Gotovye_Shpory_FR(1)

49Азотный обмен растений. Азоту принадлежит особое место в жизни растений и животных. Он является обязательным компонентом белков. Все ферменты имеют в своей основе молекулу белка. Азот также входит в состав РНК, ДНК, хлорофилла, алкалоидов, ряда витаминов и других органических веществ. Растения используют аммиачный и нитратный азот, а бобовые и некоторые другие растения в симбиозе с микроорганизмами и молекулярный азот.Растения синтезируют все аминокислоты, входящие в белок. Аммиак ядовит для растений и не накапливается, а нитраты могут накапливаться в растениях в значительных количествах. В растениях нитраты восстанавливаются до аммиака через цепь промежуточных превращений. Процесс происходит в зеленых растениях, грибах, бактериях. Аммиак, вступая в реакции с кетокислотами, образует аминокислоты. Прямое аминирование кетокислот аммиаком — это общий способ первичного построения аминокислот. Цикл синтеза сложных органических азотистых веществ начинается с аммиака, и распад их завершается образованием аммиака. Д. Н. Прянишников назвал аммиак альфой и омегой азотного обмена.Наиболее интенсивный азотный обмен у растений наблюдается в период их максимального роста. В молодых органах преобладает синтез веществ, а в старых — распад (гидролиз) белков и отток образовавшихся продуктов в другие части растения. Например, у зерновых культур происходит отток продуктов обмена к созревающим семенам. Нормальное питание азотом ускоряет рост и замедляет старение листьев, повышает урожай и содержание белков в продукции. Избыток азота задерживает созревание, ухудшает качество продукции.При нейтральной реакции среды лучше усваиваются ионы аммония, а при кислой — нитратные ионы. Кальций, магний, калий улучшают усвоение аммония, а фосфор и молибден — нитратов. Улучшение процесса фотосинтеза и связанное с этим увеличение содержания углеводов оказывает положительное действие на поступление аммония. Избыток аммиачного азота во время прорастания семян, бедных углеводами (например, у свеклы), или при слабом фотосинтезе оказывает значительное отрицательное действие на растения. В подобных случаях рекомендуется внесение в рядки нитратных азотных удобрений. Для культуры картофеля и аммиачные, и нитратные подкормки оказывают одинаковое положительное действие. Аммиак более экономичный источник азота: через 5-20 мин после внесения он уже используется растением для синтеза аминокислот и поступает в листья.

50Рост и развитие растений хар-ка. Онтогенез этапы.Онтогенез (индивидуальное развитие, от греч. ontos — существо и лат. genesis — происхождение) растения — это естественный процесс с последовательной сменой нескольких возрастных этапов, среди которых принято выделять: Эмбриональный — от зиготы до созревания семени (включительно). Ювенильный — от прорастания семени до начала формирования репродуктивных органов. Зрелость и размножение —закладка и развитие репродуктивных органов, образование семян и плодов. Старость и отмирание. В онтогенезе реализуются потенции генотипа в определенных условиях среды, в результате чего формируются растения определенного фенотипа. Онтогенез растения включает в себя два существенных аспекта: собственно жизнь особи (она начинается со стадии зиготы и продолжается вплоть до естественной смерти) и воспроизведение новых особей (также начинается с зиготы, но заканчивается формированием гамет). В процессе эволюции у высших растений произошло пространственное совмещение гапло- и диплофаз в одном организме: гаметофит развивается прямо на спорофите. Этот момент очень важен, поскольку спорофит имеет собственную эффективную систему защиты, за счет чего защищенным становится и гаметофит. Рост — понятие, характеризующее необратимые количественные изменения, происходящие во время развития организма. Дифференцировка — качественные изменения, происходящие в процессе развитии организма наряду с количественными. Морфогенез — это процесс формообразования, то есть закладки, роста и развития органов растения. Таким образом, дифференцировка, рост и морфогенез являются тесно взаимосвязанными процессами. Детерминация — процесс, когда дифференцировка приводит к необратимому изменению клеток

51Регуляторы роста, м-м их действия.Соединения, влияющие на рост растений, называются регуляторами роста. К ним относятся природные ростовые вещества, химические ростовые препараты, применяемые в с/хоз-ве. Из ростовых в-в (фитогормонов) рассмотрим ауксины, гиббереллины и кинины.Ауксины создаются в верхушках (апексах) стеблей и корней, затем они перемещаются ниже — в зону растяжения клеток — и способствуют их удлинению.Они влияют на рост колеоптилей злаков, стеблей, листьев и корней растений, выз. изгибы органов, задерживают опадение листьев и завязей, а также способствуют образов. корней у черенков. Ауксин выз. клеточные деления (в каллюсе, в камбиальных клетках). Он способствует росту верхушечной (апикальной) почки и подавляет развитие боковых почек. При удалении верхушечной почки происходит пробуждение нижерасположенных боковых почек.Наиболее распространенным ауксином является β-индолил-3-уксусная кислота (ИУК). Ауксин передвигается только вниз по стеблю.Гиббереллины значительно сильнее усиливают рост стебля, чем ауксины. Рост происходит в р-те удлинения стебля. Без гиббереллинов раст. получаются карликовыми. Если их опрыснуть раствором гибберелловой кислоты, то они станут бурно вытягиваться. Впервые гиббереллины были обнаружены в мицелии гриба, паразитирующего на растениях риса, а позже и в тканях высших растений.Гиббереллины влияют также на цветение, плодоношение и покой растений. Характерная особенность гиббереллинов — проявлять свои свойства только в целом раст., а не в изолированных его частях. Гиббереллины передвигаются по растению и вверх (акропетально) и вниз (безипетально). Кинины, или цитокинины, стимулируют клеточное деление. В большом кол-ве цитокинины имеются в кокосовом молоке, в формирующихся яблоках и сливах. Цитокинины способны активировать прорастание семян и дифференциацию почек, освобождать боковые почки от влияния верхушечной, стимулировать рост листьев и вызывать вторичное позеленение пожелтевших листьев. Цитокинины могут образовываться в корнях, в молодых листьях и почках.

52Периодичность роста. Покой растений. Рост растений — процесс непостоянный. Период более активного роста сменяется затуханием процесса. Растение впадает в п-д покоя. В средних широтах в зимний период деревья пребывают в состоянии такого покоя. Луковицы, корневища, почки, семена также находятся во внешне безжизненном (анабиозном) состоянии. Но в их клетках обмен в-в не прекращается, они не теряют своей жизнеспособности. Весной растения вновь проявляют активный рост. В тропических странах п-д покоя вызыв. засушливыми условиями. Они могут вызвать приостановку роста в наших условиях летом. Тогда наблюд. засыхание листьев, побегов, летний листопад. Кроме временного (вынужденного) покоя из-за отсутствия благоприятных внешних условий различ. длительный (глубокий) покой, вызываемый внутренними факторами.Напр., только что убранный осенью картофель не прорастает при наличии всех внешних условий. Во второй половине зимы начинается бурное прорастание глазков картофеля. У веток разных деревьев, срезанных зимой и внесенных в комнатное помещение, почки будут раскрываться разновременно — п-д длительного покоя у них различный. У липы, дуба, бука, ясеня этот период длительный, у ивы его совсем нет. Зацветание ветвей вишни в зимний период зависит от времени их срезания.

53Движения растений, механизмы и виды движений.Существующие способы движения у растений можно классифицировать следующим образом : 1.Внутриклеточные движения (движение цитоплазмы и органоидов); Цитоплазма в растительных клетках находится в постоянном движении. В цитоплазме клеток растений обнаружены сократительные белки - актин и миозин. Движущая сила тока цитоплазмы возникает на границе раздела фаз между эктоплазмой, в которой, очевидно, вместе с микротрубочками локализован миозин, и эндоплазмой. Предполагается, что взаимодействие головок молекул миозина эктоплазмы и актиновых микрофиламентов эндоплазмы и создает движущую силу, обеспечивающую направленное перемещение цитоплазмы. 2) локомоторные движения клеток с помощью жгутиков (таксисы). В основе локомоторных движений лежит функционирование системы сократительных белков, тубулина и динеина, входящих в состав микротрубочек жгутиков. Скользящее движение периферических микротрубочек (9 пар) относительно центральной пары происходит с затратой энергии АТФ. Этот тип движений присущ клеткам, перемещающимся с помощью жгутиков. Он характерен для одноклеточных и колониальных форм многих классов зеленых водорослей, зооспор и гамет, для зооспор бурых водорослей, а также для сперматозоидов мхов, плаунов, хвощей и папоротников. 3) ростовые движения на основе роста клеток растяжением (удлинение осевых органов-побегов и корней, рост листьев, круговые нутации, тропизмы, ростовые настии); У растений в процессе эволюции возник специфический способ движения за счет необратимого растяжения клеток. Рост растяжением включает в себя образование в клетке центральной вакуоли, накопление в ней осмотически активных веществ (ионов, сахаров, органических кислот и др.), поглощение воды и размягчение и растяжение клеточных стенок . Гидростатическое (тургорное) давление является основной силой, растягивающей клеточную стенку. Растяжение клеточных стенок поддерживается включением в них новых молекул полисахаридов. Одновременно с растяжением клетки происходит синтез компонентов цитоплазмы - возрастает число митохондрий, рибосом и других внутриклеточных структур. Если тот или иной фактор среды действует на растение или его орган однонаправленно, то в зависимости от силы (градиента концентрации вещества, света и т.д.) и длительности действия фактора возникает ростовой изгиб (тропизм). Органы растений отвечают изменением роста также на градиенты различных химических соединений (хемотропизм), в частности на градиент воды (гидротропизм), на прикосновение, давление (тигмотропизм), на одностороннее действие теплового излучения (термотропизм) или поранение (травмотропизм). Все двигательные реакции растений, которые относят к тропизмам, осуществляются с использованием механизмов роста растяжением. Концы побегов молодых растущих растений и кончики корней совершают круговые или колебательные движения относительно продольной оси - круговые нутации. Они осуществляются за счет идущих по кругу местных ускорений роста клеток в зоне роста растяжением органа. 4) верхушечный рост (рост пыльцевых трубок, корневых волосков, протонемы мхов); Перемещение корневых волосков и гиф грибов происходит за счет верхушечного роста. В кончиках клеток содержится много везикул, производных аппарата Гольджи и эндоплазматического ретикулума, которые доставляют материалы для формирования клеточной стенки, а также синтетазы и гидролазы. Гидролазы разрыхляют стенку, которая растягивается под давлением протопласта. Микрофибриллы целлюлозы раздвигаются и в стенку встраиваются новые компоненты. 5) обратимые тургорные движения: движения устьиц, настии, сейсмонастии. Примером медленных тургорных движений могут служить движения замыкающих клеток устьиц, открывающих или закрывающих устьичную щель. Степень открытия устьиц зависит от освещенности, уровня СО2 в тканях листа и их оводненности. Это важный механизм регуляции газового и водного режимов растения и процесса фотосинтеза, осуществляемого листом. К типу быстрых тургорных движений относятся сейсмонастические движения, индуцируемые сотрясением, ударом сложных листьев некоторых бобовых (мимозы), венериной мухоловки.

54Экологические фактоы. Влияние на рост и формообразование растений На рост растений оказывают влияние многие факторы внешней среды. Прежде всего это физические факторы: свет, температура, сила тяжести, газовый состав, магнитное поле, влажность, питательные вещества(минеральные и органические) и механические воздействия(например ветер). Кроме того, находясь в составе растительных сообществ, растение испытывает влияние продуктов жизнедеятельности других растении, а также физиологически активных веществ микроорганизмов. Свет .Рост растений может происходить на свету и в темноте. Зеленые органы высших растений в темноте приобретают ряд морфологических особенностей, отличающих их от растений , выращиваемых на свету. Такие растения называются этиолированными. У двудольных при росте в темноте сильно вытягиваются междоузлия, а листовые пластинки недоразвиты. У этиолированных растений, как правило, недоразвиты механические ткани и устьица. Растения лишены хлорофилла и имеют бледно-желтый цвет из-за присутствия каротиноидов..При освещении этиолированных растений торможение роста растяжением наступает через несколько минут, остальные эффекты света(развертывание первого листа, закладка следующих листьев, рост волосков и т.д.) проявлется лишь через несколько часов. Температура.Как и другие процессы, рост растений зависит от температуры. В зависимости от приспособленности к действию температур различают растения теплолюбивые с минимальными точками для роста выше 10^оС и оптимальными при 30-40^оС и холодостойкие с минимальными точками от 0-5^оС и оптимальными при 25-31^оС. Максимальные температуры для большинства растений находятся в пределах 35-45^оС. Оптимальной называют температуру, при которой рост осуществляется наиболее быстро. Но высокая скорость роста не всегда благоприятна для формирования растения. При «выгонке» растений умеренного пояса при высоких температурах стебель становится слабым, а листья тонкими. В поле такие растения погибают. Газовый состав.Для роста растений необходимо присутствие кислорода. Однако кратковременное снижение наполовину его содержание значительно не сказывается на росте растений. Даже в условиях длительного недостатка кислорода в зоне корней при затоплении рост продолжается, хотя и с более низкой скоростью. Это связано, с включением адаптационных механизмов, позволяющих использовать О₂ нитратов, воздухоносных тканей. Избыток СО2 в атмосферном воздухе приводит к увеличению растяжимости клеточных стенок и кратковременному усилению роста тканей(эффект «кислого роста»). Выяснено, что влияние углекислого газа на рост основано на способности снижать рН клеточных стенок и таким образом индуцировать рост клеток. Эффект углекислого газе не зависит от присутствия кислорода. Именно с эффектом «кислого роста» наряду с затенением может быть связано чрезмерное удлинение нижних междоузлий злаков в загущенных посевах и вследствие этого полегание растений. Водный режим.Процесс роста клеток растений растяжением осуществляется путем вакуолизации при поступлении в клетки воды. Поэтому недостаточное снабжение клеток водой задерживает рост. Корни способны расти только в достаточно влажной почве, почти насыщенной водяным паром Надземные части растений всегда находятся в более сухом воздухе с влажностью 50-70%. От потери воды ткани неземных органов защищены кутикулярно-эпидермальным слоем. При длительном стрессе, что приводит к укорочению стебля и корня, к уменьшению размеров листьев, к их мелкоклеточности и т.д. Недостаток воды до начала и в период стеблевания злаков (осуществляемого за счет роста растяжением) особенно резко снижает урожай. Минеральное питание. На росте растений благоприятно сказывается высокое содержание в почве минеральных элементов, особенно азота. Однако способствующие быстрому росту высокие концентрации азота задерживают процессы дифференцировки, в частности закладку цветков. Высокий минеральный фон приводит к разрастанию вегетативных органов и необходим при наращивании зеленой массы кормовых растений. Но чрезмерное удобрение снижает урожай плодов и зерна.

55Типы размн-ия Р. их эволюция. Различ. 2типа Р. – бесполое и половое. Бесполое Р. Происх. без участия пол. клеток и пол. процесса. В бесполом Р. различ. 2способа: вегетативное и Р. спорами. Вегет. Р. –отделение частей тела от материнского растения и развитие из него самостоятельных (дочерних) орг-мов. В нем участвует 1 родитель.Р. спорами происходит благодаря развитию у орг-зма особых, специализиров. клеток – спор. (для водорослей, моховидных и папоротниковидных раст.). Споры – отдельные мелкие клетки. Они содержат ядро, цитопазму, покрыты плотной оболочкой и способны на протяжении длит. времени переносить неблагопр. условия. Попав в благопр. условия среды, споры прорастают и образуют новые (дочерние) растения.При бесполом Р. образующиеся дочерние орг-змы по своим свойствам одинаковы с материнским растением/ Половое Р.– при к-ром происходит слияние жен. и муж. половых клеток, от чего появляются дочерние орг-змы, качественно иные, чем родительские. Пол. клетки ( гаметы) развиваются у двух родит. орг-змов в разных половых органах. В жен. пол. органах формир. яйцеклетки. В муж. пол. органах (напр., в тычинках) образуются муж. пол. клетки – неподвижные спермии (у семенных раст.) или подвижные, со жгутиком – сперматозоиды (у споровых растений)/ В процессе оплодотворения при слиянии родительских пол. клеток (гамет) возникает особая клетка – зигота. Она содержит наследств. свойства обоих родительских орг-змов. Из зиготы развивается новый (дочерний) орг-зм с особыми св-вами, качественно новыми, отличными от родительских.Отличающиеся между собой по полу муж. и жен. гаметы различны потому, что формируются они у двух родительских орг-змов. В итоге каждая дочерняя особь растения, развивающаяся из зиготы, содерж. в себе свойства обоих родителей. Поэтому у орг-зма, полученного в рез-те пол. процесса, всегда возникает что-то новое, еще не встречавшееся в природе, хотя и очень похожее на его родителей. Этого не происходит при бесполом Р., так как дочерние орг-змы развиваются от 1 родителя. Значение полового Р.-обновление свойств орг-змов. Такие орг-змы с новыми наследств. свойствами, полученными от обоих родителей, имеют больше шансов на выживание.Р. как свойство живой материи существовало на самых ранних этапах ее развития. Одновременно с развитием растений от первоначальных форм жизни до современных эволюционировали и способы Р.. Эволюция Р. стала важной движущей силой общей эволюции царства растений и привела к возникновению новых специализированных органов. Бесполое Р. — наиб. древний и изначальный способ Р.. Оно представлено у всех групп растений, включая покрытосеменные Наиболее примитивный способ бесполого Р. — вегетативное. Его наблюдают на самых ранних этапах развития жизни — у доклеточных. У многих предъядерных (напр., у бактерий) это и сейчас единственный способ размножения. Наиболее разнообразны формы вегетативного Р. у высших растений, особенно у покрытосеменных. Велико разнообразие спор собственно бесполого размножения. В процессе эволюции они утратили способность воспроизводить новую особь, сходную с материнской (спорофит), а дают начало половому поколению (гаметофиту). Половое Р. возникло на очень В жизненном цикле некоторых низших растений и всех высших существует чередование спорофита и гаметофита. Степень их морфологической разнородности и преобладания в жизненном цикле служит важным показателем эволюционного уровня изучаемой группы растений. На основании работ В. Гофмейстера (1849, 1851) установлена важная общая закономерность: в процессе эволюции спорофит приобретает всё большее развитие и самостоятельность; гаметофит, напротив, все более редуцируется, полностью теряет свою самостоятельность и всецело зависит от спорофита, что и наблюдают у наиболее высокоорганизованных семенных растений — голосеменных и покрытосеменных.

56Половое и беспол. размножение. Размножение – процесс воспроизведения себе подобных, обеспечивающий непрерывность и преемственность жизни. Существует два способа размножения растений – половой и бесполый. Основной частью полового размножения является оплодотворение, т. е. слияние мужской и женской половых клеток и образование из них зиготы. Последняя дает начало зародышу – новому организму, в котором объединены свойства двух родительских растений. У многих растений отмечаются оба способа размножения.Бесполое размножение – размножение, происходящее без участия половых клеток и полового процесса. В бесполом размножении различают 2 способа: вегетативное размножение и размножение спорами.Вегетативное размножение – отделение частей тела от материнского растения и развитие из него самостоятельных (дочерних) организмов. В нем участвует лишь один родитель, тогда как в половом размножении всегда участвуют два родительских организма: женский и мужской .Размножение спорами происходит благодаря развитию у организма особых, специализированных клеток – спор. Такое размножение свойственно водорослям, моховидным и папоротниковидным растениям. Споры – это отдельные мелкие клетки. Они содержат ядро, цитопазму, покрыты плотной оболочкой и способны на протяжении длительного времени переносить неблагоприятные условия. Попав в благоприятные условия среды, споры прорастают и образуют новые (дочерние) растения.При бесполом размножении образующиеся дочерние организмы по своим свойствам одинаковы с материнским растением.Половое размножение – размножение, при котором происходит слияние женских и мужских половых клеток, от чего появляются дочерние организмы, качественно иные, чем родительские.Половые клетки, называемые гаметами, развиваются у двух родительских организмов в разных половых органах. В женских половых органах формируются яйцеклетки. В мужских половых органах (например, в тычинках) образуются мужские половые клетки – неподвижные спермии (у семенных растений) или подвижные, со жгутиком – сперматозоиды (у споровых растений).В процессе оплодотворения при слиянии родительских половых клеток (гамет) возникает особая клетка – зигота. Она содержит наследственные свойства обоих родительских организмов. Из зиготы развивается новый (дочерний) организм с особыми свойствами, качественно новыми, отличными от родительских.Отличающиеся между собой по полу мужские и женские гаметы различны потому, что формируются они у двух родительских организмов, т. е. у разных особей. В итоге каждая дочерняя особь растения, развивающаяся из зиготы, содержит в себе свойства обоих родителей. Поэтому у организма, полученного в результате полового процесса, всегда возникает что-то новое, еще не встречавшееся в природе, хотя и очень похожее на его родителей. Этого не происходит при бесполом размножении, так как дочерние организмы развиваются от одного родителя. Величайшее значение полового размножения заключается в обновлении свойств организмов. Такие организмы с новыми наследственными свойствами, полученными от обоих родителей, имеют больше шансов на выживание.Важнейшее отличие полового размножения от бесполого в том, что организмы, возникшие половым путем, обладают новыми (в сравнении с родительскими) наследственными свойствами.

57Вегетативное размножение растений. Процесс вегетативного размножения имеет в основе стремление растения к восстановлению утраченных частей. При этом новые особи возникают без продуцирования семян или спор. Вегетативное размножение может происходить естественным путем или может быть вызвано искусственно растениеводом.У многих растений, размножающихся половым путём, существует возможность вегетативного размножения. Для этого части(цы) растительной ткани обрабатывают химическими препаратами (гормонами).Для размножения некоторых растений используют мерисистемные ткани, площадью всего лишь 1-2мм2. В любительских условиях большинство растениеводов используют черенки - части растения от нескольких квадратных сантиметров до одного дециметра, или длиной от 10см и более.Разным видам растений, при вегетативном размножении, необходимы различные условия: для укоренения черенка ивы, достаточно погрузить его в воду; для размножения однодольных растений уже одной воды не достаточно. Во многом отличия в условиях размножения определяются биохимическим составом тканей размножаемого растения.Способность к вегетативному размножению, с возрастом, у растений снижается - необходимо помешать цветению (проводят обрезку растения: частичную или полную.)Способы вегетативного размножения включают: черенкование; размножение отводками; размножение отпрысками и усами; деление куста; прививка; размножение клубнями, луковицами и их частями; культура тканей. Практически все типы побегов и корней способны вегетативно размножаться, в том числе: стебли, прикорневые побеги, клубни, корневища, клубнелуковицы, луковицы и почки, у некоторых видов листья (например, каланхоэ).Вегетативное размножение обычно считается методом клонирования. Однако есть искл. (Корневые черенки ежевики без шипов, при черенковании, могут дать растение с шипами.) Вегетативное размножение в природных условиях происходит, в основном, у травянистых и древесных многолетних растений. Этот процесс, в большей степени, является способом расширения биомассы растения. Достоинство - омоложение растения. лук, чеснок, тюльпаны, нарциссы, гиацинты, гиппеаструм, крокус, малина, земляника. лук, чеснок, тюльпаны, нарциссы, гиацинты, гиппеаструм, крокус, малина, земляника.Достоинства и преимущества вегетативного размножения перед половым размножением: 1сохранение свойств материнского растения (исключения составляют растения химеры). Если выращенное из семени растение обладает высокими декоративными качествами, то для сохранения этих качеств у последующих поколений его размножают только вегетативным способом. 2 лёгкость размножения; 3 высокая скорость размножения. Для ВР создаются необходимые условия для укоренения: 1 температура; 2 освещение; 3 влажность; 4субстрат для укоренения; 5 период укоренения; 6 обработка растительного материала химическими или биологическими препаратами стимулирующего или защитного действия.