Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Апреля 2013 в 01:51, контрольная работа
1. Меристема. Их классификация. Меристемы побега. Их организация и функции. Формирование листьев и побегов апикальной меристемой. Превращение вегетативного апекса в генеративный. Рисунок апикальной меристемы побега.
2. Растительная клетка как осмотическая система. Роль осмотических процессов в жизнедеятельности растений. Физиологическая сухость почвы и обуславливающие ее причины.
3. Световая фаза фотосинтеза.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
Контрольная работа
По «Физиологии растений»
Факультет ЛА
Курс 1 зач.книжка № 712042
Вариант № 2
Приемовой Екатерины Александровны
СПб 2013г.
СОДЕРЖАНИЕ
Меристемы, или образовательные ткани, или меристематические ткани — обобщающее название для тканей растений, состоящих из интенсивно делящихся и сохраняющих физиологическую активность на протяжении всей жизни клеток, обеспечивающих непрерывное нарастание массы растения и предоставляющих материал для образования различных специализированных тканей (проводящих, механических и т. п.).
Клетки меристемы имеют малодифференцированный протопласт и слабо оформленные мелкие вакуоли. Пластиды обычно находятся в стадии пропластид. Отложения запасных веществ в активно делящихся клетках не происходит. Клетки меристематической ткани располагаются близко и не имеют межклетников. Однако разные меристемы сильно отличаются по форме и размерам составляющих их клеток. Так, апикальная меристема построена паренхимными клетками, а прокамбий и камбий - прозенхимными.
Классификация
I. По длительности существования.
1.1. Длительно живущие - инициальные клетки или инициали, способные делиться неопределенное число раз.
1.2. Короткоживущие это клетки меристемы, являющиеся производными инициалей. Они делятся ограниченное число раз и превращаются в постоянные ткани.
II. По происхождению.
2.1. Первичная меристема появляется в самом начале роста проростков
из клеток зародыша (промеристема), и сохраняется в конусе нарастания стебля
и кончике корня. Она представляет собой
недифференцированную ткань, все клетки
которой неограниченно делятся. Промеристема образует более дифференцированные меристематические
ткани: протодерму, прокамбий и
Своеобразную первичную
2.2. Вторичные меристемы возникают из первичной меристемы (например, камбий из прокамбия) или из какой-либо постоянной ткани (например, феллоген - в эпидерме или первичной коре). За счет деятельности вторичных меристем обычно осуществляется рост органа в толщину.
III. По положению в теле растения (рис. 1).
3.1. Верхушечные (апикальные)
3.2. Боковые (латеральные)
3.3. Вставочные (интеркалярные)
3.4. Раневые
Апикальная меристема - группа меристематических (
Апикальные меристемы располагаются на верхушке побегов (главных и боковых) и на кончике всех молодых корешков. Такое расположение меристем определяется уже в начальных фазах онтогенеза. Оплодотворенная яйцеклетка при делении образует предзародыш (проэмбрио), состоящий из эмбриональных (меристематических клеток). При дифференциации тела проэмбрио в кончике первичного корешка и на верхушке первичной почечки локализуются группы меристематических клеток, формирующих апикальные меристемы. Верхушечные меристемы обусловливают рост побегов и корней в длину (высоту), их ветвление. Каждый боковой побег и корень также имеет апикальную меристему.
Побег - это надземная часть растения. Вегетативный побег, состоящий из стебля, листьев и почек, закладывается в процессе развития зародыша, в котором он представлен почечкой. Почечка, в состав которой входят стебелек и листовые зачатки, может считаться первой почкой растения. Апикальная меристема почечки при развитии зародыша формирует новые листья, а стебель удлиняется и дифференцируется на узлы и междоузлия. Растущая верхушечная почка побега обычно тормозит развитие боковых (апикальное доминирование). Боковые побеги начинают развиваться только при увеличении расстояния между верхушкой побега и латеральными почками. Почки особенно хорошо заметны осенью, когда опадают листья. Весной из них развиваются новые побеги, таким образом почка представляет собой зачаток побега. Почки могут располагаться на верхушке побега - верхушечные почки, а также по его бокам над каждым листом - боковые почки. Они называются еще пазушными почками, так как находятся в пазухах листьев. Участок стебля, от которого отходят лист и почка, называют узлом, а участок стебля между соседними узлами называют междоузлием. Пазушные почки имеют такое же расположение, что и листья, то есть очередное, супротивное или мутовчатое.
Почки многолетних растений закладываются осенью, а развитие новых побегов происходит весной следующего года, то есть почки способны переносить неблагоприятные условия внешней среды. Защитную роль выполняют почечные чешуи, которые являются первыми видоизмененными листьями почки, развитие которых заканчивается еще осенью. Чешуи налегают друг на друга, и края их смыкаются. У деревьев они плотные, кожистые, часто пропитанные смолистыми веществами. Чешуи почек травянистых растений не такие плотные, а у многих отсутствуют. Осевая часть представлена коротким зачаточным стебельком, от которого отходят маленькие зачаточные листья зеленого цвета, сложенные вдоль или свернутые в трубочку. В пазухах зачаточных листьев можно обнаружить мелкие зачаточные пазушные почки. Все эти части образуют почку - зачаточный побег.
Вегетативный побег образуется при развитии и росте вегетативной почки, а генеративный побег с зачатками цветка или соцветия формируется в результате роста и развития цветочной или генеративной почки. Обычно генеративные почки отличаются от вегетативных более крупными размерами. Развивающийся из почки побег имеет верхушечный или апикальный рост, который обеспечивается делением клеток конуса нарастания. Развитие побега из почки имеет сложный характер. Апикальная меристема не только образует клетки первичных тканей, но и участвует в формировании примордиев листьев и пазушных почек, развивающихся затем в боковые побеги. Эта меристема не защищена структурой, аналогичной корневому чехли-ку. Вегетативный апекс побега состоит из двух зон: наружной, представленной клетками, при делении которых происходит увеличение поверхности, и внутренней, состоящей из клеток, делящихся в разных направлениях и дающих основной объем побега. Наружная зона называется периферической меристемой, а вглубь от нее расходится сердцевинная меристема. Из наружного слоя берут начало покровные ткани, сердцевинная меристема дает начало основной ткани (большей части сердцевины). В период активного роста побега апикальная меристема формирует примордии с такой скоростью, что узлы и междоузлия не успевают образоваться, и лишь постепенно участки между листьями начинают расти и вытягиваться в междоузлия, а участки, где образуются листья, оформляются в узлы. Таким образом, рост стебля в длину происходит за счет удлинения междоузлий. Первичный рост стебля в толщину осуществляется как за счет продольных делений, так и за счет растяжения клеток первичной коры и сердцевины.
В течение вегетативной фазы жизни побега общие размеры апекса сначала постепенно увеличиваются (рост усиления), а затем, если данный побег до конца жизни остается вегетативным, могут снова уменьшаться, что будет свидетельствовать о старении этого апекса. Если побег со временем переходит в репродуктивную (генеративную) фазу, в деятельности верхушки наступают очень резкие изменения, обусловленные рядом биохимических и физиологических процессов. Форма апекса меняется, он вытягивается или, наоборот, становится широким, уплощенным, и вместо листовых зачатков на нем начинают формироваться зачатки частей верхушечного цветка или зачатки отдельных цветков соцветия. Это уже не вегетативный, а флоральный апекс. Таким образом, апикальная меристема является тем местом, где происходят важнейшие физиологические процессы, ведущие к образованию органов полового воспроизведения — конечному этапу развития побега.
Апикальная меристема в верхушечной почке побега элодеи (Elodea canadensis):
А - продольный разрез; Б - конус нарастания (внешний вид и разрез); В - клетка первичной меристемы;
Г - клетка из сформировавшегося листа.
1 - конус нарастания, 2 - первичный бугорок, 3 - вторичный бугорок (бугорок пазушной почки), 4 - примордии (зачаточные листьев).
2. Растительная
клетка как осмотическая
Растительная клетка представляет собой осмотическую систему. Пектоцеллюлозная оболочка хорошо проницаема как для воды, так и для растворенных веществ. Однако плазмалемма и тонопласт обладают избирательной проницаемостью, легко пропускают воду и менее проницаемы, а в некоторых случаях непроницаемы для растворенных веществ. В этом можно убедиться, рассмотрев явления плазмолиза и тургора. Если поместить клетку в раствор более высокой концентрации, чем в клетке, то под микроскопом видно, что протоплазма отстает от клеточной оболочки. Это особенно хорошо проявляется на клетке с окрашенным клеточным соком. Клеточный сок остается внутри вакуоли, а между протоплазмой и оболочкой образуется пространство, заполненное внешним раствором.
Жизнедеятельность клетки характеризуется непрерывно протекающими в ней процессами обмена веществ, причем цитоплазма избирательно реагирует на воздействие разных факторов внешней среды. В поглощении и выделении веществ большую роль играют процессы диффузии и осмоса. Осмотическими называют явления, происходящие в системе, состоящей из двух растворов, разделенных полупроницаемой мембраной. В растительной клетке роль полупроницаемых пленок выполняют пограничные слои цитоплазмы: плазмалемма и тонопласт.
Плазмалемма - наружная мембрана цитоплазмы, прилегающая к клеточной оболочке. Тонопласт - внутренняя мембрана цитоплазмы, окружающая вакуоль. Вакуоли представляют собой полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком - водным раствором углеводов, органических кислот, солей, белков с низким молекулярным весом, пигментов.
Концентрация веществ в клеточном соке и во внешней среде (в почве, водоемах) обычно не одинаковы. Если внутриклеточная концентрация веществ выше, чем во внешней среде, вода из среды будет диффундировать в клетку, точнее в вакуоль, с большей скоростью, чем в обратном направлении, т. е. из клетки в среду. Чем больше концентрация содержащихся в клеточном соке веществ, тем сильнее сосущая сила - сила, с которой клетка «всасывает воду». При увеличении объема клеточного сока, вследствие поступления в клетку воды, увеличивается его давление на цитоплазму, плотно прилегающую к оболочке. При полном насыщении клетки водой она имеет максимальный объем. Состояние внутреннего напряжения клетки, обусловленное высоким содержанием воды и развивающимся давлением содержимого клетки на ее оболочку носит название тургора. Тургор обеспечивает сохранение органами формы (например, листьями, неодревесневшими стеблями) и положения в пространстве, а также сопротивление их действию механических факторов. С потерей воды связано уменьшение тургора и увядание.
Если клетка находится в гипертоническом растворе, концентрация которого больше концентрации клеточного сока, то скорость диффузии воды из клеточного сока будет превышать скорость диффузии воды в клетку из окружающего раствора. Вследствие выхода воды из клетки объем клеточного сока сокращается, тургор уменьшается. Уменьшение объема клеточной вакуоли сопровождается отделением цитоплазмы от оболочки - происходит плазмолиз.
В ходе плазмолиза форма плазмолизированного протопласта меняется. Вначале протопласт отстает от клеточной стенки лишь в отдельных местах, чаще всего в уголках. Плазмолиз такой формы называют уголковым .
Затем протопласт продолжает отставать от клеточных стенок, сохраняя связь с ними в отдельных местах, поверхность протопласта между этими точками имеет вогнутую форму. На этом этапе плазмолиз называют вогнутым .
Постепенно протопласт отрывается от клеточных стенок по всей поверхности и принимает округлую форму. Такой плазмолиз носит название выпуклого.
Если у протопласта
связь с клеточной стенкой
в отдельных местах сохраняется,
то при дальнейшем уменьшении объема
в ходе плазмолиза протопласт приобретает
неправильную форму. Протопласт остается
связанным с оболочкой