Растительная клетка, ее строение
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
железобактерии, серобактерии) извлекают энергию для биосинтеза из реакций окисления. Лишайники Это симбиотическая ассоциация гриба и водоросли. Гриб в этом случае либо сумчатый, либо базидиальный, а водоросль либо зеленая, либо сине-зеленая. Поселяются лишайники обычно на голых скалах или стволах деревьев. Водоросль снабжает гриб органическими Продуктами фотосинтеза, а гриб обеспечивает водой и минеральными солями. Лишайники растут очень медленно и чувствительно к загрязнению окружающей среды, поэтому они являются идеальным индикатором загрязнения атмосферы, особенно сернистым газом. Слоевище лишайников имеет разные формы, размеры и окраску. Лишайники бывают белые, серые, желтые, оранжевые, зеленые, черные; это определяется характером пигмента в оболочке гиф. Пигментация способствует защите от чрезмерного освещения или, наоборот, помогает поглощать больше света (черный пигмент лишайников Антарктиды). По форме слоевища лишайники бывают накипные, листовые и кустистые. Слоевище накипных лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом (иногда в виде порошка). Листовые лишайники имеют вид пластинки, горизонтально расположенной на субстрате, прикрепляясь к нему выростами гиф. Они могут быть цельными и рассеченными. Слоевище кустовых лишайников имеет вид кустика или стоячих неразветвленных столбиков. По анатомическому строению лишайники делятся на гомеомерные (водоросль разбросана по всему телу лишайника) и гетеромерные (водоросли образуют в слоевище обособленный слой). Сверху слоевище покрыто слоем клеток, защищающих слоевище и укрепляющих его. Органами прикрепления лишайников являются ризоиды и ризины (соединенные в тяжи ризоиды). Размножение лишайников происходит спорами или вегетативно: фрагментами слоевища (изидиями и соредиями). Половое размножение обеспечивают специальные участки слоевища, формирующие споры. Спора прорастает в гифу, и при встрече с подходящей водорослью формируется новый лишайник. Мхи Это наиболее примитивные из групп наземных растений. Они мало приспособлены к жизни на суше, поэтому привязаны к влажным, затененным местам. У мхов нет настоящей сосудистой ткани (ксилемы и флоэмы), нет настоящих корней (вместо них нитчатые выросты стебля - ризоиды). Вода и минеральные соли поглощаются всей поверхностью тела, в том числе и ризоидами. Жизненный цикл мхов включает гаплоидный гаметофит и диплоидный спорофит. Доминирующим поколением является гаплоидный гаметофит, который принимает на себя функции фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Для обеспечения полового процесса необходима капельножидкая среда. Половое и бесполое поколение мхов не разделены, а представляет одно растение. Гаметофит развивается из гаплоидной споры. У разных видов мхов гаметофит может быть однополым (двудомным) и разнополым (однодомным). Органы полового размножения (гаметангии) образуют подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Оплодотворение яйцеклетки происходит внутри женского полового органа. Из зиготы медленно развивается диплоидный спорофит, который представляет собой коробочку (спорангий), находящуюся на гаметофите и получающую от него питание. В коробочке путем мейоза образуются гаплоидные споры. Наиболее известными представителями мхов являются кукушкин лен и сфагнум. Стебли сфагнума имеют светло-зеленый цвет и несут на себе мутовки ветвей, листья которых не имеют жилкования. У взрослых растений сфагнума нет ризоидов, и на болотах они образуют плотные подушки из прямостоячих ветвей. Листья (филлоиды) наряду с хлорофиллосодержащими клетками имеют мертвые клетки с утолщенными стенками, впитывающие воду. Сфагновые мхи - торфообразователи. Торф образуется в результате накопления и уплотнения отмерших нижних частей гаметофита. Их разложение не происходит из-за низкой кислотности и недостатка кислорода. Торф широко используется как топливо, удобрение и сырье в промышленности. Сфагнум обладает бактерицидными свойствами, и его используют в медицине. Папоротники Это сосудистые растения: спорофит преобладает над гаметофитом. Встречаются чаще во влажных тенистых местах. Листья (вайи) спорофита достигают высоты до 1 м и растут от толстого горизонтального стебля или корневища. На корневище находятся придаточные корни. От основного стебля могут отламываться отдельные ветви и давать начало новым растениям. Это одна из форм вегетативного размножения. Молодые листья плотно закручены в Завитки. Пластинка листа пронизана системой проводящих пучков, называемых жилками. Листья папоротников имеют устьичный аппарат. Рост листьев верхушечный. Размножаются папоротники с чередованием поколений. Бесполая стадия размножения начинается с формирования спорангиев на нижней стороне листа. Споры образуются в конце лета. Скопления спорангиев образуют сорусы. Внутри каждого спорангия происходит мейотическое деление диплоидных материнских клеток спор и образуются гаплоидные споры. Все споры в спорангии совершенно одинаковы. После созревания индузий отпадает и споры высыпаются, наружу. Споры прорастают и дают начало новому гаметофиту - заростку сердцевидной пластинке диаметром около 1 см, способной к фотосинтезу. Заросток прикрепляется к почве одноклеточными ризоидами. У заростка нет кутикулы, он может жить только во влажном месте. На его нижней стороне образуются простые архегонии и антеридии. Это репродуктивные органы, образующие гаметы путем митоза из материнских клеток. В антеридиях образуются множество сперматозоидов, а в архегониях по одной яйцеклетке. При наличии воды созревшие сперматозоиды подплывают к архегониям, реагируя на яблочную кислоту, выделяемую шейкой архегония. Оплодотворение обычно перекрестное. Из диплоидной зиготы на заростке развивается спорофит. У молодого зародыша образуется ножка, через которую он поглощает питательные вещества гаметофита, пока эту функцию не возьмут на себя собственные корни и листья спорофита. Хвощи и плауны Хвощи встречаются на всем земном шаре, кроме Австралии и Новой Зеландии, и насчитывают около 30 видов. Обитают преимущественно во влажных местах. Спорофиты имеют горизонтальные подземные стебли (корневища), от узлов надземных побегов отходят мутовки мелких заостренных листьев, похожих на чешуйки. Различают побеги двух видов: вегетативные и спороносные, несущие споровые шишки (стробилы). Хвощи в природе встречаются в виде клонов - групп растений, возникающих путем вегетативного размножения от одной особи и занимающих участок площадью несколько десятков или сотен квадратных метров. При прорастании споры хвоща образуется однослойная пластинка - гаметофит. Гаметофиты могут быть мужские, женские и обоеполые. На них развиваются антеридии и архегонии. Антеридии имеют вид полостей, в которых формируются: сперматозоиды, имеющие множество жгутиков. В архегониях находится яйцеклетка. Оплодотворение проходит в водной среде, при этом архегонии выделяют слизь, привлекающую сперматозоидов. При слиянии половых клеток образуется диплоидная зигота, прорастающая в спорофит. Плауны - по приспособленности к жизни на суше плауны занимают промежуточное положение между папоротниками и семенными растениями. Для них характерен стелющийся стебель, от стебля отходят короткие прямостоячие ветви. Листья расположены спирально. Подземные части побега имеют вид корневищ с придаточными корнями. Рост стебля верхушечный: проводящая система примитивна. Стебли наряду с листьями несут на себе спорофиллы со спорангиями. Споры прорастают в гаметофит через 3-8 лет в глубоком слое гумуса. Его рост и развитие возможны при условии внедрения в него гифов гриба, обеспечивающих ему гетеротрофное питание. Гаметофиты обычно однополые и несут антеридии и архегонии. Сперматозоиды простые и очень мелкие с двумя жгутиками: зигота сразу прорастает в зародыш - спорофит, который в начале развития питается гетеротрофно. В каменноугольный период папоротники, хвощи и плауны принимали участие в образовании каменного угля. Некоторые из них в наше время используются в медицине. Отдел Голосеменные Семенные растения обладают тремя очень важными преимуществами: разноспоровостью, способностью к образованию семян, способностью продуцировать неподвижные мужские гаметы, вегетативное тело семенных растений образует споры двух типов: микроспоры (мужские) и мегаспора (женские). Первые дают начала мужскому гаметофиту, а вторые - женскому. Женские мегаспоры формируются в мегаспорангии. Из мегаспор вырастают женские гаметофиты - архегонии, продуцирующие яйцеклетки. Этот процесс проходит внутри семязачатка, так же как оплодотворение и развитие зародыша с образованием семени. Преимущества семенного размножения: * женский гаметофит защищен семязачатком и менее чувствителен к обезвоживанию, чем свободно живущий гаметофит; * семя содержит запас питательных веществ, используемый следующим спорофитным поколением после прорастания семени; * семена способны противостоять неблагоприятным условиям и могут оставаться в состоянии покоя и прорастать в благоприятных условиях; * у семян развиваются различные приспособления для распространения. Голосеменные — процветающая группа растений, распространенная по всему земному шару. Жизненные формы представлены деревьями и кустарниками, как правило, вечнозелеными с иголками вместо листьев. Голосеменные включают в себя 5 классов: 1. саговниковые, 2. гинкговые, 3. хвойные, 4. беннеттитовые, 5. гнетовые и семенные папоротники (вымерли). Листья — иголки у хвойных покрыты толстой кутикулой, а устьица глубоко погружены в ткань листа. Эти приспособления сберегают воду внутри растения во время голодных сезонов. Мужские шишки, или микростробилы, одиночные, состоят из многочисленных микроспорофиллов, расположенных спирально на общем стержне На каждом микроспорофилле развиваются два микроспорангия, вмещающих пыльцу. Пыльцевые зерна снабжены воздушными мешкам, служащими для распространения по воздуху. Женские шишки - мегастробцаы, сот стоят из центральной оси, на которой спирально расположены кроющие чешуи, а в их пазухах лежат семенные чешуи. У оснований семенных чешуи сидят парные семяпочки. Жизненный цикл проходит с преобладанием спорофита - диплоидной стадии. Созревание семян происходит на второй год после опыления. Следующей зимой шишки раскрываются, и семена разносятся ветром на большие расстояния. Отдел Покрытосеменные, или цветковые растения Отличительной особенностью этого отдела является наличие плода, развивающегося из завязи цветка. Покрытосеменные представлены: деревьями, травами и промежуточными формами - кустарниками и кустарничками. Выделяют два класса цветковых растений: однодольные и двудольные. Широкое распространение и разнообразие строения цветковых растений обусловлено приобретением ими в процессе эволюции ряда прогрессивных черт: наличие цветка - органа, совмещающего функции полового и бесполого размножения; образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий среды; двойное оплодотворение, в результате которого образуется триплоидный (а не гаплоидные, как у голосеменных) эндосперм; редукция гаметофита: мужской гаметофит - пыльцевое зерно состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной (генеративная делится, образуя два спермия). Женский гаметофит состоит из 8 клеток зародышевого мешка. Признаки двудольных растений: 1. Зародыш имеет 2 семядоли, прорастающие надземно, с 3 проводящими пучками. 2. Лист на черешке с сетчатым или ветвящимся жилкованием. 3. Проводящая система состоит из одного кольца проводящих лучков, с камбием; во флоэме присутствует паренхима; кора и сердцевина дифференцированы. 4. Корневая система стержневая, зародышевый корешок развивается в славный корень. 5. Жизненные формы древесные и травянистые. 6. Цветок имеет число элементов, кратное 5 или 4. Признаки однодольных растений: 1. Зародыш с одной семядолей, прорастающей подземно, имеет два главных проводящих лучка. 2. Лист без черешка, с параллельным или дуговым жилкованием, с влагалищным основанием. 3. Проводящая система состоит из многих отдельных пучков; камбий отсутствует; паренхима во флоэме отсутствует; кора и. сердцевина не имеют четкой дифференциации. 4. Корневая система мочковатая, зародышевый корешок рано отмирает, заменяясь системой придаточных корней. 5. Жизненные формы травянистые, некоторые древесные формы вторичны. 6. Цветки имеют число элементов, кратное 3, реже 4, но никогда 5. Цветковые растения. Класс однодольные Семейство Лилейные Насчитывает около 4 тыс. видов. Жизненные формы: многолетние травы с корневищами, луковицами, клубнелуковицами, реже древовидные растения (алоэ, юкка, драцены). Листья очередные, с параллельным или дуговым жилкованием. Цветки правильные, обоеполые, с простым околоцветником, который состоит из 6 сросшихся или свободных листочков (3 наружных и 3 внутренних), тычинок - 6, завязь - верхняя. Плод - коробочка (у тюльпана) или ягода (ландыш). Цветы бывают одиночные (тюльпан) или собраны в шаровидные соцветия (лук) и кисть (лилия). Семейство Злаки Насчитывают около 10 тыс. видов. Жизненные формы - травы. Стебель простой иногда ветвистый, представлен соломиной, полой внутри, несколько вздутой в узлах. На стебле находятся очередные, двухрядно расположенные, линейные листья, с длинными влагалищами и пленчатыми выростами — язычками. Жилкование листьев параллельное. У злаков сильно развито подземное ветвление. Различают: корневищные злаки - в узлах кущения побеги развиваются горизонтально под землей, образуя корневища; (пырей ползучий, костер безостый); рыхлокустовые - боковые побеги отходят под острым углом к главному вертикальному побегу (тимофеевка, лисохвост); плотнокустовые злаки - боковые побеги почти параллельно материнскому побегу, образуя плотный куст (щучка, белоус). Цветки злаков собраны в простые соцветия - колоски, которые образуют сложные соцветия - сложный колос (пшеница), султан (тимофеевка), метелку (просо), початок (кукуруза). У основания каждого колоска большинства растений прикреплены 2 колосковидные чешуи, прикрывающие колосок. В колоске 2-5 цветков. Околоцветник из 2 цветочных чешуй, 2 пленок. В двуполом цветке содержатся 3 тычинки и пестик с двумя перистыми рыльцами. Плод у злаков - зерновка. Многие злаковые имеют исключительно важное значение для человека: пшеница, рожь, рис, ячмень, кукуруза и др. - сельскохозяйственные растения. В технических целях используется бамбук. Среди них много сорняков: пырей ползучий, мятлик и др. Цветковые растения. Класс двудольные Семейство Крестоцветные. Это многолетние и однолетние растения: капуста, редька, редис, сурепка, пастушья сумка и др. Листья крестоцветных расположены поочередно, нижние образуют прикорневую розетку. Соцветия верхушечные, кистевидные или щитковидные. Цветки мелкие, невзрачные, чашелистиков - 4, лепестков - 4 (они расположены крест-накрест, от сюда название семейства), тычинок - 6, из них 2 - боковые короткие. Плоды - стручки или стручочки. Семейство Розоцветные. К этому семейству относятся многолетние травы, кустарники и деревья: спиреи, розы, слива, яблоня. Цветы собраны в щитковые, кистевые, метельчатые и головчатые соцветия. Встречаются одиночные цветки. Чашелистиков 5, лепестков обычно 5, тычинок от 1-4 до множества. Плодолистиков от 1 до множества, семязачатков 1-2. Плоды сухие или сочные и очень разнообразны: ягода, яблоко, костянка, орешек, многоорешек, сложная костянка и др. Разнообразны и приспособления к распространению плодов. Листья бывают простые и сложные, располагаются поочередно и имеют прилистники. Самое крупное подсемейство - розовые (шиповник и розы). Семейство Бобовые (мотыльковые). Семейство насчитывает около 12 тыс. видов. Жизненные формы: травы, лианы, кустарники и кустарнички, деревья. Листья очередные с прилистниками, перисто- или пальчатосложные, реже простые. Цветки обоеполые одиночные цветки или собраны в соцветия - головки, кисти. Чашелистики зубчатые, венчик пятилепестной «мотыльковый»: верхний лепесток - парус, боковые - весла, два нижних срослись в лодочку; 10 тычинок, из которых 9 срослись тычиночными нитями, а верхняя - остается свободной. Пестик один. Плод - боб. На корнях многих бобовых поселяются клубеньковые бактерии, которые участвуют в минеральном питании, обеспечивая растения связанным азотом. Бобовые имеют большое хозяйственное значение для человека. Семена их содержат много белка, протеина, крахмала, жиров и используются в пищевых и кормовых целях (клевер, люцерна, соя). Семейство Пасленовые. Насчитывает около 1700 видов. Это преимущественно дикорастущие травы, встречаются кустарники, реже небольшие деревья с очередными и простыми листьями. Цветки собраны в боковые кистевые соцветия, встречаются одиночные цветки. В цветке 5 сросшихся лепестков, 5 сросшихся чашелистиков, 5 сросшихся с лепестками тычинок. Пестик имеет много семяпочек в завязи и образован двумя плодолистиками. Плоды многосеменные: ягода (томат, картофель, паслен), коробочка (белена, дурман, петуния). Среди пасленовых много культурных растений - картофель, перец, томаты и др., которые используются человеком в пищу. Семейство Сложноцветные. Насчитывает до 20 тыс. видов. Жизненные формы -травы, кустарники, деревья. Цветки собраны в соцветия - корзинки, основу которых составляет расширенное ложе соцветия, с многочисленными тесно прижатыми друг к другу цветками. Снаружи корзинка часто покрыта видоизмененными прицветниками - щетинками или пленками. Цветки мелкие, чашечка имеет вид хохолка. Венчик сростнолепестной, трубчатый или язычковый. Тычинок 5, столбик пестика заканчивается двухлопастным рыльцем. Плоды: семянки (подсолнечник, астры), семянки с летучим хохолком (одуванчик, осот). Семейство Мальвовые. Жизненные формы: кустарники и деревья. Листья очередные, пальчатые, реже цельные. Цветки пятичленные, располагаются поодиночке или кучками в пазухах листьев, иногда образуют соцветия. Чашечки из 5 листьев, пятилепестной венчик срастается у основания тычиночной трубки с тычинками. Плод - коробочка. Семена могут распространяться ветром или |