Ростовыми веществами растений являются



Ростовыми веществами растений являются

Химическая (гуморальная) координация у животных осуществляется с помощью гормонов, т. е. веществ, которые синтезируются в одном месте, а действуют, причем в очень малых концентрациях, в других местах. У растений координация функций осуществляется с помощью соединений, которые вовсе не обязательно транспортируются куда-то из места, где они синтезируются, поэтому их не всегда можно назвать гормонами. Кроме того, поскольку эти химические агенты обычно в той или иной мере влияют на рост, их рекомендуется называть ростовыми веществами. Впрочем, эта терминологическая тонкость многими авторами не соблюдается, и широко применяются такие понятия, как «гормоны растений», или «фитогормоны», которыми мы тоже будем пользоваться. Важно только осознавать, что точные механизмы действия ростовых веществ растений пока неясны и аналогия с действием гормонов животных может только ввести в заблуждение. Следует помнить, что процесс роста складывается из трех этапов — деления клеток, увеличения их размеров и дифференцировки (специализации), и что этот процесс протекает не во всех частях растения (разд. 22.4). Это, следовательно, будет отражаться на действии и распределении различных ростовых веществ в растении. Выделяют пять основных классов ростовых веществ:

1) ауксины, обычно связанные с увеличением размеров клеток и их дифференцировкой;

2) гиббереллины, близкие по действию к ауксинам;

3) цитокинины, связанные с клеточным делением;

4) абсцизовая кислота, обычно связанная с периодом покоя, например в боковых почках;

5) этилен (этен), часто связываемый с процессами старения органов.

В этой главе мы сначала рассмотрим отдельно каждый класс ростовых веществ, а затем обсудим ключевые моменты жизненного цикла растений, особо отметив, что ростовые вещества часто вызывают тот или иной эффект, действуя совместно.

16.2.1. Ауксины и фототропизм

Ауксины были открыты в результате изучения фототропизма, которое было начато в опытах Чарлза Дарвина и его сына Франсиса. Используя в качестве материала колеоптили овса (рис. 16.2), они показали, что рост проростков в направлении источника света является результатом некоторого «влияния», распространяющегося от их верхушки к расположенной ниже зоне роста. Некоторые из этих опытов схематично представлены на рис. 16.3, где каждая схема отражает результаты, полученные на многих колеоптилях.

16.5. а) Запишите выводы, которые можно сделать на основании экспериментов А-Г (рис. 16.3), учитывая, что изгиб колеоптиля вызван асимметричным ростом зоны, расположенной ниже верхушки.

б) Зачем, исходя из результата эксперимента Б, потребовалось поставить эксперимент В?

Если этот тропизм анализировать с точки зрения классической цепочки «сигнал → рецептор → передача → эффектор → ответ», то самый большой пробел в наших знаниях имеет отношение к способу передачи сигнала. В 1913 г. этот вопрос исследовал датский физиолог растений Бойсен-Йенсен. Некоторые результаты его экспериментов проиллюстрированы на рис. 16.4.

Рис. 16.2. Типичное прорастание зерна злака: А, Б и В — различные стадии прорастания; Г — продольный срез колеоптиля на стадии Б.

Рис. 16.3. Опыты Дарвина по фототропизму колеоптилей овса. А, Б, В и Г — схемы разных опытов, демонстрирующие тип воздействия (слева) и результат (справа).

Рис. 16.4. Опыты Бойсен-Йенсена по фототропизму колеоптилей овса. А, Б и В — схемы разных опытов, демонстрирующие тип воздействия (слева) и результат (справа).

16.6. Какую дополнительную информацию дали эксперименты Бойсен-Йенсена?

16.7. Какие результаты будут получены, если повторить эти эксперименты при равномерном освещении со всех сторон. Нарисуйте схемы и поясните свой ответ.

16.8. Какие выводы вы сделаете, основываясь на результатах, приведенных на рис. 16.5?

16.9. Какого результата можно ожидать, если поместить обработанный агаровый блок с правой стороны декапитированного колеоптиля в опыте Б?

Наконец в 1928 г. голландский физиолог растений Вент доказал существование особого химического посредника. Предположив наличие такого вещества, он решил перехватить и собрать его на пути от верхушки колеоптиля в нижележащую зону, а затем проверить эффективность данного агента в других опытах. Вент допустил, что речь идет о мелких молекулах, которые смогут диффундировать в кусочек агарового геля, структура которого такова, что между его молекулами остаются довольно большие свободные пространства. Некоторые данные, полученные в его экспериментах, представлены на рис. 16.5.

Рис. 16.5. Опыты Вента. А и Б — схемы разных опытов, демонстрирующие тип воздействия (слева) и результат (справа). Рядом показаны схемы контрольных опытов. Все опыты проводились в темноте или при одинаковом со всех сторон освещении.

На рис. 16.6. представлен еще один остроумный эксперимент Вента. В контрольных опытах верхушку колеоптиля помещали на два агаровых блока (А и Б) и инкубировали в темноте или при равномерном освещении; затем эти блоки переносили на колеоптиль с удаленной верхушкой; величина изгиба, индуцируемого блоками А и Б, в этом случае была одинакова. Одностороннее же освещение верхушки привело к неравномерному распределению активного вещества в блоках А и Б. Это не только подтвердило выводы Бойсен-Йенсена о влиянии света на распределение активного вещества, но и создало основу для его количественного определения с помощью так называемых биотестов. Биотест — это опыт, в котором количество (концентрация) вещества измеряется по его воздействию на биологическую систему. Вент показал, что степень изгиба колеоптилей овса прямо пропорциональна концентрации ростового фактора (в пределах физиологической нормы).

Рис. 16.6. Опыт Вента, демонстрирующий влияние одностороннего освещения на распределение ростового вещества (ауксина).

Впоследствии это вещество было названо ауксином (от греч. auxein — увеличивать). В 1934 г. оно было идентифицировано как индолилуксусная кислота (ИУК). Вскоре выяснилось, что ИУК широко распространена в растительном царстве и что с нею тесно связано увеличение размеров растительных клеток. На рис. 16.7 обобщены современные представления о перемещении ИУК при одностороннем освещении колеоптилей. Следует, однако, отметить, что из всех изученных с этой точки зрения растительных систем колеоптиль — самая простая; в других случаях механизм ростовой реакции, вероятно, сложнее. Кроме того, пока накоплено мало данных о том, что градиент ауксина создается еще во время критического периода, до проявления ответной реакции.

Рис. 16.7. Гипотеза, объясняющая эффект одностороннего освещения на распределение ауксина в колеоптиле. Ауксин не инактивируется под действием света, а движется от его источника. В результате на теневой стороне его концентрация возрастает, что стимулирует растяжение клеток в этой области, и растение изгибается.

Структурная формула ИУК приведена на рис. 16.8.

Рис. 16.8. Структурная формула индолилуксусной кислоты (ИУК), или гетероауксина.

Вскоре были выделены и другие вещества, сходные с ИУК по строению и активности; кроме того, удалось синтезировать несколько соединений аналогичного типа. Все они сейчас объединяются в один из классов фитогормонов под названием ауксины (ИУК называют также гетероауксином). Некоторые способы их коммерческого применения обсуждаются в разд. 16.2.5.

Синтез и распределение ауксинов

Ауксины непрерывно образуются в верхушке (апексе) побега и молодых листьев. Движение их от места синтеза происходит базипетально (от вершины к основанию органа) и полярно (только в одном направлении). По-видимому, они движутся от клетки к клетке путем диффузии и в конечном итоге инактивируются и разрушаются ферментами. Транспорт на дальние расстояния осуществляется по проводящей системе (в основном по флоэме) и направлен из побегов к корням. Небольшое количество ауксинов, вероятно, синтезируется самими корнями. Влияние различных концентраций этих веществ на рост проростков можно исследовать различными способами, например так, как описано в эксперименте 16.1.

Опыт 16.1. Изучение влияния индолилуксусной кислоты (ИУК) на рост колеоптилей овса

Цель эксперимента — изучить влияние различных концентраций ИУК на рост колеоптилей овса. Этот рост зависит от солнечного (белого) света, поэтому манипуляции с колеоптилями надо проводить при красном свете или при возможно более слабом освещении. Как источник энергии для роста используется сахароза в растворе. Чтобы исключить влияние на рост ауксинов, образующихся в колеоптилях, их верхушки (длиной 3 мм) удаляют.

Материалы и оборудование

Проростки овса с колеоптилями длиной не менее 1,5 см. [Замочите в воде 100 зерен овса и оставьте их на ночь; замоченные семена положите на влажную фильтрованную бумагу в чашке Петри, накройте ее алюминиевой фольгой и поставьте в темное место (в термостат) на 5 суток при температуре 20 °С. Для того чтобы получить 60 колеоптилей, необходимых для каждого опыта, следует замачивать по меньше мере 100 зерен, поскольку некоторые из них могут не прорасти.]

Читайте также:  Ирис какое семейство растений

6 пробирок в штативе

6 чашек Петри с крышками

5 градуированных пипеток на 5 мл

Мерный цилиндр на 25 мл или градуированная пипетка на 10 мл

Резак для колеоптилей (рис. 16.9)

2% раствор сахарозы

Маточный раствор ИУК (концентрация 1 г/л). ИУК плохо растворяется в воде, поэтому ее сначала растворяют в этаноле; 1 г ИУК помещают в 2 мл этанола, а затем добавляют 900 мл дистиллированной воды. Нагревают раствор до 80 °С, выдерживают при этой температуре 5 мин и доводят объем дистиллированной водой до 1 л. Количество раствора готовится в соответствии с тем, сколько его нужно для опыта.

1. Пометьте шесть пробирок и шесть чашек Петри буквами от А до Е.

2. Налейте в каждую пробирку по 18 мл 2% раствора сахарозы.

3. Используя чистую пипетку на 5 мл, добавьте в пробирку А 2 мл раствора ИУК и тщательно перемешайте.

4. С помощью другой пипетки перенесите 2 мл раствора из пробирки А в пробирку Б и тщательно перемешайте содержимое пробирки Б.

5. Беря каждый раз новую пипетку, перенесите 2 мл из пробирки Б в пробирку В, перемешайте; затем 2 мл из пробирки В в пробирку Г, перемешайте; и, наконец, из пробирки/ 2 мл в пробирку Д.

6. В пробирку Е добавьте 2 мл дистиллированной воды.

7. Перенесите растворы из пробирок А—Е в чашки Петри А—Е.

8. Вырежьте фрагменты колеоптиля длиной 10 мм из 60 проростков овса на расстоянии 2 мм от их верхушек. Используйте для этого резак с двумя лезвиями, расстояние между которыми составляет точно 10 мм; для установки лезвий используйте шайбы или другие прокладки; резак скрепляется винтом и двумя гайками (рис. 16.9). Если колеоптили расположить параллельно друг другу, выровнять их верхушки по одной линии, то можно сразу отрезать по нескольку препаратов.

Рис. 16.9. Как получить фрагменты колеоптилей длиной 10 мм.

9. С помощью кисточки перенесите по 10 фрагментов колеоптилей в каждую чашку Петри, следя за тем, чтобы не происходило перекрестного смешивания растворов в них (чем больше колеоптилей вы возьмете, тем статистически достовернее будут результаты).

10. Накройте чашки крышками и выдержите их трое суток при температуре 25 °С в темноте (в термостате).

11. Как можно точнее измерьте длину колеоптилей.

12. Отбросив максимальные и минимальные величины, определите среднюю длину ко- леоптиля для каждой чашки.

13. Постройте график зависимости средней длины колеоптиля (по оси ординат) от концентрации ИУК в млн. -1 (по оси абсцисс).

16.10. Какова будет концентрация ИУК в каждой чашке Петри, если выразить ее в частях на миллион (млн. -1 )

(1 г/л = 1000 млнг 1 )?

14. Проконтролируйте полученные результаты и сравните их с результатами, приведенными на рис. 16.10. Более точные результаты можно получить, если объединить данные всей группы учащихся.

Рис. 16.10. Зависимость роста корней и побегов от концентрации ауксина (она представлена по оси абсцисс в виде логарифмической шкалы). Обратите внимание на то, что концентрация ауксина, стимулирующая рост побегов, подавляет рост корней.

Источник

ФАКУЛЬТАТИВНОЕ ЗАНЯТИЕ ТЕМА «РОСТОВЫЕ ВЕЩЕСТВА РАСТЕНИЙ»
методическая разработка (биология, 10 класс) по теме

Карплюк Татьяна Иосифовна

Второе факультативное занятие по теме «Рост и развитие растений» . занятия факультатива «Физиология растений», «Ботаника». Может применяться на уроках биологии в профильном классе 10-11 при изучении темы «Онтогенез»

Образовательная – продолжить формирование знаний об индивидуальном развитии на примере онтогенеза растений; познакомить учащихся с различными ростовыми веществами и особенностями их применения; познакомить учащихся с возможностью управления онтогенезом с помощью ростовых веществ; подвести учащихся к выводу о подчиненности законов природы общефилософским законам (закон единства и борьбы противоположностей).

Воспитательная – понимать последствия использования различных пестицидов для здоровья человека и загрязнения окружающей среды.

Развивающая – развитие навыков самостоятельности, делового общения, развитие логического мышления.

Технологии: метод учебного мозгового штурма при интерпретации научной работы, репродуктивное повторение при активизации знаний, проблемное изложение материала (об открытии ауксинов), групповые технологии, индивидуализация и дифференциация происходила на этапе разделения ролей в группе. При работе в группах применялись элементы программированного обучения.

Скачать:

Вложение Размер
fakultativnoe_zanyatie.doc 225.5 КБ

Предварительный просмотр:

ТЕМА «РОСТОВЫЕ ВЕЩЕСТВА РАСТЕНИЙ»

Девиз урока, он же проблемный вопрос, записан на доске:

«Человек – царь природы? Или может ли человек управлять онтогенезом растений?»

Второе занятие по теме Рост и развитие растений по курсу Ботаники.

Образовательная – продолжить формирование знаний об индивидуальном развитии на примере онтогенеза растений; познакомить учащихся с различными ростовыми веществами и особенностями их применения; познакомить учащихся с возможностью управления онтогенезом с помощью ростовых веществ; подвести учащихся к выводу о подчиненности законов природы общефилософским законам (закон единства и борьбы противоположностей).

Воспитательная – понимать последствия использования различных пестицидов для здоровья человека и загрязнения окружающей среды.

Развивающая – развитие навыков самостоятельности, делового общения, развитие логического мышления.

Технологии: метод учебного мозгового штурма при интерпретации научной работы, репродуктивное повторение при активизации знаний, проблемное изложение материала (об открытии ауксинов), групповые технологии, индивидуализация и дифференциация происходила на этапе разделения ролей в группе. При работе в группах применялись элементы программированного обучения.

Оборудование: инструкции к ростовым веществам, результаты научной работы, таблицы по фитогормонам, результаты научной работы Козловой Н., опорные листы на каждого, таблица по истории открытия ауксина, таблица по ростовым веществам, карточки различного цвета, демонстрационные стенды из упаковок различных препаратов: гетероауксин, эпин и др.

1. Грин Н., Стаут У., Тейлор А. Биология в 3 томах/М. – Мир. – 1996. – т. 2

2. Калинова Г.С. и др. Билогия: Пособие для поступающих в узы медико-биологического профиля/М. Школа-Прсесс. – 1995

3. Лебедев С.И. Физиология растений. – 3е издание/ М. – Агропромиздат. – 1988

4. Рейвн П., Эверт У., Айхорн С. Современная ботаника в 2 томах/ М. – Мир. – 1990

Межпредметные связи: физиология растений (рост, развитие), органическая химия (группы веществ), агрономия (практическое использование препаратов)

Внутрипредметные связи: темы: обобщение всего курса Ботаники, Гормоны 9 класс, Онтогенез 11 класс,

Оформление: на доске написаны названия ростовых веществ, классификация пестицидов, схема воздействия стимуляторов и ингибиторов на прорастание семян, таблица молекулярных формул веществ

Давайте вспомним, как в сказке 12 месяцев по мановению волшебства зацвели зимой подснежники. Может ли человек управлять ростом и развитием растений? можно ли, как в волшебной сказке, приказать растению: "Расти!" или "Не расти!" — и оно послушно исполнит желание садовода?

Если вы считаете, что можно – то положите красную карточку, если нет – то зеленую.

Давайте вспомним, что значит термин «онтогенез»?

Какие возрастные периоды выделяют в жизни растения?

Что значит, по-Вашему, управление жизнедеятельностью?

С помощью чего можно это осуществить?

Отвечают на вопросы:

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от оплодотворения яйцеклетки до естественной гибели организма.

Эмбриональный — прорастание зародыша.

Ювенильный – заканчивается образованием вегетативных органов.

Зрелость – образование репродуктивных органов.

Размножение – образование плодов.

Старение – преобладание процессов распада.

Ускорить какие либо процессы, либо задержать, продлить.

С помощью биологически активных веществ, гормонов.

Ознакомьтесь в опорном листе со свойствами ростовых веществ, сравните их с гормонами животных.

Как Вы думаете, почему к ним не совсем верно применение термина – гормоны.

Поэтому, по отношению к биологически активным веществам растений применяют термин ростовые вещества, или регуляторы роста.

Сформулируйте определение ростовых веществ.

Запишите его в опорный лист

Читают свойства ростовых веществ.

Отвечают, что в отличие от гормонов, вещества не имеют органов-мишеней, расходуются по месту синтеза.

Ростовые вещества – это соединения, которые участвуют в регуляции ростовых процессов в растении.

Как было открыто первое вещество?

Взяв колеоптили овса, он показал на этом очень удобном объекте, что рост проростков в сторону света обусловлен тем, что от верхушки стебля передается какое-то «влияние» на лежащую позади зону. Часть этих экспериментов представлена на рисунке, где каждая схема отражает результаты не одного, а многих опытов.

Рис. 15.4. Опыты Дарвина по фототропизму колеоптилей овса. А. Б, В и Г — разные опыты; слева в каждом случае показано воздействие, справа — его результат.

В 1928 г. датский физиолог растений Вент окончательно доказал, что существует специфический химический передатчик. Вент поставил перед собой цель перехватить и собрать это вещество в тот момент, когда оно распространяется из верхушки назад, а затем показать его эффективность в различного рода тестах. Он рассуждал, что небольшая диффундирующая молекула должна беспрепятственно проникать внутрь небольшого блока из агарового геля, в котором между молекулами агара остаются довольно большие свободные пространства. щенный на два агаровых блока А и Б, инкубировали при равномерном освещении или в темноте, а затем переносили агаровые блоки на колеоптиль с удаленным кончиком; величина изгиба, индуцируемого блоками А и Б, в этом случае была одинакова. Одностороннее же освещение верхушки колеоптиля приводило к неравномерному распределению активного вещества между блоками А и Б (рис. 15.7). Это не только подтверждает выводы Бойсен-Йенсена о влиянии света на распределение активного вещества, но и показывает, что можно определять количество этого вещества биологическим методом (с помощью «биотеста»). Вент установил, что величина изгиба колеоптилей овса прямо пропорциональна концентрации активного вещества (в диапазоне ее нормальных физиологических величин).

Опыты Вента. А и Б разные опыты; слева в каждом случае помазано воздействие, справа его результат. Рядом показаны контрольные эксперименты. Все процедуры проводились в темноте или при постоянном освещении.

Сообщение об опытах Дарвина и Вента.

Впоследствии это вещество было названо «ауксином» (от греч. auxein-увеличивать). В 1934 г. оно было идентифицировано как индолилуксусная кислота (ИУК). По современным представлениям, передвигается ИУК при одностороннем освещении колеоптилей. Следует, однако, отметить, что ко леоптиль — это самая простая из изученных до с пор систем и что другие системы, по-видимому, устроены гораздо сложнее.

После ауксинов были открыты и другие регуляторы роста.

Все они сложные органические вещества. Это вещества, относящиеся к различным классам.

Назовите классы этих веществ?

Большинство относится к терпенам (абсцизовая кислота, гиббереллины – гетероциклические вещества, этилен – к алкенам, брассиностероиды — к стероидные вещества. Запишите себе названия классов веществ, а поподробнее о каждом из веществ, о механизмах действия мы будем говорить на следующих занятиях.

«В канцелярии крупного химического института секретарь сортирует поступившую почту. Мне бросается в глаза брошюра, на обложке которой – трогательный акварельный рисунок, букетик полевых цветов. Мышиный горошек, василек, колокольчик, вьюнок –.последний особенно удался художнику – эта, знаете, неуловимая, нежнейшая розоватость.

Брошюрка оказывается рекламным проспектом датской фирмы, производящей гербициды»

Содержание ростовых веществ в растениях крайне невелико, например 1 микрограмм ИУК можно выделить из 1 кг сырой массы растения. Грибы и бактерии ее синтезируют в 100-200 раз большем количестве. Но и это сравнительно немного. Поэтому большинство веществ научились синтезировать в виде аналогов этих веществ химическим путем. Данные вещества, во-первых, гораздо дешевле натуральных; во-вторых, более эффективны, т.к. у растений нет ферментов, способных их расщеплять.

Источник

Проблема роста растений

Физиологии роста растений посвящены многочисленные статьи и монографии. Однако исследования этого раздела фитофизиологии развиваются не по всем важным направлениям, не всегда быстрыми темпами и с одинаковым успехом.

Открытие и исследование роли ростовых веществ, несомненно, обогатили физиологию роста новыми представлениями и знаниями об этом важнейшем процессе жизнедеятельности растений. Однако, как это часто бывает при открытии новых явлений, с самого начала возникновения учения о ростактивирующих веществах обнаружилось известное увлечение изучением этих веществ. Появилось значительное количество исследований, направленных на изучение химических и физиологических свойств нативных и синтетических ростовых веществ (гормонов, стимуляторов роста, ауксинов). В течение последних десятилетий физиология роста растений в значительной мере сводилась чуть ли не к учению о ростовых веществах, что отрицательно сказывалось на развитии других направлений учения о росте. Правда, наряду с изучением природы ростовых веществ и внешнего эффекта, который возникал после их действия на растения, определенное внимание уделялось внешним проявлениям роста клеток, физиологии прорастания семени, формированию проростков и побегов, росту побегов в толщину, общим закономерностям роста листа, побегов, корня, явлениям полярности и корреляции, зависимости роста от условий жизни и т. д. Нередко такие работы носили чисто описательный характер, что мало способствовало прогрессу физиологии роста растительных организмов. Рост как физиологический процесс, связанный со сложными проявлениями обмена веществ, изучался недостаточно. Как правильно отмечал А. Л. Курсанов, проблема физиологии роста была уведена со своего основного пути в направлениях, кажущихся более легкими, но не являющихся основными в ее решении. Этому можно дать более или менее удовлетворительное объяснение. Сложность связей между легко наблюдаемыми даже визуально проявлениями роста и теми внутренними изменениями и превращениями молекулярной организации биологических систем, которые лежат и основе ростовых процессов, а также методические трудности, связанные с изучением этих превращений, делали труднопреодолимым барьер, возникший в связи с этим на пути исследования биохимических основ роста.

Теперь, когда наступила эпоха бурного развития разнообразных областей физико-химической биологии, обусловленного успехами физико-технических и химических наук и экспериментальной техники, возникли небывалые возможности для изучения метаболических процессов, определяющих разнообразные проявления роста растений. По мнению А. Л. Курсанова, в этих новых условиях физиологию роста надо начинать с самих основ, шаг за шагом выясняя обменные процессы, лежащие в основе эмбрионального роста, растяжения и дифференциации тканей. Изучение метаболизма первичной меристемы, растущих частей растений приобретает все большее значение. Исследования физиологической роли ростактивирующих веществ (ауксинов, гиббереллинов, кининов и др.) не утрачивают своего значения. В метаболизме ростовых процессов эти вещества, по-видимому, занимают важное место и потому не ослабевает внимание к их изучению. Совершенно очевидно, что познание природы и сущности роста, как и других проявлений жизни, невозможно без детального изучения биохимических реакций, лежащих в его основе, т. е. процессов обмена веществ.

Хотя биохимическое направление в изучении роста начало развиваться ускоренными темпами лишь в последние 5—10 лет, имеются уже сотни работ, посвященных метаболизму ростовых процессов. Одной из целей, преследовавшихся при подготовке монографии, было обобщение важнейших работ, характеризующих успехи и достижения этого раздела физиологии растений. В ней значительное место занимают вопросы, касающиеся роли нуклеинового обмена в ростовом метаболизме, изменения азотного, фосфорного и углеводного обменов в процессах роста. Приводятся результаты и анализ экспериментальных исследований по этим вопросам.

Рост является интегральным процессом, результирующим многие другие физиологические процессы, протекающие в растительном организме. Эта его отличительная черта порождает немало трудностей при попытке определить самое понятие роста и установить основные его закономерности и взаимосвязи с другими процессами.

Рост зависит от этапов онтогенеза, одним из проявлений которого он сам является. В природе мы никогда не встречаемся с такими ростовыми явлениями, которые можно было бы охарактеризовать только увеличением размеров или массы организма, органа, ткани, клетки. Количественные проявления роста всегда сопровождаются более или менее глубокими качественными изменениями формы, строения, физико-химического состояния или химического состава организма и его частей. При нормальном росте определенные качественные изменения следуют одно за другим в той закономерной последовательности, которая характерна для жизненного цикла, или онтогенеза данного организма.

Большинство работ неизменно рассматривает рост и развитие как две стороны одного явления. При этом больше внимания уделяется той стороне этого явления, которую принято называть развитием. Однако тесная взаимозависимость роста и развития и трудности, связанные с выделением ростовых явлений, так сказать, в чистом виде, совсем не означают, что в необходимых случаях нельзя условно разделить эти две стороны онтогенеза и для удобства рассмотрения отвлечься, временно абстрагироваться от их взаимозависимости. Именно придерживаясь этого взгляда, мы рассматриваем в настоящей работе явления роста.

Вместе с тем говоря о понятии роста, мы останавливаемся на взаимосвязи двух сторон онтогенеза — роста и развития. Существующие в этом вопросе определенная неясность и нечеткость представлений отдельных авторов делают его рассмотрение необходимым и полезным.

К физиологии роста относится важная проблема коррелятивных отношений между органами растений. Принцип целостности организма, связывающий в одно неразрывное целое все проявления и свойства жизни, хотя и делает трудной задачу установления взаимообусловленности и взаимоподчиненности процессов, протекающих в растительном организме, тем не менее сам рождает необходимость изучения вполне определенных химических превращений, с которыми связаны все свойства живого, в том числе рост, без которых он как одно из проявлений жизнедеятельности не мог бы осуществиться.

Определенные процессы обмена веществ, как это ясно априори, протекают со строгой закономерностью и обычно хорошо координированы в многоступенчатые комплексы чрезвычайно высокой сложности. Эти процессы пространственно локализованы и в то же время через транспортные пути растений связаны сложными взаимодействиями органов. Взаимодействия органов растений являются проявлением целостности организма, единства его внутренних метаболических функций и анатомо-морфологических особенностей строения. Вопросы корреляций в жизни растений рассматриваются в связи с другими сторонами процесса роста.

Уже сказанное в настоящем предисловии позволяет сделать заключение, что физиология роста растений занимает важное место среди других проблем и разделов фитофизиологии. Однако этим не ограничивается значение проблемы.

«После рассмотрения всех фактов проблема роста будет казаться шире, чем химия синтеза, и возможно, что скорее эта последняя будет представляться маленькой (хотя и важной) частью более общей схемы, в которой местами используется рост, то стимулируемый, то подавляемый таким образом, что правильно и мастерски создается согласованная и целостная система—организм». В этих словах Боннера мы видим довольно полную и глубокую характеристику интересующей нас проблемы. Вскрытие закономерностей, определяющих пути создания растительного организма, — в этом главное значение проблемы.

Растение интересует человека постольку, поскольку оно удовлетворяет теми или иными своими органами его потребности в нище, лекарствах, других полезных веществах, продуктах или материалах, а также его эстетические чувства. Любой орган или часть растения возникает в процессе роста, который обусловливает урожай сельскохозяйственных растений. В практике используются и листья, и стебли, и корни, и отдельные части этих органов, а также семена, плоды, цветы и их части. Значение проблемы роста для человека, сельскохозяйственной практики и промышленности вытекает из необходимости познания закономерностей ростовых процессов, обусловливающих интенсивность воссоздания интересующих человека органов растений.

Проблема роста имеет также огромное значение для теоретической биологии. При всем внимании к современным проблемам цитологии и генетики растений, цитофизиологии, которые стремятся изучить физиологию, морфологию а биохимию клетки и ее органоидов на субклеточном, молекулярном и атомном уровнях, нельзя обойти вниманием и физиологию целого растения с присущими ему сложными взаимодействиями органов и координацией функций. Целостность организма, согласованность его отдельных функций создается благодаря важнейшей из всех особенностей живых существ росту. Не случайно большинство физиологических и биохимических показателей изучается на фоне совершенно определенных ростовых процессов.

Ростовая функция растения локализована в разных местах и проявляется в разное время и с неодинаковой интенсивностью, что определяет возникновение организма определенной и специфической формы и строения. У растений образовательная ткань всегда доступна для изучения: меристематические зоны роста сохраняются постоянно и почти неограниченно образуют новые структуры.

Все это означает, что проблема роста подводит нас как к пониманию физиологии целостного организма, так и к изучению физиологии эмбриональной ткани, что позволяет связать проблему с задачами получения генетически однородного материала для воссоздания целого растения из отдельных клеток или смеси клеток. Это создаст более тесные контакты физиологии с генетикой и селекцией. Таким образом, значение проблемы роста расширяется и усиливается.

Наконец, важность физиологии и биохимии роста становится еще более очевидной, если вспомнить, что в последнее время все больший интерес вызывают исследования по культуре тканей и работы по аномальному и патологическому росту.

Известно, что клетки корончатых галов принадлежат к той же категории, что раковые клетки животных, так как они растут неограниченно и не нуждаются в постоянном присутствии факторов, вызвавших их образование. Отсюда понятно, что изучение аномального роста у растений может помочь выяснению причин нарушения нормального хода ростовых процессов, что должно иметь не только крупное общебиологическое теоретическое значение, но и может найти выход в медицинскую и сельскохозяйственную практику.

В проблеме роста растений не меньше, а, на наш взгляд, больше противоречий, спорных моментов, разногласий, дискуссионных вопросов, чем в некоторых других разделах физиологии растений. Поэтому критический обзор литературы по физиологии роста — дело нелегкое. Мы неизбежно, во многих случаях сознательно, сохраним в отдельных вопросах определенную субъективность. Однако во всех случаях мы опираемся на собственные факты, полученные в эксперименте, или исходим из теоретических представлений, которые соответствуют логике научного мышления.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Действие ростовых веществ на растительные организмы многообразно. В одних случаях они усиливают укоренение черенков, ускоряют созревание плодов, предотвращают их опадение у фруктовых деревьев, в других случаях замедляют цветение плодовых деревьев, задерживают созревание плодов и прорастание картофельных клубней. При относительно слабых концентрациях ростовые вещества активизируют процессы роста, а при более высоких концентрациях подавляют их.  [1]

Во многих отношениях действие микроэлементов схоже с действием ростовых веществ , которое также моделируется с помощью адсорбционных катализаторов. Такое моделирование было проведено 90 ] при изучении влияния ростовых веществ на каталитическую активность ионных адсорбционных катализаторов ( ионы Cu2, Ag, Fe2 на угле), взятых в качестве модельных биологических систем. Оказалось, что ростовые вещества ( р-наф-тилуксусная кислота и др.) активируют такие каталити — — ческие системы только при малой концентрации, хорошо совпадающей с активирующей концентрацией фитогор-монов на растения и проявляют дезактивирующее действие при больших концентрациях, как и ростовые вещества in vivo. Приведенные явления показывают, что живая клетка не нуждается в большой концентрации активаторов, которые, наоборот, могут в этом случае превратиться в токсические вещества и что здесь имеется оптимальное действие, лежащее при очень малых заполнениях слоя, устанавливающее тесную аналогию между биологическим действием микроэлементов на растительные клетки и адсорбционными катализаторами.  [2]

Как показали советские исследователи М. Н. Мейсель и Е. Н. Одинцова на примере дрожжей, действие ростовых веществ микроорганизмов очень многообразно. Влияние ростовых веществ распространяется не только на рост ( откуда они в свое время и получили название), но и на строение клетки, на процессы ее обмена, на ее жизнеспособность. Поэтому более целесообразно эти вещества называть витаминами или витаминоподобными веществами. Витамины играют определенную роль в биохимических процессах микробной клетки.  [3]

Хиллман ( Hillman, 1959) отрицает роль ростовых веществ в фотоморфогенезе, считая, что КС угнетает только эндогенный рост и не влияет на рост, вызванный действием ростовых веществ .  [4]

Стимуляторы роста растений, или, как их часто называют, ростовые вещества, изучены пока недостаточно. Под действием ростовых веществ происходит быстрое удлинение стебля растений, усиление роста, стимуляция цветения и увеличение числа завязей.  [5]

Стимуляторы роста растений, или, как их часто называют, ростовые вещества, изучены пока ( недостаточно. Под действием ростовых веществ происходит быстрое удлинение стебля растений, усиление роста, стимуляция цветения и увеличение числа завязей.  [6]

Стимуляторы роста растений, или, как их часто называют, ростовые вещества, изучены пока недостаточно. Под действием ростовых веществ происходит быстрое удлинение стебля растений, усиление роста, стимуляция цветения и увеличение числа завязей.  [7]

Весьма интересной и многообещающей является предпринятая недавне попытка связать биологическую активность различных химических соединений с их строением, используя принцип линейности свободных энергий. Современные представления о механизме действия ростовых веществ основываются на взглядах Ганша и Мыоэра [9, 10], которые выдвинули теорию двухцентровой атаки. В соответствии с этой теорией, ауксин взаимодействует с растительным субстратом двумя точками: боковой цепью и кольцом, последнее должно иметь ароматический характер. Поэтому воздействие находящегося в кольце заместителя на физиологическую активность ауксина может быть оценено с точки зрения электронных влияний.  [8]

Обнаружено, что аскорбиновая кислота обладает свойством антиауксина ( Tonzig, 1950, Galston et all. Vittoria, 1955; Bo-лынец, Маштаков, 1966), поэтому в последнее время действие ростовых веществ связывают с содержанием аскорбиновой кислоты.  [9]

У растений координация функций осуществляется с помощью соединений, которые вовсе не обязательно транспортируются куда-то из места, где они синтезируются, поэтому их не всегда можно назвать гормонами. Кроме того, поскольку эти химические агенты обычно в той или иной мере влияют на рост, их рекомендуется называть ростовыми веществами. Впрочем, эта терминологическая тонкость многими авторами не соблюдается, и широко применяются такие понятия, как гормоны растений, или фитогормоны, которыми мы тоже будем пользоваться. Важно только осознавать, что точные механизмы действия ростовых веществ растений пока неясны и аналогия с действием гормонов животных может только ввести в заблуждение. Следует помнить, что процесс роста складывается из трех этапов — деления клеток, увеличения их размеров и дифференци-ровки ( специализации), и что этот процесс протекает не во всех частях растения ( разд.  [11]

Источник