Физиология растений

1.Задачи физиол.раст.Теор.и практ.значим.ф.р.

Ф.р-н,кот.изуч.проц.жизнедеят.и ф-ии раст.орг-ов.

С одной стор.физ.раст-теоретич.наука,кот.опир.на последн.

достиж.физики,химии,молек.биологии,с др.стор.эта наука

им.больш.практич.знач.для земледелия.Тимирязев писал:

«Ф.р-научн.основа для земледелия».

Предмет-изуч.всех ф-ий раст.орг-ма.Задачи:Изуч.законом

ер-тей ж/д раст-гл.зад;Разраб.биохим.теор.Корн.пит.раст.в

целях >эфф.исп-я мин.удобр.и повыш.плодор;выясн-е мех-

ма фотосинтеза;раскрытие мех-ма биол.фиксации N атм-ры

и исп-я его высш.раст-ми;разраб.приемов>продукт.исп-я во

ды раст;изуч.мол-биол.основ разв.раст.орг.в целях упр-я эти

ми проц;иссл.сис.регуляции и регулятивных ф-й раст;изуч.

проц.и мех-ов распредел-я ассимилятов в онтогенезе раст.в

целях направл-го формир-я урожаев;разв.научн.основ получ.

физиол-ки акт.в-в и примен.их в  растениеводстве.Познание

проц.саморег-я физиол.ф-й и самонастр-я целого раст.орг-ма.

2.Ист.разв.ф.р.как науки.Роль отеч.ученых в разв.ф.р.

Ф.р.как самост.наука возникла на рубеже 18и19столетий.Она имеет

Долгую историю,богатую открытиями и событиями.Формальн.дат

ой зарожд.ф.р.счит.1800г,когда был издан 5томн.труд швейцарск.бо

таника Сенебье-«Ф.р».Он и дал  назва.этой науке.Зарожд.ф.р.в России

отн.ко 2ой пол.19столетия.Основополож-ми этой науки в Р.явл-ся Фа

минцин и Тимирязев.Фаминцин-перв.академик,физиолог раст.РАН,ор

ганизатор петерб.школы физиологов раст.В 1867г.он создал в Петерб.

Унив-те самост.кафедру физ.раст.Фамин.-автор монографии«Обмен

В-в и превращ-е энергии в  раст-х»и первого отеч.учебника по ф.р.Осн.

Научн.труды его посвящ.фотосинт.и  обм.в-в в раст.Центром науки

ф.р.того времени в сис-ме Академии наук была лаборат.анатомии и ф.р,возглавл.

Фаминциным.В ней в 1892г.Ивановский откр.вирусы,а в 1908г.Цвет разраб

.принципы адсорбционно-хроматографическ.анализа.

Среди ученых Фамин.шир.изв-ны Баранецкий,Виноградский,Ротерт,Ри

хтер и др.Для разв.соврем.ф.р.больш.знач.им.победа материалистич.миро

воззрения в биологии над идеалистическим.Успехи в разв.ф.р.зависели от

преодоления метафизического подхода  к анализу жизн.явл-й и применен

им научн.метода познания окр.нас  мира-материалистич.диалектики.Больш.

роль в этом принадл.Тимирязеву.Основу научн.творч-ва Т.составл.2проб

леммы-космич.роль раст.и эволюц.учение Дарвина.Т-организатор моск.шк

олы ф.р.Осн.иссл-я Т.по ф.р.посвящ.проц.фотосинт.Для провед.опытов он сконструир. ряд оригин-х приборов.Он устан.завис-ть фотосинт.от инт-ти

света и его спектральн.состава,показал,что ассимиляция раст-ями углерода

из C0₂воздуха прсх засчет энергии солн.света,гл.образом кр.и син.лучей,пог

лощаемых хлорофиллом.Т.также доказал применимость к проц.фотосинт.

закона сохр.эн.и 1принципа фотохимии.В 1867г.Т.заведовал опытным полем

в Симбирской губернии,где провод.опыты,связ.с  дей.мин.уд-й на урожай.Осн.

произвед-я Т:«Жизнь раст»,«Дарвин и его учение»,«Столетние итоги ф.р.»,«З

емледелие и ф.р.»и др.Ф.р.сначала  развив-сь как наука о почв.пит.Позже она

начала изуч.воздушн.среду как  матер.источник сущ-ния зел.раст.Открытие ос

новн.закона сохр.материи и эн.было основой для дальнейш.разв.ф.р.Важн.роль

п.и воздуха как источников пит.раст.была откр.в 18в.Ломоносов высказал мысль,

что раст.формир.с пом.листьев засчет окр.атм-ры.Он впервые сформул.идею о

воздушном пит.раст.Франц.агрохимик и физиолог Буссенго,кот.впрервые стал

выращив.раст.в спец.вегетац.сосудах,опроверг ошибочн.пред-я Либиха(о гумус

ной теории).Бусс.и Гелиригель устан.сп-ть бобовых усваив.молек.азот атм-ры,а

рус.ботаник Воронин доказ,что  на корнях боб.обр-ся клубеньки.Рус.микробиол

ог Виноградский откр.хемосинтез и  бактерии,с пом.кот.этот проц.прсхт.Пряниш

ников изучил азотн.обмен и др.актуальн.вопросы  мин.пит.Им и его ученик-ми

было устан,что правильн.исполь-е уд-й явл.мощным фактором регулир-я физио

логич.проц-в,прсхдщих в раст,и формир-я  урожая.В сер.19в.началось изуч.фото

синт.как энергетич.процесса.Дых-е-одна из важнейш.ф-й,свойств-х всем живым

орг-м.Перв.экспер-ты по изчу.дых.раст.проведены в кон.18в.Больш.влияние на

разв.ф.р.оказ.учение Дарвина,согласно кот.ист.разв.орг-кой формы тесно связ.с

ф-ей и внешн.усл-ми.Крупн.вклад в разв.ф.р.в нашей стране внес основополож-к

экол.ф.р.Максимов.Широко изв-ны работы Максимова и его учеников(Туманова,

Сказкина,Мошкова и др)в обл-ти физиологии морозостойк-ти,засухоуст-ти,роста

и разв.,светокульт-ры раст.Больш.вклад в ф.р.внесли основопол-к учения о фито

гормонах Холодный и создатель  гормональн.теор.разв.раст.Чайхалан.Важно в те

оритич.и практич.отношении успешно развиваемое Курсановым направление,

изучающее раст.орг-м как целостную  термодинам.,метаболич.сис.Разв.ф.р.в на

шей стране хар-ся широким охватом  проблем науки и глубоким проникнов-ем

в суть исследуемых вопросов.Осоь-тью нач.пер.разв.ф.р.в России было то,что

она счит.наукой университетской,исключит.преподавлась там,и ей придавалось

лишь общеобразоват.знач.

3.Хим.в-ва,вход.в сост.раст.кл.Ферм-ты,их осн.св-ва и физиол.знач.

Из 100известных хим.эл-тов в составе живых кл.постоянно обнаруж

-ся чуть больше 20,а обязательн-ми  для выполн.жизн.ф-й можно счит.

16.Больш.часть массы живых кл.сост.вода(80%).Она обеспеч.прижиз

ненную стр-ру макромолекул и кл.органелл,уч.в хим.р-х,транспортн.

проц-х и терморегуляции,поддерж.форму  и размеры кл.Химической

основой жизненных проц.служ.белки,липиды и нукл.к-ты.Белки пред

ст.соб.полимеры,т.е.в-ва,сост.из небольш,сходных по св-вам молекл,

связ-ых др.с др.ковалентн.связями.Ф-и:стр-ная(основа строения кл-би

ол.мембр.-на ½ сост.из белков),ферментативн(все биол.катализаторы хи

м.р-й в кл.явл.белками),транспортн(некот.белки,наход.в кл.мембр,уч-т

в трансп.в-в)запасная(белок предст.соб.высоковосстановленное соед.с

больш.запасом энергии),защитн(роль б.в защите от инфекций).

Нукл.к-ты предст.соб.гетерополимеры,мономерами кот.явл.нуклеотид

ы.НК сод.и реализуют инф-ю о всех белках в кл.Липиды.Общ.св-во всех

этих в-в-выс.гидрофобность.Л.раствор.в эфире,бензине,бензоле.Это обу

словлено налич.в их мол-лах больш.кол-ва неполярных углеводородн.ра

дикалов.

Будучи белками,ф.облад.всеми их св-ми.Вместе с тем биокатализаторы

хар-ся рядом специфич.качеств,тоже вытек-х из их белк.прир.Эти качес

тва отлич.ф.от кат-ров обычного типа.Сюда относ.термолабильность ф,

завис-ть их действия от знач.рН среды,специфичность и подверженность

влиянию активаторов  и ингибиторов.С-одно из наиб.выдающ.качеств ф.

Это св-во их было откр.еще в прошл.столетии,когда было сделано наблюю

д,что оч.близк.по стр-ре в-ва-пространств.изомеры(a-иb-метилглюкозиды)

расщепл.по эфирной связи 2мя совершенно разн.ф.Т.ф.объясн.тем,что t,с од

ной стор,возд.на белк.ч.ф,приводя при слишком высоких знач.к денатурации

и белка и сниж.катал.ф-и,а с др.стор,оказ.влияние на скор.р-и образ-я ферме

нт-субстратного комплекса и на все послед.этапы преобраз.субстрата,что ве

дет к усил.катализа.Завис.акт-ти ф.от знач.рН среды-для кажд.ф.сущ.опт.

знач.рНсреды,при кот.он проявл.max акт-ть.Большинство ф.им.макс.акт.в зо

не рН поблизости от нейтр.точки.В резко кисл.или резко щелочн.среде хор.

раб-т лишь некот.ф./В основе всех ф-й орг-ма леж.хим.р-и.В живой кл.их

скорость регулир.ферментами-биол.катализаторами.

4.Клет.обол.,ее  стр-ра и физиол.ф-и.Фазы роста кл,этапы обр.кл.обол.

у раст.

Хар-ной особ-тью раст.кл.явл.налич.жесткой  кл.стенки.Кл.обол.опр-т

форму кл,придает клеткам и тканям раст.мех-ую прочность и опору,за

щищ.цитоплазматич.мембрану от разрушения под влиянием гидростат

ического давления,развиваемого внутри кл.Кл.обол.облад.такими св-ва

ми,кот.позвол.противостоять давл-ю  воды внутри кл,и в то же время  облад.растяжимостью и сп-тью  к росту.Она явл.противоинфекц.барьер

ом,приним.уч.в поглощ-и мин.в-в,являясь своеобр.ионообменником.

В состав кл.обол.входят целлюлоза,гемицел-за,пектин.в-ва,липиды и

Небольш.кол-во белка.Компон-ты кл.обол.явл.прод-тами жизнедеят.кл.

Они выдел-ся из цитопл.и претерпевают превращения на пов-ти плазма

леммы.Кл.обол.также облад.избир.прониц.и сп-тью к дв-ю.

Обр-е кл.стенки начин.в метафазе кл.деления.В экваториальной зоне воз

никает срединная пластинка,сост.из пектата Ca,кот-ая,нарастая от центра

к периферии,отделяет одну новообразованную кл.от др.Средин.пластин

ка с той и другой стор.покрыв-ся первичн.кл.стенкой.Рост в толщину пр

схт засчет наложения нов.слоев  со стороны содержимого каждой кл.Рост

в длину начин.с разрыхления  матрикса.В этом проц.важн.роль игр.фито

гормоны.В образовавшиеся полости поступ.нов.порции материала,из кот.

строится кл.стенка.Синтез и транспорт этих в-в осущ-ся гл.обр.вакуолями

аппарата Гольджи.

Этапы роста кл:1.все кл.заполнены цитопл.,вакуолей нет-эмбрион.фаза.

2.Фаза растяжения.Появл.вакуоли,начин.разрастанеи кл.обол.,кл.вытягив

ается.3.Фаза внутр.дифф-ции.Кл.стан.специализированными,т.е.обр-ся кл.

разных постоянных тканей.

5.Основные  свойства цитоплазмы: вязкость, эластичность, подвижность, раздрожимость. 

Цитоплазма – это часть клетки заключенная между плазмодесмой и ядром.

Цитоплазма состоит из 3 слоев:

1)Плазмолемма- располагается на поверхности цитоплазмы, окружая ее и отделяя от клеточной стенки. Имеет мембранное строение обеспечивающее в основном избирательную проницаемость.

2) Мезоплазма(матрикс, гиалоплазма)-сложная  безцветная коллойдная часть.Состоит из белков, РНК, полисахаридов,липидов. Обладает вязкостью в зависимости от растворенных в ней веществ.Внутри неё расположены все органойды.

Делится ещё на 2 слоя:

А)Эндоплазма- способна к движению

Б)Эктоплазма – не способна к движению

3)Тонопласт – отделяет клеточнй  сок от цитоплазмы.Имеет мембранное строение обеспечивающее в основном полупроницаемость.

6.Мембраиный принцип орган-и пов-ти цитопл.и органелл кл.Ф-и мембр.

Апп.Гольджи,рибос,пероксис,лизос.и митох.

М-ультратонк.стр-ры,располож.на пов-ти кл.и субкл-х частиц.

Они отдел.кл.от внеш.среды и обр-т внутри кл.отсеки,относ-но

изолир.один от др.М.сост.из 2слоев  белков снаружи и внутри.И

их 2слоев липидов м/у ними.Эти липидн.слои пропит.белк.мол,

поэтому м.им.мозаичн.стр-е.Ф-и:1.м.предст.соб.высокоизбират.

барьер в отн-и разл.ионов и мол.2.М.выполн.роль метабол.насо

са(-проц.переноса в-в из кл.в.кл)3.На ней распол.высокочув.ре

цепторы,благ.чему кл.реаг.на разл.внешн.возд.4.М.осущ.сложн.

комплекс ферм-х проц./Апп.Г.может  сост.из отд-х пластинок,

палочек и чешуек,разброс.по всей цитопл.кл.Ф-я-накопл.и вывед.

из кл.разл.в-в./Лизосомы-округл.тельца,окр.мембр.,богатые ферм.

Ф-я-осущ.лизис(-распад ненужн.в-в в кл).Перокс.-микротельца,им.

форму овальн.гранул с однослойн.мембр.Уч.в проц.фотодых./

Мит.сост.из белка и липидов.М-дых.центры кл.Ф-я-синтезАТФ.

Риб-рибонуклеопротеидн.част.сферич.ф.В них сод.приблиз.один.

кол-во стр-ного белка и высокополимерн.РНК.Ф-я-синтез белков.

7.Поступл.воды  в раст.кл.Диффузия,осмос.Осм.потенциал.Мет.изм.осм.потенциала в кл.

Вода своб-ноо прох.ч/з плазматич.мембр,кот.облад.избирательн.прон

иц-тью.Подобное прохожд.воды в кл.назыв.осмосом.При этом вода в

кл.поступ.частично за счет диффузии,частично за счет тока воды ч/з

поры в мембр.При осмосе вода перех.из р-ра слаб.конц.в>концентр.

р-р,где сод.воды меньше./Чтобы активность дв-я молекул раствори

теля была одинаковой в обеих  частях системы,надо к р-ру приложить

опр.давл.Давл,кот.превыш.акт-ть мол.р-ля(воды)и выравнивает ско

рость их дв-я в обоих напр-ях,назыв.осм.потенц.или  осм.давл.Осм.

давл.рассм.как св-во сис.,кот-ая сост.из р-ля и р-ра с полупрониц.

перегородкой м/у ними. Осм.давл.такой сис.-термодинамич.параметр.

Это сила диффузионного давл,кот.обусл-т переход р-ля ч/з единицу

площади полупроницаемой перегородки в р-р,наход-ся при том же внеш

нем давлении,что и р-ль./Поступл.воды в кл.путем осмоса завис.от

конц.в-в в кл.и окр.среде,и  от давл,создаваемого р-ром.Чем >конц.

в-в в кл,тем >поступ.в нее  воды.Поступивш.в кл.вода увелич.ее объем.

В раст.кл.вода прох.ч/з цитоплазму и накапл.в вакуоли,где выс.конц.

кл.сока.Объем вакуоли при этом увел,она давит на цитопл,а последн

яя-на оболочку.В кл.возник.давл,кот.назыв.тургорным,и поступл-е во

ды в кл.прекращ.Когда же вода частично израсход-ся,тург.давл.снизи

тся и снова вода осм-ким путем  будет поступать в кл.

8.Поступл.солей в  раст.кл.Явл.пиноцитоза.Поступл.ионов в вакуоль.

В наст.врем.не вызыв.сомнениц,что поступл.солей в раст.кл.прсхт в виде

Ионов и это проходит в несколько  этапов.Пит.в-ва м.поступ.и накаплив.в кл.обол,цитопл,вакуоли.Особенно важным этапом явл.поступл.в-в в цитопл.

Особенно важным этапом явл.поступл.в-в  в цитопл.Экспериментально дока

Зано,что пит.в-ва м.поступ.в цитопл.и  не проникать в вакуоль.Это хор.видно

из опытов Холодного по влиянию  солей на форму плазмолиза.В р-рах разных

солей форма плазмолиза различна.Ca повыш.вязкость цитопл.и,как следствие,

форма плазмолиза в р-рах его  солей вогнутая.Калий сниж.вязкость-форма вы