Физиология растений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

«Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»

Кафедра ботаники и экологии

Контрольная работа по дисциплине

«Физиология и биохимия растений»

Выполнила:

Брюхачева Яна Олеговна

студентка 2го курса

Кемерово 2013

Содержание

1. Элементы минерального питания относящиеся к микроэлементам

2. Роль микроэлементов в жизни растения. Процессы, нарушающиеся при их дефиците

3. Пути поступления газообразных загрязнителей в растения

4. Клеточные основы роста и развития

5. Ростовые явления

6. Локализация роста у растений

7. Накопление и превращение веществ при формировании семян

Список литературы

1. Элементы минерального питания относящиеся к микроэлементам

Минеральное питание -- столь же уникальное свойство растения, как и фотосинтез. Именно эти две функции лежат в основе автотрофности растительного организма, т. е. способности строить свое тело из неорганических веществ. Причем управление корневым питанием растений значительно легче, чем регулирование воздушного питания -- усвоения СО2. Поэтому минеральное питание издавна привлекает внимание физиологов и постоянно находится в поле зрения агрономов.

Медь. Поступает в растение в виде иона Си2+. В основе ее функционирования лежит способность к обратимым окислительно-восстановительным превращениям

Марганец. Он поступает в растение в виде ионов Мn3+. Марганец активирует ферменты, катализирующие реакции цикла Кребса (дегидрогеназы яблочной и лимонной кислот), а также участвующие в окислении важнейшего фитогормона -- ауксина (индолилуксусной кислоты).

Цинк. Поступает в растение в виде иона Zn2+. Цинк входит в состав фермента карбоангидразы, катализирующей гидратацию СО2 в Н2СО3. Н2СО3 = СО2 + Н2О. Этот фермент играет важную роль в поддержании запасов СО2 для фотосинтеза.

Молибден. Поступает в растение в виде аниона МоО42- и концентрируется в молодых растущих частях.

Бор. Поступает в растение в виде аниона борной кислоты. Это один из наиболее важных микроэлементов, особенно для двудольных растений

Кроме перечисленных, имеются еще и такие элементы, которые влияют на жизнедеятельность лишь некоторых растений. Рост зерновых улучшает наличие кремния, входящего в состав их клеточных стенок: увеличивает устойчивость к полеганию. Растения пшеницы, выращенные без этого элемента в питательной среде, чувствительны к грибковым заболеваниям.

К числу немногих культур, реагирующих на внесение кремния, относится сахарный тростник. Кремний откладывается в разных тканях его побегов: например, в эпидерме стебля есть окремневшие клетки. В отличие от других микроэлементов кремний содержится в растениях сахарного тростника в значительных количествах. Так, в золе листьев на его долю приходится около 60 %. Внесение силикатных удобрений под растения, испытывающие дефицит кремния, увеличивало длину и диаметр стеблей, содержание хлорофилла в листьях и выход сахара.

Роль селена в растениях изучена не до конца. Селен является важным микроэлементом животных и микроорганизмов. Возможно, что и в растениях он будет выполнять прежде всего защитную функцию при действии повреждающих факторов или биопатогенов.

Не все растения одинаково нуждаются в тех элементах, которые относят к необходимым. Так, бор меньше нужен злакам. Кальций в большей мере необходим высшим растениям, чем низшим. Некоторые микроэлементы, обнаруживаемые в растениях, могут быть инертными (барий, свинец) или даже вредными (алюминий). Многие микроэлементы в избыточных дозах (марганец, медь, железо) становятся токсичными.

2. Роль микроэлементов в жизни растения. Процессы, нарушающиеся при их дефиците

Микроэлементы относятся к группе незаменимых питательных элементов, содержание которых в растительных тканях измеряется тысячными и стотысячными долями процента. Несмотря на то что микроэлементы требуются в очень малых количествах, в их отсутствие нормальная жизнедеятельность становится невозможной. Недостаток микроэлементов вызывает серьезные физиологические расстройства и нередко приводит к гибели растений уже в раннем возрасте. Объясняется это тем, что микроэлементы главным образом функционируют в регуляторных системах клетки. Они выступают в качестве простетических групп ферментов или кофакторов -- активаторов ферментов.

Медь входит непосредственно в состав ряда ферментных систем, относящихся к группе оксидаз, таких, как полифенолоксидаза, аскорбатоксидаза, тирозиназы. Два атома меди функционируют в цитохромоксидазном комплексе дыхательной цепи митохондрий.

Большая часть меди (75 % всего содержания в листе) концентрируется в хлоропластах. Здесь сосредоточен медьсодержащий белок синего цвета -- пластоцианин, осуществляющий перенос электронов между ФСII и ФСI.

Кроме того, медь активирует ряд ферментов, в частности нитратредуктазу, а также протеазы, т. е. играет определенную роль в азотном обмене. Необходимо отметить также участие меди в гормональной регуляции в растении. Медьсодержащий фермент полифенолоксидаза регулирует содержание и активность в растениях ауксинов и ингибиторов роста фенольной природы. Это лежит в основе способности меди повышать устойчивость растений к полеганию и неблагоприятным условиям среды.

Недостаток меди вызывает задержку роста и цветения. У плодовых культур при остром дефиците меди наблюдается суховер-шинность.

Марганец принимает участие в процессе восстановления нитратов до аммиака, в связи с чем растения, испытывающие недостаток марганца, не могут использовать нитраты в качестве источника азотного питания.

Марганец необходим для нормального протекания фотосинтеза, он участвует в этом процессе на этапе разложения воды и выделения кислорода (фотолиз воды), а также восстановления СО2. Марганец способствует оттоку сахаров из листьев.

Этот элемент играет специфическую роль в поддержании структуры хлоропластов. В отсутствие марганца хлорофилл быстро разрушается на свету.

Марганец является кофактором РНК-полимеразы, ответственной за синтез мРНК в ядре, и ауксиноксидазы -- ферментативного комплекса, разрушающего ИУК, поэтому он очень важен для ростовых процессов.

Установлено также влияние марганца на поступление веществ в растение. При исключении марганца из питательной среды в тканях растений возрастает уровень основных элементов минерального питания, нарушается их соотношение.

Особенно чувствительны к недостатку марганца злаковые, корнеплоды, картофель

Цинк играет важную роль в поддержании запасов СО2 для фотосинтеза.

В качестве кофактора Zn участвует в синтезе растительного гормона -- ауксина (ИУК). Это связано с тем, что цинк, повышая активность триптофансинтетазы, влияет на синтез аминокислоты триптофана -- предшественника ауксина. Недостаток цинка приводит к резкому торможению роста и формирования побегов, растения приобретают розеточные формы. Zn также выступает в качестве активатора ряда ферментов гликолиза (гексокиназы, альдолазы, триозофосфатдегидрогеназы) и пентозо-фосфатного пути (дегидрогеназ глюкозо-6-фосфата и фосфоглюконата).

При дефиците цинка в растениях накапливаются редуцирующие сахара и уменьшается содержание сахарозы и крахмала, увеличивается количество органических кислот и небелковых соединений азота -- свободных аминокислот и амидов. При недостатке цинка в растениях нарушается также фосфорный обмен: включение фосфора в органические соединения и замедление его транспорта из корней в надземную часть.

К недостатку цинка особенно чувствительны плодовые деревья. Наиболее характерный признак голодания -- задержка роста междоузлий и листьев, развитие розеточности и мелколистности.

Молибден играет особо важную роль в азотном обмене растений. Это связано с тем, что он входит в активный центр фермента, восстанавливающего нитраты, -- нитратредуктазу, а также является компонентом активного центра нитрогеназы бактероидов, фиксирующих атмосферный азот в клубеньках бобовых. Как металл-активатор молибден необходим в реакциях аминирования и переаминирования, для включения аминокислот в пептидную цепь, функционирования различных фосфатаз. Он оказывает влияние на уровень накопления аскорбиновой кислоты.

При дефиците молибдена рост растений тормозится. Особенно чувствительны к недостатку молибдена бобовые и овощные культуры.

При недостатке Бора нарушаются синтез, превращение и транспорт углеводов, формирование репродуктивных органов, происходит гибель меристематических клеток и деградация проводящей системы растений. Пока еще не установлены механизмы действия бора и ферментные системы, в деятельности которых он участвует. Согласно концепции М. Я. Школьника, бор имеет специфическое значение для растения благодаря своей уникальной роли в фенольном обмене. Предполагается, что при недостатке бора в клетках двудольных растений накапливаются фенолы и сверх оптимальные концентрации ауксинов, что нарушает синтез нуклеиновых кислот и белков; затем нарушаются ритм деления клеток и структура клеточных стенок, появляются уродливые изменения в формирующихся листьях конуса нарастания. На заключительной стадии борного голодания под действием полифенолоксидаз в клетке накапливаются токсичные хиноны, которые приводят к отмиранию конусов нарастания.

Хлор в форме хлорид-аниона (Сl-) участвует в регуляции тургора у некоторых растений, создании осмотического потенциала, фотосинтетическом разложении воды с образованием кислорода, клеточных делениях. Поступая вслед за калием в замыкающие клетки устьиц, он способствует сохранению в этих клетках их электрического потенциала. Ионы хлора влияют на поступление в клетки ионов PO4-3. Известно, что хлор стимулирует фотосинтетическое фосфорилирование, однако его роль в этом процессе точно пока не установлена.

Дикорастущие и культурные растения в обычных условиях обитания не испытывают дефицита хлора.

Не все растения одинаково нуждаются в тех элементах, которые относят к необходимым. Так, бор меньше нужен злакам. Кальций в большей мере необходим высшим растениям, чем низшим. Некоторые микроэлементы, обнаруживаемые в растениях, могут быть инертными (барий, свинец) или даже вредными (алюминий). Многие микроэлементы в избыточных дозах (марганец, медь, железо) становятся токсичными.

3. Пути поступления газообразных загрязнителей в растения

В естественной среде растения подвергаются обычно воздействию сразу нескольких токсических газов, поскольку загрязнение атмосферы создает ситуацию, характеризующуюся одновременным присутствием в воздухе нескольких загрязняющих веществе низких концентрациях. При совместном действии нескольких токсических агентов повреждающий эффект чаще всего возрастает. Изменения в растениях, вызываемые SO2, усиливаются при попадании в них вместе с этим газом других токсикантов, одновременно содержащихся в воздухе, таких как окислы азота и озон.

Поступление токсических неорганических соединений в листья условно можно разделить на три фазы:

Сорбция кутикулярным слоем и клетками эпидермиса;

Диффузия через устьичные щели внутрь листа и растворение в воде, насыщающей оболочки клеток, выстилающих дыхательные полости;

Передвижение от мест поглощения к соседним тканям и накопление в клетках (Илькун, 1978).

На скорость проникновения токсических ионов и молекул через покровные ткани оказывают влияние их размеры. Так, интенсивность поступления их в листья увеличивается при гидратации, что бывает в период осадков, туманов и росы. Поступление токсических веществ в листья через покровные ткани сокращается, хотя и не прекращается совсем в неблагоприятных погодных условиях (Гетко, 1989), например, при длительной летней засухе (Тарабрин, 1974).

Большинство токсикантов (соединения углерода, серы, азота) в низких концентрациях могут служить источником необходимых растению макро- и микроэлементов. И в этом случае клетка обладает механизмами активного транспорта ионов через плазмалемму. В общих чертах этот механизм действует согласно с клеточным метаболизмом до тех пор, пока ионы или другие вещества не нарушают внутриклеточных реакций (Гетко, 1989).

Поступающие в лист фитотоксиканты неравномерно распределяются в пределах листовой пластинки и всего растения. Большинство из них транспортируется по ксилеме на верхушку или края листовой пластинки. Проникшие в цитоплазму токсические соединения сосредоточиваются в основном в вакуолях (Соловьева, 2003).

Распространение и распределение атмосферных токсикантов, в тканях листа при закрытых устьицах, может быть представлено в следующей последовательности: поглощенные кутикулой газы диффундируют в нижерасположенные оболочки эпидермальных клеток, частично проникают в клетки, но в основном распространяются по свободному пространству к соседним клеткам и достигают проводящих сосудов (Илькун, 1982).

Если токсические газы проникают через устьица, то они насыщают оболочки клеток, выстилающих дыхательные полости и каналы, растворяются в воде, и одна их часть проникает в клетку, а другая вместе с током воды транспортируется по жилкам до мест потребления (Гетко, 1989).

Однако не все элементы распределяются в растении по указанному пути. Распространение и распределение токсических веществ разной химической природы в пределах листовой пластинки и всего растения контролируется не структурой проводящих тканей, а избирательным поглощением каждого из них в отдельности и зависит от концентрации токсического вещества, скорости его поступления в лист и передвижения по сосудам (Косулина, 1993). При медленном поступлении, но быстром оттоке по ксилемным сосудам токсические соединения сосредоточиваются на верхушке и периферии листа, в результате чего появляются глубокие и необратимые нарушения. Так, по краям листа в условиях постоянного загрязнения воздуха газообразными токсикантами содержится в 10-50 раз больше фтора, окислов серы, азота, чем в серединной его части (Илькун, 1978). микроэлемент растение газообразный загрязнитель

Илькун Г.М. (1978) наблюдал, что вместе с транспортными метаболитами из сформированных листьев экспортируется часть накопленных токсических веществ. Накопление в молодых листьях высоких доз токсических веществ, поступающих из средневозрастных листьев, может вызвать полную их гибель и опадение. Аккумулирующиеся в побегах путем оттока из листьев и притока из корней токсические соединения передвигаются к меристематическим тканям в период их активного состояния и отрицательно влияют на рост побегов, листьев и формирование генеративных органов (Тутаюк, 1972).

Реакция на действие атмосферных газообразных токсикантов в большинстве случаев носит двухфазный характер:

увеличивается активность функциональных приспособлений;

происходит угнетение метаболизма.

Соотношение этих двух фаз в значительной мере определяет степень газоустойчивости растений (Тарабрин, 1974).

На деревьях в зонах высокой загазованности много недоразвитых деформированных листьев, уже в начале лета проявляется омертвление их тканей, начинающееся с краев, а затем распространяющееся к середине. Листья темнеют, засыхают и опадают, чем сокращается продолжительность жизни растений (Битюкова, 2004).

В условиях промышленно-загрязненной среды древесные растения имеют более мелкие листья, большую толщину эпидермиса, меньшие размеры клеток ассимиляционной паренхимы и устьиц, большее количество устьиц на единицу площади листа. Усиление ксероморфности в строении листьев часто способствует повышению их газоустойчивости (Исаченко, 1938; Николаевский, 1967).

Под действием загрязняющих веществ, происходит подавление фотосинтеза, нарушение водообмена, многих биохимических процессов, снижение транспирации, общее угнетение роста и развития растений. Это приводит к изменению окраски листьев, некрозу, опадению листьев, изменению формы роста, ветвлению и т.д. (Хвастунов, 1999).

Накапливаясь в тканях листа сверх допустимого уровня, токсикант вызывает у растений различные нарушения в структурной организации и функциональной деятельности. Начальными признаками поражения являются снижение транспирации и фотосинтеза, ухудшение поглощающих функций корня. Эти сдвиги вначале обратимы, но по мере накопления отравляющего вещества происходят резкие изменения ультраструктуры клеток (разбухание оболочки, нарушение структуры митохондрий и хлоропластов), а затем и ухудшение углеводного, белкового и фосфорного обменов (Майснер, 1981).

4. Клеточные основы роста и развития

Само слово «рост» говорит нам о каком-то увеличении. если мы будем время от времени измерять одно и то же растение, то обнаружим, что оно в течение своей жизни увеличивается в высоту, молодые листья его и побеги становятся все больше и больше. Время от времени взвешивая растение, начиная от его всходов и до плодоношения, можно обнаружить увеличение его и в весе.

Увеличение растения в высоту, в объеме, в весе и называют ростом растения. В это же время у растения появляются новые побеги и новые листья.

Эмбриональная фаза. Клетка возникает в результате деления из другой эмбриональной клетки. Затем она несколько увеличивается главным образом за счет увеличения веществ протоплазмы, достигает размеров материнской клетки и снова делится. Таким образом, эмбриональная фаза делится на два периода. Период между делениями и собственно деление клетки. Структура клетки в период между делениями (интерфаза) имеет ряд особенностей: густая цитоплазма с хорошо развитой эндоплазматической сетью, каналы которой узкие, с малым количеством расширений (цистерн), мелкие вакуоли; большое количество рибосом, многие из которых свободно располагаются в цитоплазме и не прикреплены к мембранам эндоплазматической сети; митохондрий много, но они еще не достигли окончательного размера, с мало развитыми кристами и густым матриксом. Имеются и промитохондрии и пропластиды деление которых можно наблюдать. Ядро относительно небольшого размера, с крупными ядрышком. Первичная клеточная оболочка пронизами плазмодесмами. В период между делениями в клетке идут интенсивные процессы обмена веществ - активный синтез белка, высокая интенсивность дыхания, сопровождаемая образованием АТФ. Именно в этот период в ядре клетки происходит самовоспроизведение ДНК. Если процесс самовоспроизведения ДНК почему-то приостановлен, деление клетки не происходит. Таким образом основные синтетические и энергетические процессы в клетке происходят именно в период между делениями.

Существует несколько гипотез, объясняющих переход клетки к делению. Наиболее распространена гипотеза, согласно которой в меристематической клетке должно быть определенное соотношение между размерами ядра и цитоплазмы. Когда это отношение ниже определенного уровня, ядро как бы уже может управлять возросшей массой цитоплазмы и клетка переходит к делению.

Перед делением происходят заметные изменения в энергетическом состоянии клетки. Во время интерфазы клетка характеризуется очень высоким энергетическим потенциалом. При переходе к митозе благодаря глубокой структурной перестройке наступает как бы энергетическая разрядка и, частично, энергия выделяется в виде коротковолного излучения. В период деления интенсивность процессов обмена, в том числе и дыхания, падает.

Делению клетки предшествует деление ядра. Каждое ядро дочерней клетки получает ровно такое же число хромосом и такое же количество ДНК, как и материнская. Во время митоза движение цитоплазмы прекращается, митохондрии и пластиды распределяются примерно поровну между дочерними клетками.

На конечной фазе митоза, когда образовались два ядра, в экваториальной области клетки формируется клеточная стенка. Начало образования клеточной стенки происходит в телофазе, когда хромосомы отошли к полюсам клетки, и началась их деспирализация. На границе раздела двух клеток скапливаются пузырьки, отделяющиеся от аппарата

Гольджи и эндоплазматической сети. Эти пузырьки сливаются и образуют капельки, впоследствии преобразующиеся в плазмодесмы. В результате образуется сплошной слой - межклеточная пластинка. Она удлиняется и смыкается с продольными оболочками клетки. Затем начинается нарастание межклеточной пластинки в толщину путем присоединения с обеих сторон новых пузырьков, отщепляющиеся от аппарата Гольджи. Возникает трехслойное образование, состоящее в основном из пектиновых веществ и гемицеллюлозы. Затем в него включаются фибриллы. В результате в каждой из дочерних клеток возникает первичная оболочка, состоящая из рикса. В связи с большой гидротированностью клеточная оболочка в каждой из клеток первичной оболочки межклеточная пластинка сохраняется в виде межклеточного вещества. Из мембран аппарата Гольджи формируется плазмолемма.

Таким образом, в первой фазе роста увеличение объема клетки происходит за счет деления и возрастания массы протоплазмы. Одновременно идет формирование структурных компонентов клетки. Следовательно, рост уже в этой фазе сопровождается формообразовательными процессами. Образовавшаяся в результате деления клетка вновь увеличивается в объеме и снова делится. После того как клетка разделится 3-5 раз, она переходит в вторую фазу роста. Исключение составляют лишь инициальные клетки, которые продолжают делиться в течении всего периода роста растительного организма.[3]

Фаза растяжения. Переход к фазе растяжения сопровождается значительными структурными и физиологическими изменениями. Цитоплазма становится менее вязкой, более оводненной. Каналы эндоплазматической сети расширяются, в ряде мест они переходят в цистерны. Мембраны этой сети становятся шероховатыми, поскольку к ним прикрепляются рибосомы. Система внутренних мембран митохондрий (крист) хорошо развита. От аппарата Гольджи отшнуровываются многочисленные пузырьки. Ядро принимает неправильную форму, что увеличивает поверхность его соприкосновения с цитоплазмой. Размер ядрышка уменьшается. Мелкие вакуоли сливаются, и образуется одна центральная вакуоль. Относительное содержание цитоплазмы на единицу массы клетки падает, однако абсолютное её содержание на клетку растет. При переходе к растяжению продолжается синтез ДНК, что приводит в образованию тетраплоидных клеток. В фазу растяжения скорость синтеза белка возрастает, усиливаются все процессы метаболизма в клетки. При переходе к растяжению клетки не теряют способности делиться. Наиболее характерным процессом для фазы растяжения является значительное увеличение объема клетки. Скорость роста в эту фазу роста чрезвычайно велика. В течение всей фазы объем клетки возрастает в 20-50 раз. Это необратимое увеличение объема, идущее главным образом за счет усиленного поступления воды. Сосущая сила клеток возрастает во много раз. Усиленное поступление воды вызывает, естественно, уменьшение концентрации клеточного сока и, как следствие, падение осмотического давления. Некоторое увеличение сосущей силы может происходить за счет не осмотического (активного) поступления воды. Однако главным образом увеличение сосущей силы связано с уменьшением сопротивления клеточной оболочки. Клеточная оболочка растет, и , естественно, её сопротивление уменьшается. В эту фазу роста в клетках появляется гормон роста - ауксин, который увеличивает растяжимость клеточной оболочки. В процессе роста растяжением толщина клеточной оболочки не меняется. Согласно теории «сетчатого роста», новые микрофибриллы целлюлозы синтезируются из веществ цитоплазмы и откладываются с внутренней стороны оболочки в виде сетки. В результате поверхность оболочки растет, а толщина её остается прежней. В фазе растяжения усиливаются процессы физиологической дифференциации клеток.

Фаза дифференциации. На этой фазе процесс дифференцировки уже проявляется в определенных внешних признаках, т.е. меняются форма и внешняя структура клетки. Протоплазма почти целиком расходуется на утолщение клеточной оболочки. Вновь образовавшиеся слои фибрилл целлюлозы накладываются на старые (аппозиция). При этом ориентация фибрилл целлюлозы в каждом новом слое другая. В результате образуется вторичная клеточная оболочка. Клетки теряют способность к делению и растяжению.

Процесс функциональной дифференциации клеток, или накопление физиологических различий между ними, происходит на всех фазах роста. Уже между появившимися в период деления дочерними клетками, из которых в дальнейшем будут образовываться

различные ткани, имеются определенные различия, проявляющиеся в их химическом составе, морфологических особенностях ядер и органелл.

5. Ростовые явления

Можно сказать, что растения двигаются в процессе роста. Это на самом деле так, и в науке это называется ростовым движением. Растение поворачивает свои листики к источнику света - это тоже движение.

Но ростовые движения практически невидимы человеческому глазу, то есть, невидимы в реальном времени, сию секунду. Мы замечаем только результат ростового движения, потому что для нас процесс роста растений настолько растянут во времени, что мы его не ощущаем.

Однако у растений есть и более «быстрые» движения, которые можно заметить в течение дня. Например, раскрытие цветков с наступлением дня и их закрытие на ночь. Это явление имеет название - фотонастия.

Есть растения (например, крокусы и тюльпаны), которые открытием и закрытием цветков реагируют на изменение температуры. В этом случае явление носит название - термонастия.

Движения у растений делят на два основных типа: 1) пассивные и 2) активные. Пассивные, или гигроскопические, Д. связаны с изменением содержания воды в коллоидах, составляющих оболочку клетки. У цветковых растений гигроскопические Д. играют большую роль при распространении семян и плодов. У растущей в пустыне Аравии иерихонской розы в сухом воздухе веточки свёрнуты, а в сыром развёртываются, отрываются от субстрата и переносятся ветром. Плоды ковыля и Журавельника благодаря гигроскопичности зарываются в землю. У жёлтой акации зрелый боб высыхает, две его створки спирально скручиваются, а семена с силой разбрасываются. В основе активных Д. лежат явления раздражимости и сократимости белков цитоплазмы растений, а также ростовые процессы. Воспринимая влияния окружающей среды, растения реагируют на них усилением интенсивности обмена, ускорением Д. цитоплазмы, а также ростовыми и др. Д. Воспринятое растением раздражение передаётся по цитоплазматическим тяжам -- плазмодесмам, а затем уже происходит ответ растения как целого на раздражение. Слабое раздражение вызывает усиление, сильное -- угнетение физиологических процессов в растении. Активные Д. бывают медленные (ростовые) и быстрые (сократительные). К ростовым Д. относятся: Тропизмы (раздражение действует в одном направлении и происходит односторонний рост, в результате чего возникает изгиб органа -- геотропизм, фототропизм, хемотропизм и др.) и Настии (ответ растения на действие раздражителей, не имеющих определённого направления -- термонастии, фотонастии и т.д.).

Сократительные Д. часто называют тургорными. Эти Д. у растений -- результат взаимодействия аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) с сократительными белками. Т. о., механизм сократительных Д. растений почти тот же, что и при сокращении мышц человека, Д. слизевика или зооспоры водоросли. К активным сократительным Д. относятся перемещения в пространстве некоторых низших организмов -- Таксисы, вызываемые, как и тропизмы, односторонним раздражением. К таксисам способны снабженные жгутиками бактерии, некоторые водоросли, антерозоиды мхов и папоротников. Многие водоросли (хламидомонады) обнаруживают положительный фототаксис, антерозоиды мхов собираются в капилляры, содержащие слабый раствор сахарозы, а папоротников -- раствор яблочной кислоты (хемотаксис). К сократительным движениям, связанным, вероятно, с сокращениями белкового вещества цитоплазмы, относятся и сейсмонастии. Близко к сейсмонастиям стоят автономные Д. Так, у семафорного инд. растения Desmodium gyrans сложный лист состоит из большой пластинки и двух меньших боковых пластинок, которые то опускаются, то поднимаются, как семафор; при неблагоприятных условиях (темнота) эти Д. прекращаются. У биофитума (Biophytum sensitivum) при сильном раздражении листочки складываются, как у мимозы, совершая ряд ритмических сокращений. При этом, по-видимому, происходит распад АТФ и быстрое её восстановление, что и вызывает непрерывные движения листьев под влиянием раздражителей. Листочки кислицы складываются под влиянием сильного света, темноты, повышенной температуры. К вечеру листочки кислицы складываются, а уже ночью происходит их раскрывание, видимо, после того, как восстановится связь АТФ с сократительными белками. У растений, способных к никтинастическим (Acacia dealbata), сейсмонастическим (Mimosa pudica), а также к автономным Д., имеется высокая активность АТФ. У растений, не способных к Д., она незначительна. Наибольшим содержанием АТФ отличаются те ткани растений, которые связаны с Д. Раньше господствовало мнение, что Д. листьев мимозы связано с потерей тургора и выходом воды в межклетники в сочленениях листа. В. А. Энгельгардт (1957) предполагает участие АТФ в осмотических явлениях, связанных с Д. листьев мимозы, и дегидратацией её клеток в сочленениях.

6. Локализация роста у растений

Локализация роста растений - это ограничение естественного стремления каждого листа растения занять высшую к источнику света точку относительно других. Например, одев на крону дерева жесткий колпак, Вы локализуете рост растения пределами кожуха, также можно регулярно отсекать ростки, выходящие за назначенные границы. Такие приёмы применяются для декорирования парков и скверов, а также для ландшафтного дизайна.

7. Накопление и превращение веществ при формировании семян

Запасные вещества семян (липиды, белки, крахмал) в основном синтезируются из углеводов, образующихся в процессе фотосинтеза в зеленых частях растения из СО2 атмосферы и воды. Лишь азот, фосфор и другие минеральные элементы, необходимые для синтеза белков развивающегося растения и формирующихся семян, поступают из почвы.

Первым продуктом фотосинтеза является фосфорилированный моносахарид -- фруктозо-6-фосфат. После образования он немедленно превращается в дисахарид -- сахарозу, который является транспортной формой сахаров в растении.

Из фотосинтезирующих органов сахароза поступает в запасающие клетки семян и там полимеризуется в крахмал. Возникший на этой стадии крахмал называется ассимиляционным -- он подвергается дальнейшим превращениям в зависимости от вида растения и химической природы запасных веществ.

Исходный материал, из которого построены органические соединения, поступает в семена из вегетативных органов растения. Движение ассимилятов из листьев и корней в семена, последующий синтез и отложение в запас веществ представляют собой сложные физиолого-биохимические процессы.

Исходные соединения для образования ацилглицеролов и других веществ, запасаемых в масличных растениях, поступают в виде растворов. Это подтверждается тем, что в органах растения до цветения и в первые периоды созревания накапливается значительное количество водорастворимых аминокислот и пептидов, углеводов и органических кислот. По мере созревания эти соединения переходят в семена. К концу созревания семян в стеблях и листьях масличных растений растворимые углеводы, как правило, почти полностью исчезают, содержание крахмала не превышает долей процента, резко уменьшается количество органических кислот.

В конце созревания семян происходит синтез запасных веществ из продуктов «раздревеснения», т. е. продуктов гидролиза полисахаридов стебля и соцветия, которые в виде подвижных углеводов поступают в семена. При сокращении процесса фотосинтеза из-за уменьшения поверхности листьев наблюдается также реутилизация белков. Их молекулы распадаются с образованием низкомолекулярных пептидов, которые поступают в семена и там включаются в резервные соединения. При отложении в запас синтезированные вещества переходят в наиболее химически инертные формы.

Список литературы

1. Лебедев С.И. Физиология растений. М, 1982, Колос

2. http://www.znaytovar.ru/s/Sozrevanie-semyan-i-nakoplenie.html

3. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_biology/2504/%D0%A1%D0%B5%D0%BC%D1%8F

4. Полевой В.В. Физиология растений. М, 1989 г.

Размещено на Allbest.ru