Внешнее и внутреннее строение растений, их жизнедеятельность на различных уровнях

Что касается сложных листьев, то среди них различают тройчатосложные, пальчатосложные и перистосложные листья. Если сложный лист состоит из трёх листочков, он называется тройчатосложным, или тройчатым (клён). Если черешочки листочков прикрепляются к главному черешку как бы в одной точке, а самые листочки расходятся радиально, лист называется пальчатосложным (люпин). Если на главном черешке боковые листочки расположены с обеих сторон по длине черешка, лист называется перистосложным.

Если такой лист заканчивается наверху непарным одиночным листочком, получается, непарноперистый лист. Если же конечного нет, лист называется парноперистым.

Если каждый листочек перистосложного листа, в свою очередь, является сложным, то получается дважды перистосложный лист.

Жилкование

На каждом листе легко заметить многочисленные жилки, особенно отчётливые и рельефные на нижней стороне листа

Жилки - это проводящие пучки, соединяющие лист со стеблем. Функции их - проводящая (снабжение листьев водой и минеральными солями и выведение из них продуктов ассимиляции) и механическая (жилки являются опорой для листовой паренхимы и защищают листья от разрывов). Среди разнообразия жилкования различают листовую пластинку с одной главной жилкой, от которой расходятся боковые ответвления по перистому или пальчатоперистому типу; с несколькими главными жилками, различающимися толщиной и направлением распределения по пластинке (дугонервный, параллельный типы). Между описанными типами жилкования существует много промежуточных или иных форм.

Исходная часть всех жилок листовой пластинки находится в черешке листа, откуда выходит у многих растений основная, главная жилка, разветвляясь потом в толще пластинки. По мере удаления от главной, боковые жилки всё утончаются. Самые тонкие большей частью находятся на периферии, а также вдали от периферии - посредине участков, окружённых мелкими жилками.

Существует несколько типов жилкования. У однодольных растений жилкование бывает дугонервным, при котором от стебля или влагалища вступает в пластинку ряд жилок, дугообразно направленных к вершине пластинки. У большинства злаков имеет место параллельнонервное жилкование. Дугонервное жилкование существует также у некоторых двудольных растений, например, подорожника. Однако и у них имеется связь между жилками.

У двудольных растений жилки образуют сильно разветвлённую сеть и соответственно этому различают жилкование сетчатонервоное, что говорит о лучшем обеспечении проводящими пучками.

11. Внутреннее строение листа

Строение кожицы листа

Верхняя кожица (эпидерма) - покровная ткань на обращённой стороне листа, часто покрытая волосками, кутикулой, воском. Снаружи лист имеет кожицу (покровную ткань), которая защищает его от неблагоприятных воздействий внешней среды: от высыхания, от механических повреждений, от проникновения к внутренним тканям болезнетворных микроорганизмов. Клетки кожицы живые, по размерам и форме они разные. Одни из них более крупные, бесцветные, прозрачные и плотно прилегают друг к другу, что повышает защитные качества покровной ткани. Прозрачность клеток позволяет проникать солнечному свету внутрь листа.

Другие клетки более мелкие, в них имеются хлоропласты, придающие им зелёный цвет. Эти клетки располагаются парами и обладают способностью изменять свою форму. При этом клетки или отдаляются друг от друга, и между ними появляется щель, или приближаются друг к другу и щель исчезает. Эти клетки назвали замыкающими, а возникающую между ними щель - устьичной. Устьице открывается, когда замыкающие клетки насыщены водой. При оттоке воды из замыкающих клеток устьице закрывается.

Строение устьица

Через устьичные щели воздух поступает к внутренним клеткам листа; через них же газообразные вещества, в том числе и пары воды, выходят из листа наружу. При недостаточном обеспечение растения водой (что может случиться в сухую и жаркую погоду), устьица закрываются. Этим растения защищают себя от иссушения, так как водяные пары при закрытых устьичных щелях не выходят наружу и сохраняются в межклетниках листа. Таким образом, растения сохраняют воду в засушливый период.

Основная ткань листа

Столбчатая ткань - основная ткань, клетки которой имеют цилиндрическую форму, плотно прилегают друг к другу и расположены с верхней стороны листа (обращённой к свету). Служит для фотосинтеза. Каждая клетка этой ткани имеет тонкую оболочку, цитоплазму, ядро, хлоропласты, вакуоль. Наличие хлоропластов придаёт зелёный цвет ткани и всему листу. Клетки, которые прилегают к верхней кожице листа, вытянуты и расположены вертикально, называют - столбчатой тканью.



Губчатая ткань - основная ткань, клетки которой имеют округлую форму, расположены рыхло и между ними образуются крупные межклетники, также заполненные воздухом. В межклетниках основной ткани накапливаются пары воды, поступающие сюда из клеток. Служит для фотосинтеза, газообмена и транспирации (испарения).

Количество слоёв клеток столбчатой и губчатой тканей зависит от освещения. В листьях выросших на свету, столбчатая ткань развита сильнее, чем у листьев, выросших в условиях затемнения.

Проводящая ткань - основная ткань листа, пронизанная жилками. Жилки - это проводящие пучки, так как они образованы проводящими тканями - лубом и древесиной. По лубу осуществляется передача растворов сахара из листьев ко всем органам растения. Движение сахара идёт по ситовидным трубкам луба, которые образованы живыми клетками. Эти клетки вытянуты в длину, и в том месте, где они соприкасаются друг с другом короткими сторонами в оболочках, имеются небольшие отверстия. Через отверстия в оболочках раствор сахара переходит из одной клетки в другую. Ситовидные трубки приспособлены к передаче органического вещества на большое расстояние. Плотно по всей длине к боковой стенке ситовидной трубки прилегают живые клетки меньших размеров. Они сопутствуют клеткам трубки, и их называют клетками спутницами. Кроме луба в состав проводящего пучка входит и древесина. По сосудам листа, так же как и в корне, движется вода с растворёнными в ней минеральными веществами. Воду и минеральные вещества растение поглощает из почвы корнями. Затем из корней по сосудам древесины эти вещества поступают в надземные органы, в том числе и к клеткам листа.

В состав многочисленных жилок входят волокна. Это длинные клетки с заострёнными концами и утолщёнными одревесневшими оболочками. Крупные жилки листа нередко окружены механической тканью, которая целиком состоит из толстостенных клеток - волокон.

Таким образом, по жилкам идёт передача раствора сахара (органического вещества) из листа к другим органам растений, а от корня - воды и минеральных веществ к листьям. Из листа растворы движутся по ситовидным трубкам, а к листу - по сосудам древесины.

Нижняя кожица покровная ткань с нижней стороны листа, обычно несёт устьица.

12. Видоизменения корня. Видоизменениями корня являются корнеплоды, корневые клубни, корни-присоски, цепляющиеся, дыхательные, воздушные, опорные, ходульные, сократительные корни и корневые отпрыски.

Корнеплоды, и корневые клубни выполняют запасающую функцию и функцию вегетативного размножения, как у моркови, редиса, редьки, георгина, топинамбура и свеклы (рис. 4.26). Корни-присоски способствуют закреплению растения в теле растения-хозяина, а также поглощению питательных веществ из организма хозяина. Они характерны для омелы белой, петрова креста, повилики и заразихи. Цепляющиеся корни закрепляют растение на опоре, например, у плюща и винограда (рис. 4.27). Дыхательные корни присущи растениям, произрастающим в чрезмерно увлажненной почве, они помогают растениям в обеспечении кислородом для дыхания (рис. 4.28). В частности, без них не обойтись болотному кипарису и авиценнии. Воздушные корни имеются у растений-эпифитов, с их помощью они поглощают воду прямо из воздуха, как многие орхидеи.

Опорные корни не дают опуститься на землю ветвям растений с очень развесистыми кронами, как у индийского фикуса баньяна, а ходульные корни поддерживают тело растений на зыбкой почве, например в мангровых зарослях в приливной зоне у ризофоры. Сократительные корни втягивают точку роста растения в почву при неблагоприятных условиях, как у одуванчика. Существуют также корни, выполняющие функцию вегетативного размножения, как корневые отпрыски сирени. Корневые симбиозы. Почвы достаточно часто содержат недостаточное количество минеральных солей, что вынуждает растения искать другие способы их получения. Одни из них приспособились получать азот в результате питания насекомыми (насекомоядные растения), а другие образовали симбиозы с грибами и бактериями (рис. 4.29).

Симбиоз корней растения с грибами называют микоризой. Некоторые растения настолько «сжились» с грибами, что вообще перешли к паразитированию на своем грибе-сожителе и не осуществляют фотосинтеза, как орхидея гнездовка.

Корни также способны формировать симбиозы с азотфиксирующими бактериями. Эти бактерии называют также клубеньковыми, поскольку они вызывают разрастание тканей корня бобовых и некоторых других растений, что приводит к образованию своеобразных клубеньков. Клубеньковые бактерии фиксируют азот воздуха и переводят его в доступную для растения форму -- нитраты. Взамен растение обеспечивает клубеньковые бактерии органическими веществами.

Видоизменения подземных побегов

Корневище - подземный побег, выполняющий функции отложения запасных веществ, возобновления, а иногда и вегетативного размножения. Корневище не имеет листьев, но имеет хорошо выраженную метамерную структуру, узлы выделяются либо по листовым рубцам и остаткам сухих листьев, либо по листовым рубцам и остаткам сухих листьев, либо по живым чешуевидным листьям и по расположению пазушных почек. На корневище могут формироваться придаточные корни. Из почек корневища вырастают его боковые ответвления и надземные побеги.

Корневища характерны преимущественно для травянистых многолетников - копытень, фиалка, ландыш, пырей, земляника и др., но бывают у кустарников и кустарничков. Длительность жизни корневищ колеблется от двух-трёх до нескольких десятков лет.

Клубни - утолщённые мясистые части стебля, состоящие из одного или нескольких междоузлий. Бывают надземными и подземными.

Надземные - утолщение главного стебля, боковых побегов. Часто имеют листья. Надземные клубни являются вместилищем запасных питательных веществ и служат для вегетативного размножения, на них могут находиться метаморфизированные пазушные почки с зачатками листьев, которые опадают и служат также для вегетативного размножения.

Подземные клубни - утолщение подсемядольного колена или подземных побегов. На подземных клубнях листья редуцированы до чешуек, которые опадают. В пазухах листьев находятся почки - глазки. Подземные клубни обычно развиваются на столонах - дочерних побегах - из почек, расположенных у основания основного побега, выглядят как очень тонкие белые стебельки, несущие маленькие бесцветные чешуевидные листья, растут горизонтально. Клубни развиваются из верхушечных почек столонов.

Луковица - подземный, реже надземный побег с очень коротким утолщённым стеблем (донцем) и чешуевидными мясистыми, сочными листьями, запасающие воду и питательные вещества, в основном сахара. Из верхушечной и пазушных почек луковиц вырастают надземные побеги, а на донце образуются придаточные корни. В зависимости от размещения листьев различают луковицы чешуевидные (лук), черепитчатые (лилия) и сборные или сложные (чеснок). В пазухе некоторых чешуек луковицы есть почки, из которых развиваются дочерних луковицы - детки. Луковицы помогают растению выжить в неблагоприятных условиях и являются органом вегетативного размножения.

Клубнелуковицы - внешне похожи на луковицы, но их листья не служат запасающими органами, они сухие, плёнчатые, часто это остатки влагалищ отмерших зелёных листьев. Запасающий орган - стеблевая часть клубнелуковицы, она утолщена.

Надземные столоны (плети) - недолговечные ползучие побеги, служащие для вегетативного размножения. Встречаются у многих растений (костянка, полевица, земляника). Обычно они лишены развитых зелёных листьев, стебли их тонкие, хрупкие, с очень длинными междоузлиями. Верхушечная почка столона, загибаясь вверх, даёт розетку листьев, которая легко укореняется. После укоренения нового растения столоны разрушаются. Народное название этих надземных столонов - усы.

Колючки - укороченные побеги, имеющие ограниченный рост. У некоторых растений формируются в пазухах листьев и соответствуют боковым побегам (боярышник) или образуются на стволах из спящих почек (гледичия). Характерны для растений жарких и сухих мест произрастания. Выполняют защитную функцию.

Побеги суккулентов - надземные побеги, приспособленные для накопления воды. Обычно с образованием суккулентного побега связана потеря или метаморфоз (превращение в колючки) листьев. Сочный стебель выполняет две функции - ассимиляционную и водозапасающую. Характерны для растений, живущих в условиях длительного недостатка влаги. Стеблевые суккуленты наиболее представлены в семействе кактусовых, молочайных.

13. Вегетативное размножение -- это размножение частями растений: побега, корня, листа, либо группами соматических клеток этих органов. Такое размножение -- одно из приспособлений для образования потомства там, где затруднено половое размножение. В основе его лежит регенерационная способность растений. Этот тип размножения широко распространен в природе и часто используется в растениеводстве. При вегетативном размножении у потомства повторяется генотип родителя, что очень важно для сохранения признаков сорта.

Вегетативное размножениеВ природе вегетативное размножение происходит корневыми отпрысками (вишня, осина, осот, бодяк), отводками (скумпия, дикий виноград), усами (земляника, лютик ползучий), корневищами (пырей, тростник), клубнями (картофель), луковицами (тюльпан, лук), листьями (бриофиллум).

Все естественные способы вегетативного размножения растений широко используются человеком в практике растениеводства, лесоводства и особенно садоводства. Корневыми отпрысками размножают розу, сирень, айву, рябину, боярышник, малину, ежевику, вишню, сливу, хрен и др. Специально травмируя корни, вызывают усиленное образование корневых отпрысков. Пересаживают их с частью материнского растения.

Размножение отводками применяют для выращивания смородины, ореха, винограда, шелковицы, азалии и др. Для этого одно-, двулетний побег растения наклоняют в специально вырытую канавку, пришпиливают и засыпают землей так, чтобы конец побега оставался над поверхностью почвы. Можно и без канавки разложить побеги радиусами на выровненной поверхности почвы, пришпилить их и присыпать землей. Укоренение идет лучше, если под почкой делают надрезы коры* Приток питательных веществ к надрезам стимулирует образование придаточных корней. Укоренившиеся побеги отделяют от материнского растения и рассаживают.

Ягодные кустарники размножают также делением куста на несколько частей, каждую из них высаживают на новое место.

Искусственным методом вегетативного размножения является черенкование. Черенками называют срезанные для этой цели части побега, корня, яиста. Стеблевые черенки -- одно-, двулетние побеги длиной 20--30 см. Срезанные черенки высаживают в почву. На их нижнем конце вырастают придаточные корни, а из пазушных почек --- новые побеги. Для повышения приживаемости перед посадкой нижние концы черенков обрабатывают растворами стимуляторов роста. Черенкованием размножают многие сорта смородины, крыжовника, винограда, роз и др.

Корневые черенки -- участки боковых корней длиной 10--20 см заготавливают осенью, хранят в песке, весной высаживают в парники. Применяют Для размножения вишни, сливы, малины, цикория, яблони, розы и др..

Листовыми черенками размножают бегонии, узамбарские фиалки, лимон и др. Срезанный с черенком лист кладут нижней стороной на влажный песок, сделав на крупных жилках надрез для ускорения формирования придаточных корней и почек.

В садоводстве широко используют размножение прививкой. Прививка -- сращивание почки или черенка одного растения со стеблем другого, растущего в почве. Черенок, или почка, называется привоем, а растение с корнем -- подвоем.

Прививка почки с кусочком древесины называется окулировкой. При этом на стебле одно-, двулетнего сеянца делают Г-образный надрез длиной 2--3 см, горизонтальный -- не больше 1 см. Затем края коры осторожно отгибают, под кору вставляют глазок, обрезанный с кусочком древесины. Глазок плотно прижимают к древесине отворотами коры. Место прививки обвязывают мочалом, оставляя открытой почку. После срастания стебель подвоя выше глазка удаляют. Окулировку проводят летом и весной.

Реже используют копулировку -- прививку однолетнего черенка с несколькими почками. В этом случае привой и подвой должны быть одинаковой толщины. На них делают одинаковые косые срезы. Привой прикладывают к подвою так, чтобы их ткани совпали (особенно важно совпадение камбия) и тщательно привязывают мочалом. При разной толщине подвоя и привоя делают прививку в расщеп, за кору, в прикладку и др.

Искусственное вегетативное размножение растений имеет большое значение в сельском хозяйстве. Оно дает возможность быстро получить большое количество посадочного материала; размножать растения, не образующие семян, сохранять признаки сорта. Поскольку при вегетативном размножении происходит митотическое деление соматических клеток, потомство получает тот же набор хромосом и полностью сохраняет признаки материнских растений.

14. Цветок -- это укороченный видоизмененный побегег 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, называемыйоколоцветником. 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.

15. 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

Типы соцветий: 1 - кисть; 2 - колос; 3 - початок; 4 - зонтик; 5 - головка; 6 - корзинка; 7 - щиток; 8 - сложный зонтик; 9 - метелка; 10 - сложный колос

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).

В некоторых соцветиях часть цветков состоит только из венчика, а пестик и тычинки отсутствуют: например, белые лепестки ромашки, крупные желтые - подсолнечника. Они служат для привлечения насекомых и располагаются по краям соцветия, а настоящие обоеполые цветки располагаются в центре.

16. Плод - репродуктивный орган покрытосеменных растений, внутри которого образуются семена. Красивое образное определение дал американский ботаник Артур Имс - «Плод - это зрелый цветок». Функции плода: формирование, защита и распространение семян.

Плоды характерны только для цветковых растений. Плод образуется из цветка, как правило, после оплодотворения. Главную роль в образовании плода играет гинецей. Нижняя часть пестика - завязь, содержащая семязачатки, разрастается и превращается в плод.

Рис. Строение плода: ?1 -- плодоножка; 2 -- экзокарпий; 3 -- мезокарпий; 4 -- эндокарпий; 5 -- семя

Плод состоит из околоплодника и семян, число которых соответствует числу семязачатков. Иногда в образовании плода принимают участие и другие части цветка (цветоложе, тычинки, околоцветник).

Околоплодник, или перикарпий - это стенка плода, развивающаяся из стенки завязи. Как правило, перикарп составляет основную массу плода. В нем обычно различают три слоя (рис. 53): экзокарпий - наружный слой околоплодника, мезокарпий - средний слой околоплодника, эндокарпий - внутренний слой околоплодника.

У различных плодов слои околоплодника выражены по-разному. Например, у костянки (плод вишни) экзокарпий - тонкий кожистый, мезокарпий - толстый сочный и мясистый, эндокарпий - твердый деревянистый (косточка). У ореха лещины слои околоплодника практически неразличимы. Классификация плодов. Общепринятой классификации плодов нет. Различные классификации строятся на основе различных признаков и являются искусственными.

Если в образовании плода участвует один пестик, вне зависимости, образован он одним или несколькими плодолистиками, это простой плод (горох, вишня, мак). Если плод образован из нескольких пестиков, его называют сложным, или сборным (малина, ежевика, лютик). У некоторых растений может образовываться соплодие - более или менее сросшиеся в единое целое плоды, образовавшиеся из цветков одного соцветия (инжир, ананас, шелковица, сахарная свекла).

Рис. 54. Простые коробочковидные плоды: ?1 -- боб; 2 -- стручок; 3 -- стручочек; 4 -- коробочка.



По консистенции околоплодника плоды делятся на сухие - плоды с сухим, деревянистым или кожистым околоплодником (фасоль, лещина, белена) и сочные - плоды, у которых весь околоплодник или его часть сочная или мясистая (груша, смородина, арбуз). По числу семян плоды делятся на односемянные плоды (слива, пшеница) и многосемянные (крыжовник, дыня, помидор).

Сухие плоды

Коробочковидные плоды (рис. 54).

Боб - образован одним плодолистиком, чаще многосемянный плод (иногда односемянный, например, у клеверов), вскрывающийся одновременно по брюшному и спинному швам, семена прикрепляются к створкам плода вдоль брюшного шва (акация белая, люпин, душистый горошек).

Стручок, стручочек - многосемянный плод, образованный двумя плодолистиками, семена располагаются на перегородке между створками (левкой, сурепка, капуста). У стручка длина в четыре и более раз превышает ширину (горчица, капуста), у стручочка - в два-три раза или равна ей.

Коробочка - многосемянный плод, образованный двумя или более плодолистиками (табак, хлопчатник). Коробочки могут быть одногнездными и многогнездными.

Ореховидные плоды (рис. 55).

Орех - плод с деревянистым околоплодником, не срастающимся с семенной кожурой, образованный из двух плодолистиков (лещина). У лещины орехи заключены в плюску - листовидную обертку, развивающуюся из трех сросшихся прицветников; орешек - отличается от ореха меньшими размерами (гречиха, липа).

Крылатка - семянка, околоплодник которой имеет крыло, образующееся из сросшихся с околоплодником чешуевидных прицветников и прицветничков (береза, ольха) или из приросших к околоплоднику сегментов околоцветника (вяз, щавель).

Желудь - плод с деревянистым околоплодником, не срастающимся с семенем, имеет чашевидную плюску, образованную видоизмененными стерильными веточками соцветия, характерен для различных видов дуба.

Семянка - плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с семенем, образованный чаще всего из двух плодолистиков, характерен для сложноцветных (астра, одуванчик).

Зерновка - плод с тонким пленчатым околоплодником, срастающимся с семенной кожурой, характерен для злаков.

Рис. Простые ореховидные плоды: ?1 -- орех; 2 -- орешек; 3 -- зерновка; 4 -- семянка; 5 -- желудь; 6 -- крылатка.

Сочные плоды

Костянковидные плоды.

Костянка - плод с мясистым сочным мезокарпием и деревянистым эндокарпием (косточка) (слива, вишня, черешня), наружный слой околоплодника, экзокарпий - тонкий, кожица. Встречается и сухая костянка - по строению плод сходен с сочной костянкой, но при полном созревании мезокарпий подсыхает (миндаль, грецкий орех).

Сборная костянка состоит из множества отдельных плодов-костянок, каждый из которых образован из отдельного пестика, и все они собраны на одном цветоложе.

Ягодовидные плоды (рис. 56).



Рис. 56. Сочные ягодовидные плоды: ?1 -- ягода; 2 -- померанец.

Ягода - как правило, многосеменной плод с сочным мясистым эндо- и мезокарпием, в мякоть которых погружены семена, и тонким пленчатым или кожистым экзокарпием (виноград, томаты, брусника, черника, клюква).

Померанец, или гесперидий - плод цитрусовых растений (апельсин, лимон). Экзокарпий ярко окрашен, содержит большое количество вместилищ эфирных масел.

Мезокарпий рыхлый, белый, губчатой консистенции, сухой и безвкусный. Клетки эндокарпа образуют соковые мешочки на длинных ножках, заполненных клеточным соком, из которых состоит съедобная мякоть плода;

Гранатина - плод, мякоть которого образуется из сочного наружного слоя семенной кожуры многочисленных семян. Околоплодник у зрелого плода подсыхает и образует твердую кожистую кожуру.

Рис. 57. Ложные плоды: ?А - яблоко; Б - земляничина; В - цинародий; Г - тыквина.



Ложные плоды - плоды, образованные не только из завязи пестика, но и из других частей цветка (чаще цветоложа). Обычно ложные плоды развиваются у растений, имеющих цветки с нижней завязью.

Яблоко (рис. 57) - многосемянный ложный плод, у которого мякоть развивается из разросшегося цветоложа. Собственно околоплодник образует стенки гнезд с семенами (яблоня, груша, рябина, боярышник).

Тыквина (рис. 57) - многосемянный ложный плод с твердым, жестким, одревесневающим или кожистым экзокарпием и сочным мезо- и эндокарпием. Тыквина образуется из цветков с нижней завязью, плод тыквину имеют тыква, дыня, арбуз, огурец.

Земляничина, или фрага - ложный плод (земляника, клубника), образованный из выпуклого сочного цветоложа, на котором находятся настоящие плоды-орешки.

Цинародий - также ложный плод, характерный для шиповника. Бокаловидное окрашенное цветоложе скрывает настоящие плоды орешки, густо покрытые волосками.

Семена

Семя - высокоспециализированный орган полового размножения, расселения и переживания неблагоприятных условий жизни у семенных растений, развивающийся обычно после оплодотворения из семязачатка.

Типичное семя состоит из покровов (кожуры), зародыша и питательной ткани. Главная функция семенной кожуры - защита зародыша от высыхания, механических повреждений. Формируется кожура из покровов семязачатка, интегументов. Зародыш семени развивается из оплодотворенной яйцеклетки, имеет диплоидный набор хромосом. Зародыш в зачаточной форме имеет все основные органы растения: зародышевый корешок, стебелек, почечку и первые зародышевые листья - семядоли. У двудольных - две семядоли, у однодольных - одна. Запасающие ткани семени - эндосперм, перисперм, основная ткань семядолей. Эндосперм развивается из оплодотворенного центрального ядра зародышевого мешка (имеет триплоидный набор хромосом), перисперм - из нуцеллуса (имеет диплоидный набор хромосом). Они состоят из тонкостенных паренхимных клеток, обычно целиком заполненных питательными веществами.

Рис. . Спорофит и гаметофиты цветковых растений

органом полового размножения покрытосеменных растений является цветок. Цветок - видоизмененный, укороченный, неразветвленный побег, предназначенный для образования спор и гамет и полового процесса, завершающегося образованием семян и плода.

Растение, на котором образуются споры, называют спорофит. У сосудистых растений (хвощи, плауны, папоротники, семенные растения) спорофит - листостебельное диплоидное растение. Цветковые - разноспоровые растения образующие споры, отличающиеся по величине и физиологическим особенностям, образуются споры в результате мейоза.

Микроспоры - более мелкие споры, формирующиеся в тычинках, из них образуются пыльцевые зерна - мужские гаметофиты, образующие мужские гаметы. В семязачатке, в нуцеллусе (мегаспорангии) в результате мейоза образуется мегаспора - более крупная спора, из нее образуется женский гаметофит, названный зародышевым мешком. После опыления и двойного оплодотворения образуется плод и семена.

И образование спор, и слияние гамет происходит в цветке.

Строение цветка. У цветка различают цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестики. У некоторых цветков отдельные части могут отсутствовать.

1 -- цветоножка; 2 -- цветоложе; 3 -- чашелистики; 4 лепесток; 5 -- пестик; 6 -- тычинка ветки большинства видов растений имеют и тычинки, и пестики. Такие цветки называют обоеполыми (вишня, горох). Цветки, которые имеют только пестики, называют пестичными (женскими). Цветки, которые имеют только тычинки, называют тычиночными (мужскими). В зависимости от распределения однополых цветков на растениях различают: однодомные растения - растения, у которых на одних и тех же экземплярах располагаются и женские, и мужские цветки (огурец, кукуруза, дуб); двудомные растения - растения, у которых на одних экземплярах располагаются женские, а на других - мужские цветки (крапива двудомная, конопля, облепиха); многодомные растения - растения, у которых на одних и тех же экземплярах встречаются как обоеполые, так и однополые цветки в различных количественных соотношениях (гречиха, некоторые виды ясеня, клена).

Цветоножка - междоузлие под цветком. Цветки, лишенные цветоножки, называются сидячими (цветки в соцветии корзинка у подсолнечника, астры, одуванчика). Цветоложе - укороченная стеблевая часть цветка. На ней располагаются все остальные части цветка.

Околоцветник - стерильная часть цветка, его покров. Околоцветник может быть простым (не дифференцированным на чашечку и венчик, образованным совокупностью одинаковых листочков) и двойным (дифференцированным на чашечку и венчик). Простой околоцветник может быть венчиковидным (образованным ярко окрашенными листочками), или чашечковидным (образованным зелеными листочками). Цветки, лишенные околоцветника (ива, тополь), называются голыми.

Чашечка - наружная часть двойного околоцветника, представляет собой совокупность чашелистиков - видоизмененных прицветных листьев Обычно чашелистики имеют небольшие размеры и зеленую окраску. Венчик - внутренняя, обычно окрашенная часть двойного околоцветника. Представляет собой совокупность лепестков, часто имеющих яркую окраску.

Андроцей (дом для мужчин) - совокупность тычинок одного цветка. У большинства растений тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Пыльник состоит из двух половинок, соединенных связником. Каждая половинка имеет два пыльцевых гнезда (микроспорангия), в которых происходит образование микроспор, а впоследствии пылинок.

Микроспорогенез - процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника). Микроспоры формируются из материнских клеток - микроспороцитов, имеющих диплоидный набор хромосом. В результате мейоза каждая материнская клетка образует четыре гаплоидных микроспоры. Микроспоры быстро обособляются друг от друга.

икрогаметогенез - процесс образования мужских половых клеток (спермиев), происходит в пыльцевом зерне, которое является мужским гаметофитом покрытосеменных растений. Развитие мужского гаметофита происходит также в гнездах пыльников тычинок и сводится к одному митотическому делению микроспоры и формированию оболочек пыльцевого зерна. Оболочка пыльцевого зерна состоит из двух слоев: интины (внутренней, тонкой) и экзины (наружной, толстой). Каждой пыльцевое зерно содержит две гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную. Из генеративной (спермагенной) далее образуются два спермия. Из вегетативной (сифоногенной) впоследствии образуется пыльцевая трубка.

Рис. . Образование мужского гаметофита

1 - микроспороцит (2n); 2 - микроспоры (n); 3 - вегетативная клетка; 4 - генеративная клетка; 5 - экзина; 6 - интина; 7 - 2 спермия.

Гинецей (дом для женщин) - совокупность пестиков одного цветка. Обычно в пестике выделяют три части: завязь, столбик и рыльце. Завязь - замкнутая, нижняя, полая часть пестика, несущая и защищающая семязачатки. В завязи может располагаться от одного (пшеница, вишня) до нескольких тысяч (мак) семязачатков. Стенки завязи выполняет функцию защиты семязачатков от неблагоприятных факторов среды (высыхание, колебание температур, поедание насекомыми и т.д.), внутри завязи (в семязачатках) происходит мегаспорогенез и мегагаметогенез, они принимают участие в образовании околоплодника.

Семязачаток состоит из нуцеллуса (ядра) - центральной части, являющейся мегаспорангием, двух покровов - интегументов, которые при смыкании образуют узкий канал - микропиле, или пыльцевход, через который пыльцевая трубка проникает к зародышевому мешку. С помощью семяножки семязачаток прикрепляется к плаценте. Место прикрепления семязачатка к семяножке называют рубчиком. Противоположную микропиле часть семязачатка, где сливаются нуцеллус и интегументы, называют халазой.

1 - интегументы; 2 - микропиле; 3 - плацента; 4 - семяножка; 5 - нуцеллус; 6 - синергиды; 7 - яйцеклетки; 8 - центральная клетка; 9 - антиподы; 10 - халаза.

семязачатке происходит мегаспорогенез, мегагаметогенез и процесс оплодотворения. После оплодотворения (реже без него) из семязачатка формируется семя.

Мегаспорогенез - процесс формирование мегаспор. Он происходит в нуцеллусе семязачатка. После заложения семязачатка и формирования нуцеллуса в области микропиле начинает разрастаться одна клетка - мегаспороцит, или материнская клетка мегаспор. Материнская клетка мегаспор имеет диплоидный набор хромосом. У большинства покрытосеменных из нее путем мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Из четырех мегаспор лишь одна дает начало женскому гаметофиту - зародышевому мешку. Остальные мегаспоры отмирают.



Рис. . Образование женского гаметофита:

1 - мегаспороцит (2n); 2 - четыре мегаспоры; 3 - разрастание одной из мегаспор и отмирание трех остальных; 4 - антиподы; 5 - образование центральной клетки (2n); 6 - яйцеклетка; 7 - синергиды.

егагаметогенез - процесс формирования женских половых клеток, происходит в зародышевом мешке. Формирование женского гаметофита начинается с разрастания мегаспоры, которая далее три раза делится митозом. В результате этого образуются восемь клеток, которые располагаются следующим образом: три - на одном полюсе зародышевого мешка (микропилярном), три - на другом (халазальном), две - в центре. Две оставшиеся в центре клетки сливаются, образуя диплоидную центральную клетку зародышевого мешка. Одна из трех клеток, расположенных на микропилярном полюсе, отличается большими размерами и является яйцеклеткой. Две рядом расположенные клетки являются вспомогательными и называются синергидами. Группа из трех клеток, находящихся на противоположном, халазальном полюсе, называется антиподами. Таким образом, сформированный женский гаметофит включает шесть гаплоидных клеток (яйцеклетка, две клетки-синергиды, три клетки-антиподы) и одну диплоидную клетку.

Оплодотворение. Образование семян и плодов. Процессу оплодотворения предшествует опыление - перенос пыльцы от пыльцевых мешков тычинок к рыльцам пестиков. Попав на рыльце пестика, под воздействием веществ, выделяемых пестиком, пыльца начинает прорастать: образуется пыльцевая трубка, внедряющаяся в ткань рыльца. Кончик пыльцевой трубки выделяет вещества, размягчающие ткань рыльца и столбика. В процессе формирования пыльцевой трубки принимает участие сифоногенная клетка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходит спермагенная клетка, которая делится митозом с образованием двух спермиев (у некоторых растений спермагенная клетка дает начало двум спермиям еще до прорастания пыльцы). Пыльцевая трубка продвигается по столбику пестика и врастает в зародышевый мешок, как правило, через микропиле. После проникновения в зародышевый мешок кончик пыльцевой трубки разрывается, и спермии попадают внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку, из которой далее формируется эндосперм (питательная ткань) семени, обеспечивающий питание зародыша. Синергиды и антиподы дегенерируют. В целом выше описанный процесс получил название двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение у цветковых растений было открыто в 1898 году русским ботаником С.Г.Навашиным.

После двойного оплодотворения из яйцеклетки формируется зародыш семени, из центрального ядра зародышевого мешка - триплоидный эндосперм, из интегументов - семенная кожура, из всего семязачатка - семя, а из стенок завязи - околоплодник. В целом из завязи пестика формируется плод с семенами.

18 Систематика - это наука о разнообразии растительных организмов, определяющая их место в системе органического мира. Существует систематика животных, микроорганизмов, грибов и растений. В ботанике различают систематику низших растений и систематику высших растений.

Систематика - важнейшая отрасль биологии, в том числе и ботаники. Без систематики немыслимо развитие ни теоретической, ни экспериментальной ботаники (селекции, семеноводства, интродукции растений и др.).

Раньше к низшим растениям относились бактерии, грибы и лишайники, к высшим растениям - все остальные. На данный момент выделяют три отдельных Царства которые стоят особняком, но называются Растениями - это Царство Бактерий, Царство Грибы и Царство РАСТЕНИЯ. Царство Растения делятся на три основных подцарства: Настоящие Водоросли, Багрянки и Высшие Растения. Смотрите более подробную схему ниже.

Отдел Класс Порядок Семейство Род Вид

19. Цветковые - имеют цветок и плод. Есть стебель, листья и корень (корень и побег).

Голосеменные - их семена находятся в шишках. Листья видоизменены в хвою.

Мхи, хвощи, папоротники, плауны - споровые растения с более примитивным строением.

Водоросли - водный образ жизни. Тело представлено слоевищем. Примитивное строение.

Водоросли - это низшие споровые растения, содержащие в своих клетках хлорофилл и живущие преимуществепно в воде.

Красные водоросли (Багрянки) -- многочисленная (около 3800 видов из более чем 600 родов) группа в основном морских обитателей. Их размеры варьируются от микроскопических до 1-2 м. Внешне красные водоросли очень разнообразны: есть нитевидные, пластинчатые, кораллоподобные формы, в разной степени рассеченные и разветвленные.

Красные водоросли имеют своеобразный набор пигментов: кроме хлорофилла a и b имеется хлорофилл d, известный только для этой группы растений, есть каротины, ксантофиллы, а также пигменты из группы фикобилинов: синий пигмент -- фикоцианин, красный -- фикоэритрин. Различное сочетание этих пигментов определяет окраску водорослей -- от ярко-красной до голубовато-зеленой и желтой.

На поверхности листовой пластинки таллома спорофита образуются зооспорангии, в них многочисленные зооспоры. Прорастая, зооспоры дают микроскопического размера гаметофиты в виде ветвящихся ниточек. На них образуются органы полового размножения: на одних -- оогонии, в которых развивается несколько яйцеклеток, на других -- антеридии, в которых созревают сперматозоиды. После оплодотворения из зиготы без периода покоя развивается новый диплоидный таллом (рис. 72).

Роль (значение)

Ламинария широко используется в пищу, в медицине и для получения йода.

20. Микроскопические или мелкие (до 2 см длины) организмы золотисто-желтого цвета, обитающие в соленых и пресных водоемах по всему земному шару. Имеются одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. В России известно около 300 видов из 70 родов. Хроматофоры обычно золотисто-желтые или бурые. Они содержат хлорофиллы а и с, а также каротиноиды и фукоксантин. В качестве запасных веществ откладывается хризоламинарин и масло. Некоторые виды гетеротрофны. Большинство форм имеют 1-2 жгутика и в силу этого подвижны. Размножаются преимущественно бесполым путем -- делением или зооспорами; половой процесс известен лишь у нескольких видов. Встречаются обычно в чистых пресных водах (кислые воды сфагновых болот), реже -- в морях и в почвах. Типичные элементы фитопланктона.

Клетка хламидомонады имеет грушевидную форму.

На переднем вытянутом конце находятся два жгутика (обеспечивают передвижение).

Снаружи клетка покрыта оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро с ядрышком и чашевидный хлоропласт (хроматофор - фотосинтезирующие тельца).

В передней части расположены светочувствительный глазок (воспринимает свет) и пульсирующие вакуоли (служат для выделения избытка воды).

На свету в процессе фотосинтеза образуется сахар (из него - крахмал, образуя крахмальные тельца).

Размножение



При бесполом размножении хламидомонада:

Останавливается. Теряет жгутики (1).

Её содержимое делится на 4 части (2).

Каждая часть образует жгутики и собственную оболочку (2).

Образовалось 4 клетки-споры или зооспоры, выполняющие функцию расселения.

Оболочка материнской клетки разрывается, и маленькие хламидомонады выплывают в воду (3).

Поплавав в воде некоторое время, клетки дорастают до размеров материнской (4) и вновь приступают к бесполому размножению (1-4).

При половом размножении хламидомонады:

В материнской клетке образуются двужгутиковые гаметы (1, 2).

Выходят из оболочки материнской клетки (3).

Сливаются попарно с другими особями (4, 5).

Образуется зигота, покрытая плотной оболочкой и зимует (6).

Весной благоприятные условия дают возможность зиготе делиться. В результате чего образуются 4 хламидомонады (7).

Молодые хламидомонады питаются, растут до материнских размеров (1, 8).

Таким образом:

При бесполом размножении - при помощи зооспор.

При половом размножении - при помощи двужгутиковых гамет.

Род хлорелла объединяет одноклеточные водоросли, широко распространенные в пресных водоемах и почве. Клетки одеты оболочкой, содержат чашевидный хроматофор, одно ядро. Половой процесс отсутствует. При бесполом размножении материнская клетка делится на 4-10 частей. Образуются неподвижные (без жгутиков) автоспоры; еще в материнской клетке они одеваются собственными оболочками и выходят из нее после разрыва материнской оболочки (рис. 14).



Рис. 14. Хлорококковые - хлорелла: А -вегетативная клетка; Б - образование автоспор; В -выход автоспор наружу

Хлорелла характеризуется очень быстрыми темпами размножения. Каждая клетка хлореллы в течение суток может образовать до 10 дочерних клеток. Она способна использовать от 10 до 12 % световой энергии (у наземных растений 1 - 2 %). Сухое вещество клетки содержит 50 % белков, 22 % жиров, 12 % углеводов, 10 % миральных солей, витамины В, К, С (больше, чем в лимонном соке).

Свойство хлореллы быстро накапливать биомассу используется для получения дешевого корми. Водоросль применяется и как источник пищи и кислорода при космических полетах человека.

В проточных водоемах часто можно заметить ярко-зеленые скопления шелковистых нитей, прикрепленных к подводным камням и корягам. Это--многоклеточная нитчатая зеленая водоросль улотрикс 168 . Его нити состоят из ряда коротких клеток; в цитоплазме каждой из них расположены ядро и хроматофор в виде незамкнутого кольца. клетки делятся, и нить растет. Питается улотрикс так же, как и хламидомонада. В благоприятное для жизни водоросли время каждая клетка, кроме той, с помощью которой нить прикрепляется, может разделиться на 2 или 4 подвижные клетки со жгутиками -- зооспоры. Они выходят в воду, плавают, затем прикрепляются к какому-либо подводному предмету и делятся. Так образуются новые нити водоросли.

При неблагоприятных для жизни условиях в некоторых клетках водоросли образуются многочисленные мелкие подвижные гаметы со жгутиками. Гаметы выходят в воду и попарно сливаются. Так происходит оплодотворение. Обычно сливаются гаметы, возникшие в клетках разных нитей. Образуется зигота. Она покрывается толстой оболочкой и может долго находиться в состоянии покоя.

При благоприятных условиях зигота делится на 4 клетки-споры. Каждая из них, опустившись на подводный предмет, может дать начало новой нитчатой водоросли улотриксу.

Водоросли являются основой питания растительноядных животных -- ракообразных, моллюсков, некоторых рыб, млекопитающих и др.

Водоросли насыщают толщу воды и воздуха над ней кислородом. Некоторые отмершие водоросли образуют осадочные породы: известняки, диатомит, трепел. Водоросли способствуют почвообразования и повышению плодородия почв. Придонные водоросли являются убежищем для рыб и других животных. Водоросли используют в пищу человек, из них добывают йод, бром, агар-агар, изготавливают лекарственные препараты. Водоросли используют в биологической очистке воды и как удобрение. Широкое применение водоросли получили в некоторых отраслях промышленности: пищевой, химической, целлюлозной (бумажной), текстильной и др. Некоторые водоросли наносят вред -- массовое размножение одноклеточных водорослей в пресных водоемах вызывает «цветение воды», вода приобретает зеленый цвет. Поселяясь на подводных частях судов, гидротехнических сооружений (например, шлюзах, водных фильтрах), водоросли мешают их нормальной работе.

Размещено на Allbest.ru