Определение процессов роста и развития и их взаимосвязь
Тема: Рост растений. Оптимальные графики роста важнейших сельскохозяйственных растений. Использование графиков роста при корректировке технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Корреляция, полярность, регенерация, их использование в сельскохозяйственной практике. Влияние внутренних и внешних факторов на рост растений.
Понятие о физиологически активных веществах, их роль в жизни растений. Тропизмы. Развитие растений. Онтогенез и его периодизация. Фотопериодизм и яровизация, их значение.
Теоретические основы.
Определение процессов роста и развития и их взаимосвязь
Рост – необратимое увеличение размеров и массы клетки, органа и всего организма, связанное с новообразованием элементов и структур. Понятие «рост» отражает количественные изменения, сопровождающие развитие организма или его частей.
Развитие – это качественные изменения в структуре и функциональной активности растения и его частей (органов, тканей и клеток) в процессе онтогенеза. Если этот процесс рассматривать как установление формы, то он называется морфогенезом. Возникновение качественных различий между клетками, тканями и органами получило название дифференцировки. Процессы роста и развития растения неразрывно связаны между собой: рост является частью индивидуального развития. Однако в одном и том же организме процессы роста и развития могут сочетаться различным образом. Растение может находиться в состоянии активного роста, но вместе с тем медленно развиваться или, наоборот, оно может быстро развиваться при замедленном росте. Например, у однолетних растений с момента их зацветания наблюдается частичная и даже полная приостановка процессов роста побега. У многолетних растений рост вегетативных органов (побеги, листья) зачастую является одной из причин задержки цветения. Показателем темпов развития, как правило, служит переход растений к репродукции. Активность ростовых процессов оценивают по скорости увеличения массы, объема, размеров растения. Однако было бы ошибочно полагать, что развитие и рост являются процессами несовместимыми или антагонистичными. Достаточно указать, что физиологические изменения, влекущие за собой образование генеративных органов, могут осуществляться только у растений, находящихся в состоянии роста. С другой стороны, рост вегетативных метамерных органов в одних и тех же внешних условиях протекает различно на разных этапах развития отдельного растительного организма. Таким образом, процессы роста и развития растения друг с другом тесно взаимосвязаны, друг друга обуславливают, друг от друга зависят. Эти процессы иногда настолько тесно связаны между собой, что их достаточно сложно 2 разграничить. Особенно ярко это проявляется на ранних этапах онтогенеза. Рост и развитие интегрируют все физиологические функции и взаимодействие растительного организма с внешней средой.
Способность к росту – это одна из главных особенностей всех живых организмов. Можно выделить несколько характерных черт, которые в своей совокупности характеризуют рост как общебиологический процесс.
1. Рост любого организма описывается S-образной кривой. Элементы Sобразной или большой кривой роста были описаны еще в XIX в. Ю. Саксом (1872). Такая кривая получается, если по оси абсцисс откладывать время, а по оси ординат – параметр роста (длина, площадь, масса). Она включает следующие фазы: латентную, логарифмическую, замедления роста, стационарную и деградации (рис. 1.1).
Рис. 1.1. S-образная кривая роста Фазы роста: 1– латентная; 2 – логарифмическая; 3 – замедления; 4 – стационарная, 5 – деградации.
2. Ритмичность роста. Ритмичный характер роста органов обеспечивает равномерное распределение питательных и регуляторных веществ между ними. Благодаря эндогенным ритмам живые организмы приспосабливаются к конкретным условиям местообитания.
3. Полярность – неравноценность противоположных полюсов клетки, органа, целого организма; специфическая ориентация структур организма или активности ростовых процессов в пространстве. Наиболее характерной особенностью строения растительного организма является осевая или аксиальная полярность, т. е. наличие хорошо развитой продольной оси, несущей латеральные органы – боковые ветви и корни, листья и цветы.
4. Процесс роста сопровождается дифференциацией клеток и тканей. В основе дифференциации лежит полярность, т. е. возникновение градиента распределения или действия какого-либо фактора.
5. Коррелятивный характер роста. Корреляция – это зависимость расположения и функционирования одних органов, тканей и частей растения, их взаимное влияние. Гармоничное развитие любого живого организма, в том числе и растений, – это результат коррелятивных взаимодействий. Перечисленные свойства могут характеризовать рост любого организма – растения, животного, микроорганизма. Вместе с тем растущее зеленое растение имеет целый ряд признаков, определяющих особенности только его жизнедеятельности.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник
35. Понятие роста и развития растений. Их взаимосвязь.
Онтогенез (жизненный цикл), или индивидуальное развитие, — комплекс последовательных и необратимых изменений жизнедеятельности и структуры растений от возникновения из оплодотворенной яйцеклетки, зачаточной или вегетативной почки до естественной смерти. Онтогенез является последовательной реализацией наследственной генетической программы развития организма в конкретных условиях внешней среды. Для характеристики онтогенеза растений используют термины «рост» и «развитие». Рост и развитие интегрируют все физиологические функции и взаимодействие растительного организма с внешней средой. Растение аккумулирует солнечную энергию, поглощает воду и минеральные вещества, образует новые клетки и органы, в нем происходят качественные изменения на протяжении всего онтогенеза.
Рост — новообразование цитоплазмы и клеточных структур, приводящее к увеличению числа и размеров клеток, тканей, органов и всего растения в целом. Рост растений нельзя рассматривать как чисто количественный процесс. Растения в отличие от животных организмов растут в течение всей жизни, но обычно с некоторыми перерывами (период покоя). Жизненный цикл растения состоит из 2х периодов: вегетативного (интенсивно образуется вегетативная масса, усиленно растет корневая система, происходит кущение и ветвление, закладываются органы цветка) и репродуктивного (цветение и плодоношние). После цветения изменяется характер физиологических и биохимических процессов, прекращается рост стебля в высоту.
Развитие — качественные изменения живых структур, обусловленные прохождением организмом жизненного цикла, качественные изменения структуры и функций растения в целом и его отдельных частей — органов, тканей и клеток, возникающие в процессе онтогенеза (молодость, половая зрелость, размножение, старение, отмирание). Процессы роста и развития тесно взаимосвязаны. Однако быстрый рост может сопровождаться медленным развитием и наоборот. Озимые растения при весеннем посеве быстро растут, но не переходят к репродукции. Осенью при пониженных температурах озимые растения растут медленно, но в них проходят процессы развития. Показателем темпов развития служит переход растений к репродукции. Показатели темпов роста — скорость нарастания массы, объема, размеров растения.
36. Движения растений. Тропизмы и настии.
Движение растений — это изменение положения органов растений в пространстве, обусловленное разными факторами внешней среды: светом, температурой, силой тяжести, химическими элементами и др.
Тропизмы — это ростовые движения, вызываемые односторонним действующим раздражителем (свет, сила тяжести, химические элементы). Изгибание растений в сторону действующего фактора (раздражителя) называют положительным тропизмом, а в противоположную от действующего фактора сторону — отрицательным. В зависимости от природы раздражителя, вызывающего изгиб, каждый конкретный тропизм получил соответствующее название. Если изгиб вызван действием света — фототропизм, силой тяжести — геотропизм, неравномерным распределением воды в почве — гидротропизм, химических соединений (удобрений) — хемотропизм, кислорода — аэротропизм. Геотропизм — способность органов занимать определенное положение под действием сил гравитации, что обуславливает вертикальное направление осевых органов растения. Корень обладает положительным геотропизмом, стебель отрицательным. Если главный стебель выведен из вертикального положения, происходит изгиб и он снова принимает вертикальное положение. Кончик корня изгибается вниз. Благодаря этому корни и стебли проростков всегда направлены правильно. Центробежная сила действующая аналогично силе земного тяготения: проротки, выращенные на колесе Найта, направляют свои стебли к центру, а корни-от центра. Геотропизм раздражение воспринимаемое кончиком корня. По теории тропизмов Холодного-Вента, концентрация ауксинов повышается на теневой (при фототропизме) или на нижней (при отрицательном геотропизме) стороне побега. Заметим, что нижняя сторона часто оказывается одновременно и теневой.
Настии представляют собой изменения положения органов прикрепленных растений, вызванные внешними раздражителями. Но в отличие от тропизмов при их проявлении нет никакой зависимости направления движения от направления действия раздражителя. На настии оказывает влияние не действие, а его интенсивность. Такими факторами могут быть изменения температуры, интенсивности света, влажности воздуха, действующие на растение со всех сторон. Органы, способные к совершению настических ответных реакций, всегда обнаруживают физиологическую, а в большинстве случаев и морфологическую двустороннюю симметрию. Настические изменения положения органов приурочены к определенным их участкам, имеющим соответствующее этому анатомическое строение. Названия настий, как и тропизмов, зависят от тех раздражителей, которые их вызывают. Так, различают фото-, термо-, хемо-, гидро-, тигмо-, сейсмо-, электро- и травманастии. Если тропизмы осуществляются преимущественно как ростовые движения, то настии проявляются в первую очередь благодаря изменениям тургорного давления. Наиболее распространены никтинастические движения, т. е. вызываемые сменой дня и ночи. Очень многие цветки открываются утром, а закрываются на ночь. Раздражителем в данном случае является изменение только температуры или только интенсивности света. Движения, происходящие в ответ на толчки, сотрясения, испытываемые растениями, получили название сейсмонастических. Они могут вызываться ветром, дождем или прикосновением.
Кроме перечисленных движений (настий, тропизмы) существуют таксисы. Таксисы — направленные движения всего организма, обусловленные односторонним влиянием внешних раздражителей: силы тяжести, света, химического воздействия. Таксисы свойственны только низшим растениям и не связаны с ростом.
Источник