ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2019
Просмотров: 2794
Скачиваний: 5
Рис. 42. Схема жизненного цикла покрытосеменного растения сои обыкновенной
Рис. 43. Жизненный цикл сои обыкновенной
После попадания пыльцы на рыльце пестика ее вегетативная клетка разрывает оболочки пыльцевого зерна и врастает в рыльце, вытягиваясь в пыльцевую трубку. Генеративная клетка заходит в середину вегетативной клетки – пыльцевой трубки и движется в ее апикальной (верхушечной) части. Пыльцевая трубка прорастает через рыльце, столбик в завязь пестика по межклетникам. Достигая семенного зачатка, она прорастает через микропиле в нуцеллус. В это время генеративная клетка в середине пыльцевой трубки делится митозом на два спермия. Проникнув в зародышевый мешок, пыльцевая трубка лопается, и один из спермиев соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу, второй спермий сливается с клеткой вторичного центрального ядра (2n), образуя первую клетку эндосперма (3n). Этот процесс называется двойным оплодотворением, после которого начинается этап формирование семени из семенного зачатка:
-
Из зиготы развивается зародыш семени, состоящий из корешка, стебля с двумя семядолями и почкой. Семядоли – утолщенные листья, накапливающие запасные питательные вещества и защищающие почку при прорастании семени;
-
Оплодотворенное центральное ядро (3n) развивается в эндосперм, который впоследствии, как и нуцеллус семенного зачатка, расходуется на развитие зародыша;
-
Интегументы семенного зачатка формируют оболочку семени;
-
Стенки завязи образуют околоплодник, который защищает семена при созревании. Околоплодник вместе с семенами называются плодом. У сои он называется бобом.
После созревания семян и высыхания околоплодника, боб раскрывается двумя створками по спинной жилке и брюшному шву, в результате чего семена попадают на почву. Семена представляют собой максимально обезвоженное растение в миниатюре с запасом питательных веществ. Некоторое время семена находятся в периоде покоя – не способны к прорастанию. В благоприятных условиях – при наличии достаточного количества влаги, оптимального температурного режима и доступа кислорода – семена начинают прорастать. При прорастании запасные питательные вещества клеток семядолей используются для образования новых клеток осевых органов корня и стебля. Первым растет корень, он закрепляется в почве и начинает поставлять в зародыш воду с минеральными веществами. После этого в рост идет подсемядольная часть стебля (от корня до места крепления семядолей) – гипокотиль. Он выгибается дугой, разворачивая почку, закрытую семядолями, вниз и, расталкивая почву «спинкой», выносит семядоли на поверхность почвы, после чего распрямляется. Маленькое растение раскрывает семядоли, которые вместе со стеблем и почкой под действием света зеленеют и начинают фотосинтезировать (лейкопласты превращаются в хлоропласты, образуется хлоренхима). При развертывании семядолей оболочка семени окончательно снимается (отсоединяется от растения). В дальнейшем в рост идет эпикотиль – надсемядольная часть стебля (от места крепления семядолей до почки), почка нарастает метамерами, формируя систему побегов – стебля, боковых ветвей и листьев. После использования запаса питательных веществ, семядоли отсыхают и сбрасываются растением.
3. Элементы экологии растений
3.1. Экологические факторы
Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой. Факторы окружающей среды, влияющие на растения, называют экологическими и делят на пять групп:
-
Климатические – свет, температура, газовый состав и влажность воздуха, количество осадков, электрические явления;
-
Почвенные (эдафические) – физические свойства, механический состав, химизм и микробиология почв и грунтов;
-
Орографические (рельеф) – высота над уровнем моря, экспозиция (освещение солнцем) и крутизна склонов;
-
Биотические – вся совокупность организмов (животные, растения, микроорганизмы);
-
Антропогенные – человек и его хозяйственная деятельность, влияющие непосредственно на растения и другие экологические факторы.
Климатические факторы определяют сезонное многолетнее влияние погоды на растения в определённой географической местности (точке).
Вода – является базовым веществом, обеспечивающим существование биологических организмов на планете Земля. Может находиться в трёх агрегатных состояниях: газообразном (пар), жидком (вода) и твёрдом (лёд). Круговорот воды природе обеспечивает прохождение всех обменных процессов в живых организмах и их взаимодействие с окружающей средой. По приспособленности к условиям влагообеспеченности растения делят на:
-
Ксерофиты – растения, приспособившиеся к значительному постоянному или временному недостатку влаги в почве или воздухе (ковыль).
-
Мезофиты – растения, живущие в условиях достаточно умеренного увлажнения (кукуруза).
-
Гигрофиты – растения, обитающие при повышенной влажности, преимущественно атмосферной (медуница).
-
Гидрофиты – растения, приспособившиеся к водному образу жизни. В узком смысле гидрофитами называют только погружённые в воду растения, имеющие подводную и надводную части, или плавающие, т. е. живущие в водной и в воздушной средах (камыш, стрелолист).
-
Гидатофиты – полностью погружённые в воду растения (на поверхность воды выносятся иногда только соцветия) (элодея).
Свет – это солнечная энергия, движущая сила которой обеспечивает круговорот воды и других веществ в природе. Свет является источником энергии автотрофных растений, а через них и гетеротрофных организмов.
Освещённость влияет на ростовые процессы растений, их размеры, форму, анатомическое строение, образование генеративных органов, плодоношение. Действие света на растения определяется количеством и спектральным составом света, попадающего на поверхность надземных органов. По отношению к освещённости растения делят на три группы:
- светолюбивые (гелиофиты) – растения открытых хорошо освещённых мест;
- теневыносливые (сциогелиофиты) – растения, хорошо переносящие затенение и прямой солнечный свет;
- тенелюбивые (сциофиты) – растения, обитающие исключительно в условиях глубокого затенения, предпочитающие рассеянный свет.
Значительное влияние на растения также имеет продолжительность светового дня (фотопериодизм), которая определяет начало и скорость прохождения растениями этапов развития. По отношению к продолжительности светового дня (фотопериодизма) выделяют основные группы растений:
- растения короткого дня, для перехода к цветению требуется 12 ч светлого времени и менее в сутки (конопля, капуста, хризантемы, табак, рис);
- растения длинного дня; для цветения и дальнейшего развития им нужна продолжительность беспрерывного светового периода более 12 ч в сутки (пшеница, лен, лук, картофель, овес, морковь);
- фотопериодически нейтральные; длина фотопериода безразлична и цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (виноград, томаты, гречиха, одуванчики, флоксы и т. д.).
Температура – показатель количества тепловой энергии, которую выделяют физические объекты. Температурный режим растений зависит от:
- температуры окружающей среды: почвы (субстрата), воздуха и воды, как основных теплоносителей;
- прямой солнечной радиации, попадающей на поверхность растений;
- тепловой энергии, которую растение выделяет (поддерживает) само при дыхании.
Температурный режим является одним из рычагов, влияющих на жизненные процессы в растениях (дыхание, фотосинтез, деление клеток и формирование новых органов), а также циклы развития растений (прорастание семян (спор), развитие вегетативных органов, формирование генеративных органов, оплодотворение, плодоношение (спороношение), отмирание).
По отношению к температурным режимам растения делят на две большие группы:
- теплолюбивые (термофильные) – растения, у которых активизируются ростовые процессы при температуре выше +10…12°С, а непродолжительное снижение температуры ниже 0…-6°С приводит к повреждению надземных органов растений. Группу термофильных растений, переносящих температуру выше +35°С называют жаростойкими (кактусы, ковыли и др.);
- холодостойкие (криофильные) – растения, развитие которых начинается при температуре от 0…+10°С, и которые выдерживают продолжительное снижение температуры окружающей среды ниже -10°С. К криофильным растениям принадлежат также морозостойкие растения, переносящие снижение температуры ниже -20°С.
Большинство растений занимает промежуточное положение между этими двумя группами. Разным видам растений необходимы неодинаковые температурные режимы на разных этапах развития. Одним из этапов развития (жизненного цикла) растений является закладка генеративных органов (цветков и соцветий) – стадия яровизации, которая проходит при определённой температуре. Например, яровизация яровой пшеницы проходит при температуре 10…12°С, а озимой пшеницы при 1…7°С.