Основные сведения по морфологии и физиологии цветкового растения
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.
Корень.С помощью 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 волоскивсасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами в зоне всасывания. По проводящей системекорня 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. Стебель выполняет запасающую функцию, в нем откладываются органические вещества. 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. 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. Листья могут быть простыми и сложными. Простой листимеет одну листовую пластинку, а сложный – несколько листовых пластинок, расположенных на одном черешке. 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).
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.
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.
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.
Генеративные органы растений
Генеративные органы – цветок, плод и семя – обеспечивают половое размножение растений.
Цветок – это укороченный видоизмененный генеративный побег, орган размножения покрытосеменных растений. Цветок располагается на цветоножке. Расширенная часть цветоножки называется цветоложем,на котором расположены все части цветка. В центре цветка находятся его главные части: пестик и тычинки. Пестик – женский орган цветка, тычинки – мужской орган. Пестик обычно состоит из рыльца, столбика и завязи. В завязи находятся семязачатки,в которых развивается и созревает яйцеклетка. Тычинки состоят из тычиночной нити и пыльников. В пыльниках развивается пыльцевое зерно, в котором образуются спермии. Внутренние части цветка защищены листочками околоцветника.Наружные зеленые листочки – чашелистикиобразуют чашечку, внутренние лепестки образуют венчик.Двойным называют околоцветник, состоящий из чашечки и венчика, а простым – из одинаковых листочков. У вишни, гороха, розы околоцветник двойной, у тюльпана, ландыша – простой. Околоцветник служит для защиты внутренних частей цветка и привлечения опылителей, поэтому он часто имеет яркую окраску. У ветроопыляемых растений околоцветник нередко редуцирован или представлен чешуйками и пленками (злаки, береза, ива, осина, тополь). У некоторых растений в цветках имеются особые желёзки – нектарники,которые выделяют сахаристую пахучую жидкость – нектар, служащую для привлечения опылителей. По наличию тычинок и пестиков различают два типа цветков. Цветки, имеющие пестик и тычинки (яблоня, вишня), называются обоеполыми,только тычинки или пестики – однополыми (огурец, тополь). Если тычиночные и пестичные цветки располагаются на одной особи, то растения называются однодомными(кукуруза, дуб, лещина, огурец), а если на разных – то двудомными (тополь, ива, верба, облепиха).
Соцветия.Растения могут обладать крупными одиночными или многочисленными мелкими цветками. Мелкие цветки, собранные вместе, называют соцветиями. Соцветия лучше заметны для опылителей, более эффективно опыляются ветром. Различают несколько типов соцветий.
Колос характеризуется наличием сидячих (без цветоножек) цветков на главной оси (подорожник). Сложный колос образован несколькими простыми колосками (пшеница, рожь).
Початок имеет толстую центральную ось, на которой располагаются сидячие цветки (белокрыльник). В соцветии кисть (ландыш, черемуха) цветки на цветоножках располагаются на общей оси один за другим. В соцветии корзинка (ромашка, одуванчик) множество сидячих цветков расположено на широкой утолщенной блюдцевидной оси. У соцветия головка (клевер) мелкие сидячие цветки располагаются на укороченной шаровидной оси. В простом зонтике (вишня, примула) на главной укороченной оси цветки находятся на одинаковых длинных цветоножках. У моркови, петрушки соцветия состоят из группы простых зонтиков и образуют сложный зонтик.
У щитка, в отличие от кисти, цветки располагаются в одной плоскости, поэтому отходящие от центральной оси цветоножки имеют разную длину (тысячелистник, груша).
Метелка – это сложное соцветие, имеющее несколько боковых ответвлений, состоящих из кистей, щитков (овес, сирень, мужские цветки кукурузы).
Семя.Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Снаружи оно покрыто плотной защитной семенной кожурой. В зародыше различают корешок, стебелек, почечку и семядоли.Семядоли – это первые зародышевые листья растения. В зависимости от количества семядолей в зародыше различают однодольные растения (одна семядоля) и двудольные растения (две семядоли). Питательные вещества могут находиться в семядолях или особой запасающей ткани – эндосперме,в этом случае семядоли почти не развиты.
Плод.Плод – это сложное образование, в его формировании могут принимать участие не только пестик, но и другие части цветка: основания лепестков, чашелистиков и цветоложе. Плод, образованный из нескольких пестиков, называется сборным (малина, ежевика). Форма плодов очень разнообразна. В зависимости от количества семян различают односемянныеи многосемянные плоды, что связано с количеством семяпочек в завязи. Различают также сочные и сухиеплоды.
Костянка– сочный односемянный плод (вишня, слива, абрикос).
Ягода – сочный многосемянный плод (томаты, смородина, крыжовник).
Яблоко – сочный многосемянный плод, образованный не из завязи, а из других частей цветка (груша, слива, яблоко).
Тыквина – сочный многосемянный плод, семена располагаются в центральной части (тыква, дыня, огурец).
Померанец – сочный многосемянный плод у цитрусовых (лимон, апельсин).
Зерновка – сухой односемянный нераскрывающийся плод (кукуруза, рис, пшеница), в котором околоплодник срастается с семенной кожурой.
Семянка– сухой односемянный нераскрывающийся плод (подсолнечник, одуванчик), в котором околоплодник не срастается с кожурой.
Орех – сухой односемянный плод с одревесневшим околоплодником (орешник-лещина, грецкий орех).
Боб – сухой многосемянный вскрывающийся плод (горох, фасоль).
Коробочка – сухой многосемянный плод (лен, мак), в котором семена высыпаются из многочисленных отверстий или трещин.
Стручок – сухой многосемянный вскрывающийся плод, семена располагаются на внутренней перегородке (капуста, пастушья сумка, редис).
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.
Размножение растений. В природе существует два типа размножения организмов: бесполое и половое.
1.Бесполое размножение – это образование нового организма из одной клетки или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям.В основе бесполого размножения лежит митоз. Существует несколько форм бесполого размножения.
Простое деление,или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. Из одной клетки путем митоза образуются две дочерние клетки, каждая из которых становится новым организмом.
Почкование – это форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для дрожжей.
У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор,специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.
Вегетативное размножение – это размножение отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела – регенерации.Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских и кольчатых червей).
2.Половое размножение – это образование нового организма при участии двух родительских особей. Новый организм несет наследственную информацию от обоих родителей.
Оплодотворение – процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота. Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому организму. Оплодотворение бывает наружным и внутренним. Наружное оплодотворениехарактерно вне организма (водоросли).
Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки двух родителей. Это увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает их жизнестойкость.
Половое размножение цветковых растений. Для образования семени необходимо, чтобы пыльца с тычинок попала на рыльце пестика, т. е. произошло опыление. Если пыльца попадает на рыльце того же цветка, то происходит самоопыление (фасоль, горох, пшеница). При перекрестном опылении пыльца с тычинок одного цветка попадает на рыльце пестика другого.
Мелкую сухую пыльцу может переносить ветер (ольха, орешник, береза). У ветроопыляемых растений цветки обычно мелкие, собранные в соцветия, околоцветник отсутствует или слабо развит. Могут переносить пыльцу насекомые (насекомоопыляемыерастения), а также птицы и некоторые млекопитающие. Цветки таких растений обычно яркие, ароматные, содержат нектар. Пыльца в большинстве случаев клейкая, имеет выросты – крючки.
Человек может в своих целях переносить пыльцу с тычинок на рыльце пестиков, такое опыление называется искусственным.Искусственное опыление используют для получения более высоких урожаев, выведения новых сортов растений. В тычинках формируется мужской гаметофит – пыльцевые зерна (пыльца),состоящие из двух клеток – вегетативной и генеративной. В генеративной клетке образуются мужские половые клетки – спермии. В завязи пестика в семяпочке образуется женский гаметофит –(одно наиболее крупное, расположенное у пыльцевхода, называется яйцеклеткой,а два ядра поменьше, располагающиеся в центре, – центральными ядрами).При попадании пыльцы на рыльце пестика вегетативная клетка прорастает в пыльцевую трубочку, перемещая генеративную клетку к пыльцевходу – микропиле.Через пыльцевход два спермия проникают в зародышевый мешок – и происходит оплодотворение. Один спермий сливается с яйцеклеткой и образует зиготу,из которой развивается зародыш семени. Второй спермий сливается с двумя центральными ядрами, образуя триплоидный эндосперм семени, в котором могут запасаться питательные вещества. Из покрова семязачатка образуется семенная кожура. Такой процесс оплодотворения называется двойным.Он открыт русским ботаником С. Г. Навашиным в 1898 г. Разросшаяся стенка завязи или другие части цветка образуют плод.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 876; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!