температура; растения на это также отвечают покоем, который в данном случае является формой перенесения растением неблагоприятных условий зимы.

В период покоя большинство физиологических процессов в растении приостанавливается, а некоторые из них прекращаются. В то же время в растении происходят биохимические процессы, характерные для состояния покоя.

Листопадные растения осенью сбрасывают листья или все надземные органы и переходят в состояние полного покоя. Корневая система, находясь в более благоприятных условиях температуры, продолжает расти до глубокой зимы, а иногда и дольше.

Виды покоя:
1)Различают органический (глубокий) и вынужденный покой.

-В состоянии органического покоя растения не переходят к вегетации даже при благоприятных условиях. Для изменения такого состояния растений требуется определенное время, в течение которого происходят сложные биохимические и физиологические процессы. Только после этого растение может возобновить рост. Так, многие луковичные растения (гиацинты, нарциссы, тюльпаны и др.), растущие весной, переходят в начале лета в состояние органического покоя, в котором и находятся приблизительно до середины зимы. Органический покой обусловлен наследственными свойствами растений, сложившимися в процессе эволюции под влиянием условий жизни.

-Вынужденный покой вызывается отсутствием благоприятных условии для роста. При наличии этих условий вынужденный покой прекращается.

2) Покой может быть предварительным или полным.

- При предварительном покое растение подготавливается к полному покою — листья еще не облетели, происходит фотосинтез, транспирация и дыхание протекают интенсивно.

-При полном покое растение листьев не имеет, фотосинтез не происходит, транспирация и дыхание протекают слабо.

По отношению к покою декоративные растения можно подразделить на растения, которые при благоприятных условиях для роста не имеют периода покоя (например, традесканции, циперус, кливия, офиопогон и др.); и на растения, имеющие обязательный период покоя в течение года (например, орхидеи, глоксинии, сирени и т. д.). Без прохождения покоя эти растения в дальнейшем не могут расти и развиваться. На растения, для которых состояние покоя необязательно, они могут расти в течение всего года (амариллисы, зефирантесы, кринумы и др.).

На длительность периода покоя влияют различные внешние факторы: температура, влажность почвы, интенсивность освещения и др. Продолжительность периода покоя можно изменять воздействием на растение различных химических веществ.

В период общего роста растения отдельные его органы могут находиться в состоянии покоя. Например, пазушные почки, образующиеся весной и в первой половине лета, пройдя только эмбриональный этап своего развития, переходят в состояние покоя. При удалении верхушечных растущих почек, обрывании листьев пазушные почки, находившиеся в покое, начинают расти. Более длительным покоем обладают спящие почки.

Покой у растений, физиологическое состояние растений, при котором у них резко снижаются скорость роста и интенсивность обмена веществ; возникло в ходе эволюции как приспособление для переживания неблагоприятных условий среды в различные периоды жизненного цикла или сезона года. Покоящиеся растения устойчивее к морозам, жаре, засухе. В состоянии покоя могут находиться растения в целом (зимой), их семена, почки, клубни, корневища, луковицы, споры и др. При переходе в состояние покоя образуются ткани, изолирующие растение или его органы от среды, а также происходят глубокие физиолого-биохимические изменения в клетках, приводящие к обособлению в них протоплазмы, обогащению липидами, углеводами, обезвоживанию, изменению соотношения между ингибиторами и стимуляторами роста.

3) Различают глубокий и вынужденный покой.

-Первый обусловлен определённым сочетанием внутренних факторов и их взаимодействием со средой,

- второй — резкими отклонениями внешних факторов от нормальных условий жизни.

Иногда выделяют органический покой, который связывают с изменениями в нуклеиновом и белковом обмене; выход из такого покоя обусловливает нормальный рост растений и семян весной. Глубокий покой связывают с закаливанием растений и их морозоустойчивостью. Состояние покоя относительно и внешне не всегда легко обнаруживается (например, летом во внешне не меняющихся почках и луковицах).

Подготовка к зимнему покою.

В это время обмен веществ у растения заторможен, прекращается и видимый рост. Но процессы жизнедеятельности продолжаются, хотя и в замедленном темпе. Например, накопленный за лето крахмал, превращается в сахара и жиры, дающие питание растению. В состоянии зимнего покоя в растениях происходит интенсивная деятельность образовательной ткани или меристемы, которая преобразуются в новые клетки и ткани.

Этот период очень важен для растений. Именно в это время закладываются зачатки листьев в вегетативных почках и элементы цветков – в цветочных почках. Это позволяет растению в весенний период быстро перейти к активной фазе жизнедеятельности. Поэтому для всех многолетних форм растений, период покоя является необходимым условием нормального роста в период вегетации.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78