Электрические сигналы у высших растений - реферат

Мордовский муниципальный институт

им. Н.П. Огарева

Факультет: Био

Кафедра: Ботаники и физиологии растений

РЕФЕРАТ

Электронные СИГНАЛЫ У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

Выполнил: студент

301гр. Хохлов Н.А.

Проверил: доктор

Зауралов О.А.

Саранск 1999

Электронные СИГHАЛЫ У ВЫСШИХ РАСТЕHИЙ

В.А. Опритов

Нижегородский муниципальный институт им. Н.И. Лобачевского

Введение

Чемотличаются растения от животных? На этот вопрос биолог даст Электрические сигналы у высших растений - реферат развернутый ответ, приведя ряд особенностей, характерных только растениям. Это фотосинтез, кутикулярная и устьичная транспирация (испарение воды), передвижение веществ на дальние расстояния по спец проводящим тканям и т.д. Неискущенный наблюдающий отметит, пожалуй, только одну более яpкую особенность- животные владеют чувствительностью и интенсивно pеагиpуют на наружные воздействия. Растения Электрические сигналы у высших растений - реферат, обычно, ведут недвижный либо неподвижный стиль жизни и снаружи не проявляют стремительных реакций на действие раздражителей. В истинной статье мы желаем показать, что это не так. Растениям, по видимому, характерна простая чувствительность, в осуществлении которой важную роль играет электронный тип сигнализации. По общим признакам он очень припоминает электронные процессы в нерве Электрические сигналы у высших растений - реферат во время распространения нервного импульса.

КОГДА Появляются Электронные СИГНАЛЫ У РАСТЕНИЙ?

Возьмём какое-либо высшее pастение (напpимеp, тыкву), поднесём к кончику листа зажжённую спичку и немного подпалим его. Мыуже заблаговременно можем сказать, что растение снаружи никак не прореагирует на такое воздействие. Но если за ранее мы подведём к стеблю Электрические сигналы у высших растений - реферат растения два электрода и соединим их с усилителем и самописцем, то, к собственному удивлению, увидим, что спустя короткоевремя после нанесения раздражения прибор зарегистрирует электронный импульс, который распространяется от листа к корням и является сигналом о наружном воздействии. Аналогичный электронный импульс, но распространяющийся от корней к листьям, можно Электрические сигналы у высших растений - реферат следить, если, к примеру, подействовать на корешки 0.1 н KCl. появляется он и при действии раздражителя на другие органы растения (стволы, усики, и т.д.). Набор раздражителей, вызывающих возникновение электрическогосигнала, очень разнообразен. Это может быть изменение температуры, механическое воздействие, облучение участка растения светом различного спектрального состава, и т.д Электрические сигналы у высших растений - реферат. При всем этом было бы ошибочно мыслить, что растения владеют наименьшей способнностью реагировать на наружный стимул, чем животные. Напротив, в ряде всевозможных случаев клеточки растений способны отвечать генерацией электронных сигналов на такие воздействия, которые кажутся очень слабенькими. К примеру, отрезок волоса весом всего 0.000822 мг при соприкосновении с щупальцем росянки вызывает ответную Электрические сигналы у высших растений - реферат биоэлектрическую реакцию и приметное движение щупальца. В наших опытах снижение температуры от 23°С всего на 1-2°С вызвало генерацию распространяющихся электронных сигналов в стебле тыквы [4]. Таким макаром, в естественной обстановке появление электронных сигналов у растений должно быть связано с действием не только лишь сильных, повреждающих причин, да и очень Электрические сигналы у высших растений - реферат слабеньких конфигураций в окружающей среде, которые повсевременно наблюдаются в естественных критериях.

ТИПЫ Электронных СИГНАЛОВ У РАСТЕНИЙ

Удалось выявить по последней мере три типа электронных сигналов, возникающих у растений в ответ на наружные воздействия.1-ый тип - это потенциалы деяния (ПД). Такое заглавие этот тип электронных сигналов у растений получил благодаря тому Электрические сигналы у высших растений - реферат, чтопо ряду признаков и механизму появления он соответствует ПД, возникающим в нервишках животных. Пучек тыквы и аксона кальмара. Снаружи они очень сходны и состоят из 2-ух веток: восходящей (либо фазы деполяризации,во время которой происходит уменьшение потенциала возбудимой мембраны) и нисходящей (либо фазы реполяризации, в процессе которой мембранный потенциал восстанавливается Электрические сигналы у высших растений - реферат до начального уровня). Амплитуда обоих ПД составляет несколько 10-ов милливольт. Их наружное отличие заключается в том, что в нервном волокне процессы деполяризации - реполяризации происходят существенно резвее, что связано с особенностями строения возбудимых мембран. По этому общаядлительность ПД в аксоне кальмара составляет всего несколько миллисекунд, в то время как продолжительность Электрические сигналы у высших растений - реферат ПД в стебле тыквы добивается несколько секунд и даже 10-ов секунд.2-ой тип электронных сигналов у высших растений - это так именуемые вариабельные потенциалы (ВП), которые появляются при действии очень сильных раздражителей (ожог, механическое повреждение ткани). Они только отчасти напоминают ПД. Как и у ПД у их чётко наблюдается фаза деполяризации Электрические сигналы у высших растений - реферат. Но фаза реполяризации очень растянута. ВП имеет природу, несколько лучшую от природы ПД. В конце концов, при помощи специальной чувствительной техники у высших растений были зарегистрированы микроритмы, которые имеют очень маленькую амплитуду (обычно несколько микровольт) и носят очень нерегулярный нрав.Природа микроритмов пока остаётся неясной. Из всех типов электронных Электрические сигналы у высших растений - реферат сигналов у растений повышенное внимание уделяется ПД, так как его генерация и распространение представляют собой один из универсальных методов передачи инфы о наружном воздействии в живой природе.

ПУТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПД В РАСТЕНИИ

Возникнув в той либо другой части растения, ПД распространяется по нему обычно со скоростью нескольких см в Электрические сигналы у высших растений - реферат 1 с (либо в 1 мин.) и таким макаром передают весть о наружном раздражении. Как понятно, у животных проводниками ПД являются нервные волокна. Их появление в процессе эволюции было огромным шагом вперёд в развитии этих организмов. Есть ли что-то аналогичное нервишкам у высших растений? В поисках ответа на этот вопрос Электрические сигналы у высших растений - реферат естественно направить внимание на проводящие пучки (“жилки”), которые пронизывают все ткани и органы растения. Издавна понятно, что проводящие пучки служат для транспортировки по растению воды и питательных веществ. Но, может быть, они “по совместительству” могут служить каналом и для распространения ПД? Решение этого вопроса имеет принципное значение. Очень образно Электрические сигналы у высших растений - реферат на этот счёт высказался К.Ф. Тимирязев, который отметил, что “если у растений подтвердится (предпологаемое некими учёными) существование узнаваемых путей, по которым раздражение сообщается резвее, чем по другим, то в их придётся признать нечто по последней мере физиологически соответственное нервишкам”. Д. Бос одним из первых экспериментально обосновал Электрические сигналы у высших растений - реферат причастность проводящих пучков высших растений к распространению ПД.Для этого он использовал разработанный им способ электродного зондирования. Сущность способа состояла в том, что при помощи микровинтов в ткани растения погружали железный микроэлектрод, который был соединён с измерительной установкой. Таким макаром можно было отводить электронные сигналы от различных зон стебля либо черешка Электрические сигналы у высших растений - реферат. На основании этих опытов Д.Бос пришёл к выводу, что исключительно в проводящих пучках происходит распространение ПД. При всем этом принципиально, что электронные импульсы распространяются не по большим сосудам, а по маленьким пучковым клеточкам (маленьким клеточкам флоэмы и протоксилемы). Это свидетельствует о том, что каналы передвижения веществ и Электрические сигналы у высших растений - реферат распространения электронных импульсов в проводящих пучках пространственно разбиты. Как следует, у растений, хотя и отсутствуют особые образования (наподобие нервишек), адаптированные только для проведения ПД, в проводящих пучках имеются особенные ткани, выполняющие эту функцию.При помощи современных экспериментальных приёмов этот вопрос детально изучили в нашей лаборатории. Применяя зондирование стебля тыквы микроэлектродом Электрические сигналы у высших растений - реферат, мы установили, что в месте раздражения ПД появляются приблизительно схожей амплитуды не только лишь в обозначенных выше маленьких клеточках пучка, да и в клеточках окружающей его основной паренхимы. Но на расстоянии от этого места ПД регистрируются исключительно в проводящих пучках. Таким макаром, ПД генирируют как пучковые, так и внепучковые Электрические сигналы у высших растений - реферат клеточки, но проводить его могут только 1-ые. Как было нами показано [4], причина этих различий лежит в особенностях межклеточных связей. У маленьких пучковых клеток такие связи (а именно, при помощи особых пор-плазмодесм) выражены еще лучше, что и обеспечивает их наилучшую способность проводить ПД.

МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПД Электрические сигналы у высших растений - реферат У РАСТЕНИЙ

Когда стало ясно, что ПД у высших растений - это очень универсальное и обширно распространённое явление, появился вопрос о том, что все-таки они собой представляют. Естественно, они очень напоминают ПД нервишек. Но, может, это сходство чисто наружное? Ведь очень уж отличаются по стилю жизни животные Электрические сигналы у высших растений - реферат и растения. В нашей лаборатории мы специально изучили этот вопрос. Так как генерация ПД у животных связанно с передвижением через возбудимую мембрану ионов натрия и калия, то поведение ионов при генерации ПД у растений нас очень заинтересовывало. Применяя разные способы исследования, в том числе и способ меченых атомов, мы проявили, что, когда Электрические сигналы у высших растений - реферат в растении генерируется ПД, так же как и в нерве, появляются ионные потоки (рис.3а). Сначала под воздействием наружных раздражителей возрастает проводимость мембраны для ионов кальция в итоге открывания кальциевых каналов. Ионы кальция входят вовнутрь проводящих ПД клеток, так как их больше во наружной среде. Войдя вовнутрь возбудимых клеток Электрические сигналы у высших растений - реферат, они активируют хлорные каналы, которые открываются. Это приводит к появлению направленного наружу потока ионов хлора, потому что их концентрация выше снутри клеток. Поток отрецательных ионов хлора наружу приводит к деполяризации мембраны, так как её наружняя сторона заряжена положительно, а внутренняя - негативно. Появляется восходящая ветвь ПД. Деполяризация мембраны содействует Электрические сигналы у высших растений - реферат открыванию калиевых каналов и появлению направленного наружу потока ионов калия, которых, так же как и ионов хлора, больше снутри клеточки, чем в внешней среде. Не тяжело осознать, что этот поток будет оказывать на мембранный потенциал реполяризующее действие, другими словами приводить к восстановлению его начального значения.

Нарисованная картина очень припоминает то Электрические сигналы у высших растений - реферат, что происходит при генерации ПД в нерве, только заместо ионов натрия в качестве деполяризующего иона у высших растений выступают ионы хлора. Это представляется очень принципиальным заключением, так как свидетельствует об общности устройств генерации ПД в живой природе.Что касается механизма распространения ПД у растений, то он так Электрические сигналы у высших растений - реферат же подобен таковому у животных. Деполяризация участка ткани в месте генерации ПД приводит к появлению радиальных местных токов, протекающих меж деполяризованным возбуждённым участком ткани и примыкающими участками, где мембранный потенциал клеток сохраняет обычный уровень. Эти токи деполяризуют примыкающие с возбуждённым участком области, что приводит к появлению в их ПД и таким Электрические сигналы у высших растений - реферат макаром к его распространению от начального места. Броским доказательством такового механизма являются опыты с конфигурацией электропроводности среды. Если вокруг участка проводящего пучка растения поместить раствор вазелинового масла (непроводящая среда, препятствующая появлению радиальных токов), то, дойдя ранее места, ПД далее не распространяется.

РОЛЬ ПД У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ Электрические сигналы у высших растений - реферат

Мы подошли к одному из важнейших вопро­сов трудности потенциалов деяния у растений. Зачем нужна генерация ПД растениям? Может быть, она представляет собой свойство, которое когда-то было позаимствовано ими от протцов, но в предстоящем получило развитие только у одной очень специфичной группы насекомоядных рас­тений, а у других растений никакой Электрические сигналы у высших растений - реферат функцио­нальной нагрузки не делает? Разумеется, что от­вет на этот вопрос имеет огромное принципное значение не только лишь для осознания жизнедеятель­ности растений, да и в общебиологическом нюансе.

Приобретенные в текущее время результаты по­зволяют утверждать, что у высших растений распро­страняющиеся ПД делают полностью определен­ную Электрические сигналы у высших растений - реферат многофункциональную роль. Они служат более резвым сигналом об конфигурациях в среде их обита­ния. Но при всем этом нужно подразумевать что у расте­ний нет центральной нервной системы - этой «дис­петчерской», откуда управляющие сигналы после поступления туда инфы о наружном раздра­жителе направляются к разным органам. У рас Электрические сигналы у высших растений - реферат­тений ПД сам несет внутри себя возможность непосредст­венно оказывать влияние на функции органов и тканей, по которым он распространяется. Это связано сначала с тем, что при прохождении ПД по данному участку ткани либо в месте, до которого он дошел, очень изменяется ионный состав, в особенности со­держание ионов калия Электрические сигналы у высших растений - реферат и хлора, которые, как мы ви­дели, выходят из возбудимых клеток при генерации импульса. В итоге их концентрации в окружа­ющих проводящий пучок тканях могут увеличить­ся. Изменяется соотношение и других ионов, хотя и в наименьшей степени. В то же время понятно, что уро­вень обменных процессов в ткани очень Электрические сигналы у высших растений - реферат находится в зависимости от ионного состава. Потому ПД в состоянии оказы­вать воздействие на органы либо ткани, по которым они распространяются либо которых они добиваются. При всем этом следует подразумевать, что появление ПД в ответ на действие наружного раздражителя неспеци-

фично, другими словами самые различные воздействия вызыва­ют, обычно Электрические сигналы у высших растений - реферат, монотипную электронную реак­цию. Не считая того, у растений обычно в ответ на действие раздражителя генерируются одиночные импульсы (в отличие от животных, у каких воз­никают ритмически повторяющиеся ПД). Исходя из этого можно заключить, что у высших растений распространяющиеся ПД не имеют специфичной информационной нагрузки, а являются быстрее сиг Электрические сигналы у высших растений - реферат­налом о каком-то наружном воздействии. Сам по для себя ПД как сигнал неспецифичен, но в тканях и органах вместе с общими неспецифическими явлениями он вызывает изменение неких специфичных процессов, характерных данному органу (напри­мер, в листьях изменение фотосинтеза, в корнях усиление поглощения веществ и т.д.).

Сигнальная роль Электрические сигналы у высших растений - реферат ПД проявляется сначала в ряде естественных процессов. К примеру, при попа­дании пыльцы на рыльце пестика в нем появляются бессчетные электронные импульсы, распро­страняющиеся по направлению к завязи. Это запус­кает цикл процессов, подготавливающих завязь к восприятию пыльцы и оплодотворению. ПД возни­кают и в усиках вьющихся растений при Электрические сигналы у высших растений - реферат соприкос­новении с механической опорой и, по-видимому, содействуют их наилучшей ориентации в пространст­ве. При умеренных конфигурациях в состоянии окру­жающей среды также могут появляться ПД, при этом они время от времени генерируются в ответ на очень слабенькие воздействия (к примеру, перепад температур всего 1 - 2°С). Генерация ПД Электрические сигналы у высших растений - реферат растением в данном случае, ка­залось бы, лишена какого-нибудь смысла. Для чего при­менять критический тип сигнализации при помощи электронных сигналов на достаточно слабенькие и не оказывающие существенного воздействия наружные воздействия? Но оказалось, что это не так. Для растения и в данном случае генерация электронных импульсов имеет определенный смысл Электрические сигналы у высших растений - реферат, состоящий, как нам удалось показать, в типичном «преду­преждении» его органов и тканей о полностью вероят­ных очень существенных конфигурациях во наружных критериях. К примеру, малозначительный перепад тем­ператур в сторону остывания сам по для себя может быть и незначим для растения, но он может свидетельствовать о вероятном дальнейшем Электрические сигналы у высших растений - реферат замет­ном снижении температуры среды.

«Предупреждающая» роль ПД сводится, как оказывается, к временному увеличению стойкости органов и тканей растения к неблагоприятным воз­действиям. Это временное увеличение устойчивос­ти носит, по-видимому, неспецифический нрав (другими словами проявляется по отношению к различным воз­действиям) и может рассматриваться как своеоб­разная предадаптация Электрические сигналы у высших растений - реферат. Она служит вроде бы подго­товкой к глубочайшей адаптации, если прямо за «предупреждением» вправду наступит усиле­ние данного наружного фактора (к примеру, прямо за малозначительным снижением температуры резкое похолодание) .

Таким макаром, можно считать, что при действии слабеньких и умеренных раздражителей мы имеем дело с ролью ПД, которая связана с Электрические сигналы у высших растений - реферат опережающим отражением реальности. Отсюда нами было изготовлено заключение, что растениям характерна простая недифференцированная чувствительность. При действии сильных раздражителей ПД делают роль первичной критической сигнальной связи, которая позволяет растению оперативно начать перестройку актуальных функций в экстраординарных критериях. Итак, по современным представлениям сигнальной функцииПД принадлежит полностью определённая роль в Электрические сигналы у высших растений - реферат осуществлении быстрыхвзаимодействий высших растений с окружающей средой.

Перечень применяемой литературы:

Соросовский образовательный журнальчик 1996г.(10)

В.А. Опритов ” Электронные СИГHАЛЫ У ВЫСШИХ РАСТЕHИЙ “

Нижегородский муниципальный институт им. Н.И. Лобачевского



elektroenergetika-ukraini-referat.html
elektroerozionnaya-obrabotka.html
elektrofizika-otche-t-o-deyatelnosti-rossijskoj-akademii-nauk-v-2003-godu.html