Страница - 15

§ 28. Регуляторы роста и развития растений

Цель изучения этой темы, анализировать влияние ростовых веществ на жиз­недеятельность растений.

За счет каких клеток и тканей осуществляется рост растительного орга­низма? Могут ли быть у растений: 1) системы органов, управляющие организ­мом? 2) возбудимые элементы, аналог нервной системы, 3) железы внутренней секреции, 4) гормоны? Какие движения характерны для растений, и чем они принципиально отличаются от движений животных?

Что нужно повторить для успешного изучения темы? § 32, 33 - учебник для 7 класса, § 2 - учебник для 8 класса.

Фитогормоны - это биологически активные вещества, синтезируемые в специализированных растительных тканях (клетках) и влияющие на организм растений в микроскопических концентрациях. В отличие от животных, растения не совершают активных движений, управляемых нервной системой. Движения всех видов растений обеспечиваются ростом их клеток в определенном направлении. Следовательно, в качестве меха­низмов управления организмами растений будут использоваться только вещества, влияющие на рост клеток растений, и вещества, изменяющие жизненное состояние растения.

У растительных организмов нет таких систем органов, как нервная и эндокринная. Фитогормоны вырабатываются и выделяются в организм не из специализированных органов, а из клеток определенного типа. Так фитогормоны, стимулирующие организм растения к росту, актив­ным фазам (цветение, разворачивание почек), вырабатываются в клет­ках образовательной ткани. Если же это гормоны, переводящие организм в состояние покоя (опадание листьев, созревание плодов и семян), они образуются в клетках спелых плодов.

Действие фитогормонов совсем не так специализированно, как дей­ствие гормонов в организме человека и животных. Фитогормоны действу­ют более широко, практически на весь организм, а не на отдельные его системы и органы. Кроме того, фитогормоны не действуют в одиночку, они вырабатываются одновременно и часто действуют совместно. Поэто­му ученым в экспериментах на реальных живых растениях бывает слож­но отличить результаты воздействия одного гормона от другого. Именно по этой причине в практических целях применяют не отдельные гормо­ны, а их смеси в разных пропорциях.

Типы действия фитогормонов. Как вы уже поняли, все фитогормоны можно разделить на две большие группы: стимулирующие жизнедеятельность и переводящие организмы в состояние покоя. В целом выделяется пять основных типов фитогормонов, три из которых - стимулирующие, а два - ингибирующие (тормозящие или останавливающие). Рассмотрим их подробнее (табл. 6).

Таблица 6

Тип действия	№	Фитогормон	Действие фитогормона	Влияние
Стимулирую­щее	1	Ауксин (ИУК)	Рост всех частей рас­тения, особенно вер­хушечных меристем, корнеобразова н ие	Переводит орга­низм растения в активное состоя­ние
	2	Гибберел­лин	Рост и растяжение кле­ток, особенно стебля, меньше корней
	3	Цитокинин	Корнеобразование, появ­ление и рост листьев
Ингибирую­щее	4	Этилен	Созревание плодов и се­мян	Переводит орга­низм растения в состояние покоя
	5	Абсцизовая кислота	Пожелтение и опадание листьев

Гормоны различаются также по типу действия. Часть из них действу­ет на ДНК, блокируя или, напротив, стимулируя биосинтез тех или иных генов. Точно установлено, что появление фитогормонов в организмах рас­тений изменяет количество и качество белков-ферментов, контролирующих

определенные химические реакции и в результате приводящих к измене­нию жизненных процессов. Да и по своей химической природе фитогормо­ны часто напоминают циклические фрагменты нуклеотидов (рис. 41).

Фитогормоны - это не единственные вещества в организме растений, которые могут усиливать или, напротив, угнетать (ингибировать) те или иные процессы. Ученые выявили еще около 40 стимулирующих рост растений веществ, которые называют факторами роста, или ростовыми веществами.

Практическое применение ауксина. Ауксин и другие фитогормо­ны широко используются в растениеводстве. Так, обработанные смесью гиббереллина и ауксина лабораторные растения показывали увеличе­ние роста в 2-3 раза по сравнению с контрольными (необработанными) экземплярами (рис. 42А). Но и применение чистого ауксина без примеси гиббереллина тоже давало значительные результаты (рис. 42Б).

Вы сможете сами убедиться в активности ауксина в ходе выполнения лабораторной работы.

Знание и понимание

1. Что такое фитогормоны?
2. Как вы понимаете термины стимулирующие и ингибирующие фито­гормоны?

Применение

1. Опишите функции ауксина.
2. Определите связь между типом фитогормона и его действием в орга­низме растения.

Анализ

1. Изобразите в виде схемы роль стимулирующих фитогормонов в орга­низме растения.
2. Изобразите в виде схемы роль ингибирующих фитогормопов в орга­низме растения. Можно ли объединить обе эти схемы в одну?

Синтез

1. Порассуждайте, что произойдет, если:
2. срезанные черенки смородины (тополя или другого растения) по­ставить в обычную воду и в воду с добавлением фитогормонов;
3. в одни из ящиков с зелеными томатами (абрикосами, грушами) по­ложить спелый плод, а в другой ящик нет;
4. в июне опрыскать листья яблони (вишни, тополя) абсцизовой кис­лотой.
5. Перечислите, в чем сходство и различия между гормопами животных и растений. Выявите наибольшее количество критериев для сравне­ния.

Оценка

1. Напишите реферат на одну из тем:
2. Влияние фитогормонов па организмы животных и (или) микроорга­низмов.
3. Выработка фитогормонов у грибов, низших растений (водорослей).
4. Оцените эволюционное значение фитогормонов. Почему они сформиро­вались именно у высших растений?

Цель работы, анализировать влияние ростовых веществ на жизнедеятель­ность растений.

Оборудование: живые молодые комнатные растения (пеларгония, циперус или любые другие быстро растущие экземпляры молодых растений, желательно размноженных вегетативно из материнского растения; листья фиалки или циперуса для черенкования), готовые стимуляторы роста на основе ауксина, дис­тиллированная вода, весы, штатив с пробирками, дозатор.

Примечание. Для реализации цели лабораторной работы № 6 опыты должны быть поставлены за 6-14 дней до проведения лабораторной в зависимости от выбранного объ­екта.

Необходимо до проведения самой лабораторной поставить эксперименты либо по отслеживанию роста (растяжения побегов) комнатных растений, либо по отслеживанию интенсивности корнеобразования (если отследить рост не пред­ставляется возможным). Можно поставить серию опытов с разными препарата­ми (с разным процентным содержанием ауксина), можно с одним препаратом, варьируя концентрацию ростового вещества. Главная сложность выполнения работы при закладке опытов это соблюдать точность разведения концентра­цию используемого препарата. Для этого необходимы дозатор и дистиллирован­ная вода. Следует также помнить, что для контрольных экземпляров необходи­мо использовать не дистиллированную, а отстоянную водопроводную воду.

Ход работы

1. Оцените состояние вегетативных органов растений, подвергшихся воздей­ствию ауксина (либо смеси гормонов), и контрольных растений.
2. Измерьте длину, подсчитайте количество образовавшихся за время опыта побегов и (или) корней.
3. Данные занесите в произвольную таблицу.

Опытный (тип стимулятора или его концентрация) или контрольный экземпляр	№ пробирки (растения)	Побеги		Корни
		Длина	Количе­ство	Длина	Количе­ство

4. Укажите, с каким из стимуляторов или его концентрацией образовались наиболее развитые вегетативные органы.
5. Сделайте вывод об эффективности воздействия фитогормонов.