Зависимость роста от внутренних факторов растений

1. Понятие о росте и развитии растений.

В результате процессов водообмена, минерального питания, фотосинтеза, дыхания, обмена веществ и энергии, протекающих в растении, оно (растение) растет и развивается. Рости и развитие являются важнейшими проявлениями жизнедеятельности растения. Под ростом понимается необратимое увеличение размеров, массы растения, обусловленное новообразованием органов, тканей, клеток, отдельных клеточных органелл.

Развитие – ход генетически обусловленных качественных биохимических, физиологических, морфологических изменений, происходящих в растении в течение его жизни – онтогенеза. Развитие – это структурные и функциональные изменения организма. Процессы роста и развития тесно взаимосвязаны, взаимозависимы. Не может быть роаста без развития и – наоборот. Например, при недостатке освещения, нормальной водообеспеченности, обильном азотном питании, быстрый рост сопровождается медленным развитием. А при интенсивном освещении, высокой температуре и недостаточном водообеспечении, быстрое развитие растений сопровождается медленным ростом.

Особенностями роста и развития каждого растения определяется его способность использовать условия его жизни.

В целом же характер роста и развития зависит, в первую очередь от генетических фаторов.Они определяют такие признаки как одно- двух- и многолетность, тип скороспелости, общую продуктивность, устойчивость к стрессорам (неблагоприятным факторам) и др. Однако, реализация потенциальных возможностей растения, обусловленного его генетической природой, во многом зависит от внешних условий, в которых оно развивается.

2. Клеточные основы роста.

Рост и развитие организма начинается с серии делений оплодотворенной яйцеклетки – зиготы. В результате и появляются различные ткани, органы.

В основе роста растений, его тканей, органов лежит увеличение числа и размеров клеток, т.е. их рост. Каждая клетка растения в процессе роста проходит три фазы:

Эмбриональная фаза проходит в зонах нарастания, состоящих из клеток меристемы. Верхушка побега (до 30 см), прикрыта почкой. Верхушка корня прикрыта (защищена) чехликом. Каждая клетка возникает в результате деления из другой эмбриональной клетки. Толчок к делению – изменение ядерно-плазматического отношения. Рост – за счет увеличения массы протоплазмы. В таких клетках вакуолей нет. В морфологически нижней части зоны нарастания эмбриональные клетки переходят во вторую фазу – фазу растяжения. В этой фазе клетки перестают делиться. Появляются вакуоли за счет тургора – растяжения. Клетка увеличивается в 50-100 раз. Рост идет, главным образом, за счет увеличения объема. Клетки лишены индивидуальных особенностей. Эти особенности проявляются в третьей фазе – дифференцировки. Химические, физиологические, анатомические особенности, что приводит к формированию из разных клеток разных тканей. Рост идет, главным образом, за счет утолщения клеточной оболочки.

3. Типы роста органов растений.

Различным органам растения свойственны разные типы роста. Это зависит от расположения зоны нарастания. Этим рост растения отличается от роста животных. Существуют следующие типы роста:

1. Апикальный (верхушечный) апекс. 2 -30 см – до 50 – побег. Корень примерно 10 мм.
2. Базальный.
3. Интеркалярный (вставочный). Бамбук.
4. Латеральный (боковой).
5. Каллусный (раневой).

В результате изменений, происходящих на клеточном уровне, формируется внешний облик растения. Этот процесс называется формообразование или морфогенез. Он включает в себя процессы роста и развития клеток (цитогенез), тканей (гистогенез) и органов (органогенез), которые генетически запрограммированы и скоординированы между собой.

Морфогенез = цитогенез + гистогенез + органогенез

Апикальные меристемы надземных побегов и корня представляют собой не только образовательные ткани, из которых формируется весь растительный организм, но и главные координирующие (доминирующие) центры, влияющие морфогенетические процессы в целом растении. В результате апикального доминирования, т.е. торможения роста боковых побегов, ствол деревьев растет немного быстрее, чем боковые ветви. Вследствие этого, деревья имеют более или менее конусовидную форму кроны.

Апикальное доминирование усиливается при боковом затенении и ослабляется при хорошем освещении. Это можно наблюдать на деревьях, растущих в лесу и на открытом месте. Процессы роста можно оценить количественно. Если измерить прирост массы, объема или высоты за единицу времени (сутки, вегетационный период), то получим величину, называемую «интенсивностью роста».

Если же проследить за интенсивностью роста отдельной клетки, ткани, органа или целого растения, то можно обнаружить общий характер их роста, который можно изобразить S – образной кривой роста.

Источник

2)Влияние внешних и внутренних факторов на рост растений. Контроль за ростовыми процессами.

Внешние условия оказывают на рост как прямое, так и косвенное влияние. Последнее связано с тем, что скорость роста зависит от интенсивности всех остальных физиологических процессов, воздушного и корневого питания, снабжения водой, напряженности процессов обмена веществ и энергии. В этой связивлияние внешних условий может сказаться на интенсивности роста через изменение любого из указанных процессов. При этом далеко не всегда причины того или иного влияния можно с достаточной точностью установить, поскольку в естественной обстановке влияние отдельных факторов тесно взаимосвязано.

Температура. Рост растений возможен в сравнительно широких температурных границах. Растения ранневесенней флоры растут при температуре даже несколько ниже О °С. Есть растения, для которых верхняя температурная граница роста несколько превышает 50 °С. Для каждого вида растения в зависимости от его особенностей и, главным образом, от географического происхождения характерны определенные температурные границы, в которых возможно протекание ростовых процессов.

Содержание воды. В процессе роста растения особенно чувствительны к недостатку воды. Уменьшение содержания воды в почве приводит, естественно, и к уменьшению содержания ее в растении, а это, в свою очередь, резко тормозит процессы роста. Снижается деление клеток и особенно их рост растяжением. Для различных физиологических процессов нужна разная насыщенность водой. Наибольшая насыщенность водой требуется для процессов роста.

Свет. Растения используют свет двумя путями: первый, где свет служит источником энергии для синтеза органических веществ (фотосинтез); второй, где свет — сигнал или источник информации. Во втором случае энергия света может быть на несколько порядков ниже, чем в первом. Свет оказывает большое и разностороннее влияние на темпы и характер роста как отдельных органов, так и растительного организма в целом. При этом на разные стороны ростовых процессов влияние света проявляется неоднозначно. Так, свет необходим для протекания процесса фотосинтеза, и поэтому накопление массы растения без света не идет. Вместе с тем рост клеток растяжением может идти в темноте, более того, на свету этот процесс тормозится. Свет оказывает большое влияние и на формообразовательные процессы.

Снабжение кислородом. Процессы роста требуют затрат энергии, источником которой служит процесс дыхания. В этой связи понятна необходимость кислорода. При снижении концентрации кислорода ниже 5% рост тормозится. Это происходит не только из-за нарушения энергетического баланса, но и в силу накопления продуктов анаэробного обмена (спирт, молочная кислота).

Минеральное питание. Для нормального протекания ростовых процессов необходимо достаточное снабжение всеми необходимыми минеральными элементами. Особенно специфична роль снабжения растений азотом. Это связано не только с тем, что азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот, но и с образованием двух основных групп гормонов, регулирующих ростовые процессы (ауксинов и цитокининов).

Внутренние: Фитогормоны – это вещества, вырабатывающиеся в процессе естественного обмена веществ и оказывающие в ничтожных количествах регуляторное влияние, координирующее физиологические процессы. В этой связи к ним часто применяется термин — природные регуляторы роста. В большинстве случаев, но не всегда фитогормоны образуются в одних клетках и органах, а оказывают влияние на другие.

Ауксины. Действие ауксина в растении многообразно. Прежде всего ауксин влияет на растяжение клеток, а также способен вызывать и клеточное деление. Активная деятельность камбия весной зависит от количества ауксина, поступающего из распускающихся почек. Ауксин обеспечивает коррелятивное взаимодействие между органами растения в период роста. Он стимулирует рост верхушечной, апикальной почки и тормозит рост боковых почек. Это свойство получило даже название апикального доминирования. Ауксина влияет также на формообразовательные процессы у растений, вызывая партенокарпию(отсутствие семян) у плодов, активирует корнеобразование у черенков и взрослых растений.

Гиббереллины. Ускоряют фазу растяжения клеток, регулируют процессы цветения и плодоношения, транспорт происходит как сверху вниз так и снизу вверх. Характеризуются стремительным ростом, вытягиванием, истончением.

Цитокинины. Производные пурина. Они стимулируют деление клеток, вызывают заложение и рост стеблевых почек, а также вызывают вторичное позеленение пожелтевших листьев. Усиливают синтез ДНК, РНК, белков.

Абсцизовая кислота это гормон стресса ее количество увеличивается при высоких температурах воздуха и недостатке воды. Это приводит к закрыванию устьиц. АБК подавляет образование нуклеиновых кислот и белков.

Этилен. Это газообразный фитогормон, который тормозит рост, но при этом ускоряет созревание плодов. Этот гормон выделяется с созревающими органами этого же растения так и на растение растущее рядом. Этилен ускоряет опадение листьев, цветов, плодов за счет образования отделительного слоя у черешков.

Источник

16) Рост растений и его закономерности. Влияние внешних и внутренних факторов на рост растений. Ростовые вещества.

17)Ростовые движения – тропизмы и их физиологическая основа.

• Тропизмы — ростовые движения, вызванные раздражителем, действующим в одном направлении, т.е. направленные ростовые движения.

• положительными (если растение изгибается к источнику раздражения)
• отрицательными (изгибание происходит от источника раздражения).

• Настии — ростовые движения, связанные с рассеянным влиянием раздражителя, т.е. ненаправленные движения отдельных отранов.

• Фототропизм — изгиб растения под влиянием источников света. На теневой стороне ауксина скапливается больше.
• Геотропизм — изгиб органа растения под влиянием силы тяжести. Корень обладает (+) геотропизмом, а стебель — (-).
• Хемотропизм — движение растений под влиянием химических в-в. Катионы в растворах почвенных солей (-), а анионы (+) – д/корней.
• Термотропизм — движения растений, связанного с изменением интенсивности освещенности. Примером, могут служить явление открывания и закрывания цветков в различное время суток. Цветки маттиолы, душистого табака, ночной красавицы открываются ночью, а днем закрыты. Цветки льна, вьюнка открываются утром.
• Гидротропизм
• Аэротропизм
• Тигмотропизм – реакция на контакт с твёрдым предметом (усики гороха).

• Эпинастии (эпи— ↑, настии) – изгиб органа вниз; связано с ускорением ростана верх. стороне или с падением тургорного давления в результате оттока воды (опускание листочков мимозы, вики, акации белой).
• Гипонастии(гипо — ↓,греч. nastós — уплотнённый, утолщённый)– изгиб органа кверху за счёт ускоренного роста или растяжения клетокнижней сторонычерешка и центральной жилки (поднятие листовых пластинок на ночь у лебеды, табака).
• Никтинастии (от греч. nýx, родительный падеж nyktós — ночь и Настии) — движения листьев, лепестков и др. органов высших растений, обусловленные сменой дня и ночи и зависящие главным образом от суточных изменений температуры (термонастия) и света (фотонастия). Например, закрывание цветков, опускание на ночь соцветий у моркови.
• Фотонастии(от фото. и настия) — движения органов растений (лепестков, листьев) под влиянием равномерного (а не односторонне направленного) освещения. Фотонастические движения происходят благодаря замедленному росту клеток на той или другой стороне лепестка. Например, раскрывание лепестков при усилении освещения (соцветия цмкория, одуванчика, картофеля).
• Термонастии — движение лепестков под влиянием изменения температуры. Цветки тюльпанов отгибают лепестки в теплом помещении и закрывают, если перенести растение в холодное помещение. (тюльпан, мать-и-мачеха, мак)

Источник