Контрольная работа по "Сельское хозяйство"

     Вопрос  16.  Физиологическая роль нуклеиновых кислот. ДНК как генетический материал клетки. 

    Нуклеиновые кислоты - сложные  молекулярные соединения, играющие важнейшую  роль в жизнедеятельности  организмов. Они обеспечивают хранение и передачу генетической информации (наследственных свойств) и принимают непосредственное участие в биосинтезе белков в клетках, в том числе и белков-ферментов. Таким образом, все процессы обмена веществ в клетках тесно связаны с нуклеиновыми кислотами.

    Нуклеиновые кислоты в наибольших количествах  содержатся в органах и тканях, богатых ядерным веществом и  характеризующихся интенсивным  синтезом белков.

    Нуклеиновые кислоты обладают сильно выраженными  кислотными свойствами и при физиологических  значениях рН несут высокий отрицательный  заряд. В связи с этим в клетках  организмов они легко взаимодействуют  с различными катионами и прежде всего с основными белками, образуя  нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты  при полном  гидролизе распадаются  на три типа веществ: азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые), сахара (пентозы) и фосфорную кислоту. В  результате полного гидролиза 1 М  чистых нуклеиновых кислот получают 1 М пуриновых м пиримидиновых  оснований, 1 М сахара и 1 М фосфата.

    ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. В её состав входит дезоксирибоза. При изучение содержания ДНК в клетке было установлено, что основная её часть сосредоточена в ядрах (обычно около 30% на сухую массу). В ядрах она связана с белками основного характера – гистонами. ДНК присутствует также в хлоропластах зелёных растений, благодаря чему эти клеточные структуры обладают способностью к самовоспроизведению. Некоторое её количество найдено в митохондриях.

    Содержание  ДНК в клетке всегда постоянно  и зависит лишь от числа хромосом. При определении молекулярной массы  ДНК, выделенных из клеток различных  животных и растений, раньше получали значения, равные примерно 10⁶. Однако последние исследования показали, что эта величина явно занижена, так как цели молекул этого полинуклеотида очень легко разрываются и чувствительны даже к простым механическим воздействиям. Более тщательные исследования показали, что молекулярная масса ДНК, выделенной из различных объектов, достигает 10⁸-10⁹ и даже больше. Следовательно, её молекулы построены из сотен тысяч и даже миллионов пар нуклеотидов.

    Каждый  вид организмов имеет свойственный  для  данного вида нуклеотидный состав ДНК, при чём у близких видов  различия в составе ДНК обычно значительно меньше, чем у далеко отстоящих в систематическом  отношении.

    В настоящее время установлено, что  ДНК каждого определенного вида характеризуется только ей присущей специфичной последовательностью нуклеотидов, и это определяет биосинтез специфичных для каждого вида организма молекул белков. Следует подчеркнуть, что состав ДНК совершенно не зависит от условий среды, в которой выращиваются растения, он остаётся строго постоянным даже при резко различных условиях их питания.

    Если  в одной цепи ДНК имеется последовательность А – Т – Г – Т –  Ц , То в другой возможно только последовательность Т – А – Ц – А –  Г. Это особенность строения ДНК  имеет определяющее значение в передаче наследственной информации  и биосинтезе специфических белков. Её молекула представляет собой главный генетический материал и вляется основной составной  частью хромосом. 
 

    Вопрос 87. Факторы, влияющие на интенсивность  дыхания.

    Дыхание, подобно другим процессам жизнедеятельности, зависит от факторов среды: температуры, влажности, содержания кислорода, степени  освещенности и др. Для протекания процессов дыхания требуются  определенные температурные условия, причем они разные у каждого вида растений и его органов. У большинства  растений для дыхания наиболее благоприятна температура 25 -30°С. У некоторых видов  растений дыхание происходит и при  отрицательных температурах, хотя этот процесс протекает очень слабо. Например, почки лиственных и иглы хвойных деревьев дышат и при  температуре - 20 - 25°С. У арктических  растений даже при низких температурах интенсивность дыхания высокая.

    Интенсивность дыхания растений зависит от содержания воды в клетках. Чем меньше воды в  клетках, тем слабее идет в них  дыхание. Очень слабо дышат сухие  семена. С увеличением влажности  дыхание семян возрастает в сотни  и тысячи раз. Это отрицательно сказывается  на хранении семян, так как они  сильно разогреваются и погибают. Повышение интенсивности дыхания  имеет огромное биологические значение для прорастания семян, поскольку  усиление дыхания сопровождается освобождением  большого количества энергии, необходимой  для роста и развития зародыша.

    На  дыхание растений влияет содержание кислорода в окружающей среде.

    Угнетение дыхания начинается при уменьшении содержания кислорода до 5%.

    Недостаток  кислорода испытывают подземные  органы (корни и корневища) растений, обитающих на заболоченных и глинистых  почвах.

    В растениеводстве применяются различные  агротехнические приемы для улучшения  дыхания корней. Так, проводят комплексную  обработку посевов машинами, чтобы  сократить число обработок и  уменьшить уплотненность почвы.

    Специальными  культиваторами почву рыхлят и таким  путем улучшают доступ воздуха к  корням, при этом срезают сорняки, подкармливают культурные растения. Сильно увлажненные земли осушают, создают дренаж.

    На  дыхание растений влияет и свет, хотя дышат они днем и ночью, на свету и в темноте. Свет вызывает повышение температуры растения, отчего дыхание его усиливается. У светолюбивых растений, дыхание  более интенсивное, чем у теневыносливых.

    Изменения в окружающей среде, связанные с  деятельностью человека, также воздействуют на дыхание растений. Отрицательно влияют на дыхание вредные примеси, пыль, выделяемые промышленными предприятиями.

    Наиболее  интенсивно дышат молодые органы и ткани растений, находящиеся  в состоянии активного роста. Цветение и плодоношение сопровождаются усилением дыхания развивающихся  цветков и плодов, что связано  с образованием новых органов  и тканей, обладающих высоким уровнем  обмена веществ. В данном реферате мы попробуем изучить изменение  дыхания растений в онтогенезе.

    Содержание  углекислого газа. СО2 является конечным продуктом как брожения, так и аэробного дыхания. При довольно высоких концентрациях С02, значительно превышающих те, которые обычно окружают растительный организм (выше 40%), процесс дыхания тормозится. Торможение вызывается несколькими причинами: 1) высокая концентрация С02 может оказывать общее анестезирующее влияние на растительный организм; 2) С02 тормозит активность ряда дыхательных ферментов; 3) повышение содержания С02 вызывает закрытие устьиц, что затрудняет доступ кислорода и косвенно тормозит процесс дыхания. 

    Содержание  воды. Небольшой водный дефицит растущих тканей увеличивает интенсивность  дыхания. Это связано с тем, что  водный дефицит и даже подвядание листьев усиливают процессы распада  сложных углеводов (крахмала) на более  простые (сахара). Увеличение содержания Сахаров (основного субстрата дыхания) усиливает сам процесс. Вместе с  тем при водном дефиците нарушается сопряжение окисления и фосфорилирования. Дыхание в этих условиях представляет в основном бесполезную трату  сухого вещества. При длительном завядании  растение расходует сахара, и интенсивность  дыхания падает. Иная закономерность характерна для органов, находящихся  в состоянии покоя. Увеличение содержания воды в семенах с 12 до 18% уже увеличивает  интенсивность дыхания в 4 раза. Дальнейшее повышение содержания воды до 33% приводит к увеличению интенсивности дыхания  примерно в 100 раз. При перемещении  растения или ткани из воды в раствор  солей дыхание усиливается —  это так называемое солевое дыхание. 

    Свет.  Вопрос о влиянии света на интенсивность  дыхания изучался многими физиологами. Решение этого вопроса осложнено  методическими трудностями, поскольку  на свету трудно разграничить процессы фотосинтеза и дыхания, прямое и  косвенное влияние света. В свою очередь, влияние фотосинтеза на дыхание может быть различным  и даже противоположным. Так, в процессе фотосинтеза образуются основные субстраты  дыхания — углеводы. Вместе с  тем промежуточные продукты, образовавшиеся при дыхании, могут вовлекаться  в фотосинтетический цикл. Установлено, что свет стимулирует процесс  фотодыхания. Все же применение метода меченых атомов позволило, хотя и  не полностью, отграничить процесс  фотосинтеза от дыхания. В настоящее  время полагают, что влияние света  на процесс дыхания многообразно. Под влиянием света, особенно коротковолновых  сине-фиолетовых лучей, интенсивность  обычного темнового дыхания возрастает. Активация дыхания светом показана на бесхлорофилльных растениях. Возможно также, что свет активирует дыхательные  ферменты (оксидазы). 

    Питательные соли.  Интенсивность дыхания  сильно зависит от снабжения растения элементами минерального питания. Такие  элементы, как фосфор, сера, железо, медь, марганец, принимают непосредственное участие в процессе дыхания, входя  в промежуточные продукты (фосфор) или являясь составной частью дыхательных ферментов. 

    Поранение.  Поранение органов и тканей растения усиливает интенсивность дыхания. Это связано с разрушением клеток, из-за чего повышается соприкосновение дыхательных субстратов и ферментов. Частично поранение может вызывать переход клеток в меристематическую фазу роста. Интенсивность дыхания делящихся клеток всегда выше по сравнению с клетками, закончившими рост. 
 

    Показатели  интенсивности дыхания прямо  противоположны показателям интенсивности  фотосинтеза. Интенсивность дыхания  можно определить:

1. по количеству выделенного С02;
2. по количеству поглощенного кислорода;

3) по  убыли сухой массы. Все эти  три показателя рассчитываются  на единицу массы в единицу  времени.

    Различные виды и экологические формы растений дышат с разной интенсивностью. Как  уже упоминалось, светолюбивые растения характеризуются более высокой  интенсивностью дыхания по сравнению  с теневыносливыми. Растения северных широт по сравнению с растениями, произрастающими на юге, дышат более  интенсивно, особенно при пониженной температуре. 

    Интенсивность дыхания зависит от возраста. Как  правило, более молодые растущие органы и ткани дышат более  интенсивно. Интенсивность дыхания  проростков обычно резко возрастает в течение периода их наибольшего  роста (первые 4—5 суток после начала прорастания), а затем начинает падать. По-видимому, это связано с образованием закончивших рост тканей. Определенным закономерным образом изменяется интенсивность  дыхания листьев. После появления  листа в первые дни его роста  интенсивность дыхания возрастает, а затем резко падает, а в  период пожелтения часто вновь немного  повышается. Такое же явление наблюдается  у плодов перед их созреванием (климактерический период). Перед отмиранием организма  или органа обычно наступает кратковременное  усиление процесса дыхания. Это связано, по-видимому, с какими-то необратимыми процессами дегенерации тканей, при  которых сложные соединения распадаются  на более простые, что увеличивает  количество субстратов дыхания. В этот период дыхание не сопровождается фосфорилированием. Коэффициент Р/О резко падает. По-видимому, разрушается упорядоченное  расположение окислительных и фосфорилирующих  систем. 

    Изменение возраста всего растительного организма  также сказывается на интенсивности  дыхания. Наивысшей интенсивностью дыхания обладают растения перед  началом цветения. Низкой интенсивностью дыхания отличаются органы растения, закончившие рост или находящиеся  в состоянии покоя. Очень низкое дыхание характерно для сухих  семян, завершивших рост плодов, тканей, в которых имеется большой  процент мертвых клеток. Низкая интенсивность  дыхания у покровных тканей. Высокой  интенсивностью дыхания характеризуются  цветки (особенно тычинки и пестики), клетки флоэмы и камбия. Как уже  упоминалось, различные органы и  ткани растения сильно различаются  по условиям снабжения их кислородом. В листе кислород свободно поступает  практически к каждой клетке. Сочные плоды, корнеплоды, клубни вентилируются  очень плохо; они слабо проницаемы для газов, не только для кислорода, но и для углекислого газа. Естественно, в этих органах процесс дыхания  сдвигается в анаэробную сторону, дыхательный  коэффициент возрастает. Возрастание  дыхательного коэффициента и сдвиг  процесса дыхания в анаэробную сторону  наблюдаются в меристематических  тканях. Таким образом, разные органы характеризуются не только различной  интенсивностью, но и неодинаковым качеством дыхательного процесса.

Вопрос 23. Классификация  ферментов. Ферменты класса гидролаз.