Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
ляции между морфологическими и физиолого-биологическими признаками имеют практическое значение при отборе скоро- и .позднеспелых сеянцев плодовых деревьев по длине междоузлии,, при выборе листьев тутового дерева для кормления шелкопряда и т. д.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ
В историю науки об индивидуальном развитии растений отечественные ученые (К. А. Тимирязев, И. В. Мичурин, Д. А. Сабинин, М. X. Чайлахян, В. И. Разумов, Б. С. Мошков, Н. П. Крен-ке и др.) вписали немало замечательных страниц. Однако создание общей материалистической теории онтогенеза все еще остается актуальной задачей современности. Такое положение объясняется тем, что до последнего времени процессы индивидуального развития растений исследовались отдельно от биохимии, биофизики, клеточной физиологии и генетики, не хватало достаточно глубоких и конкретных знаний о взаимосвязях процессов развития.
В последнее время основные проявления жизни, в частности наследственность и развитие организмов, исследуются на молекулярном уровне. С рождением молекулярной биологии появились и определенные предпосылки для правильного понимания процесса индивидуального развития растений и создания синтетической теории онтогенеза.
Основы современной биологии базируются на трех великих’ обобщениях — законе превращения энергии, клеточном строении организмов и эволюционной теории Ч. Дарвина, которые сыграли большую роль в развитии биологии как науки.
Ч. Дарвин установил факторы эволюции организмов, свойственные особой форме движения материи — жизни. Биосфера (гидросфера, тропосфера и литосфера) как среда жизни представлена организмами—'Дискретными системами. Они пространственно отделены от окружающей среды, но взаимодействуют с внешними условиями по типу открытых систем. Стойкость таких систем, продолжительность их существования определяются постоянством превращения веществ, закономерным объединением синтеза и распада, которые в совокупности составляют у живых организмов биологический метаболизм (А. И. Опарин)..
В процессе эволюции у растений наследственно закрепились так называемые эндогенные ритмы. Внутренние факторы синхронизируют эндогенные ритмы с условиями внешней среды, которые периодически изменяются (например, продолжительность дня, высота солнца, температура и др.).
Учение об индивидуальном развитии растений до последнего времени развивалось преимущественно в морфологическом направлении. Физиологические закономерности развития под влиянием внешних факторов определялись главным образом на основании морфологических проявлений и изменений растительного организма.
На основании достижений молекулярной генетики и экспериментальных исследований молекулярной биологии развития создаются гипотезы о механизмах индивидуального развития растительных организмов. Эти гипотезы основываются на современной генной теории наследственности, сущность которой заключается в следующем. С зарождением жизни на Земле возникла одновременно и новая форма движения материи — саморазвитие живого мира, основой которого является ассимиляция.
Наследственность — это признак самой жизни, повторяемость, возобновляемость организмов, способность организма накапливать, сохранять и передавать потомству информацию, определяющую чередование аминокислот в полипептидных цепях всех белков. Они, в свою очередь, определяют качественную специфику, которая сложилась и изменяется под влиянием внешней среды.
Процессами материальной передачи наследственности управляют хромосомы ядра клетки. В хромосомах имеются специальные образования — гены, которые химически представляют собой дезоксирибонуклеиновую кислоту. В молекуле ДНК хранится вся информация, которая определяет структуру белков клетки, т. е. все признаки организма. Потомкам наследственная информация передается через удвоение, или редупликацию, молекул ДНК- Синтез белка осуществляется в рибосомах (по-лисомах) и пространственно отделён от ДНК-
В синтезе белка участвуют рибонуклеиновые кислоты (РНК): рибосомная (рРНК), транспортные (тРНК) и информационные, или матричные (мРНК). Транспортные РНК переносят аминокислоты к рибосомам, а мРНК «переписывает» генетическую информацию с нуклеотидного шифра ДНК сначала на лабильные соединения, которыми являются РНК, а потом на шифр аминокислот. От последовательности нуклеотидов в молекуле мРНК зависит последовательность аминокислот в молекуле белка. Процесс передачи этой последовательности называется трансляцией.
Имеются особые гены, комплементарные рРНК, тРНК и мРНК. Все виды РНК синтезируются с пемощью фермента РНК-полимеразы на матрице ДНК, затем тРНК и мРНК транспортируются в цитоплазму, где с их участием в рибосомах осуществляется синтез белка.
Рис. 80. Графическое изображение влияния факторов внешней и внутренней среды ка метаболизм клетки.
Таким образом, считают, что передача наследственных свойств организмов происходит по схеме: ДНК—*-РНК—>бе-
лок—i-обмен веществ—сформирование наследственных свойств и признаков. Однако исследования показали, что матрицей для биосинтеза белков может быть -не только ДНК, но и РНК, например, в вирусах растений, у которых нет ДНК-
