Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Строение клетки. Вегетативные и генеративные органы растений



1. Строение клетки

корень генеративный вегетативный растение

Чтобы лучше понять, как живет растение, надо познакомиться с внутренним строением его органов. Великий русский ученый К.А. Тимирязев в своей классической работе «Жизнь растений» рекомендовал начинать изучение организма с клетки, так как организм и клетка неразрывно между собой связаны. Он писал: «В клеточке мы должны видеть исходное начало всякого организма», «…без знакомства с клеточкой невозможно понять строение и жизнь растительных органов, которые образованы их сочетанием»…

Что же собой представляет клетка? Как ее изучать? Рассмотреть клетку можно с помощью увеличительных приборов: самого простого, называемого лупой (увеличивает в 2-25 раз), и микроскопа. Первый микроскоп, сконструированный голландским ученым Антони ван Левенгуком, увеличивал в 270 раз (XVII век). Современные световые микроскопы увеличивают изображение в 3600 раз, а изобретенный в XX веке электронный микроскоп увеличивает в десятки и сотни тысяч раз.

Наиболее простой микропрепарат для рассмотрения клетки под микроскопом изготовить можно самому из кожицы чешуи лука. Для этого с луковицы репчатого лука надо снять наружные сухие чешуи, затем с внутренней поверхности белой мясистой чешуи иглой отделить кусочек тончайшей прозрачной кожицы, которую положить в каплю воды на предметное стекло, аккуратно расправить и прикрыть кожицу тонким покровным стеклом. В воду необходимо добавить каплю йода, что позволит лучше рассмотреть препарат.



Рассмотрев препарат под микроскопом, можно увидеть, что клетка имеет оболочку, цитоплазму, в которой расположены органоиды (ядро с ядрышком) и вакуоли с клеточным соком.

Оболочка придает форму клетке и защищает от внешних воздействий.

Цитоплазма - это живое бесцветное вязкое вещество, в котором расположены все органоиды клетки, важнейшим из которых является ядро.

Ядро - имеет сложный состав и строение. Без ядра клетка не может расти, делиться и через некоторое время погибает. Цитоплазма и ядро - важнейшие части клетки.

В цитоплазме расположены пластиды - зернистые образования различной формы.

У цветковых растений пластиды могут быть зеленой окраски (хлоропласты), желтой, оранжевой, красной (хромопласты) и бесцветные (лейкопласты).

От пластид зависит окраска органов растения. В клетках, особенно в старых, расположены полости с клеточным соком, которые называются вакуолями. В клеточном соке вакуолей содержатся сахар, соли, красящие вещества, растворенные в воде.

Между оболочками клеток находится межклеточное вещество, соединяющее клетки. Если межклеточное вещество разрушается, то клетки разъединяются. По форме растительные клетки бывают самыми разнообразными? но имеют общее строение.

· 1 - клетки арбузной мякоти;

· 2 - клетки кожицы лука;

· 3, 4 - клетки мякоти зеленого листа;

· 5 - клетки волокна традесканции;

· 6,7 - клетки скорлупы орехов;

· 8 - клетки корневого волоска;

· 9,10 - клетки жгучих волосков листьев;

· 11,12 - клетки проводящих тканей.

Каждая живая клетка дышит, питается, растет и размножается. Вещества, необходимые для питания и дыхания клетки, поступают в нее из других клеток и из межклетников, а все растение получает их из воздуха и почвы. Растение увеличивается в размерах в результате роста и деления клеток.

Делению клетки предшествует деление ее ядра. Перед делением клетки ядро увеличивается, и в нем становятся хорошо заметны хромосомы - тельца обычно цилиндрической формы, которые передают наследственные признаки от клетки к клетке.

Новые клетки образуются обычно двумя способами:

1. Делением;

2. Слиянием.

Две дочерние клетки, образующиеся после деления материнской, наследуют ее признаки за счет равномерного распределения хромосом (от греч. «хрома» - краска и «сома» - тело). По количеству хромосом в ядре клетки бывают гаплоидными (от греч. «гаплос» - единичный) - с одинарным набором хромосом, и диплоидными (от греч. «диплос» - двойной) с двойным набором хромосом. Гаплоидные клетки обозначаются латинской буквой «n», а диплоидные - «2n».

Клетки, образовавшиеся в результате деления, растут, достигают размера материнской клетки и опять делятся, обеспечивая рост и развитие организмов.

Образование одной клетки в результате слияния двух происходит во время полового процесса. Сливающиеся клетки называют половыми, или гаметами. Их слияние обеспечивает размножение организмов.

В многоклеточных организмах группы клеток, сходные по своему строению и выполняющие одинаковую функцию, называют тканью. В растительном организме различают несколько видов тканей.

2. Ткани

Образовательные



Клетки образовательной ткани небольших размеров имеют тонкую оболочку и крупное ядро. Из них формируются другие виды тканей.

Питающие

Клетки питающей или ассимиляционной ткани содержат хлоропласты и осуществляют процесс фотосинтеза (в листе), клетки питающей ткани корня всасывают из почвы воду и минеральные вещества.

Запасающие.

В клетках запасающей ткани откладываются запасы питательных веществ.

Проводящие



По клеткам проводящей ткани передвигаются вода и растворенные в ней вещества.

Покровные

Клетки покровной ткани защищают внутренние ткани от высыхания, температурных перепадов и различных повреждений.

Механические

Клетки механической ткани придают прочность всем органам растения.

Таким образом, исходным началом любого живого организма является клетка - основная структурная и функциональная единица всех растений. В клетке протекают жизненно важные процессы, связанные с поступлением веществ, их обменом, превращением энергии, синтезом различных органических соединений, происходят рост, развитие, реакции наследования и образования биологически активных веществ. Из клеток состоят ткани, из тканей состоят органы, из органов состоит цветковое растение, в котором клетки функционируют в определенной взаимосвязи, как в целостном живом организме.

3. Генеративные органы

Генеративные органы цветков - к ним относятся цветки, плоды и семена. Это органы, с помощью которых происходит семенное размножение растений.

Цветок - это укороченный видоизмененный побеге с ограниченным ростом, содержащий вместо обычных зеленых листьев концентрически расположенные листья, приспособленные для выполнения функций размножения. Осевая часть цветка называется цветоложем, переходящим в цветоножку - часть стебля, непосредственно несущую цветок. Если цветоножка отсутствует, такой цветок называют сидячим. На цветоложе расположены все остальные части цветка: чашелистики, лепестки, тычинки и пестик (или пестики).

Чашечка и венчик - внешние части цветка, составляющего покров, называемый околоцветником. Околоцветник может быть двойным и простым.

Простой околоцветник образован только чашелистиков или только лепестками. Двойной состоит из чашечки и венчика. Существуют растения, цветки которых не имеют околоцветника. Такие цветки называют голыми (у ясеня, ивы).



Чашелистики обычно зеленого цвета и больше всех похожи на настоящие листья. Они могут быть свободными или сросшимися, тогда собственно чашечка будет называться раздельно или сростнолистной.

Венчик представляет собой совокупность лепестков, окраска которых зависит от наличия в них разных пигментов - красящих веществ, находящихся в клетке.

Лепестки также могут быть сросшиеся - сростнолепестные и свободные - раздельнолепестные. Они не только защищают тычинки и пестики, но и служат для привлечения насекомых-опылителей.

Главные части цветка - тычинки и пестики. Каждая тычинка состоит из тонкой тычиночной нити с расположенным на ее конце пыльником.

Пыльник представляет собой группу пыльцевых мешков. В них развиваются микроспоры, а из них - пыльцевые зерна или пылинки. Пыльцевое зерно(пылинка) микроскопических размеров, в нем развиваются мужские половые клетки - спермии, необходимые для оплодотворения. Тычинки могут быть в цветке свободные или сросшиеся. Совокупность тычинок называют андроцеем.

Пестик - образуется из одного, двух или большего числа плодолистиков, совокупность которых называют гинецеем.

Пестик состоит из завязи, в которой находятся семязачатки (семяпочки), столбика (одного или нескольких) и рыльца, на котором прорастает попавшая при опылении пыльца. Завязь бывает верхняя (свободная), то есть прикрепленная основанием к цветоложу, средняя - срастается с цветоложем и нижняя - под околоцветником.

Цветки, у которых есть тычинки и пестики, называют обоеполыми. Если же в цветке есть только тычинки или только пестики, их называют раздельнополыми. Цветки, где есть только тычинки, называют тычиночными, если только пестики, - пестичными. Если тычиночные и пестичные цветки находятся на одном растении, то такие растения называются однодомными. Например, у кукурузы на верхушке растения находится соцветие-метелка, где собраны тычиночные цветки, а пестичные цветки расположены в соцветиях-початках. К однодомным относятся тыква, орешник, дуб, береза, огурец и др.

У двудомных растений (ива, конопля) на одном растении расположены тычиночные цветки, на другом - пестичные.

Различают цветки правильные, или неправильные - зигоморфные и несимметричные.

Все части цветка - чашелистики, лепестки, тычинки и пестики - могут прикрепляться к цветоложу, но спирали или кругами. Чтобы иметь более полное представление о цветке, о строении и расположении его частей, составляют его формулу и рисуют диаграмму.

Особенности строения цветков - важнейший признак, который учитывается систематиками при классификации покрытосеменных, особенно при определении растения к такой таксономической единице, как семейство.

У многих растений развиваются одиночные цветки, располагающиеся по одному на верхушке побега, или в пазухах листьев (пазушные). У других растений цветки располагаются группами. Такая совокупность цветков получила название соцветие.

Соцветия - имеют большое биологическое значение для растения, так как благодаря им увеличивается возможность продлить существование вида.

Соцветия бывают простые и сложные.

К простым соцветиям принадлежат: кисть, зонтик, початок, щиток, корзинка, головка, простой колос. Им свойственна только одна ось соцветия, которая может быть удлиненной или укороченной.

Сложные соцветия образуются из простых вследствие разветвления главной оси соцветия. Сюда относятся: сложный зонтик, сложный колос, метелка, сережка и др.

Опыление - процесс, необходимый для последующего осуществления оплодотворения. Это перенос пыльцы из пыльников на рыльце пестиков. Различают два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльца попадает на рыльце пестика в пределах одного цветка. При перекрестном опылении пыльца переносится с одного цветка на другой. Такое опыление осуществляется при помощи ветра, воды, насекомых, птиц и других животных.

У ветроопыляемых растений цветки мелкие, не имеют яркой окраски и аромата и чаще всего собраны в соцветия (у всех злаков). Опыление с помощью воды встречается у немногих водных растений (злодеи, роголистников и др.).

Насекомыми опыляется почти 9/10 покрытосеменных растений. Цветки насекомо-опыляемых растений преимущественно яркие, имеют запах, нектар, липкую пыльцу с выростами.

Цветки, опыляемые птицами (колибри, белоглазками), характеризуются отсутствием запаха, что связано со слабым обонянием у птиц. Зато эти цветы имеют яркий околоцветник и выделяют много водянистого нектара (в нем около 5% сахара), что и привлекает птиц-опылителей.

Для повышения урожайности культурных растений или выведения новых сортов растений человек осуществляет еще один вид опыления - искусственное опыление. При выведении новых сортов растений подбирают исходные виды и сорта растений дли искусственного опыления, которое называют скрещиванием.

Скрещивание двух или нескольких наследственно различающихся по тому или другому признаку растений получило название гибридизации. При помощи гибридизации ученые вывели многие сорта культурных растений.

Оплодотворение происходит после попадания пыльцы на рыльце пестика. Этому процессу предшествует прорастание пыльцевого зерна на рыльце пестика. Прорастание начинается с набухания пыльцевого зерна и развития пыльцевой трубки, которая растет через ткани рыльца и столбика, врастает в полость завязи, достигает семязачатка и входит в него через микропиле (от греч. «микро» малый и «пиле» - ворота).



В семязачатке к этому времени бывает развит зародышевый мешок, образовавшийся из мегаспоры и состоящий из семи клеток, одна из которых - яйцеклетка (женская гамета), а самая крупная - центральная клетка с двумя ядрами.

Когда пыльцевая трубка дорастает до зародышевого мешка и входит в него, она лопается и спермин осуществляют оплодотворение - один сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой - с центральной клеткой. Этот процесс называют двойным оплодотворением. Из зиготы затем развивается зародыш, а из центральной клетки эндосперм (ткань, запасающая питательные вещества).

После оплодотворения из семязачатков формируются семена, а сам цветок превращается в плод. Плод, образованный из нескольких пестиков одного цветка, получил название свободного (у малины, ежевики). Плоды различаются величиной, формой, консистенцией околоплодника (сухие или сочные), бывают односемянные и многосемянные.

Распространение плодов и семян способствует расселению растений и процветанию видов. Плоди и семена могут распространяться самостоятельно (желтая акация, люпин, недотрога, герань, фиалка и др.). У этих растений после созревания плоды растрескиваются и с силой выбрасывают семена на значительные расстояния. Такой способ распространения называют автохорией. Плоды могут распространяться ветром - анемохория, с помощью воды - гидрохория, с помощью птиц - орнитохория, зоохория - с помощью животных. Этими способами распространяются семена растений с сочными плодами. Нередко на плодах развиваются прицепки и липкие вещества (череда, лопух и др.), что способствует их распространению. Важным фактором расселения растений является человек. Его влияние на распространение растений стало особенно ощутимым в наше время, с развитием связей между странами и континентами.

4. Вегетативные органы цветковых растений

Корень и корневые системы

Корень - одни из основных вегетативных органов высших растений. Главные задачи, которые он выполняет - поглощение воды и минеральных солей из почвы, передача их надземным органам, а также закрепление в почве самого растения. У некоторых растений корень служит вместилищем запасных питательных веществ (морковь, свекла).

У корне отпрысковых растений (малина, сирень, осина) при помощи корней осуществляется вегетативное размножение.

Первичный корень, сформировавшийся во время развития зародыша, при прорастании у некоторых растений навсегда остается самым длинным и самым заметным в корневой системе. Он превращается в главный корень, от которого отрастают боковые.

Корни, отрастающие от стебля, листьев и других частей растения, называют придаточными. Совокупность всех корней образует корневую систему.



Корневую систему, имеющую хорошо развитый главный корень, называют стержневой. Имея главный корень, такая корневая система развивается за счет образования боковых корней и может проникать в почву на большую глубину: у полыни - до 3 м, у осота - 6 м, а также разрастаться вширь, превышая надземную часть в несколько раз. Например, корневая система кукурузы разрастается вширь до 2 м, у яблони до 15 м от ствола дерева.

У многих растений первичный (зародышевый) корень дает ответвления, быстро обгоняющие его в росте, или же корни отрастают из основания стебля (придаточные), образуя корневую систему, получившую название мочковатой.

Из видоизмененных стержневых корневых систем есть конусовидные (у моркови), репчатые (у свеклы), У клубневидных происходит утолщение придаточных корней (корневые клубни у георгины, чистяка).

Утолщенные главные корни, а часто и основания стебля, в которых откладываются питательные вещества, называются корнеплодами.

Кроме подземных корней, существуют еще и надземные корни:

· воздушные, которые образуются на стеблях и свисают вниз (монстера, орхидея и др.);

· ходульные корни, которые отходят от ствола и, дойдя до почвы, внедряются в нее (мангровые растения тропиков);

· цепкие корни, при помощи которых многие лианы прикрепляются к стволам, скалам и поднимаются к источникам света (плющ, ваниль);

· дыхательные корни у некоторых болотных растений тропиков. Они поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают воздухом корневую систему.

В каком бы положении семена ни попали в почву, при прорастании у всех проростков корни направлены вниз, а стебли с листьями - кверху:

Такие ростовые движения растений получили название тропизмы (от греч. «тропос» - поворот).

Для главного корня характерен геотропизм - односторонний рост под влиянием силы земного притяжения. Растет корень в длину своей верхушкой.

На самой верхушке корня находится участок, который называют корневым чехликом.

Живые клетки чехлика попеременно слущиваются и заменяются новыми, образующимися в результате деления клеток точки роста.

Корневой чехлик защищает живые клетки второго участка корня, называемого точкой роста. Она очень маленькая, состоящая из мелких, постоянно делящихся клеток. За зоной роста расположеназона всасывания - это участок корня с множеством корневых волосков.

Корневые волоски - это сильно удлиненные выросты наружных клеток, покрывающих корень. Корневые волоски могут не только поглощать готовые растворы, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их.



Корневые волоски недолговечны. У некоторых растений они живут не больше суток, у яблони - 15-20 суток. Корень непрерывно растет, образуя все новые и новые участки корневых волосков.

Между всасывающей зоной и стеблем располагается проводящая зона, по сосудам которой вода и растворенные в ней вещества из корня поступают в стебель и листья (восходящий ток), а вещества, образовавшиеся в листьях и стеблях, - в корень (нисходящий ток).

Знание особенностей строения корней и формирования корневых систем имеет важное практическое значение, позволяющее управлять ростом и развитием растения, Например, пикировка корней (прищипка главного корня), которая проводится с целью стимулирования разрастания корневой системы за счет образования придаточных корней, чем увеличивается площадь питания растений, а следовательно, и повышается их урожайность.

Побег

Побег - надземный орган растения, возникший как приспособление к жизни в воздушной среде суши. Его строение сложнее, чем корня. Он расчленен на две части, каждая из которых выполняет свои функции.

Осевая часть побега, называемая стеблем, приспособлена к передвижению веществ по растению. Эту функцию выполняет проводящая ткань. Проводящая ткань стебля переходит в проводящую ткань листьев и корпя. Стебель приспособлен к удержанию листьев и выносу их к свету, выполняет опорную функцию.

Боковые органы побега - листья. Они выполняют важнейшую функцию зеленого растения - фотосинтез, транспирацию (регулируемое испарение воды) и газообмен.

Кроме листьев, на стебле есть почки. Каждый побег развивается из почки, следовательно, почка - это зачаточный побег. Благодаря почкам, побег может ветвиться и создавать систему побегов, увеличивая площадь питания растений.

У большинства растений на стебле побега хорошо видны узлы (место соединения листа и стебля) и междоузлия (расстояния между соседними узлами). Узлы между стеблем и листом называют пазухой листа. Па верхушке стебля и в пазухах листьев находятся почки.

Почки бывают верхушечные (на верхушке побега) и боковые, среди которых различают пазушные и придаточные.

Из пазушных почек формируются боковые побеги, происходит ветвление. У некоторых древесных пород пазушные почки, не развивающиеся весной в побег, называют спящими. Они могут не прорастать па протяжении нескольких лет и прорастают, когда повреждается часть стебля (от мороза, обрезки, вырубки).

Почки бывают вегетативные и генеративные.

Вегетативные ночки имеют зачаточную ось (стебель), оканчивающуюся конусом нарастания, и зачаточные листья. Из таких почек развивается побег.

Генеративные (цветочные) почки образуют зачатки цветка, или соцветия.



Внешне стебли очень разнообразны. По направлению роста различают стебли прямостоячие, ползучие, вьющиеся, лазящие, имеющие усики или придаточные корни (плющ, горох). Растения с вьющимися и лазящими стеблями называют лианами.

По твердости стебли бывают травянистые и деревянистые. Внешние стебли бывают опушенные или гладкие, ребристые или шиповатые, трехгранные или четырехгранные, округлые или гранистые, крыльчатые или колючие и т.д.

Лист - боковой орган побега. Важнейшая его функция - фотосинтез и. чтобы ее выполнять, листья размещаются на побеге таким образом, чтобы как можно лучше улавливать свет.

У большинства растений листья имеют зеленую окраску и состоят из листовой пластинки и черешка, с помощью которого прикрепляются к стеблю. Такие листья называют черешковыми.

Листья без черешков называют сидячими. Располагаются листья на стебле поочередно, напротив друг друга. Отсюда и название

листорасположения

Различают листья и по их жилкованию.

Листья бывают простыми и сложными. Простые листья имеют листовую пластинку и черешок, а у сложных на черешке расположено несколько листочков.

Листья простые

Листья сложные



Часто у растений (липа, плющ, герань) листья имеют черешки неодинаковой длины и листовые пластинки неодинаковой величины. При этом они располагаются на стебле, не затеняя друг друга, образуя листовую мозаику. Более мелкие листья заполняют просветы между крупными. Это способствует максимальному использованию света

Листья различают еще и по расчлененности листовой пластинки. Нерасчлененная листовая пластинка называется цельной. Расчлененные делятся на лопастные, раздельные и рассеченные, тройчатые, пальчатые и перистые. В процессе эволюции, вследствие влияния окружающей среды, возникли различные видоизменения листьев.

Например, колючки у кактусов, барбариса - приспособления к уменьшению площади испарения, а также защита от поедания животными. Усики у гороха, прикрепляют лазящий стебель к опоре.

Сочные чешуи луковиц, листья кочана капусты запасают питательные вещества, а кроющие чешуи почек - защищают зачаток побега. У насекомоядных растений (росянка, пузырчатка) листья - ловчие аппараты. Такое приспособление связано с особенностями питания.

Видоизмененными бывают не только листья, но и побеги. Видоизменение побегов произошло в процессе длительной эволюции, как следствие приспособления к выполнению специальных функций.

Корневища, клубни и луковицы - это не только запасающие побеги. Они часто выполняют функцию вегетативного размножения растений.

Корневища - подземный побег, расчлененный на узлы и междоузлия. В узлах образуются придаточные корни, а в пазухах видоизмененных (чешуевидных) листьев - пазушные почки. На корневище есть верхушечная и боковые почки, из которых вырастают его ответвленные побеги. В корневищах пырея, ландыша и других откладывается много питательных веществ, которые весной расходуются для образования новых вегетативных органов, а также цветков и плодов.

Клубнями - называют верхушечные утолщения подземных побегов, называемых столонами, в которых откладывается большой запас органических веществ, преимущественно крахмала. На клубне различают основание, соединяющее клубень со столонами, и глазки-почки.

Луковица - подземный побег с очень коротким стеблем, называемым донцем, и видоизмененными листьями (сухями или сочными чешуями). В сочных чешуях откладывается запас питательных веществ. На верхушке донца расположена верхушечная почка, а между сочными чешуями - пазушные почки, из которых вырастают надземные побеги. На донце образуются придаточные корни.

Размещено на Allbest.ru

...