Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

30.19: Сенсорні системи рослин та відповіді - реакція синього світла

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5282

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

    Цілі навчання
    • Диференціюйте відгуки рослин на синє світло

    Фототропізм - це спрямований вигин рослини до або від джерела світла синіх довжин хвиль світла. Позитивний фототропізм - це зростання до джерела світла, тоді як негативний фототропізм (також званий скототропізмом) - це зростання далеко від світла. Кілька білків використовують блакитне світло для контролю різних фізіологічних процесів в рослині.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Синій світловий відгук блакитних блютів: Лазурні блюти (Houstonia caerulea) відображають фототропну реакцію, нахиляючись до світла.

    Фототропіни та фізіологічні реакції

    Фототропіни - це рецептори на основі білків, відповідальні за опосередкування фототропної відповіді у рослин. Як і всі рослинні фоторецептори, фототропіни складаються з білкової частини і світлопоглинаючої частини, званої хромофором, який відчуває сині довжини хвиль світла. Фототропіни належать до класу білків, званих флавопротеїнами, оскільки хромофор є ковалентно пов'язаною молекулою флавіну.

    Фототропіни контролюють інші фізіологічні реакції, включаючи відкриття та закриття листя, рух хлоропласту та відкриття продихів. Однак з усіх відповідей, контрольованих фототропіками, фототропізм вивчався найдовше і є найкращим зрозумілим.

    Фототропізм і ауксин

    У 1880 році Чарльз Дарвін і його син Френсіс вперше описали фототропізм як вигин саджанців до світла. Дарвін зауважив, що світло сприймається верхівковою меристемою (кінчиком рослини), але що рослина зігнулася у відповідь в іншій частині рослини. Дарвіни прийшли до висновку, що сигнал повинен був пройти від верхівкової меристеми до основи рослини, де вона зігнулася.

    У 1913 році Пітер Бойсен-Йенсен провів експеримент, який продемонстрував, що хімічний сигнал, вироблений на наконечнику рослини, відповідає за реакцію заводу на вигин біля основи. Відрізав верхівку саджанця, покрив зрізану ділянку проникним шаром желатину, а потім замінив кінчик. Саджанець зігнувся до світла при освітленні, хоча шар желатину був присутній. Однак, коли між кінчиком і зрізаним підставою вставляли непроникні слюдяні пластівці, саджанець не прогинається.

    Уточнення експерименту Бойсена-Йенсена показало, що сигнал пройшов по затіненій стороні саджанця. Коли слюдяну пластину вставили на освітлену сторону, рослина все одно нахилилося до світла. Тому хімічний сигнал від сонячного світла, який є синіми довжинами хвиль світла, був стимулятором росту; фототропна реакція включала більш швидке подовження клітин на затіненій стороні, ніж на освітленій стороні, внаслідок чого рослина згинається. Тепер ми знаємо, що коли світло проходить через стебло рослини, воно дифрагується і генерує активацію фототропіну через стебло. Більшість активації відбувається на освітленій стороні, внаслідок чого рослинні гормони індол оцтова кислота (ІАА) або ауксин накопичуються на затіненій стороні. Стовбурові клітини подовжуються під впливом ІАА.

    зображенняЕ
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Фототропізм і розподіл ауксину: Фототропізм - це зростання рослин у відповідь на світло. Коли сонце розташоване майже безпосередньо над рослиною, гормон ауксин (рожеві точки) у стеблі рослини рівномірно розподіляється. Коли сонце рухається, ауксин переставляється на іншу сторону рослини. Це перевантаження ауксину поруч з цими клітинами змушує їх почати рости або подовжуватися, перекидаючи ріст стебла до світла.

    Криптохроми

    Криптохроми - ще один клас фоторецепторів, що поглинають синє світло. Їх хромофори також містять хромофор на основі флавіну. Криптохроми встановлюють циркадний ритм рослини (24-годинний цикл активності) за допомогою рецепторів синього світла. Є деякі докази того, що криптохроми працюють, відчуваючи світлозалежні окислювально-відновні реакції і що разом з фототропінами вони опосередковують фототропну відповідь.

    Ключові моменти

    • Окрім фототропізму, фототропіни відчувають синє світло для управління відкриттям та закриттям листя, рухом хлоропласту та відкриттям продихів.
    • Коли фототропіни активуються синім світлом, гормон ауксин накопичується на затіненій стороні рослини, викликаючи подовження стовбурових клітин і фототропізм.
    • Криптохроми відчувають сині світлозалежні окислювально-відновні реакції для контролю циркадного ритму рослин.

    Ключові умови

    • скототропізм: зростання або рух подалі від світла
    • фототропін: будь-який з класу флавопротеїнів фоторецепторів, які опосередковують фототропізм у вищих рослин
    • ауксин: клас гормонів росту рослин, який відповідає за подовження при фототропізмі та гравітропізмі та за інші процеси росту в життєвому циклі рослин
    • криптохром: будь-який з декількох світлочутливих флавопротеїнів у проторецепторах рослин, які регулюють проростання, подовження та фотоперіодизм