Sinh lý thực vật
Thông tin thêm: Sinh lý học thực vật
Biểu đồ Venn về mối quan hệ giữa năm lĩnh vực chính của sinh lý thực vật
Năm trong số các lĩnh vực chính của nghiên cứu trong sinh lý học thực vật
Sinh lý học thực vật bao gồm tất cả các hoạt động hóa học và thể chất bên trong của cây trồng liên quan đến cuộc sống.Các hóa chất thu được từ không khí, đất và nước tạo thành nền tảng của sự trao đổi chất thực vật. Năng lượng của ánh sáng mặt trời, được quang hợp bằng oxy và giải phóng bằng hô hấp tế bào, là nền tảng của hầu hết cuộc sống. Photoautotrophs, bao gồm tất cả các loài cây xanh, tảo và cyanobacteria thu thập năng lượng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời bằng quang hợp. Dị dưỡng bao gồm tất cả các loài động vật, tất cả các loại nấm, tất cả các nhà máy hoàn toàn ký sinh, và vi khuẩn không quang hợp mất trong phân tử hữu cơ được sản xuất bởi photoautotrophs và thở Them Them hoặc sử dụng trong việc xây dựng các tế bào và mô. ] Hít thở là sự oxy hóa các hợp chất cacbon bằng cách chia chúng thành những cấu trúc đơn giản để giải phóng năng lượng mà chúng chứa, ngược lại với sự quang hợp
Các phân tử được di chuyển trong nhà máy bằng các quá trình vận chuyển hoạt động ở nhiều không gian khác nhau. Vận chuyển ion, các electron và các phân tử như nước và các enzyme xảy ra trên màng tế bào. Khoáng chất và nước được vận chuyển từ rễ đến các bộ phận khác của cây trồng trong luồng thoát hơi. Sự khuyếch tán, thẩm thấu, hoạt động vận chuyển và lưu thông đại chúng là những phương thức khác nhau mà việc vận chuyển có thể xảy ra. Ví dụ về các yếu tố mà cây cần vận chuyển là nitơ, photpho, kali, canxi, magiê và lưu huỳnh. Ở thực vật có mạch, các nguyên tố này được chiết xuất từ đất và các ion hòa tan bằng rễ và vận chuyển trong suốt cây trong xylem. Hầu hết các yếu tố cần thiết cho dinh dưỡng thực vật là do sự phân hủy của các chất khoáng trong đất. Sucrose được sản xuất từ quá trình quang hợp được vận chuyển từ lá đến các bộ phận khác của cây trong phloem và các hoocmon thực vật được vận chuyển bằng nhiều tiến trình khác nhau.
Hoocmon thực vật
Thực vật không thụ động, nhưng phản ứng với các tín hiệu bên ngoài như ánh sáng, chạm và chấn thương bằng cách di chuyển hoặc phát triển theo hướng hoặc cách xa kích thích, nếu thích hợp. Bằng chứng hữu hình về độ nhạy cảm là sự sụp đổ gần như ngay lập tức của các tờ rơi của Mimosa pudica, bẫy côn trùng của ruồi đốm Venus và bàng quang và phấn hoa lan
Giả thuyết rằng sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng được điều phối bởi các hoóc môn thực vật hoặc các chất điều chỉnh tăng trưởng thực vật đầu tiên xuất hiện vào cuối thế kỷ 19. Darwin đã thử nghiệm các chuyển động của chồi cây và cội nguồn ánh sáng và trọng lực, và kết luận “Không có gì là quá cường điệu khi nói rằng đầu của hạt … hoạt động như bộ não của một trong những động vật thấp hơn. một số phong trào “. Khoảng thời gian đó, vai trò của auxins (từ auxein Hy Lạp, để phát triển) trong việc kiểm soát sự phát triển của cây trồng được vạch ra bởi nhà khoa học người Hà Lan Frits Went. Axin indol-3-axetic (IAA) đầu tiên được biết đến, giúp thúc đẩy sự phát triển của tế bào, được phân lập từ thực vật khoảng 50 năm sau. Hợp chất này làm trung gian phản ứng nhiệt đới của thân và cành dưới ánh sáng và trọng lực. Phát hiện năm 1939 rằng cây callus có thể được duy trì trong nuôi cấy có chứa IAA, tiếp theo là việc quan sát vào năm 1947 rằng nó có thể gây ra để hình thành rễ và chồi bằng cách kiểm soát nồng độ các hoóc môn tăng trưởng là những bước chính trong việc phát triển công nghệ sinh học thực vật và biến đổi gen .
Tập tin: Venus Fly Trap Ăn tập kết Quay lại của Scott trên The Caterpillars.ogv
Bẫy bay của sao Kim, Dionaea muscipula, cho thấy bẫy côn trùng nhạy cảm trong hành động
Cytokinins là một loại hormone thực vật được đặt tên để kiểm soát sự phân chia tế bào hoặc cytokinesis. Chất cytokinin zeatin tự nhiên được tìm thấy trong ngô, Zea mays, và là dẫn chất của purine adenine. Zeatin được sản xuất trong rễ và vận chuyển đến các chồi trong xylem, nơi nó thúc đẩy sự phân chia tế bào, sự phát triển chồi, và sự xanh lục của lục lạp Các giberberellin, như axit Gibberellic là diterpene được tổng hợp từ acetyl CoA qua đường mevalonate. Họ tham gia vào việc thúc đẩy sự nảy mầm và ngưng ngủ ở hạt, điều chỉnh chiều cao cây bằng cách kiểm soát sự kéo dài của thân và kiểm soát sự ra hoa. Axit abscisic (ABA) xảy ra ở tất cả các loài thực vật trên đất, trừ các loại liverwort, và được tổng hợp từ carotenoid trong các lục lạp và các loại plastid khác. Nó ức chế sự phân chia tế bào, thúc đẩy sự trưởng thành của hạt giống, và sự ngủ yên, và thúc đẩy sự đóng cửa của khí quản. Nó được đặt tên như vậy bởi vì nó được nghĩ là đã kiểm soát được sự rò rỉ.Ethylene là một hoocmon khí được sản xuất trong tất cả các mô mô cao hơn từ methionine. và nó, hoặc ethephon điều chỉnh tăng trưởng tổng hợp được chuyển hóa nhanh để sản xuất etylen, được sử dụng trên quy mô công nghiệp để thúc đẩy sự chín của bông , dứa và các cây trồng biến đổi khí hậu khác.
Một lớp học của phytohormones là jasmonate, lần đầu tiên được phân lập từ dầu của Jasminum grandiflorum Những vết thương chỉnh phản ứng trong nhà máy bằng cách khai thông sự biểu hiện của gen cần thiết trong việc ứng phó khả năng đề kháng để tấn công mầm bệnh.
Ngoài việc là nguồn năng lượng sơ cấp cho cây cối, các chức năng của ánh sáng như một thiết bị báo hiệu, cung cấp thông tin cho nhà máy, chẳng hạn như lượng ánh sáng mặt trời mà nhà máy nhận được mỗi ngày. Điều này có thể dẫn đến thay đổi thích ứng trong một quá trình được gọi là hình ảnh quang. Phytochromes là thụ quan ánh sáng trong một cây có độ nhạy cao với ánh sáng.
Thực vật giải phẫu học và hình thái học
Hình ảnh màu của một minh hoạ thế kỷ 19 về hình thái học của một cây lúa
Một minh hoạ thế kỷ thứ mười chín cho thấy hình thái của rễ, cành, lá và hoa của cây lúa Oryza sativa
Giải phẫu thực vật là nghiên cứu về cấu trúc của các tế bào thực vật và các mô, trong khi hình thái thực vật là nghiên cứu về hình dạng bên ngoài của chúng Tất cả các loại thực vật là sinh vật nhân chuẩn đa bào, DNA của chúng được giữ trong nhân.] Các tính năng đặc trưng của tế bào thực vật que phân biệt chúng từ Những động vật và nấm bao gồm các vách tế bào chủ yếu bao gồm các polysaccharides cellulose, hemicellulose và pectin, không bào lớn hơn trong các tế bào động vật và sự hiện diện của plastid với quang hợp độc đáo và chức năng sinh tổng hợp như trong lục lạp. Các loại plastid khác có chứa các sản phẩm lưu trữ như tinh bột (amyloplasts) hoặc lipid (elaioplasts). Các tế bào liên kết độc nhất, và tế bào tảo xanh Trentepohliales phân chia bằng cách xây dựng phragmoplast như là một khuôn mẫu để tạo một mảng tế bào muộn trong sự phân chia tế bào.
Các cơ quan của các loài thực vật có mạch, trong đó có các cây đàn nhồi bông, dương xỉ và cây giống (cây sung và bạch đậu khấu) thường có các hệ thống con trên không và dưới đất. Các chồi bao gồm các thân cây mang lá quang hợp và các cấu trúc sinh sản. Rễ vascularized dưới đất có gốc ở đầu của họ và thường thiếu chlorophyll.] Các loài thực vật không có mạch, các động vật thân mềm, sừng sừng và rêu không tạo ra các rễ của các mạch máu và hầu hết các cây đều tham gia vào quá trình quang hợp. Sự hình thành bào bào bào tử là khôngphotosynthetic trong liverworts nhưng có thể có thể đóng góp một phần của nhu cầu năng lượng của nó bằng quang hợp trong rêu và sừng trâu .
Hệ thống rễ và hệ thống chồi được phụ thuộc lẫn nhau – hệ thống rễ nonphotosynthetic thường không phụ thuộc vào hệ thống chồi thức ăn, và sự quang hợp này phụ thuộc vào nước và khoáng chất từ hệ thống rễ. Các tế bào trong mỗi hệ thống có khả năng tạo ra các tế bào của các tế bào khác và tạo ra các chồi hoặc rễ ngẫu nhiên. ] Bò cấy và củ là những ví dụ về những chồi có thể mọc rễ. Các gốc rải ra gần bề mặt, chẳng hạn như cây liễu, có thể tạo ra các chồi và cuối cùng là cây mới. Trong trường hợp một trong các hệ thống bị mất, người kia thường có thể regrow nó. Trong thực tế, có thể phát triển toàn bộ cây trồng từ một lá đơn, như trường hợp của Saintpaulia, hoặc thậm chí là một tế bào đơn lẻ – có thể phân biệt thành một callus (một khối tế bào không xác định) có thể phát triển thành mô nhà máy. ] Trong các loài thực vật có mạch, xylem và flloem là những mô dẫn dẫn vận chuyển các nguồn lực giữa chồi và rễ. Các rễ thường được sử dụng để chứa thức ăn như đường hoặc tinh bột, như trong củ cải đường và cà rốt
Các thân cây chủ yếu cung cấp hỗ trợ cho lá và cấu trúc sinh sản, nhưng có thể chứa nước trong các cây mọng nước như cây xương rồng, thực phẩm như trong củ khoai tây hoặc tái sản xuất trong các thùng dâu tây hoặc trong quá trình phân lớp. Lá cây thu thập ánh sáng mặt trời và thực hiện quang hợp Những lá lá rộng, phẳng, mềm, xanh gọi là lá lá. ] Những loài cây ăn quả, như cây lá kim, cây xà lách, cây bạch quả, và cây bạch quả là những cây có hạt có hạt mở. Hoắc sinh là những cây trồng tạo ra hoa và có hạt giống kín. Các loại cây gỗ, như cây dương lá và cây sồi, trải qua giai đoạn sinh trưởng thứ phát và kết quả là hai loại mô khác: gỗ (xylem thứ sinh) và vỏ cây (phloem thứ cấp và cây nứa). Tất cả các loài thực vật hạt trần và nhiều hạt kín là những cây gỗ. Một số thực vật sinh sản tình dục, một số vô tính, và một số thông qua cả hai phương tiện.
Mặc dù tham khảo các danh mục hình thái chính như gốc, thân, lá, và trichome rất hữu ích, chúng ta phải nhớ rằng các loại này được kết nối thông qua các hình thức trung gian để liên tục có sự liên tục giữa các loại hình Hơn nữa, các cấu trúc có thể được nhìn thấy trong quá trình, đó là kết hợp quá trình.