При подготовке к зиме в растениях в большом количестве накапливаются

Обновлено: 05.10.2024

Это связано с тем, что:
1. концентрированные растворы сахарозы предотвращают денатурацию белков
2. концентрированные растворы сахарозы имеют более низкие температуры замерзания
3. при окислении сахарозы выделяется энергия

2. концентрированные растворы сахарозы имеют более низкие температуры замерзания

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Абиотические факторы. Температура

Абиотические факторы — все компоненты и явления неживой природы.

Температура относится к климатическим абиотическим факторам среды. Большинство организмов приспособлены к довольно узкому диапазону температур, так как активность клеточных ферментов лежит в пределах от 10 до 40 °С, при низких температурах реакции идут замедленно.

Различают животные организмы:

с постоянной температурой тела ( теплокровные , или гомойотермные );
с непостоянной температурой тела ( холоднокровные , или пойкилотермные ).

У растений и животных существуют специальные приспос обления, позволяющие адаптироваться к колебаниям температуры.

Организмы, температура тела которых меняется в зависимости от температуры окружающей среды (растения, беспозвоночные животные, рыбы, земноводные и пресмыкающиеся), имеют различные приспособления для поддержания жизнедеятельности. Такие животные называются холоднокровными, или пойкилотермными. Отсутствие механизма терморегуляции обусловлено слабым развитием нервной системы, низким уровнем обмена веществ и отсутствием замкнутой системы кровообращения.

Температура тела пойкилотермных животных всего на 1—2 °С выше температуры среды или равна ей, однако она может увеличиваться в результате поглощения солнечного тепла (змеи, ящерицы) или мышечной работы (летающие насекомые, быстро плавающие рыбы). Резкие колебания температуры среды могут привести к гибели.

С наступлением зимы растения и животные погружаются в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ у них резко падает. При подготовке к зиме в тканях животных запасается много жира, углеводов, количество воды в клетчатке уменьшается, накапливаются сахара, глицерин, препятствующий замерзанию.

Виды с непостоянной температурой тела при понижении температуры способны переходить в неактивное состояние. Замедление обмена веществ в клетках сильно увеличивает устойчивость организмов к неблагоприятным погодным условиям. Переход животных в состояние оцепенения, как и переход растений в состояние покоя, позволяет им переносить зимние холода с наименьшими потерями, не тратя много энергии.

Для защиты организмов от перегрева в жаркое время года включаются специальные физиологические механизмы: у растений усиливается испарение влаги через устьица, у животных усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожу.

У пойкилотермных организмов внутренняя температура тела следует за изменениями температуры среды. Скорость обмена веществ у них то возрастает, то понижается. Таких видов – большинство на Земле.

Организмы с постоянной температурой тела называются теплокровными, или гомойотермными. К ним относятся птицы и млекопитающие.

Температура тела таких животных устойчива, она не зависит от температуры среды, благодаря наличию механизмов терморегуляции. Постоянство температуры тела обеспечивается регуляцией теплопродукции и теплоотдачи.

При угрозе перегревания организма происходит расширение кожных сосудов, увеличиваются потоотделение и теплоотдача. При угрозе охлаждения кожные сосуды сужаются, шерсть или перья поднимаются — теплоотдача ограничивается.

При значительных перепадах внешней температуры и резких изменениях теплопродукции температура внутренних органов у теплокровных животных может отклоняться от обычных значений от 0,2—0,3 до 1—3 °С.

Потоотделение свойственно только человеку, обезьянам и непарнокопытным. У других гомойотермных животных наиболее эффективный механизм теплоотдачи — тепловая одышка. Способность к повышению теплопродукции наиболее выражена у птиц, грызунов и некоторых других животных.

Гомойотермные способны поддерживать постоянную температуру тела при любых условиях среды. Их обмен веществ всегда идет с высокой скоростью, даже если наружная температура постоянно меняется. Например, белые медведи в Арктике или пингвины в Антарктиде выдерживают 50–градусные морозы, что составляет разницу в 87–90° по сравнению с их собственной температурой.

Приспособления организмов к разным температурным режимам. Как теплокровные, так и холоднокровные животные в процессе эволюции выработали различные приспособления к изменяющимся температурным условиям среды. Главный источник поступления тепловой энергии у организмов с непостоянной температурой тела — внешнее тепло.

Перезимовавшим змеям требуется две-три недели, чтобы довести обмен веществ до достаточной интенсивности. Обычно змеи выползают и греются на солнце неоднократно в течение всего дня, а на ночь возвращаются в норы.

С наступлением зимы растения и животные с непостоянной температурой тела впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ у них резко снижается. При подготовке к зиме в тканях запасается много жиров и углеводов.

Осенью растения сокращают расход веществ, запасая сахара и крахмал. Их рост прекращается, резко замедляется интенсивность всех физиологических процессов, опадают листья. В первые морозы растения теряют значительное количество воды, становясь устойчивыми к морозу и переходя в состояние глубокого покоя.

В жаркое время года включаются механизмы защиты от перегрева. У растений усиливается испарение воды через устьица, а у животных — через дыхательную систему и кожные покровы.

Если растения достаточно обеспечены водой, устьица открыты днём и ночью. Однако у многих растений устьица открыты только днём на свету, а ночью закрываются. В сухую жаркую погоду устьица растений закрываются даже днём, и выделение водяного пара из листьев в воздух прекращается. Когда наступают благоприятные условия, устьица раскрываются и нормальная жизнедеятельность растений восстанавливается.

Наиболее совершенная терморегуляция наблюдается у животных с постоянной температурой тела. Регуляция теплоотдачи кожными сосудами, хорошо развитая высшая нервная деятельность позволили птицам и млекопитающим сохранять активность при резких перепадах температур и освоить практически все места обитания.

Полное разделение крови на венозную и артериальную, интенсивный обмен веществ, перьевой или волосяной покров тела, способствующий сохранению тепла.

Большое значение для теплокровных имеет не только способность к терморегуляции, но и адаптивное поведение, постройка специальных убежищ и гнёзд.

Глядя на опустевший сад, может показаться, что деревья, разом сбросив листву, уснули. Но это не так. Подготовка к зиме — процесс сложный и длительный.

Во второй половине лета деревья и кустарники, закончив свой рост, приступают к закалке. Молодые однолетние побеги к холодам должны успеть одревеснеть. Покрывающая их кора из зеленой становится бурой, бордовой или серой — в зависимости от особенностей вида и сорта. Да и листопадом растения страхуют себя от гибели зимой. Иначе падающий снег их бы повредил. К тому же листья, как известно, испаряют влагу. Зимой же испарение невозможно, поскольку в мороз клеточный сок не может двигаться по стеблю. Плюс дышат деревья зимой в 200 — 400 раз слабее, чем летом. Поэтому к холодам на побегах остаются только те почки, которые выдерживают морозы до минус 35 — 40 градусов. Смягчает резкие колебания зимней температуры и толстая кора. Весной же она защищает от солнечных ожогов.

Но с листопадом жизнь внутри растения не затухает. Еще активнее идет гидролиз крахмала. Возрастает и содержание растворимых азотных соединений, повышается их концентрация. Интенсивность обмена веществ резко падает. И у древесных культур наступает так называемый истинный период покоя. Его еще называют органическим или глубоким.

Там, где зимы теплее, крахмал так всю зиму и остается крахмалом. Где морозы пожестче, он переходит в сахар. Вспомните картофель: подмороженный, он сладковатый. Это крахмал превратился в сахар. И чем больше крахмала перешло в сахар, тем глубже спячка, тем длиннее период покоя у деревьев.

Поздней осенью продукты фотосинтеза больше не расходуются на рост побегов, а накапливаются в тканях растений и будут использованы следующей весной при формировании новых побегов и листьев. Чем больше будет запасено веществ, в первую очередь крахмала, тем выносливее, морозоустойчивее будет и растение. Ведь температура замерзания клеточного сока в деревьях и кустарниках с большим количеством запасных веществ значительно ниже, чем у которых этот запас мал.

И если надземная часть растений в октябре–ноябре одревесневает и активно готовится к периоду покоя, то корни, особенно всасывающие, продолжают усиленно расти. Для корневой системы при благоприятных условиях периода покоя вообще не существует. Единственное препятствие для их роста — снижение температуры почвы и ее замерзание. Крона же растения благодаря хорошему развитию корней в эту пору получает достаточное количество пищи и влаги, что усиливает ее устойчивость против повреждений морозами и зимнего иссушения. Кстати, этим и объясняется польза влагозарядковых поливов поздней осенью, особенно если сезон был засушливым.

Ученые, проведя не один десяток опытов, доказали, что морозостойкость плодовых и ягодных культур напрямую зависит от скорости снижения температуры. Если она понижается постепенно, то растение входит в зиму более подготовленным. Поэтому для усиления морозостойкости, кроме присущих ему генетических особенностей, должно пройти все фазы закаливания. Первую — при низких положительных температурах. Вторую — при медленном понижении температуры вплоть до наступления небольших морозов. Вот почему характерные для ноября умеренные морозы и первые снегопады отлично закаляют растения.

При слабых же морозах в клетках происходит гидролиз крахмала, расщепление его на растворимые в воде углеводы — сахара. И они в процессе закалки небольшими отрицательными температурами предохраняют клетки от вредного действия мороза. Наиболее интенсивно расщепление крахмала в них идет как раз при слабых морозах. При оттепелях он образуется вновь, поэтому морозостойкость растений и понижается. Для ее поднятия нужна повторная закалка.

Доказано, что кратковременные зимние оттепели, пока растения еще находятся в состоянии покоя, не так опасны, как весенние заморозки, когда почки уже раскрылись и растение тронулось в рост. Но что любопытно: яблони, вишни, персики и другие плодовые культуры не могут расти в климатическом поясе, где не бывает холодных зим.

Поэтому так важно знать, у какой культуры какой период покоя. От этого во многом зависит их выживаемость в наших непростых погодных условиях. К примеру, у косточковых культур органический покой наступает раньше, чем у семечковых. Раньше и заканчивается: где–то в феврале–марте. Остальное же время до наступления теплой весенней погоды растения пребывают в состоянии уже вынужденного покоя.

Если осенью срезать пару веток яблони, черешни или черемухи и поставить в воду, они будут распускаться нехотя и очень долго. И скорее всего, вообще не зацветут. А вот срезанные после Нового года просыпаются быстро, словно только и ждали, когда их разбудят. В природе же сигналом к окончанию зимнего покоя у многих растений служит увеличение продолжительности дня.

Полная перепечатка текста и фотографий запрещена. Частичное цитирование разрешено при наличии гиперссылки.

Читайте также: