Природа вариабельности и анизотропии скорости распространяющихся электрических сигналов у высших растений

• Автор: Безматерных, Павел Михайлович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ сор.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ПОСТОЯННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ВЫСШЕГО РАСТЕНИЯ.

1. Электрогенез растительной клетки. II

2. Электрогенез высшего растения.

П.1. Морфология проводящей системы высшего растения . П.2. Разность электрических потенциалов между корнем

и стеблем, зависимость от .

ГЛАВА 2. РАСПРОСТРАНЯЩИЕСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ У РАСТЕНИЙ. 1. Генерация распространяющегося электрического сигнала

растительными клетками.

П Общая характеристика реакции растения на

повреждение.

П.2. Влияние ионов на электрические характеристики
распространяющихся сигналов . .
2. Зависимость амплитуды, порога и крутизны вариабельного сигнала от постоянного электрического поля растения
ГЛАВА 3. ТОНКАЯ СТРУКТУРА ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
ВЫСШЕГО РАСТЕНИЯ И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЕ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ВАРИАБЕЛЬНОГО СИГНАЛА.
1. Тонкая структура постоянного электрического поля
высшего растения в состоянии покоя.
П.1. Выбор метода измерения разности электрических
потенциалов по стеблю высшего растения.
П.2. Измерение постоянного электрического ПОЛЯ
растения в состоянии покоя .
2. Изменение тонкой структуры постоянного электрического поля растения после распространения переднего фронта электрического сигнала повреждения
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИМПЛАСТА ВЫСШЕГО РАСТЕНИЯ.
1. От чего зависит разность электрических потенциа
лов по растению.
2. Методы измерения электрического сопротивления
растения .
3. Измерение электрического сопротивления стебля в состоянии покоя.
Л.1. Методика измерения.
П.2. Измерение продольного электрического сопротивления стебля растения
4. Тонкая структура распределения продольного электрического сопротивления стебля высшего растения
ТгасеьсагЛа тиНсдог и ее особенности
5.Методы измерения емкости и активного сопротивления
стебля растения.
П.I.Эквивалентные электрические схемы живых
организмов
П.2. Методы измерения электрических характеристик
элементов эквивалентных схем .
6. Электрическая емкость и сопротивление стебля высшего однодольного растения
П.1. Методика измерения электрической емкости и
активного сопротивления стебля растения
П.2. Изм ерение полного импеданса стебля растения и
сдвига фаз
П.З. Генератор синусоидальных колебаний с мостом
7. Изменение продольного сопротивления участка стебля
при прохождении вариабельного сигнала .
8. Характеристики сигнала повреждения при фиксации
потенциала на стебле высшего растения .
9. Особенности электрической связи клеток стебля.
П.1. Изм ерение характеристической дайны электрической связи клеток стебля
П.2. Исследование характеристической дайны электрической связи стебля Тгзсе8сага гшЖсокэг. .
ГЛАВА 5. МОДЕЛЬ ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ СТЕШИ ВЫСШЕГО РАСТЕНИЯ.
1. Распространение электрического импульса по синцитиальным тканям.
2. Симпласт высшего растения как активная автоволновая среда с диффузией.
П.1. Распределение тока деполяризации по сечению
проводящего пучка у
П.2. Скорость распространения электрического сигнала
П.З. Амплитуда распространяющегося электрического
сигнала .
ГЛАВА 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ ЮЗ
ЛИТЕРАТУРА


Теоретическим обоснованием постановки такой задачи является возможность сведения разности химических потенциалов на границе раздела фаз, обусловленной как разницей концентраций растворителя или раствора, так и реакционной способностью компонент, к разности электрических потенциалов. Практическим обоснованием служат имеющиеся в литературе данные о влиянии на состояние жизнедеятельности внешних электрических полей. Ключом к решению этой задачи явится исследование собственного электрического поля организма в различных состояниях его жизнедеятельности. Однако, изучая организм животного,на фоне нервной системы, трудно вычленить механизм регуляции жизнедеятельности посредством постоянного или медленно меняющегося электрического поля базальной мембраны. Решение этой задачи на относительно простой модели многоклеточного растительного организма и сопоставление аналогичных результатов, полученных на животном организме, позволит поновому подойти к регуляции процессов жизнедеятельности у человека и животных. Цель работы. Экспериментальное исследование электрического взаимодействия клеток симпласта высшего растения для объяснения вариабельности распространяющегося электрического сигнала повреждения и анизотропии его скорости. Научная новизна. В работе показано, что распределение разности электрических потенциалов по стеблю высшего однодольного
растения Тгагеьсагйз тиК1со1ог имеет квазипериодическую тонкую структуру, отражающую морфологическое строение стебля. Распределение разности электрических потенциалов оказывается асимметричным относительно узлов растения. Показано, что распространяющийся вариабельный сигнал переводит растение из состояния покоя в другое квазистационарное состояние, в котором распределение разности электрических потенциалов и асимметрия сглаживаются. На основе неоднородного распределения разности электрических потенциалов, электрического сопротивления и характеристической длины электрической связи клеток объясняется вентильность проводящей системы растения. Проведено морфологическое исследование проводящей системы растения. Показана связь распределения проводящих пучков в стебле растения и продольного сопротивления стебля. Исследована частотная зависимость активного сопротивления и емкости стебля. Предложена эквивалентная электрическая схема участка стебля растения. Объяснена малая величина емкости стебля электрической связью клеток проводящей системы и паренхимных клеток стебля, образующих апопласт. Для проверки адекватности представления стебля растения в виде параллельно соединенных емкости и сопротивления был собран генератор синусоидальных колебаний с мостом Вина, в котором в качестве времязадающего элемента использовался стебель растения. С помощью этого генератора были измерены емкость и активное сопротивление участка стебля. К проводящей системе высшего растения ii i кабельной модели. Показано, что внешнее электрическое воздействие изменяет характеристики распространяющихся по растению электрических сигналов. Предложена модель проводящей системы растения, объясняющая вариабельность и малую скорость распространения электрического сигнала. Практическая значимость. Результаты работы могут найти применение в лабораториях биофизического, сельскохозяйственного и медикобиологического профиля, изучающих роль и место медленно меняющихся электрических полей в жизнедеятельности живых организмов. Результаты работ дают экспериментальные основания для построения теории электрического взаимодействия клеток как способа объединения многоклеточного организма в единое целое. Основные положения, выносимые на зашиту. Экстремальность зависимости электрических характеристик симпласта высшего растения Тга4еьсап1а i , обусловленная морфологией и физиологией растения. Обусловленность низкой скорости распространения электрических сигналов электрическими свойствами симпласта. Объяснение анизотропии скорости распространения электрических сигналов на основе асимметрии распределения электрических характеристик относительно точек экстремума. Электрическая модель симпласта высшего растения, описывающая низкую скорость распространения, вентильность и вариабельность распространяющегося сигнала повреждения.