Рост растений
Для характеристики жизненного цикла растения пользуются двумя терминами: рост и развитие.
Под ростом понимают необратимое увеличение линейных размеров, поверхности, объема, массы растительного организма, новообразование структур цитоплазмы (хлоропластов, митохондрий и т. п.), происходящее в клетках. Рост представляет собой интегральный процесс и является результатом функциональной деятельности органов и растительного организма в целом.
Жизненный цикл растения состоит из двух периодов — вегетативного и репродуктивного. В течение первого периода интенсивно образуется вегетативная масса, усиленно растет корневая система, происходят кущение и ветвление, закладываются органы цветка. Репродуктивный период включает цветение и плодоношение. После цветения в значительной мере изменяется характер физиологических и биохимических процессов, уменьшается влажность вегетативных органов, резко снижается содержание азота в листьях, происходит отток пластических веществ к их вместилищам, прекращается рост стеблей в высоту.
Под развитием растений понимают качественные физиологические, биохимические и морфологические изменения при новообразовании элементов структуры организма, которые обусловливают прохождение растением определенных этапов жизненного цикла — онтогенеза: молодости, половой зрелости, размножения, старения и отмирания.
И. В. Мичурин различал у плодовых деревьев 5 этапов, или жизненных фаз: прорастание семян; фаза молодости сеянца и первое его плодоношение; возмужание, первые 3-5 лет плодоношения, стабилизация морфологических и физиологических признаков организма; регулярное плодоношение и последующие 3-5 лет; старение и отмирание.
Рост и развитие отражают наследственные особенности и всю совокупность процессов взаимодействия растительного организма с факторами внешней среды, они связаны между собой, обусловливают друг друга.
Различают генотип и фенотип.
Генотип — это комплекс всех генов организма, как ядерних, локализованных в хромосомах, так и неядерных, нехромосомных — цитоплазматических и пластидных. Содержит полную наследственную информацию. В генотип включаются новые гены, возникшие путем мутации, которых не было у родительских форм.
Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма, проявившихся в его онтогенезе. Это результат реализации генотипа в определенных условиях внешней среды.
Связь между генотипом организма и его фенотипом однозначна: каждой последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК соответствует одна вполне определенная последовательность нуклеотидов в молекуле РНК и одна определенная последовательность аминокислот в полипептидной белковой цепи.
Прорастание семени
В семени различают три основные части: 1) покровные ткани, функция которых заключается в защите внутренних частей от механических повреждений, в предотвращении неблагоприятных внешних влияний на зародыш, в регуляции газообмена и водообмена; 2) эмбриональные ткани (зачаточные стебелек, корешки, листочки); 3) вместилище запасных веществ.
У большинства двудольных растений вместилищем запасных веществ служат семядоли, а у однодольных — эндосперм, который образуется из вторичного ядра зародышевого мешка после слияния его со спермием пыльцевой трубки.
Прорастание семян начинается с поглощения воды, набухания, разрастания эмбриональной части и разрыва наружной семенной оболочки. При прорастании под влиянием ферментов происходит разложение сложных органических запасных веществ семени: белков — до аминокислот, полисахаридов — до моносахиридов, жиров — до жирных кислот, оксикислот, альдегидов, которые потребляются зародышем. Эндосперм опустошается, он обычно сморщивается и затем отсыхает, а семядоли, выполняющие функцию первых листьев, выносятся на поверхность, зеленеют и разрастаются. Позже, когда зародыш становится проростком, взрослым растением, функция семядолей как первых листьев отпадает.
Рост зародыша семени заключается в новообразовании, увеличении размеров зачаточных органов — корешков, листочков — в результате деления клеток и разрастания тканей меристемы.