Строение клеток растений

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

1. Формирование пор в клеточной оболочке, их роль в жизнедеятельности клетки

клетка растение корень семяпочка побег

В стенках соседних клеток, как правило, одна против другой, образуются поры. Порами называют отверстия во вторичной оболочке, где клетки разделяют лишь первичная оболочка и срединная пластинка (рис. 1 ).

Рис.1 - Строение пор стенки растительной клетки (А - клетки со вторичными оболочками и многочисленными простыми порами , Б - строение простой поры, В - строение окаймленной поры , Г - объемное изображение и схематичная проекция на плоскость окаймленной поры).

1 - срединная пластинка, 2 - первичная оболочка клетки, 3 - вторичная оболочка клетки, 4 - поры, 5 -поровая мембрана , 6 - окаймление, 7 - поровая камера , 8 - аппертура поры, 9 - торус (утолщение поровой мембраны).

Участки первичной оболочки и срединную пластинку, разделяющие соседствующие поры смежных клеток, называют поровой мембраной или замыкающей пленкой поры. Замыкающую пленку поры пронизывают плазмодесменные канальцы, но сквозного отверстия в порах обычно не образуется.

Каждая пора имеет поровую камеру. В тех случаях, когда откладывается мощная вторичная оболочка, камеры превращаются в узкие поровые каналы. В клетках паренхимных и механических тканей вторичная оболочка обычно резко прерывается у краев камеры или порового канала, диаметр которых благодаря этому почти не изменяется по всей толще вторичной оболочки. Поры такого типа называются простыми, а комбинация двух простых пор - простой парой пор.

В водопроводящих элементах - сосудах и трахеидах - вторичная оболочка нередко нависает над камерой в виде свода, образуя окаймление. Такие поры получили название окаймленных или окаймленной пары пор. Поровая камера, ограниченная окаймлением, открывается в полость клетки через отверстие в окаймлении - апертуру поры. Поры облегчают транспорт воды и растворенных веществ от клетки к клетке.

2. Субапикальная меристема корня

Меристемы, или образовательные ткани, обладают способностью к активному росту за счет деления и образования новых клеток. Меристемы формируют все прочие ткани и определяют длительный (в течение всей жизни) рост растения. Архитектура размещения тканей всего растения устанавливается на ранних этапах меристематической деятельности. У животных меристемы отсутствуют, чем объясняется ограниченный период их роста. Инициальные клетки меристем задерживаются на эмбриональной стадии развития в течение всей жизни растения, а их производные постепенно дифференцируются и превращаются в клетки различных постоянных тканей. Тело наземных растений - производное относительно немногих инициальных клеток.

Существует два основных типа меристем - апикальные, или верхушечные, и латеральные, или боковые.

Апикальные меристемы располагаются на верхушках побегов и корней (рис. 2 ), обеспечивая нарастание их в длину.

Рис. 2 Верхушечная меристема побега элодеи (А - продольный разрез, Б - внешний вид и продольный разрез конуса нарастания, В - клетки первичной меристемы, Г - паренхимная клетка листа, закончившая дифференцировку)

1 - конус нарастания , 2 - зачаток листа

Такой рост получил название первичного, а сами меристемы - первичных. При этом часть растения, образованная первичными тканями, возникшими из первичных меристем, - это его первичное тело.

К первичным меристемам помимо апикальных относят и их непосредственные производные, несколько отстоящие от верхушек органов. У этих производных способность к делению в определенной степени сохранена. Речь идет прежде всего о протодерме, прокамбии и основной меристеме. В первичном теле растения они дают еще в ходе эмбриогенеза три первичные системы тканей покровную ткань (из протодермы), проводящую ткань (из прокамбия) и систему основных тканей (из основной меристемы).

Латеральные меристемы располагаются параллельно боковым поверхностям осевых органов, нередко образуя цилиндры, на поперечных срезах имеющие вид колец. Главнейшие латеральные меристемы -камбий и феллоген. Эти меристемы обеспечивают нарастание стволов в толщину, образуя вторичные ткани и формируя вторичное тело растения. Камбий дает начало вторичным проводящим тканям - вторичным ксилеме и флоэме ( рис.3 ), а феллоген - главным образом пробке.

Рис. 3 Камбий и производные ткани. Схема вычлененной клетки камбия, дающей начало: А - проводящим элементам флоэмы и ксилемы , Б - паренхимным элементам сердцевинных лучей, В - поперечный срез участка побега с камбием и вторичными тканями, Г - продольно-радиальный срез через тот же участок побега, Д - продольно-радиальный срез через сердцевинный луч, Е - расположение участков срезанной ткани, то есть срезов В, Г и Д, на побеге.

1 - плоскость деления клеток камбия, 2 - клетки камбия, дающие начало элементам ксилемы и флоэмы, 3 - клетки камбия, дающие начало элементам паренхимных лучей, 4 - флоэма , 5 - камбий, 6 -ксилема , 7 - крупный сосуд, 8 - группа волокон, 9 - ситовидные трубки, 10 - небольшие сосуды, 11 - сердцевинный луч, составленный паренхимными клетками.

Интеркалярные, или вставочные, меристемы чаще всего первичны и сохраняются в виде отдельных участков в зонах активного роста, например у оснований междоузолий и в основаниях черешков листьев злаков (рис. 4 ).

Рис. 4 Схема расположения различных меристем в растении.

1 - верхушечная (апикальная), 2 - интеркалярная (вставочная), 3 - боковая (латеральная)

Существуют также раневые меристемы. Они образуются в местах повреждения тканей и органов и дают начало каллусу - особой ткани, состоящей из однородных паренхимных клеток, прикрывающих место поражения. Каллусообразовательная способность растений используется в практике садоводства при размножении их черенками и прививками. Чем интенсивнее каллусообразование, тем больше гарантия срастания подвоя с привоем и укоренения черенков.

Клетки апикальных меристем более или менее изодиаметричны по размерам и многогранны по форме. Межклетников между ними нет, оболочки тонкие, содержащие мало целлюлозы. Полость клетки заполнена густой цитоплазмой с относительно крупным ядром, занимающим центральное положение. Вакуоли многочисленные, мелкие, но под световым микроскопом обычно не заметны. Эргастические вещества, как правило, отсутствуют. Пластид и митохондрий мало, и они мелкие.

Клетки боковых меристем различны по величине и форме. Они примерно соответствуют клеткам тех постоянных тканей, которые из них в дальнейшем возникают. Так, в камбии встречаются как паренхимные инициали, так и прозенхимные инициали. Из паренхимных инициалей образуются паренхимы проводящих тканей, а из прозенхимных - проводящие элементы.

3. Семяпочка: строение и развитие, типы семяпочек. Мегаспорогенез

Мегаспорогенез , развитие женского гаметофита и мегагаметогенез у семенных растений происходят в особом органе - семязачатке, или семяпочке, заключающей в себе нуцеллус. Семязачатки располагаются на внутренней поверхности мегаспорофилла (голосеменные ) или на плацентах завязи (покрытосеменные ). После оплодотворения яйцеклетки покровы семязачатка участвуют в образовании семени.

Семязачаток состоит из центральной части - нуцеллуса и окружающих его одного или двух покровов - интегументов, которые над верхушкой нуцеллуса образуют небольшой канал - микропиле (рис. 4 ).

Рис. 5 Строение семязачатка и зародышевого мешка (женского гаметофита) покрытосеменных растений

1 - покровы семязачатка, или интегументы (а - наружный, б - внутренний), 2 - микропиле , 3 - халаза , 4 -фуникулус , 5 - нуцеллус , 6 - зародышевый мешок , 7 - яйцеклетка , 8 - синергиды , 9 - антиподы , 10 - вторичное ядро, 11 - плацента , 12 - проводящий пучок.

Семязачаток сообщается с плацентой с помощью семяножки, или фуникулуса. В семязачатке различают апикальную (верхушечную), микропилярную часть и базальную, ей противоположную, халазальную часть. Последнюю чаще называют просто халазой . От халазы отходят интегументы , и в ее основании заканчивается или разветвляется проводящий пучок, следующий в семязачаток из фуникулуса . В зависимости от ориентации и взаимного расположения халазальной и микропилярной частей различают несколько типов семязачатков: прямые, или ортотропные, обращенные, или анатропные, и полуобращенные, или гемитропные (рис. 6).

Рис. 6 Основные типы семязачатков

1 - ортотропный , 2 - анатропный , 3 - гемитропный , 4 - кампилотропный , 5 - амфитропный

В результате одностороннего разрастания и изгиба семязачатка возникают амфитропный и кампилотропный его типы. Особенности строения зрелого семени во многом определяются типом образовавшего его семязачатка.

4. Подземные видоизменения побега, их биологическая роль

Побеги, живущие под землёй, под влиянием комплекса условий, резко отличных от наземной среды, почти полностью утратили функции фотосинтеза и приобрели другие, не менее важные жизненные функции, такие как способствование перенесению неблагоприятного периода, запасания питательных веществ, вегетативного возобновления и размножения растений. К подземным видоизменённым побегам относятся: корневище, каудекс, подземные столон и клубень, луковица, клубнелуковица.

Корневище, или ризом - подземный побег с чешуевидными листьями низовой формации, почками и придаточными корнями. Толстые, сильно разветвлённые ползучие корневища характерны для пырея, короткие и довольно мясистые - для купены, ириса, очень толстые - для кубышки, кувшинки.

Каудекс - многолетний орган побегового происхождения многолетних трав и полукустарничков с хорошо развитым стержневым корнем, сохраняющимся в течение всей жизни растения. Вместе с корнем он служит местом отложения запасных веществ и несёт на себе множество почек возобновления, часть которых могут быть спящими. Каудексовых растений много среди зонтичных (бедренец, ферула), бобовых (люцерны, люпины), сложноцветных (одуванчик, полыни, василёк шероховатый).

Подземный столон - однолетний удлинённый тонкий подземный побег с недоразвитыми чешуевидными листьями. На утолщённых концах столонов растения могут накапливать запасные вещества, образуя клубни или луковицы (картофель, седмичник, адокса).

Стеблевой клубень - видоизменённый побег с ярко выраженной запасающей функцией стебля, наличием чешуевидных листьев, которые быстро сшелушиваются, и почек, формирующихся в пазухах листьев и называемых глазками (картофель, топинамбур).

Луковица - подземный (реже надземный) сильно укороченный специализированный побег, в котором запасные вещества откладываются в чешуях листовой природы, а стебель преобразован в донце. Луковица - типичный орган вегетативного возобновления и размножения. Луковицы свойственны однодольным растениям из семейства Лилейные (лилия, тюльпан, лук), Амариллисовые (амариллис, нарцисс, гиацинт) и др. Как исключение, они встречаются и у двудольных - у некоторых видов кислицы и жирянки.

Клубнелуковица - видоизменённый подземный укороченный побег с толстым стеблем, запасающим ассимиляты, придаточными корнями, отрастающими с нижней стороны клубнелуковицы, и сохраняющимися засохшими основаниями листьев (плёнчатые чешуи), в совокупности составляющими защитный покров. Клубнелуковицы имеют безвременник, гладиолус, иксия, шафран.

5. Типы размножения растений, их биологическая роль

Размножение -- способность живых организмов воспроизводить себе подобных. Это неотъемлемое свойство всех живых организмов, обеспечивающее рост, увеличение численности особей того или иного вида. При размножении происходит передача не только наследственной информации данного вида, но и конкретных признаков родительских особей, благодаря которой сохраняется преемственность между родителями и их потомками в ряду многих поколений.

У растений выделяют три типа размножения: половое, бесполое и вегетативное. При половом размножении новый организм появляется в результате слияния двух половых клеток - гамет. Половой процесс характерен для всех растений - низших и высших - и играет важную роль в эволюции. При бесполом размножении новый организм развивается из спор. Бесполое размножение характерно для споровых растений, у которых более или менее четко выражено чередование двух поколений - бесполого (спорофит) и полового (гаметофит). Вегетативное размножение - размножение при помощи отдельных частей организма: кусочков таллома или отдельных клеток у низших растений, органов или их частей - у высших.

Наиболее древний способ - бесполое размножение.

Главный признак бесполого размножения - участие в нем одного организма (особи), в то время как в половом размножении участвуют две особи. Существенная особенность бесполого размножения - появление потомства с таким же набором хромосом, как и у материнского организма (дочерний организм - копия материнского).

Бесполое размножение у ряда растений (водоросли, мхи, папоротники) осуществляется с помощью спор. Спора - это одна клетка, защищенная толстой оболочкой от высыхания и механического повреждения. Споры формируются в специальных образованиях - спорангиях. Будучи очень легкими, споры далеко разносятся ветром. В благоприятных условиях споры прорастают и из них образуются новые организмы. Обычно растения образуют огромное количество спор, но не из всех развиваются новые растения. Многие споры попадают в неблагоприятные условия и погибают.

Растения многих видов размножаются вегетативно. Наиболее сложных и разнообразных форм вегетативное размножение достигло у высших и особенно у цветковых растений. Для них характерно размножение с помощью вегетативных органов: частей побега, корня, корневища, листа.

Благодаря вегетативному размножению цветковые растения (в частности, сорняки) быстро распространяются на соседние участки и заселяют их. Способность цветковых растений к интенсивному вегетативному размножению сыграла немалую роль в их успешной конкуренции с голосеменными, которым свойственно только семенное размножение.

При вегетативном размножении дочерние организмы сохраняют большое сходство с материнским организмом. Поэтому человек использует вегетативное размножение для сохранения у потомства ценных признаков материнских растений, для размножения культурных растений, при озеленении сел и городов, в сельском хозяйстве. Так, флоксы, маргаритки, крыжовник, смородину, малину размножают путем деления куста, землянику - усами, картофель - клубнями.

Половое размножение - эволюционно наиболее прогрессивный способ. При половом размножении новый организм развивается из зиготы, которая образуется в результате слияния половых клеток - гамет. Так, уже у одноклеточных водорослей, например у хламидомонады, половое размножение осуществляется с помощью внешне сходных между собой мужских и женских клеток. Эти половые клетки сливаются, происходит оплодотворение, образуется одна клетка, в которой объединяются материнские и отцовские хромосомы, а значит, проявляются признаки обоих организмов.

В ходе эволюции растений увеличивались различия между мужскими и женскими гаметами: женские гаметы становились крупными и неподвижными, с запасом питательных веществ, а мужские- мелкими, подвижными, без запаса питательных веществ. Эволюция растений шла по пути совершенствования мужского и женского полового аппарата, в котором формируются половые клетки.

6. Формула и диаграмма цветков: лютика, гороха, яблони, лилии, ржи

Список литературы

Биология. Пособие для поступающих в вузы / А.Г. Мустафин, Ф.К. Лагнуев, Н.Г. Быстренина и др., под ред. В.Н. Ярыгина. - М.: Высшая школа, 2008. - 492 с.

Биология. Справочник студента / А.А. Каменский, А.И. Ким, Л.Л. Великанов, О.Д. Лопина, С.А. Баландин, М.А. Валовая, Г.А. Беляков. - М.: Физиологическое общество «СЛОВО» ОО Изд-во АСТ», 2007. - 640 с.

Биология. Справочник школьника и студента / Под ред. З. Брема, И. Мейнке. - М.: Дрофа, 2007. - 400 с.

Вахненко Д.В., Гарнизоненко Т.С., Колесников С.И. Биология с основами экологии. Учебник для вузов / Д.В. Вахненко, Т.С. Гарнизоненко, С.И. Колесников. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. - 448 с.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, под ред. Р. Сопера. - М.: Мир, 2008. - Т. 1. - 368 с.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, под ред. Р. Сопера. - М.: Мир, 2007. - Т. 2. - 325 с.

Размещено на Allbest.ru