Лекция 1. Тема: введение. Предмет, задачи и объекты физиологии растений

Физиология растений является одной из фундаментальных дисциплин, необходимых для познания живой природы. Физиология растений – наука о

функциях растительного организма. Целью преподавания физиологии растений является освещение современного состояния знаний об общих закономерностях жизнедеятельности растений, выявление взаимосвязи основных биологических процессов между собой, а также зависимости этих процессов от условий внешней среды. Растение – это фототрофный организм, ведущий прикрепленный образ жизни.

Основные функции растительного организма:

1. энергетика (процессы фотосинтеза и дыхания)

2. водный режим и минеральное питание

3. мембранный и дальний транспорт веществ

4. процессы роста, развития и размножения

5. раздражимость и првендение сигналов в клетке и тканях

6. механизмы устойчивости и адаптации к неблагоприятным факторам

ФР изучает как минимум 4 типа превращений: превращение веществ, превращение формы, превращение энергии, превращение информации.

Обмен веществом, энергией и информацией составляет основу деятельности любой саморегулирующейся системы, в том числе и растения.

Этапы развития физиологии растений. Физиология растений зародилась в XVII—XVIII веках в классических трудах итальянского биолога и врача М. Мальпиги. 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 и фотосинтеза. 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.

Высшие растения являются многоклеточными организмами, состоящими из миллионорв клеток, выполняющих специализированные функции. Специфические особенности растительной клетки: наличие системы пластид, крупной центральной вакуоли, прочной полисахаридной клеточной стенки. Раст. клетка содержит три относительно автономные, но тесно связанные между собой генетические системы – ядерную, митохондриальную и пластидную. Для растительных клеток характерен особый тип роста- рост растяжением..

“300 лет назад жил в г. Дельфте, что в Голландии шлифовальщик стекол Антон Левенгук. Через свои стекла он рассматривал окружающий его мир. Взяв застоявшуюся воду из бочки, он увидел в ней движущиеся организмы. Левенгук очень удивился и назвал их ничтожнейшими зверушками. Позднее ученые дали им название простейшие. Заслуга Левенгука перед наукой велика: во-первых, он открыл не видимых невооружённым глазом животных. И, во-вторых, он сделал микроскоп орудием изучением природы”.

Основные структурные элементы растительной клетки. Дать определение: клеточная оболочка, цитоплазма, вакуоль, ядро, пластиды, митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, микротрубочки. Основные функции структурных элементов растительных клеток. Пластиды — органоиды, присущие только растительным клеткам. Обычно это крупные тельца, хорошо видимые под световым микроскопом.Различают 3 типа пластид: бесцветные — лейкопласты, зеленые — хлоропласты, окрашенные в другие цвета — хромопласты. Пластиды каждого типа имеют свое строение и несут свои, им присущие функции. Хлоропласты — пластиды высших растений, в которых идет процесс фотосинтеза, т. е. использование энергии световых лучей для образования из неорганических веществ Митохондрии — мелкие тельца округлой или продолговатой формы, размером 0,5 — 1,5 мкм, т. е. величиной с бактерию. Митохондрии — это образования, построенные из липопротеиновых мембран, погруженных в основное вещество — матрикс. Оболочка митохондрии образована двумя мембранами, между которыми имеется промежуток.Внутренняя из мембран оболочки дает многочисленные впячивания внутрь, это кристы. Между ними находится матрикс. Эндоплазматический ретикулум — органоид цитоплазмы, в котором происходит синтез очень многих веществ. Различают агранулярный (гладкий) и гранулярный эндоплазматический ретикулум. На наружной поверхности каналов гранулярного ретикулума располагаются рибосомы. Агранулярный эндоплазматический ретикулум не несет рибосом. Аппарат (или комплексом) Гольджи или д иктиосома - органелла состоящая из пачки плоских округлых цистерн, каждая из которых ограничена элементраной мембраной. Основная функция секреция веществ, синтезированных в клетке в наружную среду, либо во внутриклеточную вакуоль. Лизосомы — довольно мелкие (около 0,5 мкм в диаметре) округлые тельца. Содержимое лизосом — ферменты, переваривающие белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды. Вакуоль В типичной растительной клетке имеется крупная вакуоль, наполненная жидким содержимым. Часто вакуоль занимает почти весь объем клетки, так что цитоплазма составляет лишь тонкий слой, прилегающий к клеточной оболочке. У молодых клеток бывает несколько мелких вакуолей, которые по мере развития клетки разрастаются и сливаются в одну. Содержимое вакуоли — клеточный сок. Оболочка вакуоли – тонопласт. Клетки растений, в отличии от клеток животных, окружены плотной, механически прочной полисахаридной оболочкой называемой клеточной стенкой.