Розділ 3: Фізіологія рослин та регулювання

Last updated
Save as PDF

Page ID: 6874

Melissa Ha, Maria Morrow, & Kammy Algiers
Yuba College, College of the Redwoods, & Ventura College via ASCCC Open Educational Resources Initiative

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Фізіологія рослин зосереджена на хімії та фізиці функціонування рослин. Рослини захоплюють світлову енергію і виробляють цукру за допомогою фотосинтезу і розщеплюють ці цукру за допомогою аеробного клітинного дихання. Вони реагують на різноманітні умови навколишнього середовища через зміни росту, життєві події, такі як проростання або цвітіння, і навіть, в особливих випадках, через рух. Рослини покладаються на ґрунти для мінеральних поживних речовин і води, а біогеохімічні цикли поповнюють ґрунти цими поживними речовинами. Після того, як вода та мінерали поглинаються, вони повинні транспортуватися через ксилему, і цей рух обумовлюється втратою водяної пари з листя (транспірація) та когезійними та адгезійними властивостями води. Аналогічним чином, багатий цукром асимілят повинен бути переміщений або транслокований через флоему. П'ять основних видів гормонів у рослині відповідають за ретрансляцію повідомлень по всьому рослинному організму. Протягом цього блоку наведені приклади того, як рослини регулюють свої внутрішні умови, будь то концентрація вуглекислого газу в листі; розташування стебел, коренів і листя; або рух і утримання води (рис.\(\PageIndex{1}\)).

Мікроскоп зображення відкритої стоми (зверху) і закритої стоми (знизу). Обидва оточені прозорими товстостінними охоронними клітинами. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Рослини врівноважують втрати води з їх потребою в вуглекислому газу через устинний отвір (зверху) і закриття (знизу). Зображення від KuriPop (CC-BY-SA).

Атрибуція

Меліса Ха (CC-BY-SA)

13: Фотосинтез і дихання
Фотосинтез - це процес, за допомогою якого рослини, водорості та фотосинтезуючі бактерії захоплюють вуглекислий газ та синтезують цукри за допомогою світлової енергії. Кисень виділяється в якості побічного продукту в цьому процесі. Існує два етапи фотосинтезу: світлозалежні реакції та світлонезалежні реакції. Цукор зазвичай розщеплюється, щоб вивільнити корисну енергію через процес аеробного клітинного дихання.
14: Екологічні відповіді
Тварини можуть реагувати на фактори навколишнього середовища, переїжджаючи на нове місце. Рослини, однак, вкорінюються на місці і повинні реагувати на навколишні фактори навколишнього середовища. Рослини мають складні системи для виявлення та реагування на світло, гравітацію, температуру та фізичний дотик. Рецептори відчувають фактори навколишнього середовища і передають інформацію ефекторним системам - часто через проміжні хімічні месенджери - щоб забезпечити реакцію рослин.
15: Харчування та ґрунти
Невід'ємними елементами є ті, які необхідні для росту рослин. Рослини набувають багато необхідних елементів з ґрунту, матриці органіки, неорганічної речовини, повітря та води. Ці елементи рухаються за допомогою поживних циклів, що впливає на їх доступність.
16: Гормони
Гормони - це хімічні сигнали на великі відстані у рослин. Вони координують багато відповідей, включаючи ріст, відтворення, спокій та реакції на стрес. П'ять основних категорій рослинних гормонів - ауксини, цитокініни, гібереліни, абсцизова кислота та етилен.
17: Транспорт
Структура коренів, стебел та листя рослин полегшує транспортування води, поживних речовин та фотосинтетів по всій рослині. Флоема і ксилема - основні тканини, що відповідають за цей рух. Потенціал води, випаротранспірація та устьинна регуляція впливають на транспортування води та поживних речовин у рослині. Щоб зрозуміти, як працюють ці процеси, треба спочатку розібратися в енергетиці водного потенціалу.
18: Розвиток
Розвиток відноситься до процесу, за допомогою якого рослина змінюється протягом свого життя. Зростання відбувається на верхівкових, первинних і бічних меристемах. Ембріогенез - це розвиток зародка всередині насіння. Зріле насіння складається з насіннєвої оболонки, що оточує ембріон, яка зазвичай містить епікотил, гіпокотил, радикул та котелідон (и), але точна структура відрізняється між евдікотами та монокотами. Після проростання рослина відновлює ріст. Зріла рослина цвіте за моделлю ABCDE.

Зображення мініатюри: Звичайна рослина арабідопсису (зліва) та мутант, який не реагує належним чином на гормон ауксин. Зображення Вільяма Грея (CC-BY).