«Өсімдіктер физиологиясы» ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені

Тақырыбы: Өсімдіктердің өсу мен даму заңдылықтары

1.Өсімдіктердің өсу мен дамуы туралы түсінік.

2.Өсу үдерісінің корреляциясы, өсу кезеңділігі, полярлық құбылысы.

Өсу – организм құрылысында элементтердің жаңадан пайда болуымен байланысты дене көлемі мен салмағының қайтымсыз ұлғаюы. Өсімдіктердің өсуі клеткалар, ұлпалар мен мүшелердің өсуі арқылы жүзеге асады. Клеткалардың өсуін үш сатыға бөледі: бөліну, созылу және дифференциялану.

Клетканың дифференциялануы (мамандануы) – бөлінуге қабілетті меристемалық клетканың дифференцияланған (маманданған) клеткаға айналуы. Бұл ретте оның құрылысы мен қызметі өзгереді. Қызметтік және құрылыстық айырмашылықтардың пайда болуы клетка деңгейінде ғана емес, ұлпа мен организм деңгейінде де жүреді, осы орайда дифференциация термині көбірек қолданылады.

Форманың пайда болу үдерісі – морфогенез маманданған ұлпалардың (гистогенез), мүшелердің (органогенез) қалыптасып, өсуі мен дамуына байланысты. 

Даму – өсімдіктің және онтогенез барысында пайда болатын мүшелер, ұлпалар және клеткалардың құрылысы мен қызметіндегі сапалық өзгерістер. 
Өсімдіктің тіршілік циклі (онтогенезі) – зигота пайда болуынан организмнің өліміне дейінгі аралық. Өсімдіктің өз тіршілік циклін өтуі оның геномына және генотиптегі қасиеттер мен қабілеттердің анықталуына әсер ететін сыртқы жағдайларға байланысты. Сонымен, организмнің формасы мен тіршілік әрекетін екі негіз – зиготадағы гендік бағдарлама және организмге әсер ететін сыртқы жағдайлар анықтайды.
Өсімдік онтогенезінің эмбриондық, ювенильдік, гүлдеу, жемістер мен тұқымдардың пайда болуы, қартаю мен өлім сатыларына сипаттама беру керек. Өсімдік әр онтогенез сатысында өсу мен даму үдерістердің үйлесуінен қалыптасады.

Барлық тірі организмдерге тән өсу заңдылықтары бар: 

1) Өсудің S-тәріздес үлкен қисығы. Бұл қисық келесі фазалардан тұрады: 

а) жасырын өсу фазасы (лаг-фаза), бұл кезде өсуге дайындық жүреді;

б) өсудің экспоненциалдық (жеделдеу) фазасы – өсу жылдамдығы кез келген көрсеткіш бойынша ұлғаяды;

в) линиялық (сызықтық) фаза – логарифмдік тұрғыдан осы фаза ішінде уақытқа тікелей тәуелді; өте қысқа;

г) өсудің тежелу фазасы;

д) стационарлық фаза, бұл кезде ұлпа, мүше немесе өсімдіктің көлемі тұрақтайды, көзге көрінетін өсу – минимальды;

е) организмнің қартаю мен өлу фазасы.

2) Ырғақтылық – қарқынды және баяу өсу кезеңдерінің ауысып, қайталануы. 3) Полярлық – үдерістер мен құрылымдардың кеңістікте орналасуы.

4)Дифференциялану – даму барысында түрлі клеткалар мен ұлпалардың арасында құрылымдық және қызметтік айырмашылықтардың пайда болуы.

5) Тітіркенгіштік – сыртқы факторлардың өзгеруіне жауап беруі, ол тіршілік әрекетінің, мысалы, өсу мен даму сипатының өзгеруінде көрініс алады.

6) Корреляция – мүшелердің үйлесімді өзара әрекеттесуі.

Өсімдіктердің өсуінде жануарлардың өсуіне қарағанда бір қатар белгілер бойынша айырмашылықтар бар:

1. Өсімдіктерде эмбриондық клеткалар меристема аймақтарын қалыптастырады. Өсімдіктердің меристемалық аймақтарын сипаттау қажет. Өсімдік организмінің өсуі осы аймақтардағы клеткалардың бөлінуіне байланысты. Өсімдіктерге тән өсу типтерін қарастырыңыз.
2. Өсімдіктер онтогенездің барлық сатыларында өседі, яғни жаңа мүшелердің қалыптасып, өсуі бүкіл онтогенезде жүреді. Сонымен қатар, өсімдіктердің тамыр немесе сабақ сияқты мүшелері шексіз өсе береді, яғни өсуі өмір бойы жүреді.
3. Өсімдіктер тотипотенттілік қасиетіне – клеткалардың дедиффе- ренцияланып, жаңа тұтас организмді қалыптастыру қабілетіне ие.
4. Өсімдіктердің зақымданған бөліктері меристемалық ұлпалардың есебінен қалпына келеді, яғни алмастыру регенерацияға қабілетті.
5. Ортаның өзгерістеріне тропизм және настиялар сияқты қозғалыстармен жауап береді.

Өсімдік клеткасының онтогенезін талқылау барысында клетка құрылысының ерекшеліктерін, клетка өсуінің әр фазасында (эмбриондық, созылу және дифференциялануда) метаболизм белсенділігін білу керек. Айталық, меристемалық клетканың (эмбриондық фаза)  метаболизмінде негізгі рөлді ядро атқарады. Тыныс алудың анаэробты жолы басым. Созылу фазасында өсу судың сіңіріліп, вакуоль көлемінің ұлғайып, клетка қабықшасының жұмсарып, оның созылуы арқасында жүреді. Бұл үдерістерге Гольджи аппараты мен эндоплазмалық тор белсенді қатысады. Дәл осы уақытта клеткада ақуыздар, көмірсулар, ДНҚ мен РНҚ-ң мөлшері айтарлықтай көбейеді. Бұның барлығы цитоплазманың жоғары белсенділігіне байланысты. Дифференциялану барысында клеткалардың алуан түрлілігі қалыптасады. Түрлі типті клеткаларда олардың ерекшеліктеріне байланысты түрлі үдерістер басым болады. 

In vitro жағдайында өсірген кезде әр клеткадан, тіпті дифференцияланған клеткадан да түрлі типтегі жаңа клеткалар пайда бола алады. Дифференциялану клетка геномдары арасындағы сапалық айырмашылықтарына емес, әр клетканың даму циклінде оның гендік ақпаратының бір бөлігінің ғана іске асуына байланысты, яғни гендердің бір бөлігі ғана белсенді болады, оны гендердің дифферен- циалдық белсенділігі деп атайды. Клетканың даму типі гендердің қай тобы белсенді, ал қайсысы белсенді еместігіне байланысты. Өсу мен даму үдерістерін детерминдейтін (бағытын анықтайтын) гендер даму бағытын ауыстырғыш гендер деп аталады.

Сонымен, түрлі онтогенез кезеңдерде осы генотиптегі тұқымқуалаушылық ақпараттың жалпы қорының тек белгілі бір бөлігі ғана жүзеге асады.

Осы үдерістерде ауксиннің және кальций иондарының рөлі ерекше. Организмдегі әр клеткаға физикалық, химиялық және физиологиялық градиенттер және көрші клеткалар әсер етеді. Нәтижесінде клеткаларда қоршаған ортаның жағдайларына сәйкес келетін гендік ақпарат іске асады. Бұл теория орналасу қалпынның әсері деп аталады.

Индукция – дамудың детерминациясын туғызатын ішкі және сыртқы факторлардың әсер етуі. Индукторлар: гормондар, сыртқы ортаның түрлі факторлары (күн ұзақтығы, жарық сапасы, температура және т.б.), кейбір метаболиттер.