Основні закономірності зростання рослин: закон великого періоду зростання; ритмічність та періодичність; ростові кореляції, полярність; регенерація. Закономірності росту та розвитку овочевих рослин Закономірності росту та розвитку рослин

60. Фази росту: ембріональна, розтягування, диференціювання та їх фізіологічні особливості. Диференціювання клітин та тканин.

Ембріональна фазаабо Мітотичний циклКлітини ділиться на два періоди: власне розподіл клітини (2-3 год) і період між поділами - інтерфазу (15-20 год). Мітоз – це спосіб ділення клітин, у якому число хромосом подвоюється, отже кожна дочірня клітина отримує набір хромосом, рівний набору хромосом материнської клітини. Залежно від біохімічних особливостей розрізняють такі етапи інтерфази: пресинтетичний – G 1 (від англ. gap – інтервал), синтетичний – S та премітотичний – G 2 . Протягом етапу G 1 синтезуються нуклеотиди та ферменти, необхідні для синтезу ДНК. Відбувається синтез РНК. У синтетичний період відбувається подвоєння ДНК та утворення гістонів. На етапі G 2 продовжується синтез РНК та білків. Реплікація мітохондріальної та пластидної ДНК відбувається протягом усієї інтерфази.

Фаза розтягування.Клітки, що припинили поділ, переходять до зростання розтягуванням. Під дією ауксину активується транспорт протонів у клітинну стінку, вона розпушується, її пружність підвищується і стає можливим додаткове надходження води у клітину. Відбувається зростання клітинної стінки через включення до її складу пектинових речовин та целюлози. Пектинові речовини утворюються з галактуронової кислоти у везикулах апарату Гольджі. Везикули підходять до плазмалем і їх мембрани зливаються з нею, а вміст включається в клітинну стінку. Мікрофібрили целюлози синтезуються на зовнішній поверхні плазмалеми. Збільшення розмірів зростаючої клітини відбувається за рахунок утворення великої центральної вакуолі та формування органел цитоплазми.

Наприкінці фази розтягування посилюється лігніфікація клітинних стінок, що знижує її пружність та проникність, накопичуються інгібітори росту, підвищується активність оксидази ІУК, що знижує вміст ауксину в клітині.

Фаза диференціювання клітин.Кожна клітина рослини містить у своєму геномі повну інформацію про розвиток всього організму і може дати початок формуванню цілої рослини (властивість тотипотентності). Проте, перебуваючи у складі організму, ця клітина реалізуватиме лише частину своєї генетичної інформації. Сигналами для експресії тільки певних генів є поєднання фітогормонів, метаболітів і фізико-хімічних факторів (наприклад, тиск сусідніх клітин).

Фаза зрілості.Клітина виконує функції, закладені під час її диференціювання.

Старіння та смерть клітини.При старінні клітин відбувається ослаблення синтетичних і посилення гідролітичних процесів. В органелах та цитоплазмі утворюються автофагічні вакуолі, руйнуються хлорофіл і хлоропласти, ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, ядерце, набухають мітохондрії, у них знижується кількість христів, вакуолізується ядро. Загибель клітини стає незворотною після руйнування клітинних мембран, у тому числі і тонопласту, виходу вмісту вакуолі та лізосом у цитоплазму.

Старіння та смерть клітини відбувається внаслідок накопичення пошкоджень у генетичному апараті, клітинних мембранах та включення генетичної програмованої клітинної смерті – PCD (programmed cell death), аналогічної апоптозу у клітин тварин.

« –  – ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗРОСТАННЯ І РОЗВИТКУ РОСЛИН Визначення понять зростання та розвитку рослин. Взаємозв'язок процесів зростання...»

БІЛОРУСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БІОЛОГІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра фізіології та біохімії рослин

Т. І. Дитченко

Фізіологія

ЗРОСТАННЯ І РОЗВИТКУ

РОСЛИН

до лабораторних занять,

завдання для самостійної роботи

та контролю знань студентів

УДК 581.143.6(042) ББК 28.57я73 Д49 Рекомендовано Вченою радою біологічного факультету 16 червня 2009 р., протокол № 10 Рецензент провідний науковий співробітник відділу біохімії та біотехнології рослин Центрального ботанічного саду НАН Білорусі, кандидат біологічних наук. , провідний науковий співробітник Відділу біохімії та біотехнології рослин Центрального ботанічного саду НАН Білорусі;

Білоруського державного університету.

Дітченко, Т. І.

Д49 Фізіологія росту та розвитку рослин: метод. рекомендації до лабораторних занять, завдання для самостійної роботи та контролю знань студентів / Т. І. Дитченко. - Мінськ: БДУ, 2009. - 35 с.

Посібник включає низку лабораторних робіт, у яких розглядаються фізіологічні ефекти окремих класів фітогормонів, а також завдання для самостійної роботи та контролю знань студентів. Мета посібника – закріпити знання, отримані студентами у лекційному курсі, активізувати самостійну роботу студентів.

Посібник призначений для студентів біологічного факультету спеціальності 1-31 01 01 – «Біологія» спеціалізації 1-31 01 01-02 03 – «Фізіологія рослин».

УДК 581.143.6(042) ББК 28.57я73 © Дитченко Т.І. 2009 © БДУ, 2009 © БДУ, 200

ВІД АВТОРА

Представлені методичні рекомендації до лабораторних занять, а також завдання для контролю самостійної роботи студентів входять до складу навчально-методичного комплексу за спеціальним курсом «Фізіологія росту та розвитку рослин». Лабораторні заняття та завдання для самостійної роботи визначаються програмою даного курсу та охоплюють його основні розділи.

Мета даного посібника – сформувати у студентів уявлення про прояви фізіологічних ефектів окремих класів фітогормонів (ауксинів, цитокінінів, гіберелінів, брассиностероїдів) та синтетичних регуляторів росту (ретардантів). Посібник містить тестові завдання, що охоплюють усі розділи спеціального курсу, які можуть бути використані студентами для самоперевірки отриманих знань.

–  –  –

ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗРОСТАННЯ

І РОЗВИТКУ РОСЛИН

Визначення понять зростання та розвитку рослин. Взаємозв'язок процесів зростання та розвитку. Загальні риси зростання живих організмів. Особливості росту та розвитку рослин. Закони зростання. Параметри зростання. Методи аналізу зростання. Криві росту рослин. Періодизація онтогенезу рослин.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСНОВИ

ЗРОСТАННЯ РОСЛИН

Морфо-анатомічні аспекти зростання. Зони зростання, їхня локалізація, особливості функціонування. Мерістеми. Класифікація меристем з локалізації, походження, функціональної активності.

Загальна характеристика: будова та фізіологічна активність меристематичних тканин різних зон росту. Типи росту рослин: апікальний, базальний, інтеркалярний, радіальний, тангентальний.

Особливості росту різних органів рослини (кореня, стебла, листя).

Клітинні основи зростання. Фази росту клітин: ембріональна, розтягування, диференціація. Клітинний цикл. Особливості структури та обміну речовин клітин на ембріональній фазі росту. Етапи зростання клітин розтягнення, механізм дії ауксину на цей процес. Типи диференціації клітин. Механізм клітинного диференціювання. Старіння клітин.

Явлення тотипотентності, дедиференціації, термінального диференціювання.

СИСТЕМИ РЕГУЛЯЦІЇ ФУНКЦІОНУВАННЯ

ЦІЛОГО РОСЛИНИ

Ієрархія регуляторних систем. Внутрішньоклітинні системи регуляції: регуляція активності ферментів, генна, мембранна регуляція.

Міжклітинні системи регуляції: трофічна, гормональна та електрофізіологічна. Організмовий рівень регуляції та управління.

Домінуючі центри та фізіологічні градієнти. Системи сприйняття та передачі сигналів. Регуляторні контури.

ФІТОГОРМОНИ ЯК ФАКТОРИ, РЕГУЛЮЮЧІ ЗРОСТАННЯ І РОЗВИТОК РОСЛИНИ

Загальні риси впливу фітогормонів. Класифікація фітогормонів.

Ауксини. Історія відкриття ауксинів. Зміст та розподіл у рослинах. хімічна структура. Взаємозв'язок хімічної будови та фізіологічної активності ауксинів. Біосинтез та інактивація. Ауксиноксидаза та її роль в окисненні ауксинів. Транспорт ауксинів. Фізіологічні ефекти ауксинів. Механізм дії. Рецептори ауксинів.

Гібберелліни. Відкриття гіберелінів, їх поширення. хімічна структура. Залежність фізіологічної активності від будови молекули гіберелінів. Біосинтез гіберелінів. Ретарданти.

Інактивація гіберелінів. Транспорт по рослині. Спектр дії гіберелінів.

Цитокінін. Історія відкриття. Зміст цитокінінів у рослинах. Хімічна будова. Вільні та пов'язані форми цитокінінів. Біосинтез цитокінінів. Розпад цитокінінів. Фізіологічні ефекти Клітинні та молекулярні механізми дії цитокінінів.

Рецептори цитокінінів.

Абсцизова кислота. Історія відкриття. хімічна структура. Біосинтез та інактивація АБК. Місця синтезу, транспорт та фізіологічна роль. Механізм дії АБК.

Етилен. Історія відкриття. Біосинтез, транспорт та локалізація етилену в рослині. Фізіологічні функції етилену. Рецептори етилену.

Брассиностероїди. Зміст у рослинах. Біосинтез, транспорт.

Фізіологічні ефекти брассиностероїдів.

Саліцилова та жасминова кислоти. Будова, біосинтез та фізіологічна роль у рослинах. Реакція надчутливості.

Інші гормональні речовини рослин: олігосахарини, короткі пептиди, фенольні сполуки.

Взаємодія фітогормонів. Метаболічний та функціональний взаємозв'язок.

Застосування регуляторів зростання рослинництві. Хімічна регуляція зростання та розвитку сільськогосподарських культур за допомогою ауксину та його синтетичних аналогів, гіберелінів, цитокінінів, етилену.

РОЗВИТОК РОСЛИН

Ембріогенез рослинного організму. Формування зародка. Спокій насіння. Види спокою. Способи переривання спокою.

Ювенільний етап розвитку рослин. Проростання насіння. Причини ювенільності.

Етап зрілості та розмноження. Ініціація цвітіння рослин. Чинники індукції цвітіння. Цвітіння як багатоступінчастий процес. Природа флорального стимулу. Евокація цвітіння. Гіпотези про бікомпонентну природу флоригену, про багатокомпонентний контроль цвітіння.

Формування та розвиток органів квітки. Формування насіння та плодів.

Механізми морфогенезу. Фотоморфогенезу. Рецепція та фізіологічна роль червоного світла. Рецепція та фізіологічна роль синього світла.

Сенільний етап розвитку рослин.

РУХИ РОСЛИН

Ростові та тургорні рухи. Тропізми. Фототропізм, геотропізм, гідротропізм, хемотропізм, аеротропізм, тигмотропізм. Настії.

Термонастії, фотонастії. Роль гормональних факторів у русі рослин. Таксіси. Внутрішньоклітинні рухи.

ВПЛИВ ЗОВНІШНІХ УМОВ НА ЗРОСТАННЯ І

РОЗВИТОК РОСЛИН

Залежність зростання рослин від температури, світла, вологості ґрунту та повітря, газового складу атмосфери, умов мінерального живлення.

Взаємодія факторів.

ЛІТЕРАТУРА

Основна

1. Юрін, В.М. Фізіологія росту та розвитку рослин / В.М. Юрін, Т.І.

Дитченко. Мн.: БДУ, 2009. 104 с.

2. Польовий, В.В. Фізіологія росту та розвитку рослин / В.В. Польовий, Т.С. Саламатова. Л.: Вид-во Ленінгр. ун-ту, 1991. 240 с.

3. Польовий, В.В. Фітогормони/В.В. Польовий. Л.: Вид-во Ленінгр. унту, 1982. 246 с.

4. Дерфлінг, К. Гормони рослин. Системний підхід / К. Дерфлінг.

М.: Світ, 1985. 304 с.

5. Кефелі, В.І. Зростання рослин/В.І. Кефелі. М.: Наука, 1984. 175 с.

6. Медведєв, С.С. Фізіологія рослин/С.С. Медведєв. М.: Вищ. шк., 2004. 336 с.

7. Кузнєцов, В.В. Фізіологія рослин/В.В. Ковалів. М.: Вищ. шк., 2005. 736 с.

8. Чуб, В.В. Зростання та розвитку рослин // В.В. Чуб. http://herba.msu.ru.

9. Taiz, L. Plant Physiology / L. Taiz, E. Zeiger. 2-nd Edition, "Sinauer Associates, Inc., Publishers", Sunderland, 1998. 792 p.

Додаткова

1. Кулаєва, О.М. Як регулюється життя рослин // Соросівський освітній журнал, 1995. №1. З. 20-28.

2. Кулаєва, О.М., Кузнєцов В.В. Найновіші досягнення та перспективи у сфері вивчення цитокінінів // Фізіологія рослин. 2002. Т. 49.

3. Польовий, В.В. Внутрішньоклітинні та міжклітинні системи регуляції у рослин // Соросівський освітній журнал, 1997. №9. С. 6Польовий, В.В. Фізіологія цілісності рослинного організму// Фізіологія рослин. 2001. Т. 48 (4). С. 631-643.

5. Plant hormones biosynthesis, signal transduction action / P.J. Davies.

Dordrecht; Boston; London: Kluwer Academic publisher, 2004. 750 p.

6. Srivastava, L.M. Plant Growth and Development: hormones and Environment / L.M.Srivastava. 2001. 772 p.

–  –  –

Серед численних ефектів, що викликають ауксини у рослин, найбільш вивченою є їхня дія на зростання розтягуванням у відрізків колеоптилів або стебел, що використовується як чутливий біотест на ці гормони. Цей ефект особливо виражений для рослин, що виросли в темряві, і слабше проявляється у зелених тканинах. Дані відмінності частково пояснюється одночасним пригніченням клітинного розтягування світлом, а частково утворенням інгібіторів росту залежних інгібіторів росту, які можуть вступати у взаємодію з ауксинами.

Під час розтягування у рослинній клітині з'являється центральна вакуоля, що займає більшу частину її обсягу. Утворення вакуолі пов'язане зі збільшенням надходження води при зниженні водного потенціалу клітини, при цьому осмотичний потенціал підтримується на постійному рівні в результаті гідролізу полімерів та накопичення осмотично активних речовин в клітині.

Одночасно з утворенням центральної вакуолі відбувається розпушення та розтягнення клітинної стінки. Провідну роль цьому процесі грає ауксин. Він викликає активацію локалізованої в плазматичній мембрані Н+-АТФази та підкислення фази клітинних стінок, що призводить до активації ферментів типу кислих гідролаз. При цьому спостерігається розрив кислотолабільних зв'язків між целюлозою та пектиновими речовинами. Еластичність клітинної стінки також зростає за рахунок збільшення секреції білка клітинної стінки екстенсину, зменшення кількості кальцію в пектатах (виділення кальцію). Розтягнення клітинної стінки супроводжується активацією процесів синтезу целюлози і везикулярної секреції, що поставляють нові полісахариди для клітинної стінки, що росте. Таким чином, дія ауксину на зростання вже на перших етапах включає механізм відновлення клітинних стінок, що відрізняє його від «кислого зростання», що є зростанням відрізків рослин у кислому буфері.

Секрецію іонів водню та весь процес розтягування можна зупинити за допомогою маніту (сильного осмотика). В результаті загальмується надходження води до клітини. Однак метаболічні процеси, що супроводжують розтяг, при цьому загальмовані не будуть. Варто зняти «манітну» блокаду (відмити осмотик), як починається зростання у прискореному темпі. Таке явище отримало назву «запасного зростання».

Дія ауксину, як та інших фітогормонів, залежить від концентрації. Збільшення концентрації ауксину вище оптимальної призводить до уповільнення зростання.

Мета роботи – вивчити вплив ауксинів на зростання відрізків колеоптилів.

Матеріали та обладнання: розчин -індолілоцтової кислоти (ІВК) або 2,4-дихлорфеноксиоцтової кислоти (2,4-Д) у концентрації 1 г/л; дистильована вода; леза; чашки Петрі; міліметровий папір; мірні циліндри; хімічні склянки об'ємом 50-100мл; пінцети.

Об'єкт дослідження: етіоловані 3-4-денні проростки пшениці (ячменю, вівса, кукурудзи) Хід роботи Відбирають проростки пшениці або ячменю одного розміру, вирощені в темряві в умовах термостату протягом 3-4 днів. Відокремлюють колеоптілі (потрібно брати тільки цілі колеоптілі), укладають кожен з них на лінійку або міліметровий папір і відрізають сегмент довжиною 5 мм, відступаючи від верхівки 3 мм. Верхня частина колеоптилю, в якій знаходяться клітини, що діляться, і нижня частина, де зростання клітин практично закінчено, відкидаються. З відрізка колеоптилю за допомогою препарувальної голки видаляють первинний лист і поміщають відрізок чашку Петрі з водою. Відрізки колеоптилів витримують у воді, що дистилює, протягом 15-20 хв з метою звільнення від ендогенних ауксинів.

Готують набір концентрацій ауксинів – ИУК чи 2,4-Д (100, 50, 10, 5, 1 і 0,5 мг/л). У чашку Петрі наливають 25 мл розчину певної концентрації ауксинів, що досліджуються, і переносять у них по 3-5 відрізків колеоптилів. Контролем служить дистильована вода, яку також поміщають певну кількість відрізків колеоптилей. Чашки Петрі переносять у термостат з температурою 24,5°З відзначають час. Період інкубації відрізків колеоптилів становить щонайменше 2–2,5 годин. Після цього за допомогою пінцету виймають відрізки колеоптилів та вимірюють їх довжини.

–  –  –

На підставі отриманих результатів роблять висновок про величини концентрацій ІУК та 2,4-Д, оптимальних для стимуляції подовження колеоптилів злаків.

Контрольні питання

1. У чому полягає механізм активації росту клітин розтягуванням під дією ауксинів?

2. Що таке «кисле зростання»? У чому полягає його відмінність від ауксиніндукованого зростання розтягуванням?

3. У яких концентраціях екзогенні ауксини спричиняють стимуляцію росту клітин розтягуванням? З чим пов'язане гальмування ростових процесів під впливом сверхоптимальних концентрацій ауксинів?

Лабораторна робота № 2 Гормональна регуляція напрямку морфогенезу в культурі клітин тютюну Виділяють два основні типи морфогенезу в культурі клітин та тканин рослин in vitro: соматичний ембріогенез та органогенез. При соматичному ембріогенезі з рослинних клітин, що культивуються, формуються біполярні зародковоподібні структури, у яких розвиваються апекси кореня і стебла. У разі органогенезу можливе утворення вегетативних пагонів, пагонів, що розвиваються як флоральні елементи або коріння, які на відміну від ембріоїдів є монополярними структурами. Виділяють стебловий, флоральний та кореневий органогенез in vitro.

Індукувати морфогенез у культурі клітин та тканин рослин можна за допомогою зовнішніх та внутрішніх факторів: світла, температури, окремих компонентів живильного середовища, і в першу чергу – зміни співвідношення фітогормонів. У 1955р. Скуг і Міллер запропонували гіпотезу гормональної регуляції в культурі клітин і тканин, яка в даний час відома, як правило, Скуга-Міллера: якщо концентрація ауксинів і цитокінінів у поживному середовищі відносно рівні або концентрація ауксинів трохи перевищує концентрацію цитокінін, то утворюється каллус; якщо концентрація ауксинів значно перевищує концентрацію цитокінінів, формуються коріння;

якщо концентрація ауксинів значно менша від концентрації цитокінінів, то утворюються нирки, пагони. У разі стеблового органогенезу пагін, що утворився, пересаджують на середовище з підвищеним вмістом ауксинів. Якщо ж морфогенез пішов на кшталт кореневого органогенезу, отримати з коренів пагони не вдається.

Мета роботи – вивчити вплив різних співвідношень ауксинів та цитокінінів у живильному середовищі на напрямок морфогенезу в культурі клітин тютюну.

Матеріали та обладнання: ламінар-бокс, стерильні чашки Петрі з середовищами Мурасиге і Скуга (МС), що розрізняються за вмістом ауксинів та цитокінів, ножиці, скальпель, пінцет, спиртовка, 96%-ний та 70%-ний етанол, стерильна вода, вата.

Об'єкт дослідження: асептично вирощені рослини тютюну.

Робота проводиться в асептичних умовах. Для того, щоб стерильно витягти рослинний матеріал з культуральної судини, спочатку обпалюють його шийку в полум'ї спиртування. За допомогою стерильного пінцету знімають фольгу і знову обпалюють шийку колби в полум'ї спиртування. Далі стерилізують ножиці, якими дуже акуратно виробляють відрізання 2-3 листків асептично вирощеної рослини тютюну. Листя переносять у стерильні чашки Петрі, а потім виробляють ізоляцію експлантів за допомогою стерильного скальпеля. Для того, щоб запобігти підсиханню листя під час ізоляції екплантів, рекомендується додати в чашки Петрі невелику кількість дистильованої стерильної води. Під час роботи необхідно стежити за тим, щоб над відкритою поверхнею культуральних судин не проносилися руки працюючого персоналу, щоб уникнути попадання інфекції.

Отримані експланти асептично переносять їх на чашки Петрі з агаризованими середовищами MС, що розрізняються за вмістом ауксинів та цитокінінів (індолілуксуної кислоти та 6-бензиламинопурина).

Чашки Петрі запечатують, підписують та поміщають у термостат, у якому підтримується температура 24,5 С, інкубують протягом 4-5 тижнів. Після закінчення зазначеного часу проводять аналіз різних морфогенетичних реакцій, обумовлених різним співвідношенням гормонів з ауксинової та цитокінінової активністю в живильному середовищі.

–  –  –

Формулюють висновок про вплив фітогормонів на напрямок морфогенезу у культурі клітин тютюну.

Контрольні питання

1. Назвіть основні типи морфогенезу рослин in vitro?

2. Який тип морфогенезу стимулюють підвищені концентрації ауксинів у живильному середовищі?

3. За допомогою яких фітогормонів можна стимулювати закладку адвентивних пагонів у експлантів?

4. Який тип морфогенезу in vitro не дає змоги отримати інтактні рослини?

Лабораторна робота №3 Вплив гібереліну на активність гідролітичних ферментів у зернівках злаків Однією з найбільш вивчених реакцій рослини на гіберелін є індукція гідролітичних ферментів у насінні злаків. У 1960 р.

вперше було показано, що після набухання зерен злаків, через 12-24 год, зародок починає виділяти гібереліни, які дифундують алейроновий шар. Там вони індукують синтез або активують гідролітичні ферменти (-амілазу, РНКазу, кислу фосфатазу, протеазу та ін) та стимулюють секрецію цих ферментів в ендосперм, де відбувається розпад запасних полімерів. Розчинні продукти розпаду потім надходять для харчування зародка. При видаленні зародка з насіння індукції ферментів немає. Обробка такого беззародкового насіння екзогенним гібереліном призводить до появи ферментативної активності.

Найбільш детально проаналізовано індукцію -амілази – ферменту, що гідролізує крохмаль. За допомогою мітки та інгібіторів білкового синтезу показано, що -амілаза під впливом гібереліну не просто переходить з неактивної форми в активну, а синтезується заново.

Індукція гіберелін синтезу ферменту de novo свідчить, що механізм дії фітогормону пов'язаний з регуляцією експресії генів і утворенням РНК. Справді, інгібітори синтезу РНК пригнічують синтез -амілази, що індукується гіберелінами в алейронових клітинах. Досліди, які проводили на безклітинних системах синтезу білка з використанням мРНК, утвореної під впливом гібереліну як матриці показали, що білок, що знову синтезується.

Амілаза.

Крім дії на синтез білків та РНК гіберелін викликає зміну ультраструктури клітин алейронового шару. У присутності ендогенного або екзогенного гібереліну відбувається швидка активація синтезу фосфоліпідів мембран, загального синтезу мембран, особливо шорсткого ендоплазматичного ретикулуму, зростає частка пов'язаних з ним рибосом, стимулюється утворення секреторних бульбашок.

Мета роботи – вивчити вплив гібереллової кислоти (ГК3) на активність гідролітичних ферментів у зернівках злаків.

Матеріали та обладнання: 50 мМ натрійацетатний буфер, рН 5,3, що містить 20 мМ СаСІ2; свіжоприготовлений 0,5% розчин крохмалю в 50 мМ натрійацетатному буфері, рН 5,3; підкислений розчин I2KI; 1% розчин агару, що містить 1% розчинного крохмалю; 10% водний розчин I2KI, ступка з маточкою; циліндр об'ємом 25 мл; центрифужні пробірки; чашки Петрі; скляні пробірки;

піпетки; термостат; водяна баня; центрифуга; спектрофотометр.

Об'єкт дослідження: зернівки ячменю чи пшениці.

Підготовка рослинного матеріалу. Зернівки розрізають на половинки і відокремлюють сегменти із зародком від сегментів без зародка. Ті та інші частини зернівки стерилізують 5% розчином гіпохлориту кальцію протягом 30 хв, відмивають 3 рази стерильною водою і замочують у стерильній воді. Через 12 годин половинки зерновок з зародком поміщають у стерильні чашки Петрі (у свіжу дистильовану воду), половинки зерновок без зародка ділять на дві частини, одну з яких поміщають у воду, іншу – у водний розчин ГК3 у концентрації 25 мг/л. Всі варіанти ставлять термостат при температурі 26° С. Час інкубації 24 і 48 год.

Роботу можна проводити у двох варіантах.

Варіант 1. П'ять половинок насіння пшениці зважують, розтирають в охолодженій ступці, поступово додаючи 10 мл буфера натрійацетатного, що містить CaCI2.

Гомогенат центифугують при 10000 g протягом 10 хв. Супернатант зливають у колбу і поміщають на 15 хв в термостат при 70 ° С, потім охолоджують протягом 10 хв при 4 ° С. Ця процедура пригнічує активність -амілази мало впливає на активність

Амілази, оскільки остання більш термостійка. Після цього обробка супернатант центрифугують вдруге при 10 000 g протягом 10 хв.

Активність -амілази визначають за гідролізом крохмалю. Для цього 2 мл розчину крохмалю в натрійацетатному буфері розливають у контрольні та дослідні пробірки, поміщають їх у термостат з температурою 37°С на 10 хв, потім додають 0,5 мл надосадової рідини в дослідні пробірки і 0,5 мл натрійацетатного буфера . Через 15 хв реакцію зупиняють, додаючи 2 мл підкисленого розчину I2КI, додають 10 мл води та визначають оптичну густину розчинів при =620 нм.

Розраховують активність ферменту у величинах зміни оптичної густини за 1 хв на 1 г сирої маси.

Результати оформлюють як таблиці.

–  –  –

Після застигання агару його поверхню поміщають половинки насіння пшениці без зародків, інкубовані у питній воді чи розчині ГК3 протягом 24 чи 48 год. Сегменти зерновок ставлять зрізом на агар по 4 прим.

на чашку. Чашки Петрі переносять у термостат з температурою 26° З залишають там на 24 год. Після інкубації половинки насіння видаляють, а поверхню чашок заливають 10%-ным розчином I2КI на 2 хв. Потім розчин зливають і промивають чашки водою. Вихід амілази з клітин викликає гідроліз крохмалю серед, що визначають за присутністю чистих круглих зон навколо сегментів зерновок. Без амілази чашки пофарбовані рівномірно в синій колір. У чашках без субстрату (агар без крохмалю) фарбування відсутнє.

Замальовують картину, що спостерігається в чашках, після їх обробки розчином йоду. Порівнюють контрольні та досвідчені варіанти, роблять висновки.

Контрольні питання

1. Опишіть послідовність подій при стимуляції гібереліном гідролітичних ферментів ендосперму зародка.

2. Яким чином цей ефект гіберелінів використовується на практиці?

–  –  –

Широке застосування сільському господарстві останні десятиліття знаходять ретарданти - речовини, що уповільнюють лінійне зростання пагонів.

З їхньою допомогою можна боротися з виляганням зернових, обмежувати надмірне зростання картоплі, технічних, овочевих, плодових культур та винограду, одночасно стимулюючи розвиток генеративних органів.

Дія ретардантів пов'язані з впливом на гормональну систему рослин. Вегетативне зростання пагонів контролюється комплексом фітогормонів, серед яких основний стимулюючий вплив мають гібереліни. Ретардантний ефект обумовлений здатністю пригнічення активності гіберелінів.

Більшість ретардантів, що застосовуються в сучасному рослинництві, відноситься до чотирьох груп речовин – четвертинних солей амонію, триазолпохідних, етиленпродуцентів та гідразинпохідних. Ці та інші відомі в даний час ретарданти мають антигіберелліновий ефект, проте їх дія проявляється неоднаково. Деякі ретарданти блокують біосинтез гібереліну, інші перешкоджають його зв'язування зі специфічним рецептором, тобто.

пригнічують утворення та (або) подальший прояв активності гіберелін-рецепторного комплексу. Встановити, якою діє ретардант, можна за допомогою екзогенних гіберелінів. Якщо їх додаванні усувається викликане ретардантами гальмування зростання, отже, вони ставляться до блокуючим біосинтез. При блокуванні ретардантами гормон-рецепторного комплексу такого явища немає.

Мета роботи – вивчити зростаннярегуляторні ефекти сполук класу триазолів.

Матеріали та обладнання: поживна суміш Кнопа, маточні розчини триазолів (тилту та скора) концентрацією 0,1 моль/л, маточний розчин гіберелової кислоти (0,1 ммоль/л), дистильована вода, чашки Петрі, фільтрувальний папір, ножиці, мірні колби на 50 та 100 мл, мірні піпетки.

Об'єкт дослідження: 7-денні проростки ячменю або пшениці.

Хід роботи На основі поживної суміші Кнопа готують по 250 мл розчинів триазолів – тилту та скора – в концентрації 10-5 моль/л, а також по 250 мл розчинів, що включають 10-5 моль/л триазолів та 10-5 гіберелової кислоти (ГА3 ). Отримані розчини перенести до спеціальних судин, обгорнених світлонепроникним папером, у яких здійснюватиметься вирощування проростків ячменю або пшениці. В одну посудину наливають 250 мл поживної суміші Кнопа (контроль).

Для кожного варіанта відбирають по 10 проростків пшениці або ячменю, що мають однакові розміри. Проростки розкладають у ряд на смузі фільтрувального паперу (1020 см) на однаковій відстані один від одного, а потім накладають на зернівки ще одну попередньо змочену водою смужку (320 см), після чого загортають у рулон. Отримані рулони переносять у культуральні судини з розчинами та інкубують проростки при постійному освітленні та кімнатній температурі протягом 7-10 діб.

Наприкінці експерименту проводять вимірювання розмірів та маси надземної та підземної частин проростків (листя та коріння).

Результати оформлюють як таблиці.

–  –  –

За отриманими даними роблять висновки про зростаннярегуляторну дію ретардантів класу триазолів при однокомпонентній і поєднаній дії з гіберелової кислотою.

Контрольні питання

1. Які речовини належать до ретардантів?

2. У чому полягає механізм їхньої дії?

3. З якою метою використовуються ретарданти в сільськогосподарській практиці?

–  –  –

Важливим показником якості насіння є енергія їх проростання – кількість нормально пророслого насіння за певний проміжок часу, виражене у відсотках.

До нормально пророслого насіння відносять насіння, що має:

Добре розвинені коріння (або головний зародковий корінець), що мають здоровий вигляд;

Добре розвинені та непошкоджені підсім'ядольне коліно (гіпокотиль) та надсім'ядольне коліно (епікотиль) з нормальною верхівковою ниркою;

Первинні листочки, що займають не менше половини довжини колеоптилю – у злакових.

У культур, насіння яких проростає декількома зародковими корінцями (наприклад, пшениця, жито, тритикале, ячмінь, овес) до нормально пророслих відносять насіння, що має не менше двох нормально розвинених корінців розміром більше довжини насіння і паросток розміром не менше половини його довжини з проглядаються первинними листочками, що займають не менше половини довжини колеоптилю. У ячменю і вівса довжину паростка враховують по тій його частині, яка вийшла за межі квіткових лусок.

До непророслого насіння відносять:

Набрякло насіння, яке до моменту остаточного обліку схожості не проросло, але має здоровий вигляд і при натиску пінцетом не роздавлюється;

Тверде насіння, яке до встановленого терміну визначення схожості не набухло і не змінило зовнішнього вигляду.

Мета роботи – встановити характер впливу фітогормонів різних класів (цитокінінів, брасиностероїдів) на енергію проростання насіння.

Реактиви та обладнання: чашки Петрі, фільтрувальний папір, хімічні склянки, мірні циліндри, піпетки, ножиці, маточні розчини 6бензиламінопурину (6-БАП), епібрассиноліду в концентрації 0,1%, КMnO4, дистильована вода, мікробіологічний термостат.

Об'єкт дослідження: насіння ячменю чи пшениці.

Хід роботи Готують розчини регуляторів росту (6-БАП, епібрассиноліду) у концентраціях 0,0001 %, 0,0005 % та 0,001 % об'ємом по 20 мл.

Насіння ячменю або пшениці стерилізують у слабо-рожевому розчині марганцевокислого калію протягом 10-15 хв, ретельно промивають водою.

З фільтрувального паперу вирізують 14 гуртків діаметром 10 см, половину з яких розкладають у чашки Петрі. У кожну чашку Петрі на кружальце фільтрувального паперу поміщають по 100 насінин ячменю або пшениці, додають 20 мл дистильованої води (контроль) або розчину досліджуваного регулятора росту. Потім накривають зверху другим листом фільтрувального паперу. Чашки закривають і поміщають термостат (температура 24,5о С). Щодня на кілька секунд відкривають кришки чашок Петрі.

Облік кількості насіння, що проросло, при визначенні енергії проростання ячменю або пшениці проводять через 3 дні.

Отримані результати заносять до таблиці.

–  –  –

Формулюють висновок про характер впливу вивчених регуляторів зростання на енергію проростання насіння ячменю або пшениці залежно від їхньої хімічної природи та концентрації.

Контрольні питання

1. Що таке енергія проростання насіння?

2. Які етапи включає процес проростання насіння?

3. Які фактори регулюють проростання насіння?

4. За допомогою яких фітогормонів можна стимулювати проростання насіння?

–  –  –

1. Що з перерахованого відноситься до особливостей росту та розвитку рослинних організмів?

1) тропізм характер зростання; 4) полярність;

2) корелятивний характер зростання; 5) S-подібний характер зростання;

3) висока здатність до регенерації; 6) зростання розтягуванням.

А) 1, 2, 3. Б) 2, 4, 5. В) 1, 3, 6. Г) 4, 5, 6. Д) 3, 4, 6.

–  –  –

5. Вкажіть правильні твердження:

1) периблема – попередник первинної кори;

2) плерома – попередник центрального циліндра;

3) дерматоген – попередник різодерми;

4) плерома – попередник первинної кори;

5) дерматоген – попередник кореневого чохлика;

6) периблема – попередник центрального циліндра.

А) 1, 2, 3. Б) 1, 4, 5. В) 3, 4, 6. Г) 4, 5, 6. Д) 1, 2, 5.

6. Яка з перерахованих подій не відноситься до попереднього етапу фази росту клітин розтягуванням?

А) активний синтез білка, пектинових речовин, РНК;

Б) збільшення інтенсивності дихання та числа мітохондрій;

В) зниження активності целюлолітичних та пектолітичних ферментів;

Г) розширення цистерн ЕПР;

Д) освіту полірибосом;

Е) збільшення відношення РНК/білок.

7. Виберіть правильні твердження щодо механізмів диференціювання:

1) формування градієнта розподілу іонів Са2+ не пов'язане із зміною орієнтації елементів цитоскелету;

2) диференціювання не залежить від способу поділу клітини;

3) спеціалізація клітин відбувається під впливом їхнього розташування;

4) поляризація цитоплазми може здійснюватися за рахунок полярного транспорту етилену;

5) при поляризації яйцеклітини фукуса вхідні струми реєструються в місці утворення різоїду.

А) 1, 2. Б) 1, 4. В) 2, 3. Г) 3, 5. Д) 4, 5.

8. Які події притаманні процесу дедиференціації?

1) спрощення структури клітин та деяка їх стандартизація;

2) зникнення тканеспецифічних білків-антигенів;

3) відсутність змін у активності генів на відміну диференціювання;

4) накопичення запасних речовин;

5) повернення диференційованої клітини клітинний цикл через S-період.

9. Що з перерахованого не стосується змін, характерних для етапу старіння клітин?

1) переважання гідролітичних процесів над синтетичними;

2) накопичення у клітинних вакуолях баластових речовин;

3) зменшення проникності клітинних мембран;

4) збільшення внутрішньоклітинної концентрації іонів кальцію;

5) зниження екскреції речовин.

А) 1, 2. Б) 1, 3. В) 2, 3. Г) 3, 5. Д) 4, 5.

–  –  –

12. Виберіть неправильне твердження:

А) G-білки є тримерами;

Б) активація G-білків здійснюється шляхом обміну ГДФ на ГТФ;

В) приєднання ГТФ супроводжується дисоціацією тривимірної молекули G-білка на дві функціональні субодиниці;

Г) обидві субодиниці, що утворилися, взаємодіють з ефекторними білками;

Д) ефекторними білками для активованих G-білків можуть бути аденілатциклаза, фосфоліпаза С, фосфодіестераза, деякі типи калієвих та кальцієвих каналів.

13. Вкажіть послідовність подій у разі аденілатного шляху регулювання внутрішньоклітинних процесів?

1) передача сигналу на аденілатциклазу та її активація;

2) взаємодія ефектора з рецептором;

3) утворення цАМФ із АТФ;

4) передача сигналу на G-білок;

5) активація цАМФ залежних протеїнкіназ;

6) фосфорилювання білків, що беруть участь у формуванні реакції у відповідь.

А) 1, 2, 4, 3, 5, 6. Б) 2, 1, 4, 3, 5, 6. В) 2, 4, 1, 3, 5, 6.

14.Що з перерахованого не належить до загальних властивостей фітогормонів?

1) викликають фізіологічну відповідь у концентраціях 10-13-10-5 моль/л;

2) місце синтезу та місце дії не роз'єднані між собою;

3) мають поліпептидну природу;

4) виконують численні функції в основному метаболізмі клітин;

5) не мають вузьку спеціалізацію, регулюють багато фізіологічних процесів;

6) здатні ефективно транспортуватися рослиною.

А) 1, 2, 4. Б) 2, 3, 4. В) 2, 3, 6. Г) 4, 5, 6. Д) 3, 4, 6.

15. Який із перерахованих способів забезпечує синхронізацію різних фізіологічних процесів рослин?

а) домінуючі центри; Г) осциляції;

Б) полярність; Д) каналізований зв'язок.

В) регуляторні контури;

–  –  –

17. Яка з перерахованих сполук не відноситься до природних ауксинів?

А) індоліл-3-ацетальдгід; Г) нафтилуксунна кислота;

Б) фенілоцтова кислота; Д) 4-хлоріндоліл-3-оцтова

В) триптамін; кислота.

18. Вкажіть правильну послідовністьперетворення триптофану на

ІВК у більшості рослин:

2) окиснення;

3) дезамінування.

А) 2, 1, 3. Б) 3, 1, 2. В) 1, 2, 3. Г) 2, 3, 1. Д) 3, 2, 1.

19. Виберіть неправильне твердження щодо транспорту ауксинів по рослині:

А) здійснюється по флоемі та живим паренхімним клітинам провідних пучків;

Б) його швидкість перевищує таку для простої дифузії;

В) його швидкість різко зменшується за відсутності кисню;

Г) транспортна система характеризується субстратною специфічністю;

Д) порушується при дії речовин, що інгібують складання елементів цитоскелету;

Е) відбувається за градієнтом концентрації ауксинів.

20. Який етап клітинного циклу контролюється ауксинами?

А) цитокінез;

Б) перебіг S-фази;

В) перебіг G2-фази;

Г) перехід клітини з S-фази в G2-фазу;

Д) перехід клітин із G2-фази до цитокінезу;

Е) перехід клітини з G1-фази до S-фази.

21. Чим обумовлено формування фототропічних згинів при односторонньому висвітленні стебла?

А) посиленням біосинтезу ІУК;

Б) інтенсивним транспортом ІУК з освітленої сторони;

В) інтенсивним транспортом ІУК з неосвітленого боку;

Г) утворенням пов'язаних форм ІУК з освітленого боку;

Д) фотоокисленням ІУК;

Е) освітою етилену.

22. Виберіть неправильне твердження:

А) АВР 1 є мембранним рецептором ІУК;

Б) комплекс ІУК з АВР57 викликає зміну експресії генів первинної відповіді;

В) експресія генів первинної відповіді не пригнічується під впливом інгібіторів синтезу білка;

Г) виявлено близько 50 ауксинрегульованих генів;

Д) комплекс ІУК з АВР 1 регулює активність Н+-АТФази плазмалеми;

Е) основна частина АВР 1 локалізована в мембранах ЕПР.

23. Виберіть правильне твердження щодо хімічної природи гіберелінів:

А) гібереліни – це тетрациклічні монотерпенові кислоти;

Б) гібереліни – це тетрациклічні дикарбонові кислоти;

В) гібереліни - це біциклічні дитерпенові кислоти;

Г) гібереліни – це тетрациклічні дитерпенові кислоти;

Д) гібереліни – це біциклічні трикарбонові кислоти;

Е) гібереліни – тетрациклічні сесквітерпенові кислоти.

24. Що є основним місцем синтезу гіберелінів?

А) апікальна меристема стебла; Г) насіння, що покоїться;

Б) інтеркалярна меристема стебла; Д) зрілі плоди;

В) молоде листя, що розвивається;

25. Нижче наведено органели рослинної клітини, в яких здійснюються окремі етапибіосинтезу гіберелінів, та ферменти, що каталізують ключові реакції. Виберіть правильні поєднання:

1) пропластиди, монооксигенази;

2) пропластиди, циклази;

3) цитоплазма, циклази,

4) цитоплазма, монооксигенази;

5) ендоплазматичний ретикулум, монооксигенази;

6) ендоплазматичний ретикулум, діоксигеназ.

А) 1, 5. Б) 2, 4. В) 2, 5. Г) 3, 6. Д) 4, 6. Е) 1,3.

26. Виберіть правильне твердження щодо першого етапу біосинтезу гіберелінів:

А) здійснюється у повністю сформованих хлоропластах;

Б) протікає у цитоплазмі;

В) кінцевим продуктом є ент-каурена кислота;

Г) ключовими ферментами є монооксигенази;

д) не пригнічується ретардантами;

е) не вимагають молекулярного кисню.

27. До ретардантів належать сполуки, які здатні:

а) викликати прискорення дозрівання плодів;

Б) пригнічувати розвиток патогенів;

В) гальмувати зростання завдовжки осьових органів рослини;

Г) стимулювати цвітіння;

Д) уповільнювати опадіння листя;

28. Що з перерахованого не відноситься до фізіологічних ефектів гіберелінів?

А) стимуляція цвітіння короткоденних рослин;

Б) закладання чоловічих квіток;

В) стимуляція розвитку безнасінних плодів;

Г) припинення спокою насіння;

Д) гальмування розпаду хлорофілу;

Е) стимуляція зростання розеточних рослин.

29. Виберіть правильне твердження:

А) у проростаючому насінні синтез гіберелінів і секреція амілази здійснюються в алейроновому шарі;

Б) молекули гіберелінів зв'язуються з промоторною частиною гена

Амілази та запускають його експресію;

В) продукти MYB-генів є репресорами гібереллінового сигналу;

Г) зростання активності -амілази спостерігається через кілька хвилин після додавання гібереліліну;

Д) екзогенний гіберелін не здатний стимулювати секрецію амілази у насіння, що не має зародка;

Е) місця синтезу гіберелінів і -амілази в проростаючих насінні просторово роз'єднані.

30. Що з перерахованого не характерно для гіберелінів на відміну від ауксинів?

1) аттрагуючий ефект;

2) стимуляція розвитку безнасінних плодів;

3) регуляція протікання клітинного циклу;

4) наявність синтетичних аналогів;

5) односпрямований транспорт рослиною;

6) інактивація шляхом утворення пов'язаних із глюкозою форм.

А) 1, 5. Б) 1, 4. В) 3, 4. Г) 2, 5. Д) 4, 5. Е) 3, 6.

31. Яка частина рослин є основним місцем синтезу цитокінінів?

А) молоде листя; г) плоди;

Б) насіння, що розвивається; Д) апекс стебла;

В) апекс кореня; Е) стебло.

32. Виберіть неправильне твердження:

А) цітокініни – це похідні амінопурину;

Б) зеатинрибозид не має цитокінінової активності;

В) кінетин не зустрічається у рослинах;

Г) під дією цитокініноксидази цитокініни розщеплюються до аденіну;

Д) цис-зеатин має більш високу біологічну активність, ніж транс-зеатин;

Е) транспорт цитокінінів має акропетальний характер.

33. Яка з перерахованих сполук характеризується слабкою цитокініновою активністю?

а) ситостерол; Г) фенілацетамід;

Б) фенілуксуна кислота; Д) гельмінтоспорова кислота;

В) дифенілсечовина; Е) коричнева кислота.

34. Яка з перелічених сполук є синтетичним цитокініном?

а) зеатин; Г) дигідрозеатин;

Б) ізопентеніладенін; Д) бензиламинопурин.

В) глюкозілзеатин;

35. Унікальним ферментом біосинтезу цитокінінів є цитокінінсинтаза, яка каталізує реакцію:

А) утворення транс-зеатину;

Б) гідроксилювання ізопентиладеніну;

В) відновлення дигідрозеатину;

Г) метилтіолювання цис-зеатину;

Д) перенесення ізопентильної групи на аденозинмонофосфат;

Е) відщеплення глюкози від глюкозилзеатину.

36. Які з перерахованих процесів не належать не до фізіологічних ефектів цитокінінів:

А) стимуляція утворення елементів ксилеми;

Б) затримка старіння листя;

В) активація зростання розтягненням у сім'ядолів дводольних рослин;

Г) стимуляція зростання безнасінних плодів;

Д) цвітіння та формування підлоги;

Е) придушення зростання бічних коренів.

37. По відношенню до якого фізіологічного процесуауксини та цитокініни поводяться як антагоністи?

А) проростання насіння;

Б) старіння листя;

В) апікальне домінування;

Г) розвиток бічних бруньок;

Д) розподіл клітин;

Е) дозрівання плодів.

38. Вкажіть правильну послідовність подій у процесі рецепції та трансдукції цитокінінового сигналу:

1) фосфорилювання аспартату білка-регулятора відповіді;

2) активація гістидинкінази;

3) передача активованого фосфату на цитоплазматичний білок фосфотрансмітер;

4) взаємодія молекули цитокініну з позаклітинним доменом рецептора;

5) взаємодія фосфотрансмітера з транскрипційними факторами;

6) регулювання експресії генів.

А) 4, 3, 1, 2, 5, 6. Б) 4, 2, 1, 3, 5, 6. У) 4,1,2,5,3,6.

–  –  –

41. Які частини рослини характеризуються найвищим вмістом АБК?

1) апікальна меристема стебла; 4) насіння, що покоїться;

2) зрілі плоди; 5) апекс кореня;

3) молоде листя, що розвивається; 6) нирки, що покояться.

А) 1, 2, 4. Б) 2, 4, 6. В) 4, 5, 6. Г) 2, 3, 4. Д) 2, 3, 4.

42. Виберіть неправильне твердження щодо ізомерних форм

А) оптична ізомерія обумовлена ​​наявністю асиметричного атома вуглецю в кільці (1);

Б) інгібуюча активність право- і лівообертальних форм АБК однакова;

В) у рослинних тканинах переважно міститься правообертальна (S) форма АБК;

Г) природна форма АБК має 2-цис-конфігурацію бічного ланцюга;

Д) транс-форма АБК здатна переходити в цис-форму під дією ультрафіолету;

Е) трансформа є неактивною біологічною формою АБК.

–  –  –

44. Вівіпарія – це явище, у якому ……… :

А) насіння не містить зародка;

Б) спостерігається уповільнений розвиток зародка;

В) насіння не переходить у стан спокою;

Г) насіння не здатне вийти зі стану спокою;

Д) проростання насіння відбувається лише після тривалого періоду спокою;

45. Яку функцію виконують Lea-білки?

а) є білками теплового шоку;

Б) сприяють закриванню продихів;

В) забезпечують захист клітин від втрати води;

Г) збільшують проникність мембран молекул води;

Д) регулюють експресію генів;

Е) є рецепторами АБК.

46. ​​Розташуйте події, що стосуються індукованого АБК закривання продихів, у правильній послідовності:

1) вихід іонів калію із клітини;

2) вихід аніонів із клітини;

3) збільшення концентрації іонів кальцію у цитоплазмі;

4) деполяризація плазмалеми;

5) активація К+out -каналів плазмалеми;

6) аніонних каналів плазмалеми.

А) 3,5,1,4,6,2. Б) 3,4,6,2,5,1. У) 3,6,2,4,5,1. г) 4,3,5,1,6,2.

–  –  –

48. Для чого служить цикл Янга?

А) утворення етилену з метіоніну;

Б) окиснення синтезованого етилену;

В) утворення пов'язаних форм етилену;

Г) перетворення 1-аміноциклопропан-1-карбонової кислоти на ацетилКоА;

Д) утворення S-аденозилметіоніну з метіоніну;

Е) поповнення запасів метіоніну, який використовується при біосинтезі етилену.

49. Які функції виконує 1-аміноциклопропан-1-карбонова кислота у рослинному організмі?

1) виступає як неактивна транспортна форма етилену;

2) є продуктом інактивації етилену;

3) є попередником у ході біосинтезу етилену;

4) поряд з етиленом підвищує стійкість рослини до дії стрес-факторів;

5) бере участь у процесі передачі сигналу про затоплення від коріння до листя;

6) регулює експресію етилензалежних генів.

А) 1, 2, 3. Б) 1, 4, 6. В) 1, 3, 5. Г) 2, 3, 6. Д) 2, 3, 4.

–  –  –

51. У якому з цих процесів етилен не бере участі:

А) проростання насіння дводольних рослин;

Б) формування статі;

В) реакція надчутливості;

Г) утворення аеренхіми;

Д) підтримка спокою насіння;

Е) формування окисного шару.

52. Чим зумовлена ​​«потрійна» відповідь на етилен?

А) зменшенням числа клітин;

Б) зміною напрямку зростання клітин;

в) зменшенням розмірів клітин;

Г) порушенням збирання елементів цитоскелета;

Д) зміною орієнтації мікротрубочок кортикального шару цитоплазми на 180°С;

Е) потовщення клітинних стінок.

53. Епінастія – це явище ……… :

А) в'янення листя внаслідок водного дефіциту;

Б) прискорення формування окисного шару при опаді листя;

В) зміни забарвлення листя;

Г) опускання листя в результаті їх старіння;

Д) зміни орієнтації листя у просторі внаслідок зниження швидкості клітинних поділів з нижньої стороничерешка;

Е) зміни орієнтації листя у просторі внаслідок зниження швидкості клітинних поділів з верхнього боку черешка.

–  –  –

55. Виберіть правильне твердження щодо участі CTR 1 у трансдукції етиленового сигналу:

А) відсутність етилену СTR 1 активує трансфактори для етилензалежних генів;

Б) відсутність етилену СTR 1 інактивує трансфактори для етилензалежних генів;

В) відсутність етилену CTR 1 не здатний регулювати роботу трансфакторів;

Г) внаслідок зв'язування етилену з рецептором СTR 1 інактивує трансфактори для етилензалежних генів;

Д) в результаті зв'язування етилену з рецептором СTR 1 сприяє утворенню трансфакторів для етилензалежних генів;

Е) внаслідок зв'язування етилену з рецептором СTR 1 взаємодіє з етилензалежними генами.

56. Виберіть правильне твердження:

А) запліднена яйцеклітина без періоду спокою переходить до поділу;

Б) в результаті першого поділу зиготи утворюється велика апікальна клітина і дрібніша базальна клітина;

В) базальна клітина ділиться у поперечному напрямку щодо осі зародка;

Г) октант утворюється в результаті серії поділів апікальної клітини в поздовжньому напрямку;

Д) гіпофіза є кінцевою клітиною суспензора, звернену в бік мікропиле.

–  –  –

58. Виберіть правильне твердження щодо стратифікації:

1) служить для виходу насіння зі стану вимушеного спокою;

2) служить для виходу насіння зі стану фізіологічного спокою;

3) полягає у підвищенні проникності насіннєвої шкірки для води або для кисню;

4) полягає в тривалому низькотемпературному впливі на насіння в набряклому стані;

5) супроводжується зростанням рівня гіберелінів у насінні;

6) супроводжується зростанням рівня АБК у насінні.

А) 1, 3, 5. Б) 1, 4, 5. В) 2, 3, 5. Г) 2, 4, 5. Д) 2, 4, 6

59. Виберіть неправильне твердження:

А) у злаків для захисту зародкового листя від механічного пошкодження ґрунтовими частинками при проростанні насіння служить колеоптиль;

Б) у разі підземного проростання насіння дводольних гачок формується епікотилем;

В) гіпокотилем називається підсем'ядрольне коліно;

Г) колеоптиль спочатку виконує захисну функцію, а потім перетворюється на перший справжній лист, здатний до фотосинтезу;

Д) у разі надземного проростання сім'ядолі першими виносяться на поверхню ґрунту.

60. Виберіть правильне твердження:

А) формування статі рослин генетично детерміновано;

Б) спектральний склад світла та фотоперіод не впливають на прояв статі у рослин;

В) більшість квіткових рослин є дводомними;

Г) у однодомних рослин чоловічі та жіночі квітки формуються на різних особинах;

Д) перцепція флорального стимулу здійснюється лише апікальними меристемами;

Е) евокація цвітіння протікає в апексі втечі.

61. Виберіть правильне твердження:

А) органом, який сприймає довжину дня та низькі температурипри ініціації цвітіння, є листя;

Б) переривання ночі світловими спалахами запобігає зацвітанню короткоденних рослин;

В) ярі рослини для переходу до цвітіння потребують тривалого низькотемпературного впливу.

Г) озимі та ярі форми всіх рослин характеризуються вираженими морфологічними відмінностями;

Д) водний дефіцит затримує перехід цибулинних рослин до цвітіння.

62. Виберіть неправильне твердження щодо фітохрому:

А) є розчинним білок;

Б) має молекулярну масу близько 250 кДа;

В) складається з двох субодиниць;

Г) хромофорна група пов'язана з білком за допомогою тіоефірного зв'язку;

Д) хромофорна група являє собою циклічну тетрапірольну структуру.

63. Генеративні меристеми:

1) дають початок органам квітки;

2) служать на формування суцвіть;

3) контролюються генами ідентичності меристем;

4) контролюються генами ідентичності органів квітки.

64. Виберіть правильні твердження:

1) у ДДР антезини синтезуються конститутивно, а гібереліни на довгому дні;

2) у ДДР антезини синтезуються на довгому дні, а гібереліни на короткому дні;

3) у КДР антезини синтезуються на короткому дні, а ЦК – лише на довгому;

4) у КДР антезини синтезуються на короткому дні, а гіберелінів завжди достатньо для цвітіння.

А) 1, 3. Б) 1, 4. В) 2, 3. Г) 2, 4.

65. SAGs – це

1) гени, експресія яких індукується при старінні;

2) гени, експресія яких знижується при старінні;

3) гени, що кодують різні протеази, ліпази, рибонуклеази, а також ферменти біосинтезу етилену;

4) гени, що кодують білки, що беруть участь у фотосинтезі.

А) 1, 3. Б) 1, 4. В) 2, 3. Г) 2, 4.

ВІД АВТОРА

РОЗДІЛ I. ПРОГРАМА СПЕЦІАЛЬНОГО КУРСУ

«ФІЗІОЛОГІЯ ЗРОСТАННЯ І РОЗВИТКУ РОСЛИН»………………..

РОЗДІЛ ІІ. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА ………………………..

Лабораторна робота № 1. Вплив ауксинів на зростання відрізків колеоптилів злаків ………………………………………………….....

Лабораторна робота № 2. Гормональне регулювання напряму морфогенезу у культурі клітин тютюну……………

Лабораторна робота № 3. Вплив гібереліну на активність гідролітичних ферментів у зернівках злаків…………………..

Лабораторна робота № 4. Визначення ретардантної активності триазолів ………………………………………………………………...

Управління Канд. екон. наук Никифоров А.А. [email protected]м. Москва, Фінанс...» інститут географії ДВО РАН Національний парк «Поклик тигра» Відповідальний редактор: академік...»Клінічні рекомендації Визначення чутливості мікроорганізмів до антимікробних препаратів Версія-2015-02 Методичні рекомендації затверджено: Розширена нарада Міжрегіональної асоціації з клінічної мікробіології та антимікробної хіміотерапії (Москва, 23.05.2014 р.);...»

«Пан Арам Арутюнян Міністр охорони природи Республіки Вірменія Прогрес та перспективи здійснення Екологічної стратегії для країн ВЕКЦА Шановний пане голово, Шановні колеги, пані та панове! Дозвольте від імені уряду Республіки Вірменія привітати...»

«РОСІЙСЬКЕ ЕКОЛОГІЧНЕ ФЕДЕРАЛЬНЕ ІНФОРМАЦІЙНЕ АГЕНТСТВО НАЦІОНАЛЬНЕ ІНФОРМАЦІЙНЕ АГЕНТСТВО «ПРИРОДНІ РЕСУРСИ» Сорокіна Н.Б., Федоров О.В. спільною редакцієюд.б.н., проф. Н.Г. Рибальського, д.ф.н., проф. Ю.Ю. Галк...»

«Виділення та ідентифікація біологічних макромолекул» для студентів Кафедри імунології Біологічного факультету МДУ. К.б.н. А.Ю.Сазыкін Завдання курсу «Виділення та ідентифікація біологічних макромолекул» ознайомити студентів із різноманіттям та основними принципами сучасних препаративних та аналітичних...»

«КАРЕЛЬСЬКОГО НАУКОВОГО ЦЕНТРУ РОСІЙСЬКОЇ АКАДЕМІЇ НАУК (ІВПС КарНЦ РАН) СТВЕРДЖУЮ: директор ІВПС КарНЦ РАН _ д.р.н. Д.А. Субетто «_»_2014 Робоча програманавчальної дисципліни «ІСТОРІЯ І ФІЛОСОФІЯ НАУКИ» для асп...»

2017 www.сайт - «Безкоштовна електронна бібліотека- Різні матріали»

Матеріали цього сайту розміщені для ознайомлення, всі права належать їхнім авторам.
Якщо Ви не згодні з тим, що Ваш матеріал розміщений на цьому сайті, будь ласка, напишіть нам, ми протягом 1-2 робочих днів видалимо його.

Додаткова література:

М.Х. Чайлахян. Гіббереліни рослин. Вид-во АН СРСР, 1961, 63 с.

Ж. Берньє, Ж. – М. Кіне, Р. Сакс. Фізіологія цвітіння т.1-2, М: Агропромиздат, 1985

В.В. Польовий, Т.С. Саламатова. Фізіологія росту та розвитку рослин. Вид-во Ленінградського університету, Л., 1991, 239 с.506 с.

Запитання до теми:

Характеристика факторів, що визначають закономірності росту та розвитку рослин.

Зростання рослин (закономірності, типи).

Види руху рослин.

Розвиток рослин (типи онтогенезу, етапи онтогенезу, особливості періоду евокації, особливості фаз спокою).

Теорія старіння та омолодження рослин Кренке.

Особливості дозрівання продуктивних частин рослин.

Використання регуляторів зростання практиці сільського господарства.

Характеристика факторів, що визначають закономірності росту та розвитку рослин

Усі раніше вивчені процеси разом визначають передусім здійснення основний функції рослинного організму - зростання, освіти потомства, збереження виду. Ця функція здійснюється через процеси зростання та розвитку.

Життєвий цикл будь-якого эукариотного організму, тобто. його розвиток від заплідненої яйцеклітини до повного формування, старіння та загибелі внаслідок природної смерті, називається онтогенез.

Зростання - це процес незворотного новоутворення структурних елементів, що супроводжується збільшенням маси та розмірів організму, тобто. кількісна зміна.

Розвиток - це якісне зміна компонентів організму, у якому наявні форми чи функції перетворюються на інші.

На обидва процеси впливають різні фактори:

зовнішні абіотичні фактори навколишнього середовища, наприклад сонячне світло,

внутрішні чинники організму (гормони, генетичні ознаки).

Завдяки генетичній тотипотентності організму, яка визначається генотипом, відбувається суворо послідовне утворення того чи іншого типу тканин відповідно до етапу розвитку організму. Утворення певних гормонів, ферментів, типів тканин у певній фазі розвитку рослини визначається зазвичай. первинною активацією відповідних генів і називається диференціальною активацією гена (ДАГ).

Вторинна активація генів, і навіть їх репресія можуть і під впливом деяких зовнішніх чинників.

Одним з найважливіших внутрішньоклітинних регуляторів активації генів та розвитку того чи іншого процесу, пов'язаного із ростовими процесами чи переходом рослини в наступну фазу розвитку є фітогормони.

Вивчені фітогормони ділять на дві великі групи:

стимулятори зростання

інгібітори зростання.

У свою чергу стимулятори зростання ділять на три класи:

гібереліни,

цитокініни.

До ауксинамвідносяться речовини індольної природи, типовим представником є ​​індоліл-3-оцтова кислота (ІВК). Утворюються вони у меристематичних клітинах і пересуваються як базипетально, і акропетально. Ауксини прискорюють мітотичну активність як апікальних меристем, так і камбію, затримують опаданнялистя та зав'язей, активують коренеутворення.

До гіберелінамвідносяться речовини складної природи - похідні гіберелової кислоти. Виділено з аскоміцетних грибів (рід Gibberella fujikuroi), що мають яскраво виражену конідіальну стадію (рід фузаріум). Саме в конідіальній стадії цей гриб викликає у рису хворобу "поганих пагонів", що характеризується стрімким зростанням пагонів, їх витягуванням, витонченням, і, як наслідок, загибеллю. Гібберелліни також транспортуються в рослині акропетально і базипетально як по ксилемі, так і флоемі. Гібберелліни прискорюють фазу розтягування клітин, регулюють процеси цвітіння та плодоношення, індукують новоутворення пігментів.

До цитокінінамвідносяться похідні пурину, типовим представником яких є кінетин. Ця група гормонів не має такої яскраво вираженої дії, як попередні, проте цитокініни впливають на багато ланок метаболізму, посилюють синтез ДНК, РНК, білків.

Інгібітори зростанняпредставлені двома речовинами:

абсцизова кислота,

Абсцизова кислота- це гормон стресу, її кількість сильно збільшується при нестачі води (закривання продихів) і поживних речовин. АБК пригнічує біосинтез нуклеїнових кислот та білків.

Етилен -це газоподібний фітогормон, який гальмує зростання та прискорює дозрівання плодів. Цей гормон виділяється дозріваючими органами рослин і впливає як на інші органи цієї рослини, так і на рослини, що знаходяться поруч. Етилен прискорює опадіння листя, квіток, плодів з допомогою звільнення целюлази у черешків, що прискорює утворення оздоблювального шару. Етилен утворюється при розпаді етрелу, що полегшує його практичне застосуванняу сільському господарстві.

Ритмічність зростання- чергування сповільненого та інтенсивного зростання клітини, органу, організму – буває добова, сезонна – є результатом взаємодії внутрішніх та зовнішніх факторів.

Періодичність зростанняхарактерна для багаторічних, озимих та дворічних форм, у яких період активного зростання переривається періодом спокою.

Закон великого періоду зростання- швидкість лінійного росту (маси) в онтогенезі клітини, тканини, будь-якого органу, рослини в цілому непостійна і може бути виражена сигмоїдною кривою (кривою Сакса). Лінійна фаза зростання названа Саксом великим періодом зростання. Виділяють 4 ділянки (фази) кривої.

1. Початковий період повільного зростання (лаг-період).
2. Лог-період, великий період зростання за Саксом)
3. Фаза уповільнення зростання.
4. Стаціонарний стан (закінчення зростання).

Ростові кореляції (стимулюючі, інгібуючі, компенсаторні)- Відбивають залежність зростання та розвитку одних органів або частин рослини від інших, їх взаємний вплив. Прикладом стимулюючих кореляцій є взаємовплив втечі та кореня. Корінь забезпечує надземні органи водою, поживними речовинами, та якщо з листя до коріння надходять органічні речовини (вуглеводи, ауксини), необхідних зростання коренів.

Інгібуючі кореляції (гальмують) - продні органи пригнічують зростання та розвитку інших органів. Прикладом даних кореляцій може бути явище а пікального домінування- гальмування зростання бічних нирок, пагонів верхівковою ниркою пагона. Прикладом може бути феномен «королівського» плода, що зав'язався першим. Використання у практиці прийому зняття апікального домінування: формування крони шляхом обрізання верхівок домінуючих пагонів, пікірування розсади та саджанців плодових дерев.

До омпенсаторні кореляції відображають залежність зростання та конкурентні відносини окремих органів від забезпеченості їх поживними в-вами. У процесі зростання рослинного організму йде природна редукція (опадіння, відмирання) або штучно видаляється частина органів, що розвиваються (пасинкування, проріджування зав'язей), а ті, що залишилися, ростуть з більшою швидкістю.

Регенерація - Відновлення пошкоджених або втрачених частин.

• Фізіологічна – відновлення кореневого чохлика, заміна кірки біля стовбурів дерев, заміна старих елементів ксилеми новими;
• Травматична - загоєння ран стовбурів та гілок; пов'язаний з утворенням калюсу. Відновлення втрачених надземних органів за рахунок пробудження та відростання пазушних або бічних бруньок.

Полярність - властива рослинам специфічна диференціація структур та процесів у просторі. Вона проявляється у певній спрямованості зростання кореня та стебла, у певному напрямку пересування речовин.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

План

• 1. Планетарне значення рослин
• 2. Метаморфоз коренів
• 3. Суцвіття
• 4. Основні закономірності росту рослин
• 5. Поняття про онтогенез, зростання та розвиток рослин
• 6. Рослинні спільноти

1. Планетарне значення рослин

Планетарне значення рослин пов'язані з їх автотрофним методом харчування з допомогою фотосинтезу. Фотосинтез - це процес утворення органічних речовин (цукору та крохмалю) з мінеральних речовин (води та вуглекислого газу) на світлі за допомогою хлорофілу. Під час фотосинтезу рослини виділяють в атмосферу кисень. Саме ця особливість фотосинтезу призвела до того, що на ранніх етапах розвитку життя на Землі у її атмосфері з'явився кисень. Він не тільки забезпечив анаеробне дихання більшості організмів, а й сприяв появі озонового екрану, що захищає планету від ультрафіолетового випромінювання. В даний час рослини також впливають на склад повітря. Вони зволожують його, поглинають вуглекислий газ та виділяють кисень. Тому охорона зеленого покриву планети - одна з умов запобігання глобальній екологічній кризі.

У процесі життєдіяльності зелених рослин з неорганічних речовин та води створюються величезні маси органічної речовини, які потім використовуються як їжа самими рослинами, тваринами та людиною.

В органічній речовині зелених рослин накопичується сонячна енергія, завдяки якій розвивається життя Землі. Ця енергія, накопичена стародавніми рослинами, становить основу енергетичних ресурсів, що використовуються людиною в промисловості: кам'яне вугілля, торф.

Рослини дають величезну кількість продуктів, необхідних людині як сировину для різних галузей промисловості. Рослини задовольняють основні потреби людини в їжі та одязі, лікарських препаратах.

2. Метаморфоз коренів

рослина фотосинтез фітоценоз автотрофний

Особливістю метаморфозів коренів у тому, що дуже багато їх відбивають не зміни основних функцій кореня, а зміни умов їх виконання. Найбільш поширеним метаморфозом кореня, слід вважати мікоризу, комплекс кореня і гіф грибів, що зрослися з ним, з яких рослини отримує воду з розчиненими в ній мінеральними речовинами.

Коренеплід формується з головного кореня завдяки відкладенню у ньому великої кількості поживних речовин. Коренеплоди утворюються головним чином умовах культурного обробітку рослин. Вони є у буряків, моркви, редьки та ін. У коренеплоді розрізняють: а) головку, що несе розетку листя; б) шийку – середню частину; в) власне корінь, від якого відходять бічні корені.

Кореневі бульби, або кореневі шишки, є м'ясистими ущільненнями бічних, а також придаткових коренів. Іноді вони досягають дуже великої величини і є вмістилищем запасних речовин, переважно вуглеводів. У кореневих бульбах чистяка, орхідей, запасною речовиною є крохмаль. У придаткових коренях жоржини, що перетворилися на кореневі бульби, накопичується інулін.

З оброблюваних рослин слід назвати батат, із сімейства в'юнкові. Його кореневі бульби досягають зазвичай 2 – 3 кг, але можуть бути більшими. Культивується в субтропічних та тропічних районах для отримання крохмалю та цукру.

Повітряне коріння утворюється у деяких тропічних рослин. Вони розвиваються як придаткові зі стебел, мають бурий колір і вільно повисають у повітрі. Характеризуються здатністю поглинати атмосферну вологу. Їх можна побачити у орхідей.

Коріння, що чіпляється, за допомогою якого слабкі стебла ліан піднімаються вгору по стовбурах дерев, по стінах, укосах. Подібне додаткове коріння, що вростає в щілини, добре закріплює рослину і дає їй можливість підніматися на велику висоту. До групи таких ліан належить плющ, широко поширений у Криму та на Кавказі.

Дихальне коріння. У болотяних рослин, до звичайних коренів яких доступ повітря сильно утруднений, виростає спеціальне коріння, спрямоване із землі вгору. Вони знаходяться над водою і одержують повітря з атмосфери. Дихальне коріння є у болотного кипарису. (Кавказ, Флорида).

3. Суцвіття

Суцвіття (лат. Inflorescentia) - частина системи пагонів покритонасінної рослини, що несе квіти і у зв'язку з цим різноманітно видозмінена. Суцвіття зазвичай більш менш чітко відмежовані від вегетативної частини рослини.

Біологічний сенс виникнення суцвіть - у зростаючій ймовірності запилення квіток як анемофільних (тобто вітрозапильних), так і ентомофільних (тобто комахозапильних) рослин.

Закладаються суцвіття усередині квіткових чи змішаних бруньок. Класифікація та характеристика суцвіть:

За наявністю та характером прицвітного листя (приквітників):

Фрондозні (лат. frondis - листя, листя, зелень), або листяні - суцвіття, в яких приквітки мають добре розвинені пластинки (наприклад, фуксія, фіалка триколірна, вербейник монетчастий).

Брактеозні - суцвіття, в яких приквітки представлені лускоподібним листям верхової формації - брактеями (наприклад, конвалія, бузок, вишня).

Ебрактеозні, або голі - суцвіття, в яких приквітки редуковані (наприклад, дика редька, грицики та інші капустяні (хрестоцвіті).

За рівнем розгалуження:

Прості – суцвіття, в яких на головній осі розташовуються поодинокі квітки і, таким чином, розгалуження не перевищує двох порядків (наприклад, гіацинт, черемха, подорожник та ін.).

Складні - суцвіття, у яких головної осі розташовуються приватні (парціальні) суцвіття, тобто розгалуження досягає трьох, чотирьох і більше порядків (наприклад, бузок, бірючина, калина та інших.).

За типом наростання та напрямом розкриття квіток:

Рацемозні, або ботричні (від лат. racзmus і грецьк. ботріон - кисть, гроно) - суцвіття, що характеризуються моноподіальним типом наростання осей і акропетальним (тобто спрямованим від основи осі до її верхівки) розкриттям квіток (наприклад, іван-чай, грицики) та ін.)

Цимозні (від латів. cyma - напівзонтик) - суцвіття, що характеризуються симподіальним типом наростання осей і базипетальним (тобто спрямованим від верхівки осі до її основи) розкриттям квіток.

За характером поведінки апікальних меристем:

Закриті, або певні - суцвіття, в яких апікальні (верхівкові) меристеми осей витрачаються на утворення верхівкової квітки (усі цимозні суцвіття, а також рацемозні деяких рослин: чубаток, товстун, дзвіночків та ін.).

Відкриті, чи невизначені - суцвіття, у яких апікальні меристеми осей залишаються у вегетативному стані (конвалія, гіацинт, грушанка та інших.).

4. Основні закономірності росту рослин

Основні закономірності зростання рослин: закон великого періоду зростання; ритмічність та періодичність; ростові кореляції, полярність; регенерація

Ритмічність зростання - чергування сповільненого та інтенсивного зростання клітини, органу, організму - буває добова, сезонна - є результатом взаємодії внутрішніх та зовнішніх факторів.

Періодичність зростання характерна для багаторічних, озимих та дворічних форм, у яких період активного зростання переривається періодом спокою.

Закон великого періоду зростання - швидкість лінійного зростання (маси) в онтогенезі клітини, тканини, будь-якого органу, рослини в цілому непостійна і може бути виражена сигмоїдною кривою (кривою Сакса). Лінійна фаза зростання названа Саксом великим періодом зростання. Виділяють 4 ділянки (фази) кривої.

Початковий період повільного зростання (лаг-період).

Лог-період, великий період зростання за Саксом

Фаза уповільнення зростання.

Стаціонарний стан (закінчення зростання).

Ростові кореляції (стимулюючі, інгібуючі, компенсаторні) - відбивають залежність зростання та розвитку одних органів чи частин рослини з інших, їх взаємний вплив. Прикладом стимулюючих кореляцій є взаємовплив втечі та кореня. Корінь забезпечує надземні органи водою, поживними речовинами, та якщо з листя до коріння надходять органічні речовини (вуглеводи, ауксини), необхідних зростання коренів.

Інгібуючі кореляції (гальмують) - одні органи пригнічують зростання та розвитку інших органів. Прикладом цих кореляцій може бути явище апікального домінування - гальмування зростання бічних нирок, пагонів верхівковою ниркою пагона. Прикладом може бути феномен " королівського " плоду, який почався першим. Використання у практиці прийому зняття апікального домінування: формування крони шляхом обрізання верхівок домінуючих пагонів, пікірування розсади та саджанців плодових дерев.

Компенсаторні кореляції відображають залежність зростання та конкурентні відносини окремих органів від забезпеченості їх поживними речовинами. У процесі зростання рослинного організму йде природна редукція (опадіння, відмирання) або штучно видаляється частина органів, що розвиваються (пасинкування, проріджування зав'язей), а ті, що залишилися, ростуть з більшою швидкістю.

Регенерація – відновлення пошкоджених чи втрачених частин.

Фізіологічна – відновлення кореневого чохлика, заміна кірки біля стовбурів дерев, заміна старих елементів ксилеми новими;

Травматична - загоєння ран стовбурів та гілок; пов'язаний з утворенням калюсу. Відновлення втрачених надземних органів за рахунок пробудження та відростання пазушних або бічних бруньок.

Полярність - властива рослинам специфічна диференціація структур та процесів у просторі. Вона проявляється у певній спрямованості зростання кореня та стебла, у певному напрямку пересування речовин.

5. Поняття про онтогенез, зростання та розвиток рослин

Онтогенез (життєвий цикл), або індивідуальний розвиток, - комплекс послідовних та незворотних змін життєдіяльності та структури рослин від виникнення із заплідненої яйцеклітини, зародкової чи вегетативної нирки до природної смерті. Онтогенез є послідовною реалізацією спадкової генетичної програми розвитку організму у конкретних умовах довкілля.

Для характеристики онтогенезу рослин використовують терміни "зростання" та "розвиток".

Зростання - новоутворення цитоплазми та клітинних структур, що призводить до збільшення числа та розмірів клітин, тканин, органів і всієї рослини в цілому (за Д.А. Сабінін, 1963). Зростання рослин не можна розглядати як суто кількісний процес. Так, пагони, що з'являються, листя якісно відрізняються один від одного. Рослини на відміну тварин організмів ростуть протягом усього життя, але зазвичай з деякими перервами (період спокою). Показники темпів зростання – швидкість наростання маси, обсягу, розмірів рослини.

Розвиток – якісні зміни живих структур, зумовлені проходженням організмом життєвого циклу. Розвиток - якісні зміни структури та функцій рослини в цілому та її окремих частин - органів, тканин і клітин, що виникають у процесі онтогенезу (за Д.А. Сабінін). Виникнення якісних відмінностей між клітинами, тканинами та органами отримало назву диференціювання.

Формоутворення (або морфогенез) у рослин включає процеси закладання, росту і розвитку клітин (цитогенез), тканин (гістогенез) і органів (органоненез).

Процеси зростання та розвитку тісно взаємопов'язані. Однак швидке зростання може супроводжуватися повільним розвитком та навпаки. Озимі рослини при весняному посіві швидко зростають, але не переходять до репродукції. Восени при знижених температурах озимі рослини ростуть повільно, але в них відбуваються процеси розвитку. Показником темпів розвитку є перехід рослин до репродукції.

За тривалістю онтогенезу сільськогосподарські рослини поділяють на однорічні, дворічні та багаторічні.

Однорічні рослини поділяють на:

ефемери - рослини, онтогенез яких відбувається у 3-6 тижнів;

ярі - рослини (зернові, зернобобові), вегетаційний період яких починається навесні або влітку і завершується цього ж літа або восени;

озимі - рослини, вегетація яких починається восени і завершується влітку чи восени наступного року.

Дворічні рослини у перший рік життя утворюють вегетативні та зачатки генеративних органів, у другий рік проходять цвітіння та плодоношення.

Багаторічні рослини (кормові трави, плодові та ягідні культури) мають тривалість онтогенезу від 3...10 до кількох десятків років.

Однорічні та багато дворічні (морква, буряк, капуста) рослини відносяться до групи монокарпічних рослин або одноразово плодоносних. Після плодоношення вони гинуть.

У полікарпічних рослин плодоношення повторюється кілька років ( багаторічні трави, ягідні чагарники, плодові дерева). Поділ рослин на монокарпічні та полікарпічні умовно. Так, у тропічних країнах бавовник, рицина, томат та інші розвиваються як багаторічні полікарпічні форми, а в помірних широтах – як однорічні. Пшениця та жито – однорічні рослини, але серед них є й багаторічні форми.

Періодизація онтогенезу. Онтогенез вищих рослинкласифікують по-різному. Зазвичай виділяють:

Вегетативний та репродуктивний періоди. Протягом вегетативного періоду інтенсивно накопичується вегетативна маса, посилено зростає коренева система, відбуваються кущіння та розгалуження, закладаються органи квітки. Репродуктивний період включає цвітіння та плодоношення.

Фенологічні фази відрізняються чітко вираженими морфологічними змінами рослин. Стосовно конкретних культур фенофази докладно описані у рослинництві, овочівництві, плодівництві. Так, у злаків розрізняють такі фази: проростання насіння, сходи, поява третього листка, кущіння, вихід у трубку, колосіння, цвітіння, фази молочної, воскової та повної стиглості.

Етапи органогенезу рослин. 12 етапів органогенезу, що відображають морфофізіологічні процеси в онтогенезі рослин, виділила Ф.М. Куперман (1955) (рис. 1):

на 1-2 етапах відбувається диференціація вегетативних органів,

на III-IV - диференціація зародкового суцвіття,

на V-VIII - формування квіток,

на IX - запліднення та утворення зиготи,

на Х-ХII - зростання та формування насіння.

При хорошому забезпеченні хлібних злаків водою та азотом на II та III етапах формується великий колос із великою кількістю колосків. Про закінчення яровізації у озимих хлібів можна судити з витягування конуса наростання та початку диференціації колоскових горбків (III етап). Фотоперіодична індукція закінчується з появою ознак диференціації квіток (V етап).

Основні вікові періоди. Виділяють 5 вікових періодів:

ембріональний - утворення зиготи;

ювенільний - проростання зародка та утворення вегетативних органів;

зрілість – поява зачатків квіток, формування репродуктивних органів;

розмноження (плодоношення) – одноразове або багаторазове утворення плодів;

старіння - переважання процесів розпаду та малоактивності структур.

Вивчення закономірностей онтогенезу сільськогосподарських рослин - одне з основних завдань приватної фізіології рослин та рослинництва.

6. Рослинні спільноти

Рослинні спільноти (а також окремі види, внутрішньовидові форми та терати), що мають достатній певний і стійкий зв'язок з умовами середовища і використовуються для розпізнавання цих умов, називаються індикаторами. Умови, що визначаються за допомогою індикаторів, називаються об'єктами індикації або індикатами, а процес визначення - індикацією. Індикаторами можуть бути окремі організмиабо їх поєднання (ценози), присутність яких свідчить про певні властивості довкілля. Однак часті випадки, коли той чи інший вид або ценоз має дуже широку екологічну амплітуду і тому не є індикатором, але окремі ознаки різко змінюються в різних екологічних умовах і можуть бути використані для індикації. У пісках Заунгузьких Каракумов (Туркменія), наприклад, широко поширений колючелистник (Acanthophyllum brevibracteatum),має зазвичай рожеві квітки, але на ділянках з близьким заляганням скупчень сірки (наприклад, в районі Сірчаних горбів) забарвлення квіток змінюється на біле. У ландшафтах Підмосков'я скупчення верхівок на луках можуть бути визначені не стільки за флористичним складом лучних фітоценозів, скільки за тривалістю окремих фенофаз, оскільки площі, під якими залягають верхівки, позначаються тривалим цвітінням ряду видів, що позначається на аспекті луки. Як в тому, так і в іншому випадку для індикації використовуються не види або ценози як такі, лише деякі їх особливості.

Зв'язок між індикатором та індикатом називається індикаційним. Залежно від характеру індикаційного зв'язку індикатори поділяються на прямі та опосередковані. Прямі індикатори пов'язані з індикатом безпосередньо і зазвичай залежить від його присутності.

Прикладом прямих індикаторів підземних водможуть служити в арндких регіонах співтовариства з пануванням рослин із групи - облнгатних фреатофітів (тобто рослин, що постійно пов'язані з ґрунтовими водами) - чиївники (ассоц. Achnatherum splendens),спільноти верблюжої колючки (види роду Alhagi).Ці спільноти не можуть існувати поза індикаційним зв'язком, і якщо вона порушена, то вони гинуть. Непрямим, або опосередкованим, називається індикаційний зв'язок, що здійснюється через якусь проміжну ланку, що зв'язує індикатор та індикат. Так, розріджені чагарники псамофільні Aristida pennataв пісках пустель є непрямим індикатором локальних скупчень підпіщаної верховодки. Хоча прямий зв'язок тут відсутня, але піонери-псаммофіти вказують на слабку закріпленість піску, що обумовлює хорошу аерацію піщаної товщі та вільну інфільтрацію опадів, тобто умови, які сприяють утворенню верховодки. Прямі індикатори більш надійні та достовірні, ніж непрямі.

За ступенем географічної стійкості індикаційних зв'язків індикатори можуть бути поділені на панареальні, регіональні та локальні. Зв'язок панареальних індикаторів з індикатом однакова у всьому ареалі індикатора. Так, очерет (Phragrnites australis)є панареальним індикатором підвищеної вологості субстрату у межах розвитку своєї кореневої системи. Панареальні індикатори нечисленні і зазвичай належать до прямих. Значно частіші регіональні індикатори, які мають постійний зв'язок з індикатом лише в межах певної фізико-географічної області, і локальні, що зберігають індикаційну сталість лише на площі відомого фізико-географічного району. Як ті, так і інші виявляються переважно непрямими.

Усі перелічені підрозділи індикаторів за характером і стійкості взаємин з індикатом мають значення лише стосовно певної індикаційної зв'язку з відомим індикатом у конкретній системі індикатор - індикат. Поза нею вони не мають значення. Таким чином, те саме співтовариство може бути прямим панареальним індикатором для одного індикату і непрямим локальним - для будь-якого іншого. Тому не можна говорити про індикаційну значущість цінозу або виду взагалі, не визначаючи точно, про який індикат йде мова. рослина фотосинтез фітоценозу автотрофним

Індикати, визначені з допомогою ботанічних показників, дуже різноманітні. Ними можуть бути як різні типи певних природних об'єктів (ґрунтів, гірських порід, підземних вод тощо), так і різні властивості цих об'єктів (механічний склад, засоленість, тріщинуватість та ін), і певні процеси, що протікають у навколишньому середовищі (ерозія, суфозія, карст, дефляція, заболочування, міграція солей і т. д.), та окремі властивості середовища (клімат). Коли об'єктом індикації є той чи інший процес, як індикатори виступають не окремі види або ценози, але взаємопов'язані системи рослинних угруповань, еколого-генетичні ряди їх. Індикатами може бути як природні процеси, а й зміни, створювані у навколишньому середовищі людиною, які у ній при меліорації, вплив її у промислових підприємств, видобутку з корисними копалинами, під час будівництва.

Основні напрями індикаційної геоботаніки виділяються за індикатами, визначення яких використовуються індикаційно-геоботанічні спостереження. Як найголовніших нині існують такі направления:

1) педоіндикація; 2) літоіндикація; 3)гідроіндикація; 4) індикація мерзлотних умов; 5) індикація корисних копалин; 6) індикація природних процесів; 7) індикація антропогенних процесів.

Педоіндикацію та літоіндикацію часто об'єднують у геоіндикацію. Педоіндикація, або індикація ґрунтів, - один з найважливіших напрямів, оскільки зв'язки ґрунту та рослинного покриву найбільш безперечні та загальновідомі. Цей напрямок має дві гілки: індикацію різних таксонів (тобто типів, підтипів, пологів та видів ґрунтів) та індикацію певних властивостей ґрунтів (механічний склад, засоленість та ін.). Перша, маючи виключно велике значення, виявляється досить складною, тому що в типології та класифікації ґрунтів (особливо в найбільш низьких таксономічних одиницях) не завжди існує повна однаковість, тому обсяг індикату іноді виявляється дещо невизначеним. Друга гілка розроблена зараз значно повніше, тому що властивості ґрунтів у більшості випадків можуть бути охарактеризовані кількісними показниками (за результатами аналізів), і тому з великою точністю можна встановити зв'язок певних рослинних угруповань з певною амплітудою цих показників.

Літоіндикацією називається геоботанічеока індикація гірських порід. Літоіндикація тісно пов'язана з педоіндикацією, але охоплює глибші товщі землі. Зв'язок рослинності з цими горизонтами може бути як прямий (за рахунок рослин з найбільш потужною кореневою системою), так і непрямий (через систему гірська порода – ґрунт – рослинність). Багато рослинних угруповань мають значення індикаторів вивітрювання гірських порід. ранніх стадійґрунтоутворення на них (наприклад, співтовариства літофільних лишайників та водоростей). Рослинні індикатори можуть вказувати на тріщину порід (за рахунок переважного розвитку рослинності в тріщинах), на певні хімічні особливості порід (гіпсоносність, залізність, карбонатність та ін), на їх гранулометричний склад (позначаючи глини, піски, супіски, суглинки, галечники).

Гідроіндикація, або індикація ґрунтових вод, ґрунтується на здатності багатьох рослин розвиватися лише за зв'язку їх кореневої системи з водонасиченими горизонтами. Тут, як і в галузі літоіндикації, використовуються рослинні угруповання з пануванням глибококореневих рослин. При геоботанічній індикації можлива також оцінка мінералізації ґрунтових вод. При цьому показниками високомінералізованих ґрунтових вод є часто (але не завжди) ті ж угруповання, які індикують і солоносні гірські породи. Індикація мерзлотних умов має дуже складний характер. В основі її лежить уявлення про залежність рослинного покриву кріолітозони від термічних властивостей субстрату та сезонних процесів протаювання та промерзання. Однак ці властивості багаторічномерзлих ґрунтів стоять залежно як від гранулометричного їх складу, так і від геоморфологічних, гідрологічних і гідрогеологічних умов. Тому індикація мерзлотних умов є начебто результатом інтеграції педоіндикаційних, літоіндикаційних та ідроіндикаційних досліджень. Усі розглянуті напрямки - педоіндикація, літоіндикація, гідроіндикація та індикація мерзлотних умов - мають

подібність у тому відношенні, що основними індикаторами є рослинні угруповання.

Індикація корисних копалин багато в чому відрізняється від інших напрямів індикаційної геоботаніки. Як прямі індикатори тут використовуються зазвичай не рослинні угруповання, а окремі види, дрібні внутрішньовидові форми рослин, а також терати. В основі індикації при цьому лежать встановлені спостереженнями факти про сильну формоутворюючу роль багатьох сполук, а також про патологічний вплив їх на зовнішній вигляд рослини - його забарвлення, морфологію його органів та їх типові пропорції. Непряма індикація може проводитися і у співтовариствах, якщо вони позначають літологічні різниці порід, з якими пов'язане поширення корисних копалин. Але такі непрямі індикатори зазвичай мають локальний характер, і тому практичне значення їх обмежене.

Індикація процесів, як природних, і антропогенних, проводиться за окремими рослинним співтовариствам, а, по эколого-генетическим рядам їх. Це просторові ряди угруповань, ділянки яких розташовуються один за одним у тому порядку, в якому вони змінюють один одного в часі. Іншими словами, це сукцесійний ряд, розгорнутий у просторі. Кожне співтовариство, що у подібному ряду, відбиває певну стадію процесу, який створив цей ряд. У польових умовах такі ряди виявляються у формі тих чи інших комплексів та комбінацій. Еколого-генетичні ряди, що індикують природні процеси, відображають як ендодинамічні сукцесії (що протікають в результаті розвитку самого фітоценозу, що змінює середовище), так і екзодинамічні (що виникають під впливом зовнішніх причин).

Індикаторами антропогенних процесів зазвичай є екзодинамічні ряди.

Крім перелічених основних напрямів існують деякі види індикації, що не отримали поки що такого широкого розвитку та застосування, проте досить важливі. Сюди відносяться: індикація кліматичних умов, індикація тектонічної будови території та особливо розташування різних типівтектонічних порушень Деякі випадки застосування індикації до цих об'єктів будуть розглянуті у розділах, присвячених тим зонам та підзонам, де ці види індикації найбільш чітко виражені.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Історія розвитку досліджень у галузі фізіології рослин. Принципи походження та розвитку хлоропласту з пропластиди у клітині рослин. Основні функції, будова, фотосинтез та генетичний апарат хлоропластів. Характеристика продукції фотосинтезу.

реферат, доданий 11.12.2008


Поняття життєвої форми щодо рослин, роль довкілля у її становленні. Габітус груп рослин, що виникає в результаті зростання та розвитку за певних умов. Відмінні риси дерева, чагарника, квіткових та трав'янистих рослин.

реферат, доданий 07.02.2010


Розгляд та аналіз основних груп факторів, здатних викликати стрес у рослин. Ознайомлення з фазами тріади Сільє у розвитку стресу у рослин. Дослідження та характеристика фізіології стресостійкості рослин за допомогою захисних систем.

контрольна робота , доданий 17.04.2019


Концепція харчування рослин. Найважливіші елементи, які у поживних розчинах, принцип їх на рослина. Фотосинтез як основний процес, що веде до утворення органічних речовин. Кореневе харчування, роль добрив у розвитку рослин.

реферат, доданий 05.06.2010


Поняття ареалу, його значення у процесі інтродукції рослин та економічна ефективність застосування. Еколого-біологічні основи акліматизації деревних рослин Республіка Білорусь. Комплексний аналіз інтродуцентів та екзотів Пружанського району.

курсова робота , доданий 09.07.2015


Клітинні основи росту рослин. Зростання тканин залежно від її специфічності. Процес перетворення ембріональної клітини на спеціалізовану (диференціація). Основні частини втечі. Особливість зростання листа однодольних рослин. Морфогенез кореня.

курсова робота , доданий 23.04.2015


Рецепторні системи рослин та тварин. Становлення та функціонування системи сприйняття світла фотосистемами. Включення енергії фотона у процеси фотосинтезу. Основні хімічні формули хлорофілу. Захисна фотопротекторна функція каротиноїдів.

реферат, доданий 17.08.2015


Земні та космічні фактори життя рослин. Сонячна радіація як основне джерело світла для рослин. Фотосинтетично та фізіологічно активна радіація та її значення. Вплив інтенсивності висвітлення. Значення тепла та повітря в житті рослин.

презентація , додано 01.02.2014


Вегетативне розмноження - розмноження рослин за допомогою вегетативних органів: гілок, коренів, пагонів, листя або їх частин. Переваги вегетативного розмноження. Різні способирозмноження рослин, методи вирощування рослин насіннєвим способом.

реферат, доданий 07.06.2010


Характеристика основних груп рослин стосовно воді. Анатомо-морфологічні пристрої рослин до водного режиму. Фізіологічні адаптації рослин, присвячених місцем проживання різної зволоженості.