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.
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.
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;
- 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.
Признаки растений:
- растений имеют плотные .
- В клеткахнаходятся зелёные — , в них зелёный , поэтому возможен (получение энергии из неорганических веществ на свету при участии фотосинтетических пигментов). Благодаря хлоропластам большинство растений имеет зелёный цвет.
- В основном ведут прикреплённый образ жизни.
- Запасные вещества в клетках накапливаются в виде .
- Растут в течение всей жизни.
Ткани
Ткани - система клеток, структурно к функционально сходных друг с другом, имеющих общее происхождение.
Ткани появились у высших растений в процессе эволюции, его было слизало с усложнением внутреннего строении высших растений.
Растительные ткани
|
Ткань (тип, разновидность) |
Элементы ткани |
Строение |
Функция |
|
1. Проводящая: а) ксилема (древесина) |
а) трахеиды б) трахеи в) сосуды |
клетки вытянуты, мертвые, без цитоплазмы, с одревесневшими стенками клетки вытянуты с частично одревесневшими стенками и сохранившимися участками цитоплазмы |
восходящий ток воды и минеральных солей (от корня по стеблю к листьям и т.д.) |
|
б) флоэма (луб) |
ситовидные трубки и клетки-спутницы |
клетки вытянутые, живые, с цитоплазмой, без ядра поперечные перегородки с отверстиями, расположены параллельно трахеям клетки-спутницы: типичное для растительных клеток строение; прилегают к ситовидным трубкам |
исходящий ток продуктов ассимиляции (органических веществ) от листьев в стебель и корень |
|
2. Покровная: а) эпидерма (кожица) б) пробка, вторичная покровная ткань (стебли и корни многолетников) в) кора (покровный комплекс) |
устьица (эпидермис листьев и стеблей травянистых растений), восковой налет, волоски многослойная ткань, чечевички комплекс отмерших тканей (основная ткань, старая пробка) |
плотно сомкнутые живые клетки с утолщенной наружной стенкой и устьицами клетки мертвые, с плотными толстыми оболочками, пропитанными жироподобными веществами (лигнином, суберином), заполненные воздухом много слоев пробки и других мертвых тканей с толстыми стенками, заполненными воздухом |
защитная, испарение воды, газообмен (через устьица) защитная, газообмен (через чечевички) защитная, газообмен (через трещины коры) |
|
3. Основная (паренхима) а) ассимиляционная (мякоть листа, некоторые клетки коры стебля) б) запасающая (эндосперм, видоизменения корня и стебля, паренхима лубяная и древесная) в) воздухоносная (водные и болотные растения)
|
столбчатая и губчатая ткань с хлоропластами |
столбчатая ассимиляционная ткань: клетки вертикально вытянуты, плотно сомкнуты, содержат большое количество хлоропластов (прилегает к верхней стороне листа) губчатя ассимиляционная ткань: клетки более округлые, рыхло расположены, имеются межклектники, содержат меньшее количество хлоропластов (прилегает к нижней стороне листа) однородные тонкостенные клетки, заполненные зернами крахмала, белка, каплями масла, вакуолями с клеточным соком, воздухом |
фотосинтез и газообмен отложение в запас белков, жиров, углеводов (крахмал, глюкоза, фруктоза), хранение воздуха |
|
4. Образовательная (меристема) а) верхушечная б) боковая (камбий) |
молодые тонкостенные клетки с крупным ядром и густой цитоплазмой, постоянно делящиеся путем митоза (зона деления корня, конус нарастания в почке) однорядный слой клеток с тонкими стенками, делящихся путем митоза |
рост органов в длину, образование тканей корня, стебля, листьев, цветков рост корня и стебля в толщину; камбий внутрь откладывает клетки древесины, наружу – клетки луба |
|
|
5. Механическая ткань (волокна) а) древесинные волокна б) лубяные волокна
|
|
длинные клекти с толстыми одревесневающими стенками и отмершим содержимым (располагаются вокруг сосудисто-волокнистых пучков) |
укрепление органов растения |
Органы растений
Органы растений разделяются на два типа:
- вегетативные – листья, стебель, корень;
- генеративные – плод, цветок, семя.
Корень – якорь растения, закрепляющий его в грунте. Он обеспечивает всасывание минеральных веществ и воды, в нем содержится запас питательных веществ, с его помощью осуществляются симбиотические связи, в нем синтезируются многие нужные вещества. Он может быть эволюционно видоизменен и представлять собой:
- корнеплод;
- корнеклубень;
- зацепку;
- воздушный корень.
Существует два вида корневых систем растений – мочковатая, где главный корень незаметен среди придаточных и стержневая, где главный корень длинный и толстый, а остальные являются придаточными.
Внутреннее строение корня
Стебель может быть заметным, а может представлять собой небольшое утолщение у розеточных форм. Это орган надземной части растения, его основной функцией является проводящая – обеспечение листьев водой и минеральными веществами, а корня – органическими. Также, он выполняет механическую функцию, поддерживает растение в вертикальном состоянии. Стебель с почками и листьями называют побегом.
Почка – это зачаток побега или цветка, прикрытый укрывными чешуйками. Многие растения имеют видоизмененные побеги:
- корневища;
- клубни;
- луковицы.
На свойстве стебля образовывать придаточные корни основывается способ черенкового размножения.
Стронение почки
Лист является основным питающим органом растения – в нем происходит фотосинтез. Кроме того, лист регулирует испарение воды растением и газообмен. Листья тоже могут быть видоизмененными и представлять собой:
- усики;
- колючки;
- ловчий орган.
При наступлении неблагоприятных условий растение впадает в состояние пониженного метаболизма и жертвует листьями – у древесной флоры при этом листья опадают, у трав – вянут с последующим разрушением, не отрываясь от стебля.
Цветок – это специализированный орган полового размножения, состоящий из:
- чашечки, представляющей собой соединенные чашелистики и удерживающей лепестки и цветоложе;
- венчика, состоящего из лепестков, обеспечивающего защиту от ветра и привлечение насекомых;
- пестика – женского органа размножения;
- тычинок, на которых образуется пыльца.
Размножение растений
Чтобы произошло оплодотворение, зернышко пыльцы должно оказаться на рыльце пестика. Яйцеклетка растения находится глубоко внутри пестика. После попадания на рыльце (верхнюю часть) пестика, зерно пыльцы быстро прорастает внутрь завязи, формируя тонкую полую трубочку.
В этот момент в ней делится генеративное ядро, образуется два спермия. Когда трубка достигает дна завязи, один спермий сливается с яйцеклеткой, другой – с крупной центральной клеткой. Это называется двойным оплодотворением, уникальным явлением в живой природе.
Результатом такого слияния становятся: семя,которое разовьется из яйцеклетки, и питательная ткань для него (эндосперм), который разовьется из триплоидной клетки, получившейся после слияния ее с другим спермием.
Цветковые могут быть двудомными – на одном растении появляются только мужские или только женские цветки или однодомными – тогда оба вида цветков развиваются на одном и том же растении.
Плод осуществляет функцию является защиты семян и обеспечение их распространения. Плоды могут быть односемянными и многосемянными, сухими и сочными. Сочные плоды имеют привлекательный и вкусный околоплодник, сухие – различные приспособления для разнесения их ветром или животными (летучки, пушинки, крючки).
Семя содержит в себе зародыш будущего нового растения и эндосперм для его питания на начальных стадиях развития. Семена состоят из одной или двух долей, на основании чего растения подразделяются на однодольные и двудольные, зародыша и плотной кожуры.
Для растений характерно и бесполое размножение:
- спорами различных типов размножаются мхи и папоротники;
- вегетативно размножается большинство цветковых растений, для этого используются различные его части – листья, побеги, корневища, клубни.
