Физиология роста и развития растений
Рост в течение всей жизни — фундаментальное свойство растений. Рост — это необратимое увеличение растения хотя бы по одному параметру: по числу клеток, линейным размерам, сырой и/или сухой биомассе. Самый быстрый и экономичный способ роста — рост растяжением, при котором происходит сильная вакуолизация клеток — то есть объём клетки увеличивается в основном за счёт увеличения объёма вакуоли при почти неизменном объёме цитоплазмы. Для растяжения основными « строительными материалами» являются вода и углеводы (целлюлоза, пектин и др.), тогда как для обеспечения деления клеток нужен приток минеральных веществ, прежде всего — азота, фосфора и др.
Рост – явление количественное. В отличие от него, развитие – качественное явление, при котором появляются новые структуры (новые типы клеток, ткани, органы), меняются функции уже существующих структур, происходит дифференцировка . В жизненном цикле высших растений выделяют следующие фазы: эмбриональную (от зиготы до созревания семени), ювенильную (от прорастания семени до перехода к цветению), генеративную (период цветения и плодоношения) и сенильную (старение).
Зародыш растения развивается внутри семени. Эмбриональная стадия начинается с зиготы. Первое деление зиготы определяет ось полярности — направление роста верхушки побега и кончика корня. Затем на стадии глобулы, растение приобретает радиальную дифференцировку — от центра стебля или корня к периферии состав тканей начинает различаться. Далее, на стадии «сердца» выделяются апикальные меристемы побега и корня и зачатки семядолей. Заканчивается эмбриогенез переходом семени в состояние покоя.
На следующих стадиях рост поддерживается за счёт зон делящихся недифференцированных клеток — меристем. Апикальные (верхушечные) меристемы находятся на верхушках побега и кончике корня, боковые лежат среди проводящих элементов. Апикальная меристема побега образует регулярные элементы: листья, междоузлия, боковые побеги. Апикальная меристема корня даёт начало различным типам клеток и тканям корня. Боковые меристемы, образуя дополнительные элементы проводящей системы, обеспечивают утолщение побега и корня.
При переходе от ювенильной к генеративной стадии под действием внешних и внутренних факторов в апикальной меристеме побега закладываются органы размножения — соцветия.
Понятие «старение» чаще применяется к отдельным органам, чем к целому растению. Можно рассматривать старение листа (сезонное или не связанное с временем года), старение (созревание) плодов, старение и отмирание надземных частей травянистых растений и др. Старение — сложный скоординированный процесс ферментативной деградации (разборки) различных молекул (например, хлорофилла, белков, нуклеиновых кислот), при этом растворимые продукты деградации оттекают в другие органы.
Координация процессов роста, дифференцировки клеток и развития растения, а также реализация ответных реакций на различные внешние воздействия у многоклеточных организмов осуществляется благодаря межклеточной коммуникации, в основном с помощью гормонов и других сигнальных молекул. Гормоны растений — фитогормоны ( греч. φυτό – растение) — имеют ряд особенностей по сравнению с гормонами животных. Так, у растений нет специализированных желёз для образования гормонов, поэтому возможно их действие непосредственно в месте синтеза. Гормоны растений — относительно низкомолекулярные вещества, так как они должны проникать сквозь поры клеточных стенок. В отличие от гормонов животных, каждый фитогормон запускает не конкретный физиологический ответ, а специфические каскады физиологических реакций.
Свет для растений — не только источник энергии для синтеза органических веществ в процессе фотосинтеза, но и важный регуляторный фактор большинства процессов роста и развития. Восприятие светового информационного сигнала осуществляется с помощью молекул-рецепторов света — фоторецепторов. Растения имеют несколько групп фоторецепторов, различающихся по структуре и спектральным свойствам (т.е. качеству воспринимаемого ими света):
- фоторецепторы синего света и ближнего ультрафиолета: фототропины и криптохромы ;
- фоторецепторы красного света — фитохромы .
1. Медведев С.С. Физиология растений: Учебник. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. – 336 с.
Полевой В.В. Физиология растений: Учеб. для биол. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1989. – 464 с.
2. Физиология растений: Учебник для студ. вузов / Н.Д. Алехина, Ю.В. Балнокин, В.Ф. Гавриленко и др.; Под ред. И.П. Ермакова. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 640 с.
3. П. Зитте, Э.В. Вайлер и др. « Ботаника» т. 2 «Физиология растений» под ред. В.В. Чуба. М., Издательский центр «Академия», 2008.
Эта статья еще не написана, но вы можете сделать это.
Выходные данные:
- Просмотров: 1610
- Комментариев: 0
- Опубликовано: 10.03.2011
- Версий: 4 , текущая: 4
- Статус: экспертная
- Рейтинг: 100.0
Источник
Особенности роста и развития растений
Рост — это постоянное, необратимое увеличение размеров организма. Эта особенность наблюдается у всех живых организмов и сопровождается рядом обменных процессов.
У растений семена прорастают и развиваются в новый саженец, который в конце концов превращается во взрослое растение. Растения демонстрируют неопределенный рост.
Фазы роста растений
Выделяют следующие этапы роста растений:
Формирующая фаза
Растения растут за счет деления клеток. Ранее существовавшие клетки делятся, чтобы дать начало новым клеткам. Процесс деления клеток в растениях известен как митоз. Он осуществляется в два этапа:
У высших растений деление клеток начинается в меристематической ткани.
Увеличение и дифференцировка клеток
Размер клеток, тканей и органов растений увеличивается на этой стадии за счет образования протоплазмы, поглощения воды, развития вакуолей и формирования клеточных стенок, что делает их более толстыми и постоянными.
Созревание клеток
Увеличенные клетки приобретают на этой стадии определенную форму. Это помогает дифференцировать различные клетки и ткани растений.
Факторы, влияющие на рост растений
К важным факторам, влияющим на рост растений, относятся:
- Температура: рост ускоряется с повышением температуры
- Свет: интенсивность, продолжительность и качество света влияют на многие физиологические процессы, происходящие в растениях
- Вода: вода является важным фактором для роста. Обычно растения хорошо себя чувствуют при достаточном количестве воды и реагируют на ее нехватку
- Питательные вещества почвы: растения нуждаются в достаточном количестве питательных веществ для правильного роста. Качество и количество питательных и минеральных веществ влияют на рост растений
- Регуляторы роста растений: в сельском хозяйстве часто используются различные препараты, которые ускоряют рост растений
Дифференцировка клеток растений
Дифференцировка у растений относится к процессам, посредством которых различные типы клеток возникают из клеток-предшественников и становятся отличными друг от друга. Растения имеют около десятка основных типов клеток, необходимых для повседневного функционирования и выживания. Для размножения требуются дополнительные типы клеток. Хотя основное разнообразие растительных клеток невелико по сравнению с животными, эти клетки разительно отличаются. Например, некоторые клетки, такие как клетки паренхимы, сохраняют потенциал реагировать на внешние и/или гормональные сигналы в течение всей своей жизни и при правильных условиях могут быть преобразованы в другой тип клеток (трансдифференцировка). Другие клетки, такие как проводящие воду сосудистые элементы, претерпевают клеточную гибель и, таким образом, никогда не могут трансдифференцироваться в другой тип клеток.
Развитие растений
Развитие включает в себя все изменения, происходящие в течение жизненного цикла растения. Существуют различные пути, по которым следуют растения в ответ на факторы окружающей среды и формируют различные структуры. Листья молодого растения имеют различную структуру по сравнению со зрелым растением.
Развитие — это совокупность роста и дифференциации. Она регулируется внешними и внутренними факторами.
Рост, дифференциация и развитие растения тесно связаны между собой. Растение не может развиваться, если клетки не растут и не дифференцируются.
Источник