РІСТ І РОЗВИТОК РОСЛИН

Курс «Ріст і розвиток рослин» є дисципліною нормативної частини циклу природничо-наукової підготовки і читається для студентів ІV курсу біологічного факультету у 8 семестрі. За робочою програмою він поділяється на один змістовий модуль та завершується заліком. Спецкурс передбачає отримання базових знань про механізми регуляції індивідуального розвитку рослин, а також наукові підходи, теорії, гіпотези і узагальнення про характер регуляції росту і розвитку на різних рівнях організації живого: від молекулярного до популяційного, про різні модельні об’єкти і найважливіші досягнення, які були отримані у зв’язку з їх використанням.

Зміст курсу

Вступ. Зміст і завдання спецкурсу «Ріст і розвиток рослин».

Основні напрямки в дослідженні росту рослин та його значення. Рівні вивчення, моделі. Культура ізольованих органів, тканин і протопластів як модель вивчення росту і розвитку рослин. Фізіологія і біохімія проростання насіння. Необхідні умови для проростання насіння. Роль гібереліну і фітохрому. Пусковий механізм проростання насіння.

Ріст клітини. Фази росту клітини. Ембріональна фаза. Поділ клітин і його залежність від умов середовища. Фізіолого-біохімічні процеси під час мітозу. Мітотичний і клітинний цикли. Регуляція клітинного поділу. Фаза розтягування. Новоутворення структурних елементів клітини. Утворення вторинної оболонки. Характерні риси ультраструктури і обміну речовин на фазі розтягування клітин. Стимулятори та інгібітори цього процесу. Фаза диференціації. Одерев?яніння, окоркування, кутинізація клітинної оболонки. Різноманітність форм та функцій диференційованих клітин.

Дедиференціація Тотипотентність. Детермінація. Полярність. Поліплоїдія. Пухлини. Регуляція життєдіяльності рослинної клітини та її метаболізм в нормі і патології. Білковий і нуклеїновий обмін, процеси дихання і енергетики при трансформації нормальної клітини у пухлинну. Фітохром як фактор регуляції росту і морфогенезу рослин.

Регулятори росту рослин. Фітогормональна система рослин. Ауксини, їх відкриття, біосинтез і транспортування. Регуляторні функції ауксинів. Методи виділення їх з рослинних тканин. Форми і вміст ауксинів в рослині. Їх роль у морфогенезі рослин, явищі апікального домінування, процесах старіння та тропізмах. Механізм дії.Гібереліни та їх роль у рості і розвитку рослин. Історія відкриття, їх біосинтез і транспортування. Методи визначення та форми ендогенних гіберелінів у вищих рослин. Вплив гібереліну на ріст різних органів та метаболізм рослин. Механізм дії гіберелінів.

Практичне використання гіберелінів у сільському господарстві. Цитокініни. Їх вміст у рослині та характер дії. Біотести на цитокініни. Вплив їх на обмін речовин. Механізм дії. Фітогормони інгібіторної природи – абсцизова кислота і етилен, вміст та стан у рослинах. Роль у процесах спокою насіння, бруньок, цибулин. Репресорні функції природних інгібіторів росту (зокрема, фенольних сполук) та механізм їх дії. Інші фітогормони: брасиностероїди, фузикокцин, жасмонова і саліцилова кислоти.

Взаємодія фітогормонів у регуляції життєво важливих функцій у цілісному рослинному організмі. Концепція гормонального поля.

Синтетичні стимулятори та інгібітори росту. Гербіциди, дефоліанти, десиканти, ретарданти. Перспективи використання регуляторів росту українського виробництва.

Загальні закономірності росту рослин і способи його математичного зображення. Велика крива росту та її фізіологічне трактування.

Особливості росту окремих органів: стебла, листка, кореня, плода. Роль фітогормонів у рості окремих органів. Вплив температури, світла, аерації, мінеральних добрив та інших факторів на ріст рослин.

Ростові рухи як спосіб орієнтації рослин у просторі. Гормональна теорія тропізмів Холодного-Вента. Сучасні уявлення про механізми тропізмів.

Розвиток рослин. Статеве і вегетативне розмноження. Індукція цвітіння, природа флорального стимулу, детермінація статі, флоральний морфогенез. Фотоперіодизм. Гормональна теорія цвітіння академіка М.Х.Чайлахяна. Формування насіння і плодів. Яровизація. Температура як регулятор росту і розвитку рослин.

Старіння рослин. Клітинні механізми старіння, його регуляція. Зворотність і незворотність процесів старіння.

Адаптація рослин у процесі їх росту і розвитку до різких і повільних змін несприятливих факторів довкілля. Морфо-фізіологічні та біохімічні реакції рослин на різноманітні стреси.

Заключення до курсу. Шляхи управління ростом та розвитком рослин. Використання останніх досягнень науки для підвищення продуктивності рослин. Перспективи генної інженерії рослин.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

  • Культура ізольованих органів, тканин і протопластів як модель вивчення росту і розвитку рослин (18).
  • Одерев?яніння, окоркування, кутинізація клітинної оболонки. Різноманітність форм та функцій диференційованих клітин (1).
  • Регуляція життєдіяльності рослинної клітини та її метаболізм в нормі і патології. Білковий і нуклеїновий обмін, процеси дихання і енергетики при трансформації нормальної клітини у пухлинну (7).
  • Практичне використання гіберелінів у сільському господарстві (2, 3).
  • Репресорні функції природних інгібіторів росту (зокрема, фенольних сполук) та механізм їх дії (2, 3).
  • Вплив температури, світла, аерації, мінеральних добрив та інших факторів на ріст рослин (1).
  • Гормональна теорія цвітіння академіка М.Х.Чайлахяна (4).

Література:

  • Терек О.І. Ріст рослин: навчальний посібник. - Львів.: вид-во Львівського національного університету імені Івана Франка, 2007. – 248 с.
  • Регулятори росту на основі природної сировини та їх застосування в рослинництві / Яворська В.К., Драговоз І.В., Крючкова Л.О., Курчій Б.О. та ін. – К.: Логос, 2006. – 176 с.
  • Пономаренко С.П. Регуляторы роста растений. – К.: СП Інтертехнодрук, 2003. – 319 с.
  • Полевой В.В., Саламатова Т.С. Физиология роста и развития растений. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1991. – 238 с.
  • Терек О.И. Рост растений и физиологически активные вещества К.: Учебное пособие. – УМК ВО. – 1990. – 51с.
  • Шевелуха В.С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. – М.: Колос, 1992. – 594
  • Колупаєв Ю.Є. Стресові реакції рослин. Молекулярно-клітинний рівень. - Харків: Ред.-видавн.відділ Харківськ.аграрн. ун-ту. – 2001. – 172 с.
  • Косаківська І.В. Фізіолого-біохімічні основи адаптації рослин до стресів. К.: Сталь, 2003. – 192 с.
  • Гребинский С.О. Рост растений. Львов, Изд-во Львов. ун-та, 1961. –295с.
  • Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. – М.: Мир,1985.- 304с.
  • Иванов В.Б. Клеточные основы роста растений. – М.: Наука, 1974. – 224 с.
  • Калинин Ф.Л. Биологически активные вещества в растениеводстве. – К.: Наукова думка, 1984. – 320 с.
  • Кефели В.И. Рост растений. М.: Колос. – 1984. – 175с.
  • Кефели В.И. Фотоморфогенез, фотосинтез и рост как основа продуктивности растений. – Пущино, 1991. – 134 с.

 

Автор програми
к.б.н., доцент Пацула О.І.