Ботаника. БОТЭКЗ. 1. Особенности строения раст клетки и их отличие от жив клеток
 Скачать 1.82 Mb.
|
|
22. Наряду с функцией поглощения и проведения корни выполняют функцию запаса питательных веществ, которые иногда накапливаются в очень больших количествах. Таковы корни некоторых 2-летних двудольных растений – морковь, петрушка, репа, редька, свекла и т.д., образующие корнеплоды. В состав корнеплода кроме корня входит подсемядольное колено (гипокотиль), а также морфологически нижняя часть побега. У разных корнеплодов эти части утолщены в разной степени. Например, у моркови, петрушки, сахарной свеклы большая часть корнеплода образована главным корнем; у репы, столовой свеклы – основанием стебля и гипокотилем, а собственно корень представляет самую нижнюю часть корнеплода, несущую боковые корни. Запасные вещества, отложенные в корнеплоде в 1 год жизни растения, на следующий год расходуются на развитие цветоносных побегов, плодов и семян. Питательные вещества накапливаются в живых паренхимных клетках с тонкими неодревесневшими стенками. Клетки богаты клеточным соком, поэтому корнеплоды всегда сочные. Вещества могут откладываться: 1. Преимущественно в древесинной (ксилемной) паренхиме – редька, репа и др. крестоцветные; 2. В лубяной (флоэмной) паренхиме – морковь, петрушка и др. зонтичные; 3. В паренхиме, образованной деятельностью нескольких добавочных камбиев – свекла. Корень редьки - утолщение корня редьки происходит за счет сильного разрастания вторичной ксилемы; вторичная флоэма развита слабо. В центре поперечного среза корня находятся мелкие сосуды диархной первичной ксилемы, составляющие короткую веретеновидную цепочку. От каждого ее конца, в радиальном направлении расходятся 2 луча первичной ксилемы. Запасающая ткань корня представлена вторичной ксилемой, ее клетки содержат крахмал и богаты клеточным соком. Камбиальная зона состоит из мелких таблитчатых клеток. Снаружи она окружена узким кольцом вторичной флоэмы, она окружена тонким слоем паренхимы. Поверхность корня покрыта бурой перидермой (пробкой). Корень моркови - на поперечном срезе хорошо различимы 2 зоны: внутренняя, довольно узкая – вторичная ксилема и наружная, более широкая – вторичная флоэма. Во флоэме сосредоточена основная масса крахмала, растворимых сахаров и др. питательных веществ. Оранжевый цвет обусловлен присутствием в ее клетках хромопластов с кристаллами каротина. Вторичные ксилема и флоэма разделены светлой камбиальной зоной, которая часто разрывается, и проводящие ткани отделяются друг от друга. В центре находятся 2 очень коротких, узких тяжа первичной ксилемы. От их концов отходят первичные лучи паренхимы. Между ними, по обе стороны от первичной ксилемы, находится вторичная ксилема, пересеченная многочисленными вторичными лучами. Сосуды расположены по одиночке или группами. Камбиальная зона широкая, клетки ее мелкие, сжаты в радиальном направлении. Наружная часть вторичной флоэмы граничит с несколькими слоями паренхимных клеток, среди которых находятся эфиромасличные каналы. Корень покрыт снаружи тонким слоем перидермы. Корень свеклы - на поперечном срезе хорошо заметны чередующиеся концентрические кольца. Начальные стадии утолщения корня свеклы сходны с утолщением корней редьки и моркови, но в дальнейшем его разрастание в толщину происходит своеобразно. Корень проростка в фазе семядольных листьев имеет первичное строение. Радиальный проводящий пучок с диархной первичной ксилемой окружен однослойным перициклом. С появлением у растения первого настоящего листа начинает функционировать камбий, заложившийся между первичными ксилемой и флоэмой. В результате его деятельности на 12—15-й день жизни сеянца в центре корня по обеим сторонам от первичной ксилемы образуется по одному пучку, состоящему из вторичных ксилемы и флоэмы. Сильно облитерированная к этому времени первичная флоэма оттесняется к периферии. Вторичная ксилема состоит из сосудов с одревесневшими стенками и небольшого числа паренхимных клеток. Между пучками вторичных тканей проходят широкие лучи. Деятельность этого первичного камбия вскоре заканчивается и дальнейшее утолщение корня продолжается за счет добавочных к а м б и е в, возникающих последовательно один за другим при непосредственном участии перицикла и его производных. Паренхимные клетки перицикла, делясь преимущественно тангентальными перегородками, образуют многослойную меристематическую ткань, которая на поперечном срезе расположена кольцом. В периферической части этого кольца закладывается феллоген, клетки средней части дифференцируются в паренхимные элементы, а из внутреннего ряда клеток формируется первый добавочный камбий, образующий новую зону меристематических клеток. Наружный ряд клеток этой зоны в дальнейшем будет функционировать в качестве второго добавочного камбия. Внутренние клетки меристематической зоны, делясь, откладывают наружу тонкостенные клетки паренхимы и небольшие группы клеток вторичной флоэмы, внутрь — крупные клетки паренхимы и непосредственно под участками флоэмы — элементы ксилемы. Таким образом, в результате деятельности первого добавочного камбия возникает широкое кольцо паренхимной ткани с погруженными в нее мелкими коллатеральными пучками. Флоэма состоит из нескольких ситовидных трубок с сопровождающими клетками и клеток паренхимы, ксилема — из небольшого числа пористых сосудов, окруженных механическими элементами, и ксилемной паренхимы. Вскоре начинают делиться клетки второго добавочного камбия, образуя следующую меристематическую зону. Наружные клетки ее дифференцируются в третий добавочный камбий, а внутренние формируют второе кольцо проводящих пучков и межпучковую паренхиму. Третий добавочный камбий в свою очередь участвует в образовании четвертого добавочного камбия и третьего кольца проводящих пучков и т. д. Деятельностью добавочных камбиев объясняется наличие на поперечном срезе корня нескольких (8 и более) концентрических колец, состоящих из мелких проводящих пучков и обильной паренхимы, в тонкостенных клетках которой накапливаются сахароза и другие питательные вещества. У столовых сортов свеклы в паренхимных клетках много антоциана. Чем более удалены добавочные камбии от центра корня, тем слабее их деятельность. Поэтому ширина концентрических колец, число и размеры проводящих пучков уменьшаются к периферии среза. Самые молодые наружные кольца могут быть представлены лишь узкими слоями слабо-дифференцированных или даже меристематических клеток. Интенсивность вторичного утолщения корня свеклы тесно связана с развитием листового аппарата. Установлено, что число концентрических слоев зависит от числа листьев в прикорневой розетке. Деятельность добавочных камбиев заканчивается рано, и дальнейшее утолщение корня происходит за счет деления и разрастания паренхимных клеток. Снаружи корня находится тонкий слой мелкоклеточной паренхимной ткани, окруженной темно-бурой перидермой. 23. Лист – это один из основных органов высших растений, занимающий боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, газообмена и транспирации. Первые листовые органы – семядоли – возникают в результате дифференциации меристематического тела предзародыша. Все последующие листья возникают из экзогенных выростов (листовых примордиев) на апексе побега. Большинство листьев имеют более или менее плоскую форму и дорсо-вентральное строение, выражающееся в различии его верхней и нижней сторон. Различают листья: 1) бифациальные (двусторонние) – листья типичного строения, у которых верхняя и нижняя стороны различаются морфологически (характер жилок, опушение) и анатомически;ЕГЕТАТИВНЫЕ И НЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ 2) эквифациальные – листья, обе стороны которых имеют одинаковое морфологическое и анатомическое строение (злаки); 3) унифациальные (с одной поверхностью) – листья либо округлые в сечении (лук), либо уплощенные с боков (гладиолус, ирис), у которых вся поверхность пластинки соответствует лишь нижней стороне. Анатомическое строение листа определяется его главной функцией – фотосинтезом. Поэтому основной тканью листа является ассимиляционная, или мезофилл. Остальные ткани листа обеспечивают работу мезофилла и поддерживают связь с окружающей средой. С верхней и нижней стороны лист покрыт эпидермисом, выполняющим функции защиты, газообмена и транспирации. Обычно эпидермис однослойный, бесцветный. Нижний и верхний эпидермис часто отличаются по опушению, характеру жилкования, цвету, расположению устьиц и другим признакам. На верхнем эпидермисе могут откладываться слои кутикулы и воска, снижающие испарение воды. Устьица у большинства наземных растений расположены с нижней стороны. Под эпидермисом находится мезофилл, представленный несколькими слоями ассимиляционной ткани, в котором происходят основные физиологические процессы: фотосинтез и дыхание растений. У дорсо-вентральных листьев мезофилл дифференцирован на столбчатый (палисадный) и губчатый. Столбчатый располагается в один или несколько слоев под верхним эпидермисом. Его клетки плотно сомкнуты, имеют вытянутую форму и содержат около 75% хлоропластов листа. Основная функция столбчатого мезофилла – фотосинтез. Губчатый мезофилл расположен под столбчатым (с нижней стороны). Он представлен округлыми клетками с большими межклетниками и выполняет функцию газообмена. Для унифациальных листьев характерен однородный мезофилл. В листе проводящие ткани формируют закрытые коллатеральные пучки, причем ксилема всегда повернута к верхней стороне, а флоэма – к ниж ней. Флоэму и ксилему в крупных проводящих пучках окружают клетки склеренхимы, а в мелких – обкладочные клетки, контролирующие проведение веществ. Мезофилл листа густо пронизан жилками, образующими единую проводящую систему, которая связана с проводящей системой стебля. Роль арматурных тканей в листе выполняют склеренхимные волокна, отдельные склереиды и тяжи колленхимы, существенно повышающие прочность данного органа. По морфологическому и анатомическому строению листа различаются светолюбивые (гелиофиты) и тенелюбивые (сциофиты) растения. У тенелюбивых тонкие листья с широкой листовой пластинкой располагаются горизонтально и имеют темно-зеленую окраску (высокая концентрация хлорофилла). Клетки эпидермиса крупные, с тонкими наружными стенками, кутикула развита слабо. Устьица крупные, лежат неглубоко. Столбчатый мезофилл либо однослойный (его клетки имеют трапециевидную форму), либо не выражен. Хлоропласты крупные, занимают постенное положение. У тенелюбивых растений механические и проводящие ткани развиты слабо. Листья многих светолюбивых растений имеют толстую, жесткую пластинку с хорошо развитой многослойной столбчатой паренхимой, часто сильно рассеченной. Если лист освещается с двух сторон, то столбчатая паренхима располагается под верхним и нижним эпидермисом. Эпидермис состоит из мелких толстостенных клеток и покрыт мощным слоем кутикулы. Для листьев характерны большое количество устьиц погруженного типа, густая сеть жилок, хорошо развитые механические ткани или запасающая воду паренхима. 24. Метаморфозы листа: 1. Колючки — одно из наиболее часто распространенных видоизменений; они служат защитой от поедания животными. При этом лист либо целиком превращается в колючку (кактусы, молочаи, барбарис, белая акация, верблюжья колючка), либо в колючку превращается его часть (бодяк, чертополох, падуб). 2. Усики (у сложных листьев некоторых видов растений) цепляются за опору, вынося весь побег к свету. При этом в усик могут превращаться либо верхние листочки сложного листа (горох, вика), либо весь лист целиком, а функцию фотосинтеза выполняют прилистники (некоторые виды чины). 3. Запасающую функцию выполняют сочные чешуи луковиц (лук, чеснок), листья алоэ, кочана капусты. 4. Кроющие чешуи почек защищают нежные зачаточные листья и конус нарастания от неблагоприятных условий внешней среды. 5. Ловчие аппараты обеспечивают жизнь насекомоядных растений на болотах в условиях недостатка азота и других элементов минерального питания. Листья таких растений изменились до неузнаваемости, превратившись в ловушки (венерина мухоловка), кувшинчики (непентес). Листья некоторых растений своими блестящими, ярко окрашенными капельками на волосках привлекают муравьев, мух, комаров, других мелких насекомых; выделяющийся при этом сок содержит пищеварительные ферменты (росянка). 25. Строение цветка и соцветия Цветок – специализированный неразветвленный побег ограниченного роста с неразветвленной осью, имеющий в типичных случаях мегаспорофиллы (плодолистики), микроспорофиллы (тычинки) и окружающие их стерильные листовидные структуры (околоцветник). В цветке происходит образование спор и гамет, половой процесс, который завершается образованием семян и плода. Соцветие - группа цветков, растущих на одном цветочном стебле, т.е. это побег, на котором растут несколько или множество цветков, обычно такой побег не имеет листьев. Биологический смысл возникновения соцветий: возрастающая вероятность опыления цветков. Насекомое может опылить больше цветков за единицу времени, соцветия больше выделятся на фоне зелени. Любое соцветие имеет главную ось или ось соцветия, боковые оси, которые могут быть разветвленными или нет. Оси делятся на узлы и междоузлия. На узлах - листья и прицветники. Сильно видоизмененные листья - прицветники, соцветие несущее ассимилирующие листья – фрондозное – облиственное. У простых соцветий боковые оси не разветвлены и являются цветоножками. У сложных – несут частные или парциальные соцветия. Если главная ось заканчивается цветком, то соцветие закрытое. У открытых соцветий верхушка обладает неограниченным ростом. На основе ветвления различают соцветия: ботриоидные ( рацемоидные) – характер ветвления моноподиальный цимоидные – характер ветвления симподиальный. (моноподиальное ветвление – рост верхушечной почки сохраняется в течение всей жизни растения, симподиальное – ежегодно верхуш. почка отмирает, а рост идет за счет боковой). Ботриоидные соцветия: Простые: кисть – крестоцветные, колос – ятрышник, сережка – ива, тополь, початок, зонтик – примула, женьшень, головка – окружена обверткой = корзинкой (сложноцветные). Сложные: метелка – злаки, спирея иволистная, сложный щиток, сложная кисть – вероника простертая, верблюжья колючка, сложный колос – злаки, осоковые, сложный зонтик – зонтичные. Цимоидние соцветия: Цимоиды: монохазии = извилина/завиток/клубок - лютиковые, дихазии = развилина – гвоздичные, плейохазии = многолучевик – молочай. Тирсы: Главная ось ветвится моноподиально, но парциальные соцветия – симподиально, степень разветвления уменьшается от основания к верхушке. Различают плейотирсы, дитирсы и монотирсы. (конский каштан, коровяк, норичниковые, губоцветные). Части цветка (цветоложе, околоцветник, андроцей и гинецей) Цветоложе: плоское, конусовидное, вогнутое Цветки по расположению частей: ациклические (многочленные), циклические (4-х-5-ти круговые) и гемициклические (сочетание ациклического и циклического расположения частей цветка) Гипантий (розоцветные, кипрейные) – часть цветка, которая образуется при срастания оснований околоцветника и тычинок (плоский, блюдцевидный, бокаловидный) Околоцветник: простой (чашечковидный или венчиковидный), двойной (чашечка и венчик) или цветки ахламидные (полностью редуцирован околоцветник). Цветки по симметрии – актиноморфные, зигоморфные, ассиметричные. Цветки по составу – обоеполые, однополые или бесполые. Растения с однополыми цветками: однодомные или двудомные. 26.Разнообразие – нет Для того чтобы понять, что такое цветы, нужно разобраться не только с морфологией цветов,/составом цветка, его строением и значением, но и с их функциями. Первое, что бросается в глаза — цветы существуют с целью эстетического разнообразия флоры. Практически любой цветок в ботанике можно описать с точки зрения его аромата. Но цветок состоит из многого другого, а не только из красивого внешнего вида и аромата. Главная функция цветов — размножение. Насекомые и птицы-опылители притягиваются цветами при помощи формы, окрашивающего пигмента, эфирных масел, создающих аромат. Замечание 4 Если цветок и его строение не характеризуются примечательными ароматами и формами, то вместо насекомых или птиц в качестве опылителя для них выступает ветер. После опыления в завязи цветка происходит формирование и развитие семян. 27. Околоцветник — стерильная часть цветка, защищающая более нежные тычинки и пестики. Элементы околоцветника называются листочками околоцветника, или сегментами околоцветника. У простого околоцветника все листочки одинаковы; у двойного — дифференцированы. Зелёные листочки двойного околоцветника образуют чашечку и называются чашелистиками, окрашенные листочки двойного околоцветника образуют венчик и называются лепестками. У подавляющего большинства растений околоцветник двойной (вишня, колокольчик, гвоздика). Простой околоцветник может быть чашечковидным (щавель, свёкла) либо (что бывает чаще) венчиковидным (гусиный лук). У небольшого числа видов цветок вообще лишён околоцветника и поэтому называется беспокровным, или голым (белокрыльник, ива). Чашечка состоит из чашелистиков и образует наружный круг околоцветника. Основной функцией чашелистиков является защита развивающихся частей цветка до его распускания. Иногда венчик полностью отсутствует, или сильно редуцирован, а чашелистики принимают лепестковидную форму и ярко окрашены (например, у некоторых лютиковых). Чашелистики могут быть обособлены друг от друга или срастаться между собой. Запрос «Венчик» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Венчик (лат. corolla) образован различным количеством лепестков и образует следующий за чашечкой круг в цветке. Происхождение лепестков может быть связано с вегетативными листьями, но у большинства видов они представляют собой утолщённые и разросшиеся стерильные тычинки. Вблизи основания лепестков иногда образуются дополнительные структуры, которые в совокупности называют привенчиком. Как и чашелистики, лепестки венчика могут срастаться с собой краями (сростнолепестный венчик) или оставаться свободными (свободнолепестный, или раздельнолепестный венчик). Особый специализированный тип венчика — венчик мотылькового типа — наблюдается у растений из подсемейства Мотыльковые семейства Бобовые. Цветок губастика в видимом свете (слева) и в ультрафиолете (справа), тёмная область на правом снимке — указатель нектара Венчик, как правило, самая заметная часть цветка, отличается от чашечки более крупными размерами, разнообразием окраски и формы. Обычно именно венчик создаёт облик цветка. Окраску лепестков венчика определяют различные пигменты: антоциан (розовая, красная, синяя, фиолетовая), каротиноиды(жёлтая, оранжевая, красная), антохлор (лимонно-жёлтая), антофеин (коричневая). Белая окраска связана с отсутствием каких-либо пигментов и отражением световых лучей. Чёрного пигмента тоже не бывает, а очень тёмная окраска цветов представляет собой очень сгущённые тёмно-фиолетовые и тёмно-красные цвета. Венчики некоторых растений в ультрафиолетовом свете выглядят иначе, чем в видимом — имеют различные узоры, пятна, линии[1]. Всё это могут видеть пчёлы, для которых различно окрашенные в ультрафиолете участки служат указателями нектара (англ. Nectar guide)[2]:63. Аромат цветков создают летучие вещества, главным образом эфирные масла, которые образуются в клетках эпидермы лепестков и листков околоцветника, а у некоторых растений — в осмофорах(особых различной формы желёзках, имеющих секреторную ткань), могут образовываться также и в специальных железистых трихомах (волосках). Выделяющиеся эфирные масла обычно сразу испаряются. Роль венчика заключается в привлечении насекомых-опылителей. Кроме того, венчик, отражая часть спектра солнечных лучей, днём предохраняет тычинки и пестики от перегрева, а закрываясь на ночь, создают камеру, препятствующую их охлаждению или повреждению холодной росой. |