ответы к экзамену по ботанике. Ботаника2. Ботаника предмет, задачи, разделы
 Скачать 178.19 Kb.
|
|
Классификации жизненных форм растений. Таких классификаций к настоящему времени было создано множество. Современными исследователями чаще других используются системы К. Раункиера и И. Г. Серебрякова. Разнообразие и изменчивость жизненных форм растений. И. Г. Серебряков наметил параллельные ряды жизненных форм покрытосеменных растений и предполагаемые связи между ними (рис. 70). В сходных условиях как среди древесных, так и травянистых растений конвергентно возникли лиановидные, подушковидные, стелющиеся и суккулентные формы. Например, подушковидные формы древесные и травянистые часто встречаются в условиях хорошего освещения, но при низких температурах воздуха и почвы, при крайней сухости почвы и низкой влажности воздуха, при частых и сильных ветрах. Они обычны в высокогорьях, тундрах, пустынях, на субантарктических островах и в других местах с подобным комплексом условий. Сходные жизненные формы возникли конвергентно в разных систематических группах. Например, в условиях аридного климата пустынь одна и та же жизненная форма стеблевых суккулентов у кактусов в Америке, у молочаев и стапелий в Африке. Одну жизненную форму могут иметь как близкородственные виды (например, у манжеток), так и виды из разных семейств. К жизненной форме рыхлокустовых дерновинных поликарпиков с мочковатой корневой системой можно отнести овсяницу луговую и тимофеевку луговую (злаки), ожику волосистую (ситниковые), осоку заячью (осоковые) и т. д. В то же время один вид может иметь разные жизненные формы. Смена жизненных форм происходит у большинства растений в онтогенезе, так как по мере роста и развития габитус меняется иногда весьма существенно. У трав стержневая корневая система часто сменяется мочковатой, розеточные побеги – полурозеточными, каудекс из одноглавого превращается в многоглавый и т. д. Иногда габитус растения закономерно меняется по сезонам. У мать‑и‑мачехи и медуницы неясной весной от корневищ отходят удлиненные, с небольшими листьями генеративные побеги. В конце мая – начале июня после плодоношения они отмирают, а из почек на корневищах у этих же особей вырастают укороченные розеточные вегетативные побеги с крупными листьями, фотосинтезирующими до осени. У безвременника великолепного каждую осень генеративное растение представлено клубнелуковицей и отходящим от нее цветком, а весной – олиственным побегом, на верхушке которого созревает плод коробочка. В подобных случаях можно говорить о пульсирующих жизненных формах. Жизненная форма вида может меняться в пределах ареала в разных географических и экологических условиях. Многие виды деревьев на границах ареала образуют кустарниковые, нередко стелющиеся формы, например, ель обыкновенная на Крайнем Севере, ель сибирская на Южном Урале и в Хибинах. Отдельные виды деревьев представлены разными жизненными формами в одних и тех же географических районах и даже в одних и тех же фитоценозах (рис. 71). Например, липа может быть представлена в фитоценозах: 1) одноствольным деревом; 2) порослеобразующим деревом; 3) немногоствольным деревом с 2–3 стволами; 4) многоствольным деревом – так называемое дерево‑куст; 5) куртинообразующим деревом; 6) торчками одноствольными; 7) торчками многоствольными; 8) факультативным стлаником. В центре ареала в оптимальных условиях – на Украине, в Тульской и Пензенской областях преобладают компактные жизненные формы липы, близ северо‑восточной границы на Среднем Урале – стланиковые. Деревья‑кусты появляются после рубки одноствольных деревьев и при повреждении главной оси морозами, вредителями. Факультативный стланик входит в подлесок, приурочен обычно к сильно затененным участкам, склонам и днищам оврагов. При улучшении световой обстановки стланик может перейти в кустовидную форму или стать куртинообразующим деревом. Куртина – это заросль, образовавшаяся из одного растения. Торчки – это угнетенные низкорослые растения, выросшие при недостатке света и влаги. У молодых растений отмирают верхушки лидирующих побегов, а затем и боковых. Прожив в таком состоянии 20–30 лет, торчки могут отмереть, так и не выйдя из травяного яруса, если условия освещения улучшаются, торчки могут образовать порослевые деревья. Другие деревья – ильм, клен, граб, черемуха и некоторые кустарники – бересклеты, жимолость, свидина, лещина и другие, также имеют широкий спектр жизненных форм. В лесах Дальнего Востока лимонник китайский в разных экологических условиях растет то как лиана, то как наземный кустарник. У травянистых растений тоже часто наблюдается внутривидовое разнообразие жизненных форм. 41) Лист. Общая характеристика. Заложение листьев. Происхождение листа. Лист (множ. ли́стья, собир. листва́; лат. folium, греч. φύλλον) — в ботанике наружный орган растения, основными функциями которого является фотосинтез, газообмен и транспирация. Для этой цели лист, как правило, имеет пластинчатую структуру, чтобы дать клеткам, содержащим в хлоропластах специализированный пигмент хлорофилл, доступ к солнечному свету. Лист также является органом дыхания, испарения и гуттации (выделения капель воды) растения. Листья могут задерживать в себе воду и питательные вещества, а у некоторых растений выполняют и другие функции. Основные типы листьев Листовидный отросток у определённых видов растений, таких как папоротники. Листья хвойных деревьев, имеющих игловидную либо шиловидную форму (хвоя). Листья покрытосеменных (цветковых) растений: стандартная форма включает в себя прилистник, черешок и листовую пластинку. Плауновидные (Lycopodiophyta) имеют микрофилловые листья. Обвёрточные листья (тип, встречающийся у большинства трав) Расположение на стебле Сюда перенаправляется запрос «Филлотаксис». На эту тему нужна отдельная статья. По мере роста стебля листья располагаются на нём в определённом порядке, который обусловливает оптимальный доступ к свету. Листья появляются на стебле по спирали, как по часовой стрелке, так и против неё, под определённым углом расхождения. Обычно же листорасположение описывается при помощи следующих терминов: Очерёдное (последовательное) — листья располагаются по одному (в очередь) на каждый узел (берёза, яблоня, роза, традесканция, циссус, пеларгония). Супроти́вное — листья располагаются по два на каждом узле и обычно перекрёстно-попарно, то есть каждый последующий узел на стебле повёрнут относительно предыдущего на угол 90°; либо двумя рядами, без поворота узлов (сирень, яснотка, мята, жасмин, фуксия). Муто́вчатое — листья располагаются по три и более на каждом узле стебля — мутовке. Как и супротивные листья, мутовки могут быть перекрёстными, когда каждая последующая мутовка повёрнута относительно предыдущей на угол 90°, или на половину угла между листьями. Супротивные листья могут показаться мутовчатыми на конце стебля (элодея, вороний глаз, олеандр) Розе́точное — листья, расположенные в розетке — все листья находятся на одной высоте и расположены по кругу (камнеломка, хлорофитум, агава). Стороны листа У любого листа в морфологии растений есть две стороны: абаксиальная и адаксиальная. Абаксиа́льная сторона (от лат. ab — «от» и лат. axis — «ось») — сторона бокового органа побега (листа или спорофилла) растения, обращённая при закладке от конуса нарастания (вершины) побега. Другие названия — спинная сторона, дорзальная сторона. Противоположная ей сторона называется адаксиа́льной (от лат. ad — «к» и лат. axis — «ось»). Другие названия — брюшная сторона, вентральная сторона. В подавляющем большинстве случаев абаксиальная сторона — это поверхность листа или спорофилла, обращённая к основанию побега, однако изредка сторона, закладывающаяся абаксиально, разворачивается в процессе развития на 90° или 180° и располагается параллельно продольной оси побега или обращается к его вершине. Это характерно, например, для хвои некоторых видов ели. Термины «абаксиальный» и «адаксиальный» удобны тем, что позволяют описывать структуры растений, используя само растение как систему отсчёта и не прибегая к двусмысленным обозначениям типа «верхняя» или «нижняя» сторона. Так, для побегов, направленных вертикально вверх, абаксиальная сторона боковых органов будет, как правило, нижней, а адаксиальная — верхней, однако если ориентация побега отклоняется от вертикальной, то термины «верхняя» и «нижняя» сторона могут ввести в заблуждение. Разделение листовых пластинок По тому, как листовые пластинки разделены, могут быть описаны две основные формы листьев. Простой лист состоит из единственной листовой пластинки и одного черешка. Хотя он может состоять из нескольких лопастей, промежутки между этими лопастями не достигают основной жилки листа. Простой лист всегда опадает целиком. Если выемки по краю простого листа не достигают четверти полуширины листовой пластины, то такой простой лист называется цельным[3]. Сложный лист состоит из нескольких листочков, расположенных на общем черешке (который называется рахис). Листочки, помимо своей листовой пластинки, могут иметь свой черешок (который называется черешочек, или вторичный черешок) и свои прилистники (который называются прилистничками, или вторичными прилистниками). В сложном листе каждая пластинка опадает отдельно. Так как каждый листочек сложного листа можно рассматривать как отдельный лист, при идентификации растения очень важно определить местонахождение черешка. Сложные листья являются характерными для некоторых высших растений, таких как бобовые. У пальчатых (или лапчатых) листьев все листовые пластинки расходятся по радиусу от окончания корешка подобно пальцам руки. Главный черешок листа отсутствует. Примерами таких листьев может служить конопля (Cannabis) и конский каштан (Aesculus). У перистых листьев листовые пластинки расположены вдоль основного черешка. В свою очередь, перистые листья могут быть непарноперистыми, с верхушечной листовой пластинкой, например, ясень (Fraxinus); и парноперистыми, без верхушечной пластинки, например, растения из рода Swietenia. У двуперистых листьев листья разделены дважды: пластинки расположены вдоль вторичных черешков, которые в свою очередь прикреплены к главному черешку; например , альбиция (Albizia). У трёхлистных листьев имеется только три пластинки; например, клевер (Trifolium), бобовник (Laburnum). Перистонадрезные листья напоминают перистые, но пластинки у них не полностью разделены; например, некоторые рябины (Sorbus). Черешковые листья имеют черешок — стебелёк, к которому они крепятся. У щитовидных листьев черешок прикреплён внутри от края пластинки. Сидячиеи обвивающие листья черешка не имеют. Сидячие листья крепятся прямо к стеблю; у обвивающих листьев листовая пластинка полностью либо частично обволакивает стебель, так что создаётся впечатление, что побег растёт прямо из листа (пример — Клайтония пронзённолистная, Claytonia perfoliata). У некоторых видов акации, например у вида Acacia koa, черешки увеличены и расширены и выполняют функцию листовой пластинки — такие черешки называют филло́дии. На конце филлодия нормальный лист может существовать, а может и не существовать. У некоторых растений та часть черешка, которая находится около основания листовой пластинки, утолщена. Это утолщение называется коленце, или геникулум (лат. geniculum). Коленце свойственно, к примеру, для многих растений семейства Ароидные. Характеристики прилистника Прили́стник, присутствующий на листьях многих двудольных растений, является придатком на каждой стороне основания черешка и напоминает маленький листик. Прилистники могут опадать по мере роста листа, оставляя после себя рубец; а могут и не опадать, оставаясь вместе с листом (например, так происходит у розовых и бобовых). Прилистники могут быть: Свободные сросшиеся — слитые с основанием черешка * раструбовидные — в виде раструба (пример — ревень, Rheum) опоясывающие основание черешка межчерешковые, между черешками двух супротивных листьев межчерешковые, между черешком и противолежащим стеблем Жилкование Существует два подкласса жилкования: краевое (основные жилки доходят до концов листьев) и дуговидное (основные жилки проходят почти до краёв листа, но поворачивают, не доходя до него). Типы жилкования: Сетчатое — локальные жилки расходятся от основных подобно пёрышку и разветвляются на другие маленькие жилки, таким образом создавая сложную систему. Такой тип жилкования типичен для двудольных растений. В свою очередь сетчатое жилкование делится на: Перисто-нервное жилкование — лист имеет обычно одну основную жилку и множество более мелких, ответвляющихся от основной и идущих параллельно друг к другу. Пример — яблоня (Malus). Радиальное — лист имеет три основных жилки, исходящих от его основания. Пример — краснокоренник, или цеанотус (Ceanothus). Пальчатое — несколько основных жилок радиально расходятся недалеко от основания черешка. Пример — клён (Acer). Параллельное — жилки идут параллельно вдоль всего листа, от его основания до кончика. Типично для однодольных растений, таких как злаки(Poaceae). Дихотомическое — доминирующие жилки отсутствуют, жилки разделяются на две. Встречается у гинкго (Ginkgo) и некоторых папоротников. В своем развитии лист проходит внутрипочечную и внепочечную фазы. В течение первой фазы он растет за счет деления клеток и постепенно приобретает форму, характерную для взрослого листа, но остается сложенным или свернутым. Во вторую фазу лист развертывается и сильно разрастается за счет деления и растяжения клеток. Лист закладывается в меристеме конуса нарастания стебля как вырост меристемы. Довольно рано зачаточный лист (примордий) дифференцируется на верхнюю и нижнюю части, развитие которых дальше идет неодинаково. Из нижней части формируется основание листа, из верхней — пластинка и черешок. У двудольных первоначально сформировавшаяся часть листового примордия становится областью средней жилки листа. Она продолжает расти вставочно в длину и заметно утолщается (это ось листа). Собственно пластинка образуется по бокам этой оси за счет так называемого краевого (маргинального) роста. Примордии листьев однодольных закладываются как серповидные валики в меристеме. Они интенсивно растут в ширину и очень рано охватывают узел, полностью, по всей или почти по всей его окружности. В области главной жилки, которая обозначается первой, рост примордия в длину всегда более сильный, так что примордии приобретает вид воротничка с верхушкой, а затем колпачка. Рост примордия в ширину завершается обычно рано, а вставочный рост в длину продолжается долго. Сначала заканчивает вставочный рост пластинка, потом влагалище. Длительное сохранение меристематических зон у основания листьев злаков обеспечивает отрастание этих листьев после срезания. Листья образуются в акропетальном порядке из эмбриональной меристемы конуса нарастания побега в виде экзогенных, вначале недифференцированных бугорков, или валиков, называемых первичными или примордиальными1 листьями. В дальнейшем лист разделяется на основание и верхнюю часть. Основание или не развивается дальше, или из него формируются влагалище, а также прилистники и расширенное основание черешка. Из верхней части первичного листа развиваются пластинка листа и черешок, где он есть. Развитие пластинки у покрытосеменных растений идет обычно базипетально, т. е. вершина ее формируется раньше, и от нее рост и формирование постепенно распространяются к основанию пластинки. Самым последним развивается черешок благодаря интеркалярному росту между верхней и нижней частями первичного листа. Рано формирующиеся вершины листьев оказывают защиту внутренним, более молодым частям почки2. Сложные листья вначале закладываются так же, как простые, и лишь в дальнейшем развитии начинают расчленяться . При развитии мутовчатых листьев зачатки их чаще всего появляются одновременно; реже сначала появляется зачаток одного листа, и затем по обе стороны от него сразу начинают развиваться другие. Открытие псилофитов пролило свет на вопрос о происхождении листа. Листья возникли впервые у псилофитов и при этом двумя путями. Микрофиллы (мелкие листья) возникли как выросты (энации) стебля (как у Asteroxylon). Мелкие листья — выросты стебля, постепенно совершенствуясь, дали листья современного характера. Соответственно эта линия развития высших спорофитных растений получила название мелколистной (микрофильной). Сюда относятся плауны, хвощи,некоторые голосеменные, например хвойные. Крупные листья макрофиллы (мегафиллы), например, листья-вайи папоротников, имели иное происхождение. Присматриваясь к развертывающейся вайе, можно установить, что улиткообразное закручивание пластинки начинается с долек самого последнего порядка, а затем уже последовательно закручиваются дольки высшего порядка, крупные доли и, наконец, вся вайя в целом. Далее оказывается, что каждая доль-ка растет независимо от других своей верхушкой, как стебель. Поэтому, а также учитывая и особенности вхождения сосудистых пучков из стебля в черешок вайи, ботаники пришли к выводу, что лист-вайя папоротника — стеблевого происхождения, уплощенный стебель (ось). Вайя, метаморфизируясь и упрощаясь в пределах самих папоротников, выработала в процессе эволюционного развития листья, которые мы встречаем у высших растений. Макрофиллы (мегафиллы) возникли в результате срастания теломов типа ринии. Каждый из них имел свою стель. При срастании теломов сливались и их стели. Такие сросшиеся теломы уплощались (кладодифицировались) и превращались в листья-ветви. Такой путь образования макрофиллов можно проследить у одного из псилофитов псевдоспорохнуса(Pseudospornchnus), небольшого (до 3 м высотой) деревца, известного из среднего девона С. Америки. Папоротниковая линия развития, которую можно вести от псилофитов типа ринии, получила название крупнолистной, макрофильной(макрофиллия — крупнолистность). До открытия псилофитов оставался большой загадкой вопрос о происхождении высших растений вообще, т. е оставалась зияющая пропасть между слоевцовыми и побегоносными растениями. Вопрос о том, каковы были примитивные сухопутные растения, разрешался лишь в порядке гипотез. Открытие псилофитов позволило восстановить пути возникновения различных ветвей папоротникообразных и свести к единому источнику разнообразие в строении стелей хвощевидных, плауновидных и папоротниковидных. Открытие псилофитов пролило свет на вопрос о происхождении корня и листа, а также спорангия. 42) Морфология листьев Лист - одна из важнейших частей растения. Обычно он состоит из листовой пластинки и черешка. Листья с черешками называют черешковыми, а не имеющие их и присоединяющиеся непосредственно к стеблю или веточке - сидячими. Сидячие листья, имеющие при основании выемку и заходящие за стебель края, называют стеблеобъемлющими, а их нижнюю часть, охватывающую стебель - влагалищем. У многих растений есть прилистники, представляющие собой особые выросты из основания листа. Они обычно парные и имеют вид мелких листочков, пленок, чешуек. Листья разных растений отличаются также жилкованием Если черешок несет одну листовую пластинку, то лист называют простым, если много, то сложным. Среди последних различают: тройчатосложные, состоящие из трех листочков; пальчато-сложные (черешки листьев прикрепляются к главному черешку в одной точке и расходятся радиально); перисто-сложные - на главном черешке с обеих сторон расположены боковые листочки. Непарноперистосложные листья заканчиваются наверху одним непарным листочком; у парноперистых лист заканчивается наверху парными листочками, и отсутствует конечный листок. В зависимости от формы пластинок листья подразделяются на округлые - с приблизительно одинаковыми размерами по всем направлениям; линейные - с параллельными краями и длиной, значительно превышающей ширину; ланцетовидные - суживающиеся от основания к верхушке и с длиной, значительно превышающей ширину; стреловидные - в виде треугольной пластинки с острыми у основания и заостренными лопастями при основании; сердцевидные - с выемкой у основания и заостренные кверху; почковидные - ширина которых превышает длину. Листья, не имеющие по краям выемок или имеющие их, но неглубокие, называюся цельными, с округлыми зубцами - городчатые, с острыми и наклоненными в одну сторону - пильчатыми, с тонкими щетиновидными - реснитчато-зубчатыми, с тонкозаостренными колючими - шиповато-зубчатыми 43) Анатомическое строение листьев Внутреннее строение листа. Даже при помощи простой лупы в пластинке листа можно различить четыре типа тканей: покровную (кожицу), основную, проводящую, механическую. Анатомическая структура листа формируется одновременно с формированием стебля. Поэтому покровы листа являются продолжением покровов молодого стебля, а проводящая система листа входит в проводящую систему стебля. Являясь составными частями побега, лист и стебель вместе с почками представляют собой единое целое. Снаружи лист покрыт эпидермой, или кожицей. Эта покровная ткань состоит из одного ряда живых плотно сомкнутых клеток без межклетников. Наружные стенки клеток утолщены и покрыты кутикулой. Эпидерма хорошо защищает внутренние ткани листа от высыхания, механических повреждений, проникновения микроорганизмов. Защитная функция эпидермы усиливается наличием у многих листьев воскового налета и разнообразных выростов (волосков, шипиков). Большинство клеток эпидермиса не содержат хлорофилла, исключение составляют лишь клетки, образующие устьица. У растений, листья которых растут более или менее горизонтально (большинство деревьев и кустарников нашей страны), устьица находятся в основном на нижней стороне листа. Это является одним из приспособлений к более экономному испарению влаги. У вертикально ориентированных листьев устьица располагаются на обеих сторонах (например, у злаков). У водных растений, чьи листья плавают на поверхности воды, устьица находятся в верхней кожице. Число устьиц на единицу поверхности листа у разных растений сильно варьирует: от 40 до 300 штук на 1 мм2. Основные функции устьиц– газообмен и транспирация. Основная ткань (мезофилл). Между двумя слоями эпидермы находится мезофилл (от греч. mesos – средний и phyllon – лист) – основная ассимилирующая ткань (паренхима), образующая мякоть листа. У многих листьев мезофилл дифференцирован на палисадную (столбчатую) и губчатую (рыхлую) ткань. К верхней эпидерме примыкает столбчатый мезофилл. Он состоит из одного-двух рядов узких длинных клеток, расположенных перпендикулярно к кожице и богатых хлорофиллом. Основная функция палисадного мезофилла – фотосинтез. Губчатая ткань, прилегающая к нижней стороне листа, состоит из 2 – 7 слоев рыхло расположенных клеток неправильной формы. Хорошо развитая система межклетников через устьица сообщается с атмосферным воздухом. По межклетникам к фотосинтезирующим клеткам доставляется углекислый газ, и выводятся продукты обмена. Клетки губчатого мезофилла содержат значительно меньше хлоропластов, поэтому нижняя сторона листа, как правило, светлее верхней. Основные функции губчатого мезофилла – транспирация и газообмен, в меньшей степени – фотосинтез. У растений, живущих в воде, в мезофилле образуются крупные воздухоносные пространства, что превращает эту ткань в аэренхиму. Сосудисто-волокнистый (проводящий) пучок. Среди фотосинтезирующих клеток листа располагается сеть разветвленных проводящих пучков. Как правило, проводящие пучки листа не имеют камбия, т. е. являются закрытыми. Ксилема в пучке расположена ближе к верхней стороне листа, а флоэма – к нижней. Крупные проводящие пучки хорошо оснащены механической тканью – склеренхимой, а мелкие – окружены паренхимными клетками, так называемой обкладкой. Проводящие пучки, окруженные сопутствующими клетками, называют жилками. Механическая ткань в листьях может не только сопровождать проводящие структуры, но и располагаться отдельными самостоятельными прослойками. У некоторых растений (чай, олива) в листе встречаются отдельные механические клетки-склереиды. Строение и работа устьичного аппарата. Устьица растений, как уже было неоднократно сказано, выполняют две основные функции: осуществляют газообмен между внутренними тканями растений и внешней средой; обеспечивают транспирацию (испарение). Устьице состоит из двух специализированных замыкающих клеток и щелевидного отверстия между ними – устьичной щели (рис. 46). К замыкающим клеткам примыкают так называемые побочные (околоустьичные) клетки. Под устьицем в мякоти листа расположена воздушная полость. В процессе эволюции у растений выработалось приспособление, регулирующее интенсивность испарения: устьица способны автоматически закрываться или открываться по мере необходимости. Изменение размера устьичной щели обусловлено тургорными явлениями. Замыкающие клетки устьица существенно отличаются от остальных клеток эпидермы. Они имеют очертания семян фасоли или боба, и их стенки неравномерно утолщены: те, что обращены друг к другу, значительно толще остальных и практически не растяжимы. В замыкающих клетках находится большое число хлоропластов, и активно идет фотосинтез. В процессе фотосинтеза в них образуются и накапливаются углеводы, что приводит к повышению осмотического потенциала. Вода из соседних клеток эпидермы устремляется в замыкающие клетки: их объем увеличивается, в них резко возрастает тургорное давление. При увеличении объема наружные тонкие стенки замыкающих клеток растягиваются, а утолщенные внутренние стенки становятся вогнутыми и раздвигаются. Устьица открываются. В ночное время в результате прекращения фотосинтеза концентрация веществ в клеточном соке этих клеток уменьшается, тургор падает и устьица закрываются. Устьичная щель закрывается также и при недостатке влаги, так как замыкающие клетки не способны в таких условиях поддерживать высокое тургорное давление. Газообмен у растений. Газообмен регулируется работой устьиц и обеспечивает два основных процесса: дыхание и фотосинтез. В процессе фотосинтеза за счет энергии света при участии углекислого газа и воды образуются углеводы, при этом выделяется кислород. Углекислый газ поступает в фотосинтезирующие клетки из межклетников, куда попадает из атмосферного воздуха через устьица или из окружающих клеток в процессе их дыхания. Образующийся кислород выделяется в межклетники, откуда через устьица выводится в атмосферу или поглощается клетками для дыхания. Во время дыхания происходят обратные процессы: органические вещества расщепляются, при этом освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности, кислород поглощается, и образуются углекислый газ и вода. Если рассматривать эти два процесса в совокупности, то оказывается, что растения поглощают при фотосинтезе углекислого газа больше, чем выделяют при дыхании, а кислорода в процессе фотосинтеза выделяют больше, чем тратят при дыхании. Транспирация. Транспирация – это испарение воды растением, которое наиболее интенсивно происходит через устьица. Транспирация предохраняет растение от перегрева и ожога солнечными лучами, а также обеспечивает передвижение воды с растворенными в ней минеральными веществами. На интенсивность испарения влияют многие факторы. Величина испаряющей поверхности. Уменьшение размера листовой пластинки снижает транспирацию (колючки кактуса, узкие волосовидные листья типичных степных злаков). Подвижность воздуха. Ветер, сдувающий с поверхности листьев слой влажного воздуха, усиливает транспирацию. Влажность воздуха. Чем больше насыщен воздух водяными парами, тем ниже уровень транспирации. Атмосферное давление. Снижение атмосферного давления усиливает транспирацию. Степень освещенности, температура. Даже в самые жаркие дни благодаря активному испарению поверхность листьев на ощупь прохладная. Из факторов, усиливающих транспирацию, солнечный свет занимает первое место. Строение и возраст листа. Многие растения имеют приспособления для снижения транспирации: волоски или толстый восковой налет, покрывающий листовую пластинку, испарение листом эфирных масел, погружение устьиц в листовую пластинку. Рыхлое расположение клеток губчатого мезофилла увеличивает внутрилистовую испаряющую поверхность и усиливает устьичную транспирацию. Однако слабое испарение с поверхности листа может осуществляться и через слой кутикулы; происходит так называемая кутикулярная транспирация. Чем моложе лист и чем тоньше слой кутикулы, тем большее значение для растения имеет этот вид транспирации. 44) Листопад Листопа́д — биологический процесс сбрасывания листвы растениями. В условиях умеренного климата зимой многим растениям не хватает воды. Вода в замёрзшем грунте находится в состоянии льда и не может проникать в клетки корней. В то же время испарение с поверхности листьев не прекращается (хотя оно, естественно, снижается, так как зависит от температуры воздуха). Если бы деревья и кустарники, а также и некоторые травянистые растения не сбрасывали листву, они бы засыхали. В субтропической зоне наблюдается похожее явление. Причиной является ежегодная засуха. В районах с холодным климатом листопад отсутствует, так как в таких условиях листопадные деревья не могут существовать, а могут существовать (до определённого предела) только хвойные деревья. Сброс хвои же идёт медленно и постепенно (за исключением лиственниц). Хвойные растения, например, ель и сосна, намного лучше переносят сухие периоды, поэтому они в умеренных зонах вечнозелёные. Количество воды, которое испаряется лиственными породами, в 6—10 раз превышает количество воды, испаряемой хвойными. Это, с одной стороны, связано с меньшей поверхностью испарения, с другой, — с различиями в строении. Берёза в пересчёте на 100 г листьев за лето испаряет около 80 литров воды, для сосны эта цифра составляет около 9 литров. Лиственница занимает промежуточное место между лиственными и хвойными породами. Второй причиной сбрасывания листьев является защита от механических повреждений в зимний период от массы прилипшего снега. Кроме этого, листопад очищает организм растений от вредных веществ. Учёные установили, что листья осенью содержат намного больше минеральных веществ, чем весной и летом. Это объясняет то обстоятельство, что в тропической зоне с однородным в течение всего года климатом листопад всё же существует. Там он происходит не в короткие сроки, а распределяется на весь год, и поэтому менее заметен. Сроки сезонного листопада в разных широтах разные. На широте средней полосы России процесс активного сбрасывания листьев растениями начинается во второй половине сентября и завершается в основном к середине октября. 45) Типы растений по продолжительности жизни листьев Различают виды растений листопадные и вечнозеленые. Первые характеризуются тем, что ежегодно в течение некоторого периода находятся в безлистном состоянии, и этот период обычно совпадает с неблагоприятно складывающимися условиями внешней среды. Например, большинство наших деревьев и кустарников не имеют листьев в зимнее время. Вечнозеленые растения характеризуются наличием зеленых листьев в течение круглого года. Но это не значит, что лист у них сохраняется и функционирует вечно, в течение всей жизни особи. У вечнозеленых растений тоже имеется листопад, но с растения опадают более старые листья и всегда сохраняются листья, образовавшиеся в более поздние сроки. Для влажных тропических лесов характерны вечнозеленые растения, хотя и среди них есть растения с листьями, сохраняющимися меньше года. Но за этот отрезок времени успевают неоднократно раскрыться почки и дать начало новым олиственным побегам. В тропических лесах обычны и растения с листьями, живущими в течение нескольких лет. Есть растения, которые, хотя и короткий отрезок времени в году, могут быть в безлистном состоянии. 46) Корень. Общая характеристика. Классификация корней. Происхождение корня Понятие об органах растений. Органом называют часть тела организма, имеющую определенное строение и выполняющую определенные функции. Тело высших растений дифференцировано на вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативные органы образуют тело высшего растения и длительное время поддерживают его жизнь. За счет тесного структурного и функционального взаимодействия вегетативных органов — корня, стебля и листа — осуществляются все проявления жизни растения как целостного организма: поглощение воды и минеральных веществ из почвы, фототрофное питание, дыхание, рост и развитие, вегетативное размножение. Виды корней и типы корневых систем. Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени, называется главным. От него отходят боковые корни, способные к ветвлению. Корни могут формироваться также на надземных частях растений — стеблях или листьях; такие корни называются придаточными. Совокупность всех корней растения составляет корневую систему. Различают два основных типа корневых систем: стержневую, имеющую хорошо развитый главный корень, который длиннее и толще других, и мочковатую, в которой главный корень отсутствует или не выделяется среди многочисленных придаточных корней. Стержневая корневая система характерна главным образом для двудольных растений, мочковатая — для большинства однодольных. Корень растет в длину благодаря делению клеток верхушечной (апикальной) меристемы. Кончик корня покрыт в виде наперстка корневым чехликом, который защищает нежные (слетки апикальной меристемы от механических повреждений и способствует продвижению корня в почве. Корневой чехлик, состоящий из живых тонкостенных клеток, непрерывно обновляется: но мере того как с его поверхности слущиваются старые клетки, меристема образует новые молодые клетки. Клетки чехлика продуцируют обильную слизь, которая обволакивает корень, облегчая его скольжение между частицами почвы. Кроме того, слизь создает благоприятные условия для поселения полезных бактерий. Она может также влиять на доступность почвенных ионов и обеспечивать кратковременную защиту корня от высыхания, Продолжительность жизни клеток корневого чехлика А—9 дней в зависимости от длины чехлика и вида растения. 47) Типы корневых систем. Главное назначение корней растений — это поглощение из почвы воды с растворенными в ней минеральными веществами. Другими словами, корень выполняет функцию почвенного питания. Кроме того, корень выполняет еще одну немаловажную роль. Он закрепляет растение в почве. У растений отрастает не один единственный корень, а множество корней. Главный корень может ветвиться или новые корни могут отрастать от побега. В результате формируется корневая система растения. Корневая система состоит из главного, боковых и придаточных корней. Главный корень вырастает из зародышевого корня, придаточные корни отрастают от стебля, иногда от листьев. Боковые корни отрастают от главного, придаточных и других боковых корней. Корневые системы разных растений бывают разными в зависимости от того, какие виды корней развиты. Если развит главный корень, он занимает центральное осевое положение, то такая корневая система называется стержневой (горох, одуванчик, подсолнечник, береза, дуб). Если в корневой системе трудно выделить главный корень, если в ней много придаточных и боковых корней, в результате чего она похожа на пучок, то такую корневую систему называют мочковатой (подорожник, пшеница, лук). У двудольных растений чаще всего встречается стержневая корневая система, у однодольных - всегда мочковатая. 48) Зоны корня |