Предмет и объект физиологии растений. Методы физиологии растений. Место зеленых растений в экономике природы. Задачи физиологии растений

Физиология растений (фитофизиология) – наука о процессах, происходящих в организме растений.

Предметом физиологии растений являются функции растения, его органов, тканей, клеток и внутриклеточных компонентов, а также причины тех или иных проявлений жизнедеятельности растительных организмов.

Знание этих процессов является необходимой предпосылкой успешного выращивания растений с целью повышения биологической и хозяйственной продуктивности. Таким образом, физиология растений является теоретической основой агрономии.

Объектом физиологии растений являются зеленые растения, которым свойствен особый тип питания – фотосинтез. Возникновение этого типа питания внесло радикальные изменения в экономику природы.

В целом, физиология растений изучает 4 типа превращений:

1) Превращение вещества.

2) Превращение формы (происходит в процессе роста, дифференциации и развития растительного организма).

3) Превращение энергии (включает процессы трансформации одних форм энергии в другие).

4) Превращение информации (в процессах рецепции и передачи сигналов, происходящих как из внешней, так и из внутренней среды).

Методы физиологии растений

Физиология растений – это экспериментальная наука, поэтому главным ее методом является эксперимент. Выделяют следующие виды эксперимента:

• лабораторный (in vitro);

• вегетационный (выращивание растений в контролируемых условиях, которые создаются исследователем);

• полевой (происходит проверка в неконтролируемых условиях).

В 30-х – 50-х годах ХХ века бурно развивались биохимия, цитология, химия, физика, поэтому физиология растений стала активно использовать методы этих смежных дисциплин. Например, при изучении структуры хлоропластов был использован электронный микроскоп, имеющий высокую разрешающую способность. Метод дифференциального центрифугирования основан на разной плотности отдельных органелл. Метод клеточных и тканевых культур позволяет выращивать в стерильных условиях на искусственных питательных средах изолированные ткани, клетки и даже органеллы. Это позволяет регулировать пространственно-временные параметры без повреждения клеток, т. е. давать не дискретную характеристику происходящих процессов, а проследить за динамикой процессов в реальном времени и пространстве.

В последнее десятилетие получение знаний по физиологии растений идет с постоянным ускорением. Наиболее эффективны методы, используемые в молекулярной биологии в комбинации с классическими методами. В связи с быстрым развитием физиологии растений как науки появляются новые термины:

Транскриптом – совокупность всех мРНК;

Протеом – совокупность всех белков клетки;

Метаболом – совокупность всех метаболитов клетки.

На этой же почве возникла новая наука – геномика, которая изучает нуклеотидный состав генома, регуляцию активности генов и др.

Применение современных методов позволило выделить в чистом виде регуляторы роста растений.

Задачи физиологии растений

Одной из задач физиологии растений является создание новых удобрений, которые растворялись бы очень медленно, по мере потребности растений.

Помимо удобрений окружающая среда загрязняется и пестицидами, поэтому следующей задачей физиологии растений является увеличение устойчивости растений не путем обработки их пестицидами, а путем введения в организм культурных растений генов устойчивости из диких форм.

Но одного экспериментального метода недостаточно для решения этих задач, иногда необходимо восстановить историческое прошлое тех или иных видов, для того чтобы изучить процесс во времени. Таким образом, различие сроков зацветания растений при разной длине светового дня зависит от исторической родины растения.

Вычленение физиологии растений из ботаники произошло в 1800 г., поскольку в этом году вышла 5-ти томная работа Жоржа Сенебье «Физиология растений». Отечественная физиология растений связана с такими учеными как Фоминицын, Тимирязев и др. В XIХ в. школа отечественных физиологов растений насчитывала всего 16 человек из Москвы и Санкт-Петербурга. Они внесли большой вклад в развитие мировой фитофизиологии, в частности, с именем Тимирязева связано изучение процесса фотосинтеза.

Поиск по сайту: