Это определенный период развития растения например прорастание семени стадия двух настоящих листьев

Обновлено: 07.07.2024

На протяжении всей жизни, т.е. онтогенеза, растение растет и развивается. Продолжительность жизни растений разная. В независимости от продолжительности жизни и развития все растения делятся на:

1. поликарпические растения – это растения многократно плодоносящие в течение всей жизни (большинство растений);

2. монокарпические – плодоносящие только 1 раз на протяжении жизни. К монокарпическим относятся все однолетники, двулетники, а также некоторые многолетники – бамбук (10 лет), агава (40 лет).

В своем развитии растение проходит ряд этапов, т.е. периодов жизни, которые характеризуются своими морфологическими и физиологическими признаками, последние изучены хуже, поэтому разделение этапов основано, в основном, по морфологическим признакам.

1. Эмбриональный этап – от оплодотворения яйцеклетки до прорастания зародыша. В свою очередь эмбриональный этап делится на 2 периода: эмбриогенез – период, пока эмбрионы находятся на материнском растении; покой – период с конца формирования семени до его прорастания.

Зигота образуется в результате слияния спермия пыльцевой трубки (мужской гаметофит) с яйцеклеткой зародышевого мешка (женский гаметофит). Зигота некоторое время находится в латентном состоянии, затем начинает делиться, проходит стадии: проэмбрио, глобулярную, сердцевидную, торпедовидную. Стимулируется этот процесс гормонами – ауксин и цитокинин, которые поступают из окружающих тканей (из плаценты – место прикрепления семяпочки к стенке завязи). Поступление гормонов обеспечивает приток питательных веществ. Образовавшийся в результате сложной серии клеточных делений зародыш имеет апикальную меристему корня, побега и 1 или 2 семядоли. Затем образуется сосудистый камбий, из которого возникают проводящие ткани между корнем и побегом. Позже из апикальной меристемы формируются зародышевые листья семени или семядоли (1 или 2). На последнем этапе формирования зародыша образовавшееся семя теряет значительное количество воды и переходит в состояние покоя. Содержание гормонов–активаторов уменьшается, возрастает концентрация АБК. Выделившиеся из семени гормоны активируют образование околоплодника.

2. Ювенильный этап начинается с прорастания семян, который делится на следующие фазы:

а) набухание семян

в) гетеротрофный рост проростков

г) переход к автотрофному питанию

Пусковым механизмом для прорастания служит поглощение воды. Происходит набухание биополимеров клетки, развивается онкотическое давление (давление набухания) и семенные покровы разрываются. Набухание зависит только от воды.

Прорастание начинается с выталкивания корешка, с помощью которого семя закрепляется в почве и начинает поглощать воду.

Побег по-разному выходит из семени. Различают: 1) эпигейный тип прорастания, при котором изогнутый гипокотиль, благодаря быстрому росту, достигает поверхности почвы, выпрямляется и выносит на поверхность семядоли и почечку (фасоль, клещевина); 2) гипогейный тип прорастания, при этом типе семядоли остаются в почве (горох). У проростков гороха петельку образует эпикотиль, который поднимает над землей почечку.

У однодольных растений запасные вещества находятся в эндосперме. У простых семян, например, лука, из семени, образуя петельку, выходит единственная трубчатая семядоля. Выпрямляясь, она выносит наверх семенную кожуру с заключенным в нее эндоспермом. Зародыш питается за счет эндосперма через семядолю. Зеленая семядоля лука функционирует как фотосинтезирующий лист. Затем из семядоли, вытягиваясь, выходит почечка.

У злаков зародыш высоко дифференцирован. И корешок, и почечка защищены колеоризой и колеоптилем. Первой пробивается колеориза, за ней корешок. После появления первичного корешка из зерновки выталкивается колеоптиль, благодаря удлинению мезокатиля (первое междоузлие – между узлом щитка и колеоптилем). Когда основание колеоптиля выйдет на поверхность почвы, его края расходятся и появляются первые листья почечки.

После появления побега на поверхности почвы, активизируется апикальная меристема, что приводит к образованию упорядоченной последовательности листьев, узлов и междоузлий. Постоянная активность меристем приводит к образованию все увеличивающегося числа одинаковых модулей, каждый из которых состоит из листа, стебля и почки. Модули соединены друг с другом основной и проводящей тканью, причем последующий модуль расположен по отношению к предыдущему строго определенным образом, в результате возникает упорядоченная структура, характерная для растения.

Каждый модуль возникает как вздутие определенного размера на апикальной меристеме, однако конкретные условия среды, в которой развивается модуль, могут изменить его конечную форму.

Например, большие темно-зеленые листья развиваются в тенистых местах, а короткие и толстые листовые черешки там, где часто дует ветер. Эти локальные приспособления связаны с каждым отдельным модулем, не затрагивая все растения.

В каждом модуле в остром углу, который образуется между стеблем и отходящим листом, возникает почка, которая содержит новую апикальную меристему. Она может дать начало другой ветви. Но, как правило, она активируется лишь тогда, когда повреждается или удаляется исходная апикальная меристема.

Продолжительность ювенильного этапа разная у разных видов растений: от нескольких дней - у эфемеров до нескольких лет - у многолетних монокарпиков.

Подземная часть растения растет и развивается, благодаря активности апикальной меристемы корня. Длина этой зоны 1-2 мм. В ней, в отличие от верхушечной меристемы побега, не образуются боковые побеги. Ветвление корней происходит за счет перицикла. Корневая меристема формирует ткани корня и корневой чехлик. В корневой меристеме есть группа клеток, расположенных между корневым чехликом и активной зоной меристемы, которые делятся раз в 10 реже, чем окружающие клетки. Эти клетки называются покоящимся центром. Их функция заменять инициальные клетки в случае их повреждения или изнашивания. Из инициальных клеток развиваются все ткани корня.

3. Генеративный этап развития или этап зрелости и размножения охватывает период от закладки и формирования органов размножения до образования семян, плодов.

Переход к цветению включает 2 фазы: индукция и эвокация. Индукция осуществляется под действием эндогенных факторов, обусловленных возрастом растения, и экологических факторов (температура, соотношение продолжительности освещенного и неосвещенного периода суток).

В эту фазу синтезируется стимулятор цветения, который называют флоральный стимул, флориген, который направляется в вегетативные почки побегов, где запускается генетическая программа закладки и формирования генеративных органов и происходит вторая фаза – эвокация. Эвокацией называют необратимые процессы, происходящие в апикальной меристеме побега, которые приводят к формированию репродуктивных органов. Вегетативные почки преобразуются во флоральные, вместо примордиев листьев закладываются зачатки органов цветка, осуществляется их формирование и рост, опыление, оплодотворение, образование семян. Появление цветов означает прекращение дальнейшего вегетативного роста этих меристем.

4. Этап старости и смерть (сенильный этап). Запрограммированы в генетической программе и регулируются специфическими сигналами, поступившими под влиянием условий внешней среды. В процессе старения экспрессия многих генов затухает, но активируются гены, кодирующие ферменты распада: липазы, нуклеазы, протеазы, ферменты, разрушающие хлорофилл.

Для растений характерны разные типы старения:

· Однолетние растения отмирают целиком;

· У многолетних трав отмирает надземная часть;

· У других отмирают только нижние листья;

· У листопадных деревьев осенью одновременно стареют и опадают листья.

Механизм старения одни исследователи (Молиш, 1928 г.) объясняют тем, что (на примере монокарпиков) процесс цветения вызывает отток большей части питательных веществ к генеративным органам и отмирания наступает от истощения.

По мнению других (Казарян, 1950 г.) основную роль в процессе старения играет функциональная корреляция между корнями и листьями. Во время формирования плодов скорость роста корней снижается из-за прекращения поступления в них ассимилятов. Снижение активности корня негативно отражается на поступлении воды, процессе фотосинтеза, синтеза белков. Снижается жизнедеятельность, этому способствует также уменьшение концентрации цитокинина, из-за чего активность меристем падает.

В настоящее время наиболее распространены 2 гипотезы:

1. запрограммированная смерть клеток (апоптоз);

Положительная роль старения заключается в том, что оно является одним из способов адаптации растений к неблагоприятным условиям внешней среды. Кроме того, старение способствует более быстрой эволюции, т.к. ускоряет оборачиваемость генетического материала.

Если поставить рядом 20-летнего юношу, 40-летнего мужчину и 80-летнего старика, любой из вас увидит существенные возрастные различия между ними, обусловленные качественными возрастными изменениями, происходящими по мере старения человеческого организма, которое происходит непрерывно.

У растений процесс старения не является непрерывным, он замедляется противоположным процессом – омоложением, связанным с тем, что на растении до самого конца его жизни появляются новые органы – молодые листья, побеги. Новые органы оказывают омолаживающее действие на весь организм, но это омоложение частичное, полное происходит как и у всех организмов лишь с появлением нового организма после оплодотворения.

Изучение возрастных изменений позволило Кренке (1940 г.) создать теорию циклического старения и омоложения растения.

Старение происходит не только на этапе старости, а начинается с эмбрионального этапа и продолжается до конца жизни, но соотношение старения и омоложения разное на разных этапах онтогенеза. До этапа зрелости доминирует омоложение, на этапе зрелости процессы старения и омоложения сравниваются, затем начинают доминировать процессы старения.

Для органов растений различают календарный или собственный возраст – это время от его заложения до данного момента и общий или физиологический возраст – определяется календарным возрастом органа и возрастом материнского организма в целом к моменту его заложения. У верхних листьев одного растения – календарный возраст меньше, чем у нижних, а физиологически они старше нижних, которые закладывались раньше, на более молодом растении.

Для развития наиболее жизнеспособных побегов растение должно иметь определенный физиологический возраст. Слабые побеги – на молодых и старых растениях. Наиболее жизнеспособные побеги на растениях определенного оптимального возраста. Соотношение процессов старения и омоложения выражается одновершинной кривой, на восходящей части которой преобладают процессы омоложения, на нисходящей – процессы старения.

Процесс старения выражается в постепенном ослаблении активности биосинтетических процессов, в первую очередь синтеза белков. Этот процесс находится под гормональным контролем. Условия среды, влияя на гормональный статус, могут замедлить или ускорить процесс. Обильное снабжение растений водой, азотом – накопление цитокининов, ауксинов. Напротив, условия засухи – накопление АБК – гормона старения.

Положения теории циклического старения и омоложения следует учитывать в практике растениеводства:

1. черенки брать с кустов, деревьев, учитывая их физиологический возраст;

2. наиболее ценные сорта чая получаются из молодых листьев старых чайных кустов;

3. наиболее эффективно шелковичные черви секретируют фиброин, если их кормить молодыми листьями стареющих тутовых деревьев.

ГОСТ

Жизненный цикл растений – это совокупность этапов развития растительного организма, которые разнятся в зависимости от его систематической принадлежности.

Основные стадии жизненного цикла растений

Растение развивается на протяжении всей жизни, жизненный цикл его начинается с того, что семя попадает в почву и формирует новый организм.

К основным этапам жизненного цикла цветковых растений относят:

прорастание;
рост (вегетацию);
цветение;
опыление,
формирование и вызревание семени
распространение семян

Характеристика основных этапов жизненного цикла растений

Прорастания семян начинается с их попадания в почву. Для прорастания семени необходимы: кислород, благоприятная температура, вода. Что касается света, то далеко не все семена в нем нуждаются. Но многие группы растений обладают такими семенами, которые прорастают только при наличии солнечного света.

Имбибация – это процесс поглощения воды сухим семенем.

Такой процесс похож на впитывание воды сухой губкой. Семя растет в размерах и меняет свой цвет. После посадки семени в почву, оно поглощает воду в течении нескольких дней, сильно набухает, пока семенной слой не отпадет. При этом стебель прорастает в почву вместе с семядолями и листьями, а крошечный корень растет в глубь и ищет воду с достаточным уровнем питательных веществ. Семя нужно сажать в нужное время и в нужное место, только в этом случае становится возможным его прорастание.

Вегетация является следующей стадией жизненного цикла растительного организма. Она завершает стадию роста. При этом растения должны начать самостоятельно производить питательные вещества. Этот процесс называется фотосинтезом. Он начинается с появлением первых листьев, в которых содержится хлорофилл.

Фотосинтез – это процесс синтеза органических веществ из воды и СО2 посредством использования энергии Солнца и при участии хлорофилла.

Готовые работы на аналогичную тему

Избытки произведенных сахаров сохраняются в корнях и стеблях. Далее корневая система продолжает интенсивно развиваться и закрепляет растение в почве и увеличивает корневые волоски с целью лучшего поглощения воды и питательных веществ не только из вертикальных слоев почвы, но и из горизонтальных. Растительный заросток продолжает расти и далее, тянется к солнцу и транспортирует воду, пищу между корнями и с листьями. Крахмал и запасенные сахара превращаются в энергию, которая используется для создания новых растительных сортов.

Новые листья растения начинают расти с апекса побега с помощью образовательной ткани или меристемы.

В последствии для цветковых растений характерна стадия цветения. Она начинается с развития цветочных почек. Сроки цветения растений достаточно разнообразны. Некоторые растения цветут в течение нескольких дней, в то время как другие месяцы или даже годы. Репродукция. Внутри почки зарождается крошечный цветок. До открытия почка защищается чашечкой. Далее бутон открывается и расцветает зрелый цветок. При этом чашелистики выглядят как маленькие зеленые листья, находятся у основания цветка.

Цветок – это генеративный орган покрытосеменных растений.

Часто цветок обладает яркими и заметными лепестками, которые источают аромат, привлекательный для насекомых – опылителей. Женская часть цветка называется пестиком, а мужская часть цветка – тычинками. Пестик состоит из:

стигмы и стиля;
архегония и яйцеклеток.

Тычинки состоят из тычиночных нитей и пыльников. Стигма ловит пыльцу и опускает ее в завязь пестика. Как только пыльца попадает в ловушку, она перемещается вниз по стилю до закругленной части в конце, где и происходит оплодотворение. Оплодотворенные яйца становятся семенами на этой стадии жизненного цикла цветка. У овощей и фруктов, плодовых растений, на созревание указывает появление плодов.

Ключевой стадией жизненного цикла цветкового растения называют процесс опыления. Он сильно зависит от строения цветка. Бывает, что на одном растении присутствуют женские и мужские части, при этом цветок называют двудомным. Если же присутствуют только одни из указанных частей, то цветок называют однодомным. Очень важно привлекать опылителей, поскольку без них процесс размножения и переход к новой стадии развития становится невозможен.

Последним этапом в жизненном цикле считается распространение семян. Они могу распространяться абсолютно по-разному. Например, некоторые семена (одуванчик) распространяются ветром. Для других растений характерно явление зоохории или распространения с помощью животных организмов.

Для водяных лилий процесс распространения семян напрямую зависит от количества воды. Также многие семена распространяются людьми при посадке огорода или сада. В том случае, если семена попадают на землю, жизненный цикл растений начинается снова.

Иногда периоды жизненного цикла растений называются немного по-другому, а именно:

зародышевый период или время от образования зиготы, до прорастания семени;
вегетативный период или молодость – время прорастания семени до первого цветения. В начале периода растение является предростком и его развитие зависит от запаса питательных веществ;
генеративный период начинается с появления репродуктивных органов и называется периодом зрелости;
период старости называется заключительным, в это время вегетативные органы растут весьма медленно.

Так как общая продолжительность жизни растений различна, то у разных растений продолжительность этих периодов не одинакова.

Однолетние растения проходят все периоды за один год.

Двулетние растения в первый год находятся в вегетативном периоде, а на второй год переходят в генеративный период.

У многолетних растений наиболее продолжителен генеративный период, когда они образуют большое количество семян, обеспечивая распространение своего вида.

Таким образом, жизненные циклы растений весьма разнообразны, но имеют ряд одинаковых стадий.

Читайте также: