Какие растения имеют все органы

Обновлено: 07.07.2024

Ботаника- это наука о растениях; раздел в биологии, изучающий разнообразие растительного мира Земли, его происхождение, развитие и распространение.

Признаки и значение растений. Высшие и низшие растения

Характерные признаки растений:

автотрофный тип питания: растения способны синтезировать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза
относительная неподвижность организма и его и связь с субстратом
наличие пластид: хлоропластов, хромопластов и лейкопластов в клетках
большая поглощающая поверхность тела (большое количество листьев, корневая система)
рост в течение всей жизни
проявление раздражимости
особенности строения клеток: наличие жесткой клеточной оболочки из целлюлозы, центральной вакуоли, пластид
запасное вещество- крахмал

Высшие и низшие растения

По морфологической организации выделяют две группы растений: высшие и низшие:

Тело низших растений не разделено на органы и ткани, оно представлено одной клеткой или слоевищем (талломом)- многоклеточное образование.

Большинство низших растений обитает в воде.

К низшим растениям относятся только водоросли.

Высшие растения имеют органы и ткани, что позволяет им обитать не только в воде, но и на суше.

Значение растений в природе:

выделение кислорода
переводят энергию Солнца в энергию химических связей в ходе фотосинтеза (космическая роль растений)
начальное звено цепей питания: выполняют роль продуцентов в экосистеме

Значение в жизни человека:

пища
для украшения- декоративное значение
деревья используются в строительстве
топливо
сырье для текстильной, химической, бумажной, парфюмерной и косметической промышленности
изготовление лекарственных веществ

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Ткани растений

Ткань- это совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по строению, происхождению и выполняемой функции.

У растений выделяют следующие типы тканей:

образовательные
покровные
проводящие
механические
основные
выделительные

Образовательные ткани (меристемы).

Эти ткани обеспечивают рост растений за счет образования новых клеток.

Возникающие из меристем клетки дифференцируются и дают начало всем тканям растений.

Камбий- образовательная ткань в стеблях и корнях преимущественно двудольных и голосеменных растений, дающая начало вторичным проводящим тканям и обеспечивающая их прирост в толщину.

Покровные ткани.

Они располагаются на поверхности органов растений.

барьерная
защита от высыхания
защита от повреждения и поедания животными
газообмен
испарение воды
поглощение веществ

Эпидерма, или кожица находится на поверхности листьев, молодых стеблей, цветков.

Снаружи кожицы находится кутикула- восковой налет.

Клетки эпидермы живые очень прочно соединены друг с другом, межклеточное вещество практически отсутствует.

Устьица состоят из замыкающих клеток с неравномерно утолщенными оболочками, между которыми находится устьичная щель.

Эта щель может изменять свой просвет, регулируя транспирацию и газообмен.

Днем, во время фотосинтеза, устьичная щель открывается.

Ближе к вечеру интенсивность фотосинтеза падает, происходит отток ионов и воды из замыкающих клеток, их объем уменьшается и устьичная щель закрывается.

Трихомы (волоски)- это наружные выросты эпидермы.

Ризодерма (эпиблема)- первичная покровная ткань молодого корня.

Перидерма- это вторичная покровная ткань, образуется на стебле и корне и состоит из нескольких слоев клеток.

В перидерме выделяют три части:

пробку (клетки пробки мертвые и плотно прилегают друг к другу)
феллоген (вторичная меристема, благодаря которой, перидерма растет в толщину)
феллодерму (выполняет функцию питания феллогена)

В пробке есть участки с рыхло расположенными клетками- чечевичками (служат для газообмена).

Корка (ритидом) состоит из чередующихся слоев пробки и прочих отмерших тканей коры.

Механические ткани.

защитная
поддержание определенного положения органов в пространстве

Колленхима- это первичная механическая ткань молодых побегов, которая состоит из живых клеток с неравномерно утолщенными клеточными стенками.

Ее клетки не одревесневают, чаще всего находится непосредственно под эпидермой.

Склеренхима состоит из мертвых клеток, с очень толстыми, равномерно утолщенными и одревесневшими оболочками, находится сразу под покровными тканями или располагается около проводящих тканей.

Может быть двух видов:

волокна в составе флоэмы, называются лубяными, а входящие в состав ксилемы- древесинными (также входят в состав проводящей ткани)
склереиды группы клеток образуют- скорлупу ореха, косточки сливы, а поодиночке в виде идиобластов (плоды груши)

У водных растений механические ткани развиты слабо или не развиты вообще.

Проводящие ткани.

Основная функция- транспорт веществ по растению.

Проводящую ткань образуют:

ксилема (древесина) осуществляет передвижение минеральных веществ снизу-вверх, от корней к листьям (восходящий ток) поднимается вода с растворенными в ней минеральными веществами
флоэма (луб) осуществляет передвижение сверху вниз органических веществ (нисходящий ток); но они могут двигаться и вверх (например, к цветкам, плодам или на вершину побега)

Выделительные ткани.

удаление продуктов обмена веществ и излишней воды
накопление и изоляция от других органов продуктов обмена веществ

Виды выделительной ткани:

млечники- это живые клетки, содержащие в вакуолях млечный сок, обычно белого цвета (у чистотела- ярко-оранжевый)
железистые волоски- это производные эпидермы, они содержат различные вещества, в том числе жгучие (крапива).
нектарники выделяют сахаристую жидкость для привлечения насекомых-опылителей
клетки-идиобласты рассеяны внутри органа, они накапливают различные вещества (оксалат кальция, слизи и т. п.), в том числе ядовитые

Основные ткани:

ассимиляционная ткань (фотосинтезирующая) отвечает за фотосинтез, в клетках содержится большое число хлоропластов
запасающая ткань находится чаще всего в корнях и побегах или в специализированных органах (клубни, луковицы или корневища)
воздухоносная (аэренхима)- это ткань с сильно развитыми межклетниками, основная функция которой - вентиляция; наиболее сильно она развита у растений, погруженных в воду или обитающих на болоте
водоносная- это ткань, чаще всего развивающаяся у растений, обитающих в условиях недостаточного увлажнения (кактусы, агавы, алоэ), основная функция - запасание воды

Давайте посмотрим на срезы ствола дерева.

По слоям это выглядит так:

С учетом клеточного строения мы видим следующие составные части ствола:

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Органы цветкового растения

Выделяют следующие органы цветкового растения:

Вегетативные органы- части растения, выполняющие основные функции питания и обмена веществ с внешней средой, т. е. обеспечивают его существование.

Генеративные органы- части растения, которые осуществляют семенное размножение растений; иначе говоря, это органы, служащие для размножения растения.

Вегетативные органы

Корень

Корень- осевой, чаще подземный, вегетативный орган растения.

На корнях растений никогда не образуется семян, плодов, цветков и листьев.

Функции:

минеральное питание растений: поглощение воды и минеральных веществ
опора для растения
запас питательных веществ (например, крахмала, сахаров)
втягивающая: способствует затягиванию семени в почву при прорастании

Виды корней

Главный корень- корень, развивающийся из зародышевого корешка при прорастании семени.

Боковые корни- корни, которые развиваются на главном или придаточных корнях.

Придаточные корни- корни, которые развиваются от стеблей растений.

Корневые системы- совокупность всех корней:

стержневая корневая система- корневая система, при которой хорошо выражен главный корень; характерна для большинства двудольных растений.
мочковатая стержневая система - корневая система, где главный корень развит слабо или отсутствует, состоит из массы придаточных и боковых корней.

Строение корня на продольном срезе зоны корня:

Поглощение корнями воды и минеральных солей происходит всеми зонами корня, но наиболее активно идет в зоне всасывания, благодаря многочисленным корневым волоскам.

Из корневых волосков вода и минеральные соли попадают в кору корня, а из нее в ксилему, по которой осуществляется дальнейший транспорт в стебель.

Поглощение корнем почвенного раствора:

1) Сосущая сила- сила, с которой вода проникает внутрь клетки (за счет разности осмотического и тургорного давления).

Осмотическое давление- давление почвенного раствора на стенку корневого волоска.

Тургорное давление- давление содержимого клетки на клеточную оболочку изнутри.

2) Корневое давление: давление в проводящих сосудах корней растений.

Сосуды ксилемы- это капилляры, по которым вода поднимается на некоторую высоту, благодаря чему и формируется корневое давление.

Дыхание корней

Корень поглощает кислород и выделяет углекислый газ в процессе дыхания.

Это подтверждается следующим опытом: если в пробирку на некоторое время поместить корень растения, затем вынуть его и опустить в пробирку горящую спичку, то спичка практически мгновенно погаснет.

Видоизменения корня:

корнеплоды- питательные вещества откладываются в главном корне (морковь)
корневые клубни- питательные вещества откалываются в боковых и придаточных корнях
воздушные корни (орхидеи)
корни- присоски (гаустории) у растений паразитов
микориза- симбиоз корней покрытосеменных с грибом
клубеньки небольшие утолщения на корнях многих растений, в первую очередь бобовых, в которых находятся симбиотические азотфиксирующие бактерии

Условия прорастания корня:

дыхание- рыхление почвы
всасывание воды и минеральных веществ- полив и удобрение
рост- культивация почвы
пикировка- процесс прищипывания верхушки главного корня, для лучшего разрастания боковых корней, что делает корневую систему более мощной

Побег

Побег- это стебель с расположенными на нем листьями, почками, цветами, плодами.

На стебле различают:

узел- место прикрепления почки или листа к стеблю
междоузлие- участок стебля между узлами; пазуха листа- угол между листом и лежащим выше участком стебля

Почка- это зачаточный побег.

Снаружи она покрыта плотными чешуйками.

В центре почки имеется зачаточный стебель с прикрепленными к нему зачаточными листьями.

Из листовых почем образуются листья и побеги.

Цветочные почки крупнее листовых, из них образуются цветки и соцветия.

Видоизменения побега можно разделить на надземные и подземные.

К надземным видоизменениям побега относятся:

колючки (боярышник)- защитная функция
усы- тонкие ползучие стебли с удлиненными междоузлиями (земляника; клубника)
усики (виноград, тыква. огурец)- видоизмененные боковые побеги

К подземным видоизменениям побега относятся:

корневище
клубни (картофель)
луковица (лилии, чеснок, лук)

Доказательство, что клубень картофеля- это видоизмененный побег:

Луковица лука в разрезе выглядит так:

Лист

Лист- наружный, вегетативный орган растения, основными функциями которого является фотосинтез, газообмен и транспирация.

Внешнее строение листа:

В зависимости от количества листовых пластинок различают листья простые и сложные.

сетчатое (перистое): выделяется главная жилка, которая многократно ветвится на более мелкие (липа, ольха)

дуговое- жилки располагаются дугообразно (ландыш)

параллельное- жилки располагаются параллельно друг другу по всей длине листовой пластинки (злаки)

Внутреннее строение листа:

Строение жилки листа:

ассимиляционная (фотосинтез) за счет столбчатого мезофилла
транспирация (испарение воды за счет работы устьиц)- защита растений от перегрева
газообмен (за счет работы устьиц)
запасающая
с помощью черешка обеспечивается явление листовой мозаики- выгодное расположение листовой пластинки по отношению к свету
защитная (колючки листового происхождения)

Видоизменения листьев:

колючки- кактус, барбарис- уменьшают испарение воды, защита
усики- обеспечивают прикрепление к опоре (горох)
чешуйки- рудиментарные листья (на корневище)
чешуи- у луковицы лука

Благодаря вегетативным органам осуществляют вегетативное размножение растений.

Отводки- способ вегетативного размножения, при котором наземные части растения укореняются, пока являются частью родительского растения.

Усы, или наземные столоны, вид стелющегося побега, на котором образуется розетка листьев дочернего растения.

Выводковые почки- специализированные почки, которые образуются на листьях взрослого растения, а при опадании дают начало дочернему растению.

Луковица- видоизмененный укороченный подземный побег, служащий для запасания воды, питательных веществ и вегетативного размножения.

Клубнелуковица- подземная утолщенная часть стебля, служащая для накопления питательных веществ, с несколькими точками роста.

Корневище- многолетний горизонтальный подземный побег с чешуйчатыми листьями, в пазухах которых развиваются почки, дающие начало надземным побегам.

Корнеклубень или корневые шишки- видоизмененный утолщенный корень, служащий для запаса воды и питательных веществ.

Корневой черенок, или корневой отпрыск- часть корня, несущего придаточные почки

Прививка- вегетативный способ размножения растений путём объединения частей нескольких растений, применяющийся в садоводстве.

Растение, дающее корневую систему, называется подвоем, а прививаемое на него растение - привоем.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Генеративные органы растения

Цветок-это генеративный орган цветкового растения, является укороченным побегом, который обладает ограниченным ростом.

половое размножение
образование гамет
защита зародыша
привлечение насекомых-опылителей

Двойное оплодотворение у цветковых растений

Цветок растений является органом размножения.

Именно в цветке созревают гаметы: спермии и яйцеклетки.

Тычинки являются мужскими органами цветка, где образуются пыльцевые зерна.

Каждое пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток и покрыто двумя оболочками.

Из генеративной клетки образуются 2 спермия с одинарным набором хромосом.

Пестик- это женский орган цветка, в завязях пестика формируются семязачатки (один или множество в зависимости от вида растения).

Внутри семязачатка есть зародышевый мешок, внутри которого, развивается яйцеклетка, с одинарным набором хромосом и центральная клетка, имеющая двойной набор хромосом.

После созревания гамет происходит опыление цветка.

Опыление- процесс переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика.

Двойное оплодотворение.

Когда пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, то из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка и одновременно из генеративной клетки образуются, путем митоза, два спермия.

Эти два спермия перемещаются по пыльцевой трубке и достигают завязи цветка, далее продвигаются в семязачаток и зародышевый мешок.

После того как пыльцевая трубка внедрилась в зародышевый мешок, ее головка разрывается под действием ферментов и разницы в осмотическом давлении между пыльцевой трубкой и зародышевым мешком.

В зародышевый мешок попадают два спермия:

один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу с двойным набором хромосом, из которой образуется зародыш

второй спермий сливается с центральной диплоидной клеткой зародышевого мешка, образуя клетку с тройным набором хромосом, из которой образуется эндосперм- запасающая ткань

Таким образом происходит двойное оплодотворение, свойственное только покрытосеменным.

Открытие двойного оплодотворения принадлежит русскому ученому академику С.Г. Навашину (1898).

После оплодотворения семязачаток называют уже семенем, а завязь- плодом.

Семя (зачаточное растение) - зародыш, развивающийся после оплодотворения.

Семя состоит из зародыша с двойным набором хромосом (2n), семенной кожуры и эндосперма с тройным набором хромосом (3n), выполняющего функцию питания зародыша.

Эндосперм- питательная ткань зародыша, имеющая триплоидный набор хромосом (3n), содержит большое количество крахмала, белка или растительных жиров (в зависимости от вида растения).

Все растения разнообразны и отличаются друг от друга по строению. Существуют растения, чьи тела не подразделяются на отдельные органы и все клетки имеют сходное строение.

К таким представителям растительного мира относятся водоросли. Тело водорослей не делится на органы и называется талломом или слоевищем.

Их упрощенное строение определило их название — низшие растения.

Тело водоросли (таллом)

Растения, тела которых состоят из разных органов (стебля, листьев), называют высшими растениями. К ним относятся мхи, папоротники, хвощи, плауны, семенные растения.

Органы растений

Орган — это часть тела организма, которая имеет определенное строение и выполняет одну или несколько функций. Органы цветкового растения — побег (стебель, листья, почки), корень, цветок, плод, семя.

У высших растений различают два типа органов:

вегетативные (от лат. вегетативус — растительный) — побег и корень;
генеративные (от лат. генераре — рождать, производить) — цветок, плод, семя, ответственные за размножение.

К вегетативным органам относятся части тела растений, обеспечивающие рост, питание, дыхание, водоснабжение и т. д. Особенно хорошо они развиты у цветковых растений. Размножение растений вегетативными органами называется вегетативным.

Органы цветкового растения

Корень и побег

Корень и побег — два главных органа высших растений. С их помощью растение получает необходимые для своей жизни вещества, т. е. это охватывает природную среду, почву и воздух.

Побег состоит из стебля, листьев и почек. Стебель, лист и почка — части побега, их тоже называют органами растения.

Органы, осуществляющие половое размножение, называются генеративными. К генеративным органам относится цветок, из которого появляется плод с семенем.

В генеративном органе развиваются особые половые клетки, или гаметы.На побегах некоторых растений бывают образования, где развиваются споры. Споры — это особые клетки, покрытые двойной оболочкой. С помощью спор такие растения, как папоротник, размножаются и распространяются по земле.

Семенные и споровые растения

Растения, у которых образуются семена, называют семенными. Цветущие семенные растения называют цветковыми.

Рис.4 Цветковые (покрытосеменные) растения

Голосеменные растения образуют семена, но не цветут, поэтому у них нет плодов. За это свойство их называют голосеменными. Особенно распространены хвойные. Они называются хвойными потому, что у них, в отличие от других растений, листья имеют форму иголок.

К ним относятся сосна, ель и др. Хвойные появились на несколько миллионов лет раньше, чем цветковые.

Споры — очень мелкие, невидимые глазу клетки. Они очень легкие, сухие, далеко распространяются по воздуху или воде. Попадая в благоприятные условия, споры начинают расти, и из них образуется новое поколение растений.

К растениям, размножающимся и распространяющимся с помощью спор, относятся мхи, плауны, хвощи, папоротники.

Растения, размножающиеся с помощью спор, называются споровыми.

Прорастание спор мха

Семенные и споровые растения — представители растительного царства. Они зеленого цвета, так как в их клетках содержится хлорофилл. За счет хлорофилла растения на свету образуют органические вещества и выделяют кислород. Благодаря этому свойству растения имеют огромное значение для жизни на Земле.

Растительные ткани
Увеличительные приборы

Водоросли называют низшими растениями, их тела не состоят из отдельных органов, все клетки их тел одинаковы. Растения, тела которых состоят из разных органов (стебля, листьев), называют высшими растениями. У высших растений различают два типа органов: вегетативные — побег и корень и генеративные цветок, плод, семя, ответственные за размножение. Растения, у которых образуются семена, называют семенными. Цветковые растения еще называют покрытосеменными. Голосеменные растения образуют семена, но не цветут, поэтому у них нет плодов. Растения, размножающиеся с помощью спор, называются споровыми.

Любое растение, не важно растет оно на лугу, в поле или в саду — представляет собой сложный живой организм. В нашем мире все живые организмы от простейших одноклеточных водорослей до могучих тысячелетних деревьев состоят из клеток.

У одноклеточных водорослей тело представлено одной клеткой, которая выполняет все необходимые для жизнедеятельности функции. У многоклеточных водорослей структурно однородные клетки объединяются в таллом. На первый взгляд таллом может быть похож на тело растений, однако клетки таллома однотипны и не имеют ни специализированных элементов. Поэтому такие растения относят к низшим.

В ходе эволюции с выходом растений на сушу клетки начали дифференцироваться по выполняемой функции, сформировались ткани и органы, а такие растения получили название высших.

Названия органов растения представлены на иллюстрации.

Органы растения делятся на:

вегетативные: к ним относят корень и побег. Побег в свою очередь состоит из стебля, листьев и почек;

генеративные или органы размножения — цветок, плод и семя (спорангий у споровых и шишка у голосеменных).

Орган — это часть растения выполняющая одну или несколько функций.

Благодаря вегетативным органам растение растет, питается, происходит газообмен со средой, т.е. процессы фотосинтеза и дыхания (вставка на статью), из тонкого прутика вырастает мощное дерево — т.е. вегетативные органы обеспечивают жизнедеятельность растений.

Генеративные органы нужны, чтобы растение смогло оставить потомство и обеспечивались селекция и эволюция.

К генеративным органам относятся цветок, семя и плод.

Весной и летом цветы всевозможных форм и размеров, одиночные и собранные в соцветия радуют глаз. Однако основная функция цветка — половое размножение растений.

Именно из этого модифицированного побега после опыления и оплодотворения завязи пестика формируется плод, который состоит из семян и околоплодника. В живой природе плоды весьма разнообразны: некоторые из них съедобны, и очень вкусны, как томат или яблоко. А другие наоборот ядовиты, как белладонна или волчьи ягоды.

Семя — это зачаток полноценного растения, необходимый ему для размножения, переживания неблагоприятных условий внешней среды и расселения на новые территории. В структуре семени выделяют кожуру, зародыш, запас питательных веществ. Зародыш содержит зачатки вегетативных органов — корня, стеблей, листьев, из которых в подходящих условиях вырастает новое растение.

Однако, внимательные ученики, кто наблюдал, как бабушка в деревне прикапывает усы клубники на грядке, или сами сажали картофель весной, могут возразить, что растение может размножаться и вегетативными органами тоже. И будут совершенно правы.

Некоторые растения можно размножать вегетативно — черенками, усами, клубнями. Но селекцию и эволюцию обеспечивают лишь генеративные органы.

В строении вегетативных органов выделяют общие признаки:

полярность — основание и вершина растения находятся на противоположных концах растения, т.е. на разных полюсах. Это явление довольно легко наблюдать у растений, которые размножаются черенками. Например, у ивы.

Если черенок поместить во влажную среду, то через некоторое время на нижнем полюсе у основания образуются корни, на верхнем листья. И любой отрезок черенка будет вести себя подобным образом;

геотропизм — т.е. рост в определенном направлении относительно центра земного шара, благодаря тому, что растения ощущают земное притяжение.

Это явление также легко продемонстрировать на опыте, с которым можно поучаствовать в конкурсе. Если растущее растение положить горизонтально, через некоторое время его корни вновь будут расти вниз, а стебель займет вертикальное положение.

Корень обладает положительным геотропизмом, поскольку его рост направлен к центру земли, надземные части растения обладают отрицательным геотропизмом.

Благодаря геотропизму ландшафтные дизайнеры могут создавать фантазийные композиции, придавая деревьям причудливые формы. Но самый загадочный дизайнер — природа. И в Польше можно наблюдать целый кривой лес.

Выполняемая функция органов растений различна.

Корень — у большинства растений это подземный орган. Основная функция закрепление в почве или другом субстрате и обеспечение растения полезными минеральными веществами и водой, а также запасание питательных веществ. У некоторых растений корень модифицировался в клубень, как например у георгина или топинамбура.

Все корни растения называют корневой системой. Корневая система делится на:

Царство — одна из высших ступеней биологической систематики. Растения, как таксон, этого высокого уровня объединяет 400 тыс. видов организмов — от микроскопических водорослей до гигантской секвойи, высота которой достигает 100 м. Общее свойство растений — фотоавтотрофный способ питания.

Царство растений

Растения — объект изучения науки ботаники. Основы одной из старейших отраслей научного знания заложил Теофраст — ученик древнегреческого ученого и философа Аристотеля. Современная ботаника представляет собой комплекс наук. Крупнейшие отрасли: морфология, физиология, систематика, происхождение растений. Отдельные крупные группы внутри биологического царства изучают частные ботанические науки. Например, предмет альгологии — водоросли.

Сходство строения клеток, механизмов обмена веществ и роста позволяют объединить растения с животными и грибами в группу эукариот.

Отличительные признаки растительного организма:

Автотрофное питание.
Пластиды в клетках;
Целлюлозная клеточная стенка.
Способность к постоянному росту.
Характер ответа на внешние изменения.
Относительная неподвижность.
Связь с субстратом.
Разветвленное тело.

Фотосинтез осуществляется в клетках, обладающих зелеными пластидами. Растения в экосистемах являются продуцентами, так как сами для себя создают органические вещества. Выделяемый при фотосинтезе кислород используют для аэробного дыхания другие живые организмы. Молекулы О₂ образуют защитный озоновый экран в атмосфере (Рис. 1).

Рис. 1. Фотосинтез

Царство растений (научное название Plantae) объединяет 12 отделов, из которых 4 — водоросли, 2 — мхи. В состав биологического царства также входят плауны, папоротники, хвойные и цветковые. Другие отделы представлены малым числом семейств, родов и видов.

Тело водорослей — талом (слоевище) — состоит из сходных по строению и функциям клеток. Вода обеспечивает водоросли (Algae) углекислым газом и кислородом, поддерживает тело, поэтому нет необходимости в механических тканях.

Высшие растения отличаются наличием тканей и органов. Сформированы многоклеточные органы полового и бесполого размножения. К высшим относятся споровые и семенные растения.

Как установили палеонтологи, низшие растения появились около 2 млрд. лет назад. Древние псилофиты вышли из воды на сушу. Это уже были высшие растения, лишенные корней, но имеющие сосуды — группы клеток для проведения воды к фотосинтезирующим клеткам. Сформировались защитные и механические ткани.

Выходу растений на сушу способствовали ароморфозы:

возникновение эукариотической клетки;
появление фотосинтеза;
многоклеточность, дифференциация клеток;
мейоз и оплодотворение;
обособление гаплоидного и диплоидного поколений, их чередование в цикле развития;
появление семени у древних папоротников;
формирование цветка.

Покрытосеменные, или цветковые, заняли господствующее положение в царстве растений после голосеменных. Многие виды и более крупные систематические группы низших растений исчезли полностью или угасают.

Строение (ткани, клетки, органы растительного организма)

Растительные клетки содержат ядро, являются эукариотическими (хотя бы на одном из этапов развития). Органоиды в цитоплазме сходны у растений и животных (Рис. 2).

Рис. 2. Строение растительной клетки

Черты отличия клеточного строения растений от животных:

есть пластиды, хлорофилл;
над плазматической мембраной сформирована целлюлозная клеточная стенка;
имеется крупная центральная вакуоль, наполненная клеточным соком;
крахмал содержится в цитоплазме в виде зерен.

Ткани — группы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям (Табл. 1). Всего у растений насчитывается от 20 до 30 типов таких скоплений клеток.

Описание тканей цветковых растений

Название

Локализация

Функции

Верхушка побега, кончик корня, основания листьев, междоузлия.

Образование других типов тканей; верхушечный и другие типы роста; регенерация повреждений.

Кора, кожица листа, стебля, корневые волоски.

Защита; газообмен с внешней средой; испарение.

Листья, стебель, плоды.

Фотосинтез; газообмен с окружающей средой; запасание воды; накопление продуктов обмена веществ.

Лубяные и древесные волокна, каменистые клетки.

Образование наружного и внутреннего каркасов для опоры и защиты.

Сосуды древесины, ситовидные трубки.

Транспортировка воды и минеральных веществ к листьям; проведение органических веществ от листьев к другим органам.

Железистые клетки, волоски, нектарники, млечники.

Образование млечного сока, влаги, нектара; накопление продуктов обмена.

Через устьица происходит испарение воды, газообмен. Специальные образования состоят из щели и замыкающих клеток. Последние имеют относительно толстые внутренние стенки, способные изменять форму и открывать устьица.

Органы цветковых растений

Орган — часть тела живого организма, состоящая из одного типа тканей, выполняющая определенные функции. Органы растений образуют две группы — вегетативные и генеративные. Вегетативные — корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вместе они обеспечивают обмен веществ и рост. Генеративные органы у цветковых — цветок, семя и плод — участвуют в половом размножении (Рис. 3).

Рис. 3. Органы растения

закрепление растения;
снабжение водой и минеральными веществами;
запасание питательных веществ;
вегетативное размножение.

Клетки и ткани корня образуют четыре зоны: роста, всасывания, проведения и корневой чехлик. Последний защищает зону роста, облегчает движение между частицами почвы. Клетки корневых волосков в зоне всасывания поглощают воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Зона проведения выполняет функцию транспортирования веществ из корня в стебель, листья. Также, в этой зоне у растений возможно закладывание почек, запасание питательных веществ.

Все корни растения образуют его корневую систему. Выделяют главный, боковые и придаточные корни. У двудольных растений стрежневая корневая система с хорошо развитым главным корнем. Однодольные растения имеют мочковатую корневую систему. Главный корень неотличим от придаточных.

Различия в функциях корней:

воздушные позволяют эпифитам поглощать воду из воздуха, как происходит у филлокактусов, орхидей;
дыхательные отрастают у видов, обитающих на мелководьях, на чрезмерно влажной почве;
ходульные помогают выживать растениями в приливной зоне, на зыбкой почве;
корнеплоды и корневые клубни запасают питательные вещества;
цепляющиеся помогают закреплению стебля на опоре;
опорные поддерживают развесистую крону.

Корни бобовых формируют симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Деревья образуют симбиоз с грибами, что позволяет получать больше воды из почвы. Грибы взамен получают органические вещества, созданные растением.

Побег — стебель с листьями и почками. Они могут быть расположены поочередно, супротивно (напротив друг друга), мутовками (группами), спирально. В строении побегов различают места прикрепления листьев — узлы. Участок побега между соседними узлами — междоузлие. Побег выполняет разные функции: дыхания, фотосинтеза, транспорта веществ.

По продолжительности жизни и степени одревеснения выделяют следующие жизненные формы растений: деревья, кустарники, травы. Последние еще делят на одно-, дву- и многолетние. Первые завершают жизненный цикл в течение 1 года. Двулетние в первый год образуют только вегетативные органы, на второй — цветут и образуют семена. Многолетники живут и цветут в течение продолжительного периода времени.

Почка — зачаточный побег. Различают вегетативные и генеративные почки. Вторые обычно более крупные, округлой формы. Внутри находится зачаток цветка.

Стебель — вегетативный орган растения, выполняющий функции опоры, проведения и запасания веществ. Для стебля характерны рост и ветвление. Орган принимает участие в вегетативном размножении. По характеру роста различают прямостоячие, ползучие, лазающие, цепляющиеся и вьющиеся стебли. К видоизменениям органа относят корневища, луковицы и клубни.

Лист обеспечивает фотосинтез, транспирацию (испарение воды), газообмен с внешней средой. Фотосинтез происходит в паренхиме листа. В строении органа выделяют листовую пластинку и черешок. В зависимости от количества этих составных частей различают простые и сложные листья. Форма и расположение на стебле, характер жилкования — важные систематические признаки.

Видоизменения листьев — приспособление к среде обитания:

мясистые чешуи;
сухие чешуи;
колючки;
усики.

Листья отличаются по размеру. У ряски, вольфии бескорневой они крошечные, у тропических пальм достигают нескольких метров в длину.

Цветок — это видоизмененный генеративный побег, который развивается из генеративной почки (Рис. 4). Строение цветка — важнейший систематический признак.

Рис. 4. Части цветка: 1— цветоножка и цветоложе; 2 — чашечка; 3 — лепестки венчика; 4 — тычинки; 5 — пестик.

Тычинка состоит из пыльника с пыльцой и тычиночной нити. В строении пестика различают верхнюю часть — рыльце и столбик, нижнее образование — завязь. Внутри находится семяпочка, из которой после оплодотворения развивается семя. Стенки завязи разрастаются и образуют плод.

Если в цветке имеются пестики и тычинки, то он относится к обоеполым. Однополые содержат только тычинки или только пестики. На однодомном растении расположены и тычиночные, и пестичные цветки. На двудомных развиваются или тычиночные, или пестичные цветки.

Упорядоченное расположение частей цветка отражают в формуле — условной записи строения с помощью обозначений (условных знаков). Например:

⚥ — символ обоеполого,
♀ — пестичного,
♂ — тычиночного цветка.

Семя — генеративный орган, который служит для распространения семенных растений, содержит запас питательных веществ для зародыша. Последний имеет все вегетативные органы в зачаточном состоянии.

Плод развивается из завязи цветка, служит для защиты и распространения семени. В зависимости от консистенции околоплодника, возникающего из стенок завязи, различают сухие и сочные плоды. Они могут быть одно- или многосемянными.

Жизнедеятельность растительного организма

Растение — живой организм, для которого характерны особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, раздражимость, развитие и воспроизведение. Основные метаболические процессы — фотосинтез, кислородное дыхание, корневое питание, водный обмен (Рис. 5).

Рис. 5. Жизнедеятельность растений

Фотосинтез происходит в зеленых клетках. Суть процесса — преобразование энергии света в энергию химических связей органических соединений. В превращениях веществ и усвоении энергии велика роль зеленого пигмента хлорофилла. Конечные продукты — сахар и крахмал.

Почвенное питание — процесс поглощения корнем воды с растворенными минеральными веществами. Неорганические соединения необходимы растениям для синтеза углеводов и белков, нуклеиновых кислот, АТФ. Недостаток питательных веществ приводит к минеральному голоданию растительного организма.

Клеточное дыхание у растений — процесс окисления органических соединений до углекислого газа и воды. Кислород поступает во все органы на свету и в темноте. Фотосинтез протекает только в зеленых клетках на свету. Дыхание, фотосинтез и водный обмен тесно связаны. Недостаток света, кислорода, воды отрицательно сказывается на жизнедеятельности растительного организма.

Размножение растений

Покрытосеменные размножаются вегетативным и половым способами. Первый тип воспроизведения себе подобных происходит за счет отделения и самостоятельного развития вегетативных органов либо их частей. Вегетативное размножение в природе осуществляется с помощью корневищ, клубней, луковиц, отпрысков, усов, выводковых почек и черенков. В практике растениеводства получили широкое распространение такие способы как черенкование, прививка, деление корневища, клональное размножение.

В половом размножении участвуют половые клетки. Они формируются в разных частях цветка — пыльцевом зерне и внутри семязачатков. Слияние гамет — оплодотворение — происходит после опыления. Так называют процесс переноса пыльцы на рыльце пестика.

У растений происходит двойное оплодотворение. Из вегетативной клетки пыльцы после опыления образуется трубка, растущая внутри пестика. Она достигает семязачатка. По пыльцевой трубке двигаются два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, другой — с центральной клеткой. Образуются зигота и триплоидная клетка, обеспечивающая зародыш запасом питательных веществ. Созревшие семена и плоды распространяются ветром, животными, водой, человеком.

Рис. 6. Развитие растения из семени

Процесс индивидуального развития, или онтогенез, делится у растений на эмбриональный, вегетативный, генеративный периоды и старение. Длительность каждого этапа онтогенеза зависит от видовой принадлежности растительного организма (Рис. 6).

Раздражимость — способность воспринимать и отвечать на воздействия окружающей среды. Растения реагируют на внешние изменения не так, как животные. Реакция сводится к перестройке метаболизма, ростовым движениям. При неблагоприятных воздействиях закрываются устьица, останавливаются рост и развитие.

Растительный организм — целостная система, в которой каждый орган выполняет определенные функции в тесной связи с остальными. Сложные процессы регулируются с помощью биоэлектрических импульсов, фитогормонов.

Читайте также: