Запасное питательное вещество у покрытосеменных название
Обновлено: 05.10.2024
Покрытосеменные образуют один из наиболее крупных отделов царства растений — в нем насчитывается более 240000 видов. Они составляют основную часть растительной массы в биосфере. Покрытосеменные растения — это дуб, береза, яблоня, пшеница, рожь, капуста, пальма, подорожник и др. Многие виды покрытосеменных вошли в число культурных растений.
Представители покрытосеменных произрастают повсеместно: в сухих и влажных местах, в холодных и жарких районах Земли. Одни живут очень недолго — несколько дней. Например, эфемеры крупка весенняя, проломник Турчанинова живут 35-60 дней и дают семена. Другие живут сотни лет. Например, платан восточный, или чинар, живет до 2000 лет, достигает 50 м в высоту, а его ствол — около 18 м в окружности.
У растений, относящихся к этому отделу, семена покрыты тканями плода, который образуется из завязи пестика цветка. Благодаря этим особенностям отдел получил название Покрытосеменные или Цветковые.
Цветущая яблоня и ветка с плодами
Покрытосеменные (цветковые) растения чрезвычайно разнообразны по форме, по требованиям к условиям обитания, но всем им свойственны общие признаки строения, размножения и развития.
Преимущества покрытосеменных перед остальными представителями царства растений
Сравните особенности покрытосеменных и голосеменных растений, приведенные в таблице.
Сопоставление этих признаков убеждает, что покрытосеменные растения достигли более высокого уровня эволюционного развития, чем голосеменные и все другие представители царства растений. Покрытосеменные смогли произрастать в самых разных условиях обитания. Они оказались способными заселять различные почвы (кислые, соленые, плодородные, неплодородные), жить на камнях, стволах других растений, на стенах домов, произрастать в разных климатических зонах — от жаркого тропического пояса до холодных тундр. Произрастание в неодинаковых условиях способствовало образованию огромного разнообразия жизненных форм и экологических групп покрытосеменных растений. Среди них есть деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, травы. Среди трав имеются стержнекорневые, луковичные, корневищные, лианы, эпифиты, ползучие, клубнеобразующие и многие другие формы. Есть покрытосеменные влаголюбивые и сухолюбивые, светло- и тенелюбивые. Преобладающее число цветковых — настоящие автотрофные растения. Но среди них есть питающиеся гетеротрофно, например, растения-паразиты и растения-хищники (насекомоядные). Благодаря такому разнообразию цветковые заняли разные местообитания на Земле: от пустынь до болот и водоемов, от соленых морских побережий до высокогорных скал.
Примеры жизненных форм семенных растений: деревья ( 1 ), кустарники ( 2 ), кустарнички ( 3 ), полукустарники ( 4 ) и травы ( 5 )
Способность приспосабливаться к различным условиям обеспечила покрытосеменным большое биологическое разнообразие и господствующее положение в растительном мире.
Покрытосеменные растения размножаются и расселяются семенами, но у них широко представлено и вегетативное размножение.
У многих видов цветковых растений в процессе эволюции сформировались специализированные для вегетативного размножения органы: клубни, луковицы, усы, столоны, выводковые почки и др.
Все растения отдела Покрытосеменные подразделяются на два класса: Двудольные и Однодольные.
Характерные признаки двудольных ( А ) и однодольных ( Б ) растений
Сравнение двудольных и однодольных растений
Основные различия между ними показаны в таблице 3. Однако многие признаки могут встречаться у представителей обоих классов.
Ученые полагают, что однодольные растения произошли от двудольных и что двудольные — более древние растения среди цветковых, чем однодольные. По количеству видов однодольных меньше, чем двудольных, но значение растений обоих классов в природе одинаково велико. Многие из них стали культурными растениями, без которых жизнь человека на Земле была бы невозможна. Покрытосеменные одевают и кормят человека, дают ему лекарства и радуют своей красотой.
Покрытосеменные, или цветковые, — наиболее высокоорганизованные представители царства растений. Они имеют цветок и плод. Семена развиваются под защитой вначале цветка, потом плода. Покрытосеменные очень разнообразны по форме вегетативных и генеративных органов. Они дали человечеству богатейшую группу культурных растений. Биологическое разнообразие покрытосеменных — ценнейшее достояние нашей планеты, которое людям необходимо сохранить.
В курсе ботаники изучается много разных понятий. Одно из них - эндосперм. Что это такое, какие функции в растении выполняет данная структура? На эти и другие вопросы вы найдете ответ в этой статье.
Эндосперм - это часть зародыша
Людей издавна удивляла способность крохотного семени давать начало целому организму. Оказывается, это благодаря его уникальному строению. Семя состоит из зародышевых корешка, стебелька, почки и листочка. Эти эмбриональные структуры окружены питательной соединительной тканью. Она и является эндоспермом. Снаружи семя имеет дополнительную защиту - кожуру.
Данный термин происходит из двух греческих слов "эндо" - внутри, "сперма" - семя. По сути, это запас веществ, необходимых для развития тканей зародыша.
Значение питательных веществ
Эндосперм - это ткань, которая образуется в процессе оплодотворения. По химическому составу он является совокупностью углевода крахмала, белков и растительных масел. Поэтому человек использует семена в качестве источника энергии и витаминов. Но полезные свойства они сохраняют только в сыром виде. При термической обработке происходит разрушение макромолекул органических веществ.
Так, полстакана тыквенных семечек обеспечат организм половиной дневной нормы протеинов и витаминами группы В, предотвратят формирование камней в почках и избавят от паразитов. А гранат является настоящим эликсиром молодости. Насыщая кровь антиоксидантами, он предупреждает процессы старения.
Эндосперм голосеменных
Питательная ткань растений может быть первичной и вторичной. У голосеменных эндосперм формируется еще до процесса слияния гамет - оплодотворения. Он развивается из мегаспоры, которая представляет собой материнскую клетку с гаплоидным набором хромосом. Первичный эндосперм - это ткань, формирующаяся в семяпочке. В результате его развития происходит образование женского заростка, или гаметофита.
Двойное оплодотворение растений
В семенах покрытосеменных эндосперм формируется во время оплодотворения. В ходе этого процесса принимают участие два спермия, которые находятся в пыльниках тычинки. Завязь пестика содержит одну женскую гамету и центральную зародышевую клетку. Оплодотворение происходит именно здесь. Один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя эмбрион семени. Другой же соединяется с зародышевой клеткой. Результат последнего процесса - это эндосперм. Такой тип его формирования называется вторичным. Эндосперм располагается вокруг эмбриона, согревая и питая его, создавая условия для прорастания семени.
Как формируется?
Эндосперм образуется двумя путями. В первом случае оплодотворенное ядро зародышевого мешка делится много раз. Образовавшиеся структуры располагаются вдоль его стенок. Такой тип формирования эндосперма называется ядерным. В этом случае питательная ткань семян жидкая. К примеру, кокосовое молоко.
Но у большинства покрытосеменных после ядерного деления происходит клеточное. Оно меняет агрегатное состояние питательной ткани. При этом во время каждого деления формируются клетки. Так, если собрать плоды кукурузы в период ядерного деления, она будет сочной и сладкой. Далее следует превращение простых углеводов в полисахариды. Это химическое превращение сопровождает клеточное деление.
Итак, эндосперм, который является питательным веществом зародыша семени, выполняет важнейшие функции. К ним относятся обеспечение эмбриона энергией, витаминами и микроэлементами, транспортировка растворов минеральных веществ из взрослого растения. Важна также и регуляция процесса дифференцировки клеток зародыша в органы, который происходит благодаря цитокининам эндосперма.
Грибы – это представители царства Грибов, которые имеют свою, особую, структуру. Она довольно сложная, и не ограничивается только такими понятиями, как шляпка, ножка, мякоть и гименофор. У каждого плодового тела есть специфический элемент, который называется запасным веществом.
Что такое запасное питательное вещество
Грибы многочисленны и разнообразны, имеют свою классификацию, а поэтому биологи объединили их в единое царство, которое так и называется – Грибы.
Назначение и виды запасных углеводов
Не только грибы имеют свойство запасать резервные вещества, необходимые для их жизнедеятельности. И растения, и животные, и даже бактерии обладают такими же особенностями. Но у каждого из этих представителей другой запасной питательный элемент.
Запасное вещество клеток животных
Запасным углеводом клетки является гликоген. Кстати, именно этим животные схожи с представителями грибного царства.
Гликоген в животном организме запасается клетками печени и скелетных мышц. Это вещество в своем составе содержит остатки глюкозы, однако, в отличие от нее, оно не имеет характерного сладкого вкуса. Данный полисахарид подвергается процессу гидролиза в кислой среде. Происходит это в несколько этапов.
Скопление резервных элементов в гепатоцитах, миоцитах и лейкоцитах животного обеспечивает протекание двух взаимно противоположных процессов. Первым из них является диссимиляция, во время которой происходит высвобождение глюкозной молекулы.
Второй процесс – ассимиляция, которая подразумевает переведение избытка глюкозы в главный запасной углевод – гликоген. Именно он является источником энергии, которая используется для полноценной жизнедеятельности клеток.
Резервное вещество растительной клетки
Фотосинтез способствует образованию органических веществ в клетках зеленых растений. Часть этих элементов откладывается про запас. Основные резервные клеточные элементы – это углеводы, жиры и протеины. Их скопление происходит в разных отделах растения:
В отличие от животной клетки, растительная запасает совсем иной вид углевода – крахмал. Кстати, он откладывается во всех растениях, исключая цианобактерии. Накапливается крахмал в А-хлоропластах, Б-ядре, В-лейкопластах и Г-хромопластах.
В виде крахмала растения накапливают питательные вещества, которые, прежде всего, необходимы для будущих поколений.
Крахмал в растительной клетке отлично подходит для хранения глюкозы, поскольку ее остатки находятся в нерастворимой форме. А при необходимости происходит расщепление резервного элемента обратно до глюкозы. Такой процесс называется гидролизом.
Таким образом, углеводы в клетке растения находятся в нескольких видах:
- моносахариды (глюкоза);
- олигосахариды (крахмал);
- полисахариды (целлюлоза).
Глюкоза дает энергию для роста, крахмал помогает запасать глюкозу и содержит ее в своих клетках. А для чего нужна целлюлоза как одно из резервных растительных веществ? Ее предназначение заключается в том, что она служит строительным материалом для растительных тканей и выполняет опорную функцию – придает растениям необходимую прочность. По распространенности органических веществ целлюлоза занимает первое место на всем земном шаре.
Запасные вещества бактерий
Запасные (резервные) элементы являются питательными веществами для бактерий и сохраняются в их цитоплазме. Они образуются в процессе метаболизма, а начинают накапливаться в том случае, если вырабатываются клетками в чрезмерном количестве. Используются такие резервы в том случае, когда бактерия попадает в агрессивные и пагубные для себя условия окружающей среды.
К основным питательным элементам бактерий относят:
Все эти вещества необходимы для поддержания оптимального клеточного энергетического запаса. Происходит этот процесс под воздействием вырабатывающихся ферментов.
Элементы, которые запасаются на клеточном уровне, зависят от того, в какой среде находится бактерия. Так, одни клетки способны накапливать исключительно полисахариды, в то время как другие структуры способны концентрировать в себе большое количество элементов.
В большинстве случаев главными запасаемым веществом выступает гликоген. Его чаще всего запасают:
- сальмонеллы;
- бациллы;
- кишечная палочка.
Но споровые бактерии, например, клостридии, содержат гранулезу. В ее основе содержится крахмал. Если в окружающей среде, где обитает клетка, отмечается высокое содержание углерода или фосфора, то она активно скапливает волютин. Он содержит полифосфаты, являющиеся источником энергии.
Сера, как резервный элемент, встречается далеко не у всех бактерий. Ее можно обнаружить преимущественно у тех экземпляров, обменные процессы которых тесно связаны с молекулярной серой. Это аэробные тионовые и фототрофные серобактерии.
Первой группе бактерий сера необходима для окисления кислорода. Благодаря такому процессу бактериальная клетка получает необходимое количество энергии. А вот для обеспечения фоторофных серобактерий сера используется в качестве источника электронов. С их помощью происходит восстановление углекислоты.
Какое запасное вещество характерно для клеток грибов
Из числа углеводов, которые относятся к запасным элементам грибов, чаще встречаются гликоген, маннит и микоза.
Концентрация гликогена в грибах может колебаться в рамках 1,5-40%. Все зависит от возраста и разновидности плодового тела: у молодых экземпляров уровень вещества на порядок выше, чем у старших грибов с созревшими спорами.
Трегалоза (или микоза) – это дисахарид. Он запасается грибами, как правило, в небольших количествах. Исследователи связывают его функции с накоплением маннита и шестиатомного спирта. В особо высоких концентрациях этот элемент встречается у представителей рода Болетовых.
Маннит в большей степени находится у зрелого мицелия и грибов. Образуется он, по-видимому, в процессе метаболизма трегалозы. Иногда в грибном мицелии можно обнаружить жиры. Они скапливаются в виде капель и используются при активном росте плода, а также в период споруляции.
Отличительные особенности гликогена и крахмала
Разница между гликогеном и крахмалом заключается, прежде всего, в особенностях химического строения каждого из веществ:
И, наконец, гликоген является резервным элементом для представителей животного мира, и играет немаловажную роль в энергетическом обмене в организме животного. Этими свойствами крахмал не обладает. Его можно обнаружить только в растениях, которым свойственен фотосинтез.
Эндосперм — это запасающая ткань семян цветковых и голосеменных растений, необходимая для первоначального питания зародыша. Ее строение и происхождение у этих двух отделов различно и тесно связано с особенностями репродуктивной системы. Развитие и роль эндосперма у покрытосменных растений зависит от типа строения семени.
Что такое эндосперм
Эндосперм цветковых растений представляет собой насыщенную питательными веществами гибридную триплоидную ткань, возникшую в результате двойного оплодотворения. Такая структура не имеет гомологии с женским заростком, в отличие от аналогичного образования у голосеменных растений.
Вам будет интересно: Отходчивая - это как? Важно ли уметь прощать?
К основным резервным веществам, которые имеет эндосперм, относят крахмал, жиры, белки, гемицеллюлозу и алейроновые зерна. В запасающей ткани семян злаковых и сложноцветных белок алейрон образует сплошной поверхностный слой.
Особенности формирования эндосперма у покрытосеменных
Полное понимание, что такое эндосперм, невозможно без знания особенностей репродуктивной биологии покрытосеменных растений. Триплоидная запасающая ткань развивается из диплоидной центральной клетки зародышевого мешка после ее оплодотворения одним из спермиев.
Существует 2 типа формирования эндосперма:
- нуклеарный (ядерный) — вначале происходит многочисленное деление ядер, а затем цитокенез;
- целюллярный (клеточный) — каждое удвоение генетического материала сопровождается цитокинезом.
В нуклеарном эндосперме образование клеточных перегородок происходит по направлению от периферии к центру.
Структура и функции эндосперма
Клетки эндосперма крупные и содержат множество питательных веществ. Оболочки клеток могут быть как тонкими, так и очень толстыми (роговыми). Поверхность эндосперма в большинстве случаев гладкая, однако у ряда семейств в процессе созревания семян становится морщинистой (ластоневые, пальмовые, ореховые). Этот тип запасающей ткани называют руминированным. Установлено, что в таком эндосперме скорость обмена веществ с другими частями семени выше, чем в гладком. Это происходит за счет увеличения площади контакта с окружающими тканями.
В зреющем семени эндосперм выполняет функцию переработки и передачи питательных веществ из материнского организма к зародышу. Этот период характеризуется высокой метаболической активностью, он длится весьма недолго, после чего эндосперм начинает накапливать питательные вещества, превращаясь в запасающую ткань.
Соотношение размеров эндосперма и зародыша
В процессе созревания семени эндосперм может развиваться в большей или меньшей степени, что зависит от семейства, к которому принадлежит растение. Например, у злаковых, лилейных и магнолиевых запасающая ткань занимает большую часть объема, а у яблоневых, наоборот, настолько сильно вытесняется зародышем, что сохраняется лишь в виде тонкого слоя под семенной кожурой.
Запасающая ткань некоторых растений к моменту созревания семени исчезает полностью. Это можно определить по некоторым морфологическим признакам его строения. Например, мясистость семядолей говорит о том, что такой эндосперм быстро расходуется, отдавая питательные вещества в зачатки будущих листьев растения. В данном случае именно семядоли служат основным питательным резервуаром для развития зародыша. Наиболее ярко это можно увидеть у бобовых.
Тем не менее полное отсутствие эндосперма в зрелом семени — довольно редкое явление, которое встречается только у 15% семейств цветковых растений. У остальных покрытосеменных (как двудольных, так и однодольных) эта ткань обязательно присутствует хотя бы в небольшом количестве.
Некоторые семена содержат другой тип запасающей ткани — диплоидный перисперм, который может полностью заменять эндосперм, либо присутствовать наряду с ним. Выделяют несколько типов семян по содержанию запасающих тканей.
Эндосперм у голосменных
Запасающая ткань семян растений отдела Pynophyta сильно отличается от того, что такое эндосперм покрытосеменных растений. В первую очередь, это связано с другим механизмом размножения. У голосеменных эндосперм — это по сути женский заросток, развивающийся из созревшей в нуцеллюсе мегаспоры. Клетки такого эндосперма имеют одинарный набор хромосом.
Запасающая ткань формируется в результате многократного митотического деления ядра гаплоидной мегаспоры, которые завершаются образованием межклеточных перегородок. Сначала развивается периферическая часть, а затем — центральная. После этого в эндосперме начинают формироваться архегонии, которые, претерпеваюя оплодотворение, превращаются в слабодифференцированный зародыш.
Основным запасным веществом эндосперма голосеменных является крахмал, жиры присутствуют в меньшей степени. Питательные компоненты поступают в ткань из нуцеллюса и интегумента.
Читайте также: