Регуляція у рослин. Фітогормони. Регуляція надходження і виділення речовин. Механізми захисту рослин для збереження гомеостазу.

11 клас

профільний рівень

Регуляція надходження й виділення речовин

• У наземних рослин надходження мінеральних речовин і води відбувається через клітинні мембрани кореневих волосків та інших клітин у корені.
• Вода надходить у корінь за законами осмосу.

• Осмотичний тиск у клітинах кореневих волосків і клітинах, які проводять воду до ксилеми й далі до листків, набагато вищий, ніж осмотичний тиск ґрунтової води, унаслідок високої концентрації розчинених солей і сахаридів у клітинах.
• Отже, вода прагне увійти в ці клітини з ґрунту, знижуючи їх осмотичну концентрацію.

​

• Поглинання мінеральних речовин відбувається шляхом активного транспорту. Перенесення йонів крізь цитоплазматичну мембрану всередину клітин кореневих волосків проходить проти градієнта концентрації і електричного потенціалу, тому на цей процес витрачається енергія.

​

• Надходження газів — CO₂ для фотосинтезу й O₂ для дихання — відбувається головним чином через продихи.
• Для дихання рослини також використовують O₂, утворений у процесі фотосинтезу й накопичений у міжклітинниках.

​

• Інтенсивність газообміну регулюється відкриттям та закриттям продихів.
• На світлі в замикаючих клітинах продихів збільшується вміст цукрів і йонів Калію, що призводить до підвищення осмотичного тиску й надходження води.

​

• Тургор клітин збільшується, і продихи відчиняються ширше настільки, наскільки вищий рівень освітлення.
• Уночі продихи закриваються, тому що фотосинтез зупиняється, і тургорний тиск у замикаючих клітинах спадає.

• Виділення в рослин здійснюється клітинами листків і коренів, а також клітинами спеціальних видільних тканин (залозистими волосками, молочними судинами, нектарниками).

​

• Речовини, що виділяються, можуть накопичуватися у вакуолях і клітинних стінках.
• Багато продуктів метаболізму рослин відкладаються у змертвілих тканинах (деревині), а також у листках або корі, які періодично скидаються. Продукти обміну речовин можуть видалятися з опалим листям під час листопаду.

ФІТОГОРМОНИ

Фітогормони — це речовини, що виробляються рослинами для керування власним ростом і розвитком, а також для реакції на впливи навколишнього середовища.

​

Фітогормони регулюють

• утворення і ріст рослини,
• цвітіння,
• утворення плодів і насіння,
• перехід у стан зимового спокою
• відповідають за адаптацію рослин до таких факторів, як освітлення, температура, нестача вологи й живлення, за опірність шкідникам та інфекціям.

​

Етилен, який продукується рослинами, може поширюватися не тільки по судинній системі рослин, але й через атмосферу.

Це різко скорочує час реакції, а також синхронізує процеси, що відбуваються через етилен, у розташованих поряд рослинах і плодах. Таку властивість широко використовують для прискорення дозрівання овочів і фруктів, коли разом із зеленими кладуть трохи стиглих. Їхній етилен стимулює дозрівання інших.

​

• Фітогормони виробляються секреторними клітинами рослинних тканин.
• Спеціальних органів у рослин немає, однак секреторні клітини можуть концентруватися в різних частинах рослини — на верхівках, у коренях, листках, насінні.

​

• Ауксини й цитокініни стимулюють поділ, ріст і диференціювання клітин, регулюють формування крони (ауксини) й форми кореня (цитокініни).
• Ауксини формуються на верхівці пагона Відповідальні за процеси гео- і фототропізму рослин. Це необхідно для правильної орієнтації рослини щодо зовнішніх факторів — гравітації й світла
• Цитокініни — у верхівці кореня. Беруть участь у регуляції цвітіння й утворенні насіння.

​

• Абсцизова кислота гальмує процеси життєдіяльності, зокрема регулює стан фізіологічного спокою дерев і насіння.
• У несприятливих умовах (у разі похолодання, нестачі вологи) зупиняє ріст рослини й розкриття бруньок, закриває продихи, стимулює опадання листя.

​

• Етилен сприяє формуванню захисних реакцій; гальмує процеси росту наприкінці вегетаційного періоду, стимулює руйнування хлорофілу, старіння листків, процеси дозрівання плодів.

• Гібереліни синтезуються в молодих листках. Вони сприяють росту й поділу клітин, у першу чергу стимулюючи ріст у довжину меживузлів. Гібереліни стимулюють також цвітіння, утворення плодів і проростання насіння.

​

• Саліцилова та жасмонова кислоти активують механізми захисту рослини від патогенних мікроорганізмів та шкідливих комах.

​

Збереження гомеостазу в несприятливих умовах

• Рослини переносять екстремальні умови по-різному. Багато видів на час дії несприятливого фактора (посухи, знижених температур) упадають у стан глибокого спокою (на зиму — у помірному кліматі, на літо — у сухих тропіках).

• Інші рослини переносять несприятливі умови в активному стані, але змінюють процеси життєдіяльності. Наприклад, в умовах водного дефіциту гальмується клітинний поділ, що призводить до вповільнення росту рослин. За нестачі води рослини можуть згортати або навіть утрачати листки.

​

• Через несприятливі умови прискорюються процеси старіння й опадання нижніх листків. Рослини формують такий мінімум органів, який вони в змозі забезпечити необхідними речовинами.

​

Механізми захисту від шкідників

• Проникненню патогенів (бактерій, вірусів, мікроскопічних грибів) усередину рослини перешкоджають механічні бар'єри.
• Захисну роль відіграє здерев'яніння пагонів.
• Віск, що відкладається на кутикулі, погано змочується водою, необхідною для проростання грибних спор.
• До того ж речовини кутикули мають антигрибкові та антибактеріальні властивості.

• Патогени долають зовнішні покриви рослин через продихи і рани. Чим менше число продихів припадає на одиницю поверхні, тим менше в патогена шансів на зараження і тим вище стійкість рослини.

​

• У разі захворювання в рослинах накопичуються речовини, що підвищують їхню стійкість до патогенів, наприклад фітонциди — речовини з антибіотичною активністю, здатні затримувати розвиток або вбивати мікроорганізми.