Файл: Занятие Вегетативные и генеративные органы, их функции.pdf

1
ЗАНЯТИЕ № 3.
Вегетативные и генеративные органы, их функции.
Органом называют часть тела, имеющую определенное строение и выполняющую определенные функции.
У растений различают вегетативные и генеративные органы.
Вегетативные органы
–
это органы, обеспечивающие основные процессы жизнедеятельности
(питание, дыхание, защиту и вегетативное размножение) Это - корни, стебли, листья, почки.
Генеративные органы
–
это органы, обеспечивающие половое размножение
(цветки, плоды, семена).
Вегетативные органы растений:
1. Корень
– осевой орган.
Главные функции:
обеспечение корневого питания растения и закрепление растения в почве.
Главный корень
развивается из корешка семени
Придаточные корни
– развиваются от побега (стебля, листьев),
Боковые корни
– от главного и придаточных.
Все корни одного растения образуют
корневую систему.
Различают
стержневую
(с хорошо заметным главным корнем) и
мочковатую
(без главного корня или он не заметен) корневые системы.
Видоизмененные корни
(имеют необычное строение и функции) выполняют запасающую функцию, служат для вегетативного размножения и др.

Корнеплоды
- образуются при накоплении питательных веществ в главном корне (морковь, репа, редис);

Корневые клубеньки
образуются на корнях бобовых растений клубеньковыми бактериями
 Корнеклубни- образуются при накоплении питательных веществ в придаточных конях (георгин)
 Корни-присоски (у паразитов)
 Воздушные корни (дополнительное дыхание)
 Корни-подпорки (баньян)
Внутреннее строение корня
Зоны молодого корня. Зоны молодого корня – это разные части корня по длине, выполняющие неодинаковые функции и характеризующиеся определенными особенностями строения. У молодого корня обычно различают 4 зоны:

Зона деления
- верхушка корня, длиной 1-2 мм. Здесь находится образовательная ткань, которая обеспечивает рост корня в длину. Эта зона защищена корневым чехликом из живых клеток, образующихся за счет образовательной ткани.

Зона роста, или растяжения
– зона внесколько миллиметров следующая за зоной деления.. В этой зоне клеточные деления практически отсутствуют, клетки максимально растягиваются за счет образования вакуолей.

Зона всасывания
- зона в несколько сантиметров, где расположены корневые волоски. Корневой волосок представляет собой боковой вырост клетки наружного слоя. Длина корневых волосков до 8 мм. В среднем на 1 мм
2
поверхности корня образуется от 100 до 300 корневых волосков. Это увеличивает суммарную площадь всасывания воды и солей.
Поглощению воды способствует и выделение корневыми волосками кислот, растворяющих минеральные соли. Корневые волоски недолговечны, отмирают через
10-20 дней. На смену отмерших (в верхней части зоны) приходят новые (в нижней части зоны). За счет этого зона всасывания всегда находится на одинаковом расстоянии от кончика корня, и все время перемещается на новые участки почвы.

Зона проведения
находится выше зоны всасывания. В этой зоне вода и минеральные соли, извлеченные из почвы, по проводящим тканям передвигаются от корней вверх к стеблю и листьям. Здесь же за счет образования боковых корней происходит ветвление корня.
2. Стебель
– это осевая часть побега, несущая на себе листья, почки, цветы и плоды.
Основные функции стебля – опорная, проводящая, запасающая.
Дополнительные функции: орган вегетативного размножения, орган фотосинтеза.
Выделяют два основных типа стебля: травянистый и деревянистый. Травянистый
– обычно существующий один вегетационный период, как правило, не утолщающийся (или слабо утолщающийся) и неодревесневающий (или слабо одревесневающий). Травянистые стебли наиболее приспособлены к разным условиям обитания. Деревянистые стебли – обычно многолетние, утолщаются неопределенно долго, состоят из нескольких слоев:
Кора (кожица, пробка и луб )---слой камбия-----древесина ----сердцевина
Кожица, пробка
выполняют защитную функцию
Чечевички
– бугорки с отверстиями, расположенные в коре обеспечивают дыхание стебля
Ситовидные трубки
луба
перемещают органические вещества.
Камбий
образован образовательной тканью и обеспечивает рост стебля в толщину
В результате деления клеток камбия в древесине образуются
годичные кольца
– прирост древесины за один вегетационный период.
Сосуды
древесины проводят воду и растворенные соли.
Сердцевина
выполняет запасающую функцию (из основной запасающей ткани).
Лубяные и древесные волокна
из механической ткани
3. Лист
– вегетативный, уплощенный, боковой орган побега.
Главные функции листа:
фотосинтез, газообмен, транспирация.
Дополнительные функции – запасающая, защитная, вегетативное размножение.
Лист большинства растений состоит из листовой пластинки, черешка, у многих листьев есть прилистники.
Листовая
пластинка
–плоская часть листа, выполняющая функции фотосинтеза, транспирации и газообмена.
Черешок
– суженная часть листа, соединяющая листовую пластинку с основанием и регулирующая положение листа по отношению к свету. Листья с черешками называют черешковыми, без черешков – сидячими. Если основание листа в виде трубки охватывает часть стебля
(пшеница), то такие листья называют влагалищными.
Виды листьев.
Различают листья простые и сложные.
Простые листья - имеют одну листовую пластинку.
Сложные листья – состоят из нескольких четко обособленных листовых пластинок, каждый из которых своим черешком прикреплен к общему черешку.
Расположение листьев на стебле может быть:
 очередное
– листья расположены друг за другом
 супротивное
- листья расположены друг против друга
 мутовчатое
– из одного узла растут несколько листовых пластинок
 розеточное
–листья располагаются на укороченном побеге.

2
Жилкование листьев - это расположение сосудисто-волокнистых пучков (жилок) в листовой пластинке. По жилкам листа осуществляется транспорт веществ, и они поддерживают форму листовой пластинки. Различают несколько типов жилкования: сетчатое, пальчатое, дуговое, параллельное.
Клеточное строение листа
Лист сверху и снизу лист покрыт кожицей –
эпидермисом.
Над эпидермой может быть кутикула и восковой налет. Клетки верхнего эпидермиса бесцветные и плотно прилегают друг к другу. Нижняя поверхность листа покрыта эпидермисом с множеством
устьиц.
Устьица образованы двумя замыкающими клетками, между которыми есть устьичная щель.
Через устьица происходит газообмен и испарение воды (транспирация). У плавающих на поверхности воды листьев устьица располагаются на верхней эпидерме, а у погруженных листьях обычно отсутствуют.
Между верхней и нижней эпидермой располагается
мякоть листа,
образованная столбчатой и губчатой тканью (основная ткань).
Столбчатая ткань
располагается под верхней кожицей листа и ее клетки содержат большое количество хлоропластов, где осуществляются процессы фотосинтеза. Ближе к нижней эпидерме располагается
губчатая ткань
.Клетки губчатой ткани
(иногда неправильной формы), расположены рыхло, между ними хорошо развита
система межклетников
, с помощью которых осуществляется газообмен и транспирация. Клетки губчатой ткани принимают участие в фотосинтезе, но в меньшей степени, чем клетки столбчатой паренхимы, так как число хлоропластов в них в 2-6 раз меньше.
Видоизменения листа
В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части могут возникнуть изменения во внешнем облике и внутреннем строении, то есть возникают видоизменения.
Колючки
характерны для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными (Например, колючки кактуса и барбариса
).
Усики
-
это нитевидные образования, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. У вики, чечевицы, гороха в усик преобразуются верхняя часть листа .
Ловчие аппараты
встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных азотом и фосфором почвах.
При помощи ловчих аппаратов росянка, венерина мухоловка, непентес ловят насекомых и мелких животных, которые богаты азотом и фосфором.
Сочные чешуи
лука и зубчики чеснока, листья капусты – это тоже видоизмененные листья, выполняющие функцию запасания питательных веществ. У алоэ, агавы листья сочные и выполняют функцию запасания воды. Листья могут видоизменяться в чешуйки, например, на корневищах, на почках, листья хвощей.
4. Побег –
надземный осевой орган растения. Он представляет собой стебель с расположенными на нем листьями и почками.
Место прикрепления основания листа к стеблю называется
узлом
, угол между черешком листа и стеблем –
пазухой листа,
почка, находящаяся в пазухе –
пазушной почкой
. Расстояние между двумя узлами называется
междоузлием.
В зависимости от степени развития междоузлий различают укороченные побеги (побеги со слабо развитыми короткими междоузлиями) и удлиненные побеги (побеги с длинными междоузлиями).
По характеру расположения в пространстве
побеги бывают:
 прямостоячие - с растущим вертикально вверх стеблем;
 приподнимающиеся – побеги, сначала растущие в горизонтальном, а затем вертикальном направлении;
 стелющиеся – растущие более или менее горизонтально;
 ползучие побеги похожи на стелющиеся, но в отличие от них укореняются с помощью придаточных корней, образующихся в узлах;
(земляника);
 вьющиеся побеги способны обвиваться вокруг других растений или каких-либо опор (вьюнок полевой, хмель),
 лазающие (цепляющиеся) побеги имеют приспособления (усики, присоски, крючки и т.д.) для удержания на опорах или на других растениях (горох, виноград, плющ).
5. Почка
– это укороченный зачаточный побег, т.е. имеет все части побега, но они в зачаточном состоянии. Снаружи защищены почечными чешуйками.
По составу и функции почки бывают:

вегетативные
- из них развиваются побеги с листьями (у большинства растений). Внутри почки находится зачаточный стебель, заканчивающийся конусом нарастания и зачаточные листья. В пазухах зачаточных листьев закладываются зачатки пазушных почек.

генеративные
(цветочные, репродуктивные) — почки, из которых развиваются цветки или соцветия, то есть они содержат только зачаток цветка или соцветия.

вегетативно-генеративные
(смешанные) — почки, из которых развиваются облиственные побеги с цветками (яблоня, груша, сирень). Эти почки похожи на вегетативные, но конус нарастания превращен в зачаточный цветок или соцветие.

3
По расположению на стебле различают почки:

верхушечные
(на кончике побега);

боковые
(дающие побеги следующего порядка ветвления);

пазушные
(развивающиеся в пазухах листьев;

придаточные
(любые не верхушечные и не пазушные почки; они возникают на взрослых частях стебля, корня и листа из внутренних тканей).
Некоторые почки остаются нераскрытыми много лет.
Их называют
спящими почками.
В случае повреждения растения почки «просыпаются», давая начало новым побегам.
Видоизмененные побеги
Видоизменения побега возникают в связи с приобретением им специальных, дополнительных функций.
В основном видоизменения носят приспособительный характер и связаны с накоплением запаса питательных веществ, вегетативным размножением, защитой от поедания животными и др.
Различают надземные и подземные видоизменения побегов.
Надземные видоизмененные побеги:

Столоны
— побеги с длинными тонкими междоузлиями и служат для вегетативного размножения и расселения. Столоны земляники называют усами.

Колючки
- выполняют главным образом защитную функцию (терн, абрикос, груша, облепиха, лимон, боярышник).

Усики
- развиваются у растений с тонким и слабым стеблем, не способным самостоятельно поддерживать вертикальное положение (виноград).

Мясистые побег
и - выполняют водозапасающую и ассимиляционную функции
(кактусы, молочаи).

Кочан
- гигантская видоизмененная почка, развивается в первый год, накапливает питательные вещества в листьях.
Подземные видоизмененные побеги
1.
Корневище-
многолетний подземный побег (ландыш, пырей ползучий, валериана и др.). Выполняет функции возобновления, вегетативного размножения и накопления запаса питательных веществ. Внешне напоминает корень, но имеет верхушечную и пазушные почки, редуцированные листья в виде бесцветных чешуй
. Из стеблевых узлов развиваются придаточные корни. Запасные питательные вещества откладываются в стеблевой части побега.
2.
Клубень
- представляет собой утолщения подземного побега (картофель, топинамбур, настурция клубненосная).
Формирование клубня происходит на верхушке подземного столона за счет деятельности верхушечной почки. Верхушечная почка столона утолщается, ее ось разрастается. Маленькие пленчатые чешуевидные листья быстро отмирают и опадают, а на их месте образуются листовые рубцы — бровки. В пазухе каждого листа в углублениях возникают группы из трех-пяти почек —
глазков.
3.
Луковица
- представляет собой укороченный подземный побег (лук, чеснок, лилии). Стеблевая часть луковицы - донцес сильно укороченными междоузлиями несет многочисленные сочные видоизмененные листья — чешуи. Наружные чешуи быстро истощаются, подсыхают и выполняют защитную функцию. В сочных чешуях откладываются запасные питательные вещества. В пазухах луковичных чешуй находятся почки, из которых формируются надземные побеги или новые луковицы. На донце образуются придаточные корни.
ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ
6.
Цветок
- это видоизмененный укороченный побег с ограниченным ростом, предназначенный для полового размножения.
Поскольку цветок – это видоизмененный побег, у него различают части, имеющие стеблевое и листовое происхождение.
Цветоложе и цветоножка – это видоизмененный стебель, все остальное- видоизмененные листья.
Главные части цветка
–
это пестик
(женская часть цветка
) и тычинка
(мужская часть цветка). В пестике различают рыльце, столбик, завязь. Внутри завязи расположены семязачатки, от которых образуются семена. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, где созревают споры.
Остальные части цветка:
 Венчик - состоит из лепестков, служит для привлечения опылителей.
 Чашечка – состоит из чашелистиков, защищает все части цветка в стадии бутона.
 Цветоложе – укороченная стеблевая часть цветка. На ней располагаются все остальные части цветка.
 Цветоножка – это междоузлие под цветком.
Цветки, лишенные цветоножки, называются сидячими.
Венчик и чашечка образуют околоцветник.
Околоцветник
выполняет функцию защиты главных частей цветка – пестиков и тычинок, функцию привлечения опылителей. Различают простой и двойной околоцветники.
Простой околоцветник
не дифференцирован на чашечку и венчик, образован совокупностью однородных листочков, имеющих одинаковые размеры и окраску.
Двойной околоцветник
дифференцирован на чашечку и венчик, отличающиеся друг от друга размерами и окраской

4
По наличию пестиков и тычинок различают цветки:

обоеполые
- имеется и пестик и тычинка (их свыше 70%).

раздельнополые цветки
– имеют или пестик, или тычинку. Если имеется только пестик, цветок называется пестичным (женским), если есть только тычинки – тычиночным (мужским)

бесполые –
без пестиков и тычинок ( например, у калины располагаются по краю соцветия и привлекают опылителей к невзрачным обоеполым цветкам, расположенным в середине соцветия).
В зависимости от нахождения однополых цветков на растениях
различают:

однодомные растения
– растения, у которых на одних и тех же экземплярах располагаются и женские, и мужские цветки (огурец, кукуруза, дуб);

двудомные растения
– растения, у которых на одних экземплярах располагаются женские, а на других – мужские цветки (крапива двудомная, ива, тополь, конопля, облепиха и др.).
7. Соцветия
– это группы цветков, расположенные в определенном порядке.
Функции соцветий – собираясь вместе, мелкие цветки становятся заметными для опылителей
Простые соцветия
–
цветки расположены на общей оси:
 кисть – цветки с цветоножками друг за другом (ландыш, черемуха)
 колос – цветки « сидячие» друг за другом
 початок - цветки на толстой оси (подорожник)
 зонтик – цветоножки цветков отходят с верхушки оси (лук, примула, вишня)
 головка – «сидячие» цветки вокруг округлой оси (клевер)
 щиток –похож на кисть, но ось укорочена(яблоня, груша)
 корзина –«сидячие» цветки на широкой и плоской оси
(ромашка, подсолнечник)
Сложные соцветия
–
на общей оси находятся простые соцветия:
 сложный колос- из простых колосков (пшеница, рожь)
 сложный зонтик - из простых зонтиков (морковь, укроп)
 метелка - из кистей(сирень, овес, виноград)
8. Плод –
этогенеративныйорган покрытосеменных растений, внутри которого образуются семена. Функции плода: формирование, защита и распространение семян.
Плоды характерны только для цветковых растений.
Плод образуется из цветка после оплодотворения. Главную роль в образовании плода играет пестик. Нижняя часть пестика – завязь, содержащая семязачатки, разрастается и превращается в плод.
Плод состоит из околоплодника и семян, число которых соответствует числу семязачатков. Иногда в образовании плода принимают участие и другие части цветка (цветоложе, тычинки, околоцветник).
Классификация плодов.
1. По консистенции околоплодника:
 сочные плоды – имеют сочный околоплодник (ягода, костянка, яблоко, многокостянка, тыквина, гесперидий);
 сухие плоды – имеют сухой околоплодник в зрелых плодах
(боб, стручок, коробочка, орех, желудь, семянка, зерновка, крылатка).
2. По числу семян:
 односемянные плоды –имеют внутри одно семя (костянка, орех, желудь, семянка, зерновка, крылатка);
 многосемянные плоды – имеют много семян (ягода, коробочка, яблоко, боб, стручок, многокостянка, многоорешек, гесперидий).
Плоды разных растений:

Ягода
- у смородины, черники, клюквы, крыжовника и др.

Костянка
– только у розоцветных
: вишни, персика, черемухи, сливы и др.

Боб –
у бобовых растений
: гороха, сои, клевера, фасоли и др.

Стручок (стручочек)
– у крестоцветных:
капусты, редиса, редьки, горчицы и др.

Семянка – у всех сложноцветных
(одуванчика, астры, ромашки, подсолнечника и др.)

Зерновка – у всех злаковых
(пшеницы, риса, кукурузы, овса, проса, ячменя, ржи и др.)
 Коробочка – у мака, белены, дурмана, хлопчатника и др.
 Многокостянка – у малины, морошки, ежевики.
 Тыквина – у тыквы, дыни, арбуза, огурца.
 Гесперидий (померанец)- у лимона, апельсина, мандарина, т.е. у цитрусовых
 Орех – у лещины, грецкого ореха.
 Желудь– у дуба.
 Многоорешек –у земляники, клубники.
 Крылатка –у клена.
9. Семя
– это орган полового размножения, расселения и переживания неблагоприятных условий жизни у семенных растений, развивающийся обычно после оплодотворения из семязачатка. Типичное семя состоит из покровов (семенной кожуры), зародыша и питательной ткани.
Семенная кожура
– служит для защиты зародыша от высыхания, механических повреждений. Формируется из покровов семязачатка. На поверхности семенной кожуры можно заметить маленькое отверстие –
микропиле, отвечающее за дыхание, а также рубчик – место бывшего прикрепления семязачатка в завязи.
Зародыш семени
развивается из оплодотворенной яйцеклетки, имеет диплоидный набор хромосом (2п)
. Зародыш в зачаточной форме имеет все основные органы растения: зародышевый корешок, стебелек, почечку и первые зародышевые листья –
семядоли.
У двудольных – две семядоли, у однодольных – одна семядоля.
Запасающая ткань семени (
эндосперм
) развивается из оплодотворенного центрального ядра зародышевого мешка и имеет триплоидный набор хромосом (3п)

5
Особенности строения семян двудольных и однодольных растений
.
Многие двудольные растения запасные вещества содержат
в семядолях
, а
эндосперм у них отсутствует.
У однодольных растений запасные вещества содержатся
в эндосперме
, который составляет основную часть семени.
К эндосперму прилегает зародыш, у которого хорошо различимы корешок, стебелек, почечка и одна семядоля.
Распространение плодов и семян
После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения.
Чем дольше разносятся семена, тем менее вероятна конкуренция со стороны родительского растения. Это дает также больше шансов колонизировать новую территорию, что со временем приводит к увеличению размеров популяции в целом. Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны. Существуют три главных внешних фактора, распространяющие семена, - ветер, животные ивода.
Распространение с помощью животных. Плоды, снабженные колючками или крючочками, прицепляются к коже или шерсти проходящих мимо животных и могут быть перенесены на некоторое расстояние, прежде чем будут содраны или отпадут.
Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, череды. Многие растения имеют плоды с сочным околоплодником для привлечения птиц и животных. Семена этих плодов защищены от переваривания в пищеварительном тракте и вместе с экскрементами попадают в почву, прорастают, но уже на другом месте.
Распространение ветром. Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки (семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика и др.) и крылатки (у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клёна, граба и др.).
У ряда растений, например у мака, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.
Распространение водой. Лишь немногие плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды.
Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды. Кокосовый орех - костянка с многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, воздушные поры которой не дают им тонуть.
Саморазбрасыванием распространяются растения, у которых семена выбрасываются за счет нарастания в плодах внутреннего давления, или околоплодник выбрасывает семена по принципу пружинки или метания. Такое распространение семян характерно для бешеного огурца, кислицы обыкновенной, бобовых растений, у многих ирисовых, лилейных, примул. Растения, разбрасывающие семена, обычно произрастают в таких местах, где по тем или иным причинам невозможно использовать другие пути расселения (ветер, животные). Чаще всего они обитают в глухих уголках леса, где почти не бывает ветра, и где редко проходят звери.
Во многих случаях в распространении семян и плодов играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя или даже всеми тремя способами. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. д. или перевозиться с разными грузами на транспортных средствах. Засорение зерновых культур семенами сорняков обычное явление, наблюдаемое по всему земному шару. Орехи, припрятанные про запас грызунами, могут остаться, и прорасти следующей весной. Наводнения, ураганы и т. д. могут занести семена дальше, чем обычно. Есть также плоды, способные ползать и скакать (овес, ковыль, др.)
Жизнедеятельность и размножение растительного организма, его целостность.
Растения, как и все живые организмы, дышат, питаются, растут, развиваются, размножаются. В растительном организме идет обмен и транспорт веществ, испарение воды. Но только в растительном организме среди эукариот идет процесс фотосинтеза.
1) ФОТОСИНТЕЗ
Сущность фотосинтеза заключается в том, что зеленые растения за счет солнечной энергии из воды и углекислого газа при участии минеральных веществ создают сложные органические соединения.
Он идет во всех зеленых частях растения, где в клетках имеются
хлоропласты.
Но основной процесс фотосинтеза (воздушного питания) идет в листьях.
Энергия света, поглощенная хлорофиллами, идет на синтез органических веществ. В результате фотосинтеза выделяется кислород.
Органические вещества, образованные в ходе фотосинтеза,
используются для процессов
жизнедеятельности
самого растения, а кислород
–
для получения
энергии АТФ в ходе дыхания. То есть растения
сами себе
образуют органические вещества
, чтобы при их окислении
(дыхании) получить энергию АТФ, необходимую для процессов
жизнедеятельности!!!
2) ДЫХАНИЕ
у растений идет круглосуточно
, в отличие от фотосинтеза. Газообмен осуществляется через устьица
, а когда они закрыты, кислород поступает из межклетников. Дышат все органы растения: стебли (стволы) – через чечевички
(бугорки с отверстиями в коре), листья – через устьица, зародыш семени – через микропиле (отверстие), другие органы – через всю поверхность.
При дыхании органические вещества окисляются (разрушаются) и синтезируются молекулы АТФ, при этом
выделяется тепло.
3) ПИТАНИЕ
у растений
автотрофное
(неорганическими веществами). Различают
почвенное (минеральное) питание,
осуществляемое с помощью корневых волосков, и
воздушное питание
, т. е.
фотосинтез.
В минеральном питании важно наличие в почве основных трех элементов:
азота
(влияет на рост органов растения),
фосфора
( влияет на созревание плодов), и
калия
(влияет на развитие корневой системы).