Реферат: Электрические сигналы у высших растений - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Электрические сигналы у высших растений

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 22 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Мордовский государственный университет им . Н.П . Огарева Факультет : Биологический Кафедра : Ботаники и физиологии растений РЕФЕРАТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГН АЛЫ У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ Выполнил : студент 301гр . Хохлов Н.А . Проверил : профессор Зауралов О.А. Саранск 1999 ЭЛЕКТРИЧЕ СКИЕ СИГ HАЛЫ У ВЫСШИХ РАСТЕ HИЙ В.А . Опритов Нижегородский государственный университет им . Н.И . Лобачевского Введение Чем о тличаются растения от животных ? На этот в опрос биолог даст развернутый ответ , приведя ряд особенностей , свойственных только растен иям . Это фотосинтез , кутикулярная и устьичная транспирация (испарение воды ), передвижение ве ществ на далекие ра сстояния по специа лизированным проводящим тканям и т.д . Неискуще нный наблюдатель отметит , пожалуй , лишь одну наиболее я pкую особенность - животные облад ают чувствительностью и активно pеаги pуют на внешние воздействия . Растения , как правило , ведут неподв и жный или малоподви жный образ жизни и внешне не проявляют быстрых реакций на действие раздражителей . В настоящей статье мы хотим показать , ч то это не так . Растениям , по видимому , свойственна элементарная чувствительность , в осущ ествлении которой важн у ю роль игр ает электрический тип сигнализации . По общим признакам он очень напоминает электрические процессы в нерве во время распространени я нервного импульса. КОГДА ВОЗНИКАЮТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ У РАСТЕНИЙ ? Возьмём какое-либо высшее pастение ( нап pиме p, тыкву ), поднесём к кончику листа зажжённую спичку и слегка подпалим его . Мыуже заранее можем сказать , что растение внешне никак не прореагирует на такое воздействие . Однако если предварительно мы подведём к стеблю растения два элек трода и с о единим их с усилите лем и самописцем , то , к своему удивлению , увидим , что спустя короткоевремя после нан есения раздражения прибор зарегистрирует электри ческий импульс , который распространяется от л иста к корням и является сигналом о в нешнем воздействии. Аналогичный электрический импульс , но распространяющийся от корней к листьям , можно наблюдать , если , например , п одействовать на корни 0.1 н KCl. возникает он и при действии раздражителя на другие орг аны растения (стебли , усики , и т.д .). Набор ра з дражителей , вызывающих появление электрическогосигнала , весьма разнообразен . Это может быть изменение температуры , механическое воздействие , облучение участка растения свет ом различного спектрального состава , и т.д . При этом было бы неверно думать , ч то растения обладают меньшей способнност ью реагировать на внешний стимул , чем жив отные . Наоборот , в ряде случаев клетки рас тений способны отвечать генерацией электрических сигналов на такие воздействия , которые к ажутся чрезвычайно слабыми . Наприме р , отрезок волоса весом всего 0.000822 мг при со прикосновении с щупальцем росянки вызывает о тветную биоэлектрическую реакцию и заметное движение щупальца . В наших опытах понижение температуры от 23°С всего на 1-2°С вызва ло генерацию распространяю щ ихся элек трических сигналов в стебле тыквы [4]. Таким образом , в естественной обстановке возникновение электрических сигналов у растений должно быть связано с действием не только сил ьных , повреждающих факторов , но и весьма с лабых изменений в окружа ю щей сре де , которые постоянно наблюдаются в естествен ных условиях. ТИПЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ У РАСТЕНИЙ Удалось выявить по крайней ме ре три типа электрических сигналов , возникающ их у растений в ответ на внешние воз действия.Первый тип - это потенци алы действ ия (ПД ). Такое название этот тип электриче ских сигналов у растений получил благодаря тому , чтопо ряду признаков и механизму возникновения он соответствует ПД , возникающим в нервах животных . Пучек тыквы и аксона кальмара . Внешне они очень схо д ны и состоят из двух ветвей : восхо дящей (или фазы деполяризации,во время которой происходит уменьшение потенциала возбудимой мембраны ) и нисходящей (или фазы реполяризации , в ходе которой мембранный потенциал вос станавливается до исходного уровня ). Ампл и туда обоих ПД составляет несколько де сятков милливольт . Их внешнее отличие состоит в том , что в нервном волокне процессы деполяризации - реполяризации происходят значител ьно быстрее , что связано с особенностями строения возбудимых мембран . По этому общ а ядлительность ПД в аксоне кальма ра составляет всего несколько миллисекунд , в то время как длительность ПД в стебл е тыквы достигает несколько секунд и даж е десятков секунд.Второй тип электрических си гналов у высших растений - это так называе мые вари а бельные потенциалы (ВП ), к оторые возникают при действии весьма сильных раздражителей (ожог , механическое повреждение ткани ). Они лишь частично напоминают ПД . Как и у ПД у них чётко наблюдается фаза деполяризации . Однако фаза реполяризации очень ра с тянута . ВП имеет при роду , несколько отличную от природы ПД . На конец , с помощью специальной чувствительной т ехники у высших растений были зарегистрирова ны микроритмы , которые имеют очень небольшую амплитуду (обычно несколько микровольт ) и носят вес ь ма нерегулярный характер.П рирода микроритмов пока остаётся неясной . Из всех типов электрических сигналов у раст ений особое внимание уделяется ПД , поскольку его генерация и распространение представляют собой один из универсальных способов пер едачи ин ф ормации о внешнем воздей ствии в живой природе. ПУТИ РАСПРОСТРАНЕНИ Я ПД В РАСТЕНИИ Возникнув в той или иной ч асти растения , ПД распространяется по нему обычно со скоростью нескольких сантиметров в 1 с (или в 1 мин .) и таким образом передают известие о внешнем раздражени и . Как известно , у животных проводниками П Д являются нервные волокна . Их возникновение в ходе эволюции было большим шагом вперёд в развитии этих организмов . Есть л и что-то аналогичное нервам у высших раст ений ? В поисках отв е та на этот вопрос естественно обратить внимание на проводящие пучки (“жилки” ), которые пронизывают все ткани и органы растения . Давно изве стно , что проводящие пучки служат для тран спортировки по растению воды и питательных веществ . Но , может быть , они “ п о совместительству” могут служить каналом и для распространения ПД ? Решение этого во проса имеет принципиальное значение . Очень об разно на этот счёт высказался К.Ф . Тимиряз ев , который отметил , что “если у растений подтвердится (предпологаемое некотор ы ми учёными ) существование известных путей , по которым раздражение сообщается быстрее , чем по другим , то в них придётся пр изнать нечто по крайней мере физиологически соответствующее нервам” . Д . Бос одним из первых экспериментально доказал причастно с ть проводящих пучков высших раст ений к распространению ПД.Для этого он ис пользовал разработанный им метод электродного зондирования . Суть метода состояла в том , что с помощью микровинтов в ткани раст ения погружали металлический микроэлектрод , кото р ы й был соединён с измерительной установкой . Таким образом можно было отв одить электрические сигналы от разных зон стебля или черешка . На основании этих о пытов Д.Бос пришёл к выводу , что только в проводящих пучках происходит распространение ПД . При этом в ажно , что элек трические импульсы распространяются не по кр упным сосудам , а по мелким пучковым клетк ам (мелким клеткам флоэмы и протоксилемы ). Это свидетельствует о том , что каналы пер едвижения веществ и распространения электрически х импульсов в п роводящих пучках пространственно разделены . Следовательно , у рас тений , хотя и отсутствуют специальные образо вания (наподобие нервов ), приспособленные только для проведения ПД , в проводящих пучках имеются особые ткани , выполняющие эту функц ию.С п о мощью современных эксперимента льных приёмов этот вопрос детально исследова ли в нашей лаборатории . Применяя зондирование стебля тыквы микроэлектродом , мы установили , что в месте раздражения ПД возникают примерно одинаковой амплитуды не только в указанн ы х выше мелких клетках пучка , но и в клетках окружающей его основной паренхимы . Однако на расстоянии от этого места ПД регистрируются только в проводящих пучках . Таким образом , ПД гени рируют как пучковые , так и внепучковые кле тки , но проводить его м огут толь ко первые . Как было нами показано [4], причин а этих различий лежит в особенностях межк леточных связей . У мелких пучковых клеток такие связи (в частности , с помощью специ альных пор-плазмодесм ) выражены гораздо лучше , что и обеспечивает и х лучшую сп особность проводить ПД. МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕР АЦИИ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПД У РАСТЕНИЙ Когда стало ясно , что ПД у высших растений - это весьма универсальное и широко распространённое явление , возник в опрос о том , что же они собой представ ляют . Конечно, они очень напоминают ПД нервов . Но , может , это сходство чисто вне шнее ? Ведь очень уж отличаются по образу жизни животные и растения . В нашей л аборатории мы специально исследовали этот воп рос . Поскольку генерация ПД у животных свя занно с передвижение м через возбуди мую мембрану ионов натрия и калия , то поведение ионов при генерации ПД у растен ий нас очень интересовало . Применяя различные методы исследования , в том числе и ме тод меченых атомов , мы показали , что , когда в растении генерируется ПД , так ж е как и в нерве , возникают ионные потоки (рис .3а ). Вначале под воздействием внешних раздражителей увеличивается проводимость мембраны для ионов кальция в результате открывания кальциевых каналов . Ионы кальция входят внутрь проводящих ПД клеток , поско л ь ку их больше во внешней сре де . Войдя внутрь возбудимых клеток , они ак тивируют хлорные каналы , которые открываются . Это приводит к возникновению направленного на ружу потока ионов хлора , так как их ко нцентрация выше внутри клеток . Поток отрицате льно заряже н ных ионов хлора наруж у приводит к деполяризации мембраны , поскольк у её внешняя сторона заряжена положительно , а внутренняя - отрицательно . Возникает восходяща я ветвь ПД . Деполяризация мембраны способству ет открыванию калиевых каналов и возникновен ию нап р авленного наружу потока ио нов калия , которых , так же как и ионов хлора , больше внутри клетки , чем в нар ужной среде . Не трудно понять , что этот поток будет оказывать на мембранный потен циал реполяризующее действие , то есть приводи ть к восстановлению его исходного значения. Нарисованная картина очень напоминает то , что происходит при генерации ПД в нерве , только вместо ионов натрия в качестве деполяризующего иона у высших растений выступают ионы хл ора . Это представляется чрезвычайно важным за ключением , поскольку свидетельствует об общ ности механизмов генерации ПД в живой пр ироде.Что касается механизма распространения ПД у растений , то он так же подобен та ковому у животных . Деполяризация участка ткан и в месте генерации ПД приводит к воз никнов е нию круговых местных токов , протекающих между деполяризованным возбуждённым участком ткани и соседними участками , гд е мембранный потенциал клеток сохраняет норма льный уровень . Эти токи деполяризуют соседние с возбуждённым участком области , что при во д ит к возникновению в них П Д и таким образом к его распространению от исходного места . Ярким подтверждением такого механизма являются опыты с изменени ем электропроводности окружающей среды . Если вокруг участка проводящего пучка растения по м естить раствор вазелинового масла (непроводящая среда , препятствующая возникновению круговых токов ), то , дойдя до этого места , ПД дальше не распространяется. РОЛЬ ПД У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ Мы подошли к одному из самых важных вопро сов проб лемы потенциалов действия у растений . Дл я чего нужна генерация ПД растениям ? Может быть , она представляет собой свойство , ко торое когда-то было позаимствовано ими от предков , но в дальнейшем получило развитие только у одной весьма специфической группы насекомоядных рас те н ий , а у остальных растений никакой функцио нальной нагруз ки не выполняет ? Очевидно , что от вет на этот вопрос имеет большое принципиальное з начение не только для понимания жизнедеятель ности растений , но и в общебиологическом а спекте . Полученные в настоящ ее время резу льтаты по зволяют утверждать , что у высших растений распро страняющиеся ПД выполняют впол не определен ную функциональную роль . Они служ ат наиболее быстрым сигналом об изменениях в среде их обита ния . Однако при этом надо иметь в виду что у ра с те ний нет центральной нервной системы - этой «дис петчерской» , откуда управляющие сигна лы после поступления туда информации о вн ешнем раздра жителе направляются к различным органам . У рас тений ПД сам несет в се бе возможность непосредст венно влиять на ф у нкции органов и тканей , по ко торым он распространяется . Это связано прежде всего с тем , что при прохождении ПД по данному участку ткани или в месте , до которого он дошел , сильно меняется и онный состав , в особенности со держание ионов калия и хлора , которы е , как мы ви дели , выходят из возбудимых клеток п ри генерации импульса . В результате их кон центрации в окружа ющих проводящий пучок ткан ях могут увеличить ся . Меняется соотношение и других ионов , хотя и в меньшей степен и . В то же время известно , что уро ве н ь обменных процессов в ткани сильно зависит от ионного состава . Поэтому ПД в состоянии оказы вать влияние на органы или ткани , по которым они распростр аняются или которых они достигают . При это м следует иметь в виду , что возникновение ПД в ответ на действ и е в нешнего раздражителя неспеци - фично , то ес ть самые разные воздействия вызыва ют , как правило , однотипную электрическую реак цию . Кром е того , у растений обычно в ответ на действие раздражителя генерируются одиночные и мпульсы (в отличие от животных , у ко торых воз никают ритмически повторяющиеся ПД ). Исходя из этого можно заключить , что у высших растений распространяющиеся ПД не имеют специфической информационной нагрузки , а являются скорее сиг налом о каком-то внешнем воздействии . Сам по себе ПД как сигн а л неспецифичен , но в тканя х и органах наряду с общими неспецифическ ими явлениями он вызывает изменение некоторых специфических процессов , свойственных данному органу (напри мер , в листьях изменение фотос интеза , в корнях усиление поглощения веществ и т.д .). Сигнальная рол ь ПД проявляется прежде всего в ряде естественных процессов . Например , при попа дании пыльцы на рыльце пестика в нем возника ют многочисленные электрические импульсы , распро с траняющиеся по направлению к завязи . Это з апус кает цикл процессов , подготавливающих з авязь к восприятию пыльцы и оплодотворению . ПД возни кают и в усиках вьющихся расте ний при соприкос новении с механической опоро й и , по-видимому , способствуют их лучшей ор иентации в пространст ве . При умеренных измене ниях в состоянии о к ру жающей сред ы также могут возникать ПД , причем они иногда генерируются в ответ на очень с лабые воздействия (например , перепад температур всего 1 - 2°С ). Генерация ПД растением в это м случае , ка залось бы , лишена какого-либо с мысла . Зачем при менять экст р енный тип сигнализации с помощью электрических с игналов на довольно слабые и не оказывающ ие существенного влияния внешние воздействия ? Однако оказалось , что это не так . Для растения и в этом случае генерация электр ических импульсов имеет определенный смыс л , состоящий , как нам удалось показать , в своеобразном «преду преждении» его органов и тканей о вполне вероят ных весьма сущ ественных изменениях во внешних условиях . Нап ример , незначительный перепад тем ператур в ст орону охлаждения сам по себе может быть и незначим для растения , однако он может свидетельствовать о возможном предст оящем замет ном понижении температуры окружающей среды . «Предупреждающая» роль ПД сводится , как оказалось , к вре менному повышению устойчивости органов и ткан ей растения к неблагопр иятным воз действи ям . Это временное повышение устойчивос ти носи т , по-видимому , неспецифический характер (то ест ь проявляется по отношению к разным воз д ействиям ) и может рассматриваться как своеоб р азная предадаптация . Она служит как бы под го товкой к гл у бокой адаптации , ес ли вслед за «предупреждением» действительно н аступит усиле ние данного внешнего фактора (на пример , вслед за незначительным понижением те мпературы резкое похолодание ) . Таким образом , можно считать , ч то при действии слабых и умеренных ра здражителей мы имеем дело с ролью ПД , которая связана с опережающим отражение м действительности . Отсюда нами было сделано заключение , что растениям свойственна элемен тарная недифференцированная чувствительность . При действии сильных раздражителей ПД вып о лняют роль первичной экстренной сигнально й связи , которая позволяет растению оперативн о начать перестройку жизненных функций в экстраординарных условиях . Итак , по современным представлениям сигнальной функцииПД принадлежит вполне определённая роль в о суще ствлении быстрыхвзаимодействий высших растений с окружающей средой. Список используемой литературы : Соросовский образовательный журнал 1996г .(10) В.А . Опритов ” ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГ HАЛЫ У ВЫСШИХ РАСТЕ HИ Й “ Нижегородский государственный университе т им . Н.И . Лобачевского
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Женщина играет с однолетним малышом в детской комнате, и вслух ему завидует: "Вот везет тебе: поспал, проснулся, поел, поиграл, покакал и снова спать"... Муж из туалета отвечает: "ИМЕЮ ПРАВО! У меня выходной!"
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Электрические сигналы у высших растений", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru