Рост и развитие растений Передвижение ауксина при эмбриогенезе

в необратимом увеличении размеров клетки, органа или целого организма.
Развитие –

это качественные изменения компонентов организма, при которых имеющиеся функции преобразуются в другие. Развитие – это изменения, происходящие в растительном организме в процессе его жизненного цикла.
Если этот процесс рассматривать как установление формы, то он называется морфогенезом (см. морфологию и анат. в курсе ботаники)

Пример роста – разрастание ветвей, благодаря размножению и увеличению клеток. Примерами развития являются образование проростков из семян при прорастании, образование цветка и т. д.

до природной смерти.
Включает в себя все жизненные процессы и

продолжается у разных растений от 10–14 дней до 3–5 тыс. лет. Самыми долгоживущими являются секвои – до 5 тыс. лет.

формирования зародыша и семени от оплодотворения яйцеклетки до начала прорастания

семени;
для вегетативно размножающихся растений – период формирования почек в органах вегетативного размножения от возникновения почки до начала ее прорастания.

В это время ростовые процессы находятся в скрытой фазе или фазе подготовки.

Происходит синтез основных
метаболитов, ядра, образование
ростовых гормонов.

от прорастания семени до появления способности к образованию репродуктивных органов.

В начале ювенильного периода растения не переходят к образованию репродуктивных органов даже в оптимальных условиях; потом они постепенно приобретают способность к репродукции, т. е. это этап доминирования ростовых процессов.

В это же время растение и его органы активно увеличиваются в размерах, происходит новообразование отдельных элементов растения (клеток, тканей, органов).

Многие авторы отмечают взаимодействие фитогормонов в период интенсивного роста растительного организма.

размножающихся растениях, от появления первичных зачатков репродуктивных органов до формирования

бутонов, цветков, клубней, луковиц и других органов, образование новых зародышей. В этот период процесс роста сопряжен с элементами генеративного развития.

Совместно с ростом вегетативных частей растения происходит детерминация генеративных органов – приобретение клеткой, тканью, органом или организмом состояния готовности к реализации определенных наследственных свойств.

Детерминация развития характеризуется готовностью к развитию по определенному типу. Другими словами, растение переходит от этапа вегетативного размножения к этапу генеративного, т. е. к этапу спелости.

поспевания плодов и семян в растениях, размножающихся семенами; или поспевание

клубней, луковиц и других органов у вегетативно размножающихся растений.
Во время этого этапа доминируют процессы роста генеративных органов, увеличение размеров семян или других органов. В этот период совместно с гормонами выявляются и доминируют природные ингибиторы.

до природного отмирания растений.

Рост в этом случае происходит очень

редко.

Замедляют старение факторы, стимулирующие синтез РНК и белков, например, гормоны цитокинины.

т. д. (от сообщества до молекулярного уровня) имеет S-образный, или

сигмоидный вид. Определяет ФЕНОМ растения!

протяжение которой зависит от внутренних изменений, служащих для подготовки к

росту
II - логарифмическая фаза, или период, когда зависимость логарифма скорости роста от времени описывается прямой
III - фаза постепенного снижения скорости роста
IV - стационарная фаза,
на протяжении
которой организм
достигает стационарного
состояния.

В период лаг-фазы функционируют механизмы, связанные с образованием ДНК и

РНК, синтезом новых ферментов, белков, а также биосинтезом гормонов.

В период логарифмической фазы наблюдается активное растяжение клеток, появление новых тканей и органов, увеличение их размеров, т. е. происходят этапы видимого роста.

По наклону кривой можно судить о генетическом фонде, который определяет ростовой потенциал данного растения, а также насколько хорошо соответствуют условия потребностям растения.

µм/мин (до 3 см в сут), многих тропических растений –

до 7-12 µм/мин (~ 10-15 см в сутки), а у побегов бамбука – 200-400 µм/мин (30-60 см в сутки).

развитие растений кукурузы и рост содержания сухой массы (СМ):

ранних стадий развития зародыша) происходит главным образом в определенных участках,

меристемах.

Меристемы – это зоны в растительном организме, где происходит регулярное размножение растительных клеток. Это стволовые клетки растений, активные на всем протяжении жизни и образующиеся при необходимости.

Эти зоны расположены апикально, т. е. на вершине растущего органа (в главных и боковых побегах и корнях), базипетально (в листьях и междоузлиях) или интеркалярно, например над узлами в соломине злаков.

Между листом и стеблем в пазухах листьев закладываются пазушные почки. Пазушные почки, которые длительное время не дают побегов, называют спящими; при определенных условиях они пробуждаются и из них развиваются побеги.

меристемы локализованы в кончиках корней и побегов, а также в

пазушных почках побегов.
Апикальные меристемы удлиняют побеги и корни. Этот процесс часто называют первичным ростом.

побег

корень

Апикальные меристемы обнаружены у однодольных и двудольных.

Апикальная меристема

за рост побега и корня в толщину.

Эта меристема не

существует у однодольных!

Два основных типа:
Васкулярный (сосудистый) камбий – «бесконечно» продуцирует вторичную ксилему и вторичную флоэму, давая рост «древесине».
Пробковый камбий – формирует клетки коры деревьев.

стебля:
Эпидермис
Кортэкс
Первичная флоэма
Первичная ксилема
Сердцевина
Вторичный рост стебля
Перидерма
Пробковый
камбий
Кортэкс
Первичная
флоэма
Вторичная
флоэма
Сердцевина
Первичная
ксилема
Вторичная
ксилема
Сосудистый

камбий

Меристемы двудольных

узлов (нодов). Обеспечивает «клеткам» удлинение стебля и листа.

with the growing shoot tip indicated by the orange line.

The orange box shows a top view of the shoot tip at higher magnification, with the shoot meristem in the center (indicated by the yellow line), surrounded by flower buds of increasing age.

The yellow box shows a virtual section through a three-dimensional reconstruction of the shoot meristem, based on microscopy images. The cells marked in red are the shoot stem cells; the cells in blue are required to maintain the stem cells; descendants of the stem cells are displaced to the periphery of the meristem, where they are periodically recruited to form a new organ (in this case, a new floral bud).

tips indicated by the yellow line. The yellow box shows

a virtual section through a three-dimensional reconstruction of the root meristem, based on microscopy images. In the center of the root meristem, a small group of cells called the quiescent (покоящийся) center (blue) are surrounded by stem cells (red), whose descendants continue to divide for a while before differentiating into the various tissues that form the root.

ей тотипотентность и давать начало целому организму.
протопласт
Тотипотентной является любая

клетка растения, так как она владеет полным генофондом, т. е. всеми возможностями будущего организма. Тотипотентные клетки – генетически однородные «способные к омоложению» клетки.

Первичное
деление
протопласта

растения всегда способна дать целое растение!

не решен.
Классические представления о росте клетки растяжением:

Рост растяжением представляет собой

последующее увеличение объема клетки при сильном поступлении воды и образовании вакуолей, но при незначительном увеличении массы протоплазмы. Кроме быстрого поступления воды происходит и новообразование специальных белков.

На первом этапе в клетке, способной к растяжению, наблюдаются два процесса – замедление синтеза компонентов цитоплазмы и медленное образование компонентов клеточной оболочки. На этом этапе увеличивается интенсивность дыхания, наблюдается активное новообразование фосфолипидов.

связан с активацией деятельности ряда целлюлозо- и пекталитических ферментов, благодаря

которым повышается эластичность клеточных оболочек.

Кроме того, генерируются активные формы кислорода, полярно «разрезающие» молекулы биополимеров клетки на более мелкие фрагменты, приводя к ослаблению клеточной стенки.

Одновременно в клетке идет образование вакуолей, повышается активность гидролитических ферментов, вакуоли наполняются сахарами, аминокислотами и другими осмотически активными соединениями.

Таким образом, вода поступает в клетку и формируется большая центральная вакуоль.

ведущую роль играет индолил-уксусная кислота (ИУК – это ауксин, фитогормон),

запускающая выделение Н+-ионов из цитоплазмы (Н+-помпа).

В итоге подкисляются клеточные стенки, в них активируются ферменты типа кислых гидролаз и разрываются кислотолабильные связи.

В результате происходит два типа изменений в оболочке – образование просветов и сдвиги углеводных слоев, т. е. своеобразное растяжение матрикса.

остановки растяжения:

1. Ауксин активирует не только разрыхление оболочки и разрыв

ковалентных связей, но и активирует синтез элементов вторичной клеточной стенки; последняя тормозит растяжение клетки.

2. В клетке происходит синтез предшественников лигнина, которые участвуют в разрушении ауксина и торможении клеточного растяжения.

3. В клетке на последнем этапе растяжения синтезируется в большом количестве этилен – фитогормон - антагонист ауксина и ингибитор клеточного растяжения.