Определение зоны роста в органах растений.
Для обнаружения зоны растяжения клеток удобно пользоваться методом нанесения на поверхность растущего органа тушью меток на одинаковых расстояниях одна от другой. По мере роста органа эти расстояния увеличиваются и могут служить характеристикой интенсивности роста разных участков растущей зоны органа.
Ход работы
Для опыта пригодны проросшие семена гороха или фасоли с небольшими прямыми корешками. На корешок тушью при помощи заостренной деревянной палочки наносят 10 меток на расстоянии 1 мм одна от другой, начиная от конуса нарастания. Семя осторожно прокалывают булавкой, стараясь не задеть корешка и почечки, и прикалывают к крышке так, чтобы корень был ориентирован вертикально вниз (рисунок). Далее проростки помещают во влажные ка меры и хранят в термостате при температуре 20 - 25° С.
Через сутки измеряют расстояние между метками и вычисляют средний суточный прирост различных участков корня.
Результаты выражают графически, откладывая на оси абсцисс номера отрезков, а на оси ординат - приросты. Соединив точки, получают большую кривую роста.
Делают вывод о характере роста корня.
Рисунок. Определение зоны роста корня.
Оборудование и реактивы:
Проростки семян гороха или фасоли, влажная камера, иголки, тушь, деревянные палочки, фильтровальная бумага, линейки.
Вопросы для повторения:
Какими фазами представлен рост растений? Какие физиологические процессы для них характерны?
Термины.
АБК - природный гормональный ингибитор роста терпеноидной природы. Название АБК обусловлено ее способностью вызывать опадание черешков листьев, завязей и плодов (Abcission). Под действием АБК задерживается прорастание семян, распускание почек. АБК вызывает закрывание устьиц, количество ее резко возрастает при водном дефиците.
Ауксины - фитогормоны преимущественно индольной природы: индолилуксусная кислота и ее производные, активирующие рост отрезков колеоптилей, стеблей и корней, вызывающие тропические изгибы, а также стимулирующие образование корней у черенков растений.
Большая кривая роста - кривая, описывающая процесс роста, т.е. прирост длины, объема и массы клетки, ткани, органа, целого организма или популяции. Кривая носит S-образный характер. Различают отдельные участки кривой: лаг-фазу (начальную), лог-фазу (фазу ускорения роста), фазу замедления и стационарную фазу.
Гиббереллины - фитогормоны, производные флуоренового ряда гибберелловая кислота и другие, индуцирующие или активирующие рост стеблей растений, вызывающие прорастание семян и образование партенокарпических плодов, нарушающие период покоя у многих растений, а также индуцирующие цветение растений.
Онтогенез - индивидуальное развитие особи, начиная с момента зарождения и заканчивая смертью. Термин «онтогенез» введен Э. Генкелем в 1866 г. В процессе онтогенеза происходят рост, дифференциация и интеграция частей развивающегося организма. Характерной особенностью онтогенеза растений является чередование бесполого (сапрофит) и полового (гаметофит) поколений. Онтогенез растений делят на следующие последовательные возрастные и структурно-физиологические этапы: эмбриональный, ювенильный, зрелости, размножения и старости.
Развитие растений - это качественные физиологические, биохимические и морфологические изменения при новообразовании элементов структуры организма, которые обуславливают прохождение растением определенных этапов жизненного цикла - онтогенеза: молодости, половой зрелости, размножения, старения и отмирания.
Регуляторы роста и развития - органические соединения, вызывающие стимуляцию или ингибирование процессов роста и развития растений. Встречаются как природные вещества, так и синтетические препараты, применяемые при обработке сельскохозяйственных культур.
Ретарданты - синтетические вещества, тормозящие удлинение стебля. Механизм их действия состоит в ингибировании синтеза гиббереллинов в растительных организмах. В качестве ретардантов используют хлорхолинхлорид, алар и др. Ретарданты применяют для борьбы с полеганием хлебов, для торможения вытягивания рассады овощей и др.
Рост - необратимое увеличение линейных размеров и массы тела, связанное с новообразованием структуры организма. Рост растений складывается из роста клеток, тканей и органов.
Тропизмы - направленные ростовые движения (изгибы) органов растений, вызванные односторонним воздействием различных факторов среды (света, влаги, химических веществ и т.д.). Тропизмы возникают в растущих частях растения и обычно являются следствием более быстрого роста клеток на одной стороне листа, корня или стебля. Эти растяжения связаны с асимметричным распределением ауксина в органе. В зависимости от природы раздражителей различают: геотропизм, фото, хемо, гигмо, термо и другие виды гропизмов.
Фитогормоны - гормоны растений, органические вещества, вырабатываемые специализированными тканями высших растений и действующие в ничтожно малых количествах как регуляторы и координаторы онтогенеза. Известны 5 типов фитотормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины - стимуляторы, а также ингибиторы - абсцизовая кислота и этилен. Фитогормоны способны перемещаться с места синтеза к месту действия; влияя на биосинтез ферментов и других белков. Ферменты могут проявлять как специфическую активность, так и перекрываться по своей активности. Затрагивают почти все аспекты развития, начиная с деления и растяжения клеток и заканчивая образованием цветов и плодов.
Фотопериодизм - реакция организмов на суточный ритм освещения, т.е. на соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток, выражающаяся в изменении процессов роста и развития. Фотопериодизм - приспособительная реакция к комплексу сезонных изменений внешних условий. Основной результат фотопериодизма - образование в разных органах растений фитогормонов, влияющих на цветение, образование клубней, луковиц и т.д., и на физиологические процессы.
Фототропизм - ростовые изгибы органов растений под влиянием одностороннего освещения. Стебли обычно обнаруживают положительный фототропизм, корни некоторых растений - отрицательный, листья - поперечный.
Хемотропизм - ростовая двигательная реакция органов растений (изгибание) на градиент химического вещества. Отчетливо проявляется у корней пыльцевых трубок, гифов грибов.
Эмбриональное развитие - охватывает развитие зародыша от зиготы до созревания семени включительно. Зародыши проходят ряд последовательных фаз развития, при этом изменяется концентрация ИУК и цитокинина, в клетках осуществляется постепенная дифференциация зародыша. Если в начале своего развития зародыши зависят от фитогормонов, поступающих из эндосперма, то затем они сами начинают синтезировать фитогормоны, а при формировании семян ауксин выделяется из них в окружающие ткани.
Этилен - ненасыщенный углеводород. В небольшом количестве образуется в тканях растений как промежуточный продукт обмена веществ. Содержится в различных органах высших растений: плодах, цветках, листьях, стеблях, корнях. При увеличении концентрации этилена происходит замедление роста, ускорение старения клеток, созревание и опадание плодов. Часто этилен действует совместно с абсцизовой кислотой.
