Niiden solujen nimi, joiden läpi orgaaniset aineet liikkuvat. Orgaanisen aineen liikkuminen kasvissa. Millaisia johtavia kudoksia varressa tiedät
1. Millaisia johtavia kudoksia varressa tunnet?
Puu, niini.
2. Mitkä ovat näiden kudosten solujen rakenteelliset ominaisuudet?
Kuoren sisäkerrosta kutsutaan niiniksi. Se koostuu seulaputkista ja satelliittisoluista, paksuseinäisistä niinikuiduista sekä pääkudoksen soluryhmistä.
Seulaputket ovat pystysuora rivi pitkänomaisia eläviä soluja, joiden poikittaisseinämiin on lävistetty reikiä (kuten seula), näiden solujen ytimet ovat romahtaneet ja sytoplasma on kalvon vieressä. Tämä on rinteen johtava kudos, jota pitkin orgaanisten aineiden liuokset liikkuvat. Seulaputkien elintärkeä aktiivisuus saadaan seuralaisista soluista.
Ränikuidut - pitkänomaiset solut, joiden sisältö on tuhoutunut ja seinämät lignoituneet - edustavat varren mekaanista kudosta. Pellavan, lehmusen ja joidenkin muiden kasvien varressa niinikuidut ovat erityisen hyvin kehittyneitä ja erittäin vahvoja.
Suonet ovat tyypillisiä koppisiemenisten puun johtavia elementtejä. Ne ovat hyvin pitkiä putkia, jotka muodostuvat päästä päähän liittyneiden solujen fuusioitumisen tuloksena.
3. Mikä on juuripaine?
Juuren paine - paine juurien johtavissa suonissa, joka varmistaa veden ja siihen liuenneiden mineraalien liikkumisen kasvin maanpäällisiin elimiin.
Laboratoriotyöt
Veden ja mineraalien liikkuminen vartta pitkin
1. Tarkastellaan poikkileikkausta lehmusversosta tai muusta puumaisesta kasvista, joka on seisonut 2-4 päivää sävytetyssä vedessä. Määritä, mikä varren kerros on värjätty.
Maalattua puuta.
2. Tarkastellaan tämän verson pitkittäisleikkausta. Ilmoita, mikä varren kerros on värjätty. Tee johtopäätös havaintosi perusteella.
Maalattua puuta. Tässä kokeessa muste korvasi veteen liuenneet mineraalit. Näiden aineiden liuokset, kuten värillinen vesi, nousevat juuresta ylös varren sisään puun suonten kautta.
3. Lue oppikirjasta, mitkä ovat niiden solujen ominaisuudet, joiden läpi vesi ja kivennäissuolat liikkuvat.
Astiat - tyypillisiä vain lehtipuiden vettä kuljettavia elementtejä - ovat pitkiä ohutseinäisiä putkia, jotka on muodostettu pitkästä pystysuorasta lyhyiden solujen rivistä, joita kutsutaan suonisegmenteiksi, liuottamalla niiden väliset väliseinät.
5. Tee johtopäätökset veden ja mineraalien liikkeen piirteistä varren varrella.
Kivennäisaineliuokset nousevat juuresta ylös varren sisään puun suonten kautta.
Kysymyksiä
1. Mitä ovat verisuonikimput? Mitä toimintoa ne suorittavat?
Johtavat kudokset yhdistetään verisuonikimpuiksi, joita ympäröivät usein vahvat mekaanisen kudoksen kuidut. Siksi tällaisia nippuja kutsutaan verisuonikuituisiksi. Ne kulkevat pitkin koko vartta yhdistäen juurijärjestelmän lehtiin.
2. Mitkä kokemukset osoittavat, että vesi mineraalineen liikkuu puuastioiden läpi?
Kuvauksessa laitettiin veteen musteella, vain puu oli petsattu.
3. Miksi vesi nousee jatkuvasti ylös varren suonten läpi?
Haihtuminen edistää veden liikkumista kasvissa. Haihtumisen kautta vesi kulkee juurien läpi vartta pitkin lehtiin. Vesi nousee lehtiin ja juuripaineen voimalla.
4. Millä kokemuksella voidaan varmistaa, että orgaaniset aineet kulkeutuvat niinin seulaputkien läpi?
Huonekasvin (esimerkiksi dracaena tai ficus) varteen teemme varovasti rengasmaisen viillon. Poista kuoren rengas varren pinnasta ja paljasta puu. Kiinnitetään lasisylinteri vedellä varteen. Muistathan, että puun tai pensaan varsi koostuu nahasta, korkista, primaarisesta kuoresta, niinestä, kambiumista, puusta ja sisusta. Seulaputket, joiden kautta orgaaniset aineet siirtyvät lehdistä kasvin muihin elimiin, sijaitsevat rinteessä. Haaraa rengastelemalla leikkaamme nämä putket, jolloin lehdistä virtaava orgaaninen aines saavuttaa rengasmaisen loven ja kerääntyy sinne.
Kasvin tuoreen leikkauksen pintaan muodostuu aina haavatulppa. Haavatulpan alla olevat solut jakautuvat voimakkaasti. Ne käyttävät orgaanista ravinneainetta, joka on kertynyt ennen rengasviilloa. Pian tulee rengasmainen virtaus, joka parantaa haavan. Satunnaiset juuret kehittyvät tulvasta.
Joten orgaaniset aineet liikkuvat niiniä pitkin. Ja ne voivat liikkua sekä ylös että alas.
5. Missä eri kasveissa säilytetään orgaanisia aineita?
Osa aineista kertyy varaan yksivuotisten kasvien hedelmien ja siementen soluihin sekä kaksi- ja monivuotisiin kasveihin, lisäksi juurien, varren ja niiden muunnelmien soluihin.
Porkkanoiden, punajuurien, nauristen ja joidenkin muiden kasvien juurikasvit ovat eräänlaisia ravintoaineita. Kyssäkaalikaali muodostaa paksun pallomaisen varren, joka on samanlainen kuin nauris. Tällaisessa varressa kasvi varastoi ravinteita.
Puissa ja pensaissa tärkeimmät orgaanisen aineen varastot ovat sydänpuussa ja puussa.
Ajatella
Voiko tieto ravinteiden liikkumisesta kasveissa auttaa hallitsemaan niiden kehitystä? Jos kyllä, anna esimerkkejä.
Kun tiedät kuinka ravinteet liikkuvat kasvissa, voit hallita niiden liikkumista. Jos esimerkiksi leikkaat pois tomaattien ja viinirypäleiden sivuversot, voit lähettää hedelmiin ne orgaaniset aineet, joita käytettäisiin kaukoversojen kehityksessä. Tämä nopeuttaa hedelmien kypsymistä ja lisää satoa.
Tehtävät
Valmistaudu siementen itämisen tutkimukseen ottamalla neljä lasillista tai pientä lasipurkkia ja laittamalla niihin sama määrä kurkun, papun, kauran tai vehnän siemeniä. Jätä siemenet kuivumaan ensimmäisessä lasissa. Toisessa kaada hieman vettä pohjalle ja laita lämpimään paikkaan. Täytä kolmas lasi reunoja myöten keitetyllä vedellä ja peitä se lasilla. Kaada vähän vettä neljänteen lasiin (kuten toiseen), mutta laita se kylmään, esimerkiksi jääkaappiin, tai hautaa se lumeen. Katso, mitä kunkin lasin siemenille tapahtuu. Itäisivätkö kaikki lasit ja kaikki siemenet? Selvitä, mitä olosuhteita siementen itämiseen tarvitaan. Kirjoita muistiin havaintosi ja johtopäätöksesi.
Siemenet itäivät vasta toisessa lasissa. Muissa tapauksissa yhtä siementen itämisen edellytyksistä ei havaittu - veden, ilman ja lämmön läsnäoloa.
Ensimmäisessä tapauksessa vettä tarvitaan, koska. alkio voi kuluttaa ravinteita vain liuoksen muodossa. Siksi siemenet pysyivät lepotilassa.
Kolmannessa lasissa ei ollut liuennutta happea, siemenalkiolla ei ollut mitään hengitettävää, sen kuoleman jälkeen siemen yksinkertaisesti mätänee vedessä.
Neljännessä lasissa siemenet eivät itäneet lämmön puutteen vuoksi (vain vehnä voi itää, koska se on kylmänkestävää).
Tehtäviä uteliaille
Tarkkaile itujen ja satunnaisten juurien muodostumista huonekasvien ruskohioissa toistamalla kuvassa 83 esitetty koe. Kun verso on istutettu juurineen maaperään, tarkkaile kasvin kehitystä juurtuneesta versosta.
Orgaaniset aineet kertyvät erityisiin varastokudoksiin, joista osa kerää näitä aineita solujen sisään, toiset - solujen sisään ja niiden kalvoihin. Varaan kerääntyvät aineet: sokerit, tärkkelys, inuliini, aminohapot, proteiinit, öljyt.
Orgaaniset aineet voivat kerääntyä liuenneessa tilassa (juurikasjuurissa, sipulisuomussa), kiinteissä (tärkkelysjyvät, proteiini - perunan mukulat, viljan jyvät, palkokasvit) tai puolinestemäisessä tilassa (öljypisarat risiinipavun endospermissa). Erityisen paljon orgaanista ainetta kertyy muunneltuihin maanalaisiin versoihin (juurakot, mukulat, sipulit) sekä siemeniin ja hedelmiin. Varressa orgaaniset aineet voivat kerrostua primaarisen aivokuoren parenkymaalisiin soluihin, ydinsäteisiin ja sisäosan eläviin soluihin.
Tiedämme, että lehdissä muodostunut tärkkelys muuttuu sitten sokeriksi ja pääsee kaikkiin kasvin elimiin.
Tarkoitus: selvittää, kuinka lehtien sokeri tunkeutuu varteen?
Mitä teemme: huonekasvin (dracaena, ficus) varteen teemme varovasti rengasmaisen viillon. Poista kuoren rengas varren pinnasta ja paljasta puu. Kiinnitetään lasisylinteri vedellä varteen (katso kuva).
Mitä havaitsemme: muutaman viikon oksalla, renkaan yläpuolella, ilmestyy paksuuntuminen sisäänvirtauksen muodossa. Satunnaiset juuret alkavat kehittyä siihen.
Tulos: tiedämme, että seulaputket sijaitsevat rinteessä, ja koska leikkaamme ne oksaa rengastämällä, lehdistä virtaavat orgaaniset aineet saavuttivat rengasmaisen loven ja kerääntyivät sinne.
Pian tulvasta alkavat kehittyä satunnaiset juuret.
Johtopäätös: Näin ollen kokemus osoittaa, että orgaaniset aineet liikkuvat niiniä pitkin.
11. Muunnetut versot, niiden rakenne, biologinen ja taloudellinen merkitys.
Muokatut versot suorittavat erilaisia toimintoja. Joten joidenkin kasvien versoihin kerääntyy vararavinteita (sisältää tärkkelystä, sokereita, kivennäisaineita, fytonsideja (mikrobit tappavia aineita). Niitä käytetään laajalti ihmisten ravinnoksi ja eläinten ruokintaan. Muunnettuja versoja voidaan käyttää myös vegetatiiviseen lisääntymiseen). esiintyy luonnossa ilman ihmisen puuttumista.
12. Kasvien lisäysmenetelmät.
Kasvien lisääntyminen- joukko prosesseja, jotka johtavat tietyn lajin yksilöiden lukumäärän kasvuun; kasveilla on aseksuaalista, sukupuolista ja kasvullista (aseksuaalinen ja sukupuolinen lisääntyminen yhdistetään generatiivisen lisääntymisen käsitteeksi).
Aseksuaalinen lisääntyminen eroaa vegetatiivisesta lisääntymisestä siinä, että vegetatiivisen lisääntymisen aikana tytäryksilö, joka on geneettisesti identtinen äidin kanssa (klooni), saa välttämättä fragmentin äidin organismista, koska se muodostuu siitä; Tätä ei tapahdu aseksuaalisessa lisääntymisessä.
Kasvillinen lisääntyminen tapahtuu kasvullisten elinten - juurien, maanpäällisten tai maanalaisten versojen, harvemmin lehtien - avulla.
Generatiivinen lisääntyminen liittyy erityisten uros- ja naarassolujen muodostumiseen kukissa: itiöt (kreikaksi "spore" - siemen) ja sukusolut (kreikaksi "sukusolut" - puoliso).
Kasvien lisääntymistä itiöiden avulla kutsutaan itiöiden (aseksuaaliksi) lisääntymiseksi. Lisääntyminen sukusolujen (sukupuolisolujen) avulla - seksuaalinen lisääntyminen.
Lisääntyminen juuriimillä. Kuten tiedät, joidenkin kasvien juuriin muodostuu lisäsilmuja. Niistä kehittyvät maanpäälliset versot, joiden tyvistä kasvavat satunnaiset juuret. Näitä versoja kutsutaan juuren jälkeläisiksi (kuva 139). Kun emojuuri kuolee, tytärkasvit itsenäistyvät. Juuren jälkeläisten avulla vadelmat, haapa, Ivan-tee ja pieni suolaheinä lisääntyvät ja valtaavat nopeasti uusia alueita. Erityisesti suuri osa juurijälkeläisistä muodostaa vaikeasti hävitettäviä rikkaruohoja - ohdake, ohdake, sideruoho. Ne voivat esiintyä jopa 0,5 cm pituisissa juuriosissa.
Kylvä ohdake juuriimillä
Lisääntyminen maanpäällisillä versoilla. Monet kasvit (niittytee, apila, Veronica officinalis) lisääntyvät hiipivien versojen avulla. Satunnaiset juuret muodostuvat versojen solmukohtiin ja sivuversot kehittyvät sivusilmuista. Kun emoverson osat kuolevat, nuoret kasvit itsenäistyvät.
Pajun oksa juurtunut kosteaan maahan
Modifioitujen maanpäällisten versojen eli stolonien huipulle muodostuu lyhennettyjä versoja metsämansikassa, hiipivässä sitkeässä hanhenjalassa. Juurien muodostumisen jälkeen ne kasvavat nopeasti ja niistä tulee itsenäisiä tytärkasveja. He kasvattavat uusia stoloneja.
Mansikoiden lisääntyminen viiksillä
Kasvien lisääntyminen maanalaisilla modifioiduilla versoilla. Monet kasvit lisäävät lukumääräänsä lisäämällä juurakoilla, sipulilla ja mukuloilla. Juurakoiden avulla lisääntyvät mustikat, oksaalit, toukokuun kielo, hiipivä vehnänurmi ja monet muut kasvit. Istuta juurakot haara. Nuoret kasvit kehittyvät apikaalisista ja lateraalisista silmuista. Kun juurakoiden vanhat osat kuolevat ja tuhoutuvat, ne erottuvat erillisiksi kasveiksi.
Mustikat maanalaisilla juurakoilla
Sipulien avulla liljat, sipulit, valkosipulit, tulppaanit lisääntyvät. Näiden kasvien sipulit muodostavat vauvasipuleita, jotka talvehtimisen jälkeen synnyttävät uusia kasveja.
Luonnossa corydalis, septenary ja muut kasvit lisääntyvät mukuloilla.
Kasvien lisääntyminen lehtien avulla. Luonnossa kasvien lisääntyminen lehtien avulla tapahtuu harvemmin kuin versojen ja juurien kautta. Lehdet tuovat niittyytimen, joka kasvaa jokien rannoilla kostealla maaperällä (kuva 143). Kesällä sen lehdet erotetaan tavallisesta varresta. Lehtien pohjassa olevista soluista kehittyvät lisäsilmut. Kosteaan maahan juurtumisen jälkeen nuoret kasvit kehittyvät silmuista.
Niitty ydin
Lisääntymistä lehtien avulla voidaan havaita huonekasvin sammalissa. Siinä on lukuisia silmuja lehtien terien reunoilla. Koska ne ovat emokasvin lehdillä, ne synnyttävät pieniä versoja, jotka muodostavat juuria. Pudotessaan sellaiset versot juurtuvat maaperään ja synnyttävät aikuisia kasveja.
Bryophyllum-lehti, jossa on lisäsilmuja
Kasvillisen lisääntymisen merkitys kasvien elämässä. Kasvillisen lisääntymisen ansiosta kasvit lisäävät lukumääräänsä ja laajentavat alueitaan. Tytäryksilöt saavat elämän alussa ravinteita emokasvista. Siksi ne kehittyvät nopeasti, sietävät hyvin epäsuotuisia ympäristöolosuhteita ja alkavat kukintaa ja hedelmää aikaisin.
Joidenkin kasvien elämässä kasvullinen lisääntyminen on erityisen tärkeää. Esimerkiksi monet vesikasvit (pisarukko, lampiläkki, elodea) lisääntyvät pääasiassa kasvullisesti.
Duckweed kukkii hyvin harvoin. Mutta vegetatiivinen lisääntyminen tapahtuu hyvin nopeasti. Uudet tytärsegmentit alkavat lisääntyä, kun ei ole aikaa erottua emokasvista.
Usein siemeniä ei voida muodostaa epäsuotuisten olosuhteiden vaikutuksesta kukinnan, voimakkaan varjostuksen, pölyttävien hyönteisten puuttumisen vuoksi, ja jo muodostuneet siemenet eivät voi itää tiheän turpeen läpi. Tässä suhteessa useimmat metsä- ja suokasvit (mustikat, karpalot, rosmariini, monet sarat ja heinät) lisääntyvät pääasiassa kasvullisesti.
suvuton lisääntyminen- tämä on lisääntyminen, joka tapahtuu ilman sukusolujen osallistumista; kun taas vain yksi yksilö osallistuu lisääntymiseen.
Tällainen lisääntyminen on tyypillistä leville, sammalille, saniaisille, korteille ja sammalille. Itiöt ovat erityisiä pieniä soluja. Ne sisältävät ytimen, sytoplasman, ovat peitetty tiheällä kalvolla ja pystyvät kestämään epäsuotuisia olosuhteita pitkään. Suotuisissa ympäristöolosuhteissa itiöt itävät ja muodostavat uusia (tytär)kasveja.
Suvuttomassa lisääntymisessä syntyneet tytärorganismit ovat ominaisuuksiltaan identtisiä emokasvin kanssa. Tämä on suvuttoman lisääntymisen biologinen merkitys.
seksuaalinen lisääntyminen- tämä on lisääntyminen, jossa tapahtuu naaras- (♀) ja miehen (♂) sukusolujen fuusio, josta ilmaantuu tytärorganismeja, jotka ovat laadullisesti erilaisia kuin emosolut; tässä tapauksessa kaksi emo-organismia osallistuu lisääntymiseen.
Miesten ja naisten sukupuolisolujen fuusioprosessia kutsutaan hedelmöitykseksi.
Sukupuolisolut, joita kutsutaan sukusoluiksi (kreikan kielestä gametos - "puoliso"), kehittyvät kahdessa vanhempainorganismissa. Naisten sukusoluja kutsutaan munasoluiksi. Urospuoliset sukusolut ovat liikkumattomia siittiöitä (siemenkasveissa) tai liikkuvia, joissa on siima - siittiöitä (itiösikasveissa). Hedelmöitysprosessissa, kun naisen ja miehen sukusolut sulautuvat, syntyy erityinen solu - tsygootti (kreikan kielestä zygotos - "kaksoisvaljaat"). Se sisältää molempien emoorganismien perinnölliset ominaisuudet. Tsygootista kehittyy uusi (tytär)organismi, jolla on erityisiä ominaisuuksia, laadullisesti uusi, erilainen kuin vanhemmissa (ks. kaavio).
Hedelmöityksen tuloksena saadussa organismissa syntyy aina jotain uutta, jota ei vielä ole luonnossa löydetty, vaikka se on hyvin samankaltaista kuin sen vanhemmat. Näin ei tapahdu aseksuaalisessa lisääntymisessä, kun tytärorganismit kehittyvät ilman hedelmöitystä ja vain toisesta vanhemmasta. Sukupuolisen lisääntymisen suurin merkitys on organismien ominaisuuksien uudistamisessa. Sellaiset organismit, joilla on uusia perinnöllisiä ominaisuuksia, jotka on saatu molemmilta vanhemmilta, säilyvät todennäköisemmin hengissä.
Sukupuolisen lisääntymisen tärkein merkitys on, että sukupuoliteitse syntyneillä organismeilla on uusia (vanhempainiin verrattuna) perinnöllisiä ominaisuuksia.
Kasviorganismille, toisin kuin eläimelle, on ominaista suuri taloudellisuus ravinteiden käytössä, mikä ilmenee kasvien kyvyssä hyödyntää (uudelleenkäyttöä) kivennäisravinnon pääelementtejä. Jokainen "kasvin lehti käy läpi kehityskiertonsa. Lehti kasvaa, saavuttaa maksimikokonsa, sitten alkaa ikääntymisprosessi ja vihdoin lehti kuolee. Lehden elinkaaren ajan ravinteet tulevat siihen. Samalla siitä virtaa ulos jonkin verran ainetta. Lehden fysiologisen nuoruuden aikana kivennäisravitsemuselementtejä sisältävien aineiden määrä kasvaa aineen sisäänvirtauksen nopeuden vuoksi. ylittää huomattavasti ulosvirtausnopeuden. Sitten lyhyen ajan nämä kaksi prosessia (tulovirta ja ulosvirtaus) tasapainottavat toisiaan. Lopulta lehtien ikääntyessä ulosvirtaus alkaa vallita. Kukinnan ja lehtien pudotuksen aikana ravinteiden ulosvirtaus on voimakasta kaikista lehdistä. Siis ravitsevaa. aineet siirtyvät juurijärjestelmästä maanpäällisiin elimiin, pääasiassa ksyleemiä pitkin, ja virtaavat sitten lehdistä floemia pitkin varren kudoksiin. Levittyessään säteen suunnassa floeemin johtavista elementeistä ravinteet siirtyvät takaisin ksyleemin suoniin ja suuntautuvat ylöspäin suuntautuvalla virralla nuorempiin elimiin ja lehtiin. Tämän seurauksena ravinteet kiertävät kasvin läpi. Siirtyminen laskevasta virrasta (floemia pitkin) nousevaan virtaan (ksyleemiä pitkin) voi tapahtua varren eri kohdissa. Typpiyhdisteiden osalta osoitettiin, että liike alaspäin kulkee floemia pitkin juurijärjestelmään. Juuren johtavassa järjestelmässä typpiyhdisteet siirtyvät ylöspäin suuntautuvaan virtaan ja liikkuvat ksyleemin suonten läpi. Yksittäisten alkuaineiden toistuva käyttö kasviorganismissa vaikuttaa niiden jakautumiseen. SISÄÄN Kivennäisaineiden jakautumisessa kasveissa on kaksi selkeää gradienttia. Uudelleenkäytetyille tavaroille on ominaista basipetaalinen gradientti levinneisyys, eli mitä korkeampi lehti on, sitä nuorempi se on; sitä enemmän typpeä, fosforia, kaliumia. Tämä näkyy erityisen selvästi tämän elementin puutteessa maaperässä. Elementeille, joita ei ole käytetty uudelleen (kalium, boori, rauta), akropetaalinen gradientti jakelu. Mitä vanhempi elin, sitä suurempi on näiden elementtien sisältö siinä. Kierrätysaineissa nälänhädän merkit näkyvät ensisijaisesti vanhemmissa lehdissä, kun taas kierrättämättömien elementtien osalta kärsimyksen merkit näkyvät ennen kaikkea nuorissa elimissa.
Orgaanisten aineiden liikkumisen piirteet kasvin läpi
Lehdet, tai pikemminkin kloroplastit, toimittavat kaikki kasviorganismin elimet niissä muodostuneilla orgaanisilla aineilla. Näiden aineiden liikkumistavat ovat heterogeeniset. Kloroplastissa muodostuvien aineiden on päästävä ensin sytoplasmaan, sitten parenkymaalisia soluja pitkin floemin seulaputkiin ja niiden kautta eri kuluttaviin kasvin elimiin. On solunsisäistä, solujenvälistä parenkymaalista ja floemikuljetusta.
1. solunsisäinen kuljetus. Assimilaattien vapautuminen kloroplasteistatoveri Jokaisessa kloroplastissa fotosynteesin aikana muodostuvien tuotteiden määrä päivässä ylittää niiden oman massan. Tässä suhteessa assimilaattien ulosvirtaus solun muihin osiin, eli solunsisäinen kuljetus, on erittäin tärkeä. Trioosifosfaatit (PHA, FDA) tunkeutuvat helpoimmin kloroplastien kalvojen läpi, jotka voivat poistua kloroplasteista ja palata niihin. Fosforyloituneiden heksoosien tunkeutuminen kloroplastikalvon läpi on vaikeaa. Oletetaan, että kloroplasteissa muodostuneet monimutkaisemmat hiilihydraatit hajoavat trioosifosfaateiksi ja siirtyvät tässä muodossa sytoplasmaan, jossa ne voivat toimia materiaalina heksoosien, sakkaroosin ja tärkkelyksen uudelleensynteesissä. Näiden muutosten vuoksi trioosifosfaattien pitoisuus sytoplasmassa laskee jatkuvasti, mikä myötävaikuttaa niiden sisäänvirtaukseen pitoisuusgradienttia pitkin. Kloroplasteissa muodostuneet proteiinit myös hajoavat ja virtaavat sytoplasmaan aminohappojen muodossa. Valossa kloroplastikalvojen läpäisevyys kasvaa, mikä edistää erilaisten aineiden ulosvirtausta niistä.
2. Solujen välinen parenkymaalinen kuljetus. Pitoplasmaan päässeet orgaaniset yhdisteet eivät käytetä vain tämän solun tarpeisiin, vaan ne myös liikkuvat suunnassa seulaputkiin. Solujenvälinen parenkymaalinen kuljetus voidaan suorittaa kahdella tavalla - plasmodesmatan (symplasti) tai vapaan tilan kautta (solukalvot ja lehtien parenkyymin solujen väliset tilat). Riippuen lehden johtavien elementtien tiheydestä (suoniverkosto), etäisyydet assimilaattia tuottavasta parenkymaalisesta solusta floemin seulaelementteihin voivat olla erilaisia. Keskimäärin se ei kuitenkaan ylitä 3-4 solua ja on millimetrin sadasosia. Assimilaattien liikenopeus parenkymaalisissa kudoksissa on noin 10-60 cm/h. Tämä on huomattavasti suurempi kuin diffuusionopeus. Kun aineet liikkuvat plasmodesmataa pitkin, tällainen nopeus voidaan saavuttaa vain suurella lisäenergiankulutuksella. Kaikilla kasveilla ei kuitenkaan ole hyvin kehittynyt plasmodesmata. Kaikki tämä viittaa siihen, että parenkymaalinen kuljetus ei tapahdu vain plasmodesmatan kautta. Lehden mesofyllissä oleva vapaa tila (avoin vapaalle diffuusiolle) voi sisältää selluloosafibrillien väliset rakot soluseinissä sekä nixv-järjestelmän. On osoitettu, että lehtien mesofyllin soluilla on tämä erityskyky ja ne vapauttavat helposti sokereita vapaaseen tilaan. Floem-päätteiden solut (lähettimet) imevät intensiivisesti sokereita ja aminohappoja. Siirtosolujen erottuva piirre ovat lukuisat soluseinien kasvut. Näiden (solujen sisään suunnattujen) kasvainten ansiosta plasmalemman pinta kasvaa, samalla se lisää vapaan tilan kapasiteettia - ja luo suotuisat olosuhteet aineiden vapautumiselle floemiin.
3. Aineiden liikkuminen floemia pitkin on floemikuljetusta. Orgaanisten ravinteiden pitkän matkan kuljetus alaspäin tapahtuu pääasiassa floeemin kautta. Toisin kuin xylem sen koostumus sisältää varsinaisia seulaputkia, mukana olevia soluja, floemiparenkyymin soluja ja niinikuituja. Seulaputket ovat pystysuuntaisia rivejä pitkänomaisia, useimmissa tapauksissa lieriömäisiä soluja, joissa on ohuet solukalvot. Yksittäiset solut (segmentit) erotetaan toisistaan seulalevyillä, jotka on lävistetty lukuisilla huokosilla, joiden läpi sytoplasmiset juosteet kulkevat. Jokainen seulaputken solu on sellaisen satelliittisolun vieressä, jossa on runsaasti sytoplasmaa. Toisin kuin xylem phloem on kokoelma eläviä soluja sen koostumus sisältää varsinaisia seulaputkia, mukana olevia soluja, floemiparenkyymin soluja ja niinikuituja. Seulaputket ovat pystysuoria rivejä, jotka on useimmiten pidennetty lieriömäisiksi soluiksi ohuilla solukalvoilla. Yksittäiset solut (segmentit) erotetaan toisistaan seulalevyillä, jotka on lävistetty lukuisilla huokosilla, joiden läpi sytoplasmiset juosteet kulkevat. Seulaputket muodostetaan kambiasoluista, eivätkä ne aluksi eroa muista floemisoluista. Ne sisältävät liikkuvan sytoplasman, jossa on lukuisia ribosomeja, plastideja ja mitokondrioita. Keskellä on tyhjiö, jota ympäröi kalvo - tonoplast. Kehityksen edetessä putkien rakenne muuttuu merkittävästi. Ydin hajoaa; plastidit, mitokondrioiden koon pieneneminen; tonoplast katoaa. Vakuolin tilalle muodostuu keskusontelo. Sytoplasma sijaitsee parietaalikerroksessa. Erilliset pitkittäiset sytoplasman säikeet tunkeutuvat keskusonteloon. Ontelossa on pyöreän muotoisia hyytymiä, ilmeisesti nämä ovat mikrotubulusten kerääntymiä. Samanaikaisesti näiden muutosten kanssa seulalevyihin muodostuu huokosia, joiden läpi ohuet sytoplasman säikeet (filamentit) kulkevat; joissakin tapauksissa ne ovat mikrotubulusten muodossa. Ilmeisesti se on sisällä tänä aikana seulaputket toimivat aineiden kuljetuspaikkana. Ikääntyessä kalloosihiilihydraattia kertyy seulalevyjen huokosiin. Kalloosi, joka kaventaa huokosten rakoja, vaikeuttaa aineiden liikkumista. Puumaisissa kasveissa floemin yksittäiset elementit toimivat vain yhden vuoden. Kun uusia lehtiä muodostuu, niistä ulosvirtaus kulkee äskettäin järjestettyjä seulaelementtejä pitkin. Suuri merkitys oli menetelmän kehittäminen floem-mehun saamiseksi imevien hyönteisten avulla, jotka upottavat koveran seulaputkeen. Jos hyönteisen ruumis leikataan irti, phloem-mehua valuu ulos niskasta, joka analysoidaan. 14 CO 2:n käyttö mahdollisti leimattujen yhdisteiden analyysin floeemin johtavissa elementeissä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että 90 % tai enemmän kaikista floemin läpi liikkuvista aineista on hiilihydraatteja. Hiilihydraattien pääasiallinen kuljetusmuoto on sakkaroosi (C 12 H 22 O 11). Kuitenkin klo Joistakin lajeista sakkaroosin ohella oligosakkaridit (raffinoosi, stakyoosi) toimivat hiilihydraattien kuljetusyrityksenä ja myös jotkut alkoholit (mannitoli, sorbitoli), monosokerit (glukoosi ja fruktoosi) muodostavat pienen osan liikkuvista hiilihydraateista. Näyttää siltä, että suurin osa sakkaroosista esiintyy floemin parenkymaaliset solut, joista se tulee verkkoputkiin, joissa ei ole sakkaroosia hajottavia entsyymejä (invertataaseja), mikä määrittää näiden yhdisteiden turvallisuuden koko sen kuljetusreitin varrella. Floemissa alaspäin: voi liikkua muita ravintoaineita, esim mineraali- ja orgaanisten yhdisteiden muodossa niiden ulosvirtauksen aikana ikääntyvistä elimistä kierrätysprosessissa. Uudelleenkäytettyinä typpipitoiset aineet liikkuvat floemia pitkin aminohappojen ja amidien muodossa. Kuljetus floemia pitkin voi tapahtua kahteen vastakkaiseen suuntaan, lehdissä muodostuneet assimilaatit liikkuvat sekä ylös - kasvupisteisiin, kukkiin ja hedelmiin että alas - juurille, vararavinteiden säiliöihin. Aineiden liikkumisnopeuden määritys floemia pitkin suoritettiin tarkkailemalla leimattujen yhdisteiden leviämisnopeutta. Kävi ilmi, että liikenopeus seulaputkissa on melko suuri ja keskimäärin 50-100 cm/h. Eri kasviryhmissä liikenopeus vaihtelee jonkin verran. Samassa tehtaassa eri orgaaniset aineet voivat liikkua eri nopeuksilla. Merkittävä vaikutus liikenopeuteen ympäristöolosuhteet. Toisin kuin liikkuminen ksyleemin läpi, aineiden kulkeutumiseen floeemin läpi vaikuttavat kaikki tekijät, jotka muuttavat aineenvaihduntaprosessien intensiteettiä. liikkuminen floemissa riippuu lämpötilasta. Kävi ilmi, että optimaalinen lämpötila vaihtelee välillä 20 - 30 C. Lämpötilan lisänosto estää jo assimilaattien ulosvirtauksen lehtiterästä. Asenne floemin terävään jäähdytykseen eri kasveissa ei ole sama. Joten eteläiset kasvit (pavut) lopettavat kuljetuksen kokonaan 1-2 ° C: n lämpötilassa, kun taas sokerijuurikkaassa tällainen jäähdytys vain hidastaa liikettä. Kivennäisravinnon ehdot niillä on merkittävä vaikutus aineiden kulkeutumiseen floeemin läpi. Erityisesti tämä tutkimus on omistettu boorin vaikutukselle. On osoitettu, että boorin vaikutuksesta sakkaroosin liikenopeus kasvaa huomattavasti. Ehkä tämä johtuu monimutkaisten booriyhdisteiden muodostumisesta hiilihydraattien kanssa. Assimiloida liikenopeus kiihtyy, myös vaikutuksen alaisena fosfori. Sokereiden fosforyloidut muodot liikkuvat nopeammin. Liikenopeus muuttuu kaliumin vaikutuksesta. Voi olla kaliumia ylläpitää kalvopotentiaalia seulalevyissä ja edistää siten aineiden liikkumista floeemin läpi. Vaikein kysymys on floemin kuljetusmekanismi. Tämän virtauksen liikkeellepaneva voima on turgoripaine. Soluille, joissa muodostuu sokereita (luovuttaja), on ominaista korkea turgoripaine ja joissa sokereita kulutetaan - alhainen turgorpaine (akseptori). jos nämä kennot ovat yhteydessä toisiinsa, sen täytyy virrata korkeapaineisista kennoista matalapaineisiin kennoihin. Liike ei aina seuraa turgorin painegradienttia (sen laskusuuntaan). Siten on mahdotonta selittää assimilaattien voimakasta siirtymistä putoavista lehdistä tai kuihtuvista terälehdistä, jotka luonnollisesti sisältävät; alhainen turgoripaine. Laskelmat osoittavat, että sakkaroosiliuoksen liikuttamiseen seulaputkissa havaittavalla nopeudella tarvitaan voima, joka ylittää merkittävästi luovuttajasoluissa kehittyvän turgoripainevoiman. Vaihtoehtoinen hypoteesi on hypoteesi, jonka mukaan orgaanisten aineiden liike kulkee sytoplasman säikeitä pitkin energiankulutuksella. Floemin kuljetuksen ja energia-aineenvaihdunnan intensiteetin välillä on yhteys. Aineiden kuljetuksen energialähde voi olla ATP, joka muodostuu sekä itse seulakennoissa että pääasiassa satelliittikennoissa. On osoitettu, että seurasoluille on ominaista poikkeuksellisen korkea hengitys- ja fosforylaatiointensiteetti.
Seulaputkien proteiinisäikeiden säännölliset supistukset voivat edistää aineiden liikkumista tiettyyn suuntaan. Elektronimikroskooppiset tutkimukset ovat osoittaneet proteiinifilamenttien läsnäolon ja sisällä seulalevyjen huokoset. On mahdollista, että nämä proteiinisäikeet kykenevät peristalttisiin supistuksiin, mikä saa ne työntämään liuoksen tai erityisten kantajarakeiden läpi, joihin assimilaatit keskittyvät. Tietenkin nämä peristalttiset supistukset vaativat energiankulutusta. Siten assimilaattien kuljetus floemin läpi suoritetaan useilla mekanismeilla. Suurin merkitys annetaan niille mekanismeille, jotka liittyvät proteiinisäikeiden peristalttiseen supistumiseen. Kasvien organismien kasvulle tärkeä on suunnattu assimilaatioliike. Sen määrää suurelta osin aineiden käytön intensiteetti, tietyn elimen tarpeet, sen kasvun intensiteetti. Fytohormoneilla on suuri merkitys kasvin ravinteiden jakautumisessa, ja ravinteiden kuljetus suuntautuu niihin elimiin, joille on ominaista korkea kasvihormonien, erityisesti auksiinien, pitoisuus. Yksittäisten kasvien käsittely auksiinilla lisää erilaisten orgaanisten aineiden virtausta niihin. Fytohormonien vaikutus assimilaattien liikkumiseen liittyy energia-aineenvaihdunnan intensiteetin lisääntymiseen. Assimilaattien liikesuuntaa rajoittaa jonkin verran niitä tuottavien elinten, nimittäin lehtien, sijainti. On merkittävää, että varren eri puolilla sijaitsevat lehdet sekä eri tasoiset (ylempi ja alempi) toimittavat fotosynteesituotteita kasvin elinten eri osiin.
Luku 7
Elävä solu on avoin energiajärjestelmä, se vaihtaa energiaa ulkoisen ympäristön kanssa ja elää ulkopuolelta tulevan energian ansiosta. Solu, organismi voi säilyttää yksilöllisyytensä vain ympäristöstä tulevan vapaan energian myötä. Heti kun tämä virtaus lakkaa, tapahtuu organismin hajoaminen ja kuolema.
Orgaaniseen aineeseen fotosynteesin aikana varastoitunut auringonvalon energia vapautuu jälleen ja sitä käytetään erilaisiin elämänprosesseihin. Valokvanttien energia, joka on kertynyt hiilihydraatteihin, vapautuu nopeasti uudelleen niiden hajoamisprosessissa (dissimilaatio). Yleisimmässä muodossa voidaan todeta, että kaikki elävät solut saavat energiaa entsymaattisten reaktioiden kautta, joiden aikana elektrodit siirtyvät korkeammalta energiatasolta alemmalle.
Luonnossa on kaksi pääprosessia, joissa auringonvalon energia varastoituu orgaanista ainetta vapautuu - tämä hengitys Ja käyminen. Hengitys on orgaanisten yhdisteiden oksidatiivista hajoamista yksinkertaisiksi yhdisteiksi, johon liittyy energian vapautuminen. Fermentaatio on prosessi, jossa orgaanisia yhdisteitä taimitaan yksinkertaisemmiksi, ja siihen liittyy energian vapautuminen. Käymisen aikana yhdisteiden hapettumisaste ei muutu. Hengityksen tapauksessa happi toimii elektronien vastaanottajana, käymisen tapauksessa orgaaniset yhdisteet. Energiakiertoon sisältyvät prosessit ovat niin tärkeitä, että tällä hetkellä on noussut bioenergetiikka, joka tutkii energian muuntumisen molekyyli- ja alimolekyyliperustaa.
Jokaisessa elävässä organismissa tapahtuu väistämättä erilaisten aineiden (ravinteiden, happi, hajoamistuotteet jne.) liikettä.. Kasveilla on kuljetusta johtava järjestelmä. Se yhdistää kasvin eri osat ja varmistaa aineiden siirtymisen osasta toiseen. Alemmissa kasveissa - levissä - ei ole kudoksia ja aineet liikkuvat solusta toiseen. Korkeammissa kasveissa vesi, mineraalit ja orgaaniset aineet kulkevat mukana johtavat kudokset(Kuva 55).
Riisi. 55. Kaavio kivennäis- ja orgaanisten aineiden liikkumisesta kasvin läpi
Tiedetään, että juuret tarjoavat kasville vettä ja mineraaleja. Ja lehdet puolestaan tarjoavat juurille orgaanisia aineita, joita muodostuu fotosynteesin aikana. Miten aineiden liikkuminen tapahtuu?
Vesi ja kivennäisaineet liikkuvat suonten läpi, jotka alkavat juuresta, ulottuvat varren läpi lehteen ja saavuttavat sen jokaisen solun. Alukset - pitkät putket, jotka ovat kuolleita soluja, joiden väliset poikittaiset väliseinät ovat liuenneet.
Orgaaniset aineet muodostuvat lehdissä ja siirtyvät muihin elimiin - juuriin, kukkiin, hedelmiin seulaputkien kautta. seulaputket- elävät pitkänomaiset solut, joiden poikittaiset väliseinät läpäisevät pienimmät huokoset. Seulaputket sijaitsevat aivokuoressa - sisäpuolella.
Kaikkia fotosynteesin aikana muodostuneita orgaanisia aineita ei käytetä kasveille. Osa orgaanisesta aineksesta laskeutuu reserviin. Vehnässä, kaurassa ja rukiissa orgaanista ainetta kertyy siemeniin, porkkanoihin, punajuuriin ja retiiseihin - juurikasveihin, kieloon ja vehnänruohoon - juurakoihin. Siemenissä olevat orgaaniset aineet ravitsevat kehittyvää alkiota, ja oksiin, juurakoihin ja sipuleihin kerääntyneet aineet muodostavat uusia elimiä.
Vastaa kysymyksiin
- Mikä merkitys aineiden liikkumisella on kasviorganismin elämässä?
- Vertaa mineraali- ja orgaanisten aineiden kulkureittejä kasvin läpi.
- Mikä on orgaanisen aineen laskeutumisen merkitys kannassa?
Uusia käsitteitä
johtavat kudokset. Alukset. Seulaputket.
Ajatella!
Kuinka voit pelastaa puun, jonka kuori on vaurioitunut?
Minun laboratorioni
Kokemus 1. He katkaisivat lehmuksen verson ja panivat sen musteella sävytettyyn veteen (kuva 56, a). Neljä päivää myöhemmin varresta tehtiin poikittaisleikkaus. Leikkauksessa värilliset kuidut olivat selvästi näkyvissä - puu, jossa astiat sijaitsevat. Tee johtopäätös veden ja siihen liuenneiden mineraalien liikkeestä koko kasvin alueella.
Riisi. 56. Aineiden liikkuminen kasvin versoja pitkin
Jos laitat balsamin huonekasvin oksan sävytettyyn veteen, näet kuinka vesi nousee vartta pitkin lehtiin ja värjää niiden suonet (kuva 56, b).
Kokemus 2. Leikkaa rengas puun oksan yläkuoresta. Laita oksa veteen. Jonkin ajan kuluttua aukon päälle muodostuu virtaus. Tämä on orgaanisen aineen kertymistä, joka ei voi liikkua alas leikatun kuoren läpi. Satunnaiset juuret kehittyvät tulovirrasta (kuva 57).
Riisi. 57. Virran muodostuminen oksalle kuoren rengasleikkauksen jälkeen
Mitä tämä kokemus kertoo? Tee johtopäätös.
Rungot on peitetty ulkopuolelta kuorella, joka suojaa niitä haihtumiselta, ylikuumenemiselta, jäätymiseltä, auringonpoltolta ja haitallisten mikro-organismien tunkeutumiselta. Vanhojen koivujen, haavojen ja leppien rungoissa kuolleet kuorikudokset eivät pysty venymään ja muodostavat usein halkeamia.
Näiden halkeamien kautta bakteerien ja sienten itiöt tunkeutuvat runkoon aiheuttaen puun vaurioita ja kuoleman. Tinasieni aiheuttaa suurta haittaa metsätaloudelle (kuva 58). Ruokkiessaan puun mehua se tuhoaa puuta tehden siitä hauras ja hauras. Tämä johtaa puun kuolemaan.
Riisi. 58. Tinder sieni puussa
Tinasienistä sieni on laajalle levinnyt - todellinen tinder sieni. Se kehittyy kuolleelle koivulle, haavalle ja leppälle. Sen hedelmärungot ovat kiinnittyneet leveäpohjaisiin puiden runkoihin ja ovat kavion muotoisia. Ne elävät 12-15 vuotta, saavuttavat jopa 1 metrin halkaisijan ja painavat jopa 10 kg. Hedelmäkappaleiden alapuolella, putkissa, itiöt kypsyvät. Ne tunkeutuvat puuhun erilaisten vaurioiden kautta: halkeamia, katkenneita oksia jne. Nämä sienet voivat pilata korjatun puun ja jopa puurakennukset.
Jotkut tindersienet, kuten koivusieni, muodostavat kasvaimia (chaga) elävien koivujen rungoille. Chagaa on käytetty kansanlääketieteessä Vladimir Monomakhin ajoista lähtien. Sillä on anti-inflammatorisia, tonisoivia ja analgeettisia vaikutuksia. Siksi se korjataan lääkeraaka-aineena (sitä saadaan befungiinia). Siperiassa chagaa käytetään teen korvikkeena.
Tinasienten joukossa on myös syötäviä sieniä. Ne muodostavat pehmeitä kirkkaan oransseja yksivuotisia hedelmäkappaleita lehtipuiden rungoille. Nämä sienet sijaitsevat toistensa yläpuolella suurissa ryhmissä ja ovat syötäviä vasta nuorena. Monien tinder-sienten hedelmäkappaleita käytetään erilaisiin käsitöihin: lasinaluset, maljakot. Kuivattuja tinder-sieniä käytettiin aikoinaan yhdessä piikin ja piikiven kanssa tulen sytyttämiseen.