Кафедра фармакогнозии с курсом ботаники и основ фитотерапии

Кафедра фармакогнозии с курсом ботаники и основ фитотерапии БГМУ Рост и развитие растений лектор: к. б. н, доцент Шайдуллина Г. Г.

План n n n 1. Понятие о росте и развитии 2. Онтогенез растений, этапы 2. 1. Эмбриональный 2. 2. Ювенильный 2. 3. Репродуктивный 2. 4. Сенильный 3. Рост растений, периодичность и фазы роста. Покой растений 4. Морфогенез побега 5. Морфогенез корня 6. Коррелятивный рост 7. Регуляторы роста и развития растений. 8. Влияние факторов внешней среды на рост и развитие растений. Фотопериодизм

Рост – необратимое увеличение размеров и массы клеток, органа или всего организма, связанное с новообразованием структур и элементов

Фазы роста: начальная фаза, n фаза интенсивного роста, n фаза замедления роста, n стационарного состояния n

Кривая роста

Развитие качественные изменения в структуре и – функциональной активности растения и его частей в процессе онтогенеза. n n Дифференцировка - в озникновение качественных изменений между клетками, тканями и органами Онтогенез (греч. ontos – существо, genesis – происхождение) – индивидуальное развитие организма от зиготы до естественной смерти.

Онтогенез Рост Дифференцировка Возрастные изменения

Этапы онтогенеза: Эмбриональный (латентный) Ювенильный (догенеративный) Репродуктивный (генеративный) Сенильный (старости)

Эмбриональный этап онтогенеза Охватывает период развития зародыша от зиготы до созревания семени. n Зигота образуется в результате слияния яйцеклетки со спермием n Эндосперм образуется в результате слияния диплоидного ядра со спермием n

Фазы развития зародыша n Проэмбрио. Состоит из суспензора и октанта (8 клеток) Сердцевидная фаза. В результате билатерального деления закладываются семядоли, а между ними – апекс побега. n Глобулярная фаза. Клетки октанта делятся параллельно поверзности n n Торпедо. Формируется промеристема корня и побега. n Созревания. Стационарное состояние зародыша

Ювенильный этап n Начинается с прорастания семян или органов вегетативного размножения и характеризуется быстрым накоплением вегетативной массы. Растения в этот период не способны к половому размножению. В этот период происходит прорастание семян и формирование вегетативных органов.

Фазы прорастания семени: ♦ набухания n ♦ проклевывания n ♦ гетеротрофного роста проростка n ♦ перехода к автотрофному способу питания. n

Прорастание семени

Репродуктивный (зрелость, генеративный) этап n Охватывает период от закладки и роста органов размножения до плодоношения. Подразделяется на фазы: бутонизации, начала цветения, массового цветения, окончания цветения, начала плодоношения, массового плодоношения, окончания плодоношения.

Сенильный (старость) этап Включает период от полного прекращения плодоношения до естественной смерти. Для растений характерны разные типы старения: n однолетние растения отмирают целиком, n у многолетних трав отмирает надземная часть, n у листопадных деревьев стареют и опадают все листья. n

Значение старения: 1. Адаптация растений к неблагоприятным условиям. n 2. Процессы старения и отмирания способствуют более быстрой эволюции, так как ускоряют смену поколений, оборачиваемость генетического материала. n

Гипотезы старения: Гипотеза Молиша – после цветения и плодоношения растение умирает от истощения. n Гипотеза Казаряна – смерть растений это последствие нарушения функциональной корреляции между корнями и листьями. n

Этапы роста клеток 1. Деление клеток n 2. Растяжение n 3. Дифференцировка n 4. Рост наложением новых слоев на клеточную оболочку у специализированных клеток - трахеид, волокон и др. Размеры клетки при этом не увеличиваются. n

Типы роста органов растений Верхушечный рост n Базальный рост n Интеркалярный (вставочный) рост n

Периодичность роста. Циркадные ритмы с периодом около суток. Они связаны с суточными колебаниями освещенности, температуры. n Сезонная периодичность - периодичность роста и развития в течение сравнительно длительного периода, связанного со сменой времен года. n

Покой – это физиологическое состояние растений, когда все жизненные процессы заторможены. n Вынужденный. Обусловлен факторами среды n Физиологический. Обусловлен эндогенными факторами

Способы выведения семян из состояния покоя: 1) скарификация – используются механические приемы частично разрушающие оболочку семян; n 2) старификация – органы растений длительно выдерживают при температуре близкой к нулю и повышенной влажности. n

Морфогенез побега n n n Складывается из роста и развития основных органов побега – стебля, листьев, цветков, почек, которые закладываются в апекальной меристеме. Апекс побега состоит из туники и корпуса. Клетки туники дифференцируются в эпидермис побега и листьев, корпуса – в остальные ткани побега и мезофилл листа

Фазы роста и развития листа образование примордия n формирование оси листа n закладка пластинки листа за счет боковой меристемы n рост пластинки растяжением. n

Морфогенез корня n Апекс коня подразделяется на три зоны дерматоген, периблему и плерому. Производные инициальных клеток дерматогена дифференцируются в корневой чехлик и эпиблему, периблема – в кору, плерома – в центральный цилиндр. Боковые корни развиваются в зоне всасывания и проведения.

Рост корня

Ростовые корреляции – это зависимость роста и развития одних органов от других. n Обусловлены трофическим фактором и соотношением фитогормонов n

Факторы внешней среды, влияющие на рост: температура (величина, периодичность); n влажность; n минеральные вещества; n газовый состав воздуха; n механические воздействия; n свет (интенсивность, качество, продолжительность, периодичность); n сила тяжести и др n

Фитогормоны (ростовые вещества) n – низкомолекулярные органические вещества, образующиеся в различных тканях и органах и, действующие в очень низких концентрациях (10 -13 -10 -5 моль/л).

Особенности гормональной системы растений менее специализирована, и для включения и выключения каких-либо физиологических и морфогенетических программ используются одни и те же гормоны, но в разных концентрациях. n Синтезируются в одних органах, а оказывают физиологический эффект на другие органы. n

Зависимость регенерации культуры тканей от соотношения фитогормонов

Синтез и транспорт фитогормонов

Фитогормоны подразделяются: ► гормоны – стимуляторы (ауксины, цитокинины, гиббереллины) n ► гормоны – ингибиторы, тормозящие физиологические процессы (абсцизины и этилен). n

Ауксины n Основные физиологические эффекты: n Активируют деление и растяжение клеток; Вызывают формирование проводящих пучков и корней; Способствуют разрастанию околоплодников; Обуславливают апикальное доминирование; Задерживают процесс старения; Играют главную роль в тропизмах и настиях; Ткани, обработанные ауксинами, аттрагируют питательные вещества. Способствуют росту пыльцевой трубки, плода. n n Синтезируются в апексе побега n n

«Овсяная проба» для обнаружения ауксиноа

Цитокинины n Физиологический эффект: n ♦ Индукция деления клеток, но n n Синтезируются в апексе корней n n n только при наличии ауксинов; ♦ Предотвращение распада хлорофилла; ♦ Способствуют нормальному росту листьев и поддерживают его аттрагирующую способность; ♦ Способствуют морфогенезу корня и побега; ♦ Участвуют в регуляции старости.

Гибберелины n n Синтезируются в листьях и корнях n Физиологический эффект: ♦ Вызывают удлинение стебля, но не стимулируют рост корня; ♦ Стимулируют образование цветоноса и зацветание; ♦ Способствуют выведению семян и клубней из состояния покоя.

Абсцизины n n n Синтезируются в листьях и корневом чехлике n Физиологический эффекты: ♦ Тормозят рост растений ♦ Ингибируют прорастание семян, почек ♦ Стимулируют формирование отделительного слоя в основании черешка листа ♦ Участвуют в механизмах стресса

Этилен n CH 2=CH 2 n n Синтезируется в стареющих листьях и созревающих плодах n Физиологические эффекты: ♦ Ингибирует удлинение проростков, рост листьев ♦ Вызывает задержку митозов ♦ Ускоряет созревание плодов, старение листьев.

Гербициды: 1) сплошного действия – уничтожают все надземные и подземные части растений (сорняки); n 2) избирательного действия – уничтожают растения выборочно – только двудольные – например крестоцветные, маревые, сложноцветные или только однодольные. n