Слайд 2Диапазон температур, действующих в природе на растения, достаточно широк: от
-77ºС до + 55°С, т.е. составляет 132°С.
Наиболее благоприятными для
жизни большинства наземных организмов являются температуры +15 - +30°С.
Слайд 3Большинство растений начинают страдать при температуре 35—40°С.
Лучше переносят повышенную
температуру обезвоженные органы: семена до 120°С, пыльца до 70°С.
Растения пустынь
(например, суккуленты), которые переносят повышение температуры до 60°С.
Слайд 4Термофильными являются микроорганизмы (бактерии, некоторые водоросли), обитающие в горячих источниках
и в кратерах вулканов, которые способны переносить температуры до 100°С.
Слайд 5Жара и водный режим
Температура транспирирующих листьев ниже температуры воздуха. Обычно
растения снижают температуру с помощью транспирации и таким образом избегают
перегрева.
Водный дефицит, который возникает при недостатке воды, увеличивает неблагоприятное действие повышенных температур.
Слайд 6Повреждения под действием высоких температур
Повышение текучести мембран, повышение их проницаемости,
выход из клетки водорастворимых веществ
Белки-ферменты денатурируют при различной температуре. Даже
частичная денатурация некоторых наиболее термолабильных ферментов нарушает согласованность процессов обмена.
Слайд 7Повреждения под действием высоких температур
Накапливаются растворимые азотистые соединения, образующиеся в
результате распада белков, и другие ядовитые промежуточные продукты обмена, в
результате чего происходит гибель клеток.
Уменьшается сопряженность энергетических процессов.
Слайд 8Повреждения под действием высоких температур
Особенно чувствителен к повышенной температуре фотосинтез.
Депрессия этого процесса обычно начинается уже при 35—40°С. Наиболее чувствительна
к повышенной температуре фотосистема II, а РДФкарбоксилаза – устойчив к высокой температуре.
Уменьшается активность фитогормонов. Резко падает активность гиббереллинов, что является одной из причин торможения ростовых процессов.
Слайд 9Повреждения под действием высоких температур
Особенно чувствителен к повышенной температуре фотосинтез.
Депрессия этого процесса обычно начинается уже при 35—40°С. Наиболее чувствительна
к повышенной температуре фотосистема II, а главный фермент С3-цикла — РуБФкарбоксилаза – устойчив к высокой температуре.
Слайд 10Повреждения под действием высоких температур
Высокая температура нарушает также опыление и
оплодотворение, что приводит к недоразвитию семян.
У злаков высокие температуры
в период заложения колосков и цветков приводят к уменьшению их числа.
У многих растений высокие температуры в период цветения вызывают стерильность цветков и опадание завязей
Слайд 11Адаптации к действию высоких температур
Возрастание вязкости цитоплазмы,
Увеличение содержания осмотически
активных веществ
Увеличение концентрации органических кислот, связывающих аммиак.
Слайд 12Адаптации к действию высоких температур
Устойчивые к высокой температуре растения способны
к синтезу более жароустойчивых ферментов.
На организменном уровне жароустойчивость связана
с приспособлениями, направленными на уменьшение освещенности путем свертывания листьев или уменьшения их величины.
Слайд 13Белки теплового шока (БТШ)
Специфические белки, синтезирующиеся при высоких температурах, толерантные
к перегреву , и поэтому называемые белками теплового шока (БТШ).
Они
были открыты в 1962 г. у дрозофилы, потом у человека, затем у растений (1980 г.) и микроорганизмов.
Слайд 14БТШ образуются в результате экспрессии определённых генов. У сои показано,
что при температуре от 25 до 40°С синтезируются специфические мРНК,
а через 3—5 мин после повышения температуры появляются белки.
Слайд 16Некоторые из этих БТШ синтезируются не только при повышенной температуре,
но и при других стресс-факторах, например, при недостатке воды, низких
температурах, действии солей.
Показано, что после действия одного стрессора клетки становятся устойчивыми к другим. Так, томаты после 48-часового действия 38°С выдерживали температуру 2°С 21 сутки.
Слайд 18Закаливание к действию высоких температур
Чередование действия повышенных температур и нормального
режима, позволяет получить более жаростойкие растения.
Аналогичный эффект наблюдается после
выдерживания семян пшеницы в течение 8 ч при постепенном повышении температуры от 20 до 50°С.
Повышение жаростойкости также достигается обработкой семян хлоридом кальция, сульфатом цинка, борной кислотой.
Слайд 19Солеустойчивость.
В зависимости от преимущественного накопления отдельных солей натрия засоление
может быть:
-сульфатным,
- хлоридным,
- содовым
смешанным.
Наиболее вредное влияние оказывают
ионы Na+ и СI-.
Слайд 20Действие засоления на растительные организмы связано с двумя причинами: ухудшением
водного баланса и токсическим влиянием высоких концентраций солей. Засоление приводит
к созданию в почве низкого (резко отрицательного) водного потенциала, поэтому поступление воды в растение сильно затруднено
Слайд 21Под влиянием солей происходят нарушения ультраструктуры клеток, в частности изменения
в структуре хлоропластов. Вредное влияние высокой концентрации солей связано с
повреждением мембранных структур, в частности плазмалеммы, вследствие чего возрастает ее проницаемость, теряется способность к избирательному накоплению веществ. В этом случае соли поступают в клетки пассивно вместе с транспирационным током воды.
Слайд 22В большинстве случаев засоленные почвы располагаются в жарких районах, интенсивность
транспирации у растений очень высокая.
В результате солей поступает много,
и это усиливает повреждение растений.
Большая концентрация натрия препятствует накоплению других катионов, в том числе калия и кальция.
Слайд 23нарушается азотный обмен,
накапливается аммиак и другие ядовитые продукты.
Слайд 24При хлоридном засолении растения испытывают резкий дефицит соединений серы.
Возникают
типичные признаки серного голодания.
В условиях засоления, связанного с высокой
концентрацией сернокислых солей, наблюдается обратный процесс — избыточное накопление серы.
Слайд 25Для того чтобы избежать осмотического стресса важное значение имеет осморегуляция.
Для этого растение использует два пути: накопление ионов и особенно
образование растворенных органических веществ, таких как глицинбетаин, сорбитол, сахароза, пролин
Слайд 26Одной из причин большей устойчивости к засолению растений с САМ-метаболизмом
является накопление органических кислот.
Слайд 27По отношению к солям все растения делят на гликофиты, или
растения пресных местообитаний, не обладающие способностью к произрастанию на засоленных
почвах, и галофиты — растения засоленных местообитаний, обладающие способностью к приспособлению в процессе онтогенеза к высокой концентрации солей.
Слайд 28Эвгалофиты (настоящие галофиты).
Это растения с мясистыми стеблями и листьями, накапливающие
в клетках большое количество солей. Концентрирование солей происходит в вакуолях.
Галофиты этого типа растут на наиболее засоленных почвах (солерос, сведа).
Слайд 29Клетки растений этой группы характеризуются высокой концентрацией солей (более отрицательным
водным потенциалом), благодаря чему они могут добывать воду из засоленной
почвы.
Некоторые солянки накапливают до 7% солей от массы клеточного сока. Одновременно цитоплазма этих растений обладает большой гидрофильностью, высоким содержанием белка, высокоустойчива к накоплению солей.
Слайд 32Криптогалофиты (солевыделяющие).
Они отличаются тем, что соли поглощаются корнями, но не
накапливаются в клеточном соке. Поглощенные соли выделяются через специальные секретирующие
клетки, имеющиеся на всех надземных органах, благодаря чему листья этих растений обычно покрыты сплошным слоем солей. Путем опадения листьев часть солей удаляется.
Слайд 33Растения данной группы характеризуются значительной интенсивностью фотосинтеза, что создает у
них высокую концентрацию клеточного сока. Эта особенность позволяет им поглощать
воду из засоленных почв. Вместе с тем цитоплазма их неустойчива и легко повреждается солями. К таким растениям относятся произрастающие на среднезасоленных почвах тамариск, кермек, лох и др.