Процесс роста растений
Процесс роста растений — это процесс новообразования элементов структуры организма. Под элементами структуры надо понимать органы, клетки, части клеток и даже субмикроскопические компоненты протоплазмы.Процесс роста растений.
Понятие о росте растений
Обычно рост растенийсопровождается увеличением их массы и размеров. Рост — это свойство живого организма, для которого характерно наряду с новообразованием элементов структуры и разрушение их. В некоторых случаях разрушение может преобладать над новообразованием или быть ему равным. Но это не означает, что рост приостановился. Например, в период образования генеративных органов у злаков и некоторых однолетних растений наблюдается не прирост сухого вещества, а его убыль. В то же время несомненно, что ростовые процессы идут, так как образуются новые элементы структуры организма. При прорастании семян в темноте образуются большие проростки, т. е. наблюдается рост, но сухой вес проростков будет меньше, чем сухой вес посеянных семян. Потеря веса при росте происходит и при посеве семян в почву и при посадке клубней картофеля. До тех пор пока ростки не выйдут на поверхность, наблюдается явный рост, но вместе с тем и уменьшение веса растения. Процесс роста при прохождении организмом жизненного цикла осуществляется с различной скоростью, и характер образования новых элементов структуры закономерно изменяется.
Фазы роста клетки
Растущие зоны находятся на конце каждого корня и стебля растения. Размеры растущей зоны вообще невелики: на кончике корня она примерно равна 1,0 см, у стебля — 4,0—30,0 см.На конце растущей зоны находится эмбриональная ткань — первичная меристема. Она состоит из одинаковых мелких клеток, сплошь заполненных протоплазмой, имеющих тонкие оболочки и крупное ядро.
Эмбриональная фаза роста клетки
Клетки находятся в состоянии непрерывного деления, при этом размеры их остаются более или менее постоянными. Вслед за делением происходит увеличение массы живого вещества в каждой новой клетке до тех пор, пока она не достигнет размера материнской, после чего клетка делится. Увеличение размеров в этой фазе роста невелико, так как оно определяется только увеличением числа клеток. Эта фаза роста называется эмбриональной. Образовавшиеся клетки переходят в следующую фазу роста, которая характеризуется значительным увеличением размера растительной клетки. В клетках появляются вакуоли, постепенно сливающиеся в одну большую.
Фаза растяжения клетки
Количество протоплазмы в этой фазе роста продолжает увеличиваться, разрастается оболочка клетки, и сильно увеличивается ее объем. Эта фаза роста называется фазой растяжения. В этом случае количество клеток остается постоянным; сильный рост обусловлен увеличением размера клеток, связанного главным образом с увеличением размеров клеточной оболочки и объема клеточного сока.
Фаза дифференцировки клетки
У клеток утолщаются клеточные оболочки за счет наслоения гемицеллюлоз и лигнина. Выросшие клетки начинают дифференцироваться, образуя различные ткани. Эта фаза роста называется фазой дифференцировки. В фазе дифференцировки клетки не увеличиваются в размерах и количество их остается прежним, поэтому линейный рост незначителен. По окончании дифференцировки рост клетки прекращается. Фазы роста клетки. Таким образом, каждая клетка проходит все 3 фазы роста, находясь последовательно в разных зонах роста, которые располагаются в следующем порядке: на самом кончике корня и стебля находится зона эмбрионального роста, дальше зона растяжения и наконец зона дифференцировки. Благодаря наличию концевых меристем осуществляется рост корня и стебля в длину. Рост стеблей и корней в толщину возможен благодаря наличию вторичной меристемы — камбия. Камбий имеется только у двудольных растений и расположен между ксилемой и флоэмой. Клетки камбия характеризуются также энергичным делением и проходят все 3 фазы роста, образуя ксилему и флоэму. Вторичная меристема имеется также у основания каждого листа, но обычно сохраняется недолго. Кроме того, вторичная меристема бывает у основания междоузлий, так называемая вставочная, или интеркалярная, меристема. Вторичной меристемой является также пробковый камбий. Для роста клеток необходим приток органических и минеральных веществ, воды и наличие нуклеиновых кислот — РНК и ДНК, при участии которых и осуществляется синтез белка, являющегося основой протоплазмы. РНК в эмбриональных клетках находится не только в ядре, но и во всей протоплазме. При дальнейшем росте РНК сосредоточивается в образующихся паренхимных клетках в структурных элементах — рибосомах, пластидах и митохондриях. В. Г. Конарев показал, что образование небелковых структур (кольца и спирали сосудов) в фазе дифференцировки происходит также при участии РНК. Вначале прирост участка увеличивается, затем постепенно уменьшается, и наконец расстояние между метками не изменяется, т. е. прирост равен нулю (см. табл.) Для роста растений необходима энергия, освобождающаяся в процессе дыхания. Кроме того, для осуществления ростовых процессов необходимы активаторы роста. Наблюдать за ростом можно следующим простым способом, предложенным Саксом. На эмбриональную зону корня или стебля проростка наносят тушью 2 метки на расстоянии 1 мм. Проросток помещают во влажную атмосферу и ежедневно измеряют участок между метками и определяют его прирост. Данные заносят в таблицу.
Общая длина и прирост корня бобов на протяжении восьми дней
| Показатель | Дни | ||||||||
| 1-й | 2-й | 3-й | 4-й | 5-й | 6-й | 7-й | 8-й | ||
| Общая длина (мм) Прирост (мм) | 1 | 2,8 1,8 | 6,5 3,7 | 24,0 17,5 | 40,5 16,5 | 57,5 17,0 | 72,0 14,5 | 80,0 8,0 | 80,0 0,0 |
Такие же данные можно получить в течение одних суток, нанося не одну, а несколько меток на расстоянии 1 мм одна от другой по всей растущей зоне проростков. На следующий день измеряют все участки и вычисляют прирост.Растущие зоны стебля и корня с нанесенными метками.
- — с только что нанесенными метками,
- — спустя сутки.
Наименьшие приросты будут на кончике корня или стебля, где клетки находятся в состоянии эмбрионального роста. Приросты возрастают и достигают максимума в зоне растяжения, постепенно уменьшаясь к концу зоны; в зоне дифференцировки изменение длины участков не наблюдается.
Источник
Урок 12. Рост и развитие организмов
Рост – количественное изменение (увеличение размера, объёма и массы организма) за счет увеличения количества и размеров клеток.
Развитие – качественное изменение (усложнение или упрощение строения) особи с момента зарождения до конца жизни.
*Онтогенез – индивидуальное развитие организма от зарождения до естественной смерти.
*Филогенез – историческое развитие организмов в процессе эволюции.
*Эмбриональное развитие – зародышевый период индивидуального развития многоклеточного организма начинается с момента первого деления зиготы и заканчивается рождением или выходом из яйца.
*Постэмбриональное развитие – процесс индивидуального развития организма, начинающийся с момента рождения или выхода организма из яйцевых оболочек, и продолжающийся вплоть до гибели.
Основная и дополнительная литература по теме урока
- Биология. 5 – 6 класс. Линия жизни / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк. – М.: Просвещение, 2018.
- Биология в схемах и таблицах / А. Ю. Ионцева, А. В. Торгалов.
- Введение в биологию. Неживые тела. Организмы: учеб. для уч — ся 5 – 6 кл. общеобразоват. учеб. заведений / А.И. Никишов. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2012.
- Биология. Живой организм. 5 – 6 классы: учебник для общеобразовательных учреждений с приложением на электронном носителе / Л. Н. Сухорукова, В. С. Кучменко, И. Я. Колесникова. – М.: Просвещение, 2013.
- Биология. Обо всем живом. 5 класс: учебник / С. Н. Ловягин, А. А. Вахрушев, А. С. Раутиан. – М.: Баласс, 2014.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Понятие о росте и развитии организма. Рост – это количественные изменения организма животного, которые проявляются в увеличении массы, размеров тела в целом и отдельных органов. Различают рост массовый, объемный и линейный. В практике учитывают обычно массовый рост путем взвешивания и линейный — путем взятия промеров отдельных частей тела животного.
Развитие – это процесс морфологических и физиологических изменений в организме животного от момента зачатия до конца жизни.
Различают индивидуальное развитие (онтогенез) и историческое (филогенез). Индивидуальное развитие -это изменения особи, индивидуума, историческое же развитие – это изменения, происходящие у животных данного вида в течение всего периода существования этого вида на Земле. Индивидуальное и историческое развитие являются неразрывными сторонами единого процесса развития живой природы. Индивидуальное развитие совершается путем обмена веществ и является сложным процессом качественных превращений и количественных изменений, происходящих в организме животного. Важнейшими закономерностями индивидуального развития являются: неравномерность, периодичность и ритмичность.
Рост и развитие теснейшим образом связаны между собой и представляют разные стороны единого процесса – онтогенеза.
Стадии постэмбрионального развития у млекопитающих, их характеристика.
Период новорожденности – наиболее ответственный период послеутробного развития. Длится 2 – 3 недели, начиная со момента рождения. При появлении на свет животное переходит к легочному дыханию, к питанию через рот, а не через пуповину. Вырабатываются постепенно на основе врожденных условные рефлексы. В этот период основной, а иногда и единственной пищей является молоко матери.
Молочный период – продолжается несколько месяцев (до отъема молодняка от матери или до прекращения выпойки его молоком). Наряду с молоком, которое в этот период остается основным кормом, животное потребляет во все возрастающих количествах и растительные корма. Они стимулируют усиленное развитие органов пищеварения и способствуют подготовке животных к их дальнейшему развитию на растительных кормах. Продолжается интенсивный рост животных.
Период полового созревания – характеризуется существенными изменениями внутренних условий развития (под влиянием гормонов эндокринных желез) и заметными изменениями пропорций тела (приобретаются черты взрослых животных). В этот период усиленно развиваются половые органы и вторичные половые признаки (ясно вырисовывается половый диморфизм); к концу периода наступает половая зрелость и животные способны размножаться. Рост животных в этот период замедляется.
Период физиологической зрелости. Это период наивысшей воспроизводительной способности, максимальной продуктивности и жизнедеятельности животного. У различных видов животных данный период наступает в разном возрасте: у скороспелых раньше, но продолжается обычно не долго; у позднеспелых — позже. Кроме того, на продолжительность этого периода большое влияние оказывают условия воспитания молодняка, кормление, содержание и использование животных.
Период старения организма – характеризуется затуханием воспроизводительных функций, снижается усвояемость кормов, уменьшается продуктивность, снижается общий жизненный тонус организма.
Пример и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 1. Зачеркните неверные предложения в тексте.
Варианты ответов:
Рост – это увеличение размеров, объема и массы как целого организма, так и отдельных его частей. То есть рост – это качественные изменения в организме. Он обусловлен делением и ростом клеток. Еще одна особенность растений – они растут на одном месте. Поэтому им необходим прирост всех частей, чтобы охватить минимальное жизненное пространство.
Рост растений может быть непрерывным и временным. При непрерывном росте, характерном для большинства наших однолетних растений и многих тропических видов, размеры организма или отдельных его частей увеличиваются постоянно.
Правильный вариант ответа:
Рост – это увеличение размеров, объема и массы как целого организма, так и отдельных его частей. То есть рост – это качественные изменения в организме. Он обусловлен делением и ростом клеток. Еще одна особенность растений – они растут на одном месте. Поэтому им необходим прирост всех частей, чтобы охватить минимальное жизненное пространство.
Рост растений может быть непрерывным и временным. При непрерывном росте, характерном для большинства наших однолетних растений и многих тропических видов, размеры организма или отдельных его частей увеличиваются постоянно.
Источник
Рост — это увеличение размеров и массы живых организмов. Рост и развитие
Живые существа растут и развиваются. Каждый организм начинает свой путь с одной-единственной клетки. Постепенно образуются ткани и органы. Рост и развитие живых организмов — это не одно и то же. Рост — это увеличение размеров и массы. Но живые организмы при этом проходят и через ряд трансформаций, которые включают в себя такой процесс, как развитие.
Что такое рост живого организма?
Подумайте о новорожденном ребенке. Он обладает всеми особенностями взрослого человека, но при этом очень крошечный. По прошествии многих лет малыши становятся крупнее и постепенно становятся такими же взрослыми людьми. Этот процесс — рост или увеличение размеров и массы живых организмов. Но маленький ребенок когда-то был одной клеткой, которая потом превратилась в зиготу, затем в плод, а потом уже в крошечного малыша.
В некоторых организмах рост связан с радикальной трансформацией. Возьмем, к примеру, бабочку. Она начинает свой путь как личинка, затем превращается в гусеницу, затем в куколку, из которой вылетает уже красивая бабочка. Все живые существа растут и развиваются.
Так, растения зарождаются из семечка и превращаются в большое дерево, цветок или куст. Некоторые организмы в процессе роста сохраняют внешнее сходство со своими родителями, а некоторые могут иметь некоторые незначительные изменения — все зависит от генетики.
Рост и развитие — это одно и то же?
Эти два понятия иногда выступают как взаимозаменяемые, но все же рост и развитие живых организмов описывают отдельные события в организации взросления. Развитие — это прогрессия от более ранних до более поздних этапов созревания, например, семя развивается в зрелое дерево. Это процесс, при котором образуются ткани, органы и целые растения. Он включает в себя рост, морфогенез (приобретение формы и структуры) и дифференциацию. Взаимодействие окружающей среды и генетические инструкции, унаследованные клетками, определяют, каким образом будет развиваться конкретный организм.
Рост — это не просто увеличение размеров и массы живых организмов, это также необратимое изменение размера клеток и органов из-за их деления и расширения. Бывает так, что, достигнув определенного этапа, этот процесс затормаживается или прекращается, но иногда клетки продолжают делиться бесконечно (это в большей степени касается растений).
Растения отличаются от животных по своему росту. Так, по мере взросления молодых животных все части их тел растут до тех пор, пока не достигнут генетически определенного размера для каждого вида. Рост растений, с другой стороны, продолжается на протяжении всей жизни и ограничен только определенными меристемами.
Рост с точки зрения биомассы
Увеличение размеров и массы живых организмов можно измерить с точки зрения биомассы, то есть определяя количество органического материала за исключением воды. Организм растет путем деления митотических клеток (митоз). Этот процесс сопровождается увеличением клеточного размера. Поэтому увеличение размеров и массы живых организмов – их рост – является одним из главных признаков всех живых организмов, наряду с наличием обмена веществ, способностью к реакции на раздражения, движениям, размножению и так далее.
Источник
Тема 6. РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
Развитие организма представляет собой процесс реализации генетической информации, имеющейся в зиготе, и включает становление многоклеточности, дифференциацию клеточных комплексов в многоклеточной системе и их последовательные морфогенетические изменения.
Рост растения — представляет собой одну из составляющих процесса развития и означает необратимое увеличение размеров, объема и массы, связанное с новообразованием элементов структуры организма. Он складывается из роста клеток, тканей и органов. Развитие растения — качественные изменения структуры и функций растения и его отдельных частей — органов, тканей и клеток, возникающие в процессе онтогенеза.
Общая закономерность роста — его неравномерность, или периодичность, обусловленная внутренними причинами. Вначале рост органа или всего растения происходит медленно, затем быстрее и потом снова замедляется. Нарастание общей массы органа или растения графически выражают в виде плавной S-образной кривой роста Ю.Сакса, а скорость роста, или прирост массы, в виде плавной более или менее симметричной кривой с одним максимумом. Аналогично изменяются и линейные размеры.
К числу важных внутренних факторов регуляции роста и развития растений относятся образующиеся в растении химические соединения с высокой физиологической активностью, называемые ростовыми веществами, или фитогормонами. Это ауксины, гиббереллины, цитокинины и ингибиторы роста (абсцизовая кислота и этилен). Для указанных веществ характерно образование в одних тканях и органах растения, в то время как их физиологическое действие, как правило, проявляется в других тканях-мишенях или органах (этилен является исключением). Физиологическое действие фитогормонов проявляется при чрезвычайно малых концентрациях. Фитогормоны — относительно низкомолекулярные органические соединения природного происхождения, запускающие сложную последовательность биохимических реакций, конечным проявлением которых является изменение морфологии и (или) физиологии ткани или органа. Они выступают посредниками между наследственно закрепленными функциональными программами и влиянием факторов внешней среды и должны как можно более гармонично приспосабливать состояние растений к внешним условиям, координируя разнообразные жизненные функции (рост, развитие, усвоение СО2, Н2О, устойчивость и др.) к неблагоприятным жизненным факторам.
В зависимости от физиологического состояния растения, концентрации и соотношения (баланса) фитогормонов, могут оказывать стимулирующее или тормозящее действие на тот или иной физиологический процесс и общий уровень функциональной активности растения.
Фитогормоны влияют на клетки, которые обладают компетентностью к ним. Компетентность, т. е. способность специфически отвечать на воздействие гормона, определяется прежде всего наличием в клетках рецепторов фитогормонов. Предполагают, что первый этап взаимодействия гормона с клеткой включает образование гормон-рецепторного комплекса. Выделение и исследование рецепторов фитогормонов и определение функциональной роли гормон-рецепторного комплекса составляют в настоящее время одно из наиболее актуальных направлений в изучении механизма действия гормонов.
Синтезировано много искусственных регуляторов роста растений, которые широко применяют: при укоренении черенков и для нарушения или вызывания состояния покоя растений, для увеличения их размеров; получения партенокарпических (бессемянных) плодов, для подавления развития сорняков (гербициды); опадения листьев; ускорения опадения излишних завязей и предупреждения предуборочного опадения плодов (дефолианты) и предуборочного подсушивания растений на корню, ускоряющего их созревание и облегчающего машинную уборку урожая (десиканты).
На рост и развитие растений влияют внешние факторы: интенсивность и спектральный состав света, продолжительность дня и ночи, температура и влажность воздуха и почвы, органические и минеральные удобрения.
Взаимодействие внешних и внутренних факторов обеспечивает путь развития организма, который подчиняется схеме адаптивной реакции:
Специфическое сочетание гормональных, трофических факторов и физико-химических условий индуцирует запуск (развертывание) определенных генетических программ во времени (определенной последовательности), формообразование и адаптацию растительного организма к конкретным условиям существования, что в итоге обеспечивает устойчивое развитие и размножение организма.
Развитие — авторегулируемый процесс реализации генетической информации. Однако морфогенез у растений очень пластичен, что создает основу для их адаптации к изменениям условий окружающей среды в широком диапазоне.
Таким образом, рост и развитие – это процессы, которые протекают по генетически заданной программе, координируются фитогормонами и модифицируются факторами внешней среды.
Источник
Рост растений
Существует много определений роста, однако ни одно из них полностью не может считаться удовлетворительным. Прежде всего рост — это необратимое увеличение размеров, объема, массы организма. Однако Д.А. Сабинин справедливо указывал, что это определение неполно и неточно. Дело в том, что у растений увеличение в процессе роста уже имеющихся органов все время сопровождается образованием новых органов (листьев, побегов). Иначе говоря, рост растений включает формообразовательные процессы. При этом вновь появляющиеся побеги, листья качественно отличаются друг от друга. Таким образом, рост растений нельзя рассматривать как чисто количественный процесс. Сказанное позволяет дать следующее определение этого процесса. Рост — это необратимое увеличение объема, массы растений, сопровождаемое новообразованием элементов структуры организма. Под элементами структуры понимают органы, ткани, клетки, а также отдельные клеточные органеллы. В отличие от животных организмов растения в течение всей жизни растут и образуют новые клетки, хотя обычно с некоторыми перерывами (период покоя). Из приведенного определения роста видно, что дать общий критерий, который бы позволил определить темпы этого процесса, очень трудно. В качестве критериев можно брать:
1) высоту и толщину (для стебля);
2) площадь (для листьев и стеблей);
3) массу (сырую и сухую);
5) содержание белка;
6) содержание ДНК и др.
Однако ни один из этих показателей не дает полной картины процесса роста. Нередко в зависимости от выбранного критерия мы получаем различные, а иногда и прямо противоположные результаты. Дело в том, что разные органы растения растут с различной скоростью. Не всегда увеличение высоты растения сопровождается увеличением массы, и изменение сырой массы не всегда аналогично изменению сухой. Нередки случаи, когда параметры роста изменяются прямо противоположным образом. Так, например, при прорастании семян в темноте увеличивается объем, но сухая масса уменьшается. Этиолированные проростки интенсивно растут в длину, но масса их не увеличивается. В покоящихся растениях идет скрытый рост, который выражается в новообразовании элементов структуры и может не сопровождаться увеличением массы и даже объема. В силу сказанного, говоря о росте, необходимо уточнять, что именно имеется в виду — увеличение длины или массы, числа клеток или их размеров.
Источник