Дати визначення.

Ріст — це незворотне збільшення розмірів рослин (або органів їх), що зумовлем новоутворен­ням органів, клітин або окремих їх елементів за рахунок біосинтетичних процесів.

Розвиток — це сукупність якісних морфологічних та фізіологічних змін рослини на окремих ета­пах їі життєвого циклу (онтогенезу), які зумовлені генотипом та фенотипом.

Всі стадії росту пов'язані з біохімічною активністю всіх меіаболічних циклів, насамперед з білковим синтезом, в ході якого генетична інформація ДНК реалізується у відповідних фер­ментних комплексах, структурних білках тощо. Ферменти, в свою чергу, регулюють функціональну активність клітини.

Зміни, які відбуваються на клітинному рівні, впливають на формування як окремих органів, так і організму в цілому, і цей процес називають морфогенезом, тобто формування у рослин включає в себе процеси закладання, росту і розвиїку клітин {цитогенез), тканин (гістогенез), органів (органогенез).

Ріст може бути позитивним, коли анаболізм переважає над катаболізмом, і від'ємним, ко­ли каїаболізм переважає а на болізм. Так, в процесі проростання насінини в процесі формуван­ня проростка збільшуються кількість клітин, їхні розміри, складність структури, але суха маса зменшуеіься, тому проростання — період від'ємного росту. Прикладом росту може бути поява на пагонах нових листків.

Поява ж квіток — це якісно новий стан рослинного організму, який свідчить про те, що в ньому відбулись глибокі біохімічні й фізіологічні зміни. Тому цвітіння — показник розвитку рослин. Разом з тим слід підкреслити єдність цих процесів. Адже поява квітки або якісно нових листків завжди супроводжується збільшенням розмірів листкових зачатків, квіткових бруньок, в про­цесі якого зростає кількість клітин, тобто відбувається ріст. Фізіологія росту і розвитку — один з найбільш активно досліджуваних напрямків, він тісно пов’язаний з рослинництвом, сучасною біотехлологією.

Основні критерії, які визначають темпи росту і розвитку, різні. Критерії темпів росту зви­чайно визначають швидкісіь наростання біомаси, об'єму та розмірів рослин. Критерієм темпів розвитку служить перехід рослин до свого відтворення, тобто репродукції. Це ще раз підкрес­лює нетотожність цих понягь, що дозволяє нам розглянути процеси росту і розвитку послідовно. Фотоперіодизм- реакція рослин на співвідношення між довжиною дня й ночі. Виявляється в швидкості настання цвітіння й плодоношення.

Фотоперіодизм у рослин проявляється в зміні процесів росту та розвитку. Один з основних проявів цієї реакції – фотоперіодична індукція цвітіння.

За типами ФПР розрізняють такі основні групи рослин (Т. К. Горишина, 1980):

1. Рослини короткого дня, яким для переходу до цвітіння потрібно світла 12 і менше годин на добу (коноплі, тютюн);

2. Рослини довгого дня, для фази цвітіння їм потрібна довжина дня понад 12 годин на добу (картопля, пшениця, шпинат);

3. Рослини проміжного типу, цвітіння в яких наступає при певному діапазоні фотоперіодизму, наприклад гваюла;

4. Рослини фотоперіодично нейтральні, цвітіння в яких відбувається при будь-якій довжині дня (помідор, кульбаба тощо).

Особливо велику роль фотоперіодизм відіграє в географічному поширенні рослин і в регуляції їх сезонного ритму.

Фотоперіодизм вивчали американські фізіологи рослин У. Гарнер, Г. Аллард у 1920-1925 рр. В залежності від реакції рослин на довжину дня, що прискорює зацвітання, вони поділяються на:

· довгоденні (ДДР - рослини довгого дня – злаки, хрестоцвіті, кріп; поширені в основному в помірних та приполярних широтах);

· короткоденні (КДР - рис, соя, конопля; субтропіки);

· довгокороткоденні (ДКДР) і

· короткодовгоденні (КДДР) – потребують чергування різних фотоперіодів;

· нейтральні (НДР - гречка, горох і ін.).

Поділ рослин на дані групи не пов’язаний з конкретною оптимальною довжиною дня, а лише дає уявлення про те, чи прискорюється цвітіння при збільшенні чи зменшенні тривалості освітлення в кожному фотоперіоді.

Є рослини з якісними й кількісними типами фотоперіодичних реакцій. Інтенсивність освітлення, температура й інші фактори можуть змінювати характер фотоперіодичних проявів рослин.

Для КДР із якісною реакцією основним фактором служить тривалість темнового періоду. Його переривання (хоч на 1 хв.) перешкоджає переходу до цвітіння. Переривання світлового періоду темнотою не впливає на строки цвітіння. ДДР не потребують періоду темноти і зацвітають при безперервному освітленні.

Фотоперіодична дія сприймається головним чином листками, а не апексами пагонів. Максимальну чутливість до фотоперіоду мають листки, які тільки що закінчили ріст. Здійснюється це головним чином завдяки фітохрому. Вважають, що його темнове перетворення може служити способом вимірювання часу по типу піскового годинника. Спалах червоного світла встановлює фазу ендогенного ритму.

Необхідність великої поверхні листків і достатньої інтенсивності світла для переходу до цвітіння у багатьох рослин пояснюється потребою ростучих меристем в асимілятах. У НДР перехід до цвітіння забезпечується віковими змінами. Тут спрацьовує ендогенна регуляція. Дані фактори (температура і фотоперіод) можуть діяти послідовно, як, наприклад, в озимих злаків.

Температурна й фотоперіодична регуляція служать пристосуванням рослин до умов існування, тому що обумовлюють сприятливі строки для переходу до цвітіння. В ході фотоперіодичної індукції в листках утворюється стимулятор цвітіння, який транспортується у вегетативні бруньки пагонів, де включає другу фазу ініціації – евокацію.

Ди́хання — сукупність реакцій біологічного окиснення органічних енерговмісних речовин з виділенням енергії, необхідної для підтриманняжиттєдіяльності організму.

Дихання притаманне всім органам, тканинам і клітинам рослини. Інтенсивність дихання можна уявити, вимірюючи кількістьвуглекислого газу, що виділяється тканиною, або вимірюючи кисень, що поглинається нею. Більш інтенсивно дихають молоді, швидко зростаючі органи і тканини рослин. Найбільш активно дихання репродуктивних органів, потім листя; слабкіше дихаютьстебла і коріння. Тіньовитривалі рослини дихають слабкіше світлолюбних. Для високогірних рослин, адаптованих до зниженогопарціального тиску O₂, характерна підвищена інтенсивність дихання. Дуже активним є дихання цвілевих грибів, бактерій. Дихання посилюється з підвищенням температури (на кожні 10 °C — приблизно у 2-3 рази), зупиняючись за температури у 45-50 °C. У тканинах зимуючих органів рослин (бруньки листвяних дерев, голки хвойних) дихання продовжується (з різкозниженою інтенсивністю) і при значних морозах. Дихання рослин стимулюють механічні та хімічні подразнення (поранення, деякі отрути,наркотики). Закономірно змінюється дихання під час розвитку рослини та її органів. Сухе насіння дихає досить слабко. При набуханні і наступному проростанні насіння дихання посилюється у сотні і тисячі разів. Із закінченням періоду активного росту рослин дихання їхніх тканин слабшає, що пов'язується з процесом старіння протоплазми. При дозріванні насіння, плодівінтенсивність дихання зменшується.

Відповідно до теорії радянського біохіміка А. Н. Баха, процес дихання, тобто окислення вуглеводів, жирів, білків, здійснюється за допомогою окисної системи клітини в два етапи^[3]:

1. активація кисню (O₂) повітря шляхом його приєднання до ненасичених, здатних мимоволі окислюватися сполукам, що містяться в живій клітині (оксигенази) з утворенням перекисів,

2. активація перекисів із звільненням атомарного кисню, здатного окислювати важкоокислювані органічні речовини.

За теорією дегідрування російського ботаніка В. І. Палладіна, найважливіша ланка дихання — активація водню субстрату, здійснювана дегідрогеназою. Обов'язковий учасник складного ланцюга процесів дихання — вода, водень якої разом з воднем субстрату використовується для відновлення самоокислюваних сполук — так званих дихальних пігментів. Вуглекислий газ (CO₂), що виділяється при диханні, утворюється без участі кисню повітря, тобто анаеробно. Кисень повітря йде на окислення дихальниххромогенів, що перетворюються при цьому в дихальні пігменти. Подальший розвиток теорія дихання отримала в дослідженнях радянського ботаніка С. П. Костичева, згідно з якими перші етапи аеробного дихання аналогічні процесам, властивим анаеробам. Перетворення утворюваного при цьому проміжного продукту можуть йти з участю кисню, що властиво для аеробів. У анаеробів ж ці перетворення йдуть без участі молекулярного кисню.

За сучасними уявленнями, процес окислення, який становить хімічну основу дихання, полягає у втраті речовиною електрона. Здатність приєднувати або віддавати електрони залежить від величини окисного потенціалу з'єднання. Кисень володіє найвищим окислювальним потенціалом і, отже, максимальною здатністю приєднувати електрони. Однак потенціал кисню сильно відрізняється від потенціалу дихального субстрату. Тому роль проміжних перенощиків електронів від дихального субстрату до кисню виконують специфічні сполуки. Почергово окиснюючись і відновлюючись, вони утворюють систему перенесення електронів. Приєднавши до себе електрон від менш окисненого компонента, такий перенощик відновлюється і, віддаючи його наступному компоненту з більш високим потенціалом, окислюється. Так електрон передається від однієї ланки дихального ланцюга до іншого і, врешті-решт, кисню. Це заключний етап дихання.

Всі ці процеси (активація кисню, водню, перенос електрона ланцюговою реакцією на кисень) здійснюються головним чином у мітохондріях завдяки розгалуженій системі окислювально-відновних ферментів. Шляхом проходження до кисню електрони, що мобілізуються спочатку від молекули органічної речовини, поступово віддають закладену в них енергію, яку клітина запасає у формі хімічних сполук, головним чином АТФ.

Завдяки досконалим механізмам запасання та використання енергії процеси енергообміну в клітині йдуть з дуже високим коефіцієнтом корисної дії, поки недосяжним в техніці. Біологічна роль дихання не вичерпується використанням енергії, накопиченої в окислюваній органічній молекулі. У ході окислювальних перетворень органічних речовин утворюються активні проміжні сполуки — метаболіти, які жива клітина використовує для синтезу специфічних складових частин своєї протоплазми, утворення ферментів. Усім цим визначається центральне місце, що займає дихання в комплексі процесів обміну речовин живої клітини. У диханні схрещуються і пов'язуються між собою процеси обміну білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, жирів та інших компонентів протоплазми.

Дата добавления: 2015-07-17