Тема 8. Рост и развитие растений (8 ч)

Лекция 18. Онтогенез как развертывание генетической программы организма (2 ч).

Цель: изучить стадии онтогенеза растительного организма.

Вопросы для рассмотрения.

1. Эмбриональный этап и его характеристика.

2. Ювенильный этап и его характеристика.

3. Фитохромная система.

4. Этап зрелости и его характеристика.

5. Характеристика этапа старения.

6. Теория циклического старения и омоложения растений (по Н.П. Кренке).

Лекция 19. Особенности роста растительного организма (2 ч).

Цель: изучить закономерности роста растительного организма на различных уровнях организации.

Вопросы для рассмотрения.

1. Универсальная кривая роста Ю. Сакса.

2. Фазы роста клеток и их регуляция.

3. Ростовые корреляции.

4. Ростовые движения растений.

Движение растений — изменения расположения органов в пространстве под влиянием внешних факторов

Лекция 20. Фитогормоны. Фотопериодизм и покой у растений (2 ч).

Цель: изучить особенности гормональной регуляции у растений.

Вопросы для рассмотрения.

1. Классификация групп фитогормонов.

2. Характеристика отдельных групп фитогормонов.

3. Гормональная теория цветения.

4. Гормональная регуляция покоя и прорастания семян.

5. Фотопериодизм и его значение для растений.

Фитогормоны:

q Гомоны растений — сравнительно низкомолекулярные органические вещества (Мr 28 — 346).

q Они образуются в очень малых количествах в одной части растения, транспортируются в другую ее часть, вызывая там специфическую ростовую или формообразовательную реакцию,

q Действуют в очень низких концентрациях порядка 10^—13—10^—5 моль/л.

q Гормоны полифункциональны и включают (индуцируют) не одну какую-нибудь реакцию, а целую физиологическую программу.

q Для включения и выключения морфогенетических и физиологических программ используются одни и те же фитогормоны в разных соотношениях.

q Действие одних гормонов часто антагонистично действию других.

q Для каждой формы роста один из гормонов можно рассматривать как доминирующий, а другие — как дополнительные.

q Характер и тип роста зависят от соотношения в тканях гормонов, стимулирующих и ингибирующих данный ростовой процесс

Лекция 21. Регенерация растений. Движение растений (2 ч).

Цель: изучить особенности регенерационных и двигательных процессов у растений.

Вопросы для рассмотрения.

1. Классификация типов регенерации у растений.

2. Тотипотентность клеток как физиологическая основа регенерации.

3. Физиологическая регенерация.

4. Типы травматической регенерации.

5. Классификация двигательных реакций растений.

6. Ростовые движения растений.

7. Тургорные движения растений.

Репарация (на клеточном уровне) — особая функция клеток, заключаю-щаяся в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, повреждённой при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физическими или химическими агентами.

Репарация (на уровне организма) – восстановление утраченных частей организма. Репарация может быть в форме регенерации и реституции.

Реституция – восстановление целого организма из его отдельной части (клетки, участка ткани, кусочков корневищ или листьев).

Ростовые движения – физиологически активные движения отдельных ор-ганов и частей растения, основанные на росте клеток растяжением.

Термонастии – движения, вызванные сменой температуры. При повышении температуры цветки раскрываются (эпинастические движения), при снижении температуры закрываются (гипонастические движения).

Тигмотропизмы (гаптотропизмы) – реакция растений на одностороннее механическое воздействие.

Тотипотентность – свойство клеток обладать исходным одинаковым гене-тическим потенциалом.

Тропизмы – изменения положения органов, вызываемые односторонне действующим раздражителем.

Сейсмонастии – движение органов растений, происходящие в ответ на со-трясения, толчки и обусловленные изменением тургесцентности клеток.

Настии – обратимое движение органов с дорсивентральным строением в ответ на изменение диффузно действующих факторов внешней среды.

Эпинастии – настические движения органов, при которых верхняя сторона растет днем быстрее, чем нижняя.

Тема 9. Физиологические основы устойчивости растений (8 ч)

Лекция 22. Стресс у растений. Специфические и неспецифические реакции растений (2 ч).

Цель: изучить особенности стрессовых реакций у растений.

Вопросы для рассмотрения.

1. Отличие стрессовых реакций у растений от стресса у животных.

2. Группы стрессоров растений.

3. Неспецифические реакции растений на стрессовые воздействия.

4. Специфические реакции растений на стрессовые воздействия.

Крайне неблагоприятные для растений условия характерны для значительной территории земного шара. Даже в районах с благоприятным сочетанием жизненных факторов периодически бывают засухи или ливни, морозы и жара, продолжительные или короткие заморозки. Наиболее распространенные экстремальные для растения факторами являются засуха, высокие и низкие температуры, избыток воды и солей в почве, недостаток кислорода, присутствие в атмосфере вредных веществ, ультрафиолетовая радиация, ионы тяжелых металлов.

Сильно действующий фактор внешней среды, способный вызвать в организме повреждение или даже привести к смерти, называют стрессорным фактором, или стрессором.

Способность растения переносить действие неблагоприятных факторов и давать в таких условиях потомство называется биологической устойчивостью или стресс-толерантностью.

Стресс (неспецифический адаптационный синдром) – неспецифические реакции растения, возникающие в ответ на неблагоприятные воздействия.

Стрессовые белки – белки, образующиеся в ответ на повреждающие дей-ствие стресса.

Стрессор – фактор внешней среды, способный вызвать в организме стрес-совую реакцию.

Лекция 23. Устойчивость растений к температурному фактору среды (2 ч).

Цель: изучить действие пониженной и повышенной температуры на растения и адаптации к ним.

Вопросы для рассмотрения.

1. Холодостойкость и морозоустойчивость растений.

2. Этапы закаливания растений (работы И.И. Туманова).

3. Засухоустойчивость и жаростойкость растений.

4. Особенности водного обмена различных экологических групп растений.

5. Механизмы устойчивости растений к низким и высоким температурам.

Пойкилогидрические растения – организмы, приспособившиеся перено-сить значительный недостаток воды без потерь жизнеспособности.

Пойкилоксерофиты (лишайники и др.) – не способны регулировать свой водный режим и при значительном обезвоживании впадают в состояние покоя (криптобиоз). Способны перено¬сить высыхание.

Полуксерофиты – (гемиксерофиты — шалфей, резак и др.) растения, об-ладающие интенсивной транспирацией, которая поддерживается деятельностью глубокой корневой системы, часто достигающей грунтовых вод, плохо переносят обезвоживание и атмосферную засуху.

Гомойогидрические растения – растения, способные регулировать свой водный обмен (покрытосеменные).

Ксероморфные признаки – признаки, определяющие засухоустойчивость растений (мелкие листья и клетки, опушенность, заглубленные мелкие устьица и т.п.).

Стипаксерофиты – растения, приспособленные к перенесению перегрева, быстро использующие влагу летних дождей, но переносящие лишь кратковременный недостаток воды в почве (степные злаки – ковыль и др.)

Закон ограничивающих факторов – лимитирующий фактор, находящийся в минимуме, ограничивает действие других факторов.

Теория И.И. Туманова – теория закаливания к низким температурам. Согласно этой теории для приобретения свойства морозостойкости растения должны пройти три этапа подготовки: переход в состояние покоя, далее первую и вторую фазы закаливания.

Устойчивость растений к экстремальным воздействиям (засуха, высокие и низкие температуры, засоленность и др.) основана на изменении биохимических и физиологических процессов, позволяющих растениям адаптироваться к неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Адаптационная способность организмов неодинакова и зависит, с одной стороны, от их генетических особенностей, стадии онтогенеза, физиологического состояния, а с другой – от условий выращивания растений, длительности и характера действия стрессового фактора.

Зимостойкость и холодостойкость. Зимостойкость – это устойчивость растений к пониженным температурам и к целому комплексу неблагоприятных условий, связанных с перезимовкой. Морозоустойчивость – способность растений переносить температуры ниже 0⁰С.

Холодостойкость – устойчивость теплолюбивых растений к низким положительным температурам.

На территории нашей страны для растений наиболее губительны низкие температуры воздуха и почвы. Низкие отрицательные температуры повреждают зимующие растения, низкие положительные температуры оказывают неблагоприятное воздействие на ход физиологических процессов и формирование урожая теплолюбивых растений.

В естественных условиях устойчивость зимующих растений складывается из морозоустойчивости, устойчивости к выпреванию, вымоканию, выпиранию и зимней засухи. Используют несколько способов диагностики состояния зимующих растений.

Белки теплового шока – особая группа низкомолекулярных белков, которые синтезируются только при действии стресс-фактора (например, при повышении температуры).

Вымокание – это явление гибели растений от недостатка кислорода (ги-поксии), происходящее преимущественно весной под толщей талых вод.

Вынужденный покой – фаза покоя, которая регулируется факторами внешней среды.

Выпирание – это явление разрыва корней растений при проникновении снеговой воды в почву во время оттепели, а затем образование ледяной корки на границе с неоттаявшими слоями почвы, которые приподнимают верхний ее слой, а в результате увеличения объема застывшей воды происходит травматизация корневой системы.

Выпревание – явление, при котором под слоем мокрого снега и температуре 0⁰С происходит активизация процессов дыхания у растений и расходование запаса сахаров, накопленных во время закаливания, в результате чего растения гибнут после таяния снегов при весенних заморозках.

Засухоустойчивость. Засухоустойчивыми считают растения, которые в процессе онтогенеза способны приспосабливаться к действию засухи и осуществлять в этих условиях рост, развитие и размножение.

Физиологическая засухоустойчивость растений – способность растений переносить обезвоживание и действие высоких температур.

Установлено, что дефицит воды приводит к изменению физиолого-биохимических реакций в растении: скорости и направленности азотного обмена, синтеза белков и липидов, состава и свойств мембран, интенсивности фотосинтеза и дыхания, энергетики этих процессов и др.

Солеустойчивость. Засоление является одним из факторов окружающей среды, который в значительной степени ограничивает рост и развитие растений, приводя в конечном итоге к снижению их продуктивности, либо даже к гибели организмов.

Криопротекторы – вещества, снижающие температуру замерзания внутри- и межклеточного содержимого.

Криптогалофиты – растения, поглощающие значительные количества солей, которые выделяют наружу.

Лекция 24. Фитоиммунитет и солеустойчивость растений (4 ч).

Цель: изучить особенности устойчивости растений к патогенам и фактору засоления.

Вопросы для рассмотрения.

1. Классификация патогенов растений.

2. Конституционные механизмы устойчивости к патогенам.

3. Индуцированные механизмы устойчивости к патогенам.

4. Классификация типов засоления и их действие на растение.

5. Механизмы адаптации растений к фактору засоления.

Индуцированные механизмы устойчивости – возникают в ответ на действие повреждающего фактора (например, фитоалексины и др.).

Конституционные механизмы устойчивости – механизмы защиты, присутствующие в тканях растения-хозяина до инфицирования.

Реакция сверхчувствительности (СВЧ) – совокупность процессов, происходящих в месте контакта биотрофного паразита с растением, сопровождающихся быстрым отмиранием клеток устойчивого сорта растений с образованием очага некроза в ответ на его внедрение.

Фитоалексины – это низкомолекулярные антибиотические вещества высших растений, возникающие в растении в ответ на контакт с фитопатогенами.

Фитоиммунитет (видовая устойчивость) – способность растения защищать себя от огромного количества сапрофитных микроорганизмов.

Фитонциды – антибиотические низкомолекулярные вещества, разнообразного строения, способные задерживать развитие или убивать микроорганизмы и определяющие конституционные механизмы устойчивости.

Элиситеры – биологически активные вещества, образующиеся при травме клеток.

Дата добавления: 2014-01-07