Wzrost, rozwój i wrażliwość roślin
Dominacja wierzchołkowa
Wyjaśnisz pojęcie korelacji wzrostowych.
Scharakteryzujesz zjawisko dominacji wierzchołkowej.
Wykonasz doświadczenie weryfikujące rolę auksyn w dominacji wierzchołkowej
Wzrost i rozwój poszczególnych organów roślinnych są od siebie ściśle uzależnione. Zjawisko to nazywamy korelacjami wzrostowymi. Polegają one na tym, że aktywność jednego organu wpływa na tempo wzrostu lub kształtowanie się innego. Korelacje wzrostowe są powszechne w rozwoju wegetatywnym roślin i mogą mieć charakter inhibicji lub stymulacji. Korelacje wzrostowe zapewniają harmonijny rozwój całej rośliny, integrując procesy regulacyjne z metabolicznymi.
Dominacja wierzchołkowa
Dominacja wierzchołkowa jest zjawiskiem polegającym na hamowaniu wzrostu i rozwoju pąków bocznych przez wierzchołek wzrostu pędu. Jest to rodzaj inhibicji korelacyjnej.
Rośliny o silnej dominacji wierzchołkowej mają regularny, stożkowaty pokrój, z wyraźnie zaznaczoną osią główną, np. świerk. Z kolei rośliny o słabej dominacji wierzchołkowej mają pokrój krzaczasty i są bardziej rozłożyste, np. modrzew europejski zwisły.
Mechanizm dominacji wierzchołkowej
Główny mechanizm dominacji wierzchołkowej opiera się na:
antagonistycznym działaniu dwóch fitohormonów: auksyn i cytokinin;
konkurencji o zasoby pokarmowe między pąkiem szczytowym, a pąkami bocznymi.
Auksyny hamują rozwój pąków bocznych, natomiast cytokininy pobudzają ich rozwój. Auksyny są produkowane przede wszystkim w wierzchołku wzrostu pędu, skąd transportowane są w dół rośliny. Z kolei cytokininy przemieszczają się z korzeni w stronę wierzchołka pędu. Antagonizm między tymi fitohormonami polega, m.in. na tym, że auksyny hamują działanie i transport cytokinin do pąków bocznych. W rezultacie pąki te nie rozwijają się i pozostają w spoczynku.
Odcięcie wierzchołka wzrostu usuwa główne źródło auksyn. Spadek ich poziomu pozwala cytokininom na aktywację podziałów komórkowych w pąkach bocznych, co prowadzi do ich rozwoju i rozkrzewienia się rośliny.
W mechanizmie dominacji wierzchołkowej istotną rolę odgrywa również konkurencja o zasoby pokarmowe między wierzchołkiem pędu, a pąkami bocznymi. Zgodnie z tą koncepcją wierzchołek wzrostu pędu pełni rolę głównego akceptora substancji odżywczych dostarczanych z innych części rośliny (np. liści, korzeni). Z powodu swojej wysokiej aktywności metabolicznej, wykorzystuje on większość cukrów i soli mineralnych, transportowanych w roślinie zgodnie z gradientem stężeń. W rezultacie pąki boczne otrzymują zbyt mało składników pokarmowych, co uniemożliwia ich rozwój.
Przeprowadź doświadczenie z wirtualnym laboratorium.
Przeprowadź doświadczenie w laboratorium. Rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę. W formularzu zapisz swoje obserwacje, a następnie sformułuj wnioski.
Temat: Dominacja wierzchołkowa i jej uwarunkowania
Problem badawczy: Jak auksyny wpływają na występowanie dominacji wierzchołkowej u roślin?
Hipoteza: Auksyny stymulują dominację wierzchołkową roślin.
Materiały:
trzy wybrane rośliny jednego gatunku, np. fasoli zwyczajnej (Phaseolus vulgaris)
bloczek agarowy z roztworem auksyny.
Sprzęt:
nożyce/sekator.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DEZDRQ16Z
W roślinie B po usunięciu pąka głównego zastąpiono go bloczkiem agarowym zawierającym roztwór auksyny. Z kolejnej rośliny C usunięto pąk główny. Trzecią roślinę A pozostawiono bez zmian. Wszystkie trzy rośliny trzymano w takich samych warunkach. Po upływie tygodnia dokonano obserwacji i zanotowano wnioski. Zaobserwowano, że w przypadku rośliny A pąki boczne nie rozwijają się. W przypadku rośliny B pąki boczne również się nie rozwijają. W roślinie C pąki boczne uległy rozwinięciu się. Na podstawie tych faktów należy wysnuć odpowiednie wnioski.
Instrukcja:
Z jednej z roślin (roślina B) usuń pąk główny i zastąp go bloczkiem agarowym zawierającym roztwór auksyny.
Z kolejnej rośliny (roślina C) usuń pąk główny.
Trzecią roślinę (roślina A) pozostaw bez zmian.
Wszystkie rośliny trzymaj w takich samych warunkach. Po upływie tygodnia dokonaj obserwacji i zanotuj wnioski.
Przykładem stymulacji korelacyjnej jest współzależność między systemem korzeniowym a częścią nadziemną: silnie rozwinięte korzenie warunkują bujny wzrost pędu. Korzenie zaopatrują nadziemne organy w składniki mineralne oraz fitohormony – przede wszystkim cytokininy. Pęd w zamian dostarcza do korzeni asymilaty, witaminy oraz inne związki organiczne.
Podsumowanie
Korelacje wzrostowe podlegają wpływie danego organu roślinnego na tempo wzrostu lub kształtowanie się innego.
Korelacje wzrostowe mogą mieć charakter hamujący (gdy aktywność jednego organu hamuje rozwój innego) lub stymulujący (gdy aktywność jednego organu pobudza rozwój innego).
Dominacja wierzchołkowa jest rodzajem inhibicji korelacyjnej i polega na hamowaniu rozwoju pąków bocznych przez wierzchołek wzrostu pędu.
Mechanizm dominacji wierzchołkowej opiera się na antagonizmie auksyn (hamują rozwój pąków bocznych) i cytokinin (stymulują rozwój pąków bocznych) oraz konkurencji o zasoby pokarmowe między wierzchołkiem wzrostu pędu, a pąkami bocznymi.
Sprawdź co umiesz
Powyższy rysunek przedstawia transport wybranych substancji w roślinie przed odcięciem wierzchołka wzrostu pędu (1) i po jego odcięciu (2). Na podstawie powyższych informacji i własnej wiedzy uzupełnij poniższe zdanie, wybierając odpowiednie sformułowania.
Powyższy rysunek przedstawia symbolicznie jedną z teorii na temat mechanizmu dominacji wierzchołkowej. Czerwonymi kropkami oznaczono substancję produkowaną w liściach i transportowaną do fragmentu pędu głównego. Strzałką oznaczono pąk boczny, którego wzrost ulega wyraźnej inhibicji na rysunku B. We fragmencie pędu głównego na rysunku A osiągnięto maksymalne stężenie substancji oznaczonej czerwoną kropką. Na podstawie powyższych informacji i własnej wiedzy spośród poniższych wybierz nazwę substancji oznaczonej na rysunku czerwoną kropką.
Wróć do polecenia na stronie „Na dobry początek” i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.