Строение растений. Определения и понятия

Корень

Растительные органы делятся на вегетативные (корень, побег) и генеративные (цветок, плод, семя).

Корень — подземный вегетативный орган. Функции: почвенное питание; закрепление; транспорт и запас веществ; симбиоз (азотфиксирующие бактерии, грибы); синтез азотсодержащих органических соединений (витамины, гормоны, некоторые аминокислоты); вегетативное размножение растений.

Различают четыре зоны корня.

1. Зона деления — состоит из постоянно делящихся клеток образовательной ткани. Эта зона покрыта корневым чехликом — особая паренхимная ткань, которая защищает апикальную меристему и способствует продвижению корня в почве.
2. Зона растяжения (роста) — клетки не делятся, а растут, обеспечивая основное удлинение корня.
3. Зона всасывания — клетки прекращают растяжение, начинается их дифференциация. На покровной ткани образуются корневые волоски (всасывание почвенных растворов).
4. Зона проведения (боковых корней) обладает развитой проводящей тканью, передаёт почвенные растворы выше к органам и тканям. Происходит ветвление корня, а также возможен запас питательных веществ.

Первичное анатомическое строение корня (зона всасывания)

На поперечном срезе выделяют три системы тканей:

1. покровная ткань (ризодермис) — волосконосный слой, адсорбирует воду и минеральные соли, защищает внутренние ткани;
2. первичная кора — паренхимные клетки, обеспечивающие запас питательных веществ, транспорт почвенных растворов к центральному цилиндру;
3. центральный цилиндр — чётко отграничен от коры, располагаются проводящие ткани, осуществляющие вертикальный транспорт воды и минеральных солей.

Корневая система — совокупность всех корней растения. Выделяют главный (развивается из зародышевого корешка семени), боковые (формируются на главном и придаточных корнях) и придаточные корни (отрастают от наземной части растения). В зависимости от наличия главного корня различают: стержневую корневую систему — главный корень хорошо выражен (двудольные); мочковатую корневую систему — главный корень не выражен, хорошо развиты придаточные корни (однодольные); смешанную корневую систему — хорошо развиты как главный, так и придаточные корни (однолетние двудольные травянистые).

Пикировка — удаление точки роста главного корня с целью стимуляции роста боковых и придаточных.

Видоизменения корней — запасающие (корнеплоды — свёкла, редис, морковь и др.; корневые шишки — георгин, ятрышник); втягивающие (тюльпан, крокус, лилия, женьшень и др.); корни-присоски (омела); цепляющиеся (виноград, плющ); воздушные (орхидеи); ходульные (фикусы, кукуруза, пальма пашиуба); досковидные опорные (бук, вяз, тополь); вентиляционные (американский болотный кипарис); корневые отпрыски (сирень, вишня, слива).

Побег

Побег — вегетативный осевой орган растений, находящийся, как правило, над землёй, имеющий неограниченный рост и радиальную симметрию.

В зависимости от длины междоузлия выделяют: розеточные (одуванчик, подорожник), укороченные (встречается у вишни, сосны), удлинённые побеги.

Функции: опорная; запасающая; воздушное питание; фотосинтез; транспорт веществ; орган вегетативного размножения.

Жизненные формы растений: травянистые (побег не одревесневает: однолетние (настурция, горох), двулетние (морковь, редис), многолетние (пырей, флокс)); кустарники (наличие нескольких одревесневающих побегов (сирень, смородина)); деревья (побег одревесневает, состоит из ствола и кроны (берёза, липа, дуб)).

Видоизменения побега (содержит все структурные элементы побега: стебель, лист, почки):

1. подземные — корневище (пырей, ландыш), клубень (картофель), луковица (лук, чеснок), клубнелуковица (гладиолус);
2. надземные — суккуленты: листовые (агава, алоэ), стеблевые (кактусы), почковые (капуста); колючки: стеблевые (боярышник, груша), листовые (кактус, барбарис), черешковые

(астрагал), прилистниковые (белая акация); усики: стеблевые (виноград), листовые (горох).

Почка — зачаточный побег, состоящий из конуса нарастания, зачаточных листьев, в пазухах которых находятся пазушные почки; снаружи покрыта кроющими чешуями. Различают вегетативные (развивается новый побег) и генеративные (содержит зачатки цветков и соцветий) почки.

От расположения на стебле почки делят на: верхушечные и боковые (пазушные, придаточные).

Стебель

Стебель — осевая часть побега растений. Функции: вынос листьев к свету; проведение; опорно-механическая; запасающая; орган вегетативного размножения; некоторые способны к фотосинтезу.

Виды стеблей: травянистый, древесный (ствол), соломина (междоузлия полые).

По форме: округлые, четырёхугольные (крапива), треугольные (осока), многогранные (кактус), крылатые (чина), сплюснутые (рдест), ребристые стебли.

Первичное анатомическое строение стебля

Стебель имеет покровную ткань, первичную кору, центральный осевой цилиндр с сердцевиной. Покровная ткань травянистых растений — эпидермис, древесных — пробка. Первичная кора состоит из клеток основной и механической тканей (функции — запас, защита, фотосинтез). Центральный цилиндр содержит флоэму, ксилему, камбий и сердцевину. У травянистых растений в центральном цилиндре расположены открытые сосудистоволокнистые пучки, между флоэмой и ксилемой имеется слой камбия (стебель пучкового строения). У двудольных пучки расположены по кругу, у однодольных — беспорядочно. У древесных пучков нет. Камбий образует сплошное кольцо, кнаружи формирует элементы флоэмы, внутрь — элементы ксилемы (стебель непучкового строения). По сезонам работа камбия неравномерна: весной и летом образуются крупные сосуды ксилемы, осенью — мелкие. Каждый год формируются годичные кольца ксилемы. Во флоэме кольца неразличимы.

Лист

Лист — надземный вегетативный орган растений. Функции: фотосинтез, газообмен, транспирация, выделение, запас питательных веществ, вегетативное размножение.

Лист состоит из листовой пластинки, черешка, прилистников, листового влагалища (не у всех).

Морфологические признаки листьев

Способ прикрепления к стеблю — черешковые (берёза, сирень, липа), сидячие (жимолость, традесканция), низбегающий (василёк, одуванчик), пронзённый (лотос); форма листовой пластинки — округлая (настурция), овальная (вишня), яйцевидная (яблоня), ланцетовидная (ива), сердцевидная (липа), стреловидная (стрелолист). Характер края листа — цельный (тополь), зубчатый (крапива), пильчатый (берёза), городчатый (герань), выямчатый (фиалка). Изрезанность листа — лопастная (клён, дуб), раздельная (мак, виноград), рассеченная (одуванчик, тысячелистник). Жилкование — дуговое (подорожник), параллельное (пшеница), пальчато-сетчатое (клён, каштан), перисто-сетчатое (ива, рябина). Степень сложности листа — простые листья (берёза, ива, орхидеи), пальчатые сложные (люпин, каштан), непарноперистосложные (грецкий орех, рябина, акация), парноперистосложные (тамаринд, мимоза), тройчатые (клевер, земляника).

Анатомия листа

Сверху и снизу лист покрывает эпидермис (окрашенных пластид нет), иногда покрыт кутикулой, волосками, железками (защита), содержит устьица. Между верхним и нижним эпидермисом расположена основная фотосинтезирующая ткань — мезофилл (к верхнему эпидермису примыкает столбчатый мезофилл, к нижнему — губчатый). В мезофилле расположены жилки или сосудисто-волокнистые пучки (ксилема, флоэма, механические и основные ткани).

Листопад — опадание листьев за счёт образования отделительного слоя, перерезающего черешок. Функции: уменьшение испарения, удаление балластных веществ, удобрение, предохранение корней и опавших семян от вымерзания.

Цветок

Цветок — видоизменённый укороченный побег ограниченного роста. Все части цветка приспособлены к половому размножению, которое заканчивается развитием семян и плодов.

Двойной околоцветник (внешняя часть цветка) состоит из чашечки и венчика. Простой околоцветник — состоит только из чашечки (злаки, берёза) или только из венчика (лилии, тюльпаны).

Созревание пыльцы: из 4 клеток образовательной ткани в результате митоза образуются питательная ткань пыльников и материнские клетки микроспор. Последние делятся мейозом, образуя по 4 гаплоидные микроспоры — пыльцу. Оболочка дифференцируется на экзину (наружная) и интину (внутренняя). Гаплоидное ядро делится митозом, образует генеративное (образует два спермия) и вегетативное (образует пыльцевую трубку) ядра.

В завязи пестика находятся одна или несколько семяпочек. Незрелая семяпочка состоит из зародышевой ткани (нуцеллус) и покрова (интегумент). В нуцеллусе одна крупная клетка в результате мейоза образует 4 гаплоидные макроспоры. Три из них растворяются, одна формирует зародышевый мешок. Её ядро трижды делится митозом, образуя 8 ядер. Одно становится яйцеклеткой, два — клетками-синергида- ми (у пыльцевхода), три — антиподы (на противоположной стороне), два оставшиеся сливаются — диплоидная вегетативная клетка (в центре).

Опыление цветка — процесс переноса пыльцы на рыльце пестика (самоопыление, перекрёстное).

Половое размножение цветка: пыльца прорастает пыльцевой трубкой в рыльце, по которой продвигаются 2 спермия. Пыльцевая трубка проникает в зародышевый мешок через пыльцевход, где один спермий сливается с яйцеклеткой (зародыш), другой — с центральной вегетативной клеткой (триплоидный эндосперм).

Обоеполый цветок имеет и тычинки, и пестики, однополые цветки — или тычинки, или пестики (кукуруза, крапива). Однодомными называются растения, у которых тычиночные и пестичные цветки находятся на одном растении (кукуруза, грецкий орех), двудомными — на разных (конопля, тополь).

Формула цветка: Ч — чашелистики, Л — лепестки, Т — тычинки, П — пестики.

Соцветия — группа цветков, расположенных на общем цветоносе.

Плод

Плод — орган покрытосеменных растений. Функции: формирование, защита, обеспечение прорастания семян.

По количеству семян выделяют:

1. односемянные (слива, персик);
2. двусемянные (груша);
3. многосемянные (томат, картофель).

По происхождению выделяют:

1. истинные (вишня, слива);
2. ложные (земляника, рябина);
3. простые (орех, горох);
4. сложные (сборная листовка (магнолия); соплодие (ананас, шелковица).

Семя

Семя — зародыш с запасом питательных веществ, заключённых в кожуру, развивающийся из семяпочки.

По количеству семядолей растения делятся на однодольные и двудольные.

Семя двудольных (фасоль) растений состоит из зародыша и семенной кожуры. С вогнутой стороны снаружи имеется рубчик. Под кожурой виден зародыш — зародышевый корешок, стебелёк и почечка с двумя семядолями.

Семядоли — видоизменённые листья зародыша (запас питательных веществ).

Семя однодольных (пшеница) имеет семенную кожуру, сросшуюся с околоплодником, зародыш и эндосперм. Зародыш — зародышевый корешок, стебелёк, почечка с одной семядолей (щиток). Щиток способствует поступлению питательных веществ от эндосперма к зародышу.