7. Процессы, происходящие при прорастании семян

При прорастании семян выделяют следующие фазы:

1. Поглощение воды – сухие семена поглощают воду из воздуха или из какого-либо субстрата до наступления критической влажности. Этот показатель может составлять от 25% у проса до 104 у бобовых и 120% у сахарной свеклы.

2. Фаза набухания. Семена достигают критической влажности, активируются ферменты класса гидролаз, происходит мобилизация питательных веществ (белки распадаются до аминокислот, жиры до глицерина и жирных кислот, сложные углеводы до простых), усиливается дыхание и деление клеток.

3. Рост первичных корешков отмечается с момента деления их клеток. Морфологически он проявляется при появлении первичного корешка над оболочкой семени – наклевывание. При этом рост корешка обеспечивается за счет запасных веществ зародыша.

4. Развитие ростка начинается с его появления и происходит за счет запасных веществ эндосперма. Завершается эта фаза с появлением колеоптиля у злаков, или почечки у других культур.

5. Становление проростка – заключительная фаза. Она продолжается до перехода его к полному автотрофному питанию.

Раздел: Обмен и транспорт органических веществ в растениях

План

1. Специфика обмена веществ в растениях

2. Метаболические пути важнейших органических веществ в растительном организме (обмен углеводов, обмен белков, обмен жиров)

3. Взаимосвязь процессов обмена

4. Основные транспортные формы органических веществ в растениях, состав флоэмного сока

5. Структура флоэмы

6. Механизмы транспорта органических веществ

1. Специфика обмена веществ в растениях

Растения по типу питания являются автотрофами, поэтому их главная особенность это способность синтезировать из СО₂, Н₂О и минеральных веществ огромный набор простых и сложных органических веществ, используя при этом солнечный свет. Однако, этим типом питания характеризуются лишь клетки, содержащие хлоропласты (клетки мезофилла листа, зеленых побегов, плодов и т.д.). Все другие клетки растительного организма питаются гетеротрофно и поэтому зависят от поступающих в них органических веществ из фотосинтезирующих органов. Важную роль при этом выполняет транспортная система.

В каждой клетке растительного организма одновременно протекают тысячи реакций. Совокупность всех биохимических реакций, протекающих в процессе жизнедеятельности организма, называют обменом веществ или метаболизмом. Продукты, образующиеся в процессе этих реакций – метаболитами. Последовательность биохимических реакций, связанные с биосинтезом и превращением определенных веществ или групп структурно близких соединений называют метаболическими путями.

Метаболические реакции находятся в состоянии непрерывного взаимодействия между собой, а также с окружающей средой; их упорядоченность, целенаправленность и скорость достигаются благодаря ферментам, гормональным механизмам регуляции и подчиняются всем законам термодинамики.

Обмен веществ в любом организме складывается из двух противоположно направленных и тесно связанных между собой процессов анаболизма и катаболизма.

В реакциях анаболизма или пластического обмена происходит синтез органических соединений из простых. При этом требуются большие затраты энергии. Реакциями такого типа является синтез белков, углеводов, жиров, веществ вторичного происхождения.

В реакциях катаболизма или энергетического обмена идет распад сложных молекул до простых с высвобождением энергии. Эта энергия может использоваться на анаболические реакции. К реакциям катаболизма относят гидролиз, дыхание и брожение.

Анаболические реакции могут осуществляться лишь при взаимодействии их с катаболическими. Но всегда должно выделяться больше энергии, чем поглощаться на реакции синтеза. Также требуется обязательное наличие переносчиков энергии АТФ и восстановленных нуклеотидов (НАДН, НАДФ·Н₂, ФАД·Н₂).

В процессах основного обмена синтезируются важнейшие первичные органические соединения. По характеру образованных продуктов выделяют обмен углеводов, обмен пуринов и пиримидинов, обмен липидов, обмен витаминов и обмен органических кислот.

Наряду с этими реакциями осуществляется обмен веществ вторичного происхождения (гликозидов, алкалоидов, дубильных веществ, фитонцидов и т.д.). Эти вещества не являются ни запасными, ни энергетическими, по растению не передвигаются, но выполняют защитную функцию.

Источником для синтеза всех органических веществ является процесс фотосинтеза, либо при прорастании семян запасные вещества зародыша. Промежуточным метаболитом, из которого образуются практически все соединения является 3-ФГА.