Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Работа 2. Определение интенсивности транспирации. Семинар «Питание растений»




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

КАФЕДРА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для практических занятий и самостоятельной

Работы студентов факультета агротехники и

Энергообеспечения по курсу «Биология с основами экологии»

(направление подготовки 110800.62 «Агроинженерия»)

Орел – 2012 год

Методические указания подготовили доценты кафедры земледелия Л.А. Кузнецова и Б.С.Кондрашин.

 

 

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании методической комиссии факультета агробизнеса и экологии, протокол № 6 от 23 марта 2012 г.

 

 

 

Рецензент:

Доцент кафедры биологических основ современных агротехнологий и кормопроизводства ОрелГАУ кандидат сельскохозяйственных наук А.А.Осин

 

 

Содержание

стр.

Работа 1. Морфологическое и анатомическое строение корней и

побегов 4

Работа 2. Определение интенсивности транспирации. Семинар «Питание растений» 8

Работа 3. Инфекционные болезни зерновых культур и меры

борьбы с ними 14

Работа 4. Инфекционные болезни картофеля и меры борьбы

с ними 18

Работа 5. Вредители зерновых злаков и меры борьбы сними 22

Работа 6. Вредители зернобобовых культур и меры борьбы

с ними 28

Работа 7. Методы защиты сельскохозяйственных культур от болезней, вредителей и сорняков. Интегрированная система

защиты 31

Работа 8. Микроорганизмы и круговорот азота в почве 34

Работа 9 Использование достижений биотехнологии в растениеводстве и животноводстве 38

Работа 10 Основы анатомии и физиологии человека. Загрязнение окружающей среды и здоровье человека 40

Тесты 43

Рекомендуемая литература 62

 

Работа 1. Морфологическое и анатомическое строение корней и побегов.

 

Цель занятия. Изучить морфологическое и анатомическое строение корней и побегов.

Литература.

1.И. И. Андреева, Л. С. Родман. Ботаника, с. 99-215.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные функции корня.

2. Какие типы корневых систем вы знаете? Приведите примеры.

3. В чем отличия придаточных и боковых корней?

4. Какие метаморфозы корней вы знаете? Приведите примеры.

5. Назовите основные функции стебля.

6. Из каких частей состоит побег? Приведите примеры метаморфозов надземных и подземных побегов.

7. Перечислите основные функции листа. Как особенности морфологического и анатомического строения листьев влияют на выполняемые ими функции?

8. Какие метаморфозы листьев вы знаете? Приведите примеры.

 

Тело высших растений состоит из двух главных частей – корня и побега, которые образуют главную ось растения. Побег включает: стебель, листья, вегетативные почки, цветки, плоды; корневая система - главный, боковые, придаточные корни.

Органы, служащие для поддержания индивидуальности жизни растения (корень, стебель, лист), называются вегетативными. Они находятся в зачаточном состоянии в каждом семени.

Генеративные органы обеспечивают процесс полового размножения.

Корень – специализированный орган почвенного питания. Он выполняет следующие функции:

1. поглощает воду и минеральные элементы;

2. служит для закрепления в почве;

3. обладает двигательной активностью (зона растяжения);

4. может иметь также запасающие функции, приобретая форму корневых клубней (георгин);

5. выполнение новых функций приводит к возникновению: дыхательных корней у болотных растений, корней – прицепок (плющ), воздушных корней и др. модификаций.

Но основная функция корня – почвенное питание. Эта функция определяет особенность строения. Во-первых, корень должен иметь возможно большую поверхность соприкосновения с почвенными частицами и плотно срастаться с ними. Во-вторых, всасывающие рабочие участки корня не могут оставаться на месте – они должны передвигаться, осваивая всё новые пространства и преодолевая сопротивление плотной почвы.

Корневая система может быть стержневой, если главный корень выделяется среди других корней своей величиной, и мочковатой, если главный корень слабо развит и не отличается от остальных корней.

Метаморфозы корня.

1. Корнеплод - формируется из главного корня благодаря отложению в нём большого количества питательных веществ. Корнеплоды образуются главным образом в условиях культурного возделывания растений. Они имеются у свёклы, моркови, редьки и др. В корнеплоде различают: головку, несущую розетку листьев; шейку – среднюю часть; собственно корень, от которого отходят боковые корни.

2. Корневые клубни, или корневые шишки, представляют собой мясистые утолщения боковых, а также придаточных корней. Иногда они достигают очень большой величины и являются вместилищем запасных веществ, по преимуществу углеводов. В корневых клубнях чистяка, орхидей, запасным веществом служит крахмал. В придаточных корнях георгины, превратившихся в корневые клубни, накапливается инулин.

Из возделываемых растений следует назвать батат, из семейства вьюнковые. Его корневые клубни достигают обычно 2 - 3 кг, но могут быть больше. Культивируется в субтропических и тропических районах для получения крахмала и сахара.

3. Воздушные корни образуются у некоторых тропических растений. Они развиваются как придаточные из стеблей, имеют бурых цвет и свободно повисают в воздухе. Характеризуются способностью поглощать атмосферную влагу. Их можно видеть у орхидей.

4. Цепляющиеся корни, при помощи которых слабые стебли лиан поднимаются вверх по стволам деревьев, по стенам, откосам. Подобные придаточные корни, врастающие в щели, хорошо закрепляют растение и дают ему возможность подниматься на большую высоту. К группе таких лиан относится плющ, широко распространённый в Крыму и на Кавказе.

5. Дыхательные корни. У болотных растений, к обычным корням которых доступ воздуха сильно затруднён, вырастают специальные корни, направленные из земли вверх. Они находятся над водой и получают воздух из атмосферы. Дыхательные корни имеются у болотного кипариса. (Кавказ, Флорида).

6. Ложные корни – присоски, Характерны для растений – паразитов – заразихи. Корни внедряются в ткани растения – хозяина и всасывают органические вещества.

Стеблем называется вегетативный орган растения, который выполняет многочисленные функции:

  1. несёт листья или тяжелую крону из ветвей и листьев;
  2. связывает корни и листья;
  3. на нем образуются цветки;
  4. по нему передвигается вода с минеральными веществами и органическими соединениями;
  5. молодые стебли выполняют функцию фотосинтеза;
  6. в стебле откладываются питательные вещества;
  7. он может служить органом вегетативного размножения;
  8. обладает двигательной активностью (зона растяжения).

При прорастании семени над поверхностью земли появляется главный стебель, заканчивающийся почкой (вместе с листьями и почкой он называется побегом).

Метаморфозы побега.

1. Корневище – подземный побег. По внешнему виду его часто принимают за корень. Отличительная черта его – редуцированные листья, а также верхушечная почка на конце (а на корневой чехлик, как у корня).

Форма корневищ разнообразна. У одних растений они имеют вид длинных плетей, у других – толстых укороченных побегов. В корневищах запасается много питательных веществ.

2. Клубни – это сильно утолщенные, большей частью подземные побеги, как у картофеля, земляной груши.

На клубне можно обнаружить верхушечную и пазушные почки – глазки. У картофеля по три пазушных почки находятся в углублениях. Из них прорастает лишь одна, другие становятся спящими. Расположение глазков спиральное.

Очень рано эпидерма клубня картофеля заменяется пробкой. Хлорофилла клубень обычно не имеет, но, выставленный на свет может зеленеть.

В клетках клубня картофеля откладывается в большом количестве вторичный крахмал, в клубнях земляной груши – инулин.

3. Луковицы представляют собой сильно укороченные, главным образом подземные побеги. Форма у них грушевидная, яйцевидная, приплюснутая и т.п. Стеблевая часть луковицы небольшая, расположена конусом в основании. Она называется донцем. От донца отходят многочисленные мясистые листья – чешуи.

4. Колючка – очень распространенный вид метаморфоза побега. Она возникает в пазухе листа, как всякий побег. Лист часто опадает, но на его месте сохраняется рубец. Колючка может быть простая и разветвленная. Простые колючки имеются у боярышника, дикой груши. Разветвленные колючки типичны для цитрусовых.

5. Усики, как видоизмененные побеги имеются у тыквы, огурца, дыни, винограда.

6. Стебли суккулентных растений – кактусов, молочаев – отличаются сильной мясистостью. Они служат своеобразными резервуарами воды, необходимы этим растениям в пустынных районах.

Лист – специализированный орган воздушного питания, который выполняет три основные функции: фотосинтез, транспирацию, регулирует газообмен.

Метаморфозы листьев.

1. Колючки могут быть не только видоизменением побега, но и видоизменением листьев или их частей. Колючки листового происхождения имеются у кактусов, молочаев, барбариса. У чертополоха в колючки превращены лишь участки листьев.

Колючки не следует смешивать с шипами, имеющихся на стеблях шиповника, крыжовника, малины. Шипы – это выросты поверхностных тканей стебля, а не видоизменения какого либо органа.

2. Усики листового происхождения развиты у гороха, чины, вики.

3. Чешуйки, встречающиеся на корневищах, луковицах, в почках.

 

Задание 1. Ознакомиться с анатомическим строением корня на примере кончика корня пшеницы.

У проростка пшеницы рассмотреть в лупу первичные корешки, достигшие 2-3 см длины, и выяснить закономерности в появлении корневых волосков. Для этого отрезать кончик корня длиной 1…1,5 см и положить на каплю воды под покровное стекло. Если воды мало, добавить ее сбоку, не поднимая стекла. Рассмотреть препарат при слабом увеличении микроскопа и сделать схематический рисунок с обозначением чехлика, зон деления, растяжения, всасывания и проведения. Пользуясь попеременно слабым и сильным объективами, рассмотреть и зарисовать зону деления с корневым чехликом.

Задание 2. На влажных препаратах и живом материале изучить формирование и строение клубня картофеля. Зарисовать превращение конца столона в клубень, образование глазков с почками. На продольном разрезе клубня изучить и зарисовать расположение перидермы, коры, проводящих тканей, сердцевины.

Задание 3. Изучить и зарисовать внешний вид и внутреннее строение (на продольном разрезе) пленчатой луковицы огородного лука. Отметить наличие наружных сухих защитных чешуй, внутренних сочных запасающих чешуй, пазушных почек, донца с остатками придаточных корней.

 

Работа 2. Определение интенсивности транспирации. Семинар «Питание растений»

 

Цель занятия. Освоить методику определения интенсивности транспирации и относительной транспирации.

 

Литература.

1. Н.И. Якушкина, Е. Ю. Бахтенко Физиология растений, с. 83-116.

2. Н. Е. Новикова. Физиология растений [Электронный ресурс]

Вопросы для самоконтроля.

1. Перечислите основные функции и формы воды в растении.

2. Дайте определение осмотического и тургорного давления и сосущей силы клетки.

3. Как осуществляется передвижение воды в растении?

4. Что понимается под коэффициентом транспирации и продуктивностью транспирации?

5. Дайте определение интенсивности транспирации и относительной транспирации.

В тканях растений вода составляет 70-95% сырой массы. Все известные на Земле формы жизни не могут существовать без неё. При снижении содержания воды в клетках и тканях до критического уровня (например, у спор, у семян при их полном созревании) живые структуры переходят в состояние анабиоза.

Вода в биологических объектах выполняет следующие основные функции:

1. Водная среда объединяет все части организма, начиная от молекул в клетках и кончая тканями и органами, в единое целое. В теле растения водная фаза представляет собой непрерывную среду на всём протяжении от влаги, извлекаемой корнями из почвы, до поверхности раздела жидкость - газ в листьях, где она испаряется.

2. Вода – важный растворитель и важнейшая среда для биохимических реакций.

3. Вода – метаболит и непосредственный компонент биохимических процессов. Так, при фотосинтезе вода является донором электронов. При дыхании, например в цикле Кребса, вода принимает участие в окислительных процессах. Вода необходима для гидролиза и для многих синтетических процессов.

4. Вода – главный компонент в транспортной системе высших растений – в сосудах ксилемы и в ситовидных трубках флоэмы.

5. Вода – терморегулирующий фактор. Она защищает ткани от резких колебаний температуры благодаря высокой теплоёмкости и большой удельной теплоте парообразования.

6. Вода – хороший амортизатор при механических воздействиях на организм.

7. Благодаря явлениям осмоса и тургора (напряжения) вода обеспечивает упругое состояние клеток и тканей растительных организмов.

8. Вода участвует в упорядочении структур в клетках. Она входит в состав белков, определяя их конформацию. Удаление воды из белков высаливанием или с помощью спирта приводит к их коагуляции и выпадению в осадок.

Формы воды в растении. Имеющаяся в клетках вода может быть свободной и связанной.

Связанная вода удерживается силой притяжения гидрофильных коллоидов. В ходе приспособления растения к неблагоприятным условиям (засухе, понижениям температуры) количество связанной воды увеличивается.

Свободная вода служит средой, где идут процессы жизнедеятельности клетки, в которых она может участвовать. Она входит в состав клеточного сока, органических веществ, тратится на испарение. Потеря свободной воды может нарушить метаболит в клетке.

Если какой-либо раствор отделён избирательно проницаемой мембраной от чистой воды, то гидростатическое давление, которое необходимо приложить, чтобы предотвратить осмотическое поступление воды в раствор, называется осмотическим давлением этого раствора.

Величина осмотического давления зависит от разности концентраций растворов, а также от величины молекул, участвующих в осмосе. Частицы воды проникают через перепонки (растительные, животные) быстрее, чем частицы кристаллоидов, а те, в свою очередь, двигаются быстрее, чем более крупные коллоидные частицы. Последние иногда совсем не проникают в клетку.

Таким образом, растительные клетки обладают осмотическим давлением. Оно заключается в давлении вещества клеточного сока на цитоплазму и оболочку клетки. Этому давлению противопоставляется давление растянувшейся до предела клеточной оболочки на цитоплазму – тургорное давление.

Основная масса воды поступает в растение через корневые волоски. Вода проходит через кору корня в ксилему, поднимается по ксилеме к листьям и испаряется с поверхности клеток мезофилла, а затем диффундирует наружу через устьица. Последний процесс называется транспирацией, а поток воды из корня к транспирирующей поверхности - транспирационным током. Установлено, что растение в среднем использует менее 1% поглощённой им воды (0,2% часто). Из всего количества воды, проходящей по растению, только 0,2% задерживается в нём и идёт на построение органического вещества. 99,8% поглощённой воды испаряется. Чтобы создать 1г сухого вещества, растение должно пропустить через себя сотни граммов воды. Разные растения будут отличаться в этом отношении друг от друга.

Количество граммов воды, израсходованное растением в процессе транспирации при образовании 1г сухого вещества, называется транспирационным коэффициентом. Он равен 300 – 1000. Величина транспирационного коэффициента зависит от окружающих условий, от структуры растения и не может быть абсолютной.

Растения можно сравнивать также по продуктивности транспирации, под которой подразумевают количество граммов сухого вещества, образующегося при испарении 1л (1000г) воды. Обычно продуктивность транспирации выражается цифрами 3,4,5 и т.д.

Интенсивностью транспирации называется количество воды, испаряемой с 1 кв. м листовой поверхности за 1 час. Она зависит от внешних условий: температуры, влажности, силы ветра, а также от строения организма, его защиты от испарения и колеблется в пределах 15…250 г/(м2ч).

Относительная транспирация – отношение интенсивности транспирации к интенсивности испарения со свободной водной поверхности при тех же условиях. Этот показатель характеризует способность растений регулировать транспирацию и обычно составляет 0,1…0,5, поднимаясь иногда до 1,0 и опускаясь у некоторых хорошо защищенных от потерь воды листьев до 0,01 и ниже.

 

Задание 1. Определить интенсивность транспирации весовым методом.

С растения герани (или другого растения) срезать лист вместе с черешком. Черешок плотно укрепить ватой в отверстии каучуковой пробки. Нижний конец черешка подрезать наискось под водой примерно на 1 см для восстановления водных нитей в проводящих сосудах. Вставить пробку с листом в прибор Веска, наполненный водой комнатной температуры, так, чтобы черешок листа был погружен в воду. Смонтированный прибор Веска должен быть совершенно сухим, плотно закрытым, пробка не должна касаться воды. При отсутствии прибора его можно заменить пробиркой, в которую помещают лист. Во избежание испарения со свободной водной поверхности, поверхность воды в пробирке покрывают вазелиновым маслом. Таким образом, готовят два прибора, взвешивают их на технических весах, и, снабдив этикетками, помещают один в тёмную камеру, другой на прямой свет. Через час взвешивают повторно. Результаты опыта записывают в таблицу №1.По разнице с первоначальной массой устанавливают количество воды, которое испарил лист за время опыта.

Интенсивность поглощения клеткой воды – сосущая сила клетки (S) зависит от осмотического давления в клетке (Р) и тургорного давления, т.е. сопротивления оболочки

S = Р – Т

Когда осмотическое давление станет равным тургорному, т.е. Р=Т,тогда сосущая сила будет равна 0, т.е. S=0, и вода перестанет поступать в клетку. Состояние напряжения клетки называется тургором.

Таблица 1.

Определение интенсивности транспирации.

 

Усло-вие опыта Транспирация Интен-сивность транс- пирации, г/(м2ч)
Масса прибора с листом, г Убыль массы, г Пло- щадь листа, см3 Продол- жительность опыта, ч
В начале опыта В кон-це опы- та
             

 

На основании полученных результатов рассчитать интенсивность транспирации. Чтобы выполнить расчёт, нужно знать площадь листа, взятого для опыта. При её определении можно использовать весовой метод. Вырезают из бумаги квадрат площадью 100см2 (10х10см) и взвешивают. На другой лист такой же бумаги кладут исследуемый лист растения, тщательно обводят его контур остро отточенным карандашом, вырезают по контуру и также взвешивают. Составляют пропорцию: если квадрат бумаги в 100 см2 имеет массу А г, а кусочек бумаги, вырезанной по контуру листа площадью S, - В г, искомую площадь листа можно найти следующим образом:

S=B*100/А

 

Интенсивность транспирации г/(м2ч) рассчитываем по формуле:

, где:

С – убыль в массе за время опыта, г

S – площадь листа, см2,

t – продолжительность опыта, ч.

 

Задание 2. Определить величину относительной транспирации.

Параллельно в тех же условиях определяют испарение со свободной водной поверхности чашки Петри. Определив внутренний диаметр чашки Петри, вычисляют ее площадь по формуле:

Рассчитывают интенсивность испарения (Е) со свободной водной поверхности по формуле:

, где:

С – убыль в массе за время опыта, г

S – площадь чашки Петри, см2,

t – продолжительность опыта, ч.

Полученные результаты заносят в таблицу 2 и вычисляют величину относительной транспирации (ОТ):

Таблица 2.

Определение относительной транспирации.

 

Ус-ло-вия опы-та Испарение с поверхности воды Интен-сив-ность транс-пи-рации, г/(м2ч) От-носи- тель-ная транспира-ция
Масса чашки Петри с водой, г Убыль массы, г Пло-щадь испаря-ющей поверх-ности, см2 Про- дол- жи- тель- ность опыта, ч  
В на­чале опы-та В кон-це опы-та
               

 

Сравнить полученные величины и сделать выводы о зависимости интенсивности транспирации и относительной транспирации от условий освещения и способности растений регулировать транспирацию.

 

Вопросы к семинару «Питание растений».

1. Какие химические соединения образуются в ходе темновой фазы фотосинтеза? В световую фазу?

2. Что такое «интенсивность фотосинтеза» и от чего она зависит?

3. Что понимается под термином «корневое питание растений»? Взаимосвязь «корневого» и «воздушного» питания растений

4. Хемотропизм и его роль в поглощении элементов питания корнем.

5. Что такое «пассивное» поглощение элементов питания? Роль диффузии и осмоса в этом процессе.

6. Охарактеризуйте основные этапы «активного» поступления элементов питания в растения

7. Роль цитоплазматической мембраны в адсорбции ионов на поглощающей поверхности корня.

8. Активный транспорт ионов в клетку. Теория переносчиков.

9. Избирательность поглощения ионов растениями.

10. Физиологическая кислотность и щелочность удобрений. Примеры.

11. Применение закона ограничивающих факторов к вопросам питания растений.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...