Что такое физиология растений в биологии

Физиология растений

Вы будете перенаправлены на Автор24

Физиология растений – это наука о процессах жизнедеятельности, которые протекают в растительном организме.

История физиологии растений

Главная задача физиологии растений как науки заключается в раскрытии сущности процессов жизнедеятельности растений для того, чтобы рационально использовать их и предотвращать численное снижение тех или иных видов.

Данная отрасль знаний зародилась приблизительно на рубеже 17 – 18 веков, когда итальянский врач Мальпиги и английский ботаник Гейсл выпустили труд «Статистика растений», который содержал многочисленные сведения о развитии растительных организмов. Термин физиология растений впервые был предложен Ж. Сенебье, который собрал воедино всю информацию о предмете по одноимённой дисциплины, что имело большое значение для развития этой науки.

Натуралистический материал для данной области биологических знаний собирался длительное время. Уже с древних времен люди осваивали пласты знаний о развитии лекарственных растений и методике их применения для лечения различных недугов. Также растительные организмы использовались ими в качестве пищи и корма животных.

Задачи физиологии растений

В рамках глобальной задачи физиологии растений можно выделить несколько побочных задач:

Физиология растений исследует процессы в растительном организме на клеточном и субклеточном уровне, а также организменном, клеточном, молекулярном и т.д. При изучении физиологии растений целесообразно понимать, что изменение любого процесса неизбежно ведет к изменению других процессов.

Готовые работы на аналогичную тему

При этом целесообразно понимать, что любой физиологический процесс формируется как результат длительной эволюции. Многие из них послужили адаптивными признаками и позволили растениям приспособиться к изменениям окружающей среды.

Современные достижения физиологии растений

Путь исследования, который широко применяется в физиологии растений привел к развитию молекулярной биологии: раскрытию наследственного кода, механизма синтеза белковой молекулы, закономерностей поглощения и использования квантов света.

Сегодня все чаще в физиологии растений применяется переход от изучения простых явлений к более сложному уровню организации. Последние 10 лет оказали весьма большое влияние на физиологию растений оказали достижения молекулярной биологии, генетики. Благодаря этому новое понимание получили процессы поступления воды и питательных веществ в растительный организм. Также был раскрыт механизм действия фитогормонов, а также их роль в росте и развитии. На основе изучения механизмов действия гормонов растений были разработаны приемы синтетических регуляторов роста в растениеводстве.

Отечественная школа физиологии растений во все времена обращала внимание на управление растительными организмами с целью повышения продуктивности роста различных сельскохозяйственных культур. Эта проблема стоит достаточно остро в рамках междисциплинарного знания. Особенно важно решить проблему повышения коэффициента использования солнечной энергии в процессе фотосинтеза.

Изучение физиологии растений имеет большое значение для преподавания биологии. Полученные сведения помогают дать правильное представление о жизни растительного организма, о его роли в формировании биосферы. Именно физиология растений способствует привитию будущему поколению стремления к проведению экспериментальной опытнической работы. Достижения молекулярной биологии и генетики позволили осуществить инновационный подход к пониманию физиологических процессов и были весьма быстро осуществлены исследования всех физиологических процессов на модифицированных растениях (различных мутантных и трансгенных культурах).

Фитогормоны – это биологически активные вещества растительных клеток белковой природы, которые регулируют их жизнедеятельность.

Кроме того, развитие физиологии растений позволило достичь следующих результатов:

Если проследить этапы развития физиологии растений, то можно увидеть, что многие физиологические функции изучены весьма досконально и выявлены их особенности на биохимическом и молекулярном уровнях.

Например, исследовано значение органоидов растительной клетки, энергетические процессы внутри нее, система ассимиляции углекислого газа, многие участки обмена веществ, механизмы регуляции жизнедеятельности и наследственности в растительном организме. Такие процессы в целом базируются на взаимодействии клеток между собой.

За последние годы существенно изменился климат, а также усилилось загрязнение природной среды, поэтому физиология растений все чаще обращает внимание на анализ механизмов адаптации растений к неблагоприятным условиям обитания.

Не так давно произошла переработка вопросов устойчивости растительных организмов к изменениям среды обитания. Сегодня физиология растений весьма подробно объясняет, что такое стресс в организме растений, как происходят специфические и неспецифические изменения внутри растительного организма в ходе его адаптации к различным стрессорным факторам.

Физиология растений показывает значение образования стрессовых белков, приводит примеры идентификации генов, определяющих устойчивость. Также физиология растений ввела в научный обиход понятие о физиологическом влиянии активных форм кислорода на развитие системы антиоксидантов растительного организма.

Источник

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, биологич. наука, изучающая общие закономерности жизнедеятельности растит. организмов. Ф. р. изучает процессы поглощения растит. организмами минеральных веществ и воды, процессы роста и развития, цветения и плодоношения, корневого (минерального) и воздушного (фотосинтез) питания, дыхания, биосинтеза и накопления различных веществ, совокупность к-рых обеспечивает способность растения строить своё тело и воспроизводить себя в потомстве. Раскрывая зависимость жизненных процессов от внешних условий, Ф. р. создаёт теоретич. основу приёмов и методов повышения общей продуктивности растит. организмов, питательной ценности, технологич. качества их тканей и органов. Физиологич. исследования служат научной основой рационального размещения растений в почвенно-климатич. условиях, наиболее полно соответствующих их потребностям.

Детальным изучением процессов обмена азотистых веществ в растении, результаты к-рого привели к коренным изменениям в практике применения азотсодержащих удобрений, наука обязана сов. агрохимику Д. Н. Прянишникову. Большое значение имели работы Прянишникова и его школы в области фосфорного и калийного питания растений, известкования почв и во мн. др. областях физиологии минерального питания. Важную роль сыграли работы его учеников. Г. Г. Петров детально изучил процессы метаболизма азота в растении в зависимости от условий освещения, И. С. Шу-лов создал ряд вариантов вегетационного метода (метод текучих растворов, стирильных культур и др.), с помощью к-рых он доказал способность корней растений ассимилировать органич. соединения, в т. ч. и нек-рые белковые соединения, Ф. В. Чириков исследовал физиологич. особенности с.-х. растений, различающихся по способности усваивать труднорастворимые формы фосфатов почвы. В области водообмена и засухоустойчивости растений фундаментальные работы принадлежат Н. А. Максимову. На основе работ в области физиологии микроорганизмов, среди к-рых особое место принадлежит открытию С. Н. Виноградским хемосинтеза (1887), стали всё более чётко вырисовываться закономерности круговорота отдельных элементов в природе, выявляться роль в этом процессе растений и их симби-отических взаимоотношений с микрофлорой почвы.

Методы и задачи Ф. р. Начав своё развитие как наука о почвенном питании растений, Ф. р. после открытия фотосинтеза, а также законов сохранения материи и энергии всё больше включала в поле своего зрения воздушную среду и свет как основные материальные и энергетические источники существования растений.

Вплоть до начала 20 столетия исследования физиологических процессов осуществлялись главным образом аналитическими, количественными методами. Так, критериями при изучении процессов фотосинтеза служили количество ассимилированной СО₂, выделенного О₂. В работах по дыханию внимание концентрировалось на определении поглощённого О₂ и выделившейся СО₂. В работах по корневому питанию изучалось количество поглощённых минеральных элементов, влияние на эти процессы содержания в почве неорганических и органических соединений и т. д.

Однако в течение ряда десятилетий исследования процессов почвенного питания проводились вне связи с процессами воздушного питания, процессы обмена веществ отрывались от процессов обмена энергии. В таком же положении находились и работы в области экспериментального формообразования, при проведении к-рых обычно оставлялись без внимания процессы обмена веществ и энергии. Отправляясь от эволюционной теории Ч. Дарвина, К. А. Тимирязев постоянно подчёркивал существование взаимообусловленности и неразрывной связи между всеми процессами, протекающими в живом растении, необходимость комплексного и всестороннего их изучения. Способность растений, лишённых постоянной внутренней среды, развиваться в непрерывно изменяющихся условиях внешней средь: достигается закономерными и строго регулируемыми изменениями обмена веществ, которые возникают в растениях в ответ на влияния, поступающие из внешней среды. Поскольку условия среды в ходе эволюции изменялись, то раскрыть свойства вида можно, лишь став на историческую точку зрения. Только постоянное сочетание экспериментального и исторического методов может обеспечить успешное развитие Ф. р., равно как и биологии в целом. Эта идея была впервые сформулирована Тимирязевым в книге «Исторический метод в биологии» (1922).

Результаты исследований в указанных направлениях имеют значение для решения таких важных практических с.-х. задач, как акклиматизация, интродукция, селекция, гибридизация, получение гетерозисных форм, районирование сортов, размещение с.-х. растений, а также при проведении мероприятий по агротехнике, удобрению, искусственному орошению и др.

М. X., Факторы генеративного развития растений, М., 1964; История и современное состояние физиологии растений в Академии наук, М., 1967; Курсанов А. Л., Взаимосвязь физиологических процессов в растении, М., 1960; Самуилов Ф. Д., Водный обмени состояние воды в растениях, Каз., 1972; Гродзинский Д. М., Биофизика растения, К., 1972; Современные проблемы фотосинтеза. (К 200-летию открытия фотосинтеза), М., 1973; Школьник М.Я., Микроэлементы в жизни растений, Л., 1974; Генкель П. А., Физиология растений, 4 изд., М., 1975; Рубин Б. А., Арциховская Е. В., Аксенова

Источник

МГУ. Физиология растений. Лекция № 1.Что такое физиология растений. Растения и мы.

Всем доброго времени суток, исключительно для популяризации науки выкладываю лекции с портала openedu, т.к. там видео не КЭШируется, а смотреть онлайн не всегда удобно.

Лекция 1. Что такое физиология растений. Растения и мы.

Лекция 2. Фотосинтез I. пигменты фотосинтеза.

Лекция 3. Фотосинтез II. Световая и темновая фаза фотосинтеза. С-3 – цикл.

Лекция 4. Фотосинтез III. С-4 и САМ как экологическая адаптация растений.

Лекция 5. Дыхание. Разнообразие окислительных путей у растений.

Лекция 6. Минеральное питание I. Метаболизм азота.

Лекция 7. Минеральное питание II. Поступление и транспорт ионов.

Лекция 8. Рост и развитие I. Гормональная система. Ауксины.

Лекция 9. Рост и развитие II. Цитокинины, гиббереллины, брассиностероиды.

Лекция 10. Рост и развитие III. Стрессовые гормоны растений.

Лекция 11. Фоторецепция и регулируемые светом процессы.

Лекция 12. Фотопериодизм.

Лига образования

1.9K постов 16.6K подписчиков

Правила сообщества

Публиковать могут пользователи с любым рейтингом. Однако мы хотим, чтобы соблюдались следующие условия:

-уважение к читателю и открытость

-публикация недостоверной информации

-конструктивные дискуссии на тему постов

-личные оскорбления и провокации

-неподкрепленные фактами утверждения

КРАСНАЯ КНИГА НЕРВНО КУРИТ В СТОРОНКЕ :((

Если вдруг кто-то из ваших знакомых считает, что природа как-нибудь сама справится с борщевиком, покажите им этот график. Он демонстрирует вымирание местных видов, характерных для средней полосы России, из-за инвазии борщевика Сосновского.

Синее — это число видов в 2016-м году, красное — в 2020-м на тех же самых участках, куда попал этот зелёный убийца нашей природы.

Всего за 4 года исчезло большинство видов, обитавших там ранее!

В табличке то же самое, но словами и цифрами. Вообще это цитата из доклада Кудрявцева Н.А. на круглом столе по борщевику в г.Старица в сентябре этого года. Перебирала недавно материалы и решила поделиться. Уж больно хорошая табличка для показывания тем, кто ещё не определился, надо ли бороться с борщевиком.👆

Если кому-то покажется этого мало, то есть и другие подобные исследования, о которых писала в группе ранее: https://vk.com/wall-145924850_7165

Результаты очень похожие, вывод напрашивается тот же самый: природа сама с борщевиком не справляется, надо ей помочь.

Персонаж как тушка:

Деревянистая лиана, достигающая в длину 15 м и в диаметре 1–2 см; растет, обвивая стволы соседей. Листья эллиптические или обратнояйцевидные, расположены очередно пучками на лианах. Цветки собраны по 2–5 на цветоносах, распускаются в мае-июне. После опыления цветоложе разрастается так, что формирует колосовидную кисть-многоягоду (полимерный апокарпный плод). Ягод в кисти может быть до трех десятков, в среднем 25. Плоды созревают в сентябре.

Истории, мифы и легенды:

Европейцы узнали о лимоннике в начале XIX века. Примерно тогда же заинтересовались им и российские ученые. В 1895 году исследователь В.Л. Комаров опубликовал рассказы охотников о том, что, отправляясь надолго в тайгу, они не берут большие запасы пищи, а силы восстанавливают сушеными ягодами лимонника и благодаря им могут без еды и отдыха целыми днями преследовать соболей, сохраняя при этом бодрость духа и остроту глаза.

Публикация произвела сенсацию, но последовавшие события отдалили изучение этого растения. Вспомнили о нем во время Великой Отечественной войны. После фармакологических исследований в 1942 г, подтвердивших целебные свойства лимонника, препараты из растения стали поступать в госпитали для восстановления сил раненых бойцов, а настойку из ягод начали давать летчикам при ночных вылетах для повышения остроты зрения.

Во всех частях растения обнаружены эфирные масла различного состава, особенно их много в коре лианы и шкурке ягод. В мякоти плодов содержатся комплекс органических кислот, сахара, дубильные и красящие вещества. В семенах обнаружены вещества, являющиеся метиловыми эфирами фенольных соединений: схизандрины и схизандрол. Эти вещества, по-видимому, и обеспечивают основные эффекты, вызываемые препаратами лимонника в организме. Обычно, говоря о целебных свойствах лимонника, имеют в виду препараты из семян этого растения.

Разработан препарат ликаол (из плодов лимонника), содержащий лигнины; в опытах на крысах замечено гепатозащитное действие препарата. Сейчас ведется активное изучение и пишется масса работ по лекарственным растениям (в букете обычно женьшень, элеутерококк, лимонник, родиола, аир и др.)

Немедицинское применение (бытовуха как есть):

В натуральном виде ягоды лимонника не употребляют, так как вкус у них кислый и вяжущий. Их сушат, используют для приготовления компота, сока, морса, сиропа, вина, варенья, джема, мармелада. Кору и листья используют как добавку в напитки.

В соцсетях и прочих интернетах полно чайных и не только крафтеров (громкую рекламу в связке с дальневосточным гектаром получил кооператив «Тайга», одно из торговых названий – «Живая душа уссурийской тайги»), заготавливающих различные дикоросы, в т.ч. и лимонник.

На местных Фарпосте и Авито полно веночков и банок.

Проблемы в жизни (лимонника и людей):

На всякий случай к лекарственным препаратам на основе лимонника делают ограничения детям до 12, беременным и кормящим(хотя иногда назначают и им), людям с гипертонией (хотя нормализует) и с ВСД (хотя борется с симптомами вегетососудистой дистонии), и вообще после 18:00 не употреблять, чтоб ночью уснуть нормально. Спасибо хоть, что лимонник практически не ядовит и случаи отравления им неизвестны; но надо помнить что при сборе, хранении и переработке плодов лимонника нельзя пользоваться легкоокисляющейся посудой. Как раз нарушение этого правила и может явиться причиной отравлений.

В некоторых районах лимонник китайский входит в красную книгу (в 2015 г, например, в Амурской области и ЕАО). Сильнее, чем заготовка на его численность влияют крупные хозяйственные проекты: строительство гидроузлов, горнообогатительных комбинатов, нефтепроводных систем и т.п. Часть лесов при этом вырубается,природные условия меняются так, что оставшиеся на корню лианы перестают плодоносить.

Список литературы:
Колбасина Э.И. «Актинидии и лимонник в России»

Зориков П.С. «Основные лекарственные растения Приморского края»

Источник

Физиология растений

Изучение предмета, задач и методов физиологии растений. Раскрытие сущности процессов, протекающих в растительном организме, установление их взаимной связи. Обоснование приемов, направленных на повышение продуктивности сельскохозяйственных культур.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. История физиологии растений

2. Направления исследований физиологии растений

3. Предмет, задачи и методы физиологии растений

4. Современные и будущие проблемы физиологии

физиология растение сельскохозяйственный

1. История физиологии растений

Физиология растений зародилась в XVII—XVIII веках в классических трудах итальянского биолога и врача М. Мальпиги «Анатомия растений» и английского ботаника и врача С. Гейлса «Статика растений». Термин физиология растений впервые был предложен Ж. Сенебьем в его трактате «Physiologie vйgйtale» в 1800 году. В этом трактате он собрал все известные к тому времени данные по этой дисциплине, а также сформулировал основные задачи физиологии растений, её предмет и используемые методы.

В XIX веке в рамках физиологии растений обособляются её основные разделы: фотосинтез, дыхание, водный режим, минеральное питание, транспорт веществ, рост и развитие, движение, раздражимость, устойчивость растений, эволюционная физиология растений.

В первой половине XX века главным направлением развития физиологии растений становится изучение биохимических механизмов дыхания ифотосинтеза. Параллельно развивается фитоэнзимология, физиология растительной клетки, экспериментальная морфология и экологическаяфизиология растений. Физиология растений даёт начало двум самостоятельным научным дисциплинам: микробиологии и агрохимии.

Во второй половине XX века намечается тенденция объединения в единое целое биохимии и молекулярной биологии, биофизики и биологического моделирования, цитологии, анатомии и генетики растений. Среди учёных возрастает интерес к исследованиям на субклеточном и молекулярном уровнях. В то же время активно идёт изучение механизмов регуляции, обеспечивающих функционирование растительного организма как единого целого. Резко ускоряются исследования механизмов реализации наследственной информации, роли мембран в системах регуляции, механизмов действия фитогормонов. Быстрое развитие физиологии растений открывает новые возможности вбиотехнологии, интенсивном сельском хозяйстве. В сельскохозяйственную практику входят химические регуляторы роста растений,гербициды и фунгициды.

III период. В первой четверти текущего столетия научная мысль снова упала и притом весьма глубоко. Наступила эпоха натурфилософии, эпоха априорных самых фантастических идей, эпоха полного отвращения от опытного исследования. Учение о специфической жизненной силе, силе непонятной, загадочной, неуловимой, проявляющейся только в живых существах и нигде более в природе, заполонило умы большинства ученых и совершенно остановило рациональную разработку физиологических вопросов. Многое из того, что ранее стало известным и общепризнанным, было подвергнуто теперь сомнению и даже совершенно отвергнуто. Вопреки всякой здравой логике стали сомневаться не только в происхождении углерода растений из угольной кислоты воздуха, в необходимости зольных частей, но даже стали отрицать существование полов у растений, а цветочную пыль находили возможным приравнивать всякой другой пыли, например шоссейной. С двадцатых годов начинается снова подъем научной мысли. Соссюр и Гепперт (Goeppert) констатируют факт самонагревания растений и их органов, а Дютроше (Dutrochet, 1776-1847) указывает на важную роль диосмотических явлений в процессах передвижения соков в растении. В это же время Карл-Фридрих Гертнер (Carl-Fridrich Ga rtner) произвел множество опытов над оплодотворением и образованием помесей у растений, а тем окончательно укрепил сильно пошатнувшееся было учение о полах у растений. Многие ученые, однако, все еще колебались: призвать ли на помощь жизненную силу или же пытаться свести жизненные функции к основным физико-химическим явлениям. Конец этого III периода (тридцатые года нашего столетия) ознаменован появлением нескольких весьма объемистых сводов и руководств по физиологии растений (де Кандоля, Тревирануса, Мейена), в которых ясно отражается современное им состояние науки.

IV период. Блестящие успехи, сделанные гистологией и эмбриологией растений приблизительно с 1840 года, не могли не отразиться и на физиологии. С этих пор последняя становится с означенными отделами ботаники все в более и более тесные отношения; вместе с тем, старая натурфилософская дедукция окончательно уступает место в науке более плодотворному индуктивному методу. Горячим поборником такого метода в ботанике выступил М.И. Шлейден, и его проповедь оказала науке не меньше пользы, чем сделанные им самим открытия. В сравнительно небольшой промежуток времени было сделано много замечательных открытий; накоплялись факты, ширилась и росла идейная сторона науки. Негели, Гофмейстер, Тюре, Прингсгейм, Де-Бари раскрыли удивительнейшие явления в жизни низших растительных организмов. Классические работы этих ученых открыли новые горизонты. Вопросы размножения и развития стали теперь предметом многочисленных исследований; этой области стали посвящать свои труды большинство выдающихся ученых. В то время, однако, как ботаники сосредоточили внимание на изучении строения и развития различных растений, химики, следуя по пути, намеченному Т. Соссюром, принялись за разработку процессов питания. Так, Польстдорф и Вигман (Polstdorff und Wiegmann, 1842 г.) окончательно доказали необходимость минеральных (зольных) соединений для питания растений. Благодаря знаменитому Юстусу Либиху (Justus Liebig), взгляд этот быстро распространился и в связи с другими опытами, доказавшими возможность развития растений в почве, совершенно лишенной органических соединений, но снабженной достаточным количеством минеральных питательных веществ, стал основой новой теории рационального земледелия. Еще яснее стала роль минеральной пищи, после того как Кноп (Кnор) разработал метод водной культуры, метод, состоящий в том, что растения выращивают в водном растворе питательных веществ. Почти одновременно с этими работами, произведенными в Германии, химико-физиологические разыскания были производимы и во Франции. Между ними первое место занимают работы Буссенго (Boussingault, 1802-1887), который подробно исследовал разложение листьями угольной кислоты, влияние внешних деятелей на этот процесс, равно как химические метаморфозы, происходящие при прорастании семян; но особенно важными являются его исследования по вопросу об усвоении растениями свободного атмосферного азота; на основании своих опытов, он пришел к выводу, что растения совершенно не в состоянии утилизировать такой азот. Рядом с этими блестящими успехами эмбриологии и физиологии питания, успехи физиологии процессов движения являются менее выдающимися. Но несомненно, что и здесь был прогресс. Особенно заслуживают внимания прекрасные исследования Брюке над движением листьев мимозы и работа Гофмейстера над так называемым плачем виноградной лозы и некоторых других растений.

2. Направления исследований физиологии растений

Водный режим растений

Минеральное питание растений

Транспорт веществ в растении

Рост и развитие растений

3. Предмет, задачи и методы физиологии растений

Перед научными работниками, физиологами растений поставлены такие задачи: изучить обмен веществ и энергии в растительном организме, фотосинтез, хемосинтез, биологическую фиксацию азота из атмосферы и корневое питание растений; разработать методы повышения использования растениями солнечной энергии и питательных веществ почвы, обогащения почвы азотом; создать новые, более эффективные формы удобрений и разработать методы их применения; исследовать действие биологически активных веществ с целью использования их в растениеводстве; разработать методы более продуктивного использования воды растением. Без решения этих вопросов невозможно решение и ряда других проблем земледелия и растениеводства, направленных на повышение урожайности.

Интенсивное применение минеральных удобрений, гербицидов, физиологически активных веществ, химических препаратов для защиты растений от болезней и вредителей требует глубокого и всестороннего изучения их влияния на рост и обмен веществ растительных организмов с целью значительного повышения продуктивности сельскохозяйственных растений.

Решение поставленных задач имеет большое значение для разработки проблем ускорения научно-технического прогресса в растениеводстве и дальнейшего развития сельского хозяйства нашей страны.

Для изучений физико-химической сути функций, процессов в физиологии растений широко применяют методы: лабораторно-аналитический, вегетационный, полевой, меченых атомов, электронной микроскопии, электрофореза, хроматографического анализа, ультрафиолетовой и люминесцентной микроскопии, спектрофотометрии и др. Кроме того, используют фитотроны и лаборатории искусственного климата, в которых выращивают растения и проводят опыты в условиях определенного состава воздуха, нужной температуры и освещения. Применяя эти методы, физиологи исследуют растения на молекулярном, субклеточном, клеточном и организменном (интактное растение) уровнях.

Сейчас в биологических исследованиях широко применяют электронные микроскопы просвечивающего типа с разрешающей способностью 0,15—0,5 нм, в которых объект рассматривают в электронных лучах, проходящих через него. Значительное увеличение разрешающей способности электронных микроскопов по сравнению со световыми обусловливается меньшей длиной волны электронов (на пять порядков меньшей, чем длина волны ультрафиолетовых лучей).

Кроме того, для биологических исследований применяют так называемые растровые электронные микроскопы, в которых изображение создается по принципу телевизионных. Разрешающая способность растровых микроскопов равна 20—40 нм, с их помощью изучают строение поверхности пыльцы, эпидермального слоя клеток, формы клеток и др. Применение электронной микроскопии в биологии имеет большое значение для развития биологической науки и физиологии растений в частности.

Исследование ультраструктуры органоидов растительной клетки (хлоропластов, митохондрий, рибосом, мембранных структур) дало возможность раскрыть суть процессов фотосинтеза и дыхания, которые определяют возможность самой жизни на нашей планете. Изучение строения клеточных оболочек, открытие цитоплазматических мембранных структур способствовали выяснению процессов обмена веществ и энергии в клетке, изучению структуры и функции органоидов растительной клетки. Большое принципиальное значение имеет электронно-микроскопическое исследование строения РНК и ДНК, локализации их на структурных компонентах клетки. Результаты этих исследований легли в основу раскрытия генетической роли ядра и проблемы наследственности.

В последние годы изменения климата, загрязнение природной среды заставили обратить особое внимание на механизмы адаптации растений к неблагоприятным условиям обитания. В связи с этим изложение соответствующего раздела было переработано. Все вопросы об устойчивости растений объединены в одной главе. Подробно объяснено, что такое стресс, неспецифические и специфические изменения, рассмотрены особенности адаптации организмов к различным стрессорам. Показано значение образования стрессовых белков, приведены примеры идентификации генов, определяющих устойчивость. Введено понятие об особенностях образования и физиологического влияния активных форм кислорода, а также о способах защиты и функционировании антиоксидантной системы.

4. Современные и будущие проблемы физиологии

Значительные изменения в методах, применяемых в лесоводстве и садоводстве, уже сейчас создали некоторые проблемы, и насколько позволяют наши знания физиологии дерева, можно предположить, что со временем этих проблем будет еще больше. Возросшая эксплуатация тропических лесов создала проблемы, с которыми не сталкиваются в умеренных зонах, а увеличивающийся интерес к древесине высокого качества требует лучшего понимания факторов, влияющих на плотность древесины и другие ее свойства. Уменьшение возраста рубки вызывает необходимость добиваться ускоренного роста деревьев и, вероятно, улучшения минерального питания при условии более полной утилизации всей массы дерева (см. главу 10). Большинство приемов, используемых в лесоводстве и садоводстве (прореживание, обрезка, удобрение и др.), только тогда бывают эффективными, когда положительно действуют на физиологические функции деревьев.

Некоторые экономически выгодные приемы могут нежелательно воздействовать на физиологические процессы. Например, предполагали, что если листопадные плодовые деревья в центральной долине Калифорнии обработать осенью дефолиантами, то обрезку весной можно будет начинать раньше. Однако в конце вегетационного периода фотосинтез вносит существенный вклад в резервы углеводов, поэтому преждевременное опадение листьев нежелательно. Часто бывает целесообразным выкопать сеянцы из питомника и хранить их упакованными до момента посадки, но это нежелательно, из-за истощения в них запасов углеводов во время хранения. Также не обязательно, что самые крупные саженцы будут успешнее переносить пересадку. В связи с этим необходимы более полные знания о том, как создавать физиологически полноценные саженцы. Для этого требуется дополнительная информация о накоплении питательных веществ, о сезонных колебаниях корнеобразующей способности саженцев. Возрастающая потребность разведения саженцев в контейнерах повышает интерес к их физиологии. Программы селекции и улучшения деревьев создают необходимость методов, индуцирующих более раннее зацветение, большее образование семян и более успешное укоренение черенков (см. главу 4). Это создает противоречивые требования, так как для цветения и образования семян желательна более ранняя физиологическая зрелость, а более эффективное укоренение черенков происходит в молодом, незрелом состоянии. Настало время интенсифицировать исследования по получению желаемых генотипов с применением методов клеточной и тканевой культуры.

Для понимания физиологических процессов знание различных форм и строения древесных растений не менее существенно, чем знание химии. Например, свойства кроны воздействуют на многие физиологические процессы, которые в свою очередь влияют на различные ростовые процессы, включая рост ствола, апикальное доминирование, камбиальный рост, рост корня. Особенности кроны играют роль и в конкурентных взаимоотношениях между древесными растениями.

Необходимо знать строение листа, чтобы понимать, каким образом окружающие факторы влияют на фотосинтез и транспирацию. Сведения о стволе дают возможность понять, каким образом происходят ток воды и передвижение питательных веществ, а также камбиальный рост. Изучение строения корня важно для понимания механизма поглощения воды и солей. На любой физиологический процесс в той или иной степени влияет строение тканей или органов, в которых он происходит, поэтому знание анатомии важно для понимания ростовых процессов древесных растений.

Для понимания физиологических процессов знание различных форм и строения древесных растений не менее существенно, чем знание химии. Например, свойства кроны воздействуют на многие физиологические процессы, которые в свою очередь влияют на различные ростовые процессы, включая рост ствола, апикальное доминирование, камбиальный рост, рост корня. Особенности кроны играют роль и в конкурентных взаимоотношениях между древесными растениями.

Необходимо знать строение листа, чтобы понимать, каким образом окружающие факторы влияют на фотосинтез и транспирацию. Сведения о стволе дают возможность понять, каким образом происходят ток воды и передвижение питательных веществ, а также камбиальный рост. Изучение строения корня важно для понимания механизма поглощения воды и солей. На любой физиологический процесс в той или иной степени влияет строение тканей или органов, в которых он происходит, поэтому знание анатомии важно для понимания ростовых процессов древесных растений.

В настоящее время перед научными работниками, физиологами растений поставлены такие задачи: изучить обмен веществ и энергии в растительном организме, фотосинтез, хемосинтез, биологическую фиксацию азота из атмосферы и корневое питание растений; разработать методы повышения использования растениями солнечной энергии и питательных веществ почвы, обогащения почвы азотом; создать новые, более эффективные формы удобрений и разработать методы их применения; исследовать действие биологически активных веществ с целью использования их в растениеводстве; разработать методы более продуктивного использования воды растением. Без решения этих вопросов невозможно решение и ряда других проблем земледелия и растениеводства, направленных на повышение урожайности.

Не мало важным в настоящее время считается также:

разработка экологических вопросов на клеточном уровне (изменения мембран в неблагоприятных условиях засухи, засоления, действия пониженных и повышенных температур, повреждение органелл, синтез новых, защитных, белков);

расшифровка на физико-химической основе последовательности всех этапов адаптации растений к неблагоприятным природным и антропогенным факторам;

поиск новых методов и технологий решения различных проблем промышленной экологии, включая зоны экологических катастроф;

сохранение и изучение природных экологических систем, выяснение роли растений в поддержании стабильности биосферы и газового состава атмосферы;

поведение растений в нестабильной среде-центральная проблема экологической ФЗР XXI в.

Интенсивное применение минеральных удобрений, гербицидов, физиологически активных веществ, химических препаратов для защиты растений от болезней и вредителей требует глубокого и всестороннего изучения их влияния на рост и обмен веществ растительных организмов с целью значительного повышения продуктивности сельскохозяйственных растений.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Рассмотрение и анализ основных групп факторов, способных вызвать стресс у растений. Ознакомление с фазами триады Селье в развитии стресса у растений. Исследование и характеристика физиологии стрессоустойчивости растений с помощью защитных систем.

контрольная работа [194,8 K], добавлен 17.04.2019

Закономерности жизнедеятельности растительных организмов. Рациональное размещение растений в почвенно-климатических условиях. Механизмы онкопрофилактического действия фитостеринов. Физические и химические компоненты физиологии растений, фотосинтез.

реферат [42,6 K], добавлен 15.12.2009

Физиология как наука о функциях и процессах, протекающих в организме, ее разновидности и предметы изучения. Возбудимые ткани, общие свойства и электрические явления. Этапы исследования физиологии возбуждения. Происхождение и роль мембранного потенциала.

контрольная работа [533,3 K], добавлен 12.09.2009

Обмен углеводов при прорастании семян. Механизм действия на растения ретардантов. Основные способы ускорения дозревания плодов. Выращивание растений при искусственном облучении (электросветкультура). Холодоустойчивость растений и способы ее повышения.

контрольная работа [41,7 K], добавлен 22.06.2012

Определение понятий «засуха» и «засухоустойчивость». Рассмотрение реакции растений на засуху. Изучение типов растений по отношению к водному режиму: ксерофитов, гигрофитов и мезофитов. Описание механизма приспособления растений к условиям внешней среды.

реферат [998,2 K], добавлен 07.05.2015

Источник