Физиологическая природа движения растении. Ростовые движения растений тропизмы и настии
Движение растений. Тропизмы и настии
Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Меняя ориентировку своих органов, растения реагируют на те или иные внешние воздействия. Движения отдельных органов растения связаны с ростом — ростовые — и с изменениями в тургорном напряжении отдельных клеток и тканей — тургорные.[ ...]
В зависимости от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм, фототропизм, хемотропизм, тигмотропизм, гидротропизм (рис. 71).[ ...]
Фототропизм — это движения, вызванные неравномерным освещением разных сторон проростка. Если свет падает с одной стороны, стебель проростка изгибается по направлению к свету — положительный фототропизм. Корни обычно изгибаются в направлении от света — отрицательный фототропизм. Ориентировку пластинок листьев перпендикулярно к падающему свету или ребром (при большой интенсивности света) называют диафототропизмом. Для восприятия одностороннего освещения также необходимо определенное время презентации, которое зависит от силы одностороннего освещения.[ ...]
В зависимости от возраста растения и от условий среды направление фототропических изгибов может мепяться. Так, у настурции до цветения для стебля характерен положительный фототропизм, а после созревания семян — отрицательный.[ ...]
Хемотропизм — это изгибы, связанные с односторонним воздействием химических веществ. Хемотронические изгибы характерны для пыльцевых трубок и для корней растений. Если пыльцу положить на предметное стекло в среду, содержащую сахарозу, и одновременно поместить туда кусочек завязи, все пыльцевые трубки в процессе роста изогнутся по направлению к завязи.[ ...]
Корпи растений изгибаются по направлению к питательным веществам. Если питательные вещества пе перемешаны со всей почвой, а распределяются отдельными очагами, корни растут по направлению к этим очагам. Такая способность корней определяет большую эффективность гранулированных удобрений. Корни растут по направлению к отдельным гранулам, содержащим питательные вещества. При таком способе внесения питательных веществ создается также повышенная концентрация их около корня, что обусловливает их лучшую усвояемость.[ ...]
Гидротропизм — это изгибы, происходящие при неравномерном распределении воды. Для корневых систем характерен положительный гидротропизм.[ ...]
Аэротропизм — ориентировка в пространстве, связанная с нерав-померным распределением кислорода. Аэротропизм свойствен в основном корневым системам.[ ...]
Настические движения бывают двух типов: апинастии — это изгиб вниз и гипонастии — изгиб вверх. В зависимости от фактора, вызывающего те или иные настические движения, различают термо-настии, фотонастии, никтинастии и др.[ ...]
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
Физиологическая природа движения растении
Все движения растений приводят к определенной ориентировке органов в пространстве. Они выработались в процессе эволюции как приспособление к лучшему использованию света, питательных веществ и других условий среды. Так, отрицательный геотропизм и положительный фототропизм стебля позволяют растению выносить листья к свету. Рост корня вниз и уклонение от света способствуют углублению его в почву и лучшему использованию питательных веществ. Все перечисленные движения растений, кроме сейсмо- и автонастических, являются ростовыми. В основе их лежит неравномерный рост разных сторон органа. При геотропических изгибах у стебля быстрее растет нижняя, а у корня верхняя сторона. При положительном фототропическом изгибе стебля быстрее растет затенная сторона и т. д. Эпинастические движения связаны с разрастанием морфологически верхней стороны органа листа или лепестка цветка гипонастические — с разрастанием морфологически нижней стороны. Все указанные движения характерны лишь для молодых органов, не потерявших еще способности к росту, и в таких условиях, в которых ростовые процессы осуществимы.
При нормальном освещении и вертикальном положении проростка ток гормона (ауксина), вырабатываемого в верхушке органа, распределяется равномерно, результатом чего является равномерный рост. При одностороннем освещении либо при горизонтальном положении ауксин распределяется неравномерно, результатом чего является неравномерный рост и изгиб органа. Так, в случае одностороннего освещения стебля ауксин концентрируется на затененной стороне, благодаря чему она растет быстрее, и стебель изгибается в сторону света. При горизонтальном положении проростка гормон концентрируется па нижней стороне органа. Это приводит к быстрому росту нижней стороны стебля, и он изгибается вверх. Ауксин концентрируется также и на нижней стороне корня. Однако оптимальная концентрация ауксина для корня примерно в 10 раз ниже, чем для стебля. В силу этого увеличение концентрации ауксина на нижней стороне корня приводит к торможению ее роста, и корень изгибается вниз.
Существуют различные гипотезы, объясняющие первичный механизм восприятия геотропического раздражения. Согласно одной из них, под влиянием одностороннего влияния силы тяжести в клетках происходит перемещение более тяжелых частиц (главным образом крахмальные зерна, или, точнее, амилопласты). Под влиянием одностороннего воздействия земного притяжения статолиты скопляются на одной стороне органа. Крахмальные зерна присутствуют почти во всех геотропически чувствительных тканях. Интересно, что в результате голодания крахмальные зерна исчезают и геотропическая чувствительность не проявляется. Мутанты кукурузы, характеризующиеся меньшим содержанием амилонластов, обладают меньшей геотропической чувствительностью. Однако в некоторых случаях геотропическая чувствительность сохраняется и при отсутствии амилопластов. Возможно, что в этих случаях роль статолитов выполняют другие частицы (митохондрии, диктиосомы). Можно предполагать, что именно скопление статолитов на нижней стороне органа, в свою очередь, вызывает передвижение ауксинов к клеткам, расположенным на нижней стороне органа, что и приводит к росту и изгибу.
Для проявления реакции на неравномерное освещение (фототропизм) должен существовать какой-то фоторецептор. Природа такого фоторецептора (пигмента) не установлена. Одностороннее восприятие света фоторецептором вызывает электрическую поляризацию тканей, и, как следствие, отклонение тока ауксинов и повышение их концентрации на затененной стороне.
studfiles.net
Ростовые и тургорные движения растений. Тропизмы (фото-, гео-, термотропизмы). Гормональная природа тропизмов. Настии. Сейсмонастические движения
Движение растений - это измен-е положения органов растений в простр-ве, обусловленное разными факторами внешней среды: светом, температурой, силой тяжести, хим-ми элем-ми и др. В основе движений лежит раздражимость растений. Движения могут иметь и эндогенный характер. Для цветкового растения свойственно главным образом движение органов путем изгиба, скручивания, откидывания и т.д. Среди этих движений есть движения, связанные с измен-м тургора в отдельных клетках и тканях – тургорные движ-я, а также с изменением скорости роста различных сторон, частей и органов растений – собственно ростовые движ-я. К первым относятся «сон» растений, обусловленный движением листьев или лепестков, сейсмонастия и другие явления. Ко вторым относятся тропизмы и настии.
Тропизмы - это ростовые движ-я, вызываемые односторонним направлено действующим раздражителем (свет, сила тяжести, хим-е элем-ты и др.). Изгибание растений в сторону действующего фактора (раздражителя) - + тропизмом, а в противоположную от действующего фактора сторону – «-« троп-м.. В зависимости от природы раздражителя выдел-т – фототропизм(свет), геотропизм(сила тяжести), хемотропизм(хим-е эл-ты), аэротропизм(О2) и т.д. 1) Фототропизм : движ-е растения на свет. Органы, отклоняющийся в сторону источника света («+» фототропизм), отн-ся молодые побеги и листья. Свет не оказывает влияния на направление роста корней. Изм-е «+» фототропизма на «-» у одних и тех же органов м. б. вызвано и интенсивностью освещенности (слабая освещен-ть – «+» фототроп-м; сильная освещен-ть – «-» фототроп-м). Значение фототроп-ма: органы растений занимают наиболее выгодное положение, возникает листовая мозаика, кот-я способствует оптимальному использованию света при фотосинтезе. В 1928 г. физиологи Н.Г. Холодный и Ф.В. Вент сформулировали гормональную теорию фототропизма. В ее основе лежит представление о фототропизме как о процессе, стимулирующем перераспределение гормонов в верхушке побега. Одностороннее освещение вызывает электрическую поляризацию тканей верхушки: освещенная сторона получает «-» заряд, а затененная – «+». Под влиянием этой поляризации ток гормона(ауксины) смещается на затененную сторону, кл-ки этой стороны растягиваются сильнее, чем освещенной: получ-ся изгиб в сторону света. 2)Геотропизм: способ-ть раст. реагировать на земное притяжение. «+» геотроп-м облад-т корни или их части (рост к центру Земли), «-» геотроп-м облад-т надземные органы (рост от центра Земли). Геотроп-м у боковых стеблей и корней выражен меньше, чем у главных.Это помогает растению поглощать Н2О, мин-е удобрения из почвы, а надземным частям растений - СО2 из воздуха и избегать затенения друг друга. Согласно гормональной теории при вертик-м положении проростка ток гормонов распределяется равномерно. При горизон-м положении проростка гормон конц-тся на нижней стороне органа, при этом у стебля рост клеток на нижней стороне ускоряется, и стебель изгибается вверх, а у корня - тормозится, и он изгибается вниз. Настии : движения растений связанные с действием ненаправленных факторов среды. В завис-ти от природы раздраж-ля выдел-т: фото-, термо-, хемо-, гидро-, тигмо(на прикосновение) и сейсмонастии. Настии проявл-ся благодаря измен-м тургорного давления. Наиболее распространены никтинастические движения, т.е. вызываемые сменой дня и ночи. Сейсмонастические движ-я : движ-я, проиходящие в ответ на толчки, сотрясения. Н-р: быстрое складывание листочков мимозы при прикосновении(это связано с особенностями строения ее листьев, наличием моторных клеток, кот-е, изменяя тургор, дают движение черешкам и листовым пластинам).
26. Фотопериодизм, фитохромная система, гормональная теория цветения. Фотопериодизм-это реакция растений на суточный ритм освещения, т.е.на соотношение длины дня и ночи (фотопериоды) выражаются в изменении процессов роста и развития. В 1920 г. амер.физиологи Гарнер и Аллард установили, что есть растения, которые переходят к цветению только в условиях короткого дня (соя, хризантема, просо и др.) В дальнейшем были обнаружены растения, которые преходили к цветению только лишь при воздействии длинного дня. Фотопериодизм представляет собой приспособительную реакцию позволяющую растению зацветать в опредленное время года. Одно из основных проялений фотопериодизма – фотопериодическая индукция зацветания. В процессе в листьях образуется стимулятор цветения, который транспортируется в вегетативные почки побегов, где включает вторую фазу-эвокацию –завершающая фаза инициаций цветений во время которой в апексе происходят процессы необходимые для цветения зачатков. В зависимости от реакции на длину дня растения дел.на: 1) длиннодневные-хлебные злаки, многие крестоцветные, укроп и др.) 2) Короткодневные- рис, конопля, соя и др. 3) Растения нуждающиеся в чередовании разных фотопериодов а) длиннокороткодневныеб)короткодлиннодневныек4) Нейтральные по отношению к длине дня-гречиха, горох. Фитохромная система В 50-х гг.20 в.амер.физиологи Бартвиг и Хендрикс изучали прорастание семян салата, кот.стимулировались красным светом 660нм и синим, и подавлялось все дальним красным-730нм. Из этиолированных проростков они выделили и очистили рецепторный белок-фитохром. Белковую часть фитохрома состоит из 2-х субъединиц и хромофора, кот.представляет собой незамкнутый тетрапирол, относящийся к группе фикобилинов. Фитохром синтезируется в форме фитохрома f660, кот.под действием красного света переходит в активную форму f730. Для этого перехода достаточно кратковременного освещения красным светом низкой интенсивности. Под действием дальнего красного света f730 быстро превращается в неактивную форму f660. В темноте этот процесс идет самопроизвольно и длится 4-24 часа. В клетке f660 не имеет строгой локализации и обнаруживается в митохондриях, пластидах, в растворенной фазе цитоплазмы. При облучении красным светом f730 связыв.с мемранами прежде всего с плазмолеммой,наибольшее кол-во обнаруживается в меристемах. Существует 3 гипотезы действия фитохрома: 1)Ч/з активацию хромосомного аппарата; 2)Ч/з активацию ферментов; 3)Ч/з модификацию мембран. Гормональная теория цветения. Согласно ей развитие растений Чайлохяна 1937 г. при благоприятном фотопериоде в листьях образуется гормон цветения-филориген, индуцирующий переход к зацветению. Эта гипотеза подтверждается опытами с прививками. Ланг(США) в 1956 г. установил, что цветение многих длиннодневных растений значительно ускоряется благодаря обработке гибберелином. Однако, под действием гиббереллина активизир.прежде всего развитие цветоноса. Чайлохян в 1958 г. выдвинул гипотезу о бикомпонентной природе филоригена, согласно кот.гормон цветения сост.из гиббереллинов и антозинов. Гибберелины обуслов.образование и рост цветоносов, а антозины индуцируют заложение цветков. По бикомпонентной гипотезе предполагается участие и др.фитогормонов в регуляции закладки и формировании цветков.
27.Стр-ая орг-ия бакт-ой к-ки.Морфология микроорганизмов. Это мельчайши. прокар. орг-мы,им кл. стр-е. Величина от неск-х десятых микрона до 10-13 мкм. Ф-ма разнообр.: кокки-шаров.., палочков., изогнутые- вибрионы, спирально изогнут.-спириллы. Кокки, связ-ые попарно-диплококки, соед-ые в виде цепочки- стрептококки. Некот. бак. им. органы движения- жгутики, кот. состоят из белка- флагеллина. Способ располож-я жгутиков явл. характерным признаком при класс-ции подвижных бакт. Бак. способны к скользящему движ-ию благод. наличию на пов-ти кл. слизистой капсулы. Бак. кл. покрыта оболочкой, кот. сост. из плазматической мембраны, Кл-ой стенки и капсулы. Пламат-ая мембрана обеспечив-ет избират. поступление в-в в кл., т.ж.обр-ет впячивания внутрь ц/пл-лизосомы.
На их мембр-х располаг.о/в ферменты, а у фотосинтез-х бакт.и соотв-ие пигменты, благодаря чему они способны выполнять ф-ции митох., хлоропластов, ЭПР, и Аг. Тонкая и эластичная Кл-ая стенка(муреин) прдает бак-ой Кл-ке опред.ф-му, защищ.от неблагопр.усл. Многие виды обр-ют слизистую капсулу. В центре кл. нах-ся нуклеотид, сод-й 1 цепочку ДНК, контролирует норм. ход всех внутрикл-х пр-ов и явл. носителем генетич. инф-ии. Ядрышек нет, но в ц/пл есть рибосомы. В матриксе хор.раз-ся мемран-ые стр-ры в виде канальцев,ламелл, пузырьков, топлокоидов.Зап.в-ва полисахариды, жиры, полифосфаты. Б-во бак.бесцв., некот. сод. пигмент, подобный зеленому хл-лу и красн.фикоэритрину Размн-ся бак путем дел-я кл надвое (амитоз), почкованием, упрощенные ф-мы-полов.проц-с (кишечн.палочка). Пр-с напоминает коньюгацию, при кот происх.передача генетт.материала из 1-ой Кл в др. К-во особей в рез-те полов пр-са остается прежним, но происх обогащение насл-ым мат-ом. Спорообраз-е(бациллы, кластридиум). Споры могут переносить неблагопр. усл-я среды. В благопр. усл-х споры набухают и прорастают, обр-я нов .вегет. кл-ку бак. Автотрофные бак синтезируют необх.для жизнед-ти орг.в-ва. Часть из них- фотосинт-ие- использ.для эти пр-ов энергию солнца. Обит.в преспых и морских водоемах. Хемосинтез-ие бак. окисляют неорг в-ва, образующуюся при этом химическую энергию используют для создания орган в-в из СО2 и Н2О, нитрифицирующие- перевод. NН3 в нитриты и нитраты. Гетеротрофные- используют для пит.-я готовые огран.в-ва. Сапрофиты (бак гниения) исп.орг.в-ва мертвых тел или выделения др орг-ов. Почвенные бак. разлагают перегной, клубеньковые способствуют связыванию своб. N воздуха, молочнокислые превращают сахара в молочную кислоту. К гетеротрофам. отн.и паразитические бак, кот поселяют .в жив. орг-ах и пит-ся за их счет. Могут быть анаэробн. и аэробн.
studlib.info
