Органы растения. Органы вегетативные и генеративные. Характерные особенности: метамерность, симметричность, тропиз

 

1. Органы растения. Органы вегетативные и генеративные. Характерные особенности: метамерность, симметричность, тропизм.

Орган – это часть  организма, имеющая определённое строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. У растений различают вегетативные и генеративные органы.

Вегетативными органами являются корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Эти органы обеспечивают рост, развитие, дыхание, питание и фотосинтез, а также участвуют в вегетативном размножении.

Генеративные органы – цветки, плоды и семена. Они выполняют функции, связанные с размножением.

Вегетативные органы растения

Корень. Осевой вегетативный орган. Укрепляет растение в почве; всасывает из почвы воду с минеральными солями; синтезирует органические вещества; запасает питательные вещества; осуществляет вегетативное размножение растений; обеспечивает связь растения с почвенными обитателями (бактериями, грибами).

Строение. Зоны корня: корневой чехлик (покрывает кончик корня); зона деления (состоит из меристемальной ткани, образованной делящимися клетками); зона роста, или растяжения (обеспечивает рост корня в длину за счёт растяжения клеток);  зона всасывания, или поглощения (наружные клетки образуют выросты - корневые волоски, обеспечивающие всасывание воды и минеральных солей); зона проведения  (образуется по мере отмирания корневых волосков и составляет основную часть корня, в этой зоне полностью сформирована проводящая система, образуются боковые корни, и закладывается камбий, т.е. осуществляется рост корня в толщину).

Виды корней.  Различают три вида корней: главные, боковые и придаточные. Главный корень развивается из зародышевого корешка семени, придаточные корни - от побега, стеблей, листьев, боковые - от главного корня и обеспечивают  его ветвление. Совокупность корней растения называют корневой системой. Известно два типа корневой системы: стержневая (хорошо развит главный корень)  и мочковатая (состоит из придаточных корней).

Побег – стебель с  листьями и почками. Он развивается  из ростовой почки зародыша семени. Существуют удлинённые и укороченные побеги. Нарастание и ветвление побегов связано с развитием почек.

Виды побегов. Главный побег – развивается из зародышевой почечки; боковой – появляется из боковой, пазушной почки;  вегетативный – состоит из стебля с листьями, генеративный – цветоносный, несёт цветки, плоды.

Почка – зачаточный побег. Имеет на верхушке конус нарастания.

Виды почек по расположению на побеге. Верхушечные почки расположены  на верхушке стебля, обеспечивая рост побега в длину. Боковые (пазушные) почки развиваются в пазухе листа, и обеспечивает ветвление побега. Придаточные почки формируются на листьях, стебле и образуют придаточные побеги.

Виды почек по функциям. Вегетативная (листовая) почка состоит  из зачаточного стебля с конусом нарастания и зачатков листьев. Генеративная (цветочная)  почка представляет собой укороченный стебель с зачатками цветков или соцветий. Смешанная почка состоит из укороченного стебля с зачатками листьев и цветков.

Стебель. Выносит листья к свету; связывает надземную  и подземную части растения; придает растению механическую прочность, является его опорой; проводит органические и неорганические вещества; запасает органические вещества; осуществляет фотосинтез (только зеленые травянистые стебли); участвует в вегетативном размножении.

Виды стеблей. В зависимости  от направления и способа роста  стебли бывают прямостоячие, ползучие, лежачие, вьющиеся и лазающие. По форме  на поперечном срезе различают цилиндрические, трехгранные, четырехгранные стебли. По строению и продолжительности жизни: деревянистые, травянистые.

Строение. Стебель древесных растений имеет кольцевое расположение основных элементов. Снаружи стебель покрывает кожица, которая затем помещается пробкой. Далее расположен луб, состоящий из ситовидных трубок и лубяных волокон. Следующий слой – камбий. Он состоит из активно делящихся клеток, обеспечивающих рост растения в толщину. Основная часть стебля – древесина.

Слои древесины, образующиеся в разные года, составляют годичные кольца прироста. По числу колец  можно определить возраст растения.

Лист. Боковой вегетативный орган растения. Основными функциями  листа являются фотосинтез, транспирация, запасание питательных веществ, участие в вегетативном размножении (бегония).

Внешнее строение.  Лист состоит из листовой пластинки, основания, черешка и прилистников. Если черешка нет – лист сидячий.  Лист, состоящий из одной листовой пластинки, - простой, из нескольких – сложный. Листья различаются порядком расположения жилок (жилкованием): сетчатое с пальчатым (клён) и перистым (дуб) расположением жилок, параллельное (рожь) и дуговое (ландыш).  По форме листовой пластинки простые листья бывают овальные, округлые, линейные, продолговатые, ланцетовидные. По характеру края Лисовой пластинки: цельнокрайние, пильчатокрайние, выемчатокрайние, городчатокрайние. Сложные листья: тройчатые, парноперистосложные, непарноперистосложные и пальчатые. Порядок размещения листьев на побеге - листорасположение (очередное, мутовчатое, супротивное).

Внутреннее строение. Снаружи листовая пластинка покрыта кожицей (эпидермой), выполняющей защитную функцию.  Эпидерма имеет устьица, осуществляющие газообмен и транспирацию. Она может быть покрыта восковым налётом (фикус) или иметь защитные волоски. Между верхней и нижней эпидермой расположен мезофилл – основная фотосинтезирующая ткань.

Различают столбчатый и  губчатый мезофилл. Столбчатый мезофилл – слой плотно прилегающих друг к другу клеток. Его основная функция  – фотосинтез. Клетки губчатого  мезофилла расположены рыхло, образуя  большие межклетники. Его основная функция – газообмен и транспирация.

В основной ткани расположены  жилки – проводящие пучки, состоящие  из сосудов, ситовидных трубок и механических волокон. Жилки выполняют проводящую и опорную функции. При старении и отмирании листьев происходит изменение их цвета (разрушается хлорофилл и становятся видимыми желтые и оранжевые пигменты листа) и накопление в клетках солей щавелевой кислоты.

Генеративные органы цветкового растения.

Цветок. Видоизмененный спороносный побег. Обеспечивает опыление – процесс переноса пыльцы с тычинок на пестики; оплодотворение – процесс слияния гамет – спермиев с яйцеклетками; формирование семени и развитие плода. Состоит из цветоножки, цветоложа, околоцветника, тычинок и пестика. Околоцветник, состоящий из одинаковых листочков, называют двойным. Строение цветка выражается формулой, где Ч – чашечка из чашелистиков, Л – венчик из лепестков, О – простой околоцветник, П – пестик или пестики. Количество частей выражается числами, стоящими внизу, справа от букв. Срастание частей цветка отражено в формуле скобками. Например, Ч₅ Л₍₅₎ Т₅ П₁.

Тычинка состоит из тычиночной нити, связника и пыльника. В пыльцевых гнездах пыльника в результате мейоза развиваются мелкие микроспоры. Из каждой микроспоры формируется микрогаметофит (мужской гаметофит) – пыльцевое зерно, состоящее из вегетативной и генеративной клеток.

Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. В гнезде завязи пестика  в результате мейоза развивается  одна крупная мегаспора. Из мегаспоры  формируется восьмиядерный зародышевый мешок – женский гаметофит, окруженный покровами с отверстием – пыльцевходом (микропиле). Клетки: одна яйцеклетка, две синергиды, три антиподы и одна центральная диплоидная клетка. Все клетки, кроме центральной, гаплоидные.

Зародышевый мешок вместе с покровами называют семязачатком.  В гнёздах завязи может быть несколько семязачатков (многосемянная завязь).

Соцветие.  Специализированный цветоносный  побег, несущий цветки и видоизменённые листья. Является приспособлением к  опылению. Различают простые и  сложные соцветия.

Простые соцветия состоят из одной  главной оси.  Кисть (черёмуха, ландыш, редька), колос (подорожник и осока), початок (белокрыльник, кукуруза), головка (клевер, кровохлёбка), корзинка (одуванчик, василёк, подсолнечник, астра), зонтик (примула, лук, чеснок, чистотел), щиток (яблоня, груша, слива), извилина (гладиолус, ирис), завиток (медуница, незабудка), развилина (гвоздика, звездчатка).

Сложные соцветия  состоят из нескольких простых осей. Сложная кисть (сирень, виноград, бузина, рис), сложный зонтик (морковь, укроп, борщевик), сложный щиток (тысячелистник, рябина, боярышник), сложный колос  (рожь, пшеница, пырей), серёжка  (берёза, ольха, лещина, или орешник).

Плод. Обеспечивает формирование, развитие и защиту находящихся внутри семян. Зрелый плод состоит из околоплодника, формирующегося из стенок завязи, и семян. Околоплодник включает внеплодник – наружный тонкий слой в виде окрашенной кожицы, межплодник -  средний слой, мясистый у сочных плодов, менее выраженный у сухих плодов, и внутриплодник – внутренний слой, обычно тонкий и слизистый, способный превращаться в каменистую ткань, образующую косточку. Существует два типа плодов – сухие и сочные. Сухие плоды имеют сухой околоплодник.

Семя. Орган размножения и расселения цветкового растения. Зрелое семя состоит из семенной кожуры с семенным рубчиком и отверстием, зародыша (состоящего из зародышевого стебелька, почечки и корешка, одной или двух семядолей), эндосперма (запасающей ткани, окружающей зародыш семени). Эндосперм в некоторых семенах может отсутствовать. Семена классифицируют по числу семядолей: двудольные и однодольные. По наличию эндосперма: семена с эндоспермом и семена без эндосперма.

Органам растения свойственна общая  закономерность – полярность, проявляющаяся  в физиологических функциях и внешнем строении. Полярность растения следует учитывать при его посадке в почву. Например, если черенок посадить верхним концом, из части, находящейся над почвой разовьются придаточные корни, а в почве побеги. Также полярность проявляется в явлении тропизма.

Тропизм - ответная реакция растения на внешний раздражитель, проявляющаяся  в изменении его ориентации в  пространстве. Делится на положительный (изгиб происходит в сторону раздражающего  фактора) и отрицательный (в противоположную  сторону). Ортотропные органы – располагающиеся вертикально к поверхности земли (стебель и корень). Плагиотропные органы – располагающиеся горизонтально или под углом к поверхности земли (листья).

Типы тропизма:

1) Фототропизм - изгиб растения к источнику света. Благодаря положительному фототропизму образуется листовая мозаика (расположение листьев для максимального использования рассеянного света).

2) Геотропизм – ориентация растения в пространстве определенным образом под воздействием силы тяжести. Положительный геотропизм – корень всегда растет вниз. Отрицательный геотропизм – стебель растет вверх.

3) Хемотропизм - движение растений под влиянием химических соединений. Например, рост корней в сторону большей концентрации питательных веществ в почве.

Симметрия - расположение органов растения в пространстве, при котором плоскость симметрии  разделяет его на зеркально-подобные половины.

Типы симметрии: 

1) Радиальные (полисимметричные органы) – органы, через которые можно провести три и более плоскости (стебель, корень).

2) Билатеральные (бисимметричные) – можно провести две плоскости симметрии (листья ириса).

3) Моносимметричные – можно провести только одну плоскость (цветок гороха).

4) Несимметричные (асимметричные) – нельзя провести ни одну плоскость симметрии (цветки валерианы).

Метаморфизированные (видоизмененные) - органы, у которых произошло  усиление одной функции и подавление другой (а также изменение формы) за счет действия окружающей среды. Аналогичные – выполняют сходные функции, но имеют разное происхождение. Гомологичные - выполняют разные функции, но имеют одинаковое происхождение.

2. Классификация отдела Голосеменные. Краткая характеристика класса Саговниковые на примере саговника.

Отдел голосеменные - эволюционные предшественники покрытосеменных и ведут свое начало с каменноугольного периода от одной из боковых разноспоровых ветвей папоротниковидных растений. 
Всего известно 6 классов голосеменных, из которых до настоящего времени сохранилось 4: саговниковые, гинкговые, гнетовые и хвойные. Все это древесные растения, роль классов которых в образовании древесной растительности далеко неравнозначна. Так, гинкговые и саговниковые - классы реликтовые и, по существу, вымирающие. Гнетовые также имеют сравнительно ограниченное распространение, а вот хвойные захватили обширные пространства, дали много родов и видов, в том числе важнейших образователей лесов земного шара.  Голосеменных насчитывают всего около 800 видов, из которых на долю хвойных приходится свыше 560.

Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже - кустарниками и очень редко - лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2-3 м), перисто-рассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках.

Водопроводящая  система (ксилема) голосеменных состоит  преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются  настоящие сосуды. Подавляющее большинство голосеменных - вечнозеленые, одно - или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки.