11. Роль транспорта веществ в обеспечение донорно-акцепторных систем и интеграции функций целого растения.

Транспорт веществ является одной из ключевых функций, лежащей в основе интеграции отдельных органов растения в единую целостную систему. Транспорт веществ охватывает все уровни организации растительного организма: от органоидного до взаимодействия функционально различных органов. Передвижение веществ в целом растении во многом обусловлено различными функциями побега и корня. Наиболее характерной функцией корня является поглощение элементов минерального питания и воды. Наряду с этим корень является местом синтеза ряда гормонов (АБК, цитокининов) и других метаболитов. Тем самым корневая система растения является донором важнейших для функционирования побега веществ. Основная функция побега заключается в преобразовании солнечной энергии в химическую в процессе ассимиляции CO2 и распределении ее по всему растению, в том числе в корни.

Взаимообмен веществом и энергией данных частей растения осуществляется посредством флоэмной и ксилемной транспортных систем, с помощью которых происходит перераспределение веществ от места их образования (донора) к месту потребления (акцептору).

Продукты фотосинтеза: В растении за фотосинтез отвечают закончившие рост листья; их вклад в образование углеводов максимален. Результатом фотосинтеза становится образование сахаров. Если представить растение как целостную систему, можно сказать, что активность хлоропластов определяется «запросами» разных частей растения на ассимилянты. Ассимиляты – вещества, образовавшиеся в процессе фотосинтеза и необходимые для построения растительного организма. Ясно, что источник (донор) ассимилянтов – это сформированный лист. Всем органам, для которых фотосинтез не является основной функцией, нужен приток ассимилятов, их называют акцепторами (потребителями). Минеральные вещества: Все органы растения нуждаются, помимо ассимилятов, в постоянном поступлении минеральных веществ и воды. Донором этих веществ является корень, добывающий их из почвы. Листья же – доноры ассимилятов – нуждаются в минеральных солях и воде. В этой ситуации они становятся акцепторами. Азот, поступивший из почвы в виде минеральных солей, должен в корнях превратиться в аминокислоты. Только в таком виде он может попасть в надземную часть растения. Но для переработки минерального азота требуется приток ассимилятов; поэтому корень выступает в роли акцептора ассимилятов.

Акцепторы – это зоны, «притягивающие» питательные вещества. Таковыми в растениях являются, например, меристемы – участки роста и дифференцировки (специализации) клеток, обычно расположенные в верхушке стебля и в кончике корня. В меристемах идут интенсивные клеточные деления. Здесь формируются зачатки новых органов. Поэтому очень важно снабжать меристемы ассимилятами, минеральными солями и водой. Запасающие органы при формировании являются акцепторами, а донорами становятся, когда из них развиваются новые растения. Как и в транспорте воды, различают три типа транспорта ассимилятов: внутриклеточный, ближний и дальний. Ближний транспорт происходит по симпласту и апопласту, а дальний — по ситовидным трубкам. Ассимиляты никогда не распределяются равномерно по всему растению. Они направляются преимущественно туда, где больше их потребление.