Процесс роста растений особенности

39. Общий рост растений и особенности роста клеток.

Рост и развитие — неотъемлемые свойства любого живого организма. Растительный организм поглощает воду и питательные вещества, аккумулирует энергию, в нем происходят многочисленные реакции обмена веществ, в результате чего он растет и развивается.

В основе роста многоклеточных организмов лежит увеличение числа и размеров клеток, сопр6овождаемое их дифференциацией,но кл могут иногда делиться и в фазу растяжения. Дифференцировка клеток, т.е появления и накопления внутренних физиологических различий между ними, проходит на протяжении всех трех фаз и является важной особенностью роста клеток.

Эмбриональная фаза. Клетка возникает в результате деления другой эмбриональной клетки. Затем она несколько увеличивается, за счет увеличения веществ цитоплазмы, достигает размеров материнской клетки и снова делится. эмбриональная фаза делится на два периода: период между делениями — интерфаза продолжительностью 15—20 ч и собственно деление клетки — 2—3 ч. Время это колеблется в зависимости от вида растений и условий.

В период между делениями в клетке идут интенсивные процессы обмена веществ — активный синтез, высокая интенсивность дыхания, сопровождаемая образованием АТФ. Именно в этот период в ядре клетки происходит удвоение ДНК. Интерфаза, в свою очередь, делится на три триода:

1) предсинтетический (g1), длительность 3—8 ч;

2) синтетический (S) — 10—11 ч;

3) постсинтетический (g2), — 4—5 ч.

Переход из одного периода в другой регулируется ферментом циклинзависимой протеинкиназой. Большую роль в этом процессе играет белок циклин. При переходе от g1 —> S, g2 —> митоз происходит последовательное фосфорилирование и дефосфорилирование протеинкиназы, а также ее циклическое связывание с циклином и освобождение от него.

В предсинтетический (g1) период ядро соматической клетки имеет определенное количество ДНК, В этот период подготавливаются условия для репликации ДНК, происходит усиленный синтез РНК и соответствующих белков, в том числе белков-ферментов, участвующих в репликации. Сам процесс репликации начинается в синтетический период. Синтез РНК в период S, по-видимому, сокращается. Однако синтез белка продолжает идти, в частности образуются белки-гистоны. В постсинтетический период (перед переходом к митозу) в ядре уже находится четверное (соответствующее тетраплоидному) количество ДНК (материнские и дочерние молекулы), репликация ДНК прекращается, однако идет синтез РНК. Кроме того, происходит процессинг, при котором происходит превращение предшественника РНК (про-мРНК) в матричную РНК (мРНК). Репликация митохондриальной и пластидной ДНК происходит на протяжении всей интерфазы. Если процесс самовоспроизведения ДНК по какой-либо причине приостановлен, деление клетки не происходит. Таким образом, основные синтетические и энергетические процессы в клетке происходят именно в период между делениями.

40. Типы роста органов растения. Дифференциация тканей. Кинетика ростовых процессов.

типы роста оргон раст:Характерной чертой ростовых процессов растительных организмов является их локализация в определенных тканях — меристемах. Меристемы различны по расположению в отдельных органах. Апикальные, или верхушечные, меристемы расположены в окончаниях (верхушках) стебля и корня. Вставочные, или интеркалярные, меристемы характерны для стебля (рост междоузлий у злаков) и для некоторых листьев. Латеральные меристемы обеспечивают рост стебля в толщину (камбий, феллоген).

Дифференц тканей: В зависимости от концентрации гормональных, питательных веществ, электрических зарядов происходит дерепрессия или репрессия опреде­ленных участков генома и биохимическая, а затем анатомо-морфологическая дифференциация. Имеется ряд условий, способствующих этому.

1Полярность— это свойственная растениям специфическая дифференциация процессов и структур в пространстве. Явление полярности проявляется как на одной клетке, так и на ряде клеток. Так, меристематическая клетка уже поляризована благодаря своему положению: у нее есть верх и низ. И если деление пройдет перпендикулярно оси полярности, то, несмотря на одинаковое распределение наследственного материала (ДНК), дочерние клетки будут неодинаковыми по физиологическим и структурным особенностям, по факторам наследственности, расположенным в цитоплазме, и по веществам — гормонам, регулирующим активность генома.

2. Следующим фактором является неравномерное деление. При неэквивалентном цитокинезе (даже неполяризованных клеток) цитоплазматические факторы распределяются неравномерно (ядро делится как обычно), что и вызывает дифференциацию дочерних клеток.

3. Существует мнение, что отдельные ткани выделяют особые морфогенетические вещества, причем источником их является, в первую очередь, меристема. Доказательством этого служат исследования Торрея, согласно которым в меристеме корня присутствует стимул, вызывающий дифференциацию проводящей системы. Согласно его данным, одним из таких веществ, вызывающих дифференциацию, является фитогормон ауксин.

4. Необходимо также отметить, что для процесса дифференциации большое значение имеют поверхностные свойства клеток, т. е. непосредственное взаимодействие — «слипание» поверхностей. Адгезия обусловлена присутствием на поверхности клеток специфических белков — лектинов, способных к обратимому связыванию с углеводами. Пектины появляются в результате избирательной экспрессии генов на разных стадиях развития клетки.

Кинетика ростовых процессов: Измерение скорости роста, проведенное немецким физиологом Ю. Саксом (1872), позволило установить определенные закономерности. В начальный пе­риод темпы роста, как правило, низкие. Затем рост усиливается и идет с большой скоростью (период большого роста), а затем снова замедляется.

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

Особенности роста и развития растений

К наиболее важным отличиям растений от животных организмов относятся особенности их роста и развития.

Во-первых, растения растут в течение всего онтогенеза. Животные растут только в периоды эмбриогенеза и молодости, но как только достигают половозрелости, расти перестают. Во-вторых, растения отличаются от других организмов способностью расти отдельными локальными зонами – меристемами. Для растений особенно важно функционирование апикальных меристем верхушки побега и корня, в которых постоянно идут процессы деления клеток.

В-третьих, специфичной особенностью растительных клеток является рост растяжением за счет увеличения размеров вакуоли, разрыхления и новообразования компонентов клеточной стенки. Это самый быстрый и экономичный способ роста.

В-четвертых, рост растительного организма сопровождается тропизмами.

Тропизмы – это ориентированные движения органов в ответ на одностороннее действие внешних факторов (свет, сила тяжести, влажность и т. п.). Формирование у растительных организмов системы тропических изгибов в первую очередь обусловлено их прикрепленным образом жизни. В-пятых, у растений очень высока скорость и способность к регенерации, благодаря которой из отдельной части может сформироваться целое растение. Восстанавливать свою структуру растение может не только из одной части органа или ткани, но даже клетки. Это свойство получило название тотипотентности.

Тотипотентность – способность клетки реализовывать генетическую информацию, обеспечивающую ее дифференцировку и развитие до целого организма. В-шестых, растения, в отличие от большинства животных организмов, способны размножаться неполовым, вегетативным путем. Вегетативный способ размножения позволяет видам более эффективно завоевывать жизненное пространство. Регенерация и вегетативное размножение часто осуществляются одними и теми же механизмами.

Таким образом, рост – это одно из наиболее ярких выражений активной жизни растительного организма. Наряду с автотрофным способом питания, постоянный рост в течение всего онтогенеза является наиболее характерным признаком растений.

Параметры роста

О происходящих в растении процессах роста может свидетельствовать ряд признаков, к которым относятся увеличение массы растений и его частей (сырой и сухой); увеличение числа клеток; увеличение линейных размеров (длины, высоты, толщины, диаметра, объема растения или его отдельных частей). В отдельности каждый из этих признаков не всегда достоверно указывает на наличие в растении процессов роста. Например, при прорастании семян сухая биомасса обычно уменьшается (накопленные вещества расходуются в процессе дыхания, а поглощение минеральных веществ и ассимиляция углекислоты отстают от этого процесса). Рост происходит, но сухая масса при этом снижается. Поэтому, взятый в отрыве от других критериев роста, этот показатель может оказаться ошибочным. Полное представление о росте исследователь получает при одновременном учете нескольких показателей.

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

Источник