Поступление диоксида углерода в растение

Оценить
(0 голоса)

Газообмен у растений происходит путем диффузии, и на пути от атмосферного воздуха до хлоропластов С02 преодолевает ряд препятствий, составляющих диффузное сопротивление. Кроме константы диффузии сюда относятся сопротивление на поверхности раздела фаз, длина пути диффузии и его поперечное сечение. В целом сопротивление транспорту С02 создают: сопротивление пограничного слоя (воздушной пленки около листа), физиологически регулируемое устьичное сопротивление, диффузное сопротивление в системе межклетников, сопротивление при растворении и транспорте СО; в жидкой фазе клеточной стенки и в цитоплазме, а также сопротивление в процессе карбоксил ирования.

Сначала тормозить диффузию может пограничный слой между листом и окружающим воздухом. Толщина его зависит от величины и расположения листьев, их опушенности и силы ветра. В безветренную погоду он имеет толщину в несколько миллиметров, л сильный ветер полностью его сдувает. Густое и высокое опушс ние увеличивает пограничный слой, поэтому С02 быстрее пере ходит в лист, чем притекает извне, и воздушная оболочка вокру| листа становится беднее С02 Но в целом сопротивление norp;i ничного слоя ниже, чем последующие устьичное и мезофиллы юс сопротивление.

У наземных растений С02 проникает в лист через устьица. Ус тьичное сопротивление — главное препятствие для свободного поступления диоксида углерода в растение. Закрытые устьица

практически полностью перекрывают поток С02 При недостатке спета, когда устьичные щели суживаются, устьичное сопротивление становится фактором, ограничивающим диффузию С02. Но при широко раскрытых устьицах это сопротивление ниже сопротивления мезофилла. Изменяя ширину устьичных щелей, растение контролирует поступление С02 и одновременно потерю воды. Количество, распределение, размеры, форма, подвижность устьиц видоспецифичны, но в некоторой степени зависят от условий местообитаний и индивидуальных особенностей растений. Для поступления С02 в растение решающее значение имеет площадь отверстий устьиц. С ее уменьшением устьичное сопротивление диффузии экспоненциально возрастает. Суммарная площадь устьичных щелей, или относительная площадь пор, определяется умножением густоты расположения устьиц (числа устьиц на 1 мм2 листовой поверхности) на максимальную площадь устьичной щели. У большинства растений отверстия устьиц занимают 0,5—1,5% поверхности листа. Из-за слабой открытости минимальная площадь устьичных щелей отмечена у листьев вечнозеленых жестко- шегных растений в засушливом маквисе и кустарничковых пустошах.

Максимальная диффузия газов в лист достигается при максимальном открытии устьиц, которое зависит от формы замыкающих клеток и особенностей строения их стенок. Степень открытости устьиц зависит также от состояния растения и внешней среды. Из экологических факторов наиболее значимы свет, температура, влажность воздуха и водообеспе- чсипость. Из внутренних факторов сильнее всего на поступление диоксида углерода влияют парциальное давление в межклетниках, гидратации растения, баланс ионов и фитогормонов. На состояние устьиц влито г также возраст листьев, стадия развития растения и эндогенные су- гочпые ритмы. При хорошем водоснабжении устьица открываются тем шире, чем интенсивнее освещение (фотоактивное открывание). Так, при снижении его содержания ниже критического уровня они Открываются и в темноте. Решающее влияние концентрации С02 на от ьрытость устьиц прослеживается у суккулентов с САМ-фотосинтезом. Vi ром, когда при расщеплении малата в межклетниках накапливается их устьица хемоактивно закрываются, а ночью, когда С02 активно расходуется на образование органических кислот и ее содержание в межклетниках остается низким, они открыты (см. разд. 6А.2.2). Реакцию м II.ни индуцирует и ряд других веществ (S02, озон, сульфат алюминия и ip.). На состояние устьиц воздействуют также токсины паразитов (например, выделения гриба Helminthosporium maydis) и вещества, применяемые для борьбы с ними (например, фунгицид фенилмеркурацетат).

Гемисратура влияет на скорость открывания устьиц через выработку терши для их движения. При более высокой (но неэкстремальной) юмпературе энергии у клетки больше и устьица открываются быстрее модельных растений при невысоких положительных температурах (ниже 5 °С) устьица открываются очень медленно и не полностью, а при отрицательных температурах они остаются закрытыми (B.Jlapxep, 1978). При сверхоптимальных температурах устьица также открываются не полностью, однако у ряда видов в жару (40 — 45 °С) ширина устьиц вновь достигает максимума.

Важный фактор регуляции состояния устьиц — водообеспеченность
Экологическое значение непостоянных компонентов воздуха
Проникновение токсичных газов в клетки растений
Действие токсичных газов на растения
Разные органы и ткани растений неодинаково чувствительны к атмосферным загрязнителям

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

© 2017 www.eco-rasteniya.ru. Все права защищены.