Строение растений в связи с условиями жизни и экологическими факторами среды. Экологическая классификация организмов.

Теоретические вопросы.

1.Строение  растений в связи с условиями  жизни и экологическими факторами  среды. Экологическая классификация  организмов.

Среда жизни растений. На Земле  различают четыре среды жизни  организмов: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную. Все эти среды наполнены живыми организмами: в водной среде обитают водоросли (ламинария, фукус) и водные растения (кувшинка, элодея); в наземно-воздушной среде живут все сухопутные растения — деревья, кустарники и травы; в почвенной — находятся прорастающие семена, размещаются корни наземных растений; организм как среду обитания населяют паразитические растения (повилика, заразиха, омела).

В течение своей жизни растения постоянно взаимодействуют с  окружающей средой. Они способны жить только там где находят благоприятные условия для жизни: для питания и размножения, роста и развития. Если нужных растениям условий нет, то они в этой среде жить не могут. Поэтому человек должен бережно относиться как к растениям, так и к окружающей их среде.

Действие факторов среды на растения. Условия окружающей среды, от которых зависит жизнь организма, называют факторами среды. Для жизни растений, как и всех других организмов, необходима вода. Ее всасывают корни. Вместе с водой в растение поступают растворенные в ней минеральные вещества, используемые растением для питания, испарения и построения своего тела. В зимнее время для растений наших широт нужен снег. Он укрывает почву, корни и мелкие растения, защищая их от сильных морозов.

Незаменимым для растений фактором среды является свет. Только с использованием света зеленые растения способны образовывать органические вещества. Вот почему от света зависит жизнь любого зеленого растения.

Важное  условие жизни растений — температура. Растение реагирует на температуру воздуха, воды и почвы. Большинство растений не переносят очень низкие температуры. Поэтому температурный фактор обусловливает распределение растений по Земле: теплолюбивые произрастают в районах с жарким климатом, холодостойкие — в умеренно холодных зонах. Теплолюбивые растения ведут активную жизнь только при температуре не выше 50 ⁰С, а холодостойкие — при температуре не ниже 0 ⁰С. Растения хорошо развиваются, если температура почвы ниже температуры воздуха, и лучше, если в ночное время прохладнее, чем днем.

Воздух — также важный фактор для растений. Из него растения получают кислород для дыхания и углекислый газ, необходимый для их питания. Поэтому растению, как всем организмам, постоянно нужен чистый воздух.

Имеет значение для растений и ветер. Он перемещает воздух и приносит растениям новые потоки с кислородом и углекислым газом. Ветром разносятся семена и плоды многих растений. Ветер же приносит дождевые облака, охлаждает растения и почву, на которой они растут. Однако очень сильный ветер (ураган) ломает стволы и ветви деревьев, вырывает их с корнем.

Экологические факторы. Cвет, вода, снег, ветер, воздух, минеральные вещества, температура — все это факторы неживой природы, но они имеют большое значение для жизни растений. Их называют абиотическими факторами (от греч. а - "не", биос - "живое").

В жизни растений большую роль играют также факторы живой природы: животные, грибы, сами растения, бактерии. Они носят название биотических  факторов. Пчелы, перелетая с цветка на цветок, собирают себе пищу — сладкий  нектар и пыльцу, но при этом они переносят пыльцу с одного растения на другое, т. е. опыляют цветки, после чего начинают развиваться плоды и семена. Животные поедают у растений семена, плоды, листья, кору и другие части .

В природе есть растения, которые питаются органическими веществами других живых растений. Их называют растениями-паразитами. Забирая питательные вещества у растения-хозяина, паразитическое растение затрудняет его рост и развитие. Например, повилика паразитирует на клевере, льне, хмеле. Своим бесцветным, нитевидным и длинным стеблем растение-паразит обвивается вокруг растения-хозяина, образует присоски, которыми глубоко внедряется в его тело. Отсасывая таким образом вещества, повилика задерживает рост и развитие своего хозяина, ослабляет и нередко вызывает его гибель .

Жизнь растений зависит от влияния многих факторов живой и неживой природы. Одни из них благоприятны для растений, другие вредны. Живя в природе, растения постоянно взаимодействуют с  другими растениями, животными, грибами, бактериями и условиями неживой природы. 
Очень сильно растения зависят от человека. Влияние человека как фактора среды называют антропогенным фактором (от греч. антропо - "человек", генос - "рождение"), т. е. порожденным человеком.

Все факторы  среды, оказывающие влияние на организмы, называют экологическими факторами.Взаимодействуя с экологическими факторами, растения всегда реагируют на них. При благоприятном действии факторов у растений активнее идут процессы жизнедеятельности, они лучше растут и развиваются. Воздействие неблагоприятных факторов может привести даже к гибели растения. Следовательно, человек должен следить за тем, чтобы и отдельные растения, и все многообразие растительного мира имели хорошие условия, обеспечивающие им жизнь, развитие и размножение.

Экологическая классификация организмов основана на учете различных критериев- способа питания, передвижения, места обитания, отношения к отдельному фактору и др.

По способу  питания все живые организмы  подразделяются на две большие группы-автотрофы  и гетеротрофы. Автотрофы - организмы, синтезирующие из неорганических минеральных соединении органические вещества с использованием солнечной энергии ; к ним относятся, в основном, зеленые растения, осуществляющие фотосинтез. Гетеротрофы - организмы, использующие органические вещества; это- животные, грибы и большинство микроорганизмов. Среди гетеротрофов различают фитофагов, использующих растительную пищу, и зоофагов, питающихся животными. Потребители мертвых организмов по пищевой специализации подразделяются на некрофагов (от греч. nekros — мертвый) — потребителей трупов животных, копрофагов (от греч. kopros — помет) — потребителей экскрементов, сапрофагов (от греч. sapros — гнилой) — потребителей мертвых растительных остатков и детритофагов (от греч. detritis — истертый) — потребителей полуразложившихся органических веществ. Выделяют еще миксотрофные (от греч. mixis — смешение и trophe — пища, питание) организмы, которые в зависимости от условий внешней среды, сочетают автотрофный и гетеротрофный способы питания (сине-зеленые водоросли, растения-паразиты (сапрофиты), растения-хищники.

В основу экологической  классификации могут быть положены места обитания. Например, водные организмы  — гидробионты подразделяются на бентосные (от греч. benthos — глубина) — живущие на дне водоема (губки, актинии, придонные рыбы), планктонные (от греч. planktos — блуждающий) — обитающие в толще воды и пассивно переносимые водными течениями (одноклеточные водоросли, медузы) и нек-тонные (от греч. nektos — плавающий) — активно плавающие (рыбы, головоногие моллюски).

По экологической  классификации можно разделять  отдельные группы организмов по их отношению к свету, влажности, температуре. Например, по отношению растений к  влажности их подразделяют нагигрофитов, мезофитов и ксерофитов, а по отношению к богатству почв (плодородию) выделяют растения олиготрофные, мезотрофные и эвтрофные.

2. Пищевые  добавки, красители, антиоксиданты.  Биологически активные добавки. 

Заполнить таблицу:

«Химические методы определения качества сточных  вод химико-фармацевтических предприятий».

Пищевые добавки – это природные соединения и химические вещества, которые сами по себе обычно не употребляются как пищевой продукт или обычный компонент пищи, но которые добавляют в продукты питания для того, чтобы они дольше хранились, для приобретения стойкости вкуса, улучшения внешнего вида.

Классификация пищевых добавок

Индекс "Е" был введен для удобства: за каждой пищевой добавкой стоит длинное  химическое наименование, которое не умещается на этикетке. Например, код Е115 выглядит одинаково на всех языках, не занимает много места в перечислении состава продукта и наличие кода означает, что эта пищевая добавка официально разрешена в европейских странах.

Красители (Е**)

Красители – это вещества, которые добавляют для восстановления природного цвета, утраченного в процессе обработки или хранения продукта, или для повышения его интенсивности; так же для окрашивания бесцветных продуктов – безалкогольных напитков, мороженого, кондитерских изделий.

Сырьем для натуральных пищевых красителей являются ягоды, цветы, листья, корнеплоды. Некоторые красители получают синтетически, они не содержат ни вкусовых веществ, ни витаминов. Синтетические красители, по сравнению с натуральными, обладают технологическими преимуществами, дают более яркие цвета.

В России существует список продуктов, которые не подлежат окрашиванию. В него входят все виды минеральной воды, питьевое молоко, сливки, пахта, кисломолочные продукты, растительные и животные жиры, яйца и яичные продукты, мука, крахмал, сахар, продукты из томатов, соки и нектары, рыба и морепродукты, какао и шоколадные изделия, кофе, чай, цикорий, вина, зерновые водки, продукты детского питания, сыры, мед, масло из молока овец и коз.

Натуральные (природные) пищевые красители – это природные пигменты, получаемые из растительного и животного сырья, из различных фруктов, ягод, овощей. Они представляют собой смесь каротиноидов, антоцианов, флавоноидов, хлорофиллов и других натуральных компонентов растений – витаминов, органических кислот, гликозидов, ароматических веществ, микроэлементов. Помимо красящих пигментов, натуральные красители содержат вкусовые и ароматизирующие компоненты.

Натуральные красители  применяются человеком для окрашивания  пищевых продуктов уже многие столетия. В настоящее время их использование регламентируется технологическими инструкциями. Натуральные красители широко применяются в производстве напитков, мороженого, масложировой, молочной, рыбной, мясной промышленности.

Антиоксиданты (антиокислители, ингибиторы окисления) – это вещества, замедляющие  процесс окисления пищевых продуктов. Этим они позволяют предотвратить прогоркание жиров и жиросодержащих продуктов; предохраняют фрукты, овощи и продукты их переработки от потемнения; замедляют в напитках (вине, пиве и безалкогольных напитках) ферментативное окисление. В результате действия антиоксидантов сроки годности продуктов увеличиваются в несколько раз.

Необходимым условием эффективного применения антиоксидантов является их полное растворение или  диспергирование в продукте. Количество добавляемых в продукт антиокислителей очень мало, а эффективность их применения в значительной степени зависит от методов внесения их в продукт. Так, например, в жиры антиоксиданты вводят в виде концентрированного раствора.

Области применения антиоксидантов: масложировая, консервная промышленность, пивоварение, виноделие, производство жиросодержащих кондитерских изделий, сыров, производство безалкогольных напитков.

 Биологически активные добавки к пище (БАД) — вещества природного происхождения, которые нормализуют баланс питательных веществ, способствуют поддержанию здоровья (профилактика заболеваний) и ускоряют процесс выздоровления. В известной степени появление таких добавок явилось результатом, с одной стороны, эволюции взглядов общества на здоровье человека, а с другой стороны — накопления знаний и технологий, необходимых для глубокого, всестороннего изучения всех возможностей природных источников, выделения и усовершенствования многих средств природного происхождения.

Многие БАДы содержат вещества адаптогенного и  тонизирующего действия, которые  стимулируют защитные силы организма, повышают общую устойчивость и жизненный  тонус, физическую и умственную работоспособность, уменьшают отрицательное воздействие  окружающей среды и стрессы.

Широкое использование  в составе многих БАДов находят  морские водоросли — спирулина, ламинария, фукус, аскофиллум, хлорелла. Эти продукты служат прекрасным источником растительного легко усвояемого белка. Кроме того, они богаты витаминами, аминокислотами, микроэлементами, ненасыщенными жирными кислотами. Водоросли ускоряют выведение радионуклидов, солей тяжелых металлов, токсических веществ из организма, очищая его и задерживая процессы старения, стимулируют иммунитет. Они применяются и для профилактики сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, астмы и аллергических реакций, способствуют нормализации функции щитовидной железы (т.к. богаты йодом), устранению воспалительных процессов в ЖКТ.

Большую роль в  позитивном действии БАДов играют пищевые волокна, входящие в состав растительной пищи. Основными видами пищевых волокон являются целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, лигнин. Они не усваиваются организмом, но придают ощущение сытости, поэтому их часто включают в состав диет, направленных на уменьшение массы тела. В рационе человека должно присутствовать не менее 30–50 г пищевых волокон в сутки. Современная технология обработки сырья при изготовлении многих продуктов ведет к разрушению пищевых волокон, и с пищей их поступает недостаточно. А они необходимы не только для того, чтобы чувствовать себя сытым. Пищевые волокна способствуют понижению уровня холестерина и стабилизации содержания глюкозы в крови, нормализуют работу ЖКТ, являются прекрасным сорбентом для шлаков, солей тяжелых металлов и других чужеродных веществ. Их применяют для профилактики рака прямой кишки, сахарного диабета, запора, геморроя, ожирения. Важнейшими натуральными источниками пищевых волокон являются отруби (пшеничные, рисовые, овсяные), верхняя часть оболочки овощей и фруктов. В БАДах часто применяют МКЦ, полученную путем тщательной переработки хлопковой целлюлозы. Ряд БАДов содержит комплексы МКЦ с адаптогенами или источниками витаминов (например, плоды шиповника). МКЦ широко используется также и в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя, не оказывающего терапевтического эффекта (инертность) для таблеток.

В состав БАДов, применяемых для очищения организма  от шлаков и чужеродных веществ, наряду с различными видами пищевых волокон, включают цеолиты — минералы, обогащенные микроэлементами. Цеолиты — хорошие сорбенты и выводят из организма низкомолекулярные вредные соединения при отравлениях (метан, сероводород, аммиак, токсины и др.), а также избыток ионов металлов. С другой стороны, из цеолитов выделяются микроэлементы, в которых организм испытывает недостаток.