БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

9.6. Газообмен у цветковых растений

Растения расходуют на единицу массы меньше энергии, чем животные, поскольку интенсивность метаболизма у них ниже. Поэтому им не требуется и столь же интенсивный газообмен, как у более сложно организованных животных, — достаточно воздуха, диффундирующего по межклетникам. Какие-либо специализированные вентиляционные механизмы у растений отсутствуют. У цветковых растений газообмен осуществляется путем диффузии через устьица на листьях и на зеленых стеблях, а также через чечевички и трещины в коре на одревесневших стеблях. Листья тонкие и площадь поверхности у них велика, о чем уже говорилось в гл. 7 (рис. 7.5), поэтому газообмен идет главным образом через них. В листьях двудольных эффективную диффузию обеспечивает губчатый мезофилл с его крупными межклетниками. Довольно крупные заполненные воздухом полости примыкают также к устьицам (рис. 7.5). Поскольку работа всей этой системы зависит от диффузии, ясно, что диффундировать из растения во внешнюю среду тем же путем может и вода. Здесь кроется известная опасность — при чрезмерной потере воды растения завядают. Даже небольшой водный дефицит может затормозить рост растения (а значит, и снизить урожай, если речь идет о культурных растениях). У растений имеются защитные механизмы, позволяющие им закрывать устьица, если воды не хватает. В этом участвуют гормоны растений, в частности абсцизовая кислота.

Внутри растения распространение кислорода определяется диффузионными градиентами в воздухоносных межклетниках. По этим путям кислород достигает клеток и растворяется во влаге, покрывающей клеточные стенки. Отсюда он диффундирует уже внутрь клеток. СО₂ движется по растению тем же путем, но в обратном направлении.

Осложняет ситуацию фотосинтез. В хлоропластах в качестве побочного продукта этого процесса образуется кислород. Этот кислород может здесь же использоваться для дыхания митохондриями, содержащимися в тех же клетках. Сходным образом обстоит дело и с СО₂, образующимся при дыхании: хлоропласты могут использовать его для фотосинтеза.

9.17. а) Перечислите (в виде таблицы) основные различия между фотосинтезом и аэробным дыханием, б) Укажите общие черты фотосинтеза и аэробного дыхания (в том числе и биохимические)