Зависимость дыхания от факторов внешней и внутренней среды

Газовый состав среды. На интенсивность дыхания растений оказывают влияние и концентрация О₂ и концентрация СО₂. С изменением газового состава воздуха изменяется 1. интенсивность кислородного дыхания, соотношение активности * ферментных систем и 2. путь распада глюкозы в *

1. Концентрация СО₂. в условиях высокого содержания к5ислорода большая часть глюкозы распадается при дыхании через пентозофосфатный цикл, т.е. происходит прямое окисление глюкозы без предварительного гликолиза.

При снижении парциального давления О₂ с 21 до 9% интенсивность дыхания тканей меняется незначительно. При 5% О₂ у молекул растений начинает снижаться интенсивность дыхания. Это можно объяснить тем, что в эволюции дыхательная система растений формировалась в низкокислородных условиях и поэтому цитохромооксидаза (важнейший * фермент аэробного дыхания) обладает высоким сродством с кислородом и может функционировать при его низких парциальных давлениях. У растений обитающих в условиях систематического затопления (болотных) существует ряд приспособлений к перенесению недостатка О₂.

Первое приспособление: развитие аэренхимы, т.е воздухоносной ткани.

Второе: способность использовать кислород нитратов (нитратное дыхание).

Третье – имеются способы устранения избытка продуктов брожения.

У культурных растений в условиях затопления дыхание заменяется брожением и в тканях накапливаются продукты брожения, спирт, молочная кислота, приводящие к гибели.

Концентрация СО₂. Повышение концентрации СО2 приводит к снижению интенсивности дыхания. При повышении концентрации СО₂ тормозятся реакции декарбоксилирования.

Температура. Дыхание подобно другим ферментативным процесса зависит от температуры. Дыхание осуществляется в широком диапазоне температуры от -25 +50-60 ⁰С. Для дыхания каждого вида растений и его органов существуют определенные min, max, opt t⁰.

0 min у зимующих растений дыхание наблюдается при t -20-25⁰С и от 0 до +5⁰.

Opt у большинства видов умеренных широт лежит в переделах 30-35⁰С.

Max t 45-55⁰С определяется способностью белков к денатурации.

Водный режим. Изменение оводненности тканей растений отражается на интенсивности дыхания. В листьях проростков при быстрой потере воды вначале отмечается усиление дыхания. При постепенном снижении оводненности этого не происходит. Продолжающийся водный дефицит вызывает постепенное снижение дыхания. Необходимость определенной степени оводненности тканей для процессов дыхания отчетливо проявляется при изучении дыхания семян. Дыхание воздушно-сухих семян (сод. воды 10-11%) ничтожно мало. При повышении влажности семян до 14-15% дыхание возрастает в два раза, а при дальнейшем повышении оводненности семян до 30-35% дыхание увеличивается в тысячи раз. Резкий подъем дыхания набухших семян сопровождается значительным выделением тепла. Реакция растительных тканей на потерю воды зависит также от возраста, физиологического состояния.

Минеральные вещества. На характер дыхательного процесса влияют формы азота. При нитратном питании интенсивность дыхания заметно снижается и при этом образуется больше органических кислот, чем при аммиачном. Недостаточное снабжение фосфором приведет к нарушению структуры митохондрий, а это приведет к нарушению окислительного фосфорилирования и разобщением его с дыханием. Слабая обеспеченность почв калием приводит к повышению интенсивности дыхания. При достаточной обеспеченности отмечается снижение выделения углекислоты.

Влияние на дыхание физиологически активных веществ и ингибиторов. Знания о влиянии ФАВ Вам необходимы по той простой причине, что в настоящее время широко используются в с-х производстве и на приусадебных участках

Гетероауксин – используется как стимулятор корнеобразования. Влияние гетероауксина на дыхание проявляется в повышении общего уровня активности дыхания и усилении пентозофосфатного распада глюкозы. Распад же глюкозы по пентозофосфатному цикле приводит к образованию значительных количеств рибозы и активируется при этом синтез рибонуклеиновой кислоты. Сейчас доказано, что масса сырого вещества клеток увеличивается пропорционально возрастанию содержания РНК. Следовательно, гетероауксин активирует рост через непосредственное влияние их на синтез РНК. Кроме ауксинов, усиление интенсивности дыхания и роста прорастающих семян и вегетирующих растений вызывает также обработка гиббереллином.

Интенсивность дыхания в онтогенезе. Наиболее высокой интенсивностью дыхания обладают * органы и ткани, находящиеся в состоянии активности роста. Пока молодой лист развивается и увеличивает свою площадь, интенсивность дыхания нарастает. Повышение интенсивности дыхания прекращается когда заканчивается рост листа. Затем дыхание снижается примерно до уровня приблизительно равного половине максимального Ии довольно долго остается без изменений.

Цветение и плодоношение сопровождается усилением дыхания развивающихся цветков и плодов.

В период предшествующий полному созреванию сочных плодов – размягчение, наблюдается кратковременное на 2-3 дня усиление дыхания тканей, плодов, после чего происходит падение поглощения О₂. подъем интенсивности дыхания перед полным созреванием плодов называется климактерическим подъемом дыхания. Сходное явление наблюдается и при пожелтении листьев. Таким образом, дыхание в онтогенезе изменяется в соответствии с потребностями процессов роста и развития растения.