- •Isbn © Власенко м.Ю., Вельямінова-Зернова л.Д., Мацкевич в.В.
- •III. Структура і функції біомолекул. Обмін органічних речовин у рослинному організмі
- •VII. Дихання рослин
- •Передмова
- •Розділ I загальні закономірності життєдіяльності рослинного організму
- •1.1. Предмет і завдання фізіології та біотехнології
- •1.2. Основні етапи розвитку фізіології рослин
- •1.3. Фізіологія рослин як фундаментальна біологічна наука та теоретична основа агрономічних наук
- •1.4. Основні напрями сучасної фізіології рослин
- •1.5. Методи та рівні досліджень фізіології рослин
- •1.6. Фізіологічні основи біотехнології
- •Розділ II фізіологія рослинної клітини
- •2.1. Клітина як структурно-функціональна одиниця рослинного організму
- •2.2. Загальна морфологія рослинної клітини
- •2.3. Будова і фізіологічні функції компонентів клітини
- •2.3.1. Клітинна оболонка та її функції
- •2.3.2. Протопласт
- •2.3.3. Вакуолі, їх функції
- •2.4. Особливості будови органел цитоплазми та їх біологічні функції
- •2.4.1. Пластиди
- •2.4.2. Мітохондрії
- •2.4.3. Рибосоми
- •2.4.4. Апарат Гольджі
- •2.4.5. Лізосоми
- •2.4.6. Мікротрубочки
- •2.4.7. Ендоплазматичний ретикулум
- •2.5. Клітинні мембрани, їх будова, хімічний склад та функції
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ III структура і функції біомолекул. Обмін органічних речовин у рослинному організмі
- •3.1. Загальна характеристика рослинних білків, структура, функція та класифікація
- •3.1.1. Характеристика і класифікація амінокислот
- •3.1.2. Пептиди і поліпептиди
- •3.1.3. Біосинтез основних амінокислот
- •3.1.4. Залежність біосинтезу амінокислот і білків від екологічних факторів в онтогенезі
- •3.2. Нуклеїнові кислоти, їх види, структура та значення
- •3.2.1. Основні етапи біосинтезу білків
- •3.2.2. Синтез і розпад білків
- •3.3. Ферменти, хімічна природа і будова молекули
- •3.3.1. Класифікація ферментів
- •3.3.2. Властивості ферментів та локалізація
- •3.3.3. Залежність активності ферментів від факторів середовища
- •3.3.4. Механізм ферментативного каталізу
- •3.4. Біохімічна характеристика і значення вуглеводів
- •Біосинтез і взаємні перетворення вуглеводів. Ферменти вуглеводного обміну
- •Транспортні й запасні форми вуглеводів
- •3.4.3. Вуглеводний обмін при формуванні насіння і плодів
- •3.4.4. Обмін вуглеводів залежно від екологічних факторів і умов середовища
- •3.5. Біохімічна характеристика та значення ліпідів
- •3.5.1. Біосинтез жирів
- •3.5.2. Обмін жирів при формуванні насіння олійних культур залежно від факторів навколишнього середовища
- •3.5.3. Обмін жирів під час зберігання насіння
- •3.6.1. Біосинтез і фізіологічна роль водорозчинних вітамінів
- •3.6.2. Жиророзчинні вітаміни
- •3.6.3. Зміна вмісту вітамінів у онтогенезі рослин залежно від екологічних факторів і умов вирощування
- •3.7. Речовини вторинного походження
- •3.8. Взаємозв’язок перетворень речовин у рослині
- •3.8.1. Листок як основний орган біосинтезу
- •3.8.2. Роль кореня у біосинтезі
- •3.9. Конституційні й запасні речовини
- •Питання для самоконтролю
1.2. Основні етапи розвитку фізіології рослин
Як самостійна наука фізіологія рослин сформувалася наприкінці XVII століття. Її становленню сприяли відкриття основних законів фізики і хімії. Перший підручник з фізіології рослин написав Ж.Сенеб’є у 1800 році.
Вивчення процесу живлення займає значний період в історії фізіології рослин. У 1629 р. голландський вчений Я.Б.Ван-Гельмонт завдяки своїм дослідам сформулював водну теорію живлення рослин, і, хоча вона була помилковою, всеж вперше дала матеріалістичне уявлення про життєдіяльність рослин. На її зміну наприкінці XVII ст. прийшла гумусова теорія живлення рослин, пропагандистом якої був німецький вчений агроном А.Теєр. Згідно з теорією, вважалося, що живлення рослин відбувається завдяки поглинанняю органічних речовин з ґрунту.
Остаточно сутність кореневого живлення була розкрита видатним німецьким вченим Ю. Лібіхом у 1840 р., який довів незначне засвоєння рослинами органічних речовин з ґрунту і сформулював теорію мінерального живлення рослин. Подальшому розвитку теорії живлення сприяв француз Ж.Буссенго, який встановив основні джерела азоту для рослин. Д.М. Прянишников у 1900–1925 роках доповнив своїми працями цю теорію, висвітливши питання азотного і фосфорного живлення рослин.
Водночас, починаючи з XVIII ст., розкривається роль вуглекислого газу, сонячного світла і листків при формуванні органічних речовин у рослинному організмі. Англійським вченим Д. Прістлі у 1771 р. було доведено виділення рослиною кисню, а що це відбувається лише на світлі встановив у 1779 р. голландець Я. Унгенхауз. Завдяки роботам Ж. Сенеб’є, К.А. Тимірязєва і А.С.Фамінцина сформовано остаточне уявлення про роль фотосинтезу у повітряному живленні рослин. Серед досліджень фотосинтезу особливе місце належить К.А.Тимірязєву. Він розробив концепцію фотосинтезу як біологічного процесу перетворення енергії сонця в хімічну енергію органічних сполук, водночас створив оригінальну наукову школу фізіології рослин, учнями якої були Ф.Н. Крашенінников, В.І. Палладін, Є.Ф. Вотчал, Д.М. Прянишников, П.С. Косович.
Бурхливий ріст науки на прикінці XVIII століття дозволив розкрити сутність іншого важливого процесу у життєдіяльності рослинного організму – дихання. Швейцарський вчений Н.Соссюр у 1797 році довів принципову аналогічність цього процесу у тварин і рослин. Зміст окисно-відновних процесів при диханні і роль води при цьому розкрив А.М.Бах. Остаточно хімізм дихання встановлено за участю В.І.Палладіна, Г.Кребса, С.П.Костичева.
На середину і другу половину XX ст. припадають подальші дослідження з фізіології рослин. Д.А.Сабініним встановлені закономірності росту і розвитку рослин, розроблена адсорбційна теорія засвоєння кореневою системою мінеральних речовин. В.М. Любименко дослідив утворення хлорофілу та фотоперіодизму рослин. М.О. Максимов вивчив посухостійкість рослин. Була створена М.Г. Холодним гормональна теорія тропізмів.
В Україні фізіологічні дослідження розпочав наприкінці XIX ст. професор Київського університету У.В. Баранецький. Українську школу фізіології рослин заснував Є.П. Вотчал, якому належать класичні дослідження продуктивності і цукристості цукрового буряку. Розвитку української школи фізіології рослин сприяли своїми працями В.Р. Заленський, А.С. Оканенко та ін. Першим організував наукові лабораторії з фізіології рослин В.М. Любименко у Харкові та Києві. На середину XX с. припадає і створення лабораторії штучного культивування тканин рослин. У Києві Ю.Ю. Глєбою розпочаті перші дослідження з генної інженерії рослин.