Органы растений
У растений выделяют следующие органы: корень, побег, состоящий из стебля, листьев и почек, цветок, семя, плод. Все вышеперечисленные органы встречаются только у покрытосеменных растений; у голосеменных нет цветка и плода, у папоротникообразных отсутствуют цветок, семя и плод, у мохообразных есть только побег. Корень и побег относятся к вегетативным органам, остальные - к генеративным. Вегетативные органы отвечают за питание и обмен веществ растения, т.е. обеспечивают его существование. Генеративные органы осуществляют семенное размножение растений. Иногда встречается термин «репродуктивные органы» - это органы, служащие для размножения, т.е. к ним можно отнести и вегетативные, и генеративные органы.
КОРЕНЬ
Корень - вегетативный осевой орган растения, обладающий радиальной симметрией и чаще всего находящийся в почве. На корнях растений никогда не образуется генеративных органов и листьев.
Функции :
- Поглощение воды и минеральных веществ.
- Опора.
- Запас питательных веществ.
- Синтез органических веществ (фитогормоны, алкалоиды).
- Главный (развивается из зародышевого корешка семени).
- Придаточные (развиваются на подземных или надземных частях побега).
- Боковые (возникают при боковом ветвлении корней, т.е. они развиваются на главном, придаточных и боковых корнях).
Строение корня . Строение корня на продольном срезе . Верхушка корня покрыта корневым чехликом (это живые клетки, которые защищают верхушечную меристему корня). Начиная с верхушки корня, выделяют следующие зоны :
- Зона деления - находится сразу под чехликом.
- Зона роста.
- Зона всасывания.
- Зона проведения, в которой происходит образование боковых корней.
В зоне всасывания клетки ризодермы имеют выросты - корневые волоски, через которые корни растений всасывают из почвы воду и минеральные вещества. Благодаря корневым волоскам поверхность всасывания увеличивается в 10 и более раз. В корневом волоске есть крупная вакуоль, ядро смещено на кончик волоска. Под ризодермой расположена кора, состоящая из тонкостенных живых клеток. В центре корня находится центральный цилиндр из луба и древесины. Сердцевина в корне не образуется.
В зоне проведения между древесиной и лубом возникает камбий, отвечающий за рост в толщину. Ткани коры не могут следовать за вторичным утолщением и погибают, а благодаря работе феллогена на поверхности корня появляется новая покровная ткань - пробка.
Поглощение корнями воды и минеральных солей происходит всеми зонами корня, но наиболее активно идет в зоне всасывания. Из корневых волосков вода и минеральные соли попадают в кору корня, а из нее в древесину, по которой осуществляется дальнейший транспорт в стебель. Существует два пути поступления воды и растворенных в ней веществ: через клеточные стенки или через живое содержимое клеток. Осмос - это засасывание воды более концентрированным раствором в клетку. Благодаря осмосу создается корневое давление - сила, способствующая одностороннему движению воды по ксилеме снизу вверх (из корня в стебель).
Дыхание корней. Корень поглощает кислород и выделяет углекислый газ в процессе дыхания. Это подтверждается следующим опытом: если в пробирку на некоторое время поместить корень растения, затем вынуть его и опустить в пробирку горящую спичку, то спичка практически мгновенно погаснет.
Видоизменения корней
- Корнеплод - это орган, в образовании которого участвует нижняя часть стебля и главный корень (морковь, свекла, репа, редис). Основная функция корнеплода - запасание питательных веществ.
- Корневые клубни или корневые шишки - это утолщение придаточных корней (георгин, батат, чистяк). Основная функция - запас питательных веществ и вегетативное размножение.
- Бактериальные клубеньки (бобовые) - это утолщения на корнях, внутри которых находятся бактерии. Бактерии переводят азот из атмосферы в вещества, которые усваиваются растением; растение дает бактериям органические вещества, т.е. это пример симбиоза.
Обработка почвы. При перекопке улучшается структура почвы, корни располагаются во всем паханном горизонте, где получают необходимое количество воды и воздуха. При рыхлении верхнего слоя почвы (культивации) разрушается почвенная корка, улучшается водный и воздушный режим.
Полив. Должен быть равномерным и достаточным. В сельском хозяйстве есть направление - гидропоника, когда выращивание растений осуществляется в водных питательных растворах без почвы.
Пикировка - удаление верхушки главного корня. Корневая система становится более мощной и развивается в верхнем, наиболее плодородном горизонте.
Удобрения. Бывают минеральные и органические удобрения. Минеральные подразделяются на азотные (селитра, мочевина), фосфорные (суперфосфат, двойной суперфосфат), калийные (сульфат калия, хлорид калия), комплексные (содержат фосфор, азот и калий, например нитрофоска) и микроудобрения (содержат микроэлементы - цинк, железо, бор, молибден). К органическим относят навоз, торф, птичий помет (гуано). Азотные удобрения отвечают за рост и более быстрое развитие растений (увеличение вегетативной массы). Калийные способствуют улучшению качества плодов, усиливают стойкость растений к некоторым заболеваниям, повышают морозостойкость и засухоустойчивость. Фосфорные улучшают рост корневой системы, увеличивают урожай и улучшают его качество, ускоряют созревание растений, повышают их устойчивость к засухе. Микроудобрения способствуют синтезу в растении необходимых для роста и развития веществ. Все удобрения вносят в строго определенном количестве. Азотные удобрения вносят весной, калийные и фосфорные - обычно осенью. Применение удобрений возможно в сухом виде (весной перед посевом или осенью при перекопке) и в жидком виде - корневые и внекорневые подкормки (растворы концентрацией не более 10% и 1% соответственно) во время вегетации.
ПОБЕГ
Это орган, состоящий из стебля, листьев и почек и чаще всего располагающийся в наземно-воздушной среде. Узел - это участок стебля, на котором находится лист и пазушная почка. Междоузлие - это участок стебля между двумя соседними узлами. Угол, образованный листом и расположенным выше стеблем, называется пазухой листа .
Типы побегов
- Прямостоячие - стебель занимает вертикальное положение.
- Стелющиеся - стебель занимает горизонтальное положение.
- Ползучие - стебель занимает горизонтальное положение, и на нем образуются придаточные корни (луговой чай).
- Вьющиеся (фасоль).
- Цепляющиеся (чина).
- В зависимости от степени выраженности междоузлий: укороченные и удлиненные.
Почка - это зачаточный побег.
Виды почек
- По положению на стебле бывают верхушечные (на вершине побега) и боковые или пазушные почки (расположены в пазухе листьев).
- По наличию или отсутствию почечных чешуй - закрытые (почечные чешуи есть - дуб, тополь, липа) или открытые почки (почечных чешуй нет - клевер, крушина, элодея).
- По характеру внутреннего содержимого - вегетативные, генеративные (цветочные, у вишни) и смешанные почки (бузина, сирень). Вегетативные почки содержат зачатки только вегетативных органов, генеративные - только генеративных, смешанные - и генеративных, и вегетативных.
- Придаточные почки. Они находятся на междоузлиях стеблей, на листьях и на корнях.
- Спящие почки, располагающиеся на стебле, но не раскрывающиеся сразу после образования. Они являются как бы резервом побега (именно из-за наличия спящих почек тополя формируют новые побеги после сильной обрезки).
ЛИСТ
Лист - это вегетативный орган растения, занимающий боковое положение и осуществляющий воздушное питание растений. В отличие от других вегетативных органов, для листа не характерен неограниченный (т.е. в течение всей жизни) рост. Функции: ф отосинтез, испарение воды, газообмен.
Внешнее строение листа . Лист состоит из основания, черешка, листовой пластинки и прилистников. Прилистники могут срастаться, охватывая стебель - при этом образуется раструб (щавель). Основание - это часть листа, с помощью которой лист прикреплен к стеблю. Если основание разрастается и охватывает стебель, то образуется влагалище листа (пшеница, кукуруза, пырей).
Типы листьев . В зависимости от количества листовых пластинок, листья делят на простые (одна листовая пластинка, между ней и черешком нет сочленения) и сложные (одна или много листовых пластинок, обособленных от общего черешка). Среди сложных листьев выделяют: тройчатые (клевер, земляника, кислица), пальчатосложные (конский каштан), парноперистые (желтая акация) и непарноперистые (ясень, рябина, шиповник).
Жилкование — это расположение проводящих пучков (жилок) в листовой пластинке. Бывает:
- Перистое (сирень, береза, липа).
- Пальчатое (манжетка, клен).
- Дуговое (подорожник большой, ландыш).
- Параллельное (рожь, кукуруза, мятлик).
- Очередное листорасположение - от каждого узла отходит только один лист (береза, тополь, дуб).
- Супротивное листорасположение - от каждого узла отходит два листа (сирень, клен, бузина).
- Мутовчатое листорасположение - от каждого узла отходит три и более листьев (олеандр, вороний глаз, элодея).
Внутреннее строение листа . Снаружи находится покровная ткань - эпидерма. Устьица располагаются в основном с нижней стороны листа (у водных растений с плавающими листьями (кувшинка), наоборот, устьица, в основном, расположены на верхней стороне листьев). Покровная ткань листа выделяет особый слой, состоящий из восков - кутикулу, что уменьшает испарение с поверхности листа.
Между верхней и нижней эпидермой расположена основная ткань листа, которая состоит из столбчатой и губчатой паренхимы. Столбчатая (палисадная) паренхима расположена под верхней эпидермой и образована клетками, вытянутыми в перпендикулярном направлении к эпидерме. Губчатая паренхима находится под столбчатой тканью и состоит из рыхло расположенных клеток с большим количеством межклетников.
Жилки листа (проводящие пучки) не содержат камбия. Древесина располагается ближе к верхней поверхности листа, а луб - ближе к нижней. Снаружи проводящего пучка обычно располагается механическая ткань.
Процессы, происходяшие в листе
- Фотосинтез - это процесс образования органических веществ из неорганических при помощи солнечного света.
- Газообмен растений осуществляется в листьях через устьица. Днем в растение поступает и углекислый газ, и кислород, выделяется и кислород, и углекислый газ, т.е. днем в клетках растений параллельно идут два процесса - фотосинтез и дыхание. Ночью фотосинтез не происходит, в клетках происходит дыхание (в основном за счет кислорода, содержащегося в межклетниках).
- Испарение воды. Выделение воды растением происходит через устьица эпидермы. При этом происходит охлаждение растения, что спасает от перегрева, кроме того, поддерживается непрерывный ток воды из корней к листьям. От излишнего испарения растения могут защищаться следующим образом: уменьшение и (или) видоизменение листовой пластинки (ковыль, кактус); хорошо развитая кутикула (агава); большое количество волосков в эпидерме (сенполия).
- Листопад - это естественное опадение листьев. В связи с этим растения делятся на листопадные и вечнозеленые. Для вечнозеленых растений характерны многолетние листья (листья сосны живут 2-4 года, ели - 5-7 лет). У листопадных растений в конце вегетационного периода ежегодно опадают все листья (дуб, береза, клен). К концу лета - началу осени листья начинают стареть, в них уменьшается интенсивность обмена веществ, начинает разрушаться хлорофилл и хлоропласты, листья приобретают другую окраску (не у всех растений: например, листья сирени остаются зелеными). Между основанием листа и стеблем начинает формироваться отделительный слой клеток, состоящий из мертвых клеток пробки. В пазухе листа в это время окончательно сформировывается почка, после чего лист опадает. След от опавшего листа на стебле называется листовым рубцом. Значение листопада: удаление из организма ненужных веществ; уменьшение испарения, что особенно важно зимой, когда практически прекращается поступление воды из почвы; уменьшение массы побегов и их площади, что снижает количество снега, задерживающегося на ветках, следовательно, уменьшается вероятность поломки побегов.
- Колючки - развиваются у растений, обитающих в условиях недостаточного увлажнения (кактус)
- Усики (горох, чина).
- Ловчие приспособления насекомоядных растений (росянка).
- Чешуйки - мелкие, недоразвитые листья (ландыш, горох).
Стебель - это осевая часть побега. Функции: опора, транспорт веществ, запас веществ, фотосинтез (у молодых стеблей деревьев и кустарников, а также у трав).
Внутреннее строение стебля (на примере липы)
Первичное строение стебля:
а) Первичная кора. Снаружи находится эпидерма, под которой расположена основная фотосинтезирующая ткань. Кроме этих тканей, в состав первичной коры также входят механические ткани (чаще колленхима).
б) Центральный цилиндр, в котором выделяют проводящие ткани и сердцевину. Проводящие ткани представлены ксилемой и флоэмой; они образуют проводящие пучки. Сердцевина состоит из живых клеток.
Вторичное строение стебля. Его появление связано с закладкой камбия и заменой одного вида покровной ткани (эпидермы) другим (перидермой). Вторичное строение стебля включает следующие отделы: вторичную кору (пробка и луб), камбий, древесину и сердцевину.
Развитие побега из почки. Ветвление. Весной в растениях начинается сокодвижение, и необходимые вещества попадают внутрь почки. Клетки конуса нарастания начинают активно делиться, зачаточный стебель увеличивается, почечные чешуи раздвигаются и постепенно опадают, на их месте образуется почечное кольцо. Побег растет и развивается, на нем формируются новые листья и новые почки. Побег, который развился из почки за один вегетационный период, называется годичным приростом.
Во время развития побега происходит его ветвление. Ветвление - это образование новых побегов, расположенных под углом друг к другу. Выделяют два типа ветвления: верхушечное и боковое. Верхушечное ветвление осуществляется за счет разделения верхушечной образовательной ткани на две части (т.н. дихотомическое ветвление) и характерно для плауновидных. При боковом ветвлении новые побеги возникают из боковых почек. Разновидностью бокового ветвления является кущение, при котором образование новых побегов происходит из пазушных почек, находящихся у основания главного побега (злаки, кустарники).
Рост стебля. В длину осуществляется за счет деления и последующего роста клеток верхушечной и (или) вставочной образовательных тканей. В толщину рост идет за счет деятельности камбия. Работа камбия периодична: весной и в начале лета интенсивна, к концу вегетационного периода затихает. Камбий откладывает больше клеток в сторону древесины. В начале вегетационного периода камбий образует сосуды с большим просветом, механических элементов образуется мало, к концу вегетации просвет вновь образующихся сосудов уменьшается и образуется больше механических элементов. На поперечном спиле дерева эти различия видны невооруженным взглядом в виде годичных колец. Годичное кольцо - это прирост древесины за год по толщине стебля. По годичным кольцам можно определить возраст растения.
Транспорт веществ
- По древесине движется вода с растворенными в ней веществами (в основном это минеральные вещества, но также двигаются органические вещества, которые синтезируются или накапливаются в корнях) снизу вверх. В начале весны по древесине двигается раствор с преобладанием органических веществ.
- По лубу движутся растворенные органические вещества в обоих направлениях: от листьев в корни (сверху вниз) и от листьев к плодам и цветкам (снизу вверх).
- Колючки (боярышник) - выполняют защитные функции.
- Усик - это видоизмененный лист (горох) или весь побег (виноград). Функция: закручивание вокруг опоры, удержание побега в вертикальном положении.
- Надземный столон - это удлиненный ползучий побег. Он живет меньше года и выполняет функцию вегетативного размножения: на верхушке столона образуется укороченный побег («розетка»), который укореняется, и из него развивается новое растение (живучка, земляника).
- Кочан - это видоизмененная почка (капуста).
- Подземный столон. Выполняет функцию расселения и вегетативного размножения. Формируется из почек у основания стебля; обычно белого цвета с бесцветными чешуевидными листьями. У таких растений, как картофель, седмичник, на конце столона формируется клубень.
- Клубень - сильно утолщенный подземный побег (картофель, топинамбур, хохлатка, седмичник). Выполняет функцию запаса питательных веществ, обеспечивает переживание неблагоприятных условий, вегетативное размножение и возобновление.
- Луковица - подземный побег с очень коротким уплощенным стеблем (донцем) и сочными листьями (лилия, тюльпан, лук). Выполняет функции: запас питательных веществ, переживание неблагоприятных условий, возобновление, вегетативное размножение.
- Клубнелуковица - подземный побег растений. Имеет сухие, пленчатые листья, а запасные питательные вещества откладываются в стебле (крокус, гладиолус, безвременник).
- Корневище - подземный или надземный видоизмененный многолетний побег с чешуевидными или зелеными листьями. Отвечает за размножение, расселение, запас питательных веществ, возобновление и пережидание неблагоприятных условий среды (пырей, ландыш, ирис).
По мере усложнения растительных организмов, выхода их из воды на сушу произошла дифференциация тела на органы, в высших растений делятся на вегетативные и генеративные.
Вегетативные органы - органы, которые выполняют основные жизненные функции, служат для поддержания индивидуальной жизни растений, а также для вегетативного размножения. Такими органами в высших растений е корень и побег. Они обеспечивают рост, питание, фотосинтез, дыхание, транспортировки веществ. При изменении функции меняются и вегетативные органы, образуя видоизменения (метаморфозы).
Внешний вид и строение вегетативных органов приспособлена к выполнению свойственных им функций.
Корни в большинстве высших растений образуют подземную часть и служат для закрепления растения в почве и минерального питания. Поэтому корень отличается от побега, который формирует надземную часть растения. Корни не имеют в своих клетках хлоропластов, они не образуют листьев и почек, корневая система является более разветвленной и тому подобное. Выполнение корнем других функций привело к появлению его видоизменений (например, корнеплоды в моркови для запасания веществ, корни-придирки в плющей для поднятия растения вверх и т.д.).
Побег состоит из стебля, листьев и почек, которые образуют надземную часть растения. Стебель служит местом прикрепления и опоры для листьев, цветков, почек, обеспечивает связь между всеми частями растения. Но основной его функцией является транспортировка веществ. Стебель также может выполнять другие функции, поэтому существуют и его видоизменения (например, луковицы выполняют функции запасания и вегетативного размножения). Листок - это орган воздушного питания, который выполняет функции фотосинтеза, дыхания и испарения воды, которое предотвращает перегрев растения. Видоизменения листьев связанные с приспособлением растений к условиям существования (например, в засушливых условиях у кактусов листья приобрели форму колючек). Почка - зачаточный побег, состоящий из стеблевой и листовой частей. За счет верхушечной почки побег растет в высоту, а за счет боковых - ветвится. Различают также почки вегетативные, из которых образуются новые листья, и генеративные, из которых развивается цветок или соцветие.
Строение и функции корня
Корень - это осевой вегетативный орган растений, обладающий неограниченным верхушечным ростом, положительным геотропизм, имеет радиальную симметрию, способность к ветвлению, никогда не имеет листьев и образует подземную систему. Появление корня в процессе эволюции растений - важный ароморфоз, одно из приспособлений к жизни на суши. Впервые настоящие корни в виде дополнительных появляются в плавуно-, хвощо- и папоротникообразных. Особенностями строения корня является то, что он никогда не образует листьев, а не расчлененный на узлы и междоузлия, может иметь первичную (без камбия ) и вторичную (с камбием ) строение и др.
Основными функциями корней являются:
■ механическая (закрепление растений в субстрате)
■ транспортная (поглощение и транспортировки воды и растворенных минеральных веществ).
■ запасающая (откладывание питательных веществ в корнеплодах моркови, свеклы, корневых клубнях картофеля)
■ дыхательная (дышат все живые корни, но специализированными видоизменениями является пневматофоры в мангровых деревьев, болотного кипариса обеспечивают подземную часть растений, которые растут в заболоченных местностях, кислородом из воздуха);
■ опорная (ходульные корней кукурузы, опорные корни баньяна, корни-придирки плюща осуществляют сопротивления)
■ множительная (дополнительные корни могут осуществлять вегетативное размножение растений, например, корневые побеги в сирени)
■ симбиотическая (благодаря корням растения могут вступать в взаимовыгодное сосуществование с другими организмами, например, бактериориза клубеньковых бактерий с бобовыми растениями, микориза грибов с дубом, березой, осиной)
■ синтезирующая (корни осуществляют первичный синтез органических веществ: аминокислот, гормонов, алкалоидов)
■ выделительная (корни могут выделять в почву или воздуха углекислый газ, органические кислоты, слизь для растворения веществ почвы, влияния на другие растения и почвенные микроорганизмы).
Растениями называют фотосинтезирующие живые организмы, относящиеся к эукариотам. Они имеют клеточную целлюлозную оболочку, запасное питательное вещество в виде крахмала, малоподвижны или неподвижны и растут в течение всей жизни.
Содержащийся в них пигмент хлорофилл придает растениям зеленую окраску. На свету из углекислого газа и воды они создают органические вещества и выделяют кислород, обеспечивая тем самым питание и дыхание всех остальных живых организмов. Растения также обладают регенерирующей способностью, могут восстанавливать вегетативные органы .
Наука, изучающая строение и жизнедеятельность растений, их систематику, экологию и распространение, называется ботаникой (от греч. ботанэ – трава, зелень и логос – учение).
Растения составляют основную часть биосферы , образуя зеленый покров Земли. Они обитают в различных условиях – воде, почве, наземно-воздушной среде, занимают всю сушу нашей планеты , за исключением ледяных пустынь Арктики и Антарктиды.
Жизненные формы растений. Деревья характеризуются наличием одревесневшего стебля – ствола, сохраняющегося на протяжении всей жизни. Кустарники имеют несколько небольших стволиков. Для трав характерны сочные, зеленые, неодревесневшие побеги.
Продолжительность жизни. Различают однолетние, двулетние, многолетние растения. Деревья и кустарники относятся к многолетним растениям, а травы могут быть как многолетними, так и однолетними и двулетними.
Строение растений. Тело растений обычно расчленено на корень и побег. Из высших растений наиболее высокоорганизованными, многочисленными и распространенными являются цветковые растения. Кроме корня и побега, они имеют цветки и плоды – органы, отсутствующие у других групп растений. Строение растений удобно рассмотреть на примере цветковых растений. Вегетативные органы растений, корень и побег, обеспечивают их питание, рост и бесполое размножение.
Рис. 62. Типы корневых систем: 1 – стержневая; 2 – мочковатая; 3 – конусовидный корнеплод петрушки; 4 – репчатый корнеплод свеклы; 5 – корневые шишки георгины
С помощью (рис. 62) корня растение закрепляется в почве. Он также обеспечивает поступление воды и минеральных веществ и нередко служит местом синтеза и запасания питательных веществ.
Корни начинают формироваться уже в зародыше растения. При прорастании семени из зародышевого корешка образуется главный корень. Через некоторое время от него отрастают многочисленные боковые корни. У ряда растений от стеблей и листьев образуются придаточные корни.
Совокупность всех корней называют корневой системой. Корневая система может быть стержневой, с хорошо развитым главным корнем (одуванчик, редис, яблоня) или мочковатой, образованной боковыми и придаточными корнями (ячмень, пшеница, лук). Главный корень в таких системах слабо развит или совсем отсутствует.
У ряда растений в корнях запасаются питательные вещества (крахмал, сахар), например у моркови, репы, свеклы. Такие видоизменения главного корня называют корнеплодами. У георгины питательные вещества откладываются в утолщенных придаточных корнях, их называют корнеклубнями. Встречаются в природе и другие видоизменения корней: корни-прицепки (у лиан, плюща), воздушные корни (у монстеры, орхидеи), ходульные корни (у мангровых растений – баньяна), дыхательные корни (у болотных растений).
Растет корень верхушкой, где находятся клетки образовательной ткани – точка роста. Она защищена корневым чехликом. Корневые волоски всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами в зоне всасывания. По проводящей системе корня вода и минеральные вещества поступают вверх к стеблям и листьям, а вниз передвигаются органические вещества.
Побег – это сложный вегетативный орган, состоящий из почек, стебля и листьев. Наряду с вегетативными у цветковых растений имеются генеративные побеги, на которых развиваются цветки.
Побег образуется из зародышевой почки семени. Развитие побегов многолетних растений из почек хорошо заметно весной.
По расположению почки на стебле различают верхушечную и боковые почки. Верхушечная почка обеспечивает рост побега в длину, а боковые – его ветвление. Почка снаружи покрыта плотными чешуями, часто пропитанными смолистыми веществами, внутри находятся зачаточный побег с конусом нарастания и листочки. В пазухах зачаточных листьев располагаются едва заметные зачаточные почки. В генеративной почке находятся зачатки цветков.
Стебель – это осевая часть побега, на которой располагаются листья и почки. Он выполняет опорную функцию в растении, обеспечивает передвижение воды и минеральных веществ от корня вверх к листьям, органических веществ – вниз, от листьев к корню.
Внешне стебли весьма разнообразны: у кукурузы, подсолнечника, березы – прямостоячие; у пырея, лапчатки – ползучие; у вьюнка, хмеля – вьющиеся; у гороха, лианы, винограда – лазящие.
Внутреннее строение стебля различно у однодольных и двудольных растений (рис. 63).
Рис. 63. Внутреннее строение стебля. Поперечный разрез: 1 – стебля кукурузы (сосудистые пучки располагаются по всему стеблю); 2 – ветки липы
1. У двудольного растения стебель снаружи покрыт кожицей – эпидермой, у многолетних одревесневших стеблей кожица заменяется пробкой. Под пробкой располагается луб, образованный ситовидными трубками, обеспечивающими перемещение органических веществ по стеблю. Лубяные механические волокна придают стеблю прочность. Пробка и луб образуют кору.
К центру от луба находится камбий – одинарный слой клеток образовательной ткани, обеспечивающий рост стебля в толщину. Под ним располагается древесина с сосудами и механическими волокнами. По сосудам перемещаются вода и минеральные соли, а волокна придают древесине прочность. При нарастании древесины образуются годичные кольца, по которым определяется возраст дерева.
В центре стебля расположена сердцевина. Она выполняет запасающую функцию, в ней откладываются органические вещества.
2. У однодольных растений стебель не разделен на кору, древесину и сердцевину, камбиальное кольцо у них отсутствует. Проводящие пучки, состоящие из сосудов и ситовидных трубок, равномерно располагаются по всему стеблю. Например, у злаков стебель – соломина, внутри полый, а проводящие пучки располагаются по периферии.
У ряда растений встречаются видоизмененные стебли: колючки у боярышника, служащие для защиты; усики у винограда– для прикрепления к опоре.
Лист – это важный вегетативный орган растения, выполняющий основные функции: фотосинтез, испарение воды и газообмен.
У растений различают несколько типов листорасположения: очередное, когда листья расположены поочередно друг за другом, супротивное – листья располагаются друг напротив друга и мутовчатое – три и более листа отходят от одного узла (рис. 64).
Рис. 64. Листорасположение: 1 – очередное; 2 – супротивное; 3 – мутовчатое
Лист состоит из листовой пластинки и черешка, иногда имеются прилистники. Листья без черешка называют сидячими. У некоторых растений (злаки) бесчерешковые листья образуют трубку – влагалище, обхватывающую стебель. Такие листья называют влагалищными (рис. 65).
Рис. 65. Виды листьев (А): 1– черешковый; 2 – сидячий; 3 – влагалищный; жилкование листьев (Б): 1 – параллельное; 2 – дуговое; 3 – сетчатое
Листья могут быть простыми и сложными. Простой лист имеет одну листовую пластинку, а сложный – несколько листовых пластинок, расположенных на одном черешке (рис. 66).
Рис. 66. Листья простые: 1 – линейный; 2 – ланцетный; 3 – эллиптический; 4 – яйцевидный; 5 – сердцевидный; 6 – округлый; 7 – стреловидный; сложные: 8 – парноперистый; 9 – непарноперистый; 10 – тройчатый; 11 – пальчатосложный
Разнообразны формы листовых пластинок. У простых листьев листовые пластинки могут быть цельными и рассеченными с различными краями: зубчатыми, пильчатыми, городчатыми, волнистыми. Сложные листья могут быть парно– и непарноперистосложными, пальчатосложными, тройчатыми.
В листовой пластине находится система жилок, выполняющих опорную и транспортную функции. Различают сетчатое жилкование (у большинства двудольных растений), параллельное (злаки, осоки) и дуговое (ландыш) (см. рис. 65).
Внутреннее строение листа (рис. 67). Снаружи лист покрыт эпидермой – кожицей, которая защищает внутренние части листа, регулирует газообмен и испарение воды. Клетки кожицы бесцветны. На поверхности листа могут быть выросты клеток кожицы в виде волосков. Их функции различны. Одни защищают растение от поедания животными, другие – от перегрева. Листья некоторых растений покрыты восковым налетом, плохо пропускающим влагу. Это способствует уменьшению потери воды с поверхности листьев.
Рис. 67. Внутреннее строение листа: 1 – кожица; 2 – устьице; 3 – столбчатая ткань; 4 – губчатая ткань; 5 – жилка листа
На нижней стороне листа у большинства растений в эпидерме находятся многочисленные устьица – отверстия, образованные двумя замыкающими клетками. Через них осуществляются газообмен, испарение воды. Днем устьичная щель открыта, а на ночь закрывается.
Внутренняя часть листа образована основной ассимилирующей тканью, обеспечивающей процесс фотосинтеза. Она состоит из двух типов зеленых клеток – столбчатых, расположенных вертикально, и округлых, рыхло расположенных губчатых. Они содержат большое количество хлоропластов, которые и придают зеленый цвет листу. Мякоть листа пронизана жилками, образованными проводящими сосудами и ситовидными трубками, а также волокнами, придающими прочность. По жилкам синтезированные в листе органические вещества передвигаются к стеблю и корням, а обратно идет приток воды и минеральных веществ.
В наших широтах ежегодно наблюдается массовое сбрасывание листвы – листопад. Это явление имеет важное приспособительное значение, оно предохраняет растение от иссушения, замерзания, предотвращает поломку ветвей деревьев. Кроме того, с мертвыми листьями растение освобождается от ненужных и вредных для него веществ.
Многие растения имеют видоизмененные листья, выполняющие специфические функции. Усики гороха, цепляясь за опору, поддерживают стебель, в чешуйчатых листьях лука запасаются питательные вещества, колючки барбариса предохраняют его от поедания, ловушки росянки заманивают и ловят насекомых.
У большинства многолетних травянистых растений происходит видоизменение побегов, которые приспособились к выполнению разнообразных функций (рис. 68).
Рис. 68. Видоизменения побегов: 1 – корневище купены; 2 – луковица лука; 3 – клубень картофеля
Корневище – это видоизмененный подземный побег, выполняющий функции корня, а также служащий для запасания питательных веществ и вегетативного размножения растений. В отличие от корня корневище имеет чешуйки – видоизмененные листья и почки, оно растет горизонтально в земле. От него отрастают придаточные корни. Корневище имеется у ландыша, осоки, купены, пырея ползучего.
У земляники образуются надземные видоизмененные столоны – усы, обеспечивающие вегетативное размножение. При соприкосновении с землей они укореняются с помощью придаточных корней и образуют розетку листьев.
Подземные столоны – клубни у картофеля – это также видоизмененные побеги. В хорошо развитой сердцевине их сильно утолщенного стебля запасаются питательные вещества. На клубнях можно видеть глазки – почки, расположенные по спирали, из которых развиваются надземные побеги.
Луковица – это укороченный побег с сочными листьями. Нижняя часть – донце является укороченным стеблем, от которого отрастают придаточные корни. Луковица образуется у многих лилейных (тюльпана, лилий, нарциссов).
Видоизмененные побеги служат для вегетативного размножения растений.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Растения условно делятся на низшие и высшие. У низших растений тело не расчленено на органы и ткани и называется слоевищем или талломом. У высших растений имеются органы и истинные ткани.
Особенности строения растительной клетки:
Наличие плотной целлюлозной оболочки с плазмодесмами (порами);
Наличие вакуолей, содержащих клеточный сок;
Содержит хлорофилл, в клетках зелёных водорослей в хроматофорах, в клетках остальных растений в хлоропластах.
Нет клеточного центра
Органы растения: вегетативные (корень, стебель, лист); генеративные (цветок – плод)
Вегетативные органы растения Корень: функции, строение, видоизменения
Корень – подземный вегетативный орган растения, имеющий осевое строение и обладающий неограниченным верхушечным ростом. На корне отсутствуют листья, он не расчленён на узлы и междоузлия, не несёт в определённом порядке расположенных почек и обладает положительным геотропизмом.
Функции корня :
1. Закрепление и удержание растений в почве.
2. Всасывание воды и минеральных веществ, их передвижение по восходящим путям древесины в надземные органы растения.
3. Передвижение органических веществ по нисходящим путям луба.
4. Синтез аминокислот, витаминов, гормонов, ферментов и др.
5. Запасание питательных веществ.
6. Вегетативное размножение.
Зародышевый корешок, который выходит из семени при прорастании, превращается в главный корень . Он может ветвиться, образуябоковые корни второго, третьего и следующих порядков. На побеге могут развиватьсяпридаточные корни .
Совокупность всех корней растения образует его корневую систему . Различают два типа корневых систем:
Стержневую, в которой преимущественно развит главный корень, который длиннее и толще других корней. Характерна для двудольных растений.
Мочковатую , образованную массой придаточных корней. Она характерна для однодольных растений.
Зоны корня:
1. Корневой чехлик – покровная ткань, постоянно слущивающиеся клетки, обеспечивает защиту кончика корня.
2 .Зона деления – активно делящиеся клетки образовательной ткани, обеспечивает рост корня в длину.
3. Зона роста (растяжения)– содержит быстрорастущие клетки, которые впоследствии дифференцируются в клетки других тканей.
4. Зона всасывания характеризуется наличием корневых волосков, образованных клетками покровной ткани. Корневые волоски поглощают воду и минеральные соли. Оболочка клеток корневых волосков тонкая – это облегчает всасывание. Почти всю клетку корневого волоска занимает крупная вакуоль, а ядро располагается у верхушки волоска. С ростом корня корневые волоски погибают, и зона всасывания образуется заново.
В зоне всасывания наблюдается дифференциация клеток на ткани. Снаружи располагается эпиблема – всасывающая ткань, каждая клетка которой образует корневой волосок. За эпиблемой находится первичная кора, перицикл и центральный осевой цилиндр (стела).
Первичная кора корня состоит из живых тонкостенных паренхимных клеток. Основные функции первичной коры – транспортная (горизонтальный перенос вещества) и запасающая.
Наружный слой клеток стелы называется перициклом. Его клетки могут делиться. В перицикле закладываются боковые корни и придаточные почки, с помощью которых осуществляется вегетативное размножение.
Центральный осевой цилиндр состоит из разных тканей – проводящих, механических и основной. Участки древесины и луба чередуются: расположение древесины (на поперечном срезе) напоминает звезду, между лучами которой находится луб. В центре корня могут находиться механическая и основная ткани. По сосудам древесины происходит транспорт воды и минеральных веществ в надземные органы растений – это восходящий ток. По ситовидным трубкам луба из листьев и стебля в корень оттекают органические вещества – это нисходящий ток.
Воду и минеральные вещества корень всасывает из почвы при помощи корневых волосков. Вода поступает в корневой волосок за счёт осмоса, затем проходит путь по живым клеткам первичной коры корня и попадает в сосуды древесины центрального осевого цилиндра. Минеральные вещества всасываются корневыми волосками в результате пассивного или активного (с затратой энергии) транспорта через клеточную мембрану. В результате в сосудах древесины корня развивается повышенное осмотическое давление. При превышении осмотического давления в сосудах корня над осмотическим давлением почвенного раствора развивается корневое давление. Корневое давление наряду с испарением участвует в движении воды по телу растения.
5. Зона проведения содержит сосуды и ситовидные трубки, осуществляющие транспорт веществ. В зоне проведения в перицикле закладывается камбий (вторичная меристема) который обеспечивает рост корня в толщину.
Видоизменения корней: Способность корней к видоизменениям в широких пределах – важный фактор в борьбе за существование.
1. Корнеплоды. Выполняют запасающую функцию у многих двулетних растений (морковь, свёкла, репа). Они имеют двойное происхождение: верхняя часть образуется из стебля, а нижняя – из утолщения главного корня. В корнеплодах откладываются крахмал, сахар и т. д.
2. Корнеклубни , запасающие придаточные корни (георгин, батат).
3. Корни-прицепки у лазающих растений (плющ).
4. Воздушные корни , развивающиеся у тропических эпифитов и обеспечивающие всасывание из влажного воздуха воды и минеральных веществ (орхидеи).
5. Дыхательные корни растений, растущих на заболоченных почвах (американский болотный кипарис); эти корни приподнимаются над поверхностью почвы и снабжают подземные части растений воздухом, который поглощается через специальные отверстия.
6. Ходульные корни , образующиеся у деревьев, которые растут на литорали тропических морей (мангры); эти корни сильно ветвятся и укрепляют растение в зыбком грунте.
7. Микориза – симбиоз (сожительство) корней высших растений и почвенных грибов. Растения снабжают грибы растворимыми углеводами, а грибы доставляют растению минеральные вещества.
8. Симбиоз между азотфиксирующими бактериями и корнями бобовых растений . Бактерии фиксируют атмосферный азот и переводят его в соединения, которые усваиваются растениями.
Понятие об органах растений
Определение 1
Орган - это часть растительного организма, приспособленная к исполнению одной или нескольких функций.
У растений различают две группы взаимосвязанных в целостную систему органов - вегетативные и генеративные.
К вегетативным относятся корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек, а к генеративным - цветок, плод и семя (у споровых это спорангий, у голосемянных - шишка).
Вегетативные органы растений
Определение 2
Вегетативными органами (от лат. vegetativas - растительный) у растений называются те, которые поддерживают основные жизненные процессы, то есть исполняют основные функции его питания и обмена веществ со средой.
Эти органы образовались в результате расчленения однородного тела низших растений (водорослей) - талома. Причиной этого стал переход от водного к наземному образу жизни.
Одной из общих особенностей вегетативных органов есть их полярность. Каждый орган имеет два полюса: верхний, или верхушечный, и нижний, или основный. Вегетативные органы способны определённым образом ориентироваться в пространстве: корень всегда растёт к центру Земли (позитивный геотропизм), стебель - от центра Земли (отрицательный геотропизм). Осевые органы - стебель и корень - расположены вертикально к поверхности Земли (ортотропные органы) а листья - под углом (плагиотропные органы). Такая специализация обусловлена двумя сферами питания растений (почвенной и атмосферной), а значит, двусторонним потоком воды с растворёнными минеральными и органическими веществами.
Корень имеет неограниченный рост, не имеет листьев. Обеспечивает поглощение и транспортировку воды и растворённых в ней соединений, синтез (а часто и запасание) веществ, дыхание.
Стебель в типичных случаях - осевой полисимметрический орган неограниченного роста. Стебель обеспечивает связь между листьями и корнями, содействует образованию крепкой ассимиляционной поверхности листьев и наилучшему размещению их относительно света, запасает питательные вещества.
Лист - боковой орган ограниченного роста, нарастает основой путём вставочного роста (у однодольных) или всей поверхностью (у двудольных). Лист состоит из листовой пластинки и черешка, прилистников; листья без черешка называются сидячими (рожь). У однолетних растений протяжённость жизни листа аналогична периоду жизни стебля. У деревьев и кустов - временный орган. Основные функции листа : фотосинтезирующая, газообменная, транспираторная, размножения, защитная (колючки), очистительная (листопад), питательная (росянка).
Замечание 1
Вегетативные органы не берут участия в половом размножении но все таки могут способствовать так называемому вегетативному способу размножения растений (с помощью корневищ, луковиц клубней, усов и т. п.). При таком способе размножения новый организм вырастает из многоклеточной части материнского организма.
Расчленение тела растений на органы и образование большого количества веток, листьев и корней дали возможность развить огромную фотосинтезирующую поверхность и поглощать достаточное количество воды и минеральных элементов.
Генеративные органы растений
Определение 3
Генеративные (репродуктивные) органы (от лат. genero - рождаю ) растений возникли значительно позже, чем вегетативные. Цветок, семя и плод, которые из него образуются, считают высшим достижением процесса размножения в растительном мире. Благодаря генеративным органам обеспечивается процесс полового размножения.
Генеративные органы цветковых растений - цветы, за счет которых и формируются плоды с семенами. Процесс полового размножение цветковых растений происходит, когда растение цветёт (цветки раскрываются).
По форме, размерам, цвету и особенностями строения цветы очень разнообразны. Однако основная схема строения и процессы развития цветка у всех растений идентичны. Цветок имеет тычинки, пестики и околоцветник (лепестки и чашечка). Основная функция тычинок - формирование пыльцевых зёрен с мужскими половыми клетками (спермиями). В пестиках находятся семенные зачатки, а в них - женские половые клетки (яйцеклетки).
Из семенного зачатка в результате оплодотворения образуется семя, внутри которого под кожицей есть зародыш и эндосперм. Окружены семена околоплодником, который образовался из стенок завязи. Вместе семена и околоплодник образуют плод. После периода покоя семена при благоприятных условиях прорастают и из них развивается молодое растение.
Замечание 2
Генеративные органы споровых растений - мхов, хвощей, папоротников - имеют иное строение.