Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Типы меристем

Образовательные ткани могут располагаться на разных участках тела растений.

Различают 3 типа меристем:

1. расположенные на кончиках стебля или корня - апикальные (верхушечные)

2. расположенные внутри органа, среди других тканей - латеральные (боковые)

3. интеркалярные (вставочные)

Апикальные и интеркалярные меристемы обеспечивают преимущественный рост в высоту, а латеральные меристемы обеспечивают прирост в толщину.

Классификация меристем по происхождению

Различают 2 типа меристем:

1. Первичные: верхушечные, боковые (прокамбий, перицикл, дерматоген).

Они образованы из зигот.

2. Вторичные: камбий феллоген раневые меристемы.

Они возникают путём повторного деления клеток постоянной ткани.

Направление деления клеток меристем.

1. поперечное - идёт перпендикулярно оси органа

2. продольное - идёт параллельно оси органа

а) радиальное ( по радиусу)

б) тангентальное (перпендикулярно радиусу)

Они обеспечивают увеличение клеток по радиусу или по окружности.

Все продольные деления обеспечивают рост в толщину.

Из двух разделившихся клеток, одна остаётся такая же, и будет делиться, а другая становиться постоянной.

Покровные ткани.

С выходом растений на сушу появилась система покровных тканей. Они выполняют различные функции:

1. Защита от испарений (листья)

2. Защита от радиации, УФ.

3. Осуществление газообмена

4. Всасывание воды и минеральных солей (у корней)

5. Защита от низких температур (у многолетних стеблей).

6. Частично от механических повреждений (у многолетних стеблей)

По этим причинам покровные ткани различаются на:

v Первичные (эпидермис, эпиблема)

v Вторичные (перидерма, корка)

Эпидермис.

Это первичная покровная ткань, пограничная ткань, располагающаяся на листьях, на зелёных участках стеблей.

Эпидермис возникает из 1 слоя клеток - дерматогена, его можно видеть на верхушке стебля.

Эпидермис - как ткань состоит из двух типов клеток:

ь Основные клетки эпидермиса

ь Замыкающиеся клетки устьица.

1) Основные клетки эпидермиса небольшой высоты, большой площади, примыкают плотно друг к другу, имеют извилистые стенки и благодаря этому они обеспечивают плотное соединение клеток:

а) клеточная оболочка - целлюлозная (вторичная)

б) цитоплазма - постоянная

в) имеется одна большая вакуоль с клеточным соком. Сок может быть окрашен антицеаном

г) есть ядро

д) пластиды - лейкопласты

Наружная стенка эпидермиса основных клеток может быть пропитана кутином ( жироподобным веществом). Иногда слой Кутина большой и говорит о наличие кутикулы. Кутикула может быть гладкой и складчатой. Она помогает основным клеткам защитить глубжележащие клетки от испарений и солнечных лучей.

У некоторых клеток эпидермиса имеются выросты - сосочки, которые также усиливают основную функцию - не дать засохнуть другим клеткам.

На основном слое эпидермиса могут образовываться структуры живые или мёртвые трихомы (волоски)

Мёртвые трихомы заполнены воздухом. Они также как и сосочки усиливают функции основных клеток эпидермиса.

2) Устьице состоит из двух клеток - полулунной( фасолевидной) формы, обращенные друг к другу вогнутыми сторонами и между ними образуется щель. Ширина устьичной щели может изменяться.

Строение замыкающей клетки устьица.

1) Оболочка - целлюлозная (вторичная), неодинаковой толщины, сторона выпуклая - тонкая; вогнутая - утолщённая.

2) Цитоплазма - постенная и содержит большое кол-во хлоропластов , в отличии от соседних клеток.

3) Вакуоль.

4) Ядро.

Роль хлоропластов

Синтезирует глюкозу (до крахмала не доходит).

Глюкоза поступает в вакуоль(в клеточный сок) Концентрация сока увеличивается. Это влияет на поступление в воды в вакуоль. Вакуоль увеличивается в размерах ,, давит на цитоплазму и клеточную стенку и следовательно щель открывается. Т.о. строение эпидермиса соответствует клеточным функциям, которые выполняет эта ткань:

1) Защита глубже лежащих клеток от испарения (потеря влаги), от замерзания.

2) Терморегуляция - за счет процесса транспирации - это регулируемое клеткой испарение.

3) Газообмен

Диагностика Эпидермиса.

Эпидермис является пограничным слоем, очень сильно варьирует по своему строению и у разных растений эпидермис может иметь свои особенности строения. В результате эти особенности могут служить диагностическими признаками при определении сырья.

Но прежде всего обращают внимание на:

1) Типы устьичного аппарата.

Клетки, окружающие устьице называются побочными, могут быть одинаковыми или отличаться размерами от других эпидермальных клеток.

Поэтому различают 6 вариантов устьичного аппарата:

a) Анномоцитный

b) Анизоцитный

c) Парацитный

d) Диацитный

e) Тетрацитный

f) Актиноцитный

2) Размеры основных клеток эпидермиса и устьца.

3) Характер соединения клеток и их извитость

4) Наличие или отсутствие кутикулы (её толщина, складчатость)

5) Химический состав оболочек эпидермиса:

a) Целлюлозная

b) Одревесневшее (злаки)

c) Минерализированная (пропитанная кремнием)

6) Основные клетки эпидермиса могут быть бесцветными или окрашенными - антоцианом, очень редко содержит хлоропласты.

7) Наличие или отсутствие волосков, щетинок или сосочков.

К первичным покровным тканям относиться эпиблема.

Перидерма

Это вторичная покровная ткань. Перидерма в отличие от эпидермиса представляет собой многослойную периферийную ткань (2-3 и более слоев), состоящую из мёртвых клеток заполненных воздухом.

Оболочки пропитанные жироподобным веществом - суберином - опробковевшие.

Возникает вторичная покровная ткань из феллогена. Перидерма формируется на стеблях или корнях многолетних, зимующих.

Перидерму препарате легко определить по расположению клеток правильными рядами. Эта ткань защищаетё глубоколежащие ткани от испарения и от замерзания.

У многолетних стеблей ( и реже у корней) после пяти лет формируется мощная, комплексная покровная ткань - корка. Она представляет собой совокупность (систему) нескольких перидерм, между которыми расположены отмершие участки коры стебля.

Функции корки - защита от испарения, замерзания, от механических повреждений.

2. Механические ткани

Опорные функции у растений тургор, особые клетки механических тканей. Физические нагрузки действующие на растения:

1) Статические - вертикальные (сжатии и растяжение)

2) Динамические перпендикулярные (по длине органа)

Располагаются клетки механических тканей в разных частях органов. Существуют несколько типов механических тканей, но у них есть общие признаки:

a) Клетки механических тканей плотно прилегают друг к другу.

b) Оболочки утолщены

c) Большинство клеток удлинённой формы (т.е. прозенхимные)

Все типы механических тканей делятся:

1) Колленхима

2) Склеренхима

a) Лубяные волокна

b) Древесные волокна

3) Склереиды

Колленхима.

Самая мягкая, самая эластичная , пластичная ткань. Располагается , как правило, под покровной тканью, под эпидермисом или перидермой. Обычно на зелёных частях растений. Особенно хорошо можно видеть ее в углах ребристых стеблей.

Обычно клетки колленхимы живые и часть содержит хлоропласты. На поперечном сечении клетки можно видеть оболочку, обычно вторичную, она состоит из целлюлозы, и в определенных местах клетки оболочки имеют локальные утолщения. В связи с утолщением клетки различают: уголковые или пластинчатые колленхимы. Все утолщения у колленхимы состоят из целлюлозы и имеют крупную вакуоль, большое количество цитоплазмы.

Склеренхима

Характеризующиеся равномерным утолщением клеточной оболочки клетки склеренхима сильно прозенхимные (их длина может достигать разных размеров, у разных растений).

Например: у льна может достигать 20-40 мм; у конопли до 10мм; у крапивы до 77мм; т.е. эти клетки очень длинные и имеют скошенные концы. Они составляют волокна.

Плазмодесмы и поры зарастают, и поэтому у клеток склеренхимы всегда мертвые лубяные волокна. Оболочка утолщена почти полностью целлюлозой, они мягкие, упругие, а у одревесневших - целлюлозой и лигнином, твердые.

Лубяные волокна, их клетки длинные, а одревесневшие - значительно короче.

Склереиды

Клетки склереид резко отличаются по форме от предыдущих, они всегда паренхимные. Плотно прилегают друг к другу. Все они мертвые. Оболочка утолщена чистым лигнином (каменистые клетки). Они располагаются очень часто в разных плодах, в коре разных растений.

Общее у всех - плотное прилегание друг к другу, имеют плотные оболочки.

Проводящие ткани

У растений существует два органа питания: листья и корни. Корень является органом почвенного (минерального) питания. Лист - орган воздушного органического питания.

Всегда проходят два потока веществ: у корней вверх поднимаются вода и растворенные в ней минеральные соли. А из листьев вниз, к другим органам проходят растворы органических веществ. Эти растворы разные по физ. - хим. свойствам, распространяющиеся по различным структурам, называемые проводящие ткани.

Существует два подхода к понятию проводящие ткани:

1) Простые ткани

a) Сосуды (трахеи, трахеиты)

b) Ситовидные трубки

2) Сложные ткани

a) Ксилемы, отвечают за передвижение растворов сложных солей.

b) Флоэма - отвечает за передвижение органических веществ

Простые проводящие ткани

Сосуды

Сосуд представляет собой комплекс клеток. Расположенных друг над другом в 1 ряд. Клетки прозенхимной формы, имеют утолщённые продольные стенки, а поперечные стенки разрушены. Клетки мертвые. Диаметр клеток различен, то эти сосуды имеют дополнительные утолщения оболочек.

У сосудов небольшого диаметра утолщения могут быть в виде колец, спиралей, сплошными лентами вдоль сосуда:

- спиральный

- лестничный

- пористый

- сетчатый

трахеиды

Более древний и примитивный вид сосудов. Поперечные стенки не разрушены. Утолщения у сосудов состоят из целлюлозы и лигнина.

Ситовидные трубки.

Представляют собой 1 ряд вертикальный, клеток , стенки не утолщены состоят из целлюлозы, а поперечные стенки не разрушены , а перфориваны , т.е.

Тонопласт клетки ситовидных клеток разрушается и содержимое вакуолей смешивается с цитоплазмой. Такая сильно измененная цитоплазма переходит через сито, трубки в виде тяжей, из одной клетки в другую . таким образом макромолекулы перемещаются. Это полуживые клетки. Быстро отмирают.

Такие проводящие ткани всегда окружены клетками активно-живой паренхимой, и она управляет передвижением веществ по сосудам или ситовидным трубкам.

Проводящий пучок.

Это комплекс трех (или двух) типов тканей:

a) Проводящая

b) Паренхима

c) Склеренхимной

Они участвуют в передвижении веществ по растению в двух направлениях.

Поэтому разные части проводящего пучка получили название:

a) Ксилемная часть, отвечающая за передвижением воды или соли.

b) Флоэмная часть, отвечающая за передвижением органических веществ.

Проводящие пучки возникают из образовательной ткани.

-- прокамбий - дает первичную флоэму и ксилему.

-- камбий - вторичную флоэму и ксилему.

С одной стороны идет образование элементов ксилемы , а с другой стороны элементов флоэмы.

По происхождению различают закрытые и проводящие пучки.

- закрытые небольших размеров, число проводящих элементов небольшое количество , дальнейшего изменения к росту не имеют. Формирование таких пучков связано с высокой скоростью специализации клеток прокамбия. Характерно всем однодольным растениям.

- открытые возникают когда скорость деления клеток прокамбия выше скорости специализации клеток.

В результате между флоэмой и ксилемой сохраняется участок меристемы (камбий).

Открытые проводящие пучки больших размеров в них формируется большое количество проводящих элементов характерны для двудольных растений.

Различают несколько видов пучков по их расположению:

- коллатеральном пучки (1 ксилема, 1 флоэма, они граничат первой стороной )(у стеблей, листьев, корневища двудольных).

- биколлатеральные пучки (2 флоэмы и 1 ксилема)(стебель двудольных).

- концентрические пучки (1 ксилема и вокруг флоэма или наоборот)(у корневища однодольных)

- радиальный пучок (у корней)

3. Вегетативные органы цветковых растений

Введение (понятие об органах растений)

По мере выхода на сушу, тело растений изменилось из однородной структуры возникли специализированные части тела, существующие в разных условиях среды обитания и выполняющие каждый свою функцию, т.е. возникли органы растений.

Все органы цветковых растений принято разделить:

1) вегетативные. Обеспечивают питания и увеличивают вегетативные массы, к ним относятся: стебель, лист, корень.

2) Генеративные. Обеспечивают семенное размножение и распространение растений: цветок, семя, плод.

Морфология и анатомия корня

Функции корня:

1) корень - это орган минерального и почвенного питания растения. Поглощая воду и растворенные в ней минеральные соли и подает надземной части растения.

2) механическая. Закрепление растения в почве.

3) корень обеспечивает растению тесную связь с другими организмами, создавая вокруг себя определенную почвенную микрофлору. Это способствует совместному участию в процессе поглощения, и переработка питательных веществ. А у некоторых видов взаимно выгодное взаимоотношение -- симбиоз.

Например: микориза - симбиоз корней и некоторых видов грибов.

4) в корнях могут откладываться запасные питательные вещества: морковь, репа, георгин, которые потом израсходуются на рост и формирование новых органов.

5) корни могут участвовать в вегетативном размножение: слива, вишня....

Морфология корневой системы.

Корень - корешок зародыша.

Совокупность всех корней одной особи называют корневой системы. Различают следующие типы корней в корневой системе:

· Главный корень, возникает из зародыша корешка семени.

· Боковой корень, возникает из особой образовательной ткани (перицикл). Может быть второго, третьего порядка.

· Придаточный корень, возникает на любом органе растения. Они формируются из вторичной меристемы (камбий), или из делящихся клеток основной паренхимы.

Морфология или классификация по внешнему облику.

- длинные и короткие

- клубневидные, нитевидные, шнуровидные.(по ширине)

В зависимости от степени развития этих видов корней принято делить корневые системы на типы:

1. стержневая корневая система (у большинства двудольных)

2. мочковатая корневая система (у всех видов однодольных (например: подорожник))

3. ветвистая корневая система (у древесных форм)

общая длина корневой системы у тыквы составляет 2-5 км, у пшеницы 250 метров.

Основная масса корней располагается в верхнем слое почве (50-60 см.), а в засушливых местах уходят в глубь.

Физиологические зоны корня.

Живой функционирующий корень имеет неодинаковое строение по его длине. Различают:

a) на самом кончике (1 мм) - зона деления, защищенная корневым чехликом.

b) Зона растяжения и специализация клеток (1см)

c) Зона всасывания (или зона корневых волосков, или зона первичного строения клеток)(10см)

d) Вся остальная часть - зона проведения веществ.

Зона деления - состоит из клеток первичной верхушечной меристемы. Зона деления защищена от раздавливания, повреждения специальной структурой корневым чехликом. Клетки корневого чехлика от клеток верхушечной меристемы имеют паренхимную форму. В живых клетках находятся подвижные крахмальные зерна не для запаса питательных веществ, которые выполняют функцию роста корня к центру тяжести.

Зона растяжения и специализация веток - клетки этой зоны теряют способность к делению и растут и растягиваются в длину, одновременно с этим приобретают черты строения, характерные для конкретных видов данной ткани. Эти ткани называют первичными постоянными тканями. И такие же ткани имеют зоны всасывания.

Зона всасывания - её принято называть зоной первичного строения клеток. Снаружи имеется 1 слой клеток первичной покровной ткани - эпиблема. Клетки эпиблемы плотно прилегают друг к другу, не имеют кутикулы, среди их нет устьиц, зато имеются длинные выросты от 0.15-8мм, одноклеточные.

Корневой волосок имеет тонкую первичную оболочку, которая легко расстегивается, через которую легко проникают соответствующие вещества. Число корневых волосков варьирует у различных растений. На 1кв.мм. эпиблемы может развиться у гороха 230 штук, корневых волосков у кукурузы - 435 штук.

Корневые волоски нужны для лучшего поглощения минеральных солей из почвы. Корневые волоски плотно прилегают к почвенным комочкам. Осмотическое давление корневых волосков выше, чем у почвенных растворов, и вода по закону осмоса заходит в эти клетки.

Вода поступает в следующую структуру корня, называемая первичной корой. Первичная кора корня состоит из клеток основной паренхимы. Живые, активные расположены рыхло, оболочки тонкие, целлюлозные, не препятствующие проникновению веществ. Клетки основной паренхимы в различных участках коры несколько различны. Под эпиблемой обычно выделяются клетки более крупных размеров (2-3 слоя), которые называются экзодермой. Основная масса первичной коры состоит из клеток паренхимной формы, составляющие мезодерму и внутренний слой коры, 1 слой клеток - эндодерма.

Первичная кора: Экзодерма

Мезодерма

Эндодерма

Вода перемещается по клеткам первичной коры в радиальном направлении за счет осмотического давления и доходит до эндодермы. Она представляет собой кольцо клеток. Большинство этих клеток мёртвые. Оболочки утолщены суберином, с трех сторон. А кроме них есть тонкостенные живые клетки, называемые пропускными. Такое строение способствует созданию корневого давления.

И эти растворы под большим давлением поступают в центральный цилиндр, то есть первичная кора обеспечивает передвижение веществ в радиальном направлении и создает корневое давление.

Центральный осевой цилиндр, он находиться в срединой части корня и состоит из двух структур:

- перицикл

- радиальный проводящий пучок

Функции перицикла: это своеобразная меристема. Клетки перицикла в покое, но могут размножаться, и из них могут возникнуть:

a) Боковые корни

b) Феллоген

c) Камбий

Радиальный проводящий пучок может иметь разное число лучей ксилемы, у однодольных их много: у двудольных 2,3,5 лучей ксилемы.

Функции центрального цилиндра - формирование боковых корней и проведение веществ в двух направлениях. В зоне всасывания объем первичной коры в 3 раза превышает объем центрального цилиндра, это связано с функцией корня в зоне всасывания.

Зона проведения однодольных и двудольных растений.

У однодольных в связи с типом корневой системы в дальнейшем изменяется мало. Корневые волоски отмирают. Стенки оболочки эпиблемы и экзодермы опробковевают и в таком виде корни однодольных растений выполняют функцию проведения веществ, т.е. у них сохраняется первичное строение.

У двудольных растений имеется стержневая корневая система, т.к. в зоне проведения происходит существенные изменения структуры и увеличивается объем проводящих тканей. Это связано с ветвлением корней.

Изменение в корне двудольных начинается с закладки (с формирования) бокового корешка из перицикла. Он начинается делиться (т.е. эта ткань). Формируется конус нарастания бокового корешка, который прободает (прорывает) первичную кору и выйдет наружу в почву. Дальше его строение будет формироваться аналогично данного корня. Одновременно с закладкой боковых корней в центральном цилиндре клетки паренхимы находящиеся между ксилемными и флоэмными элементами приобретают способность к делению, и таким образом возникает вторичная боковая меристема - камбий.

Камбий и его работа.

Клетки камбия слегка прозенхимной формы призматические с одним или двух скатными концами, способные к делению в тангентальном и реже в радиальном направление.

В результате тангентального деления формируются вторичные элементы ксилемы или флоэмы, а в результате радиального деления возникают дополнительные клетки камбия. За счет работы камбия корень будет увеличиваться в диаметре (в толщину).

Удобней рассмотреть работу камбиальных клеток, представить их поперечное сечение.



Ф - флоэма

К - ксилема

Это камбиальная клетка, она делиться и уже из одной получается 2, одна из них сохраняет способность к делению, а другая формируется в элемент флоэмы. На 1 элемент флоэмы специализируется 2-3 клетки.

По мере работы камбий увеличивается объем вторичной проводящей ткани, центральный цилиндр разрастается, утолщается, давит на первичную кору, она первое время растягивается, а затем разрывается и сбрасывается. Функционально в этой части корню она не нужна. Кроме того, она сбрасывается ещё и по другой причине: из клеток перицикла формируется вторичная боковая меристема - феллоген. Как и камбий, он делиться тангентальном, и редко радиально, но в отличие от камбия работает преимущественно односторонне.

Феллоген производит вторичную покровную ткань перидермы. Перидерма в корне чаще всего состоит из небольшого числа слоёв клеток мертвых, и в практике её называют просто пробкой. Феллоген может быть активен , и уже истрагенным.

Таким образом корень двудольных растений в зоне проведения будет иметь следующее строение:

1) в центре - первичная ксилема

2) вокруг - вторичная ксилема

3) камбий

4) Вторичная флоэма (вторичная кора)

5) Теоретически можно предложить расположение участков первичной флоэмы.

6) Практически первичная флоэма не сохраняется.

7) Вторичная покровная ткань - перидерма.

Облитерация - раздавливание, разрушение.

Причины: ситовидные трубки недолговечны, и идет рост клеток и флоэма раздавливается.(т.е. происходит облитерация - разрушение, раздавливание)

Над вторичной флоэмой будут располагаться вторичная покровная ткань - перидерма.

Во вторичных флоэме и ксилеме можно различить участки паренхимы. Располагающихся лучами. Таких лучей может быть много и тогда они узкие или небольшое количество, тогда они широкие

Такие участки паренхимы и флоэмы и ксилемы называют - радиальными лучи.

Паренхима радиальных лучей отвечает за передвижение веществ в радиальном направление. Клетки паренхимы здесь живые, активные, а также отвечает за хранение этих веществ (в прозапас).

В практике вторичная ксилема вместе с первичной часто называют древесиной, а вторичную флоэму - вторичной корой (или вторичным лубом). Они очень легко отделяются друг от друга по слою камбия.

Функции вторичной коры:

· Проведение веществ

· Запасание питательных веществ

Функции древесины:

· Проведение минеральных солей

· Опорная функция

· Запасание питательных веществ в сердцевинных лучах.

Корни во вторичном строении могут различаться по:

· По ширине радиальных лучей

· По пучковому и лучистому строению

Не всегда сбрасывается первичная кора, это происходит когда корень не слишком разросся (валериана, подорожник)

Видоизменения корней.

Корень - орган минерального питания, опорный орган, запасания питательных веществ (корни плода, клубней).

· Воздушные корни (эпифиты) - которые всасывают воздух, влагу.

· Дыхательные или вентиляционные корни.

Функции корней: у некоторых растений развиваются присоски (гаустории) (например: повилика)

· Опорные корни - для механической устойчивости (у кукурузы).

Видоизменение, связаны с запасанием минеральных веществ.

Если видоизменяется главный корень корневой системы то формируется корнеплод (морковь, свекла. редис).

Корнеплоды развиваются по обычной схеме вторичного строения корня, но питательные вещества могут откладываться в паренхиме флоэмной части (морковь, петрушка) или в паренхиме ксилеме (редька, репа).

Видоизменение боковых корней мочковатой корневой системы.

Такое строение как и у двудольных растений.

Характерные признаки корней.

1) Корни могут появляться на всех органах растений (листьях, стеблях, корнях)

2) Корень не формирует листьев и пазушных почек.

3) Корень удлиняется верхушечным ростом, и растут по направлению силы тяжести. От света и влаги, проявляется при этом тропизм (изгибы).

4) Верхушечная меристема корня защищена корневым чехликом.

5) Корень обладает характерным анатомическим строением. При первом строение центрального цилиндра имеет 1 радиальный пучок, а при вторичном строение у двудольных вместо первого радиального пучка имеется сильно разросшийся цилиндр в середине которого имеется первичная , а затем вторичная ксилема, с периферии вторичная флоэма, покрытая перидермой и радиальные лучи. Именно в радиальных лучах откладываются различные вещества.

В корне всегда един радиальный пучок; лучей ксилемы может быть много у двудольных не более 5.

4. Морфология и анатомия стебля

Функции стебля:

1) Стебель является связующим органом между двумя питающими: корень и лист (т.е. проводящая функция)

2) Стебель обеспечивает механическую устойчивость, и прочность надземной части растения.

3) Стебель обеспечивает ветвление, расчленение тела растения, создавая тем самым большую ассимиляционную поверхность стебель создает габитус растения (т.е. внешнее строение растения)

4) Стебель может выполнять, как и корень другие второстепенные функции, а именно: могут откладываться запасные питательные вещества, участвовать в вегетативном размножении.

Морфологическое разнообразие стебля

Сильно варьирует длина, а также диаметр. Стебель по продолжительности жизни тоже очень сильно варьирует, и в связи с этим различают:

1) однолетние стебли (живут 1 сезон, они мягкие, т.е. травянистые)

2) Многолетние стебли (они наращивают массу, пропитаны лигнином, это древесные стебли)

Древесные стебли могут жить долгое время (например: сыквоя - 5000 лет, дуб - 1200 лет, шиповник - 400 лет, яблоня - 200 лет)

Классификация по расположению в пространстве:

a) Прямостоячие стебли

b) Приподнимающиеся стебли

c) Ползучие стебли

d) Стелющиеся стебли

e) Вьющиеся стебли

f) Лазающиеся (цепляющиеся) стебли

Классификация по поперечному сечению стебля:

a) Округлые (например: подсолнечник)

b) Четырехгранные

c) Трехгранные

d) Многогранные (ребристые)(например: тыква)

e) Крылатые (имеют кожистые выросты)

Формирование стебля

Стебель, как и корень, формируется из первичной верхушечной меристемы. В отличие от корня конус нарастания защищен от окружающей среды молодыми развивающимися листочками.

Как и в корне клетки меристемы делятся митозом и специализируются в первичные постоянные ткани, но в отличие от корня в стебле нет четко выраженных зон роста. Специализация клеток происходит очень быстро, и так же как и в корне эти клетки специализируются в трех таких же участках.

С периферии 1 слой клеток превращается в первичную покровную ткань; в первичную кору; в центре возникает центральный осевой цилиндр. В стебле, в отличие от корня центральный цилиндр во много раз занимает больше места, чем первичная кора.

Первичная покровная ткань стебля эпидермис, 1 слой, с устьицами, с волосками. Его функция -- защита нижележащих структур.

Первичная кора стебля отвечает за фотосинтез и придает механическую устойчивость (сопротивляется от изгиба). Определяет стебель в пространстве. Она состоит из:

1) хлоренхима (от 1 до множества слоев этих клеток)

2) колленхима (от 1 и более слоев). У однодольных встречается редко.

3) эндодерма

Эндодерма стебля представляет собой 1 слой живых клеток, с целлюлозными оболочками, содержащие крахмальные зерна. Они не являются запасающим веществом , они помогают ориентироваться в пространстве, и поэтому эндодерма стебля называется крахмалоносным влагалищем. Кроме того, у различных растений в первичной коре могут формироваться вместилища выделений, могут встречаться кристаллоносные клетки, это пластическая часть стебля.

Центральный осевой цилиндр он начинается с перециклической склеренхимы. Перицикл в стебле перерождается в склеренхиму и частично в паренхиму. Перициклическая склеренхима может быть на поперечном разрезе в виде сплошного кольца или в виде отдельных тяжей.

За перициклом расположены проводящие пучки, обычно коллотыральные; редко биколлотыральные окруженные клетками основной паренхимы.

Расположение проводящих пучков различно у однодольных и двудольных растений.

-- у однодольных расположено диффузно (рассеянно)

-- у двудольных по кругу

Такое различное расположение проводящих пучков связано с характером объединения проводящих пучков листа и стебля

У двудольных проводящие пучки листа соединяются со стеблем в своем узле.

У однодольных листовые пучки заходят в центральный цилиндр изгибаются и соединяются со стеблевыми пучками проходя через 1-2 узла.

У двудольных из листа в стебель заходит 2-3 листовых пучка, а у однодольных в связи с параллельным жилкованием - множество.

У однодольных растений все проводящие пучки закрытые , т.е. не имеют камбия, а у двудольных открытые пучки, т.е. имеется камбий.

Толщина стебля однодольных растений по всей длине остается одинаковой, а у двудольных верхняя часть стебля немного меньше, чем в нижней части.

Первичное строение стебля у однодольных.

С периферии:

a) Эпидермис один слой , под ним располагается

b) Первичная кора (паренхима, хлоренхима и крахмалоносное влагалище - 1слой)

c) Осевой цилиндр (1 кольцо перециклической склеренхимы, паренхима с коллатеральными пучками, закрытые по окружности)

Первичное строение стебля у двудольных.

a) Эпидермис

b) Первичная кора (колленхима, хлоренхима, крахмалоносное влагалище). Толщина различная.

c) Центральный осевой цилиндр (Перициклическая склеренхима). По кругу расположены коллатеральные или биколлотыральные пучки - открытые. Имеется паренхима, т.е. сердцевина. Хлоропластов здесь нет. Иногда может образовываться полость внутри сердцевины. Между проводящими пучками располагаются клетки паренхимы, которые соединяют сердцевину с первичной корой. Эти участки называются сердцевинные лучи, по ним могут перемещаться в радиальном направлении питательные вещества.

Вторичное строение стебля.

Вторичные изменения стебля происходит аналогично корню, камбий работает и в стебле точно также по одну сторону от него к периферии формируется вторичная флоэма, внутрь - вторичная ксилема. Ксилема в 3-4 раза больше флоэмы, но в стебле происхождение камбия несколько иное. Вторичное изменение в стебле начинается с появления камбия в сердцевинных лучах. Клетки паренхимы делясь превращается в камбий. То есть формируется сплошное камбиальное кольцо. Оно состоит из пучкового и межпучкового камбия.

Камбиальное кольцо может работать по двум вариантам:

1) Формируется пучковый тип стебля, камбий пучков формирует проводящие элементы, а камбий межпучков формирует вторичную паренхиму, в результате сердцевинные лучи сохраняются, они широкие - многопорядные.

2) Пучковый и межпучковый камбий работает одинаково, возникает тоже вторичная ксилема и флоэма, и все это сливается в одно сплошное кольцо. Сердцевинные лучи имеются, но тонкие (всего 3-4 ряда). Сплошной пучок (тип)

Примечание: у некоторых растений может возникать третий вариант - переходное строение (тип) , при котором проводящие пучки сначала четко различны, а потом сливаются друг в друга. Это варианты строения травянистых растений.

Стебель травянистых растений формируется 1-1.5месяцев. Поэтому вторичные ткани прирастают в небольшом количестве, центральный цилиндр разрастается в толщину незначительно. В результате первичная кора слегка растянется, но сохраниться и стебель травянистых двудольных растений будет иметь эпидермис, первичную кору, перецикличискую склеренхиму. Т.е. стебель травянистых двудольных растений имеет те же ткани, но слегка разросший центральный осевой цилиндр.

Строение древесных и кустарниковых стеблей.

Это строение имеет целый ряд отличий, по сравнению с травянистыми. Это связано с продолжительностью роста -->камбий однажды возникнув и будет работать в течение всей жизни стебля. За это время камбий сформирует очень большую массу вторичных тканей.

Стебель древесного типа формируется по непучковому типу.

Стебель древесных растений имеет покровную ткань - перидерму, а у травянистых - эпидермис, он существует только 1 сезон. И вот осенью эпидермис заменяется перидермой. Через 5-10 лет на смену перидерме появиться более мощная покровная ткань - корка.

Первичная кора у древесного стебля сначала зеленая, фотосинтезирующая. После чего с годами расстегивается, разрывается и сбрасывается (на 3-5 году жизни). В итоге вторичных изменений стебель будет представлен тканям разросшегося центрального осевого цилиндра, сформированного по непучковому типу, т.е. имеется сплошное кольцо камбия, по обе стороны которого расположены слои вторичной ксилемы и слои вторичной флоэмы.

Вторичная ксилема имеет ряд особенностей. Она прирастает в большем объеме, чем вторичная флоэма. Во вторичной ксилеме можно различить годичные слои. Образование годичных колец связано с неравномерной работой камбия.

Весной камбий производит крупноклеточную весеннюю ксилему, далее активность камбия снижается и уже формируется мелкоклеточная ксилема, на следующий год над осенней ксилемой опять формируется весенняя ксилема и четко видна граница между ксилемой разных лет. По числу годичных колец можно определить возраст дерева.

Вторичная флоэма по мере увеличения в диаметре стебля всегда отодвигается к периферии стебля. После возникшие участки элементы флоэмы, отодвигающиеся сначала расширяются, разрываются и сбрасываются. У др.растений толщина слоя вторичной флоэмы незначительна.

Формирование у стебля вторичной покровной ткани.

По мере увеличения диаметра стебля формируется новые слои перидермы последующих годов.

Корка состоит из отмерших клеток вторичной флоэмы и перидермы. На всем протяжение жизни стебли растений имеют разное строение.

Использование стебля древесных в фармации.

Стебель древесных используется для получения лекарственного сырья “cortex” - “кора”.

Лекарственное сырьё “cortex” - “кора” получают, с 3-5 летних побегов древесных растений. Снимают её весной по слою камбия в виде продольных тяжей.

В её состав будут входить: -- перидерма

- первичная кора с колленхимой и паренхимой.

- ткани вторичной флоэмы (особенно сильно развиты лубяные волокна и склереиды, а также вместилища выделений и кристаллоносные клетки)

5. Морфология и анатомия листа

Функции листа.

ь выполняет роль воздушного (органического) питания растения.

На земле в результате фотосинтеза образуется 140-160млрд. тонн органического вещества. Растением поглощается 250-300млрд. тонн СО2 , О2 выделяется 180-200млрд.тонн.

1грамм органического вещества вырабатывает 1кв.метр листа за час.

ь газообмен (относительно воздух поступает, и снабжает клетки мякоти листа СО2 ).

ь выделение листьями Н2О (транспирация)

Из всей поглощённой вода 10% используется на фотосинтез, а 90% на транспирацию. Транспирация обеспечивает поддержание нормальной температуры тела. Транспирация является одним из факторов, обеспечивающих поднятию воды вверх по растению.

ь лист может участвовать в вегетативном размножение и в запасе питательных веществ.

Формирование листа.

На первых этапах надземной жизни все функции листа выполняет стебель.

Сначала формируется стебель --> лист --> корень.

Лист представляет собой боковой орган органического роста, лишен постоянной меристемы.

Развитые листа начинается в конусе нарастания стебля, в дерматогене (1 слой) из которого формируется эпидермис. Под дерматогеном клетки меристемы делятся и появляется бугорок (валик), покрытый дерматогеном и это и есть зачаток листа -- первичный бугорок. Он сначала состоит из однородных клеток, а затем закладываются тяжи прокамбия из которых формируется проводящие пучки. Из верхней части первичного бугорка сформируется пластинка листа, несколько позже путем интеркомерного роста клетки, находящихся в будущей пластинке листа и основания начинает формироваться черешок листа. Иногда в основание листа может быть выросты, они станут прилистниками.

Листовая пластинка - плоская, с большой поверхностью, и небольшой толщиной, она является основной частью фотосинтезирующего органа. Строение его приспособлено к максимальному усвоению света.

Черешок - нужен для регулирования лучшей освещенности листовой пластинки.

Прилистник - в виде колючек, шипов, чешуевидные, защищают от засыхания и поедания животными листьев.

Листовое влагалище - основание листа, развивается образование трубки, окружающая стебель у злаков и зонтичных.

У гречишных раструб - разросшиеся прилистники.

Морфологическое разнообразие.

Форма листовой пластинки, название дается по сходству, по очертанию листа с геометрической фигурой и по соотношении длины и ширины листовой пластинки.

Различают:

· округлый лист

· эллиптический лист

· продолговатый лист

· линейный лист

· яйцевидный лист

· обратный яйцевидный лист

· ланцетный лист

особые формы листовой пластинки:

· чешуевидные

· игольчатые

· щитовидный

· сердцевидный

· лопатчатый

· копьевидный

· стреловидный

· почковидный

верхушка листа:

· острая верхушка

· заостренная верхушка

· остроконическая верхушка

· округлая верхушка

· выемчатая верхушка

· тупая (усеченная)

край листа:

· цельный

· зубчатый

· пильчатый

· двоякопильчатый

· неравнозубчатый

· волнистый

· реснитчатый

Листовая пластинка может быть расчлененной, в этом случая название листа дается по двум критериям.

-- по направленности (по характеру изрезанности)

a) перистое

b) пальчатая

-- по степени изрезанности

a) лопастные (лист расчленен на лопасти 1/3 листовой пластинки)

б) раздельные (лист расчленен на доли, составляет ј ширины листа)

в) рассеченные (лист имеет сегменты, Ѕ пластинки листа)

г) сложные

6. Размножение высших растений

Основные вопросы:

1 сущность размножения и его способы

2 вегетативное размножение (примеры естественного размножения и использование его в практике)

3 бесполое размножение

4 половое размножение, и эволюция этого процесса

5 чередование поколений высших растений

В ходе индивидуального развития любой организм проходит различные стадии от молодого к зрелому и завершающий - гибель организма. По мере этого развития в органах, клетках накапливаются изменения, а именно образуется вещества, изменяющие проницаемость клеток, химический состав, накапливаются приспособительные изменения (соответствующие имениям условий среды).

Как результат всех изменений в зрелом организме возникают клетки, способные начать жизнь сначала , т.е. организм может приступить к размножению. Размножение - одно из важнейших процессов всего живого. Размножение возникло одновременно с началом жизни.

Размножением природа позволяет разрешить одно из важнейших противоречий жизни. Именно при размножении происходит омоложение организма.

Размножение - воспроизведение себе подобных.

У всех живых существ различают способы размножения. У высших их три.

· Вегетативное

· Бесполое

· Половое

Вегетативное размножение

Дочерняя особь возникает из части материнского организма. Омоложение новой особи не происходит, т.е. дочерняя особь повторяет все признаки материнской особи, и продолжает возраст материнской особи.

Вегетативное размножение основано на своеобразном свойстве живых веществ, т.е. способности их к регенерации.

В природе естественное вегетативное размножение может происходить при помощи видоизмененных побегов, а именно, клубней, корневищ, луковиц, наземных усов, плетей. Во всех этих случаях новая дочерняя особь возникает из пазушных почек. Они развиваются в наземные побеги, а корни у этих особей возникают из стеблевой части этих структур и формируются как придаточные корни. Дочерние особи могут возникать на корнях, их называют корни-отпрыски, и его побеги возникают из придаточных почек.

Искусственное вегетативное размножение

· Деление кусков (щавель, маргаритки)

· Корневыми отпрысками (облепиха, слива)

· Отводками (смородина . крыжовник)

· Побеговыми или листовыми черенками (виноград, роза, фиалка)

· Прививка

(a) Биологические особенности вегетативного размножения

Дочерние особи функционируют самостоятельно, сохраняют все признаки материнской особи. В практике в различных отраслях растениеводства пользуются вегетативным размножением.

Бесполое размножение

Дочерняя особь возникает из 1-ой специализированной клетки материнского организма, и она называется спорой.

Спора - это клетка, для бесполого размножения, при таком размножении дочерняя особь наследует все признаки материнского организма, и продолжает возраст этого же организма (в клетках дочерней особи может происходить частичное омоложение, но в основном продолжение возраста). У мхов, папоротников, хвощей - бесполое размножение

У высших растений споры образуются в специальных органах бесполого размножения, в спорангиях. Клетки мелкие, переносимые воздухом.

Спора - это микроскопических размеров клетка, овальная, внутри которой имеется ядро, цитоплазма густая, практически без вакуолей, может существовать в наземных условиях, потому что имеет 2 оболочки

(b)Формирование спор

Одна из клеток нижнего эпидермиса претерпевает деление митозом, образуется две клетки и возникает группа клеток в виде бугорочка. Среди этих клеток выделяется группа клеток в центре, более крупные. Происходит дифференциация клеток.

Каждая клетка спорангии, в нем закладываются клетки спорагенной ткани, которые дадут затем гаплоидные споры.

Каждая клетка спорагенной ткани делится мейозом.

Спора в благоприятных условиях среды прорастает в новую дочернюю особь, у нее будут наследственные признаки и возраст почти тот же, как у материнской особи.

Половое размножение

Дочерняя особь возникает из половых клеток, которые называются гаметы, которые обязательно сливаются друг с другом, у высших растений гаметы не одинаковы. Различают мужские (сперматозоиды и спермии). Они представляют собой 1 клетку, спермии - неподвижные, а сперматозоиды - подвижные. Плотных оболочек как у спор - нет. И женские - крупные, неподвижные - яйцеклетки.

Мужские гаметы формируются в органах полового размножения - гаметангиях.

Гаметангии

+архегоний >антеридий

Гаметы только объединившись могут дать новый молодой организм и продукт слияния двух гамет называется - зиготой. Это новый молодой организм

(b) Эволюция полового процесса у растений

· Изогамный половой процесс - (все гаметы одинаковые). Существуют гамет + и гамета -

· Гетерогамный половой процесс - (гаметы разного размера). Сливаются крупные с мелкой.

· Оогамный половой процесс - (одни гаметы, крупные неподвижные - яйцеклетки(+), они способны сливаться с другой гаметой, другого облика мужского типа - сперматозоиды или спермии (>))

(c) Биологические особенности организмов, возникших половым путем.

· У зиготы больше возможностей для приспособления в окружающей среде.

· Дочерняя особь имеет диплоидный набор хромосом, отличающийся от материнского.

· Гаметы > и + лишены оболочки и они могут существовать в водной среде.

Половое и бесполое размножение связаны друг с другом.

Организм размножающийся половым путем называется гаметофит.

Организм размножающийся бесполым путем называется спорофит.

Гаметофит(n)

Спора(n)+(n) >(n)гаметангии

Мейоз

Спорангийзигота(2n) оплодотворение

2Спорофит(2n)1

Мейоз у разных живых организмов (грибы, животные) происходит на разных стадиях : у животных - при формировании гамет, у нек. Водорослей, грибов - при первом делении зиготы; у всех высших растений - только при образовании спор. ядерная фаза, смена их происходит 2 раза.

7. Систематика растений

Введение в систематику.

Органический мир нашей планеты насчитывается от 2 до 2,5 млрд. видов. Из них около 500 тыс. видов растений, включая 40 тыс. - видов ископаемых.

Единицы систематики таксономические:

- вид (species)

- род (genus)

- семейство (familia)

- порядок (ordo)

- класс (classis)

- отдел (divisio)

Любая систематическая классификация является системой иерархически соподчиненных единиц. Для обозначения таких единиц принят термин - таксон. Самый крупный таксон - царство. В свою очередь самой мелкой таксономической единицей является - вид.

Каждый организм может представлять собой конкретный - вид.

- род (1 или много видов, связанные родственными связями)

- семейство (группы родов, имеющие общие признаки)

- порядок

- класс (1-д, 2-д)

- отдел

- царство

Карл Линей основал биноминальную номенклатуру.

Классификация органического мира.

Все живые существа делятся на 4 царства:

дробянки

животные

грибы

растения

Царство растений (отделы)

1) Отдел: сине - зеленые водоросли

2) Отдел: золотистые водоросли

3) Отдел: желто - зеленые водоросли

4) Отдел: диатомные водоросли

5) Отдел: пирофитовые водоросли

6) Отдел: эвгленовые водоросли

7) Отдел: бурые водоросли

8) Отдел: красные водоросли

9) Отдел: зеленые водоросли

10) Отдел: грибы

11) Отдел: лишайники

С 1) по 11) все эти отделы по-другому называют низшие растения. Это более 100 тыс. видов.

12) Отдел: риниофиты

13) Отдел: моховидные

14) Отдел: плауновидные

15) Отдел: хвощевидные

16) Отдел: папоротниковидные

17) Отдел: голосемянные

18) Отдел: покрытосеменные (цветковые)

С 12) по 18) - высшие растения, их около 300тыс. видов.

Сравнительная характеристика высших и низших растений.

1) тело низших может быть одноклеточным колониальным или многоклеточным и называться таллом - слоевище. Поэтому часто низшие называют талломные или слоевищные.

2) низшие не имеют дифференциации клеток на ткани.

3) тело низших растений не дифференцируются на органы.

История Земли

Земля возникла 4-5 млрд. лет тому назад. Сине - зеленые водоросли 1 организмы. Органическая жизнь возникла 2,5 млрд. лет назад. Водные организмы - 600 млн. лет назад. Растения вышли на сушу - 400 млн. лет назад. Покрытосемянные возникли - 150-200 млн. лет назад. Человеческое общество возникло 1 млн. лет назад.

Выход растений на сушу.

Риниофиты = псилофиты - первенцы высших растений.

Жизнь зародилась 600 млн. лет назад в протерозойскую эру. Выход растений на сушу в силурийский период ………. эры 400 млн. лет назад.

Палеоботаники реконструировали облик:

Ныне живет бурая водоросль. pelvicia - живет на скалах. Первыми покинули сушу риниофиты (псилофиты).

Существует современная система высших растений (Тахтаджян А.Л.) в основании родословного древа высших растений находятся ископаемая группа риниофиты, от которых отходят:

- моховидны

- плауновидные

- хвощевидные

- папоротниковидные

- голосемянные и покрытосемянные

8. Моховидные (Bryophyta )

Наука бриология.

Общая характеристика отдела моховидные.

Весь отдел насчитывает от 20-25 тыс. видов. Они разделяются на 2 класс:

-- печеночники (слоевцовые) -- листостебельные

Представитель: маршанция Представитель: сорагнум, кукушкин лен.

Структура тела

Моховидные представляют собой многолетние растения, низкорослые (10-15 см.) примитивно устроенные, имеют чаще всего расчленения тела на стебель и листья, а у маршанции только слоевище (пластинчатая структура ), корней у мхов нет. Вместо корней у них имеется своеобразная структура называется ризоиды . Не содержат хлоропластов низшая часть стебля, участвует в поглощении Н2О и минеральных солей. У листостебельных стебель может ветвится, и на нем расположены листья (зеленые), которые имеют весьма примитивное строение и их называют филлодиями. Эти “листья” одно-, двухслойные, эпидермиса в проводящих тканях они не имеют и в стеблях и в листьях можно видеть следующие ткани:

- запасающая паренхима

- ассимиляционная паренхима

- примитивно устроенные проводящие, механические ткани.

Произрастают мхи не по одиночке, а группами. Образуют более густые дернины. Несмотря на примитивное морфологическое строение, у этих растений имеется сложно-устроенные половые органы. Формируются половые органы у мхов на верхушках или боковых веточках, среди листочков, а у Маршанции формируется особые структуры - подставки (и с нижней стороны формируется половые органы. Половые органы могут формироваться на одном растении. Тогда они будут называться однодомные, например: Маршанция) ; и половые органы могут формироваться на разных растениях, тогда в этом случае растения будут называться двудомные: например сфагнум, кукушкин лен.

Строение половых органов мхов.

Половые органы мхов многоклеточные, имеют стенку и внутреннее содержимое. Различают антеридий (). Сперматазойды выходят в водную среду.

Сперматазойды лишены клеточной оболочки, она окружена плазмаллемой.

На соседнем растение формируется женские половые органы - архегонии () - это колбовидные формы структура.

Яйцеклетка не подвижна, и поэтому не выходит из архегоний, так же яйцеклетка не имеет клеточной оболочки. Половой процесс мхов осуществляется только при наличии капельно-жидкой среды. Выделяется яблочная кислота для хемотаксиса, она образуется при раслизнения архегония. Таким образом мы разобрали строение гаметофита.

У мхов есть связь с низшими растениями.

Первичная нить, возникающая из споры называется протонема.

Жизненный цикл мхов

Т.о. в жизни мхов можно четко увидеть связь двух поколений: гаметофита и спорофита. Наиболее длительная фаза - гаметофита, также гаметофит устроен сложнее. Доминирует гаметофит над спорофитом.

Преобладание гаметной фазы является несовершенным процессом в в приспособлению к наземному образу жизни.

Происхождение моховидных.

Они образуют более приспособительную группу среди высших растений, это древние растения.

Предполагается, что моховидные имелись уже в палеозойской эре, кембрийского периода. Нет единой гипотезы о происхождении мхов. Существует 2 точки зрения:

1) моховидные произошли от водорослей

2) моховидные имеют общие происхождения с другими высшим растением(с риниофитами).

Спорофит мхов - это результат редукции.

Географическое распространение, условие произрастания.

Можно увидеть различные представителей мхов самых разных местах, но в пустынях они не встречаются, а иногда на водоемах, соль не переносят. Тундра, тропики благоприятная среды для мхов.

Цикл развития мхов (см. учебник)

Систематика мхов.

См. слаб. занятия, как устроены маршанция, сфагнум, кукушкин лен.

Хозяйственное значение.

Моховидные выдерживают все испытания, в течение многих веков, лет. Они массово участвуют в покрове Земли. Мхи обладают способностью аккумулировать различные вещества, быстро всасывают влагу. Особые класс - белые мхи, способны удерживать большое количество воды и играют большую роль в заболачивании водоемов, являясь торфообразователем, они ничем не повреждаются.

9. Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta )

Характеристика высших споровых растений.

Отдел Плауновидные

Отдел Хвощевидные

...