Транспорт и распределение тяжелых металлов и поливалентных катионов в высших растениях

Скачать

Причины токсичности тяжелых металлов и поливалентных катионов. Строение высшего растения, особенности корневой системы и надземной части растений. Роль различных тканей растения в транспорте и распределении тяжелых металлов и поливалентных катионов.

Размер: 2,1 M
Тип: курсовая работа
Категория: Биология
Скачать

Другие файлы:

Содержание тяжелых металлов в высших водных растениях водоемов города Гомеля
Знакомство с методами обнаружения тяжелых металлов в высших водных растениях водоемов города Гомеля. Марганец как катализатор в процессах дыхания и ус...

Определение тяжелых металлов в лекарственных растениях на примере шиповника
Тяжелые металлы и их вредное воздействие на организм человека. Характеристика шиповника майского. Анализ шиповника на содержание тяжелых металлов. Мет...

Влияние солей тяжелых металлов на некоторых пресноводных гидробионтов
Тяжелые металлы в водной среде. Действие оксидов тяжелых металлов на организм некоторых пресноводных животных. Поглощение и распределение тяжелых мета...

Тяжелые металлы в системе почва - растение
В монографии рассмотрены разные аспекты статуса тяжелых металлов в незагрязненных и техногенно загрязненных почвах, в растениях (преимущественно сельс...

Экоаналитический контроль содержания летучих органических соединений в атмосфере и тяжелых металлов в гидросфере с использованием накопительных методов пробоотбора
Определение концентрации тяжелых металлов, фосфора и общего содержания восстановителей в водах и прибрежных растениях. Уровень загрязнения городского...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Белорусский государственный университет

Биологический факультет

Курсовая работа

Транспорт и распределение тяжелых металлов и поливалентных катионов в высших растениях

Выполнил:

студент 4 курса 6 группы

биологического факультета БГУ

заочной формы обучения

Ясюченя Диана Васильевна

Научный руководитель:

Соколик Анатолий Иосифович

2010 г.

Содержание:

тяжелый металл поливалентный катион растение

1. Введение

1.1 Общая характеристика тяжелых металлов и поливалентных катионов

1.2 Основные причины токсичности тяжелых металлов и поливалентных катионов

2. Строение высшего растения

2.1 Корень

2.1.1 Апикальная меристема корня

2.1.2 Зона роста

2.1.3 Зона поглощения

2.1.4 Эпидерма

2.1.5 Первичная кора

2.1.6 Центральный цилиндр

2.2 Побег

2.2.1 Строение стебля

2.2.2 Строение листа

3. Транспорт и распределение тяжелых металлов и поливалентных катионов в высших растениях

3.1 Корневая система

3.1.1 Корневой чехлик

3.1.3 Первичная кора

3.1.4 Эндодерма и центральный цилиндр

3.2 Надземная часть растения

3.3 Роль различных тканей растения в транспорте и распределении тяжелых металлов и поливалентных катионов

4. Вывод

Список использованной литературы

1. Введение

1.1 Общая характеристика тяжелых металлов и поливалентных катионов

Изучение воздействия тяжелых металлов на растения и животных привлекает в последнее время все большее внимание в связи с возрастающим загрязнением окружающей среды. К тяжелым металлам относится достаточно большая группа химических элементов, имеющих плотность больше 5 г/см3 и относительную атомную массу более 40 [9, 14]. Тяжелые металлы(Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) относятся к микроэлементам. То есть химическим элементам, присутствующим в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже). К числу микроэлементов, содержание которых в организме исчисляется тысячными и даже триллионными долями процента, относятся: Fe, Co, Mn, Cu, Mo, Zn, Cd, F, I, Se, Sr, Be, Li и др.

Для микроэлементов характерна высокая биологическая активность , т. е. способность чрезвычайно малых доз их оказывать сильное действие.

Мощное воздействие микроэлементов на физиологические процессы и организме объясняется тем, что они вступают в теснейшую связь с биологически активными органическими веществами -- гормонами, витаминами. Изучена также их связь со многими белками и ферментами. Именно указанными взаимоотношениями и определяются основные пути вовлечения микроэлементов в биологические процессы [14, 15].

1.2 Основные причины токсичности тяжелых металлов и поливалентных катионов

Многие растения аккумулируют металлы в концентрациях, во много раз превышающих концентрацию металлов в почве. Способность растений накапливать тяжелые металлы и быть устойчивыми к их избытку является отражением их индивидуальных особенностей. Связываясь на поверхности клеток или проникая в них, тяжелые металлы могут взаимодействовать с функциональными группами белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и других соединений, а также замещать ионы других металлов, связанные с этими группами. Так, попадая в клетки, они взаимодействуют с SH-группами, инактивируя многие ферменты (Cd, Pb, Zn), Ni преимущественно связывается с N-содержащими лигандами. В результате возникают различные нарушения метаболизма, причем, обычно не ясно, какие из них первичные, а какие являются следствием повреждения других процессов [9, 14]. В литературе тяжелые металлы часто рассматривают как единую группу токсикантов. Однако отдельные металлы четко различаются по физико-химическим свойствам их ионов и токсичности. Металлы по их действию на растения можно условно разделить на три группы: сильнотоксичные (Cu, Tl, Ag), среднетоксичные (Cd, Ni, Hg) и слаботоксичные (Pb, Co, Zn и Sr) [9].

2. Строение высшего растения

Для лучшего понимания процессов транспорта и распределения ионов металлов по растению, необходимо знать общую схему его строения. У высших растений выделяют подземную часть--корень и надземную--побег, состоящий из стебля и листьев.

2.1 Корень

Корень выполняет в растении три важнейшие функции: прикрепляет растение к почве, поглощает из нее воду и минеральные вещества и иногда синтезирует органические вещества. В особых случаях корень превращается в орган, запасающий питательные вещества. Морфологическое строение корня соответствует выполняемым физиологическим функциям. Он ветвится, образуя боковые корни, на которых развивается множество корневых волосков. Большое значение имеет наличие корневого чехлика, облегчающего продвижение корня вглубь, и способность вступать в симбиотические отношения с грибами и бактериями, что улучшает минеральное питание растений. Анатомическое строение корня также тесно связано с выполняемыми им функциями. В молодом корне можно четко проследит наличие следующих ярко выраженных зон (рис. 1):

1. Зона деления клеток, представляющая собой апикальную меристему, прикрытую корневым чехликом;

2. Зона роста, или растяжения, в которой клетки, уже вышедшие за пределы меристемы, находятся в разных стадиях их растяжения в продольном направлении;

3. Зона поглощения веществ и начала дифференциации постоянных тканей: ризодермы, характеризующейся развитием корневых волосков, а также проводящих элементов ксилемы и флоэмы;

4. Зона ветвления, в которой закладываются зачатки боковых корней [1].

Рис. 1 Строение молодого корня.

1- корневой чехлик, 2- зона деления клеток, 3- зона роста клеток, 4- зона корневых волосков, 5- боковые корни [3].

2.1.1 Апикальная меристема корня

У корня выделяют несколько зон, которые имеют анатомические и функциональные различия. На верхушке органа располагается точка роста, образованная апикальной меристемой. Постоянно растущий корень нуждается в защите этой точки от механического повреждения твердыми частицами почвы. Эту функцию берет на себя корневой чехлик, который имеется у большинства растений, отсутствуя лишь у некоторых водных форм и паразитов. Чехлик образован рыхло расположенными тонкостенными живыми клетками, которые постоянно слущиваются и заменяются новыми. Апикальная меристема у большинства папоротникообразных представлена одной инициальной клеткой, у голосеменных и покрытосеменных имеется группа инициальных клеток, иногда располагающихся в три слоя. Очень важной особенностью апикальной меристемы корня является то, что собственно инициальные клетки в нормальных условиях делятся очень редко, составляя покоящийся центр. Объем меристемы увеличивается за счет их производных. Однако при повреждениях кончика корня, вызванных различными факторами, покоящийся центр активизируется, его клетки активно делятся, способствуя регенерации поврежденных тканей [2, 3].

2.1.2 Зона роста

За зоной деления на расстоянии 1,5- 2 мм от кончика корня располагается зона роста. Она представляет собой участок корня от зоны деления до корневых волосков. В этой зоне клетки перестают делится и растут главным образом в длину путем растяжения [1].

2.1.3 Зона поглощения

За зоной растяжения расположена зона дифференцировки большинства клеток первичных тканей. Здесь развиваются также корневые волоски, вследствие чего эту часть корня называют иногда зоной корневых волосков. Важно отметить, что переход от одной зоны к другой происходит постепенно, без резких границ. Некоторые клетки начинают удлиняться и дифференцироваться еще в зоне клеточных делений, в то время как другие достигают зрелости в зоне растяжения [1,2,3].

На первичной стадии роста корня поперечные и продольные срезы легко позволяют выделить три системы тканей: эпидерму (система покровной ткани), первичную кору (систему основной ткани) и систему проводящих тканей.

2.1.4 Эпидерма

Эпидерма корня (эпиблема) - первичная покровная ткань, она состоит из одного ряда сомкнутых клеток. Эпиблема адсорбирует из почвы воду и минеральные вещества, выполнению этой функции способствуют корневые волоски - трубчатые выросты эпидермальных клеток, существенно увеличивающие поглощающую поверхность органа. Эпидермальные клетки корня, включая те, что несут корневые волоски, являются паренхимными, плотно упакованными. Молодая эпидерма большей частью несет тонкую кутикулу, вследствие чего клеточная оболочка оказывает некоторое сопротивление прохождению сквозь нее воды и минеральных веществ [1,3].

2.1.5 Первичная кора

Первичная кора состоит из паренхимных клеток, число слоев которых сильно варьирует. Наружный слой первичной коры после отмирания корневых волосков и сбрасывания ризодермы дифференцируется в первичную покровную ткань - экзодерму, а из внутреннего слоя развивается эндодерма. Она состоит из одного слоя клеток, опоясывающих центральный цилиндр. Отличите...