Тело расчленено на корень стебель листья и органы размножения

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 19.09.2024

— очень древняя группа растений, произошедших от риниофитов в середине девонского периода палеозойской эры и достигшая расцвета в каменноугольном периоде; высшие споровые.

Древние древовидные плауны вымерли в палеозое, дав залежи каменного угля.

Это травянистые многолетние вечнозеленые растения, живущие на земле или стволах деревьев. Живут до ста лет.

Плауны имеют прямостоячие, ползучие, полегающие, свисающие или стелющиеся побеги.

Жизненный цикл.

На прямостоячих стеблях образуются спороносные колоски со спорангиями из спорогенной ткани (2n) - путем мейоза - гаплоидные споры, которые высыпаются в почву и через 12 – 15 лет из них развивается гаплоидный заросток с архегониями и антеридиями (обоеполый гаметофит), питающийся гетеротрофно за счет симбиоза с грибами. После опдодотворения в архегонии образуется зигота, из которой вырастает новый плаун (диплоидный спорофит).

В цикле преобладает спорофит.

Плаунам свойственно также вегетативное размножение — почками, побегами.

Некоторые плауны ядовиты. Споры плаунов используют в медицине в качестве детской присыпки (натуральный тальк), ветеринарии, а также в промышленности для получения желтой и зеленой красок.

Отдел хвощевидные

произошли от риниофитов (псилофитов). Ископаемые древовидные формы вместе с папоротниками и плаунами формировали леса каменноугольного периода около 300 млн лет назад. В настоящее время сохранилось всего около 30 видов, распространенных преимущественно во влажных местах.

Современные хвощи — многолетние травянистые растения с жестким стеблем (зелеными и бурыми побегами) и хорошо развитыми корневищами (горизонтальными и вертикальными), от которых отходят придаточные корни и образуются клубеньки (с запасенным крахмалом).

В отличие от остальных споровых растений хвощевидные характеризуются:

членистостью (метамерностью) побегов, т. е. их стебли расчленены на узлы и междоузлия. На стебле в узлах расположены мутовки мелких чешуевидных листьев

накоплением кремнезема в стенках клеток всего растения, играющего механическую и защитную роль.

Хвощи довольно широко распространены в основном в северном полушарии. Они поселяются в местах с достаточным увлажнением.

Жизненный цикл.

Весной на корневищах вырастают бурые побеги , которые заканчиваются спороносными колосками , в которых – спорангии , в них путем мейоза формируются гаплоидные споры . Из спор развиваются гаметофиты (заростки) – раздельнополые или обоеполые – с антеридиями и архегониями. Оплодотворение у хвощей осуществляется в присутствии капельно-жидкой влаги. Зигота прорастает в спорофит .

После созревания и осыпания спор весенние спороносные побеги хвоща отмирают, а вместо них образуются летом из этого же корневища другие светло-зеленые побеги спорофита, называемые вегетативными. По своему строению вегетативные побеги резко отличаются от спороносных. Они сильно ветвятся, ветви расположены на стебле мутовчато и покрыты редуцированными чешуйчатыми листьями. На вегетативных побегах споры не образуются, их функция иная: они осуществляют процесс фотосинтеза.

Большого практического значения хвощи не имеют, хотя некоторые виды (хвощ пестрый) являются кормовыми растениями для северных оленей. В агрономической практике хвощи рассматриваются как злостные сорняки, а иногда как вредные и ядовитые для животных растения лугов и пастбищ.

Отдел папоротниковидные

– произошли от риниофитов в девоне и достигли расцвета в каменноугольном периоде палеозойской эры, когда занимали на суше огромные территории.

В настоящее время папоротниковидные сохранились в виде травянистых растений в лесах умеренной зоны и в виде древовидных форм и лиан в тропиках. Это многолетние растения, возраст отдельных особей составляет 300 лет и более.

Тело: стебли (у трав – корневища), придаточные корни, листовидные органы – вайи, на которых расположены спорангии , где путем мейоза образуются гаплоидные споры . Из спор на почве развиваются заростки (обоеполые гаплоидные гаметофиты) в виде зеленой пластинки с ризоидами. На них формируются гаметангии – антеридии и архегонии. С водой сперматозоиды из антеридиев переносятся в архегонии, оплодотворяют яйцеклетку. В результате образуется зигота , из которой вырастает новый папоротник – диплоидный спорофит .

В цикле развития папоротников преобладает бесполое поколение — спорофит (растение с крупными листьями, на котором образуются спорангии со спорами), гаметофит сильно редуцирован.

Семенные папоротники в настоящее время вымерли, они являются родоначальниками более высоко организованных растений — голосеменных. Наиболее широко распространенный в настоящее время вид папоротников — щитовник мужской.

Задания:

1. Растения отдела Папоротниковидные характеризуются следующими признаками:

1) оплодотворение происходит в водной среде

2) образуется обоеполый заросток

3) орган размножения — цветок

4) опыляются насекомыми

5) не имеют корней

6) на нижней стороне листьев образуются споры.

2. Какие приспособления имеют растения к жизни в засушливых условиях?

3. Назовите отличия семенных растений от мохообразных.

Ответы на задания будут 01.02. в 21.00 по Москве, при наличии минимум 3 комментарий.

С условиями участия в марафоне можно ознакомиться здесь .

После выхода на сушу у растений возникла необходимость приспособиться к низкой плотности воздушной среды, к резким перепадам температуры и влажности, к получению минеральных веществ из почвы. В связи с этими особенностями среды у наземных растений из тканей сформировались органы. Орган — это часть растения, состоящая из нескольких тканей, занимающая определенное положение в теле растения и выполняющая специфическую функцию. В зависимости от роли все органы растений разделяют на две группы: вегетативные и генеративные (репродуктивные).

Вегетативные органы образуют тело растения, осуществляют процессы жизнедеятельности и вегетативное размножение. Генеративные органы отвечают за процессы полового размножения растений.

Главную роль в процессах жизнедеятельности растений играют корень, стебель и лист. Рассмотрим более подробно особенности этих органов (см. табл.).

Таблица. Особенности вегетативных органов растений

Характеристика

Корень

Стебель

Лист

Положение в растении

Осевой подземный орган

Осевой надземный орган

Боковой надземный орган

Всасывание воды и минеральных веществ из почвы; закрепление растения в почве

Опора для листьев, почек, цветков, плодов; двустороннее передвижение растворенных веществ

Фотосинтез, газообмен, транспирация

Запасание питательных веществ; увеличение площади опоры; снабжение кислородом растений заболоченных мест; фотосинтез у эпифитов; вегетативное размножение

Запасание питательных веществ; запасание воды у растений засушливых мест; фотосинтез у травянистых растений; защита от поедания животными (колючки); вегетативное размножение

Запасание воды у растений засушливых мест; запасание питательных веществ; защита от поедания животными (колючки); ловчий аппарат у насекомоядных растений; вегетативное размножение

Корнеплоды, корневые клубни (шишки), корни-прицепки, корни-присоски, дыхательные, ходульные, воздушные, втягивающие корни

Подземные побеги: клубень, луковица, корневище.
Надземные побеги: колючки, усики

Колючки, усики, чешуи, ловчий аппарат

Далее охарактеризуем внешнее и внутреннее строение корня, стебля и листа.

Корень

У растений различают три вида корней: главный, боковые и придаточные. Главный корень развивается из зародышевого корешка и отходит от основания стебля. Корни, которые отходят от главного корня и формируются за счет перицикла, называются боковыми. Они могут быть нескольких порядков. Придаточные корни отходят от стебля и листьев, на них также могут формироваться боковые корни. Совокупность всех корней одного растения называется корневой системой. Тип корневой системы определяется видами корней, входящими в ее состав. Известны два типа корневых систем: стержневая и мочковатая. Стержневая корневая система (система главного корня) представлена хорошо развитым главным корнем и отходящими от него боковыми корнями. У некоторых растений со стержневой корневой системой могут образовываться придаточные корни (картофель, томаты, капуста), если имеет место окучивание (подгребание почвы к нижней части стебля). Такой прием использует человек для улучшения минерального питания культурных растений и повышения их урожайности. Мочковатая корневая система (система придаточных корней) состоит из придаточных корней, от которых отходят боковые корни. Стержневая корневая система характерна для двудольных (крапива двудомная, одуванчик лекарственный, пастушья сумка), а мочковатая — для однодольных (ландыш майский, мятлик луговой, пшеница) растений. Исключение составляет подорожник, который имеет мочковатую корневую систему, хотя содержит две семядоли в зародыше и относится к двудольным.

При рассмотрении молодого корня в микроскоп на нем можно заметить отдельные участки: корневой чехлик, зону деления, зону растяжения и дифференциации, зону всасывания, зону проведения (см. рис. Внешнее строение). Корневой чехлик расположен на кончике корня и защищает верхушечную меристему в зоне деления от механических повреждений. Корневой чехлик — это признак корня, позволяющий отличить его от подземных побегов. Зона деления окружена корневым чехликом и состоит из клеток верхушечной меристемы, из которых образуются клетки всех тканей корня. Зона растяжения и дифференциации расположена над зоной деления. Ее еще называют зоной роста, поскольку в этой зоне клетки удлиняются и обеспечивают рост корня в длину. В конце этой зоны одинаковые клетки постепенно дифференцируются на клетки тканей. Зона всасывания (зона корневых волосков) находится над зоной роста, и в ней выделяются ткани. Покровная ткань представлена эпидермисом, клетки которого образуют корневые волоски. Эпидермис с корневыми волосками называется ризодермой. Корневые волоски осуществляют функцию всасывания воды и минеральных веществ из почвы. Зона проведения следует за зоной всасывания и обеспечивает продвижение поглощенных корнем воды и минеральных веществ в надземные части растения. В этой зоне отсутствуют корневые волоски, а у многолетних древесных растений эпидермис со временем заменяется перидермой. В зоне проведения образуются боковые корни за счет деления клеток боковой меристемы — перицикла.

Внутреннее строение корня можно рассмотреть на его поперечном разрезе в зоне всасывания (см. рис.). Снаружи корень покрыт ризодермой. Под ней находится кора, состоящая из паренхимы, по клеткам которой вода и минеральные вещества перемещаются от корневых волосков к центральному цилиндру корня. Центральный цилиндр состоит из проводящих тканей — ксилемы и флоэмы. Ксилема располагается в центре корня и образует радиальные лучи, которые чередуются с участками флоэмы. У двудольных и голосеменных растений между ксилемой и флоэмой закладывается камбий. Он обеспечивает рост корня в толщину. У всех остальных групп растений камбий не закладывается.

Стебель

Стебли растений отличаются большим внешним разнообразием по ряду признаков: степени одревеснения, форме поперечного сечения, характеру расположения в пространстве. По степени одревеснения стебли разделяют на одревесневшие (древесные) и травянистые. По форме поперечного сечения стебли чаще всего бывают округлые, реже трехгранные (осоки), четырехгранные (шалфей, мята), ребристые (укроп, морковь), сплюснутые (рдест). По характеру расположения в пространстве стебель может быть прямостоячий, приподнимающийся, вьющийся, лазающий, цепляющийся, стелющийся, ползучий. Несмотря на внешнее разнообразие стеблей, их рост в длину не ограничен и почти у всех видов растений происходит одинаково — за счет конуса нарастания (верхушечной меристемы). Исключение составляют злаковые, у которых рост стебля происходит за счет вставочной меристемы в узлах побега (вставочный рост), так как на верхушке стебля располагается соцветие.

Чтобы понять, как происходит рост стебля в толщину, нужно рассмотреть внутреннее строение древесного стебля на примере липы (см. рис.). На поперечном срезе стебля видны четыре основных структурных компонента: кора, камбий, древесина и сердцевина. Кора включает пробку, первичную кору и луб (флоэму). Пробка выполняет защитную функцию. Через ее чечевички осуществляется газообмен и транспирация. Клетки первичной коры выполняют запасающую функцию. Луб обеспечивает транспорт органических веществ из листьев к другим органам (нисходящий ток) благодаря наличию ситовидных трубок с клетками-спутницами. В лубе имеются лубяные волокна, которые придают стеблю гибкость и упругость. Камбий закладывается у двудольных и голосеменных растений между лубом и древесиной и обеспечивает рост стебля в толщину, образуя элементы луба и древесины. Древесина (ксилема) занимает значительную часть среза стебля. Древесина обеспечивает транспорт воды и минеральных веществ из корня в другие органы (восходящий ток) по сосудам. В ней содержатся древесные волокна, которые придают стеблю высокую прочность. В древесине четко видны зоны ежегодного прироста — годичные кольца. Их образование объясняется сезонной активностью камбия, образующего неравноценные по размерам элементы древесины в разные периоды вегетационного сезона. Зимой камбий не функционирует. По количеству годичных колец определяют возраст растения, а по их ширине — условия его жизни. Сердцевина располагается в центре стебля и представлена паренхимой, выполняющей запасающую функцию.

У травянистых двудольных растений из ксилемы, камбия и флоэмы формируются проводящие пучки (см. рис.), которые располагаются кольцом вокруг сердцевины (может быть пучковое и непучковое расположение). За счет камбия формируются вторичные проводящие ткани (вторичное строение стебля) и происходит рост стебля в толщину. У однодольных растений камбий не закладывается, поэтому стебель формируется только за счет прокамбия (первичное строение стебля) и не растет в толщину. Проводящие пучки у них разбросаны по всей толщине стебля (см. рис.). Кора и сердцевина не выражены. У злаков центральная часть стебля разрушается и образуется полый стебель, который называется соломиной.

Несмотря на внешнее разнообразие, в большинстве случаев у листьев можно выделить листовую пластинку, черешок, основание листа и прилистники. Листовая пластинка — расширенная часть листа, выполняющая его главные функции. В ней различают основание и верхушку. Черешок — узкая часть листа. Его наружный конец переходит в расширенное основание листа, которым лист прикрепляется к стеблю. За счет черешка листья могут поворачиваться к свету. Листья, имеющие черешок, называются черешковыми, а не имеющие — сидячими. Прилистники располагаются у основания листа. У одних растений они рано опадают (липа, дуб, береза), у других могут выполнять функции листьев (горох, чина), а у третьих превращаются в колючки (робиния, караганник древовидный).

По внешнему строению листья разделяют на простые и сложные. У простых листьев одна листовая пластинка, а у сложных их несколько, и каждая может опадать по отдельности. Простые листья по форме листовой пластинки могут быть линейные, округлые, овальные, яйцевидные, ланцетные, сердцевидные, стреловидные, копьевидные, почковидные, а по характеру края листовой пластинки — пальчато- и перисторасчлененные. Сложные листья по характеру расположения листовых пластинок разделяются на пальчатосложные (каштан, люпин), тройчатосложные (клевер, земляника) и перистосложные (рябина, горох).

Внутреннее строение листа хорошо видно под микроскопом на поперечном срезе листовой пластинки. Снаружи лист покрыт эпидермисом . У горизонтально расположенных листьев различают верхний и нижний эпидермис. На верхнем эпидермисе имеется кутикула, восковой налет или опушение, в нижнем эпидермисе находятся устьица . Функцию фотосинтеза в листьях выполняет в основном столбчатая паренхима . Она лежит под верхним эпидермисом и состоит из одного или двух рядов плотно расположенных вытянутых клеток, содержащих много мелких хлоропластов. Под столбчатой паренхимой находится губчатая паренхима с большими межклетниками, состоящая из округлых клеток, содержащих небольшое количество хлоропластов. Она выполняет функции газообмена и транспирации. В листьях тенелюбивых растений столбчатая паренхима отсутствует. Внутри листа находятся проводящие пучки (жилки), которые выполняют не только проводящую функцию, но и функцию опоры для мягких тканей листа.

Характер расположения жилок называется жилкованием. Для двудольных растений характерно перистое и пальчатое жилкование, а для однодольных — параллельное и дуговое.

Повторим главное. Тело растений состоит из вегетативных органов — корня, стебля и листьев. Корни образуют корневую систему — стержневую у двудольных, мочковатую у однодольных. В строении корня различают корневой чехлик и зоны: деления, растяжения и дифференциации, всасывания, проведения. Снаружи корень покрыт ризодермой, внутри его расположен центральный цилиндр из ксилемы и флоэмы. Стебли различаются по степени одревеснения, форме поперечного сечения, характеру расположения в пространстве. Внутреннее строение стебля у древесного растения включает кору (пробка, первичная кора и луб), камбий, древесину и сердцевину. У травянистых растений в стебле имеются проводящие пучки, расположенные по кругу (двудольные) или по всей толщине стебля (однодольные). Лист состоит из листовой пластинки, черешка, основания листа, прилистников. По числу листовых пластинок листья разделяют на простые и сложные. Снаружи лист покрыт эпидермисом. Под верхним эпидермисом находится столбчатая паренхима, над нижним эпидермисом, содержащим устьица, расположена губчатая паренхима. Внутри листа находятся жилки (сосудисто-волокнистые пучки). Для листьев двудольных растений характерно перистое и пальчатое жилкование, а для листьев однодольных — параллельное и дуговое.

Проверим знания

Ключевые вопросы

1. Какие типы корневых систем вы знаете? Из каких видов корней они формируются?
2. Назовите зоны корня и их функции.
3. Охарактеризуйте внутреннее строение корня в зоне всасывания. Чем оно различается у однодольных и двудольных?
4. Какие структурные компоненты выделяют при характеристике внутреннего строения стебля древесного двудольного растения?
5. Установите последовательность расположения структурных частей стебля на спиле дерева, начиная с наружного слоя: а) камбий; б) луб; в) перидерма; г) древесина; д) сердцевина. Назовите различия внутреннего строения стебля у двудольных и однодольных.
6. Чем отличается внутреннее строение листа светолюбивого и тенелюбивого растения?

Сложные вопросы

1. Объясните, почему в древесине стебля видны годичные кольца, а в лубе они отсутствуют.
2. Какие закономерности строения растений надо учитывать, применяя искусственное вегетативное размножение?
3. Какие видоизменения вегетативных органов способствуют естественному вегетативному размножению, какие из них использует человек в сельском хозяйстве?
4. Какие растения — древесные или травянистые — проявляют бóльшие способности к естественному вегетативному размножению и почему?
5. При выращивании томатов для повышения урожайности применяют два агротехнических приема: пикировку рассады и пасынкование — удаление боковых побегов. В чем заключается биологический смысл этих приемов?

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Многообразие растений. Основные отделы растений.

Низшие растения (Отделы зеленых, бурых и красных водорослей)

Тело представлено талломом (слоевищем), не дифференцированным на ткани и органы.

Многоклеточные водоросли имеют ризоиды, которыми прикрепляются к субстрату.

Зелёные: хлорелла, хламидомонада, улотрикс, спирогира, ульва.

Высшие ра стения

Тело расчленено на органы, имеются ткани.

Имеют органы: стебель и листья. Не имеют корней (имеют ризоиды). Проводящие ткани развиты слабо. Размножаются спорами. Для оплодотворения необходимо наличие воды. В жизненном цикле преобладает гаметофит. Сфагновые мхи участвуют в образовании торфа.

Кукушкин мох, сфагнум.

Отделы Папоротниковидные, хвощевидные и плауновидные

Имеют органы: стебель, лист и корень. Проводящие развиты хорошо. Размножаются спорами. Для оплодотворения необходима вода. Гаметофит представлен маленькой пластинкой. Преобладает спорофит. Образовали залежи каменного угля.

Папоротники: орляк, щитовник.

Плауны: плаун булавовидный.

Хвощи: хвощ полевой

Имеют органы: стебель, лист, корень. Размножаются семенами. Оплодотворение происходит без участия воды. Все ткани развиты хорошо. Гаметофит сильно редуцирован, преобладает спорофит.

Все хвойные растения (ель, сосна, можжевельник, лиственница и др.), а также гинкго.

Отдел цветковые (покрытосеменные)

Имеют органы: стебель, лист, корень. Размножаются семенами. Оплодотворение двойное, происходит без участия воды. Имеется цветок, на месте которого формируется плод. Все ткани развиты хорошо. Гаметофит сильно редуцирован, преобладает спорофит.

Элодея, кувшинка, кактусы и все другие растения, имеющие цветок.

Жизненные циклы растений

Одной из особенностей растений является чередование поколений в жизненном цикле. Половое поколение (гаплоидный гаметофит) сменяет бесполое (диплоидный спорофит). Вкратце это происходит так: гаметофит производит гаплоидные мужские и женские гаметы, происходит оплодотворение, образуется диплоидная зигота, из которой развивается спорофит. В результате мейоза у спорофита образуются гаплоидные споры, из которых опять вырастает гаплоидный гаметофит. В ходе эволюции наблюдается постепенная редукция гаметофита.

У мхов гаметофитом является зеленое растение с листьями и стеблями, а вот желто-коричневые коробочки на ножках, торчащие на зеленых растениях – это спорофиты. При этом спорофит паразитирует на гаметофите. На рисунке 12.1 гаметофит обозначен цифрой 1, а спорофит – 2. В коробочках происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры, которые прорастают в тонкие нити, а из них развиваются взрослые гаплоидные гаметофиты. На верхушках гаметофитов образуются мужские (антеридии) и женские (архегонии) органы размножения. При наличии воды происходит оплодотворение, образуется зигота, а из неё начинает развиваться взрослый спорофит (коробочка на ножке).

На рисунке представлена смена поколений у папоротников. Однако, в отличие от мхов, у папоротников взрослое растений (1) – спорофит. На нижней стороне листа (2) формируются гаплоидные споры (3), из которых при благоприятных условиях развивается небольшая (всего несколько миллиметров) пластинка – заросток (4). Это и есть гаметофит папоротника. На его нижней стороне образуются антеридии и архегонии, и при наличии воды происходит оплодотворение, образуется зигота, и начинает развиваться молодой спорофит (5), который развивается во взрослое растение.

У семенных растений наблюдается дифференциация гаметофитов на мужские и женские и ещё большая их редукция.

На рисунке показан цикл развития сосны. Рано весной на побегах сосны образуются мужские (4) и женские (1) шишечки. В мужских созревает пыльца (мужские гаметофиты, не образующие антеридиев). В женских формируются семязачатки, в которых развиваются женские гаметофиты – эндосперм с двумя архегониями. В результате опыления пыльцевое зерно попадает на семязачаток и образует трубку, по которой спермии перемещаются к яйцеклетке. Происходит оплодотворение, образуется зигота, из которой затем развивается зародыш.

У цветковых растений гаплоидная стадия редуцирована ещё сильнее. Мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном (как и у голосеменных), а женский – зародышевым мешком (всего семь клеток).

Таким образом, можно сделать вывод, что в ходе эволюции растений происходит постепенная редукция гаплоидной стадии (гаметофита).

Царство — одна из высших ступеней биологической систематики. Растения, как таксон, этого высокого уровня объединяет 400 тыс. видов организмов — от микроскопических водорослей до гигантской секвойи, высота которой достигает 100 м. Общее свойство растений — фотоавтотрофный способ питания.

Царство растений

Растения — объект изучения науки ботаники. Основы одной из старейших отраслей научного знания заложил Теофраст — ученик древнегреческого ученого и философа Аристотеля. Современная ботаника представляет собой комплекс наук. Крупнейшие отрасли: морфология, физиология, систематика, происхождение растений. Отдельные крупные группы внутри биологического царства изучают частные ботанические науки. Например, предмет альгологии — водоросли.

Сходство строения клеток, механизмов обмена веществ и роста позволяют объединить растения с животными и грибами в группу эукариот.

Отличительные признаки растительного организма:

Автотрофное питание.
Пластиды в клетках;
Целлюлозная клеточная стенка.
Способность к постоянному росту.
Характер ответа на внешние изменения.
Относительная неподвижность.
Связь с субстратом.
Разветвленное тело.

Фотосинтез осуществляется в клетках, обладающих зелеными пластидами. Растения в экосистемах являются продуцентами, так как сами для себя создают органические вещества. Выделяемый при фотосинтезе кислород используют для аэробного дыхания другие живые организмы. Молекулы О₂ образуют защитный озоновый экран в атмосфере (Рис. 1).

Рис. 1. Фотосинтез

Царство растений (научное название Plantae) объединяет 12 отделов, из которых 4 — водоросли, 2 — мхи. В состав биологического царства также входят плауны, папоротники, хвойные и цветковые. Другие отделы представлены малым числом семейств, родов и видов.

Тело водорослей — талом (слоевище) — состоит из сходных по строению и функциям клеток. Вода обеспечивает водоросли (Algae) углекислым газом и кислородом, поддерживает тело, поэтому нет необходимости в механических тканях.

Высшие растения отличаются наличием тканей и органов. Сформированы многоклеточные органы полового и бесполого размножения. К высшим относятся споровые и семенные растения.

Как установили палеонтологи, низшие растения появились около 2 млрд. лет назад. Древние псилофиты вышли из воды на сушу. Это уже были высшие растения, лишенные корней, но имеющие сосуды — группы клеток для проведения воды к фотосинтезирующим клеткам. Сформировались защитные и механические ткани.

Выходу растений на сушу способствовали ароморфозы:

возникновение эукариотической клетки;
появление фотосинтеза;
многоклеточность, дифференциация клеток;
мейоз и оплодотворение;
обособление гаплоидного и диплоидного поколений, их чередование в цикле развития;
появление семени у древних папоротников;
формирование цветка.

Покрытосеменные, или цветковые, заняли господствующее положение в царстве растений после голосеменных. Многие виды и более крупные систематические группы низших растений исчезли полностью или угасают.

Строение (ткани, клетки, органы растительного организма)

Растительные клетки содержат ядро, являются эукариотическими (хотя бы на одном из этапов развития). Органоиды в цитоплазме сходны у растений и животных (Рис. 2).

Рис. 2. Строение растительной клетки

Черты отличия клеточного строения растений от животных:

есть пластиды, хлорофилл;
над плазматической мембраной сформирована целлюлозная клеточная стенка;
имеется крупная центральная вакуоль, наполненная клеточным соком;
крахмал содержится в цитоплазме в виде зерен.

Ткани — группы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям (Табл. 1). Всего у растений насчитывается от 20 до 30 типов таких скоплений клеток.

Описание тканей цветковых растений

Название

Локализация

Функции

Верхушка побега, кончик корня, основания листьев, междоузлия.

Образование других типов тканей; верхушечный и другие типы роста; регенерация повреждений.

Кора, кожица листа, стебля, корневые волоски.

Защита; газообмен с внешней средой; испарение.

Листья, стебель, плоды.

Фотосинтез; газообмен с окружающей средой; запасание воды; накопление продуктов обмена веществ.

Лубяные и древесные волокна, каменистые клетки.

Образование наружного и внутреннего каркасов для опоры и защиты.

Сосуды древесины, ситовидные трубки.

Транспортировка воды и минеральных веществ к листьям; проведение органических веществ от листьев к другим органам.

Железистые клетки, волоски, нектарники, млечники.

Образование млечного сока, влаги, нектара; накопление продуктов обмена.

Через устьица происходит испарение воды, газообмен. Специальные образования состоят из щели и замыкающих клеток. Последние имеют относительно толстые внутренние стенки, способные изменять форму и открывать устьица.

Органы цветковых растений

Орган — часть тела живого организма, состоящая из одного типа тканей, выполняющая определенные функции. Органы растений образуют две группы — вегетативные и генеративные. Вегетативные — корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вместе они обеспечивают обмен веществ и рост. Генеративные органы у цветковых — цветок, семя и плод — участвуют в половом размножении (Рис. 3).

Рис. 3. Органы растения

закрепление растения;
снабжение водой и минеральными веществами;
запасание питательных веществ;
вегетативное размножение.

Клетки и ткани корня образуют четыре зоны: роста, всасывания, проведения и корневой чехлик. Последний защищает зону роста, облегчает движение между частицами почвы. Клетки корневых волосков в зоне всасывания поглощают воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Зона проведения выполняет функцию транспортирования веществ из корня в стебель, листья. Также, в этой зоне у растений возможно закладывание почек, запасание питательных веществ.

Все корни растения образуют его корневую систему. Выделяют главный, боковые и придаточные корни. У двудольных растений стрежневая корневая система с хорошо развитым главным корнем. Однодольные растения имеют мочковатую корневую систему. Главный корень неотличим от придаточных.

Различия в функциях корней:

воздушные позволяют эпифитам поглощать воду из воздуха, как происходит у филлокактусов, орхидей;
дыхательные отрастают у видов, обитающих на мелководьях, на чрезмерно влажной почве;
ходульные помогают выживать растениями в приливной зоне, на зыбкой почве;
корнеплоды и корневые клубни запасают питательные вещества;
цепляющиеся помогают закреплению стебля на опоре;
опорные поддерживают развесистую крону.

Корни бобовых формируют симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Деревья образуют симбиоз с грибами, что позволяет получать больше воды из почвы. Грибы взамен получают органические вещества, созданные растением.

Побег — стебель с листьями и почками. Они могут быть расположены поочередно, супротивно (напротив друг друга), мутовками (группами), спирально. В строении побегов различают места прикрепления листьев — узлы. Участок побега между соседними узлами — междоузлие. Побег выполняет разные функции: дыхания, фотосинтеза, транспорта веществ.

По продолжительности жизни и степени одревеснения выделяют следующие жизненные формы растений: деревья, кустарники, травы. Последние еще делят на одно-, дву- и многолетние. Первые завершают жизненный цикл в течение 1 года. Двулетние в первый год образуют только вегетативные органы, на второй — цветут и образуют семена. Многолетники живут и цветут в течение продолжительного периода времени.

Почка — зачаточный побег. Различают вегетативные и генеративные почки. Вторые обычно более крупные, округлой формы. Внутри находится зачаток цветка.

Стебель — вегетативный орган растения, выполняющий функции опоры, проведения и запасания веществ. Для стебля характерны рост и ветвление. Орган принимает участие в вегетативном размножении. По характеру роста различают прямостоячие, ползучие, лазающие, цепляющиеся и вьющиеся стебли. К видоизменениям органа относят корневища, луковицы и клубни.

Лист обеспечивает фотосинтез, транспирацию (испарение воды), газообмен с внешней средой. Фотосинтез происходит в паренхиме листа. В строении органа выделяют листовую пластинку и черешок. В зависимости от количества этих составных частей различают простые и сложные листья. Форма и расположение на стебле, характер жилкования — важные систематические признаки.

Видоизменения листьев — приспособление к среде обитания:

мясистые чешуи;
сухие чешуи;
колючки;
усики.

Листья отличаются по размеру. У ряски, вольфии бескорневой они крошечные, у тропических пальм достигают нескольких метров в длину.

Цветок — это видоизмененный генеративный побег, который развивается из генеративной почки (Рис. 4). Строение цветка — важнейший систематический признак.

Рис. 4. Части цветка: 1— цветоножка и цветоложе; 2 — чашечка; 3 — лепестки венчика; 4 — тычинки; 5 — пестик.

Тычинка состоит из пыльника с пыльцой и тычиночной нити. В строении пестика различают верхнюю часть — рыльце и столбик, нижнее образование — завязь. Внутри находится семяпочка, из которой после оплодотворения развивается семя. Стенки завязи разрастаются и образуют плод.

Если в цветке имеются пестики и тычинки, то он относится к обоеполым. Однополые содержат только тычинки или только пестики. На однодомном растении расположены и тычиночные, и пестичные цветки. На двудомных развиваются или тычиночные, или пестичные цветки.

Упорядоченное расположение частей цветка отражают в формуле — условной записи строения с помощью обозначений (условных знаков). Например:

⚥ — символ обоеполого,
♀ — пестичного,
♂ — тычиночного цветка.

Семя — генеративный орган, который служит для распространения семенных растений, содержит запас питательных веществ для зародыша. Последний имеет все вегетативные органы в зачаточном состоянии.

Плод развивается из завязи цветка, служит для защиты и распространения семени. В зависимости от консистенции околоплодника, возникающего из стенок завязи, различают сухие и сочные плоды. Они могут быть одно- или многосемянными.

Жизнедеятельность растительного организма

Растение — живой организм, для которого характерны особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, раздражимость, развитие и воспроизведение. Основные метаболические процессы — фотосинтез, кислородное дыхание, корневое питание, водный обмен (Рис. 5).

Рис. 5. Жизнедеятельность растений

Фотосинтез происходит в зеленых клетках. Суть процесса — преобразование энергии света в энергию химических связей органических соединений. В превращениях веществ и усвоении энергии велика роль зеленого пигмента хлорофилла. Конечные продукты — сахар и крахмал.

Почвенное питание — процесс поглощения корнем воды с растворенными минеральными веществами. Неорганические соединения необходимы растениям для синтеза углеводов и белков, нуклеиновых кислот, АТФ. Недостаток питательных веществ приводит к минеральному голоданию растительного организма.

Клеточное дыхание у растений — процесс окисления органических соединений до углекислого газа и воды. Кислород поступает во все органы на свету и в темноте. Фотосинтез протекает только в зеленых клетках на свету. Дыхание, фотосинтез и водный обмен тесно связаны. Недостаток света, кислорода, воды отрицательно сказывается на жизнедеятельности растительного организма.

Размножение растений

Покрытосеменные размножаются вегетативным и половым способами. Первый тип воспроизведения себе подобных происходит за счет отделения и самостоятельного развития вегетативных органов либо их частей. Вегетативное размножение в природе осуществляется с помощью корневищ, клубней, луковиц, отпрысков, усов, выводковых почек и черенков. В практике растениеводства получили широкое распространение такие способы как черенкование, прививка, деление корневища, клональное размножение.

В половом размножении участвуют половые клетки. Они формируются в разных частях цветка — пыльцевом зерне и внутри семязачатков. Слияние гамет — оплодотворение — происходит после опыления. Так называют процесс переноса пыльцы на рыльце пестика.

У растений происходит двойное оплодотворение. Из вегетативной клетки пыльцы после опыления образуется трубка, растущая внутри пестика. Она достигает семязачатка. По пыльцевой трубке двигаются два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, другой — с центральной клеткой. Образуются зигота и триплоидная клетка, обеспечивающая зародыш запасом питательных веществ. Созревшие семена и плоды распространяются ветром, животными, водой, человеком.

Рис. 6. Развитие растения из семени

Процесс индивидуального развития, или онтогенез, делится у растений на эмбриональный, вегетативный, генеративный периоды и старение. Длительность каждого этапа онтогенеза зависит от видовой принадлежности растительного организма (Рис. 6).

Раздражимость — способность воспринимать и отвечать на воздействия окружающей среды. Растения реагируют на внешние изменения не так, как животные. Реакция сводится к перестройке метаболизма, ростовым движениям. При неблагоприятных воздействиях закрываются устьица, останавливаются рост и развитие.

Растительный организм — целостная система, в которой каждый орган выполняет определенные функции в тесной связи с остальными. Сложные процессы регулируются с помощью биоэлектрических импульсов, фитогормонов.

Читайте также: