Виды движения у растений. Растения движение
Виды движения у растений
Несмотря на то, что растения, как правило, стационарно закрепляются в окружающем пространстве, они способны к ряду видов движения.
Основные виды движения у растений:
- таксисы.
- нутации,
- настии,
- тропизмы,
Таксисы характерны только для низших водных неприкрепленных растений, для высших растений характерны первые три вида.
Нутации совершают растущие апикальные побеги, вращаясь вокруг своей оси, причем надземные побеги совершают их только под влиянием гормонов, а корни - как под влиянием гормонов, так и с помощью особых клеток (статоцитов (с органеллами статолитами), которые способны использовать естественные силы гравитации при осуществлении этого процесса.
Распространение потенциала действия при раздражении одного из подчерешков листа мимозы
Настии растение совершает под влиянием равномерно действующего абиотического фактора (света, воды и т.д.).
Тропизмы растение совершает под влиянием неравномерно действующего абиотического фактора (света, воды, гравитации и т.д.).
Развитие растений (типы онтогенеза, этапы онтогенеза, особенности периода эвокации, особенности фазы покоя).
Развитие растений или онтогенез характеризуется тем, что на переход растения из одной фазы онтогенеза в другую действуют очень большое количество факторов, причем часто необходимо их совокупное действие.
Движение тычинок и пестиков: а – цветок барбариса: 1 – пестик; 2 – тычинка до раздражения; 3 – тычинка, поднявшаяся после раздражения; б – цветок мимулуса: 1 – лопасти пестика открыты; 2 – лопасти пестика закрыты после раздражения
Различают следующие типы онтогенеза растений:
По продолжительности жизни:
- однолетние,
- двулетние,
- многолетние;
- По количеству плодоношений:
- монокарпические,
- поликарпические.
Любое растение проходит в процессе онтогенеза следующие этапы развития:
- эмбриональную фазу (от оплодотворения семяпочки до формирования семени),
- ювенильную фазу (от прорастания семени до появления всхода на поверхности почвы),
- фазу формирования надземных вегетативных органов,
- фазу цветения и плодообразования,
- фазу созревания,
- фазу отмирания.
- Наиболее насыщенной является ювенильная фаза развития, которая делится на такие периоды, как:
- набухание,
- проклевывание,
- гетеротрофный рост проростка в темноте,
- переход к автотрофному типу питания.
Практически каждое онтогенетическое изменение происходит под воздействием внутренних и внешних факторов. При этом из внешних фактором наиболее важное значение имеет солнечный свет. Переход к автотрофному способу питания, переход к фазе бутонизации и цветения, переход к состоянию покоя у многолетних растений непосредственно связаны именно с воздействием продолжительности солнечного освещения и поэтому называются фотоморфогенезом. Свет является сигналом не тольлко к смене фазы развития, но и непосредственно влияет на рост, транспирацию и другие физиологические процессы в растении. Непосредственное воздействие света выражается в способности клеток образовывать соответствующие гормоны, в частности абсцизовую кислоту, что позволяет растению замедлять скорость роста при переходе к автотрофному питанию. Опосредованное воздействие света в виде длительности светового дня определяет переход к следующей фазе развития, в частности к цветению.
Восприятие растением воздействия солнечного света происходит благодаря наличию специальных фоторецепторов и гормонов.
Непосредственное воздействие света воспринимается растением с помощью фоторецептора " криптохром", и пигмента " фитохром". Особенно важен фитохром, который способен воспринимать различные составляющие спектра солнечного света и, в зависимости от поглощенной длины волны, превращается либо в форму Фк, поглощающий красный свет с длиной волны 600 нм, либо в форму Фдк, поглощающий дальний красный свет с длиной волны 730 нм. При обычных условиях этот пигмент находится в обеих формах в равных пропорциях, однако, при смене условий, например на затененные, происходит образование большего количества пигмента Фк, и это определяет вытягивание и этиолирование тканей побега. На основе действия этих фоторецепторов и пигментов растение проходит суточные изменения в определенном ритме, который называется циркадным, или биологическими часами растения.
Световой фактор вызывает также синтез определенных гормонов, которые определяют переход растения в фазу цветения или в фазу эвокации, т.е. переход от вегетативного состояния к генеративному развитию. Основным гормоном, действующим на этом этапе онтогенеза, является гормон " флориген", состоящий из двух групп гормонов:
- гиббереллинов, вызывающих образование и рост цветоносов,
- антезинов, вызывающих формирование цветков.
Понимание этого момента весьма важно на практике, особенно в плодоводстве, где использование подвоя и привоя в определенных фазах онтогенеза будет влиять на скорость вступления в плодоношение привитого растения. Поток гормонов, в том числе и флоригена, идет от привоя к подвою, поэтому важно использование подвоя с растения, находящегося в определенной фазе развития. Флоральный морфогенез контролируется сложной системой многих факторов, каждый из которых в необходимой концентрации и в нужное время запускает свою цепь процессов, ведущих к закладке цветков.
Вторым важным фактором, играющим определенную роль в формировании флорального морфогенеза является температурный фактор. Он особенно важен для озимых и двулетних культур, поскольку именно пониженные температуры вызывают у этих культур те биохимические преобразования, которые определяют синтез флоригена и других сопутствующих гормонов, определяющих инициацию цветения.
Именно на действии пониженных температур основан прием яровизации, который используется в различных опытных исследованиях, когда необходимо ускорить смену поколений у озимых культур. К таким же результатам приводит и обработка растений гиббереллинами, благодаря которой можно ускорить цветение двулетних растений.
По отношению к фотопериоду растения делят на три группы:
- растения короткого дня (цветение при длине дня меньше 12 часов) (хризантема, георгин, топинамбур, просо, сорго, табак),
- растения длинного дня (цветение при длине дня больше 12 часов) (астра, клевер, лен, лук, морковь, свекла, шпинат),
- нейтральные растения (цветение не зависит от длины дня) (подсолнечник, гречиха, бобы, рапс, томат).
В онтогенезе растений обязательно имеется фаза ослабления жизнедеятельности, которая носит название состояния покоя. У однолетних растений это состояние наступает только один раз - при формировании семени, у многолетних растений - много раз при переходе к существованию в неблагоприятные условия среды (зима, засуха). Покой - это такое состояние растения, которое характеризуется отсутствием ростовых явлений, крайней степенью угнетенности дыхания и снижением интенсивности превращения веществ.
Различают летний и зимний покой у многолетников, глубокий и вынужденный покой у всех растений. Вынужденный покой возможен только при участии человека, который может обеспечить особые условия хранения покоящихся органов в специальных хранилищах с помощью специальных методов. Очень важным моментом перехода в состояние покоя является этап послеуборочного дозревания, что позволяет предотвратить преждевременное прорастание семян, сконцентрировать максимальное количество запасных веществ.
biofile.ru
Ростовые движения растений
Рост и развитие цветковых растений
Растения растут в течение всей жизни. Рост - это увеличение размеров растения, в основе которого лежит увеличение его массы: количество листьев, корней, побегов, объема и числа клеток, появление новых структурных элементов как в клетках, так и в самом организме.
Рост растения в целом и отдельных его органов идет за счет деления клеток образовательной ткани. В зависимости от расположения в органах растения образовательной ткани различают несколько видов деления. Апикальный рост - рост стеблей и корней своей верхушкой, где находится образовательная ткань. Интеркалярный рост (вставочный) – рост стебля за счет вставочной меристемы в узлах. Для листьев характерен базальный рост этапы. Первая фаза – эмбриональная, при которой клетки непрерывно делятся в зонах роста стебля и корня. Вторая фаза-увеличение размеров клеток – растяжение. Третья фаза роста – дифференцировка клеток – их специализация в зависимости от вида тканей.
Скорость роста у растений неодинакова. Большинство растет со скоростью 0,005 мм в минуту, в сутки – 0,7 см. Стрелка цветка увеличивается на 3 см в сутки. Интенсивность роста связана с использованием в момент цветения накопленных в луковицах питательных веществ. Очень быстро растет бамбук: в минуту 1,6 мм, в час 3,6 см, в сутки 86,4 см. Причина значительной разницы роста у этих растений не в скорости деления клеток, в размерах зоны роста. У медленно растущих растений в росте участвует отрезок стебля длиной 0,6 см, а у бамбука зона роста (все узлы стебля вместе) до 60см.
Влияние факторов внешней среды на рост растений. Для роста растений необходимо комплекс благоприятных условий свет, тепло, влажность, характер почв, их влажность и температура. К настоящему времени накоплено большое количество сведений о влиянии различных факторов среды на рост растений. В природе наряду с растениями обычного размера встречаются карлики и великаны.
Каменистые сухие почвы не способствуют росту, здесь обитают низкорослые растения. Растения – карлики возникают в условиях очень интенсивного освещения. В природе карликовые растения в большом количестве встречаются в тундре, образуя низкорослые «леса» до полуметра высотой. Здесь наряду с другими факторами сказывается влияние длинного дня. Высоко в горах растения находятся в трудных условиях: низкие температуры, иссушения, сильное ультрафиолетовое излучение. Здесь деревья в возрасте несколько сотен лет достигают размеров сильно ветвистых кустарников.
В природе наблюдается и гигантизм растений, причем это явление характерно для определенных районов земного шара. Травянистые и древесные гиганты можно наблюдать на Дальнем Востоке. Например, высота дудника медвежьего – 3 - 4 м. На Сахалине и Курильских островах диаметр листьев белокопытника достигает 150см. На Камчатке также встречаются растения-гиганты – мятник, овсяница. Растения европейской части России, пересаженные на Дальний Восток, растут более интенсивно, чем у себя на родине, а растения Дальнего Востока, пересаженные в европейскую часть страны, свойство гигантизма теряют.
Растения – великаны встречаются и в других районах земного шара. В Восточной Африке на высоте 3600 - 4700 м обитают верески высотой до 20м. на Гавайских островах можно встретить герань, паслен, на Памире – кусты барбариса высотой до 4 м. Немного ниже этих высот растут те же виды, но обычных размеров. Анализируя особенности роста растений в разных районах земного шара, ученые пришли к выводу, что интенсивный рост связан с местами, где высокая вулканическая деятельность, идут интенсивность горообразовательные процессы, где происходит перемещение веществ из глубин Земли на поверхность. Гигантизм растений в таких районах обусловлен определенными микроэлементами. Так, осины с листьями диаметром 30 см встречаются в местах, где в почве есть торий.
Еще один стимулятор – талая вода. Она усиливает рост фитопланктона в океана и наземных высших растений. Такая вода интенсивнее поглощается растительными тканями, что связано с особенностями структуры талой воды. По некоторым данным, талая вода повышает урожайность сельскохозяйственных растений в 1,5 - 2 раза.
Исследования о влиянии факторов среды на рост растений расширили представления о многообразии этих факторов. Есть данные о влиянии электричества и магнитного поля на рост растений. Установлено, что фотосинтез и корнеобразование идут быстрее, а следовательно, растение лучше растет, если к нему подключен отрицательный электрод, так как само растение заряжено отрицательно. Подключение данного электрода увеличивает разность потенциалов между растением и атмосферой.
Влияние на рост растений магнитного поля связано с чувствительностью растений к силовым линиям магнитного поля Земли. Положительно на рост растений влияет и магниченная вода, которая приобретает свойство лучшего усвоения. Полив такой водой ускоряет рост, увеличивает урожай, повышает содержание витаминов, сахаров.
Небесные тела – Луна, Солнце – также воздействует на рост растений. Результаты опытов о влиянии фаз Луны на рост растений показали, что при полной Луне роста овощей увеличивается на 20% по сравнению с фазами, когда Луна рождается или «стареет». Вспышки на Солнце, появление пятен на его поверхности усиливают рост деревьев.
Не менее интересны факты о влиянии разного рода звуков на рост растений. Установлено, что звучание скрипки вызывает усиление роста растений, в основе которого лежит ускорение движения цитоплазмы, что приводит к повышению обмена веществ. Так, «прослушивание» стыдливой мимозой в течение 25 мин старинной индийской музыки усиливает ее рост в 1,5 раза.
Опыты американского ученого Д.Ретолак над проростками растений, подвергавшихся воздействию разного рода музыки, показали, то музыка Баха и индийская музыка стимулируют рост растений, стебли которых тянулись к источнику звука, а рок-музыка и звуки низкой частоты. Усиливая темп роста (рокот морских волн и грома, журчание воды, гудение шмеля). Так, бананы растут под музыку с преобладанием басовых нот. Бурным ростом реагировали на звуки проростки озимой пшеницы, салата. Сотрудники американского университета установили что шум реактивного двигателя ускоряет прорастание семян сахарной свеклы, а в Сибирском технологическом институте с помощью звуков обыкновенного автомобильного гудка добились стимуляции роста семян сосны кедровой.
Стимуляторы роста
На рост растений наряду с внешними факторами влияют внутренние факторы самого растения. В процессе жизнедеятельности в растении образуются физиологически активные вещества: ферменты, витамины, гормоны. Среди них особая роль в управлении процессами роста принадлежит фитогормонам. Одних из них - ауксины, цитокинины, гиббереллины – стимулируют рост, другие его ингибируют или тормозят – абсцизовая кислота, этилен. Ауксин образуется на неосвещенной стороне, в связи с чем растение изгибается к источнику света. Ауксин усиливает образование корней у черенков, предотвращает опадание завязей, разрастание завязей, формирование плодов без оплодотворения. Кинины – химические вещества, которые образуются в корнях и, поднимаясь вверх по растению, способствуют формированию и росту боковых и пазушных почек, делению клеток. В настоящее время кинины нашли применение при культивировании растительных тканей, при этом используются питательные различные среды. Хорошие результаты получены при употреблении кининов для продления сроков хранения овощей, фруктов и цветов. Применение кинина для продления жизни срезанных цветов предотвращало старение листьев, что способствовало длительному сохранению цветов. Гиббереллины влияют только на рост высших растений, усиливая прорастание семян, почек, луковиц, клубней. Кроме того, они способствуют удлинению стебля. Стимуляторы роста действуют в благоприятных условиях. В неблагоприятных условиях действуют другие гормоны – ингибиторы. Они накапливают в разных органах растения, в том числе в плодах и семенах, препятствуя их росту в неблагоприятных условиях. Среди ингибиторов роста выделяют абсцизовую кислоту. Она содержит в корнях растений и с восходящим током веществ поднимается к побегам и листьям. Замечено, что этот фитогормон образуется при недостатке воды, когда устьица закрываются. Уменьшая испарение.
К концу вегетационного периода абсцизовая кислота накапливается в почках, клубнях и других органах, которые вступают в период покоя. Но к концу периода покоя ее количество резко уменьшается. К естественным ингибиторам можно отнести этилен, самшитовую кислоту.
Ростовые движения растений
Все живые организмы обладают раздражимостью. Это ответная реакция на различные факторы внешней среды: свет, температуру, звук, силу тяжести, ветер и т.п. в основе этих ответных реакций лежит одно из свойств цитоплазмы клетки – ее раздражимость. Ответные реакции растений на различные раздражители заключаются в ростовых и сократительных движениях. Ростовые движения зависят от вида раздражителя. Механизм действия раздражителя на растения сложен. В основе его лежит появление электрического потенциала действия, который можно уловить с помощью особых приборов.
Ростовые движения могут возникать под влиянием раздражителя, действующего в одном направлении – это тропизмы.
Тропизмы различают в зависимости от вида раздражителя. Если растение под влиянием раздражителя изгибается к источнику раздражителя, то это положительный тропизм, а если оно изгибается в противоположную сторону от раздражителя, то это отрицательный тропизм.
Геотропизм. Положительный геотропизм – рост корня строго по направлению к центру земли, что связано не только с деятельностью гормонов, но и с особыми крахмальными зернами в корневом чехлике, выполняющими роль статолита. Отрицательный геотропизм характерен для стебля.
Фототропизм – изгиб растения к источнику света. Этот изгиб имеет химическую природу. Под влиянием фитогормона ауксина на теневой стороне деления и рост клеток интенсивнее по сравнению со световой стороной, где ауксина меньше и рост клеток замедлен. В связи с этим растение изгибается в сторону клеток медленно растущих, т.е. к свету.
Хемотропизм – движения растений под влиянием химических соединений.
Кроме того, у некоторых растений способны реагировать на изменение освещенности в течение дня. В связи с этим происходит открывание и закрывание лепестков цветка в определенное время. Это заметил еще К. Линней и создал «цветочные часы» цветочные часы показывали время от 3 - 5 ч утра до 9ч вечера. По этим часам от 3 до 5 открывал цветки козлобородник, в 5 – осот желтый, в 5-6 – одуванчик лекарственный, скерда кровельная, в 6- картофель, в 6 – картофель, лен, с 6 до 7 ч – ястребинка волосистая, осот полевой. С наступлением сумерек открывали цветки душистый табак, дрема. Закрывались цветки также в определенное время. Причина открывания цветков чаще всего связана с изменением освещенности, кроме того, - с погодой и географическим местом произрастания растения. Это явление связано с внутренним механизмом, в основе которого лежит неравномерный рост верхней и нижней сторон лепестка.
Кроме тропизмов, для растений характерен другой вид движения – настии. Различают термонастии – движение лепестков под влиянием рассеянного теплового источника. Так, внесение в тепловую комнату с улицы тюльпанов приводит к отгибанию лепестков цветка. Кроме термонастии наблюдается фотонастии и сократительные настии. Связаны с сотрясением растения сейсмонастии, например, опускание листьев у тропической стыдливой мимозы при опадании на них капель дождя или воздействие механическим раздражителем. На движения растений влияет изменение тургорного давления в различных органах. Так, у кислицы – растения термохвойных лесов после восхода солнца листочки опускаются и прижимаются к черешку. В основе этого явления лежит то, что в верхней половине листа в месте его сочленения тургор повышается. И изгиб происходит в сторону меньшего тургорного давления. То же наблюдается в холодные дни и во время дождя.
biofile.ru
Как движутся растения | Социальная сеть работников образования
Тема работы: Как движутся растения.
Горелкина Ксения
МБОУ «Майская СОШ»
Движение… Завораживающее слово. Нет живого существа на нашей планете, кто не был бы связан с этим свойством живых организмов. Маленькие и большие, разумные и не очень – движутся…
Мои одноклассники как-то сказали, что растения не умеют двигаться. Я задумалась…Я была с ними не согласна.
Мы привыкли к тому, что животные активно передвигаются, в отличие от растений. Меня заинтересовало такое различие, и я решила проверить, насколько это верно. Мне очень захотелось побольше узнать о том, как же движутся растения. Не без помощи дополнительных информационных источников, я буду искать ответ на вопрос: «Как движутся растения?»
Цель исследования: установить, как и зачем двигаются растения.
Задачи исследования:
- Изучить литературу по теме исследования.
- Провести опыты, подтверждающие, что растения могут двигаться.
- Провести наблюдения, чтобы убедиться, что растения двигаются.
Объект исследования: растения
Предмет исследования: движение растений
ГИПОТЕЗА: Растение растёт – значит, организм находится в движении.
Методы получения новой информации:
- теоретические
- эксперимент
- наблюдения
Я выяснила, что растения движутся, вспомнив прежде всего моменты из своего жизненного опыта. Общеизвестно, что некоторые растения открывают цветки утром и закрывают их в сумерки (одуванчик), или наоборот, утром закрывают, а вечером открывают (ночная красавица). Это знают все. Научных знаний не требуется, чтобы понять, что это и есть ничто иное, как движение растения.
Какие же есть движения у растений не сразу заметные взору человека? Я изучила литературу, вместе с мамой искала информацию в Интернете и узнала много нового о растениях и их движении. Постаралась запомнить самое главное.
Чтобы доказать, что растения движутся я, с помощью учителя биологии, провела несколько опытов. Каждый день я наблюдала за изменениями, которые происходят с моими растениями и делала записи в блокнот.
Опыт 1. Движение растения к свету.
Для опыта я прорастила пшеницу в двух горшочках. Один горшочек поставила на окно (на солнечной стороне), а другой – на шкаф, который находится в двух метрах от окна. Я наблюдала, как проростки в горшочке на шкафу постепенно изгибаются в одну сторону, по направлению к свету. В горшочке на окне проростки тоже были изогнуты, но только чуть-чуть.
Вывод: У растений происходит движение в сторону света. Освещённая сторона растёт более медленно, чем неосвещённая, поэтому растение изгибается. Благодаря этому растения лучше используют энергию солнечного луча.
Опыт 2. Как корни «ищут» себе пищу.
Для проведения опыта нужно приготовить раствор желатина (на 1 стакан тёплой воды положила 2 листика желатина).
Приготовленный раствор желатина я вылила в тарелку. После того как он застыл, по краям посадила несколько проросших зёрен пшеницы. В середину тарелки положила кусочек удобрения.
Через 5 дней стало хорошо видно, что все корешки направились в центр тарелки. А ещё через 5 дней они опутали кусочек удобрения – свой источник пищи!
Вывод: Корни движутся по направлению к источнику пищи.
Опыт 3. Направление роста корешка и стебелька прорастающего семени фасоли.
Посадила в прозрачный стакан два семени фасоли. Поставила в тёплое место. Через несколько дней появились корешки, а затем и стебельки. Корешки изогнулись и начали своё ростовое движение по направлению вниз, а стебельки по направлению вверх.
Одно проросшее семя я осторожно выкопала и перевернула его корнем вверх, а стеблем вниз. Через несколько дней стало хорошо заметно, что корешок изогнулся вниз, а стебелёк – вверх.
Вывод: Корень обладает направленным ростом – вниз. Поэтому растение может закрепляться в почве, всасывать из неё воду и растворённые в ней питательные вещества. Стебелёк тоже обладает направленным ростом, но только вверх, так как растению нужен свет.
Опыт 4. Движение растения в ответ на раздражение.
У нас дома есть очень интересное растение – кислица. Если некоторое время трогать её листочки пальцем, то примерно через 1-2 минуты листочки складываются. Если на неё попадает яркий солнечный свет, то листочки тоже складываются. И наконец, вечером с наступлением темноты листья кислицы всегда складываются, а утром разворачиваются.
Вывод: Листья растений способны двигаться, менять своё положение, в зависимости от окружающих условий.
Выводы по исследовательской работе:
На основании проведенных опытов, можно сделать вывод, что растения - это живые организмы. Любой живой организм обладает таким свойством как движение. И растения не исключение. Движения растений разнообразны и происходят в результате их роста и развития.
Моя гипотеза подтвердилась – растение растёт – значит, организм находится в движении!
Результатом исследовательской работы считаю и то, что:
- я научились работать с книгами, узнавать из них то, что до меня уже знали другие люди;
- освоила правила и приёмы проведения опытов с растениями;
- провела наблюдения за движением разных частей растений;
- познакомила и обсудила с одноклассниками проделанную мною работу.
Используемая литература:
- Биология. Справочные материалы. М., Просвещение, 1995г
- Г.С. Нога.Опыты и наблюдения над растениями. М., Просвещение, 1976г
- Растения. Полная энциклопедия . М.: Эксмо, 2007
- Д.И. Трайтак. Книга для чтения по ботанике. М., Просвещение, 1985г
- Интернет-ресурсы:
http://www.priroda-rb
http://www.openclass.ru
http://www.playroom.ru
nsportal.ru
