Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1327 вузов, 5487 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
asman00000@mail.ru Работаю на МРТ, учусь на стоматолога,делитесь со мной файлами в ТГ ozzii05 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Медицинский Университет "РЕАВИЗ"
Предмет:
Биология
Файл:
Тейлор, Грин, Стаут 3 том [2013].pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
05.09.2026
Размер:
19 Мб
Скачать
☆
►Содержание►
120 Глава 22
ние как окружающая среда, так и гены данного организма.
Рост бывает положительным и отрицатель ным. При положительном росте синтез материалов (анаболизм) преобладает над их распадом (ката болизм), тогда как при отрицательном росте ката болизм преобладает над анаболизмом. Напри мер, в процессе прорастания семени и образова ния проростка происходит увеличение числа клеток и их размеров, сырой массы, длины, объ ема и сложности формы, однако в то же самое время сухая масса может фактически умень шиться, так как при этом расходуются запа сенные родительским растением питательные вещества. Таким образом, согласно принятому определению, в прорастание входит некоторый период отрицательного роста, который стано вится положительным лишь после того, как в проростке начинается процесс фотосинтеза и синтеза собственной «пищи».
А

22.2. Измерение роста

На рис. 22.1 изображено несколько кривых роста, полученных путем откладывания по оси ординат таких параметров, как длина, высота, масса, площадь поверхности, объем или числен ность, а по оси абсцисс — времени. Все эти кри вые имеют сигмоидную, или Sобразную форму, в основном характерную для разных типов роста.
Sобразную кривую можно разделить на
четыре фазы, как это показано на рис. 22.2.
1. Для первой фазы, называемой лагфазой, характерен незначительный рост.
2. Лагфаза переходит во вторую, логарифми ческую, фазу, для которой характерен экс
поненциальный рост. Во время этой фазы скорость роста возрастает и в каждый мо мент времени она пропорциональна коли честву материала или числу уже имеющих ся клеток. Во всех случаях экспоненциаль ный прирост в конце концов убывает и скорость роста начинает снижаться. Точ
Б
В
Рис. 22.1. Кривые роста четырех различных организмов по шести разным параметрам. Во всех случаях кривые име ют Sобразную форму.
Г
Рис. 22.2. Типичная Sобразная кривая роста, на кото рой видны четыре характерные фазы роста и точка перегиба. В точке перегиба скорость роста достигает максимума.
ку, в которой это происходит, называют точкой перегиба (вблизи этой точки кривиз на графика изменяется быстрее всего).
3. Третья фаза — фаза замедления, в которой рост ограничивается в результате воздей ствия какоголибо внутреннего или внеш него фактора или их обоих.
4. Конечная фаза — это фаза плато, или стаци онарная фаза. В этот период общий рост
уже прекращается и рассматриваемый параметр остается постоянным. Характер кривой на протяжении этой фазы не сколько варьирует в зависимости от вида организма и от измеряемого параметра. В некоторых случаях может продолжаться незначительное восхождение кривой, до тех пор пока организм не погибнет; это наблюдается у листьев однодольных рас тений, многих беспозвоночных, рыб и не которых рептилий, что свидетельствует о продолжении положительного роста. У не которых кишечнополостных кривая роста уплощается, отражая отсутствие роста. Существуют также организмы, у которых кривые роста отклоняются вниз, что ука зывает на отрицательный рост. Последнее типично для многих млекопитающих, в том числе для человека, и служит при знаком физического старения, связанного с возрастом.
22.2.1. Способы измерения роста
Рост можно измерять на разных уровнях биоло гической организации — на уровне клетки, осо би или популяции. Изменение численности по
Рост и развитие 121
пуляции во времени отражает кривая роста, представленная на рис. 22.1, Г. На уровне отдель ного организма можно измерять множество раз личных параметров; часто измеряют длину, пло щадь поверхности, объем или массу. Для расте ний часто бывает нужно получать кривые роста корней, стеблей, междоузлий и листовой повер хности; измеряемыми параметрами обычно слу жат длина и площадь. При построении кривых роста целого животного или растения обычно используют длину и массу. Показателями роста человека, как правило, служат изменения высо ты и массы тела. Массу можно оценивать по двум показателям — по сырой и сухой массе. Сы рую массу измерять легче, так как это не требует специальной обработки и не причиняет организ му вреда, что позволяет многократно измерять этот параметр у данного организма на протяже нии длительного времени.
Главный недостаток использования сырой массы в качестве показателя роста состоит в том, что получаемые при этом данные могут варьировать изза колебаний содержания вла ги в тканях. Истинный рост отражается в изме нении содержания более постоянных, чем во да, компонентов, а единственный надежный метод его измерения — определение сухой массы. Для этого организм убивают и помеща ют в печь при температуре 110 °С, чтобы уда лить всю влагу. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока масса не станет постоянной, что и будет соответствовать сухой массе. Для полу чения более точных данных рекомендуется из мерять сухую массу как можно большего числа экземпляров, а затем вычислять среднюю ве личину. Полученное таким образом значение более надежно, чем результаты взвешивания одного экземпляра.
22.2.2. Типы кривых роста
Кривая абсолютного роста
Отложив на графике изменения длины, высоты или массы в зависимости от времени, можно получить кривую роста, известную как кривая абсолютного, или подлинного, роста (рис. 22.3). Данная кривая полезна тем, что она дает пред ставление об общем характере роста и о его продолжительности. На основе этой кривой можно построить кривые, изображенные на рис. 22.4 и 22.5.
122 Глава 22
в какой период рост происходил быстрее всего; этому периоду соответствует самый крутой уча сток кривой. Вершина этой кривой соответству ет точке перегиба Sобразной кривой (рис. 22.2), после которой скорость роста падает, поскольку организм достиг своих конечных размеров. Пол ную кривую абсолютной скорости роста можно получить из Sобразной кривой абсолютного роста.
Рис. 22.3. Кривая абсолютного роста овцы. (По L. R. Wallace, 1948, J. Agric. Sci., 38, 93 и H. Palsson, J.B. Verges, 1952, J. Agric. Sci., 42, 93).
Рис. 22.4. Кривая абсолютной скорости роста, по строенная по данным рис. 22.3. Видно, как ежедневный прирост массы изменяется с возрастом.
Относительная скорость роста
Кривая относительной скорости роста учитывает уже достигнутые размеры (рис. 22.5). Так, если 5летний и 10летний ребенок выросли за год на 10 см каждый, то абсолютная скорость роста будет у них одинаковой, однако 5летний ребе нок будет расти относительно быстрее. Уже достигнутые размеры учитываются с помощью следующих вычислений:
Рост за данный период времени
Величина в начальный момент
Эти расчеты позволяют получить относи тельную скорость роста. Изменения относитель ной скорости роста во времени можно проил люстрировать кривой относительной скорости роста (рис. 22.5). Она представляет собой меру эффективности роста, т. е. скорости роста отно сительно размеров организма.
Сравнение кривых относительной скорости роста для организмов, выросших или выращен ных в различных условиях, ясно показывает, какие условия наиболее благоприятны для быст рого роста и для роста на протяжении длитель ного периода времени.
Абсолютная скорость роста
или
Исходная величина
Рис. 22.5. Кривая относительной скорости роста, по строенная по данным рис. 22.3.
Кривая абсолютной скорости роста
Кривая абсолютной скорости роста отражает изме нение скорости роста во времени (рис. 22.4). Эта скорость измеряется как изменение данного параметра, например роста или массы, за опре деленное время. Это может быть, например, увеличение роста человека за какойто период данного года. В частности, кривая показывает,
Рост млекопитающих, включая человека
Абсолютный рост млекопитающих описывается Sобразной кривой, но ее точная форма зависит от времени, необходимого для достижения поло вой зрелости. У крысы кривая круто идет вверх и действительно имеет Sобразную форму, так как половая зрелось достигается быстро (в пределах 12 мес), тогда как у человека кривая абсолютно го роста делится на четыре ясно выраженные фазы усиленного роста (рис. 22.6). На кривой абсолютного роста видно, что масса достигает максимума по достижении зрелости; кривая
Рис. 22.6. Три типа кривых роста для человека.
показывает также, что наивысшая скорость рос та приходится на детский и подростковый воз раст, причем для подростков типичен ясно выра женный скачок роста. Как следует из кривой относительной скорости роста, наибольший рост наблюдается в период зародышевого раз вития.

22.3. Типы роста

У живых организмов наблюдаются самые разные типы роста.
22.3.1. Изометрический и аллометрический рост
Изометрическим (от греч. isos — одинаковый, m'etron — мера) называют рост, при котором дан ный орган растет с такой же средней скоростью, как и остальное тело. В этом случае изменение размеров организма не сопровождается измене нием его формы. Относительные размеры органа
Рост и развитие 123
Рис. 22.7. Развитие рыбы — пример изометрического роста. Наружные структуры сохраняют свою форму и пространственные соотношения в результате про порциональной скорости роста. (По Batt, 1980, Influences on animal growth and development, Studies in Biology, N 116, Arnold.)
и организма в целом остаются прежними. Такой тип роста характерен для рыб (рис. 22.7) и для насекомых с неполным превращением, напри мер саранчовых (за исключением крыльев и по ловых органов). В таких случаях наблюдаются простые соотношения между линейными разме рами, площадью поверхности, объемом и мас сой. Площадь возрастает как квадрат линейных размеров (A v l нейных размеров (V v l зом, у животных, у которых общая длина тела с течением времени изменяется мало, может за метно изменяться масса тела: например, увели чение длины всего лишь на 10% сопровождается увеличением массы на 33%.
Аллометрическим (от греч. 'allos — иной) назы вают рост, при котором данный орган растет с иной скоростью, нежели остальное тело. В этом случае рост организма приводит к изменению его пропорций. Рост такого типа характерен для млекопитающих; он иллюстрирует существова ние зависимости между ростом и развитием. На рис. 22.8 показано, как изменяются при этом от носительные размеры разных частей тела у чело века. Почти у всех животных в последнюю оче редь происходит развитие и дифференцировка органов размножения. Эти органы растут алло метрически, но их рост можно наблюдать только у организмов с наружными половыми органами; у многих рыб, например, у которых эти органы
2
), а объем и масса — как куб ли
3
и M v l3). Таким обра
124 Глава 22
Рис. 22.8. Развитие человека — пример аллометрического роста. Для того чтобы выявить относительные ско рости роста частей тела от двухмесячного плода до 25летнего юноши, все рисунки сделаны одной высоты. (По Stratz, из Hammond (ed.), 1955, Progress in the physiology of farm animals, 2, 431, Butterworths.)
22.3.2. Ограниченный и неограниченный рост
Как показывает изучение продолжительности жизни у растений и животных, существуют два основных типа роста — ограниченный (де терминированный) и неограниченный (недетер минированный, или бесконечный).
У однолетних растений рост ограничен, и по сле достижения растением зрелости и окончания периода размножения наступает период отрица тельного роста, или старения, а затем растение
Рис. 22.9. Относительные скорости роста головного мозга, зобной железы и половых органов у человека. Для сравнения приведена кривая абсолютного роста чело века. Зобная железа определяет раннее развитие им мунной системы. (По Scammon.)
гибнет. Если построить график изменения сухой массы растения во времени (рис. 22.10), то полу чится интересная модификация Sобразной кривой, представленной на рис. 22.2.
не видны, рост кажется чисто изометрическим. На рис. 22.9 представлены различия в характере роста разных органов у человека; можно убе диться, что и у него репродуктивные органы раз виваются позднее всего.
Кривые абсолютного роста разных организ мов в целом, построенные по данным о длине или о массе тела, соответствуют Sобразному ти пу, описанному в разд. 22.2. Однако у некоторых групп наблюдаются отклонения от этого общего типа, отражающие адаптацию к особому образу жизни и среде, что будет рассмотрено в разд.
22.3.2 и 22.3.3.
Рис. 22.10. Кривая роста боба конского (Vicia faba) — однолетнего растения, высеянного в марте. Это при мер ограниченного роста, т. е. роста, который не про должается в течение всей жизни.
22.1. Рассмотрите рис. 22.10 и, основываясь на том, что вам известно о жизненном цикле однолетнего растения, ответьте на следующие вопросы:
Рост и развитие 125
Другие примеры неограниченного роста можно обнаружить у грибов, водорослей и мно гих животных, в особенности у беспозвоночных, рыб и рептилий. Неограниченный рост характе рен также для листьев однодольных растений.
а) почему вначале при прорастании
семени наблюдается отрицательный рост?
б) опишите внешний вид проростка
к моменту начала положительного роста в точке А.
в) какие физиологические процессы
обеспечивают переход
к положительному росту?
г) чем объясняется внезапное
резкое уменьшение сухой массы
по прошествии 20 нед?
Некоторым органам растений (например, плодам, органам вегетативного размножения, а также листьям и междоузлиям стебля у двудоль ных) свойствен ограниченный рост, но периода отрицательного роста у них нет. К животным с ограниченным ростом относятся, в частности, насекомые, птицы и млекопитающие, в том чис ле человек.
У многолетних древесных растений имеет ме сто неограниченный рост, и для них характерна кривая роста, слагающаяся из ряда Sобразных участков, каждый из которых описывает рост за один год (рис. 22.11). При неограниченном росте небольшой положительный рост продолжается до самой гибели.
22.3.3. Рост у членистоногих
Очень своеобразный тип роста наблюдается у некоторых членистоногих, таких как ракообраз ные и насекомые. Поскольку наружный скелет этих животных жесткий, рост у них происходит отдельными рывками, разделенными рядом ли нек (прерывистый рост). Пример роста, типично го для насекомых с неполным превращением, показан на рис. 22.12. При неполном превращении насекомое проходит через ряд возрастных ста дий, на каждой из которых оно становится все более похожим на взрослую форму. В таких слу чаях кривые роста, основанные на общей длине тела, не дают верного представления о росте. Ес ли построить кривую роста для того же самого
Рис. 22.12. Кривая роста длины тела у саранчи. (По R. Soper, T. Smith, 1979, Modern Biology, Macmillan.)
Рис. 22.11. Кривая роста многолетнего древесного рас тения — березы. Это пример неограниченного роста, продолжающегося в течение всей жизни.
насекомого, используя в качестве меры сухую массу, то получится Sобразная кривая; это по казывает, что истинный рост, оцениваемый по увеличению массы протоплазмы, непрерывен.

22.4. Рост и развитие цветковых растений

22.4.1. Состояние покоя у семян
Для развития находящегося в семени зародыша необходимы определенные условия среды, а именно — влажность, оптимальная температура и кислород. Однако даже при наличии этих усло
126 Глава 22
вий некоторые семена не могут прорасти; такие семена называют покоящимися. Для того чтобы они начали прорастать, в них должны произойти известные внутренние изменения, совокупность которых называют дозреванием. Необходимость дозревания предотвращает преждевременное прорастание. Например, если бы семена, высы павшиеся на землю летом или осенью, тотчас же прорастали, то проростки, возможно, не пере жили бы зиму. Другими словами, имеются меха низмы, обеспечивающие совпадение сроков прорастания с наступлением сезона, благопри ятного для роста. Некоторые из таких механиз мов описаны ниже.
Барьерные механизмы
В подобных механизмах обычно участвуют на ружные оболочки семени, непроницаемые для воды или кислорода, или же обладающие доста точной прочностью, чтобы препятствовать рос ту зародыша, как у многих бобовых растений. Иногда при механическом повреждении (скари фикации) оболочки семян эти препятствия устра няются; повреждения можно нанести и искус ственно, удалив семенную кожуру или просто проколов ее булавкой. В природных условиях аналогичный эффект могут вызвать бактерии или прохождение семени через кишечник како голибо животного. Прорастание некоторых се мян стимулирует огонь. Чаще, однако, подавле ние прорастания снимается при какомлибо физиологическом изменении с участием факто ров, рассмотренных ниже.
ИНГИБИТОРЫ РОСТА. Многие плоды или семена
содержат химические ингибиторы роста, препят ствующие прорастанию. В этой роли часто высту пает абсцизовая кислота, например в семенах ясеня. При достаточно длительном вымачивании семян ингибитор из них вымывается или же дей ствие его ослабевает в результате увеличения количества такого стимулятора роста, как гиб береллины. В качестве примера можно привести семена томатов. Они отличаются высоким содер жанием абсцизовой кислоты, которая препятст вует прорастанию семян, находящихся в плодах.
стание как, например, у Phacelia и Nigella; соот ветствующий эксперимент описан в табл. 16.5, разд. 16.4.2. Это может оказаться преимущест вом, если создает гарантию, что семя не прора стет до тех пор, пока оно не попадает в подходя щую среду, такую как почва.
ТЕМПЕРАТУРА. Для того чтобы семена проросли,
их обычно подвергают действию низких темпе ратур (стратификация). Это характерно для зла ков и для представителей семейства розоцвет ных — сливы, вишни, яблони. При стратифика ции возрастает активность гиббереллинов, а иногда снижается содержание ингибиторов ро ста. Поэтому семенам необходимо воздействие низких температур в течение определенного времени; кроме того, такая обработка уменьша ет вероятность прорастания семян зимой в слу чае оттепели.
Конкретный механизм действия света и низ ких температур пока не установлен; возможно, он связан не только с изменениями количеств ростовых веществ, но и с повышением проница емости семенных оболочек.
22.2. Cемена, для прорастания которых необходима стимуляция светом, обычно бывают относительно мелкими. Какое это может иметь значение?
22.3. Свет, прошедший сквозь листья, обогащается зеленым и дальним красным компонентами спектра по сравнению со светом, падающим на листовую поверхность.
а) Чем это обусловлено? б) Какое это может иметь экологическое
значение для семян таких растений как салат, прорастание которых контролируется фитохромом?
(В случае необходимости обратитесь к разд. 16.4.2.)
СВЕТ. Покой семян прерывается при воздейст
вии света после вымачивания в воде — эта реак ция контролируется фитохромом. Подобная стимуляция связана с повышением содержания в семени гиббереллина, например у разновидно стей салаталатука. Реже свет подавляет прора
22.4.2. Прорастание
Прорастание знаменует собой начало роста за родыша, обычно по прошествии периода покоя. Строение семени ко времени прорастания опи сано в разд. 21.5.
Рост и развитие 127
Условия среды, необходимые для прорастания
ВОДА. Первоначальное поглощение воды семенем
происходит путем всасывания. Вода всасывается через микропиле (крошечное отверстие в тесте, или семенной кожуре) и семенные оболочки в результате чисто физического процесса адсорб ции воды содержащимися в семени коллоидами. К ним относятся белки, крахмал и вещества, входящие в состав клеточных стенок, такие как гемицеллюлозы и пектины. Набухание этих ве ществ создает большую силу, достаточную для разрыва семенной кожуры или околоплодника, окружающих семя. В дальнейшем вода движется от клетки к клетке под действием осмотических сил. Она необходима для активизации биохими ческих процессов, связанных с прорастанием, поскольку эти процессы протекают в водном растворе. На этой стадии вода участвует также в гидролизе (переваривании) запасных питатель ных веществ.
МИНИМАЛЬНАЯ ИЛИ ОПТИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА. Для
семян каждого типа существует диапазон темпе ратур, за пределами которого они не прорастают. Этот диапазон зависит от условий среды, нор мальных для данного растения, и обычно лежит в интервале от 5 до 40 °С. Температура влияет на скорость ферментативных реакций (разд. 4.3.3).
КИСЛОРОД. Кислород необходим для аэробного
дыхания, которое в случае нужды может допол няться анаэробными процессами.
Физиология прорастания
Типичное семя содержит запасы углеводов, ли пидов и белков либо в своем эндосперме, либо в семядолях зародыша. Главным резервом обычно служат липиды, представленные маслами; иск лючение составляют семейства бобовых и зла ков, семена которых содержат в основном крах мал. Почти все сельскохозяйственные культуры, выращиваемые человеком, относятся к этим двум группам, и от них он получает б'ольшую часть необходимых ему углеводов. Бобовые, осо бенно соя, богаты также белками; поэтому сою используют в качестве источника белков во мно гих новых пищевых продуктах. Кроме того, семена богаты минеральными элементами, особенно фосфором, а также содержат обычные компоненты цитоплазмы — нуклеиновые кисло ты и витамины.
В результате процессов всасывания и осмоса зародыш гидратируется, что приводит к активи зации определенных ферментов, в частности дыхательных. Другие ферменты растению приходится синтезировать заново, используя аминокислоты, высвобождающиеся при перева ривании запасенных белков.
В общем можно считать, что в прорастающем семени имеется две зоны активности: зона запас ных веществ и зона роста (зародыш). Главные со бытия, происходящие в зоне запасных веществ, носят, за исключением синтеза ферментов, ката болический характер, т. е. связаны с процессами распада.
Переваривание запасов питательных веществ происходит главным образом путем гидролиза:
Протеиназы
Белки Аминокислоты
Полисахариды Сахара
Гликозидазы
(например,
Крахмал Мальтоза Глюкоза)
Липиды Жирные кислоты + Глицерин
Амилаза Мальтаза
Липазы
Растворимые продукты переваривания пере носятся затем в зоны роста зародыша. Сахара, жирные кислоты и глицерин служат субстратами для дыхания как в зоне запасных веществ, так и в зоне роста; в последней они могут использоваться также для анаболических реакций, т. е. для реак ций, связанных с синтезом. Особенно важное зна чение для этих реакций имеют глюкоза и амино кислоты. Глюкоза используется главным образом для синтеза целлюлозы и других веществ, образу ющих клеточные стенки. Аминокислоты исполь зуются в основном для синтеза белков, играющих важную роль в качестве ферментов и структурных компонентов цитоплазмы. Кроме того, для мно гих процессов, перечисленных в табл. 7.7 и 7.8, не обходимы минеральные вещества.
И зона запасных веществ, и зона роста полу чают необходимую им энергию за счет дыхания. В процессе дыхания происходит окисление ка коголибо субстрата, обычно сахара, до CO
2
воды. Это сопровождается уменьшением сухой массы семени, так как газообразный диоксид уг лерода улетучивается, а его масса больше, чем масса кислорода, поглощаемая при аэробном
и
128 Глава 22
Рис. 22.13. Относительные изменения сухой массы эн досперма и зародыша при прорастании ячменя.
дыхании. Другой продукт дыхания — вода — вообще не учитывается при определении сухой массы. Такое уменьшение сухой массы продол жается до тех пор, пока у проростка не появятся мелкие листья и он не начнет сам синтезировать для себя пищу (рис. 22.10).
Хорошо изученным примером прорастания семян, богатых полисахаридами, служит про растание ячменя. Было показано, что у ячменя синтез Dамилазы и других ферментов происхо дит в наружных слоях эндосперма под воздейст вием гиббереллина, выделяемого зародышем. Наружные слои эндосперма содержат резервный белок, служащий источником аминокислот для белкового синтеза. Этот процесс и соответству ющие экспериментальные исследования описа ны в разд. 16.2.6. На рис. 16.20 приведен пример, иллюстрирующий роль гормонов на ранних стадиях прорастания. Появление амилазы в про растающих зернах ячменя можно также изучать, размалывая зерна в воде, фильтруя суспензию, центрифугируя фильтрат и определяя затем ами лазную активность полученного прозрачного экстракта с помощью раствора крахмала. Если брать пробы зерен ячменя в разные сроки после начала прорастания, можно определить повы шение амилазной активности в расчете на одно зерно на протяжении недели.
22.4. Объясните результаты, представленные на рис. 22.13.
и одну молекулу глицерина (разд. 3.3). Жирные кислоты либо непосредственно окисляются в процессе дыхания, либо превращаются в саха розу, которая затем переносится в зародыш.
22.5. (Эти вопросы служат для проверки знания основ химии вообще и химии липидов в частности. Химия липидов изложена в разд. 3.3.) Предположим, что в 51,2 г (по сухой массе) семян, содержащих 50% (по массе) жирных кислот, все жирные кислоты превратились в сахар в результате реакции:
C16H32O2 + 11O
Жирная кислота Сахар
2
C12H22O11+4CO2+
+5H2O + Энергия
а) Допуская, что никаких других превра-
щений, которые могли бы изменить сухую массу, не произошло, вычислите увеличение или уменьшение сухой массы семян.
(Относительные атомные массы: C = 12, H = 1, O = 16.) б) Какое другое важное изменение могло
бы повлиять на сухую массу?
в) Вычислите объем диоксида углерода,
выделяющегося из семян при нормальных температуре и давлении (1 моль газа при нормальных темпера­туре и давлении занимает 22,4 л).
г) Как можно получить из липида жирную
кислоту и какой другой компонент должен быть у липида?
д) Сколько атомов углерода должна
содержать одна молекула исходного липида, если единственной получен­ной из нее жирной кислотой была
16H32O2
?
C
е) Какой сахар образуется в результате
приведенной выше реакции?
Семена, запасающие липиды, превращают их в жирные кислоты и глицерин. Каждая моле кула липида дает три молекулы жирной кислоты
ж) Как кислород попадает в запасающие
ткани?
Рост и развитие 129
Дыхание прорастающих семян
Интенсивность дыхания как запасающей ткани, так и зародыша высока, что связано с высокой метаболической активностью этих двух частей семени. Дыхательные субстраты в этих частях могут быть различными; к тому же они могут изменяться в процессе прорастания. Об этом свидетельствуют изменения дыхательного коэф фициента (разд. 9.5.9).
22.6. Анализ семян клещевины на содержание липидов и сахара при прорастании в темноте дал результаты, приведенные на рис. 22.14. При измерении дыхательного коэффициента (ДК) проростков на пятый день оказалось, что у зародыша он равен приблизительно 1,0, а у остатков семядолей — приблизительно 0,4–0,5.
а) Дайте как можно более широкое
объяснение этих результатов (воспользуйтесь данными разд. 22.4.2).
б) Чему будет равен дыхательный
коэффициент проростка в целом на 11-й день? Поясните очень кратко ход ваших рассуждений.
22.7. Дыхательный коэффициент семян гороха в первые 7 дней прорастания лежит между 2,8 и 4, но если удалить у них кожуру, то он понизится до 1,5–2,4. В обоих случаях в семенах накапливается этиловый спирт, но при удалении кожуры — в значительно меньших количествах. Объясните эти наблюдения.
Рис. 22.14. Изменения содержания липидов и сахаров в семенах клещевины при прорастании в темноте. (По R. Desveaux, M. KoganeCharles, 1952, Annals. Inst. Natn. Rech. Agron, Paris, 3, 385–416).
Рост зародыша
Рост зародыша происходит путем деления кле ток, увеличения их размеров и дифференциров ки. Количество белков, целлюлозы, нуклеино вых кислот и других веществ в растущих частях зародыша постепенно увеличивается, а сухая масса запасов питательных веществ уменьшает ся. Первый видимый признак роста — появле ние зародышевого корешка. Этот корешок облада ет положительным геотропизмом, т. е. растет вниз, закрепляя семя в почве. Затем появляется зачаток побега — плюмула, или почечка, проявля ющая отрицательный геотропизм (и положи тельный фототропизм, если она находится над землей) и растущая вверх.
Различают два типа прорастания в зависимо сти от того, остаются ли семядоли под землей или выносятся на поверхность. У двудольных, если вытягивается междоузлие, расположенное непосредственно под семядолями (гипокотиль), семядоли выносятся на поверхность (эпигеальное прорастание); если же вытягивается междоузлие, находящееся непосредственно над семядолями (эпикотиль), то семядоли остаются под землей (гипогеальное прорастание).
При эпигеальном прорастании гипокотиль, пробиваясь сквозь почву, остается искривлен ным (рис. 22.15, Б), т. е. именно он преодолевает сопротивление почвы, а не тоненький кончик плюмулы, который дополнительно защищен прикрывающими его семядолями. При гипоге альном прорастании у двудольных искривлен эпикотиль, т. е. кончик плюмулы опятьтаки защищен (рис. 22.15, В). В обоих случаях искрив ленный участок, оказавшись на свету, тотчас жевыпрямляется — реакция, контролируемая фитохромом.
У злаков, относящихся к однодольным, плю мула защищена чехликом, так называемым колеоптилем, который обладает положительным фототропизмом и отрицательным геотропиз мом (разд. 16.1.1). Первый лист пробивается через колеоптиль и, оказавшись на свету, разво рачивается.
Под действием света в листьях начинаются интенсивные реакции, контролируемые фито хромом. Эти реакции, известные под названием фотоморфогенеза, приводят к переходу от этио лированного роста (разд. 16.4.1) к нормально му. Главные происходящие при этом измене
Соседние файлы в предмете Биология
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности