Задачи физиологии растений. Теоретическая и практическая значимость физиологии растений.

Физиология растений — наука о функциональной активности растительных организмов. Как отмечали Ж. Б. Буссенго и К. А. Тимирязев, знание основных закономерностей жизнедеятельности растений делает физиологию растений теоретической основой рационального земледелия. Таким образом, перед современной физиологией растений стоят многочисленные и увлекательные задачи, имеющие как теоретическое, так и практическое значение.

В обобщенном виде эти задачи можно сформулировать следующим, образом:

1) изучение закономерностей жизнедеятельности растений (механизмы питания, роста, движения, размножения и др.),

2) разработка теоретических основ получения максимальных урожаев сельскохозяйственных культур,

3) разработка установок для осуществления процессов фотосинтеза в искусственных условиях.

Первая задача заложена в определении самой физиологии растений. Помимо изучения специфических функций, растительные объекты в ряде случаев оказываются чрезвычайно удобными для изучения общих фундаментальных явлений жизни, таких, как трансформация энергии, немышечные формы подвижности, биоэлектрические и гормональные взаимодействия и т. д. Поэтому все большее число биохимиков и биофизиков предпочитают иметь дело именно с растением, что предопределяет дальнейший расцвет физиологии растений.

Вторая задача остается наиболее актуальной, так как рост населения нашей планеты и сокращение посевных площадей из-за урбанизации и развития промышленности оставляют лишь один путь — путь интенсификации сельскохозяйственного производства. Причем со временем речь будет идти не только о пищевых, технических, лекарственных и декоративных культурах, но и о выращивании растений на биомассу для получения топлива, а также белка и других органических продуктов.

Третья задача в настоящее время кажется фантастической. Однако вряд ли люди, овладев тайнами биологического фоторазложения воды на водород (который является идеальным топливом) и кислород и принципами фотосинтеза органических кислот и сахаров, не попытаются осуществить эти процессы сначала в лабораторных, а затем в промышленных установках. Это откроет перспективу получения топлива и замены сельского хозяйства промышленным производством продуктов питания и материалов.

5. Основные свойства цитоплазмы: вязкость, эластичность, подвижность, раздражимость.

Цитоплазма – это часть клетки заключенная между плазмодесмой и ядром.

Цитоплазма состоит из 3 слоев:

1)Плазмолемма – располагается на поверхности цитоплазмы, окружая ее и отделяя от клеточной стенки. Имеет мембранное строение обеспечивающее в основном избирательную проницаемость.

2)Мезоплазма (матрикс, гиалоплазма) – сложная бесцветная коллоидная часть. Состоит из белков, РНК, полисахаридов, липидов. Обладает вязкостью в зависимости от растворенных в ней веществ. Внутри нее расположены все органоиды. Делится еще на 2 слоя:

А)Эндоплазма – способна к движению

Б)Эктоплазма – не способна к движению

3)Тонопласт – отделяет клеточный сок от цитоплазмы. Имеет мембранное строение обеспечивающее в основном полупроницаемость.

2. История развития физиологии растений как науки. Роль отечественных учёных в развитии физиологии растений.

Физиология растений зародилась в XVII—XVIII вв. Датой ее рождения как науки считают 1800 г., когда был издан пятитомный труд швейцарского ботаника Ж. Сенебье «Физиология растений». Этот ученый предложил термин «физиология растений», сформулировал основные задачи новой науки. Основоположниками физиологии растений в России являются Андрей Сергеевич Фаминцын (1835—1918) и Климент Аркадиевич Тимирязев (1843—1920). А. С. Фаминцын, академик Российской академии наук, в 1867 г. организовал в Санкт-Петербургском университете первую в России кафедру физиологии растений, а в системе Академии наук — лабораторию анатомии и физиологии растений, прообраз современного Института физиологии растений АН России (ИФР). Он автор книги «Обмен веществ и превращение энергии в растениях» (1883 г.) и первого отечественного учебника по физиологии растений (1887 г.). Среди учеников А. С. Фаминцына Д. И. Ивановский, открывший вирусы (1892 г.), М. С. Цвет, разработавший принципы адсорбционно-хроматографического анализа (1903 г.), О. В. Баранецкий, С. Н. Виноградский, В. А. Ротерт, А. А. Рихтер и другие известные ученые.

К. А. Тимирязев — профессор Петровской земледельческой и лесной академии (ныне Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева) и Московского государственного университета, академик Российской академии наук. Основные исследования К. А. Тимирязева посвящены процессу фотосинтеза. Им опубликованы труды «Жизнь растения» (1878), «Чарльз Дарвин и его учение» (1883), «Борьба растений с засухой» (1891), «Земледелие и физиология растений» (1906) и др.

Условно выделяют три этапа развития физиологии растений. Первый этап — разработка основ корневого питания, второй этап — разработка проблемы превращения энергии, третий этап — современный период. Физиология растений сначала развивалась как наука о почвенном питании.

Первый этап. Огромный вклад в изучение проблемы минерального питания внес Д. Н. Прянишников (1865—1948), который всесторонне изучил азотный обмен и другие вопросы минерального питания сельскохозяйственных растений. Дальнейшее развитие учение о минеральном питании получило в работах Д. А. Сабинина, Я. В. Пейве и др.

Второй этап. М. В. Ломоносов (1711—1765) впервые высказал мысль, что растение строит свое тело с помощью листьев за счет окружающей атмосферы. В 1772—1782 гг. Д. Пристли, Я. Ингенхауз и Ж. Сенебье, дополняя друг друга, открыли явление фотосинтеза. К. А. Тимирязев доказал применимость закона сохранения энергии к процессу фотосинтеза. Много сделали для развития этого направления отечественные ученые В. И. Палладии, В. Н. Любименко, Е. Ф. Вотчал, М. А. Монте-верде, Н. М. Гайдуков, А. А. Красновский, А. Н. Теренин А. А. Ничипорович, Т. Н. Годнев, А. Т. Мокроносов и др.

Третий этап. На этом этапе наряду с углублением исследований на субклеточном и молекулярном уровнях отличается интересом к изучению систем регуляции, обеспечивающих целостность растительного организма (А. Л. Курсанов, М. X. Чайлахян, И. И. Гунар, В. В. Полевой, В. И. Кефели и др.), а также дальнейшей разработкой теоретических проблем физиологии, направленных на решение практических задач сельского хозяйства.