Покой растений виды покоя

17. Виды покоя растений. Биохимические особенности состояния покоя.

Покой – период снижения метаболической активности до минимума и прекращение роста. Периоды покоя представляют собой физиологически детерминированные реакции и наблюдаются на одной из стадий развития. Наступает под влиянием изменений, происходящих во внешней среде; его биологическая роль — дать возможность виду пережить время, когда снабжение энергией недостаточно для нормального роста и метаболизма.

Диапауза. Главный фактор, индуцирующий диапаузу – длина дня (фотопериод); также имеет значение наличие пищи, температура, влажность. Для эффективности диапаузы необходимо опережающее действие индуцирующего фактора по сравнению с наступлением неблагоприятных условий. Поэтому механизм синхронизации часто воздействует на стадию, предшествующую той, на которой наступает диапауза.

Существует два вида покоя: 1. глубокий (физиологический) 2. вынужденный

Так же существуют три типа растений по отношению к покою: 1. в любом случае входят в состояние покоя 2. никогда не входят в состояние покоя (тропические растения) 3. входят в состояние покоя только при неблогоприятных условиях.

При наступлении состояния покоя гормоны покоя начинают преобладать над гормонами роста. Изменяются свойства мембран (повышается проницаемость мембран). У растений ближе к осени отток веществ преобладает над притоком. Дыхание преобладает над фотосинтезом.

Покой – это самое устойчивое состояние у растений. Вход и выход в покой зависит от фотопериодических реакций.

5: Какие продукты световой фазы фотосинтеза участвуют в темновой фазе? Как они образуются?

Фотосинтез – процесс образования органических веществ при участии энергии света. Это единственный процесс в биосфере, ведущий к запасанию энергии за счет ее внешнего источника.

Фотосинтез включает два главнейших этапа, последовательно связанных между собой. Этап поглощения и преобразования энергии (световой процесс) и этап превращения веществ (темновой процесс).

Световой процесс осуществляется в тилакоидах хлоропластов, темновой – главным образом в их строме.

Пигменты растений, участвующие в фотосинтезе, «упакованы» в тилакоиды хлоропластов в виде функциональных фотосинтетических единиц, называемых фотосистемами 1 и 2. В фотосистеме 1 энергия света, «уловленная» антенными пигиентами фотосистемы, поступает в реакционный центр Р₇₀₀. От Р₇₀₀ элктроны передаются на электронный акцептор Р₄₃₀, который, вероятно, представляет белок, содержащий железо и серу. Р₄₃₀ передает вои электроны на другой железосодержащий белок – ферредоксин, а последний на кофермент НАД, который восстанавливается до НАД*Н₂. Молекула Р₇₀₀ в ходе процесса окисляется, но затем восстанавливает потерянные электроны за счет электронов, поступающих по электроннотранспортной цепи от фотосистемы 2. Таким образом, на свету электроны перемещаются от воды к фотосистемам 2 и 1, а затем к НАД. Этот однонаправленный поток называется нециклическим потоком электронов, а образование АТФ, которое при этом происходит, — нециклическим фотофосфорилированием. Общий энергитический выход нециклического потока электронов (идет 12 пар электронов от воды до НАД) составляет 12 АТФ и 12 НАД*Н₂. Фотосистема 1 может работать независимо от фотосистемы 2. Этот процесс называется циклическим фосфорилированием.

В ходе процесса не происходит фотолиза воды, выделения О₂ и образования НАД* Н₂, однако образуется АТФ. Поскольку синтез АТФ связан с циклическим потоком электронов, его называют циклическим фотофосфорилированием.

На второй (темновой) стадии ф/с химическая энергия (в виде АТФ), запасенная в ходе световой реакции, используется для восстановления углерода. Углерод доступен для фотосинтезирующих клеток в виде диоксида углерода, он поступает к растениям через устьица.

Восстановление углерода происходит у эукариот в строме хлоропластов в цикле реакций, известных как цикл Кальвина.

Шестиуглеродный сахар глюкоза в конечном итоге образуется в результате 6 оборотов цикла, которые ведут к поглощению 6 молекул СО₂.

Суммарное уравнение синтеза глюкозы в ходе цикла Кальвина можно записать следующим образом:

6СО₂+12НАД*Н₂ +18АТФ С₆Н₁₂О₆ + 12НАД + 18АДФ + 18Ф + 6Н₂О

Источник

Состояния покоя у растений. Типы покоя и их значение для жизнедеятельности растений

Рост растений не является непрерывным процессом. У большинства растений время от времени наступают периоды резкого замедления или даже почти полной приостановки ростовых процессов, периоды покоя. В покоящееся состояние может вступать как растительный организм в целом, так и отдельные его части (семена, корни, клубни). В некоторых случаях растительный организм может находиться в растущем состоянии, а отдельные почки — в покоящемся (спящем).

Переход растения или его отдельных органов в покоящееся состояние, прежде всего, является приспособлением к перенесению неблагоприятных условий. В большинстве районов земного шара наблюдается периодическое наступление времен года, неблагоприятных для растений. Это периоды низкой температуры или пониженной влажности. В этих случаях растение сохраняет жизнеспо­собность лишь при условии перехода в состояние покоя.

Переход в покоящееся состояние часто сопровождается утратой (опадением) отдельных органов (листьев) или даже целых побегов. Именно в таком состоянии многолетние растения переживают зимний период. Таким образом, переход растения в покоящееся со­стояние предохраняет его от гибели под влиянием мороза или сильной засухи. Однако покой — это не только защитная реакция организма против неблаго­приятных условий. Растения переходят в покоящееся состояние и при наличии всех условий, необходимых для роста. Временная приостановка ростовых про­цессов характерна и для тропических растений, несмотря на благоприятные условия в течение целого года. Если растение не прошло периода покоя, в последующем темпы роста его снижаются, ухудшается плодоношение. После периода покоя рост растений усиливается.

Таким образом, в период покоя, по-видимому, про­исходят определенные изменения, подготавливающие последующий рост. Все сказанное позволяет считать, что период покоя — не только приспособление к неблагоприятным условиям, но и необходимое звено онтогенеза растений. Различают покой вынужденный и глубокий. Эти виды покоя находятся в раз­ной зависимости от внешних условий. Вынужденный покой вызван неблагоприят­ными условиями.

Обычно растительный организм вступает в вынужденный покой при отсутствии какого-то фактора, необходимого для ростовых процессов. Как толь­ко этот фактор изменяется в благоприятном направлении, ростовые процессы во­зобновляются. Сухие семена не прорастают до тех пор, пока не будет достаточного количества воды. Некоторым семенам для прорастания необходим свет. Весной почки не распускаются, пока температура не поднимется до определенного предела.

Таким образом, растение или орган, как только будут обеспечены всеми необходимыми условиями для роста, легко выходят из вынужденного покоя. Растения или органы, находящиеся в глубоком покое, не переходят к росту даже при наличии благоприятных условий. Из глубокого покоя растительные организмы выходят лишь по окончании определенных физиолого-биохимических изменений, подготавливающих последующий рост. Вынужденный и глубокий покой могут совпадать во времени.

Характер покоя различен, раз­личны и части растения, впадающие в состояние покоя. Однако есть и общие черты, характеризующие покоящееся состояние. Это отсутствие видимого роста. В период покоя может происходить скрытый рост. Так, наблюдения показывают, что в зимний период почки несколько увеличиваются в размерах. Наряду с замед­лением роста в период покоя уменьшается.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Лекция 15. Покой растений

Рост в ходе онтогенеза не является непрерывным процессом, периодически он прерывается покоем, т. е. резким замедлением или полным отсутствием роста.

В состояние покоя могут впадать:

1). Всё растение (древесные зимой);

2). Отдельные части (клубни, семена, луковицы);

3). Отдельные органы на вегетирующем растении (спящие почки).

1. Разная или полная приостановка роста (видимые признаки);

3). Опадение листьев или даже побегов (у зимующих деревьев).

1). Неблагоприятные внешние условия;

2). Даже при всех благоприятных условиях, например, в тропиках растения, проходят состояние покоя. Если не пройдут – нарушается онтогенез: замедление роста, развития.

Следовательно, покой — это не только приспособления к неблагоприятным условиям, но и необходимый этап онтогенеза. В соответствии с выше изложенными причинами покоя, выделяют два вида покоя:

1. Вынужденный, вызванный отсутствием надлежащих условий (температура, вода, кислород);
2. Глубокий – наличие покоя даже при всех благоприятных условиях.

Покой семян. Вынужденный покой. Для прорастания семян необходимы условия: оптимальная температура, содержание достаточного количества воды, света, кислорода.

Например, если содержание воды в семенах составит 14-15%, они могут находиться в состоянии покоя – от нескольких месяцев до 10-15 лет.

В районе вечной мерзлоты обнаружены семена люпина, пролежавшие в покое 220 лет и сохранившие жизнеспособность. Спрашивается, как хватило энергетического материала на такой длительный покой.

Причинами вынужденного покоя могут быть морфологические; например, толстая семенная кожура, непроницаемая для воды и О₂. Такие семена встречаются у берёзы, семействе бобовых. У растения ксантиума семенная оболочка задерживает рост зародыша и образование проростка.

Глубокий покой. Причины его разные. Например, ко времени высвобождения семян из плодов зародыш ещё недоразвит и его развитие продолжается в семени.

Большое значение в поддержании глубокого покоя имеет наличие ингибиторов роста, содержащихся в семенах и мякоти плодов. Именно поэтому семена не прорастают в сочных плодах, а другая причина высокая концентрация клеточного сока и семена находятся в состоянии физиологической сухости. Одновременно с содержанием ингибиторов семя в состоянии глубокого покоя содержит мало г/б и цитокининов. Показано, что в покое семена накапливают АБК. Согласно данным американского физиолога А. Канта семена выходят из состояния глубокого покоя в том случае, если в них отсутствуют ингибиторы и присутствуют гиббереллины. В присутствии ингибиторов роста для выхода из покоя необходимо наличие гиббереллина, цитокинина.

У ряда растений созревшие семена становятся способными к прорастанию в течение определённого периода, в ходе которого в них происходят сложенные биохимические процессы послеуборочного дозревания.

Выделяют вынужденный покой и глубокий покой.

1). Почки в целом, вегетирующем растении.

2). В отдельных частях растения (клубни, луковицы, корневища).

В вынужденный покой впадают наши многолетние растения при снижении t. Но подготовка к состоянию покоя начинается задолго, когда t является вполне оптимальной. Растения вступают в покой под влиянием укороченного дня и выходят – длинного (фотопериодизм). Действия фотопериода воспринимают листья или почки при помощи пигмента фитохрома. Фитохром в условиях короткого дня возбуждается, возбуждение передаётся на мембраны, выделяющие ингибиторы АБК, уменьшается содержание ауксинов, гиббереллинов. Поскольку стимуляторы и ингибиторы роста имеют общих предшественников, то под влиянием определённого фотопериода изменяется соотношение фитогормоны.

Характеристика периода покоя почек

2). Морфологические – клетки в состоянии плазмолиза, плазмодесмы впячиваются, связь между клетками утрачивается. Цитоплазма покрывается толстым слоем липидов, что делает её более устойчивой.

Регуляция процессов покоя

Имеет большое значение в практике растениеводства, когда необходимо удлинить покой или вывести из него.

1. Когда семена не прорастают из-за наличия твёрдой оболочки, их подвергают скарификации (перетиранию с песком, обработка Н₂SО₄, Н₂О₂, СН₃СН₂ОН);
2. У многих растений семена обрабатывают пониженными температурами (стратификация), облучают красным светом или опрыскивают гиббереллином.

Погружение веток в тёплые ванны, выдерживание в порах серного эфира.

Свежеубранные клубни картофеля для получения двух урожаев на юге выводят из состояния покоя обработкой различными веществами: этилхлоргидрином, тиомочевинной. Для лучшего хранения клубней их нужно задержать в состоянии покоя. Для этого их обрабатывают метиловым эфиром α нафтилуксусной кислоты.

Источник