Рост растения и его развитие Этапы онтогенеза высших растений Методы изучения интенсивности роста и влияния

Естествознание: методы изучения природы

Люди с древнейших времен стремились к изучению и объяснению объектов и явлений окружающего их мира и использовали для этого различные методы изучения природы. 5 класс средней школы — это тот возраст, когда пытливость ребенка сочетается с серьезностью юного исследователя.

Наука о природе

Естествознание — это особенная область человеческой деятельности. Целью ее является приобретение новых сведений об окружающем мире и накопление знаний.

Что значит изучать природу?

Изучать природу — это значит изучать все, рядом с чем мы живем, все, что нас окружает: растения, птиц, животных, человека, погоду, климат, землю, небо, космос, воду, почву, города, страны.

В каком классе начинают познавать методы изучения природы?

Метод — это весь спектр систематизированных мероприятий, необходимых для достижения желаемого результата.

Познавать окружающий мир малыши начинают с рождения (тянут в рот незнакомые предметы, ощупывают, облизывают, кусают), в детском садике ведутся занятия по познанию мира. В начальной школе уже немного затрагиваются методы изучения природы. 5 класс — это начало более серьезного, более детального, более научного изучения естественных наук.

Природоведение: методы изучения природы

На протяжении всей истории человечества люди изучали то, что их окружает, и в процессе этого делали удивительные, неожиданные открытия.

Науки, изучающие природу, объединяет слово «естествознание». Слово это раскладывается на две основы: «естество» и «знание». В современное естествознание входят следующие области научного знания:

  • физика;
  • химия;
  • география;
  • астрономия;
  • экология;
  • геология;
  • астрофизика;
  • биология.

Методы изучения природы:

  • наблюдение;
  • эксперименты и опыты;
  • измерение.

Наблюдение

Основным самым простым и доступным, а потому наиболее распространенным методом изучения природы является наблюдение. В нем человеку помогают все органы чувств: зрение, слух, обоняние, осязание.

Наблюдение может быть прямым и косвенным. В первом случае за поведением объекта наблюдают непосредственно, во втором информация суммируется на основании физических признаков закончившихся действий.

При помощи наблюдения можно изучить типичное поведение какого-либо вида животного в естественных для него условиях или влияние определенных погодных условий на рост, цветение или плодоношение определенного вида растения, кроме того, можно изучить расположение и движение небесных тел и космических объектов.

В стародавние времена обобщение и сопоставление наблюдений складывалось в так называемые приметы:

  • Жаворонки прилетают к теплу.
  • Кот на полу спит — жди тепла.
  • Облака плывут высоко — ожидается хорошая погода.
  • Увидел воробья, барахтающегося в песке — скоро соберется дождь.
  • Березы перед дождливым летом дают много сока.
  • Высоко летящие гуси — к половодью.
  • Золотистый или розовый закат — к ясной погоде.
  • Накануне непогоды кровососущие насекомые наедаются вдоволь, муравьи поглубже прячут коконы с детьми и запечатывают выходы из муравейника, гаснут светляки, а стрекозы хаотично мечутся, сбившись в стайки.
  • Деревья и другие растения накануне грозы крепче пахнут.
  • Лягушки громко квакают к ясной и жаркой погоде.

Чтобы сделать полезный вывод из прямых или косвенных наблюдений, нужно добросовестно обработать и тщательно проанализировать полученные данные.

Обработка и анализ —это обобщение, объяснение, суммирование, сопоставление и сравнение наблюдаемых явлений и фактов. Сначала производится анализ отдельных наблюдений (изменение количества выпавших осадков, температуры, давления, облачности, скорости ветра, качества), после этого их результаты обобщаются и сравниваются.

При наблюдении часто используются увеличительные приборы: лупа, микроскоп, бинокль, телескоп.

Эксперименты и опыты

Для подтверждения научных фактов часто требуются определенные условия, причем не всегда получается дождаться этих условий естественным путем, и тогда на помощь нам приходит научный эксперимент, в ходе которого требуемые условия воспроизводятся искусственно.

Итак, эксперименты (или опыты) проводятся учеными в лабораторных условиях. В ходе такого рода исследований экспериментатор сам воспроизводит различные условия или же природные явления. Например, с помощью такого способа исследования можно выяснить, что происходит с предметом в процессе нагревания или, наоборот, охлаждения или замораживания.

Измерения

И в ходе наблюдений, и во время экспериментов, исследователям приходится проводить различного рода измерения. Измеряют температуру, влажность, давление, скорость, продолжительность, силу, площадь, емкость, мощность, объем, массу. Измерения производят при помощи специальных инструментов. Это:

  • термометр;
  • весы;
  • телескоп;
  • микроскоп;
  • флюгер;
  • гигрометр;
  • барометр;
  • вольтметр;
  • амперметр;
  • силомер;
  • метеоспутник;
  • тонометр;
  • лактометр;
  • глюкометр;
  • облакометр;
  • метеозонд;
  • рулетка;
  • нивелир;
  • компас;
  • транспортир;
  • линейка;
  • портновский метр;
  • мерный цилиндр;
  • мензурка;
  • секундомер;
  • часы;
  • ростомер.

Кстати, измерениями занимается особая отрасль науки — метрология.

Подведение итогов наблюдений, экспериментов и опытов

Когда обработка наблюдений, экспериментов или опытов закончена, их результаты фиксируют в виде:

  • текстов;
  • таблиц;
  • схем;
  • графиков;
  • диаграмм.

В отчете записывают цель и задачи, средства и методы, перечисляют всех участников исследований, фиксируют данные об условиях, далее — полученные результаты с подробным описанием и подтверждением фактическими данными.

Различия методов

Основным различием наблюдения и эксперимента является то, что первый метод описывает явление, а второй объясняет его.

Итак, мы познакомились с несколькими методами изучения природы: наблюдением, экспериментом и измерением.

Источник

Рост растения и его развитие. Этапы онтогенеза высших растений. Методы изучения интенсивности роста и влияния на него внешних условий.

Рост-необратимое увеличение объема, массы растений, сопровождающееся новообразованием элементов структуры организма. Развитие-качественные изменения в структуре и функц.активности растения и его частей в процессе онтогенеза. Рост клеток:1)Эмбриональная фаза(удвоение ДНК,синтезируется РНК, рибосомы,клетка делится и восстанавливает свои органелы) 2)Фаза роста или растяжения(усиленный синтез гормонов,ферментов участвующих в формированиицеллюлознопептидной оболочки, увеличение вакуолей, усиление процесса физиологической диференцировки) 3)Дифференцировка клеток(зависит от расположения клетки ее функции-(покровные ткани-суберин).

Развитие высших растений: Эмбриональный период-зигота покрытосеменных образуется в результате слияния спермия яйцевой трубки с яйцеклеткой зародыш.мешка. После оплодотворения зигота находится в латентном состоянии, увеличиваясь.При первом делении зиготы образуется 2 клетки-из 1ой клетки образуется однорядная нить-суспензор, 2ая клетка дважды делится образуя квадрант,каждая из 4 клеток делится-образ-ся октант. 4 периферические клетки которого при дальнейшем делении формируют семядоли и апекс побега. Другие 4 клетки формируют базальную часть корня(Проэмбрио— тк еще нет дифференцировки зародыша).Глобулярная фаза-когда последняя клетка суспензора становится гипофизой-от нее начинает развиваться корневая система,наруж кл-ки формируют протодерму, внутренние-централ.цилиндр и первичн.кору. Серцевидная фаза-в верх.части зародыша начинается интенсивное деление- закладываются 2 симметрично расположенные семядоли. Тарпедовидная фаза-интенсивной рост клеток в зачатке семядолей, закладывается апекс побега, на последнее этапе семена теряют значительное количество воды и переходят в состояние покоя ;

Ювенильный(молодости)-прорастание семян,органов вегетативного размножения, характерно быстрое накопление вегетативной массы.Период делится на фазы:набухание семян,проклевывания(начинается когда семена достигают критической влажности,выход корня закрепляет прорастание семени в корне и поглощение воды, гетеротрофный рост проростка( рост побега благодаря растяжению,рост главных боковых и придаточных корней), переход к автотрофному питанию; Особенности этапа молодости:отсутствие цветения, корнеобразование.

Репродуктивный: формирование генеративных органов и образование плодов. У растений выделяют половое(новый организм появляется в результате слияния половых клеток–гамет), бесполое(у споровых растений, у которых чередуются два поколения – бесполое диплоидное и половое гаплоидное,новый организм развивается из спор) и вегетативное размножение(воспроизведение растений из вегетативных частей растения (клубней, луковиц, отводок). Оплодотворение делят на три фазы: а) опыление, б) прорастание пыльцы и рост пыльцевой трубки в тканях пестика, в) собственно оплодотворение, то есть образование зиготы;

Старость- период от полного прекращения плодоношения до естественной смерти организма(дуб, ель). Старость(адаптация организма к неблагоприятным условиям среды) и смерть завершают онтогенез организма, гибель и смерть отдельных органов(листопадные) и отмирание целиком(однолетние).

Методы изучения роста растений:1)измерение проростка растений линейкой 2)использование микроскопа для изучения прироста на клеточном уровне 3)ауксанометром измеряют скорость роста апекса.

Влияние внешних условий на рост:минеральное питание(азот содержащийся в почве-разрастание вегетативных органов), снабжение СО2 и О2 (при снижении О2 тормозится рост, избыток СО2 увеличивает растяжимость клеток и усилению роста тканей),свет(необходим для фотосинтеза, при недостатке расчтения обесцвечиваются), содержание Н2О(уменьшение воды снижает деление клеток), температура(рост растений от -1 до +50 С 0 ,растения интенсивнее растут в ночное время,тк пониженная t 0 ускоряет рост корней и бок.побегов те более активно работают ферменты,благоприятна для роста смена температур).

Источник



Скорость роста растения метод изучения природы

Задание 1. Объясните, зачем люди изучают живую природу

Чтобы сохранить природу во всем ее многообразии, знать, в чем ценность каждого вида для человека. В конце концов, человек — сам часть живой природы

Задание 2. Заполните таблицу

Методы изучения природы
Метод С какой целью применяется
Наблюдение чтобы изучить природу поведения живого организма, не вмешиваясь в процесс
Измерение установить реальное числовое значение чего-либо
Эксперимент искусственно смоделировать ситуацию и понять, как будет вести себя организм
Моделирование воссоздание предметов, подобных живой природы с целью исследования
Сравнение сравнить признаки свойства двух и более организмов

Задание 3. Укажите, какие методы применяют в природе, а какие — в лаборатории

1. В природе используют методы: наблюдение, сравнение, описание

2. В лаборатории используют методы: эксперимент, измерение, моделирование

Задание 4. Укажите методы, с помощью которых можно изучать следующие явления природы

1. Полет птицы — наблюдение

2. Скорость роста растения — наблюдение

3. Влияние частоты полива на рост и развитие растения — эксперимент

4. Какие места предпочитают скворцы и ласточки для строительства гнезд — наблюдение и сравнение

5. Продолжительность зимней спячки у бурого медведя — наблюдение

6. Какие организмы обитают в пруду — наблюдение

7. Какой размер пастбища достаточен для прокорма стада северных оленей — измерение, эксперимент

Задание 5. В выходной день понаблюдайте за поведением домашнего животного. Что оно делает в тот или иной отрезок времени? Все виды деятельности записывайте в таблицу в краткой форме, например: в период с 10.00 до 12.00 спит, ест, умывается и т.д.

Время Что делает животное
8.00 — 10.00 играет
10.00 — 10.15 ест
10.20 — 13.00 спит
13.00 — 13.30 умывается
13.30 — 14.00 ест
14.00 — 16.00 гуляет, играет
16.00 — 18.00 спит

Задание 6. Проанализируйте заполненную таблицу. Укажите, в какой отрезок времени животное наиболее активно себя ведет. В какое время, в основном, спит? Когда питается? Сравните результаты своих наблюдений с результатами одноклассников. Запишите выводо поведении животного в течении всего дня, сделанный по результатам наблюдений

Наиболее активно животное себя ведет утром (с 8.00 до 10.00) и после обеда: с 14.00 и до 16.00

Спит она утром (с 10.00 до 13.00) и вечером (с 16.00 до 18.00)

Питается животное, как правило, после игр и прогулки (в 10.00 и в 13.30)

Источник

Влияние полива на рост растения изучают с помощью метода

Укажите методы, с помощью которых можно изучать следующие явления природы. 1. Полёт птицы- _____2. Скорость роста растения- ______3. Влияние частоты полива на рост и разви тие растения- ____ 4. Какие места предпочитают скворцы и ласточки для строительства гнёзд- ______ 5. Продолжительность зимней спячки у бурого медведя- ___ 6. Какие организмы обитают в пруду- ____ 7. Какой размер пастбища достачен для прокорма стада северных оленей- ____

Ответы:

Полёт птицы- наблюдение. 2. Скорость роста растения- наблюдение. 3. Влияние частоты полива на рост и развитие растения- эксперимент. 4. Какие места предпочитают скворцы и ласточки для строительства гнёзд- сравнение, наблюдение. 5. Продолжительность зимней спячки у бурого медведя- наблюдение. 6. Какие организмы обитают в пруду- наблюдение. 7. Какой размер пастбища достачен для прокорма стада северных оленей- измерение, эксперимент.

Задание 1. Объясните, зачем люди изучают живую природу

Чтобы сохранить природу во всем ее многообразии, знать, в чем ценность каждого вида для человека. В конце концов, человек — сам часть живой природы

Задание 2. Заполните таблицу

Наблюдение чтобы изучить природу поведения живого организма, не вмешиваясь в процесс
Измерение установить реальное числовое значение чего-либо
Эксперимент искусственно смоделировать ситуацию и понять, как будет вести себя организм
Моделирование воссоздание предметов, подобных живой природы с целью исследования
Сравнение сравнить признаки свойства двух и более организмов

Задание 3. Укажите, какие методы применяют в природе, а какие — в лаборатории

1. В природе используют методы: наблюдение, сравнение, описание

2. В лаборатории используют методы: эксперимент, измерение, моделирование

Задание 4. Укажите методы, с помощью которых можно изучать следующие явления природы

1. Полет птицы — наблюдение

2. Скорость роста растения — наблюдение

3. Влияние частоты полива на рост и развитие растения — эксперимент

4. Какие места предпочитают скворцы и ласточки для строительства гнезд — наблюдение и сравнение

5. Продолжительность зимней спячки у бурого медведя — наблюдение

6. Какие организмы обитают в пруду — наблюдение

7. Какой размер пастбища достаточен для прокорма стада северных оленей — измерение, эксперимент

Задание 5. В выходной день понаблюдайте за поведением домашнего животного. Что оно делает в тот или иной отрезок времени? Все виды деятельности записывайте в таблицу в краткой форме, например: в период с 10.00 до 12.00 спит, ест, умывается и т.д.

8.00 — 10.00 играет
10.00 — 10.15 ест
10.20 — 13.00 спит
13.00 — 13.30 умывается
13.30 — 14.00 ест
14.00 — 16.00 гуляет, играет
16.00 — 18.00 спит

Задание 6. Проанализируйте заполненную таблицу. Укажите, в какой отрезок времени животное наиболее активно себя ведет. В какое время, в основном, спит? Когда питается? Сравните результаты своих наблюдений с результатами одноклассников. Запишите выводо поведении животного в течении всего дня, сделанный по результатам наблюдений

Наиболее активно животное себя ведет утром (с 8.00 до 10.00) и после обеда: с 14.00 и до 16.00

Спит она утром (с 10.00 до 13.00) и вечером (с 16.00 до 18.00)

Питается животное, как правило, после игр и прогулки (в 10.00 и в 13.30)

укажите методы,с помощью которых можно изучать следующие явления природы
1.полёт птицы
2.скорость роста растения
3.влияние частоты полива на рост и развитие растения
4.какие места предпочитают скворцы и ласточки для строительства гнёзд
5.продолжительность зимней спячки у бурого медведя
6. какие организмы обитают в пруду
7.какой размер пастбища достаточен для прокорма стада северных оленей

Источник

Рост растения и его развитие Этапы онтогенеза высших растений Методы изучения интенсивности роста и влияния

Общее представление о росте и развитии растений. Признаки роста. Типы роста. Интенсивность роста и способы ее определения. Зависимость роста от внешних факторов среды.

Под термином рост понимают необратимое увеличение размеров и массы клетки, органа или всего организма, связанное с новообразованием элементов их структур. Данное понятие отражает количественные изменения, сопровождающие развитие организма или его частей. Растение, в отличие от животного, постоянно сохраняет способные к росту эмбриональные ткани, и его рост продолжается в течение всей жизни организма. Высшее растение живет и питается одновременно в двух средах: побеги — в воздушной среде; корни — в почве. Основой роста является образование новых клеток и их рост, сопровождаемые их дифференциацией. Еще со времени Ю. Сакса рост клеток принято делить на три фазы:

Такое разделение носит условный характер. Характерной чертой ростовых процессов растительных организмов является их локализация в определенных тканях — меристемах.

1 – апикальные меристемы; 2 – интеркалярные меристемы; 3 – латеральные меристемы

У стеблей и корней конус нарастания занимает так называемое терминальное положение, при котором он и молодые клетки составляют морфологически верхнюю часть органа. В связи с этим и стебли, и корни растут своими верхушками. Такой рост называют апикальным. Характер роста одного и того же органа может варьироваться в зависимости от видовой специфики растения. У злаков рост стебля осуществляется у оснований междоузлий. Такой тип расположения зоны активного роста между сформировавшимися, закончившими свое развитие тканями носит название интеркалярного (вставочного) роста.

Латеральные меристемы обеспечивают рост стебля в толщину. Клетки камбия делятся в тангентальном направлении, вследствие чего они расположены всегда правильными радиальными слоями. В результате деления камбия образуются элементы ксилемы и флоэмы. Паренхимные клетки сердцевидных лучей, разделяющие камбиальные пучки, под влиянием продолжающейся деятельности пучкового камбия также становятся деятельными, они индуцируют клетки стеблевой паренхимы.

Итак, клетки меристемы делятся, дочерние клетки достигают размеров материнской и снова делятся. Меристематические клетки, расположенные на самом верху стебля или корня, не прекращают деления в течение всего периода роста. Эту зону роста для корня называют покоящимся центром, для стебля — меристемой ожидания. Более длительная способность к делению является следствием меньшей частоты делений и большей длительности интерфазы.

Рост растений не является непрерывным процессом. У большинства растений время от времени наступают периоды резкого замедления или даже почти полной приостановки ростовых процессов, периоды покоя. В покоящееся состояние может вступать как растительный организм в целом, так и отдельные его части (семена, корни, клубни). Переход растения или его отдельных органов в покоящееся состояние, прежде всего, является приспособлением к перенесению неблагоприятных условий. Переход в покоящееся состояние часто сопровождается утратой (опадением) отдельных органов (листьев) или даже целых побегов. Именно в таком состоянии многолетние растения переживают зимний период. Таким образом, переход растения в покоящееся состояние предохраняет его от гибели под влиянием мороза или сильной засухи. Однако покой — это не только защитная реакция организма против неблагоприятных условий. Растения переходят в покоящееся состояние и при наличии всех условий, необходимых для роста. Временная приостановка ростовых процессов характерна и для тропических растений, несмотря на благоприятные условия в течение целого года. Если растение не прошло периода покоя, в последующем темпы роста его снижаются, ухудшается плодоношение. После периода покоя рост растений усиливается.

Развитие — это изменения в новообразовании элементов структуры организма, обусловленные онтогенезом, или жизненным циклом. Различают автономное и индуцированное развитие. Автономное развитие осуществляется под влиянием только внутренних возрастных и других изменений, возникающих в самом организме. Индуцированное развитие также требует индукции со стороны внешних факторов. Индукция развития — влияние внешних факторов или одной части растения на другую, приводящее к детерминации (определению) развития организма, органа или ткани. Индукторы — это факторы внешней среды, гормоны, метаболиты.

В онтогенезе, как уже отмечалось, выделяют несколько этапов:

Эмбриональный охватывает развитие зародыша (от зиготы до созревания семян включительно). Все процессы эмбриогенеза у покрытосеменных осуществляется в семяпочке (семязачатке), которая формируется на плодолистике. Из зиготы образуется зародыш, из семяпочки — семя, из завязи — плод. Формирующийся зародыш питаетсягетеротрофно.

На ювенильном этапе растения не способны к половому размножению. Этап можно разделить на две фазы: развитие проростка и накопление вегетативной массы. В течение первой фазы растение закрепляется на определенном экологическом участке среды обитания; во второй фазе создается вегетативная масса, достаточная для обеспечения трофическими факторами органов размножения и формирующихся семян и плодов, которые питаются гетеротрофно.

В репродуктивный период (этап зрелости и размножения) идет размножение, т. е. физиологический процесс воспроизведения себеподобных организмов, обеспечивающий непрерывность сосуществования вида и расселение его представителей в окружающем пространстве. Инициация цветения — образование апикальными меристемами цветочных зачатков и все предшествующие события, вызывающие их закладку. Она включает две фазы: индукцию цветения и эвокацию. Затем формируется цветок, идет опыление, оплодотворение, развиваются семена и плоды.

Старение как усиливающееся с возрастом ослабление жизнедеятельности организма, приводящее, в конечном итоге, к его естественному отмиранию. Старение выражается в прогрессирующем нарушении синтеза макромолекул и систем регуляции организма, накоплении токсических и инертных в химическом отношении продуктов, постепенном угасании отдельных физиологических функций.

Морфогенез — это становление формы, образование морфологических структур и целостного организма в процессе индивидуального развития. Морфогенез растений обусловливается непрерывной активностью меристем, благодаря чему рост растения продолжается в течение всего онтогенеза, хотя и с разной интенсивностью.

Весь онтогенез цветкового растения от возникновения зародыша в семени до естественной смерти особи часто подразделяют на следующие этапы онтогенеза:

· Латентный (скрытый) — покоящиеся семена.

· Дегенеративный, или виргинильный, — от прорастания семени до первого цветения.

· Генеративный — от первого до последнего цветения.

Сенильный, или старческий, — с момента потери способности к цветению до отмирания.

Источник

Рост растения и его развитие. Этапы онтогенеза высших растений. Методы изучения интенсивности роста и влияния на него внешних условий.

Рост-необратимое увеличение объема, массы растений, сопровождающееся новообразованием элементов структуры организма. Развитие-качественные изменения в структуре и функц.активности растения и его частей в процессе онтогенеза. Рост клеток:1)Эмбриональная фаза(удвоение ДНК,синтезируется РНК, рибосомы,клетка делится и восстанавливает свои органелы) 2)Фаза роста или растяжения(усиленный синтез гормонов,ферментов участвующих в формированиицеллюлознопептидной оболочки, увеличение вакуолей, усиление процесса физиологической диференцировки) 3)Дифференцировка клеток(зависит от расположения клетки ее функции-(покровные ткани-суберин).

Развитие высших растений: Эмбриональный период-зигота покрытосеменных образуется в результате слияния спермия яйцевой трубки с яйцеклеткой зародыш.мешка. После оплодотворения зигота находится в латентном состоянии, увеличиваясь.При первом делении зиготы образуется 2 клетки-из 1ой клетки образуется однорядная нить-суспензор, 2ая клетка дважды делится образуя квадрант,каждая из 4 клеток делится-образ-ся октант. 4 периферические клетки которого при дальнейшем делении формируют семядоли и апекс побега. Другие 4 клетки формируют базальную часть корня(Проэмбрио— тк еще нет дифференцировки зародыша).Глобулярная фаза-когда последняя клетка суспензора становится гипофизой-от нее начинает развиваться корневая система,наруж кл-ки формируют протодерму, внутренние-централ.цилиндр и первичн.кору. Серцевидная фаза-в верх.части зародыша начинается интенсивное деление- закладываются 2 симметрично расположенные семядоли. Тарпедовидная фаза-интенсивной рост клеток в зачатке семядолей, закладывается апекс побега, на последнее этапе семена теряют значительное количество воды и переходят в состояние покоя ;

Ювенильный(молодости)-прорастание семян,органов вегетативного размножения, характерно быстрое накопление вегетативной массы.Период делится на фазы:набухание семян,проклевывания(начинается когда семена достигают критической влажности,выход корня закрепляет прорастание семени в корне и поглощение воды, гетеротрофный рост проростка( рост побега благодаря растяжению,рост главных боковых и придаточных корней), переход к автотрофному питанию; Особенности этапа молодости:отсутствие цветения, корнеобразование.

Репродуктивный: формирование генеративных органов и образование плодов. У растений выделяют половое(новый организм появляется в результате слияния половых клеток–гамет), бесполое(у споровых растений, у которых чередуются два поколения – бесполое диплоидное и половое гаплоидное,новый организм развивается из спор) и вегетативное размножение(воспроизведение растений из вегетативных частей растения (клубней, луковиц, отводок). Оплодотворение делят на три фазы: а) опыление, б) прорастание пыльцы и рост пыльцевой трубки в тканях пестика, в) собственно оплодотворение, то есть образование зиготы;

Старость- период от полного прекращения плодоношения до естественной смерти организма(дуб, ель). Старость(адаптация организма к неблагоприятным условиям среды) и смерть завершают онтогенез организма, гибель и смерть отдельных органов(листопадные) и отмирание целиком(однолетние).

Методы изучения роста растений:1)измерение проростка растений линейкой 2)использование микроскопа для изучения прироста на клеточном уровне 3)ауксанометром измеряют скорость роста апекса.

Влияние внешних условий на рост:минеральное питание(азот содержащийся в почве-разрастание вегетативных органов), снабжение СО2 и О2 (при снижении О2 тормозится рост, избыток СО2 увеличивает растяжимость клеток и усилению роста тканей),свет(необходим для фотосинтеза, при недостатке расчтения обесцвечиваются), содержание Н2О(уменьшение воды снижает деление клеток), температура(рост растений от -1 до +50 С 0 ,растения интенсивнее растут в ночное время,тк пониженная t 0 ускоряет рост корней и бок.побегов те более активно работают ферменты,благоприятна для роста смена температур).

Источник

Способ оценки роста и развития растений

Использование: в сельском хозяйстве при изучении роста и развития растений. Сущность изобретения: проводят количественный анализ апекса на всех этапах роста и развития растений путем подсчета числа клеток и измерения соответствующего ему диаметра апекса, характеризующих этапы органогенеза. В дальнейшем об этапе органогенеза судят по диаметру его апекса. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам изучения роста и развития растений, и может быть использовано для количественной оценки и прогнозирования сроков созревания и урожайности сельскохозяйственных культур, оценки влияния стимуляторов роста, гербицидов, удобрений и т.д. на растения.

Известен способ визуального и микроскопического изучения характеристик овощного растения [1] который не предусматривает исследование апекса, а для изучения характеристик овощного растения используются отобранные определенные листья, прошедшие сложную предварительную подготовку.

Прототипом предлагаемого способа является визуальный метод Ф.М.Куперман, применяемый для оценки и прогнозирования развития растений [2] Сущность данного метода заключается в исследовании апекса в процессе органогенеза и определении фазы развития (закладка цветочных кистей, колосков, формирование листьев) по его внешнему виду.

Недостатком данного метода является наличие только качественной оценки развития растений без какой-либо количественной оценки. Кроме того, этот метод достаточно неудобен при использовании агрономами-практиками, так как зависит от их опыта и субъективной оценки.

Целью изобретения является получение достоверных результатов при оценке роста и развития растений.

Указанная цель достигается проведением количественного анализа стеблевых апексов путем подсчета числа клеток и измерения соответствующего ему диаметра апекса, характеризующих конкретный этап развития растения, и критическим числам, определяющим переход от одного этапа органогенеза к другому.

Исследовались следующие сельскохозяйственные культуры: озимые и яровые зерновые (пшеница, ячмень, овес, кукуруза), картофель, корнеплоды (свекла столовая и кормовая, морковь столовая, редис, брюква, турнепс), капуста белокачанная, огурец, томат, многолетние травы (ежа сборная, тимофеевка, мятлик луговой), зеленные культуры (петрушка, укроп, салат, сельдерей).

Для количественной оценки изменения апекса растения в процессе его развития проводился анализ стеблевых апексов методом морфогенеза (препарирования).

Проведение морфологического анализа на молодых растениях или проростках задолго до завершения полного цикла выращивания культуры позволяет определить этап развития растения, а также скорость прохождения растением данного этапа различных органов.

При анализе стеблевых апексов различных растений установлено, что в момент формирования зачатков листьев зона инициального кольца апекса имеет строго определенный диаметр, величина которого достаточно стабильна и характеризует как различные сельскохозяйственные культуры и сорта, так и условия их выращивания.

По диаметру апекса в этой зоне расположено определенное число клеток, характерное для каждого вида и сорта. Латеральная (боковая) зона, то есть зона меристематических клеток, также состоит из строго определенного числа слоев клеток. Она расположена по образующей в зоне инициального кольца апекса. Из этих клеток формируются зачатки листьев.

В центральной зоне апекса расположена зона вытянувшихся (дифференцированных) клеток. Число слоев этих клеток также специфично для каждого вида растений. Диаметр этих клеток в два раза превышает диаметр меристематических клеток.

На границе меристематических и дифференцированных клеток формируются клетки прокамбия.

Полученные в процессе исследования верхушечных меристем данные позволяют рассчитать критическое число клеток в апексе растения, необходимое для начала дифференциации клеток. Так, например, если в плоскости основания апекса картофеля расположено 530 клеток, то клетки внутри апекса дифференцируются. Если число клеток менее 530, то дифференциации не происходит. Это число клеток 530 является критическим для апекса картофеля. Аналогичные критические числа клеток есть у каждого вида растений и их величина постоянна.

Наблюдения за развитием верхушечной меристемы путем препарирования апекса и измерения его диаметра и высоты выпуклости, которые при известных размерах меристематических клеток соответствуют определенному числу клеток апекса, позволили установить, что при переходе растения с одного этапа развития на другой (формирование листьев, цветков и так далее) апекс изменяется. Апекс увеличивается по диаметру и высоте выпуклости. Для каждого этапа развития характерен определенный размер апекса, который связан с количеством накапливающихся клеток.

Предлагаемый способ дает возможность количественно оценить изменение апекса растения в процессе его развития.

Контроль за развитием растения (его ускорением или торможением) осуществляется следующим образом. На каждом этапе органогенеза исследуемой сельскохозяйственной культуры проводились измерение диаметра апекса и подсчет числа клеток по его диаметру. Диаметр апекса измеряли с помощью окуляр-микрометра, число клеток по диаметру апекса подсчитывали по стандартной методике под микроскопом. Подсчеты проводились на растениях, выращенных по стандартной технологии.

Установлено, что в период закладки листьев апекс картофеля имеет диаметр 0,1949 мм, что соответствует 19 клеткам, расположенным по диаметру; при переходе к цветению (через 10 дней после высадки клубней в почву) диаметр апекса составляет 0,3856 мм, что соответствует 38 клеткам по диаметру; в период появления цветочных бугорков его диаметр 0,7228 мм, а число клеток по диаметру 72.

В таблице 1 приводятся диаметры апексов и соответствующие им количества клеток, характеризующие нахождение сельскохозяйственных культур на определенных этапах органогенеза. Кроме того, указано время (количество дней после высадки (посева), необходимое для перехода на следующий этап развития.

Так, например, у картофеля этап формирования листьев наступает через 7 дней после высадки клубней в почву. На этом этапе диаметр апекса равен 0,1949 мм, число клеток по диаметру 19. Этап формирования цветочных бугорков начинается через 17 дней после посадки. Диаметр апекса при этом равен 0,7228 мм, число клеток по диаметру 72.

Аналогичная картина характерна для всех исследуемых культур, что отражено в таблице 1.

Цифры, приведенные в таблице, являются средним значением для данной культуры (группы культур). Для каждого вида, а часто и сорта, характерен свой диаметр апекса и число клеток по диаметру.

Увеличение высоты выпуклости апекса при переходе с одного этапа органогенеза на другой, что в методе Ф.М.Куперман фиксируется визуально, зависит от увеличения диаметра апекса и соответствующего данному диаметру числа клеток.

Для того, чтобы определить на каком этапе развития находится растение, достаточно измерить диаметр апекса и установить соответствующее данному диаметру число клеток.

На фиг.1 представлена взаимосвязь диаметра апекса, числа меристематических клеток по диаметру апекса и этапов органогенеза для картофеля ранних, среднеспелых и поздних сортов.

I этап органогенеза прорастающий клубень, появление всходов. На этом этапе диаметр апекса составляет 0,09-0,3 мм.

II этап органогенеза подготовка к закладке цветочных бугорков. Диаметр апекса 0,3-0,5 мм.

III этап органогенеза закладка цветочных бугорков. Диаметр апекса — 0,4-0,8 мм.

Следует отметить, что разные культуры и сорта имеют характерные для них диаметры апексов. Диаметр апекса зависит от количества и размеров меристематических клеток, его образующих. Известно, что размеры и число меристематических клеток могут незначительно колебаться в зависимости от сорта и уровня питания. При исследовании какого-либо сорта для установления диаметра апекса необходимо в первую очередь определить размеры и число клеток, расположенных по диаметру апекса, и соотнести этот диаметр с этапом органогенеза. В дальнейшем для определения этапа органогенеза растений данного сорта достаточно ограничиться лишь измерением диаметра аспекта.

На фиг.2 показана аналогичная взаимосвязь диаметра апекса, числа меристематических клеток по диаметру апекса и этапов органогенеза для яровой и озимой пшеницы.

I этап органогенеза появление всходов. Для яровой пшеницы диаметр апекса составляет 0,12-0,2 мм, для озимой 0,06-0,18 мм.

II этап органогенеза закладка примордиев колосков. Диаметр апекса для яровой пшеницы 0,28-0,35 мм, для озимой 0,28-0,40 мм.

Измерение диаметра апекса и соответствующего ему количества клеток позволяет установить этап органогенеза.

Кроме того, измерение диаметра апекса позволяет оценить скорость прохождения растением той или иной фазы развития и определить влияние различных воздействий на растение (стимуляторы роста, ингибиторы, удобрения и т.д.). В таблице 1 показано влияние стимулятора роста на скорость прохождения этапов развития различными сельскохозяйственными культурами.

Так, у картофеля этап формирования листьев наступает через 7 дней после посадки клубней и при стандартных условиях выращивания и при обработке стимулятором роста. На этом этапе диаметр апекса равен 0,1949 мм, число клеток по диаметру 19. Когда диаметр апекса составит 0,7228 мм, а число клеток по диаметру будет равно 72, растение переходит на очередной этап органогенеза — формирование цветочных бугорков. При стандартных условиях выращивании картофеля этот этап наступает через 17 дней после посадки, а в случае применения стимулятора роста через 13 дней, то есть на 4 дня раньше. Таким образом, применение стимулятора роста способствовало ускоренному прохождению растениями периода от появления всходов до зацветания, что и было зафиксировано измерением диаметра апекса и подсчетом количества клеток по его диаметру. Благодаря ускоренному прохождению этого периода можно получить продукцию на 7-14 дней раньше. Увеличение темпа развития растений позволило формировать урожай, больший на 15-25% по сравнению с контрольным вариантом.

На фиг.3 показана взаимосвязь диаметра апекса картофеля ранних и поздних сортов со сроком достижения максимальной урожайности. Измерение диаметра апекса у всех растений картофеля проводилось 23.06.94. При этом часть растений (поздний сорт) имела диаметр 0,4 мм, а другая (ранний сорт) 1,0 мм. При установлении сроков достижения максимальной урожайности было отмечено, что растения, имевшие диаметр апекса 1,0 мм, сформировали максимальный урожай, составивший 235 г/сосуд (модельные опыты в сосудах), к 04.08.94, а у растений, имевших диаметр апекса 0,4 мм, к 04.08.94 урожай составил лишь 171 г/сосуд. Таким образом, измеряя диаметр апекса растений картофеля разных сортов на определенном этапе развития, можно прогнозировать сроки достижения максимальной урожайности.

Преимуществом изобретения является возможность количественного определения этапа развития растения, определение скорости прохождения растением этапов органогенеза и влияния различных воздействий (стимуляторы роста, ингибиторы, удобрения и т.д.) на растения, возможность прогнозирования урожая. Предлагаемый способ достаточно удобен и прост при использовании агрономами-практиками.

Изобретение может найти широкое практическое применение в сельском хозяйстве.

Способ оценки роста и развития растений, включающий исследование апекса в процессе развития растений, отличающийся тем, что проводят количественный анализ апекса на всех этапах роста и развития растений путем подсчета числа клеток и измерения соответствующего ему диаметра апекса, характеризующих этапы органогенеза, а в дальнейшем об этапе органогенеза растений судят по диаметру его апекса.

Источник



Методы измерения скорости роста

Скорость роста растения — важный интегральный показатель его физиологического состояния. Для изучения роста используют ряд методов. В качестве критериев скорости роста периодически определяют длину (высоту), толщину (диаметр), массу, площадь. объем растения и отдельных его частей. Полное представление о росте экспериментатор получает при одновременном учете не­скольких показателей. Для измерений используют обычную ли­нейку. горизонтальный микроскоп, приборы-ауксанографы (рос­томеры), непрерывно регистрирующие изменение высоты расте­ний. диаметра клубней, корнеплодов, плодов, луковиц. С этой же целью применяют фото- и киносъемку.

О скорости роста можно судить по числу митозов в единицу времени, содержанию нуклеиновых кислот в клетке. Результаты прямых наблюдений используют для анализа роста: абсолютная скорость роста; скорость роста массы растений на единицу пло­щади листа (ЧПФ), листовой индекс: прирост биомассы посева:

продолжительность жизни листьев и др.

Абсолютная скорость роста (А) — величина прироста за опре­деленный промежуток времени, отнесенная к единице времени.

_— параметры растения или его отдельного органа в моменты време­ни П и

Относительный или процентный рост (R) — прирост, вычис­ленный в процентах от исходной массы растений или органа.

где И — параметр, характеризующий размеры растения в момент измерения:

Ц’с. — исходный параметр.

Важно периодически измерять рост корней. Имеется ряд ме­тодических подходов:

изучение корней и растений в водных куль­турах;

выращивание растений в сосудах, ящиках и лизиметрах с почвой;

метод скелета — корни раскапывают по ходу их в почве и схематически изображают на рисунках в горизонтально!! н;ш вертикальной проекции;

метод траншеи — отмывается корневая система растений целиком или ее части на срезе траншеи; метод монолита—вырезают монолиты почвы и отмывают корни;

метод бура — отбирают образцы почвы на разную глубину и отмывают корни;

метод стационара, или стекол. — наблюдают за развитием корней через стекла, установленные в стенках тран­шей или в специальных ящиках с наклонной стенкой:

метод радиоактивных индикаторов;

изотопный метод, позволяющий наблюдать за распространением корней в почве.

Кроме того, определяют объем корней, поглощающую поверхность. Напри­мер, в полевых условиях длина корней у кукурузы достигает 50—700 м, а поверхность — 50—150 м2. В пахотном слое почвы длина корней у пшеницы 18—80 м, у ржи—26—100, у льна — 45 м. Длина корней люцерны в 1 м3 почвы в первый год жизни составляет 1,8—45,8 км, а на второй год — 37.8-176.2 км.

ВИР рекомендует сле­дующие показатели, определяемые на основе ростового анализа двухнедельных растений: число ярусов листьев, средняя высота растений, средняя длина корней, масса листьев, масса стеблей. масса надземная, масса корней, общая масса растения, процент сухого вещества, площадь листьев, поверхностная плотность лис­тьев (отношение общей массы листьев к площади), отношение надземной массы к массе корней, отношение массы корней к

Источник

ДИАГНОСТИКА ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА: МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ, ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Потенциальная продуктивность является одной из главных показателей эталонных насаждений. Под этим понятием понимается максимально возможная продуктивность для данных климатических и почвенных условий.

Хозяйственная продуктивность обозначает долю хозяйственно важной части урожая в общей массе растения. Как правило, усилия человека при селекции растений направлены прежде всего на повышение этого коэффициента.

Биологическая продуктивность — общее количество органического вещества (биомассы), производимое популяцией или сообществом за единицу времени на единицу площади. При этом различают первичную продукцию — биомассу, производимую в процессе фотосинтеза автотрофами (зелеными растениями); и вторичную — биомассу, полученную гетеротрофами за единицу времени на единицу площади. Первичную продукцию разделяют на валовую (равную общему количеству продуктов фотосинтеза за определенный отрезок времени) и чистую (равную разности между валовой и той ее частью, которая использовалась на дыхание растений). Это наиболее важный показатель жизнедеятельности организма, популяции и экосистемы в целом.

Продукционный процесс растений – это совокупность взаимосвязанных процессов, происходящих в растении, из которых основными являются фотосинтез, дыхание, рост, формирующих урожай растений.

Продукционный процесс зависит от факторов внешней среды и способен сам трансформировать средообразующие факторы через изменение газообмена, транспирацию, архитектуру посевов.

Хорошо известно, как растения благодаря строению листьев и их расположению (архитектура посевов, движение листьев за Солнцем) способно достичь максимального потребления света. Другим примером может служить способность растений формировать сомкнутые покровы, в которых устанавливается определенный, отличный от условий над растительным покровом микроклимат: в посеве и около него другая влажность, температура, скорость ветра, и соответственно, иные транспирация, дыхание и многие другие взаимосвязанные процессы.

Несмотря на многообразие факторов, определяющих продукционный процесс, несмотря на многочисленные приспособительные реакции растений, их разнообразие, выделяют несколько общих законов продукционного процесса.

1. Закон незаменимости основных факторов жизни. Этот закон утверждает, что ни один из факторов развития растений не может быть полностью заменен каким-либо другим. Ведь нельзя же заменить для растения тепло – влагой, влагу – светом и проч. Все эти факторы обязательно (свет, тепло, влага) необходимы растениям. В отсутствии хотя бы одного из них оно погибнет. Эти факторы, — свет, тепло, влага, — факторы космические, их ничем нельзя заменить, они – основные, все определяющие факторы (см. «К вопросу о…»). Из этого закона следует очень важный вывод, на который иногда указывают, как на самостоятельный закон, столь важно его значение. Это закон «физиологических часов». Для растений одним из основных регулирующих фактором является фотопериодичность, регулярность светового режима в каждой природной зоне. Именно длина дня и ночи является для большинства растений регулятором для наступления определенных стадий развития. Например, «запуск» подготовки деревьев к зиме, заключающейся в том, что они сбрасывают листья, замедляют многие физиологические процессы, происходит именно при определенной длине дня. Для растений длина дня – неумолимый космический фактор, на который оно всегда, вне зависимости от складывающихся в этот год метеоусловий, может опираться.

2. Закон неравноценности и компенсирующего воздействия факторов среды. Действительно, основные факторы, такие как тепло, свет, воду, заменить ничем нельзя. А вот их действие как-то изменить могут другие факторы. Например, облачность, туман могут ослабить недостаток влаги. А ветер ослабляет неблагоприятное действие заморозков. Главное же отличие этого закона от 1-го (закона незаменимости основных факторов жизни): первый действует всегда, на протяжении всей жизни растении, а второй – в отдельные периоды жизни растении, снижая неблагоприятные или увеличивая благоприятное действие основных факторов жизни.

3. Закон минимума. Этот закон часто трактуется как закон Либиха в отношении питательных элементов для растений, и его нередко представляют в виде бочки с досками разной длины. Самая низкая дощечка определяет урожай. Мы будем трактовать этот закон более обще, агрофизически: интенсивность продукционного процесса определяется действием того физического фактора среды, который наиболее удален по значениям от своего оптимума. При такой трактовке из этого закона есть два следствия или самостоятельных закона:

(1) рост интенсивности процесса будет определяться скоростью прироста фактора, наиболее удаленного от оптимума. Часто этот закон приводят в формулировке известного немецкого агрофизика Э.Вольни: «Фактор, находящийся в минимуме, тем сильнее влияет на урожай, чем больше остальные факторы находятся в оптимуме» и именуется в литературе как закон Э. Вольни-Либшера;

(2) следует учитывать «компенсирующее» действие других, находящихся не в оптимальных условиях, факторов (см. закон 2 о компенсирующем воздействии факторов среды).

4. Закон оптимума. Этот закон гласит, что наивысшая скорость продукционного процесса достигается при достижении всеми факторами своего оптимума. Иначе говоря, максимальный урожай может быть достигнут только при оптимизации всех основных факторов жизни. Этот закон тоже может рассматриваться как следствие 1-го закона о незаменимости факторов внешней среды. Однако именно этот закон является руководящим для достижения максимальной продуктивности за счет оптимизации действия разнообразных факторов. Именно поэтому он так важен и выделен в отдельный закон.

5. Закон «критических периодов». Этот закон указывает на то, что в жизни растения имеются периоды, в течение которых растение наиболее чувствительно к недостатку того или иного фактора. Например, для многих зерновых культур критическим периодом в отношении к почвенной влаге считается период от выхода в трубку до колошения. Если в эту фазы развития растений сложится недостаток влаги в почве, то потери будут наибольшими, иногда – критическими. А фазы от цветения до восковой спелости являются критическими в отношении тепла.

ДИАГНОСТИКА ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА: МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ, ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Фотосинтетическая деятельность посева, в конечном счете, определяющая размер и качество урожая, представляет собой сложное явление, оценить которое помогут следующие показатели:

1. Морфологические:

1.1Размер фотосинтетического аппарата, или площадь листьев, и динамика ее роста. Именно от площади листьев и их пространственной структуры зависят количество поглощаемой посевом энергии, возможная первичная продукция органических веществ и суммарная транспирация. Иногда в литературе площадь листьев выражают индексом листовой поверхности, который представляет собой отношение суммарной площади листьев растений к той площади, на которой они размещены. Считается, что при индексе листовой поверхности 5-6 или площади листьев 50-60 тыс. м 2 на 1 га посев как оптическая фотосинтезирующая система работает в оптимальном режиме, поглощая наибольшее количество ФАР.

1.2 Показатель фотосинтетического потенциала посева. Формирование урожая зависит не только от площади листьев, но и от времени их функционирования. Фотосинтетический потенциал (ФП) как раз и объединяет эти показатели. Математически он представляет собой интеграл хода роста площади листьев в течение вегетации или сумму дневных показателей площади листьев (как основной рабочей единицы посева) за весь период вегетации. Практически может быть получен путем суммирования величин площади листьев в м 2 /га за каждые сутки периода вегетации. Варьирует в пределах от 0,5 до 5 млн. м 2 /га*дн.

Гистологические

2.1Характеристика эпидермиса листа и других фотосинтезирующих органов (величина вакуолей, наличие кутикулы и других покровных образований, количество и расположение устьиц)

2.2 Характеристика мезофилла листа (вид, толщина столбчатого мезофилла)

3. Цитологические (Количество, размеры, форма и расположение хлоропластов)

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 621 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Adblock
detector