ЭТИЛЕН  —  ГОРМОН  РОСТА

Жеребина  Софья

класс  9  «А»,  МАОУ  «Лицей  №  3  им.  А.С.  Пушкина»,  г.  Саратов

Шмаков  Юрий  Александрович

научный  руководитель,  педагог  высшей  категории,  отличник  просвещения,  преподаватель  химии,  МАОУ  «Лицей  №  3  им.  А.С.  Пушкина»,  г.  Саратов

Жизнь  растений  контролируется  гормонами,  которые  называются  фитогормонами.  Они  регулируют  жизнь  каждого  растения  на  всех  ее  этапах,  начиная  от  формирования  семени,  его  прорастания,  роста,  развития,  плодоношения  растений,  и,  наконец,  его  старения  и  отмирания.

В  одну  из  групп  фитогормонов  входит  этилен  (С₂Н₄),  который  как  и  многие  другие  гормоны  участвует  во  всех  этапах  жизни  и  развития  растения.  Эти  знания  очень  актуальны  и  важны  для  решения  практических  задач  сельского  хозяйства,  для  получения  полезных  продуктов  растительного  происхождения.

То,  что  этилен  относится  к  фитогормонам,  было  открыто  в  1901  г.  в  Санкт-Петербургском  Университете  Д.И.  Нелюбовым.  Этилен,  как  гормон,  ускоряющий  созревание  плодов  растений,  снова  был  открыт  в  20-х  годах  ХХ  века  [3].  Этилен  —  это  бесцветный  газ  со  слабым  запахом,  мало  растворим  в  воде  и  спирте,  хорошо  растворим  эфире,  немного  легче  воздуха  [2,  с.  1030].  Существуют  различные  способы  получения  этилена.

Промышленным  способом:

1.  Крекинг  и  пиролиз  нефти:  С₇Н₁₆  →  С₅Н₁₂  +  СН₂  =  СН₂

2.  Каталитическое  дегидрирование  этана  (катализаторы  —  Ni,  Cr₂O₃,  t˚=500^oC)  СH₃  –  CH₃  →  CH₂  =  CH₂  +  H₂ 

Лабораторные  способы:

1.  Внутримолекулярная  дегидратация  этанола  при  нагревании  (выше  150^оС)  с  водоотнимающими  средствами  (H₂SO₄,  H₃PO₄,  Р₄О₁₀)  CH₃  –  CH₂  –  OH  →  CH₂  =  CH₂  +  H₂O   

2.  Дегидрогалогенирование  моногалогензамещённых  этана  при  нагревании  с  концентрированным  спиртовым  раствором  щёлочи  H₃  –  CH₂I  +  KOH(спирт.)  →  CH₂  =  CH₂  +  KI  +  H₂О  [5].

Наиболее  доступный  и  распространенный  лабораторный  способ  получения  этилена  –  нагревание  смеси  этилового  спирта  с  концентрированной  серной  кислотой  (Рис.  1).  При  этом  спирт  и  кислота  образуют  эфир  (этилсерную  кислоту):

Она  при  нагревании  распадается  на  этилен  и  серную  кислоту,  выходит  из  реакции  и,  таким  образом,  играет  роль  катализатора.

Применяют  в  сельском  хозяйстве  не  непосредственно  этилен,  а  этилен-продуценты,  которые  разлагаясь,  образуют  этилен.  Наиболее  распространен  среди  них  этефон-2-хлорэтилфосфоновая  кислота:

Это  белое  кристаллическое  вещество.  Хорошо  растворимо  в  воде  и  гидрофильных  органических  растворителях.  С  основаниями  дает  соли,  которые  при  рН  >  4,5  легко  разлагаются  с  выделением  этилена. 

Используется  в  качестве  регулятора  роста  растений,  пестицида  (дефолианта  и  ретарданта)  на  многих  культурах.  Применяют  для  повышения  урожайности,  морозоустойчивости,  ускорения  созревания  плодов  и  т.  д.  [6].

Этефон  способствует  формированию  укороченного  толстого  стебля,  не  полегающего  под  тяжестью  колоса,  например.  Также,  этефон  подавляет  развитие  мужских  цветков  и  стимулирует  формирование  женских  цветков  с  последующим  партенокарпическим  (без  оплодотворения)  развитием  плодов  [5].

Рисунок  1.  Получение  этилена  из  этилового  спирта  и  серной  кислоты

Исследование.

Нами  было  проведено  исследование,  целью  которого  явилось  рассмотреть  влияние  этилена  на  развитие  растений.  Все  опыты  проходили  на  дачном  участке  реки  Волга  в  районе  Шумейка,  где  почва  плодородная,  а  климат  благоприятный,  для  проведения  экспериментов.  Материалами  исследования  стали  злаковое  растение  кукуруза,  также  томат  и  виноград,  химическое  вещество,  такое  как  этефон,  который  легко  разлагается  на  этилен,  а  методами  —  анализ  литературных  данных  и  проведение  опытов  над  растениями.

Был  проведен  опыт  по  окуриванию  этиленом  плодов.  В  ходе  эксперимента  взято  две  группы  растений:  одна  —  испытывающая  непосредственное  влияние  этилена,  а  другая  —  контрольная,  не  подвергающаяся  никаким  воздействиям.  Все  данные  исследования  приведены  ниже  в  таблице.

Таблица  1. 

Результаты  исследования  на  примере  кукурузы

Подобные  изменения  с  растениями,  обработанными    происходят  за  счет  изменения  направления  роста  клеток  стебля,  которому  соответствует  изменение  ориентации  элементов  цитоскелета.  Также,  мы  наблюдали  на  месте  отрыва  листьев  образование  опробковевшего  слоя  клеток.

В  ответах  растений  на  различные  повреждающие  воздействия  также  участвует  этилен.  Он  включает  системы  защиты  растений  от  патогенов,  при  этом  активизируя  синтез  большого  числа  ферментов,  ядовитых  для  патогена.  При  повреждении  растений  происходят  синтез  и  выделение  этилена  [4].

Заключение.

При  изучении  ботаники  мы  не  ограничивались  описанием  внешних  признаков  растений.  Изучение  теоретического  материала,  проведение  экспериментов  дает  нам  возможность  понять  влияние  этилена  на  регуляцию  роста  и  развития  растений,  а  также  многих  других  процессов  в  жизни  растений.

Список  литературы:

1.Братков  А.А.  Этилен  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5422.html  (дата  обращения:  24.03.2013).

2.Краткая  химическая  энциклопедия.  Под  ред.  И.Л.  Кнунянц.,  М.,  Изд-во  «Советская  энциклопедия»,  1967  г.,  1184  стб.  с  илл.  Том  5.

3.Кулаева  О.Н.  Как  регулируется  жизнь  растений  //  Соросовский  Образовательный  Журнал.  1995.  —  №  1.  —  С.  20—27.

4.Кулаева  О.Н.  Этилен  в  жизни  растений  //  Соросовский  Образовательный  Журнал.  1998.  —  №  11.  —  С.  78—84.

5.Полевой  В.В.  Фитогормоны.  Л.:  Изд-во  ЛГУ,  1982.  —  249  с.

6.Этефон  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.cnshb.ru/akdil/0034/base/R3/000268.shtm  (дата  обращения:  24.03.2013).