1. Физиология растений как наука (предмет, задачи, методы).

Физиология растений – наука, которая изучает процессы жизнедеятельности и функций растительного организма на всем протяжении его онтогенеза при всех возможных условиях внешней среды; наука об организации, управлении и интеграции функциональных систем в растительном организме; наука о функциональной активности растительных организмов.

Объектом изучения физиологии растений служит разнообразный мир растений. Предметом физиологии являются функции растений, функциональные системы, обеспечивающие программы роста и развития.

Задачи. В задачи физиологии растений входят раскрытие сущности процессов, протекающих в растении, установление их взаимной связи, изменения под влиянием среды механизмов их регуляции.

Главная задача физиологии растений – раскрытие сущности процессов жизнедеятельности растительного организма в онтогенезе в различных условиях среды с целью управления ходом роста и развития растений, формированием урожая и его качеством.

Методы. Физиология растений - наука экспериментальная. Основной метод познания функций, процессов явлений жизнедеятельности растений в физиологии – эксперимент, опыт. Для изучения физико-химической, сути функций, процессов в физиологии растений применяют: лабораторно-аналитический, вегетационный и полевой методы исследований, методы меченых атомов, световой и электронной микроскопии, электрофореза, хроматографического анализа, ультрафиолетовой и люминесценсной микроскопии. Кроме того, используют фитотроны и лаборатории искусственного климата, в которых выращивают растения и проводят опыты в условиях определенного состава воздуха, нужной температуры и освещения.

5. Липиды : природа, физические и химические свойства, функциональная роль.

Липиды – это соединения нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях. В состав липидов входят насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Липиды мембран относятся к фосфо- и гликолипидам.

Фосфолипиды- это сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты. В фосфолипидах две – ОН – группы связаны с жирными кислотами, а третья – ОН – группа присоединена к фосфорной кислоте. Фосфат, в свою очередь, соединяется с другими небольшими гидрофильными группами – остатками холина, серина или этаноламина. В результате молекула фосфолипида состоит из двух частей: полярной <<головки>>, часто несущей отрицательный электрический заряд, и двух гидрофобных <<хвостов>>. Хвосты состоят из остатков жирных кислот ; длина хвоста – 14-24 атома углерода. Фосфолипиды наиболее распространены, они входят в состав всех мембран и составляют от 40 до 90% общего количества липидов в мембране.

Гликолипиды – это продукты соединения липидов с углеводами. Как и у фосфолипида, молекула гликолипида содержит два длинных гидрофобных хвоста и полярную головку, содержащую один или более остатков сахаров и не содержащую фосфат.

Соединения, содержат как сильно гидрофобные так и сильно полярные группы, называются амфипатическими. Когда амфипатические молекулы находятся в водном окружении, они стремятся расположится так, чтобы их гидрофибные хвосты были спрятаны от молекулы воды, а гидрофибные головки оказались в воде.

Липиды выполняют в мембране структурную функцию, влияют на расположение белковых молекул, определяют проницаемость мембран и осмотические свойства клетки и органелл. Они оказывают влияние также на активность мембранно- связанных ферментов.

Гликолипиды могут являтся рецепторами.

2. Клетка как структурная и функциональная единица живой материи.

Клетка — элементарная живая система и основная форма организации живой материи: она усваивает пищу, способна существовать и расти, может разделиться на две, каждая из которых содержит генетический материал, идентичный исходной клетке. Клетка — это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живого. 

Основа клеточной теории: клетка — основная структурная единица теории и единица развития живых организмов; ядро — основная составляющая клетки; клетки размножаются только делением; всем клеткам присуще мембранное строение; клеточное строение — свидетельство единого происхождения растительного и животного мира.

Типы клеточной организации.

Все клетки живых организмов подразделяются на два вида с учетом их строения и функций в живых организмах: прокариоты (лат. pro — перед и греч. karyon — ядро), или предъядерные клетки, и эукариоты(греч. еу — полностью, хорошо и karyon — ядро) .

Простейшие организмы, представленные одной или небольшим числом клеток, состоят из клеток прокариотов. Прокариоты (доядерные) - это мелкие (около 1 мкм) клетки гораздо меньше эукариотных. В клетках прокариотов нет оформленного ядра и ядерной оболочки. Генетический материал ДНК - лежит свободно в цитоплазме. Эта часть клетки носит название «нуклеотид». Прочие функциональные блоки тоже представлены небольшими макромолекулярными комплексами без оболочек. К прокариотам относятся все бактерии и так называемые сине-зеленые водоросли. Клетки бактерий и сине-зеленых водорослей не имеют мембранных органелл, присущих эукариотам (ЭР, комплекса Гольджи, митохондрий, пластид, дисозом). Единственной внутренней мембранной структурой является мезосома, о функциональном значении которой нет единого мнения. Полагают, что она участвует в процессах дыхания. Большинство клеток прокариотов имеют размер около 1 —5 мкм. Средний размер эукариотической клетки имеет диаметр около 25 мкм (1 мм—103 мкм или 109 нм). Таким образом, в эукариотическую клетку может поместиться более 10 тысяч бактерий. 

Эукариоты (с настоящим ядром) - крупные (10-50 и более мкм) клетки, в которых ДНК в форме хромосом заключена в ядре и большинство рабочих структур, ферментов организовано в изолированных органоидах (или органеллах). Все эукариотические клетки имеют одинаковое строение: ядро с оболочкой, цитоплазма с органоидами и оболочка.  Изолирующую роль для ядра и органоидов (органелл) выполняют такие же липидно-белковые мембраны, как и мембрана клеточной поверхности. Эукариотную организацию имеют одноклеточные простейшие (амеба, инфузория и другие) и клетки многоклеточных организмов: грибов, растений, животных, включая человека. 

Строение и функции основных органелл клетки Органеллы — это рабочие субстанции клетки, выполняющие те или иные функции: производят энергию или приводят клетку в движение, служат для разделения клетки на области (или для выделения внутри нее областей) с разными условиями и содер­жат разные наборы молекул. К органеллам относятся ядро, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, лизосомы, митохондрии, жгутики, комплексы Гольджи, хлоропласты. Ядро содержит полимерные молекулы дезоКсирибонуклеиновой кислоты (ДНК), в которой закодирована вся информация о дан­ном виде, и является хранителем генетической информации. В ря­де одноклеточных организмов, называемых прокариотическими, ядро может отсутствовать. Роль хранителя генетической информа­ции в них играет нуклеотид, не имеющий оболочки и состоящий из одной ДНК размером 1—5 мкм. Клетки, имеющие четко выра­женные ядра, отделенные мембраной от остальной цитоплазмы, называются эукариотическими, их размер — 10—50 мкм. Размеры органелл составляют от 20 нм до 5 мкм (рибосомы —20 нм, ядра, митохондрии, хлоропласты - 1—5 мкм). Ядро — основная часть клетки. От остальной части цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой, состоящей из двух слоев плазматической мембраны. Наружная мембрана переходит непосредственно в эндоплазматический ретикулум. В ядре различают ядрышко, кариоплазму и хроматин.  ^ Ядрышко – сферическая структура, ее функция – синтез РНК, из которой состоят….рибосомы. Кариоплазма — жидкая фаза ядра, в которой находятся растворенные продукты жизнедеятельности. Иногда вместо термина «хромосома» используют термин «хроматин». Оба термина являются синонимами. Выделяют две формы хроматина.

 Эухроматин представляет собой активно работающую и потому не спирализованную ДНК, невидимую в световой микроскоп. Гетерохроматин – не экспресирующая конденсированная ДНК, видимая в световой микроскоп в виде глыбок, расположенных главным образом по периферии ядра. Ядру, содержащему хромосомы (с ДНК), принадлежит ведущая роль в явлениях наследственности. Главными функциями ядра являются: 1. Хранение генетической информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления. 2. Контроль жизнедеятельности клетки путем определения, какие белки и в каких количествах должны синтезироваться.

Эндоплазмотическая сеть.

Представляет собой сложную систему цистерн и каналов, отходящих от ядра и пронизывающих всю цитоплазму. Цистерны- это расширения каналов. Стенки каналов состоят из мембран. Каналы и цистерны заполнены жидкостью – энхилемой, содержащей белки и др соед. На стенках некоторых каналов располагаются рибосомы, поэтому поверхность мембраны в этом месте становится шероховатой. Такие мембраны называют гранулярными. Образовавшиеся на рибосомах белки могут проникать в энхилему. Количество каналов и цистерн зависит от физиологической активности клетки. В неблагоприятных условиях число цистерн увеличивается. Каналы эндоплазмотической сети входят в состав плазмодесм и соединяют клетки друг с другом. По этим каналам вещества могут передвигаться внутри клетки и между клетками. Эндоплазматический ретикулум участвует в синтезе белков, липидов,стеролов,терпеноидов, некоторых жирных кислот , в детоксикации вредных веществ. В нем находятся запас ионов, например кальция.

Аппарат Голъджи (пластинчатый комплекс) пред­ставляет собой стопку из 5—30 уплощенных канальцев (цистерн), которые связаны друг с другом многочисленными пузырьками, отшнуровывающимися от ЭР. С помощью этих пузырьков, выполняющих транспортные функции, молекулы вещества, предназначенные для удаления из клетки и упакованные в гранулы, выводятся за пределы клетки.

У него вы­деляют наружную, обращенную к плазмалемме, и внут­реннюю, соединенную с ЭР, поверхности. Функция дан­ного органоида — транспорт и химическая модифика­ция поступающих в него веществ. Кроме того, пластин­чатый комплекс содержит собственные системы синтеза сложных углеводов из простых сахаров. Аппарат Гольд­жи представляет собой динамическую структуру, участву­ющую в потоке клеточных мембран. Он является проме­жуточным звеном между мембранами ЭР и плазмалеммой (наружная часть комплекса расходуется в процессе отшнуровывания пузырьков, а внутренняя постепенно формируется эндоплазматическим ретикулумом). Стопки АГ обладают прецизионной внутренней структурой из трех отделов, специализирующихся на разных типах модификации белков. Белок, проходя через них, химически модифицируется в соответствии со своим предназначением, белки сортируются и отправляются по нужному адресу. АГ наиболее ярко выражен в железистых тканях, поэтому посчитали, что он связан с железами внутренней секреции. В пузырьках накапливаются вещества, которые синтезируются и транспортируются по сети. В АГ эти вещества подвергаются химическим превращениям, потом упаковываются в мембранные пузырьки и выбрасываются из клеток в виде секретов.  В структуре АГ образуются лизосомы. В железистых клетках неподалеку от диктосом, на которые может распадаться структура АГ, особенно много митохондрий. 

Лизосомы — представляют собой маленькие пузырики (с диаметром около 1 мкм), окруженные мембраной. Форма и размер лизосом различны. Внутри находится энхилема, содержащая гидролитические ферменты. В определенный момент жизни клетки эти ферменты могут выходить из лизосом и разрушать внутриклеточные структуры, выполнившие свои функции. Образование и функционирование лизосом связано с эндоплазмотической сетью и Аппаратом Гольджи.

Митохондрии (отгреч. mitos — нить + chondrion — зернышко, крупинка) — в большинстве случаев палочко­видной формы органоиды, размером несколько мкм. Митохондрии наблюдали в световой микроскоп как самые крупные клеточные органеллы. Их содержимое — матрикс, окружено двумя мембранами. Внутренняя образует многочисленные гребневидные складки, называемые кристами.

Митохондрии содержат мультиферментные системы, рибосомы и не­большое количество ДНК, чаще всего в виде кольцевых молекул. Они входят в состав любой клетки, по строению похожи на клетки прокариот, имеют округлую форму, а при соединении нескольких рядом могут выглядеть как нити длиной менее 1 мкм. Внутри митохондрий находятся окислительные ферменты, РНК, небольшое количество ДНК, чаще всего в виде кольцевых молекул, и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических.  Митохондрии называют «энергетическими стан­циями» клетки, так как в них образуются молекулы АТФ, аккумулирующие энергию в виде химических свя­зей. Митохондрии способны размножаться путем деле­ния или отшнуровывания мелких фрагментов. Количе­ство их в клетке зависит от функционального состояния и энергетических потребностей.

Жгутики — белковые органеллы, отходя­щие от поверхности клетки в виде вытянутых отростков длиной 1—20 мкм. С помощью жгутика клетка перемещается в жидкой среде. Т.е. это органоиды движения

Пластиды – органеллы, окруженные оболочкой, состоящей из двух мембран. Образуются из пропластид – мелких телец, находящихся в меристематических клетках корней и побегов. В пластидах различают более или менее развитую мембранную систему и внутреннее содержимое, представленное гомогенным веществом – строму. По типу содержащихся в них пигментов пластиды делятся на хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Хлоропласты (от греч. chloros — зеленый + plastos — вылепленный, образованный) — особые органеллы в растительных клетках, в которых протекает процесс фотосинтеза). Пигмент, окрашивающий их в зеленый цвет и поглощающий энергию солнечного света, названхлорофиллом (от греч. ...phyllon — лист). При его участии хлоропласты синтезируют из воды и двуокиси углерода глюкозу — основное органическое вещество, которым питается все живое. Без процесса фотосинтеза вряд ли была бы возможна жизнь. С помощью электронного микроскопа установлено, что хлоропласт окружен двойной мембранной оболочкой, как и митохондрии. В ней заключено основное вещество — строма (от греч. stroma — подстилка), заполненная множеством пластинчатых структур — ламелл, которые расположены парами, на концах слипаются и окружают каждую цистерну, в хлоропластах сильно утолщены. В строме видны и крупные белые гранулы — крахмальные зерна; значит, здесь продукт фотосинтеза — глюкоза — сразу же переводится в нерастворимый крахмал. Выяснение связи структуры хлоропластов с их функциями важно для осуществления реакции фотосинтеза «в пробирке» и возможности управлять этим процессом, что явится одним из шагов на пути избавления человечества от забот о пропитании.Как и митохондрии, хлоропласты содержат рибосомы и собственную ДНК и обладают способностью делиться. Помимо основной функции этих пластид (осуществление фотосинтеза) они участвуют в синтезе аминокислот и жирных кислот и служат хранилищем временных запасов крахмала. Хромопласты – пластиды, содержащие пигменты каратиноиды, придающие им красную, желтую и оранжевую окраску. Могут развиваться из хлоропластов, которые при этом теряют хлорофилл и внутренние мембрановые структуры и накапливают каратиноиды. Эти явления происходят при созревании плодов. В цветах яркая окраска хромопластов может служить для привлечения насекомых. Лейкопласты – непигментные, и, следовательно, бесцветные пластиды. Некоторые из них синтезируют и накапливают крахмал (аминопласты), другие способны к образованию и запасанию липидов и белков (элайопласты и протеинопласты). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты.

6.Углеводы: природа, физические и химические свойства, функциональная роль.

Углеводами или, сахарами называют, соединения с общей формулой (СН₂О)_n,являются альдегидоспиртами или кетоспиртими. Углеводы подразделяют на моно- , ди- и полисахариды.

Моносахариды, или простые сахара , чаще всего состоят из пяти (пентозы ) или шести (гексозы) атомов углерода и имеют соответственно формулу (СН₂О)₅ и (СН₂О)₆ . Наиболее распространенным простым сахаром является шестиуглеродный сахар глюкоза, это исходный мономер, из которого построены многие полисахариды. Глюкоза является также главным источником энергии в клетке. Пентозы (рибоза и дизоксирибоза) входят в состав нуклииновых кислот т АТФ.

В молекуле дисахаридов объединены два простых сахара. Наиболее известными представителями сахаридов является сахароза, или пищевой сахар, молекула которого состоит из молекул глюкозы и фруктозы.

Молекулы полисахаридов представляют собой длинные цепи, построенные из многих моносахаридных единиц, причем цепи, могут быть как линейными так и разветвленными. Большинство полисахаридов содержат в качестве мономеров повторяющихся видов, поэтому они не могут выполнять роль информационных биополимеров.

В живой материи содержится огромное количество углеводов. Это связано в первую очередь с широким распространением двух полисахаридов: крахмала и целлюлозы. Крахмал содержится в больших количествах в растениях. Он является той формой полисахарида, в которой запасается топливо. Целлюлоза – это главный компонент внеклеточных волокнистых и одревесневших растительных тканей. Полисахариды входят в состав жестких стенок растительных клеток. Таким образом, углеводы выполняют в клетке две основные функции: энергетическую и строительную.

 

Физико-химические свойства углеводов. Благодаря обилию полярных (гидроксильных, карбонильной и др.) групп в молекулах моносахаридов они хорошо растворимы в воде и нерастворимы в неполярных органических растворителях (бензоле, петролейном эфире и др.). Способность к таутомерным превращениям обычно затрудняет кристаллизацию моносахаридов. Если такие превращения невозможны, как в гликозидах или олигосахаридах типа сахарозы, вещества кристаллизуются легко. Многие гликозиды с малополярными агликонами (например, сапонины) проявляют свойства поверхностно-активных соединений. Полисахариды являются гидрофильными полимерами, молекулы которых способны к ассоциации с образованием высоковязких растворов (растительной Слизи,Гиалуроновая кислота); при определённом соотношении свободных и ассоциированных участков молекул полисахариды дают прочные Гели (агар, Пектиновые вещества). В отдельных случаях молекулы полисахаридов образуют высокоупорядоченные надмолекулярные структуры, нерастворимые в воде (Целлюлоза, Хитин).

         Биологическая роль углеводов. Роль У. в живых организмах чрезвычайно многообразна. В растениях моносахариды являются первичными продуктами Фотосинтеза и служат исходными соединениями для биосинтеза разнообразных гликозидов, полисахаридов, а также веществ др. классов (аминокислот, жирных кислот, полифенолов и т.д.). Эти превращения осуществляются соответствующими ферментными системами, субстратами для которых служат, как правило, богатые энергией фосфорилированные производные сахаров, главным образом нуклеозиддифосфатсахара. У. запасаются в виде Крахмала в высших растениях, в виде Гликогена в животных, бактериях и грибах и служат энергетическим резервом для жизнедеятельности организма (см. Брожение, Гликолиз, Окисление биологическое). В виде гликозидов в растениях и животных осуществляется транспорт различных продуктов обмена веществ. Многочисленные полисахариды или более сложные углеводсодержащие полимеры выполняют в живых организмах опорные функции. Жёсткая клеточная стенка у высших растений построена из целлюлозы и гемицеллюлоз, у бактерий — из пептидогликана; в построении клеточной стенки грибов и наружного скелета членистоногих принимает участие хитин. В организме животных и человека опорные функции выполняют сульфатированные Мукополисахариды соединительной ткани, свойства которых позволяют обеспечить одновременно сохранение формы тела и подвижность отдельных его частей; эти полисахариды также способствуют поддержанию водного баланса и избирательной катионной проницаемости клеток. Аналогичные функции в морских многоклеточных водорослях выполняют сульфатированные галактаны (красные водоросли) или более сложные сульфатированные гетерополи-сахариды (бурые и зелёные водоросли); в растущих и сочных тканях высших растений аналогичную функцию выполняют пектиновые вещества. Особенно важную и до конца ещё не изученную роль играют сложные У. в образовании специфических клеточных поверхностей и мембран. Так, гликолипиды — важнейшие компоненты мембран нервных клеток, липополисахариды образуют наружную оболочку грамотрицательных бактерий. У. клеточных поверхностей часто определяют явление иммунологической специфичности, что строго доказано для групповых веществ крови и ряда бактериальных антигенов (См. Антигены). Имеются данные, что углеводные структуры принимают участие также в таких высокоспецифичных явлениях клеточного взаимодействия, как оплодотворение, «узнавание» клеток при тканевой дифференциации и отторжении чужеродной ткани и т.д

12.Явление плазмолиза и деплазмолиза.

Плазмолиз — уменьшение объема протоплазмы и последующее отслоение ее от клеточной оболочки, происходящее при помещении живой растительной клетки в гипертонические растворы (Гипертонические растворы- это растворы, осмотическое давление которых вывшее осмотического давления ростительных клеток.)

При перенесении клетки в изотонический раствор протоплазма занимает первоначальное положение.

Плазмолиз (от греч. plasma — вылепленное, сформированное и lysis — освобождение) — сжатие протоплазмы растительной клетки и отделение ее пристеночного слоя от целлюлозной клеточной оболочки. Плазмолиз происходит при погружении растительной клетки в гипертоническую среду, осмотическое давление которой выше, чем у вакуолярного сока клетки. В этом случае клетка теряет воду и ее цитоплазма (см.) отделяется от стенок. 

В зависимости от вязкости цитоплазмы, от разницы между осмотическим давлением клетки и внешнего раствора, а, следовательно, от скорости и степени потери воды цитоплазмой, различают плазмолиз выпуклый, вогнутый, судорожный и колпачковый.

Характер плазмолиза зависит от ряда факторов:

• от вязкости цитоплазмы;

• от разности между осмотическим давлением внутриклеточной и внешней среды;

• от химического состава и токсичности внешнего гипертонического раствора;

• от характера и количества плазмодесм;

• от размера, количества и формы вакуолей.

Начало формы

КОЛПАЧКОВЫЙ ПЛАЗМОЛИЗ— вид плазмолиза, при котором некоторые плазмолитики (KCNS) вызывают набухание слоя цитоплазмы и она наблюдается в виде колпачков на пузырьке вакуоли.Различают уголковый плазмолиз, при котором отрыв протопласта от стенок клетки происходит на отдельных участках, выпуклый плазмолиз, когда отслоение захватывает значительные участки плазмалеммы, и вогнутый, полный плазмолиз, при котором связи между соседними клетками разрушаются практически полностью. Выпуклый плазмолиз часто обратим; в гипотоническом растворе клетки вновь набирают потерянную воду, и происходит деплазмолиз. Вогнутый плазмолиз обычно необратим и ведет к гибели клеток. Выделяют также судорожный плазмолиз, подобный выпуклому, но отличающийся от него тем, что сохраняются цитоплазматические нити, соединяющие сжавшуюся цитоплазму с клеточной стенкой, и колпачковый плазмолиз, характерный для удлиненных клеток.

Деплазмолиз – это увеличение объема цитоплазмы до начального значения. Но если плазмолиз длительный и глубокий, то деплазмолиз не осуществляется из-за нарушения проницаемости мембраны клетки.

Давление протопласта изнутри на клеточную стенку называется -тургорным давлением.

Плазмодесмы — микроскопические цитоплазматические мостики, соединяющие соседние клетки растений. Плазмодесмы проходят через канальцы поровых полей первичной клеточной стенки, полость таких канальцев выстлана плазмалеммой — наружной клеточной мембраной.

Вакуо́ль — одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции.

17.Водный боланс растения. Причины появления водного водного дефицита.

водным балансом растения.

Два процесса, непрерывно идущие в растении – поступление и испарение воды – называются водным балансом растения.

Для своего нормального существования клетки и растительный организм в целом должны содержать определенное количество воды. Однако это легко осуществимо лишь для растений, произрастающих в воде. Для сухопутных растений эта задача осложняется тем, что вода в растительном организме непрерывно теряется в процессе испарения. Испарениеводы растением достигает огромных размеров.. Огромный расход воды связан с тем, что большинство растений обладает значительной листовой поверхностью, находящейся в атмосфере, не насыщенной парами воды. Вместе с тем развитие обширной поверхности листьев необходимо и выработалось в процессе длительной эволюции для обеспечения нормального питания углекислым газом, содержащимся в воздухе в ничтожной концентрации (0,03%).

Для того чтобы возместить потери воды при испарении, в растение должно непрерывно поступать большое ее количество. Непрерывно идущие в растении два процесса — поступление и испарение воды — называют водным балансом растений. Для нормального роста и развития растений необходимо, чтобы расход воды примерно соответствовал приходу, или, иначе говоря, чтобы растение сводило свой водный баланс без большого дефицита. Для этого в растении в процессе естественного отбора выработались приспособления к поглощению воды (колоссально развитая корневая система), к передвижению воды (специальная проводящая система), к сокращению испарения (система покровных тканей и система автоматически закрывающихся устьичных отверстий). Несмотря на все указанные приспособления, в растении часто наблюдается водный дефицит, т. е. поступление воды не уравновешивается ее расходованием в процессе транспирации. Физиологические нарушения наступают у разных растений при разной степени водного дефицита. Есть растения, выработавшие в процессе эволюции разнообразные приспособления к перенесению обезвоживания (засухоустойчивые растения). Выяснение физиологических особенностей, определяющих устойчивость растений к недостатку воды,— важнейшая задача, разрешение которой имеет большое не только теоретическое, но и сельскохозяйственное практическое значение. Вместе с тем, для того чтобы ее решить, необходимо знание всех сторон водообмена растительного организма.

Водный дефицит - это разница между содержанием воды в период максимального насыщения ею тканей и ее содержанием в растении в данное время; он выражается в процентах от максимального содержания воды в растении.

8. Понятие о неклииновых кислотах. Главные функциональные группы нуклииновых кислот.

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, биополимеры, состоящие из остатков фосфорной кислоты, сахаров и азотистых оснований (пуринов и пиримидинов).

Нуклеиновые кислоты  это длинные цепочки, состоящие из четырех многократно повторяющихся единиц (нуклеотидов).

В зависимости от химической структуры углеводного компонента нуклеиновые кислоты делят на два типа: дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые; первые содержат дезоксирибозу, а вторые – рибозу. 

Азотистые основания являются производными двух типов соединений – пуринов и пиримидинов. Основаниями они называются потому, что обладают основными (щелочными) свойствами, хотя и слабыми. В составе ДНК встречаются два пуриновых– аденин (А) и гуанин (Г) и два пиримидиновых – цитозин (Ц) и тимин (Т) основания. В составе РНК вместо тимина обычно встречается урацил (У).

Признаки	ДНК	РНК
Структура молекулы	Двойная спираль	Двойная (вирусы), одноцепочечная (у всех остальных)
Азотистые основания	А, Г, Ц, Т	А, Г, Ц, У
Строение нуклеотида	Азотистое основание, Дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты	Азотистое основание, рибоза, остаток фосфорной кислоты
Функции	Хранение наследственной информации о первичной структуре белковой молекулы; Синтез молекул РНК; Воспроизведение наследственной информации (репликация)	Передача кода наследственной информации о первичной структуре белка из ядра в цитоплазму (и-РНК); Перенос аминокислот к месту сборки белковой молекулы (т-РНК); Входит в состав органоидов клетки (р-РНК)
Размещение в клетке	Ядро	Цитоплазма, рибосома

. ФУНКЦИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТОдна из основных функций нуклеиновых кислот состоит в детерминации синтеза белков. Информация о структуре белков, закодированная в нуклеотидной последовательности ДНК, должна передаваться от одного поколения к другому, и поэтому необходимо ее безошибочное копирование, т.е. синтез точно такой же же молекулы ДНК (репликация).Репликация и транскрипция. С химической точки зрения синтез нуклеиновой кислоты – это полимеризация, т.е. последовательное присоединение строительных блоков. Такими блоками служат нуклеозидтрифосфаты;

9.Пассивный и активный транспорт веществ через мимбрану.

ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ

в живых организмах, включает доставку необходимых соединений к определённым органам и тканям (с помощью кровеносной системы у животных и проводящей системы у растений), всасывание их клетками и передвижение внутри клеток, а также выведение продуктов обмена веществ. Эти процессы можно разделить по их механизму на транспорт -диффузию в растворах (в клетках и межклеточной жидкости) или газовой фазе (в лёгких, межклетниках листьев растений), транспорт через биол. мембраны. Т. в. через биол. мембраны осуществляется, как правило, спец. транспортными системами, их работа определяет скорость процессов поступления веществ и обмен веществ в клетках, а, следовательно, и во всём организме. Различают пассивный и активный Т. в. через мембраны. В первом случае Т. в. происходит самопроизвольно, при этом молекулы и ионы переносятся в область с более низким электрохимич. потенциалом. Перенос молекул (ионов) в обратном направлении (активный транспорт) возможен только при одновременной затрате энергии, источником к-рой может служить гидролиз АТФ или окислит.-восстановит. реакции в цепях переноса электронов, и осуществляется спец. мол. системами — ионными насосами Следствием такого активного Т. в., наз. первичным, является неравновесное распределение ионов Н+, Са+, Na+, K+ внутри клетки и между клеткой и окружающей средой; оно, в свою очередь, обеспечивает работу систем сопряжённого, или вторичного активного, Т. в. через мембраны. Примером сопряжённого Т. в. служит перенос сахаров и аминокислот в клетки кишечного эпителия. Мембрана, обращенная в просвет кишечника, содержит белковый переносчик, к-рый осуществляет перенос глюкозы (или определённой аминокислоты) только вместе с ионами натрия. Na+ входит в клетку пассивно, но одновременно происходит перенос молекулы, к-рый может быть активным; в сумме свободная энергия в системе уменьшается. Из клеток Na+ удаляется Ма+/К+-АТФазой, включённой в мембрану, обращенную в сторону кровеносной системы кишечника. Сопряжённый Т. в. обеспечивает перенос разнообразных метаболитов через мембраны всех клеток организмов. Пассивный Т. в. через мембраны количественно характеризуется величиной проницаемости, к-рая может резко различаться для разных веществ, но в конечном счёте определяется законами диффузии и электродиффузии. Простая диффузия легко происходит через липидный слой мембран только в случае веществ, хорошо растворимых в липидах, к к-рым относятся мн. лекарства. Ионы (Na+, К+ и Са2+) переносятся через мембраны нервных, мышечных и др. клеток благодаря наличию в них ионных каналов, к-рые открываются и закрываются в зависимости от величины разности элек-трич. потенциалов на мембране или действия химич. медиаторов. Выключение или резкое изменение свойств переносчиков и каналов лежит в основе действия мн. токсич. веществ. Нек-рые вещества (ионофоры) сами способны создавать каналы в липидном слое мембраны. Действие ряда лекарств, препаратов основано на изменении свойств каналов и переносчиков, к-рое позволяет регулировать Т. в. в клетках и целом организме.