Регуляторная роль красного света и фитохромов в жизнедеятельности растений - Контрольная работа

Все знают, что свет необходим растению для фотосинтеза, но менее известно, что красный, синий и ультрафиолетовый свет играет важную роль в регуляции роста и формообразования растений. Фитохромная система позволяет растению реагировать на качество, интенсивность и продолжительность освещения изменением ростовых и формообразовательных процессов, которые принято называть фотоморфогенезомФитохром представляет собой белок (апопротеин), к которому присоединен поглощающий свет пигмент. К каждой из субъединиц ковалентно присоединена через тиоэфирную связь одна молекула поглощающего свет пигмента - хромофора, который представляет собой тетрапиррол и называется фитохромобилином (рис. Его оптические свойства в видимой части спектра и способность функционировать фоторецептором обусловлены хромофором - линейным тератрапирролом. Взаимодействие между хромофором и белковой частью молекулы имеет важное значение, от этого зависит спектр поглощения и важнейшее характерное свойство фитохрома - фотообратимость. растение фотосинтез фитохром метаболизм Форма, ФХК, воспринимает К свет и превращается в другую форму, ФХДК.Фитохромная регуляция была открыта на примере индукции красным светом прорастания семян и подавления этого процесса дальним красным светом. Она имеет важное приспособительное значение, так как у мелких семян нет достаточного запаса питательных веществ, чтобы обеспечить рост проростка в темноте при прохождении им толщи земли с большой глубины до поверхности. У видов растений с крупными семенами, содержащими достаточный запас питательных веществ, для индукции прорастания даже с глубины в 5-10 см света не требуется. Свет, а именно красная часть спектра, улавливаемая ФХК, вызывает немедленные морфологические изменения в росте этиолированных проростков: удлинение стебля тормозится, стебель утолщается, распрямляется крючок на его верхушке, разворачиваются и начинают расти и зеленеть листья, в них развиваются хлоропласты - органеллы, в которых осуществляется фотосинтез, и растение переходит к самостоятельному питанию за счет фотосинтеза. В природных условиях дело обстоит сложнее, так как проросток, выйдя на поверхность земли, оказывается под действием белого света, который содержит и красный и дальний красный свет, но в зависимости от времени дня и освещенности соотношение красного и дальнего красного света в спектре белого света изменяется.Одновременно свет оказывает действие на жизнедеятельность растений через реакции, не зависящие от фотосинтеза. Действие света на растения, связанное с влиянием на рост и дифференциацию тканей, объединено общим названием "фотоморфогенез"растений. Регуляторное действие на растения, затрагивает практически все процессы жизнедеятельности растений, в том числе и те, которые непосредственно не сопровождаются изменением морфогенеза. К таким процессам например относится изменения в метаболизме, которые быстро возникают при смене темноты светом. С ее образованием связано возникновение обширного круга изменений в метаболизме, активности ферментов, движениях, росте и дифференциации растений.Фитохромная система, представленная в растении не сколькими фитохромами, каждый из которых может находиться в двух взаимопревращающихся под действием света в формах (ФХКДК и ФХДК), позволяет растению улавливать изменения спектрального состава света (соотношения в нем красного и дальнего красного света) и реагировать на это изменение соответствующими ростовыми и формообразующими процессами, определяющими фотоморфогенез. Фитохромная система контролирует прорастание семян, перестройку ростовых процессов, связанную с выходом проростка из почвы на свет (диэтиоляция), обеспечивает растению оптимальную адаптацию к условиям освещения, необходимую для его фотосинтетической активности, участвует в регуляции цветения и многих других процессов в жизни растений.

Содержание

Введение

1. Фитохром, его основные формы и их свойства

2. Физиологические процессы, регулируемые в растениях светом с помощью фитохромной системы

3. Принципы фоторегулирования метаболизма растений и регуляторное действие красного цвета на фотосинтез

Заключение

Список литературы

Все знают, что свет необходим растению для фотосинтеза, но менее известно, что красный, синий и ультрафиолетовый свет играет важную роль в регуляции роста и формообразования растений. Регуляция жизни растений красным светом осуществляется фоторецептором. Он называется фитохромом (от phyton - растение и chroma - цвет, окраска).

Фитохромная система позволяет растению реагировать на качество, интенсивность и продолжительность освещения изменением ростовых и формообразовательных процессов, которые принято называть фотоморфогенезом

Фотоморфогенез играет огромную приспособительную роль, синхронизируя рост растений, цветение, клубнеобразование, переход почек в состояние покоя и многие другие процессы в жизни растений с суточными и сезонными изменениями спектра солнечного света. Фитохром улавливает изменения в соотношении красного (К) и дальнего красного (ДК) света, возникающие под пологом листвы и позволяет светолюбивому растению уйти из тени. Фитохром крайне важен для оптимизации растением своей структуры, обеспечивающей максимальное использование света в фотосинтезе.

Фитохромная система, представленная в растении не сколькими фитохромами, каждый из которых может находиться в двух взаимопревращающихся под действием света в формах (ФХКДК и ФХДК), позволяет растению улавливать изменения спектрального состава света (соотношения в нем красного и дальнего красного света) и реагировать на это изменение соответствующими ростовыми и формообразующими процессами, определяющими фотоморфогенез.

Фотоморфогенез играет важную приспособительную роль в жизни растения. Фитохромная система позволяет растению реагировать на свет крайне низкой интенсивности и в некоторых случаях секундной продолжительности.

Фитохромная система контролирует прорастание семян, перестройку ростовых процессов, связанную с выходом проростка из почвы на свет (диэтиоляция), обеспечивает растению оптимальную адаптацию к условиям освещения, необходимую для его фотосинтетической активности, участвует в регуляции цветения и многих других процессов в жизни растений.

Таким образом на примере регулирования фотосинтеза красным светом можно утверждать, что основная функция зеленых растений - фотосинтез подчиняется фоторегулированию. Более того, именно фоторегулирование фотосинтеза, возможно, во многом определяет всю жизнедеятельность растения.

Принцип фоторегулирования предусматривает максимальное выявление генетически обусловленных возможностей растения в интеграции метаболизма и морфогенеза. Поэтому наилучшими условиями для жизнедеятельности растения, например, будут условия, которые обеспечивают взаимодействие всех фоторегуляторных реакций.

1. Волотовский И.Д. Фитохром - регуляторный фоторецептор растений. Минск: Наука и техника, 1992.

2. Уоринг Ф., Филлипс И. Рост растений и дифференцировка. М.: Мир, 1984.

3. Тохвер А.К. Фитохром его основные формы и их свойства

4. H. Smith Физиологические и экологические Функции в Семействе Фитохромов // Биол. 1995. Vol.46. P.289-315.

5. Воскресенская Н.П. Принципы фоторегулирования метаболизма растений и регуляторное действие красного цвета на фотосинтез

Размещено на .ru