Стебель — вегетативный орган растения, обладающий отрицательным геотропизмом (растет в обратном направлении силы притяжения), представляющий ось побега,
несущий листья, почки, органы размножения. Его основные функции:
- Опорная — за счет механических тканей (древесинные волокна в ксилеме) выносит листья к свету
- Проводящая — благодаря проводящим тканям — ксилеме (восходящий ток) и флоэме (нисходящий ток) — осуществляет транспорт веществ между корнем и листьями
- Запасающая — в центре стебля находится сердцевина, где складируется запасное питательное вещество растений — крахмал
- Вегетативное размножение — здесь возможны разные варианты и способы, к примеру: черенками, отводками
- Фотосинтез — в ряде случаем сами стебли фотосинтезируют (алоэ, хвощ)
Побег
Запомните «формулу»! Побег = стебель + листья + почки. Как видно из формулы, побег состоит из стебля и расположенных на нем листьев и почек, сам побег
развивается из почки или семени. От побега могут отходить только придаточные корни. Растет вверх за счет постоянного деления митозом клеток конуса нарастания,
расположенного на верхушке стебля и защищенного
почечными чешуевидными листьями. В конусе нарастания закладываются все элементы побега — стебель, листья, соцветия, почки, цветы. Боковые почки обеспечивают
ветвление побега. В толщину стебель растет за счет феллогена и камбия.
Участок стебля, на котором расположен лист или листья называется узел. Расстояние между двумя соседними узлами — междоузлие. Пазуха листа — участок между
основанием листа и стеблем, в пазухе листа находится пазушная почка. В целом побег имеет членистое (метамерное) строение, метамер — каждый повторяющийся узел.
Побеги, у которых междоузлия хорошо выражены, а соседние листья удалены друг от друга, называются
удлиненными. Если же междоузлия на побеге почти отсутствуют, а узлы сильно сближены — такие побеги называются укороченными.
Выделяют следующие структуры стебля: первичная и вторичная.
- Первичная — формируется в результате деятельности апикальной (верхушечной) меристемы
- Вторичная — формируется благодаря активности камбия
У однодольных растений на начальных этапах развития побега формируется первичная структура стебля, сохраняющаяся в течение всей жизни. У многолетних двудольных
растений и голосеменных эта структура претерпевает ряд изменений, так что постепенно из первичной структуры стебля формируется вторичная.
Срез стебля
Стебли различных растений имеют разную анатомическую организацию, но строение стебля семенных растений необходимо запомнить. Оно приведено ниже.
Следует выстроить четкое понимание расположения тканей в стебле, а также их функции. Наиболее поверхностно располагаются покровные ткани, защищающие растение
от неблагоприятных факторов внешней среды: эпидермис, пробка, корка.
Глубже лежит луб (флоэма) — проводящая ткань, по которой осуществляется нисходящий ток органических веществ. Далее идет слой камбия, образовательной ткани, за счет которой
стебель растет в толщину. Еще глубже залегает древесина (ксилема) — проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток к листьям воды и минеральных солей.
В промежутках между проводящими тканями расположена паренхимная ткань — сердцевинные лучи. В толще проводящих тканей имеются ткани механические, придающие опору растению. Механические
ткани представлены в ксилеме древесинными волокнами, а во флоэме — склеренхимными элементами. В центре стебля
лежит сердцевина, принадлежащая к группе основных тканей растения. Сердцевина — запасающая ткань, здесь складируется крахмал, запасное питательное вещество растений.
В результате активности клеток камбия закладываются вторичные ксилема и флоэма, постепенно стебель утолщается. Вторичной ксилемы всегда больше, чем вторичной флоэмы. В дальнейшем первичный
покров (эпидерма) сменяется пробкой, образуемой феллогеном (пробковым камбием), откладывающим кнаружи феллему (или пробку), а внутрь — феллодерму (пробковую кожицу).
Напомню, что перидерма представляет собой совокупность тканей: пробковая кожица, пробка и пробковый камбий.
Характер ветвления побега
Происходит по мере роста побега. Ветвление побега необходимо для увеличения площади соприкосновения со средой обитания. Различают 4 типа ветвления:
- Дихотомическое (вильчатое) — из конуса нарастания верхушечной почки развиваются две одинаковые ветви, то есть конус нарастания делится надвое (у плаунов,
многоклеточных водорослей, мхов). - Моноподиальное — побег долго растет за счет верхушечной почки. Характерно для голосеменных растений — сосны, ели.
- Cимподиальное — верхушечная меристема (почка) функционирует определенный промежуток времени (сезон), после чего отмирает, и ее функцию перенимает боковая
почка, рост продолжается. Присутствует у черемухи. - Ложнодихотомическое — верхушечная почка отмирает, а две супротивно расположенные боковые почки образуют два верхушечных побега. У сирени, конского каштана.
Способ расположения побега в пространстве
По расположению в пространстве побег может быть:
- Прямостоячим — постоянно растет вверх
- Приподнимающимся — некоторая часть стебля развивается на поверхности субстрата, затем растет вверх как прямостоячий стебель
- Ползучий — растет горизонтально, укореняется в узлах
- Стелющийся — растет горизонтально, без укоренения узлов
- Обвивающимся вокруг опоры — из-за плохого развития механических тканей стебель вынужден создавать себе дополнительную опору
- Цепляющимся за опору — та же ситуация, что и у обвивающегося стебля, но цепляется за опору с помощью усиков
Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
Видоизменения побегов
Длительная эволюция привела к появлению уникальных механизмов адаптации растений к условиям среды, в частности к развитию видоизмененных побегов.
Видоизмененные побег необходим растению для выполнения важных функций, таких как: вегетативное размножение, накопление питательных веществ, защита,
прикрепление к субстрату.
Видоизмненные побеги бывают двух типов: надземные и подземные. Важно понимать, что где бы побег не находился, он будет удовлетворять формуле приведенной выше:
побег = стебель + листья + почки. Не забывайте ее, она крайне вам пригодится!
Давайте перейдем к классификации видоизменений побегов.
- Подземные видоизменения побегов
- Корневище
- Луковица
- Клубнелуковица
- Клубень
- Надземные видоизменения побегов
- Колючка — укороченный побег без листьев с острой верхушкой, защищает растение от поедания животными. Колючки являются видоизменениями побега у боярышника, дикой яблони, дикой груши.
- Усики, цепляясь за объекты внешней среды, придают опору растению и обеспечивают рост вверх. Усики являются видоизменением побега у огурца, винограда, тыквы, дыни.
- Столон — видоизмененный горизонтальный подземный или наземный побег (стебель), растущий из утолщения корня растения. Подземные столоны характерны для
картофеля. Надземные столоны (усы) имеются у земляники, костяники. - Кладодий — видоизмененный побег, представляющий собой листовидный уплощенный длительно растущий стебель, выполняющий функцию листа. Настоящие листья
на кладодии редуцированы или рано отпадают. Имеется у кактуса-декабриста, опунция, мюленбекии плосковеточной. - Филлокладий — видоизмененный побег, по строению напоминающий кладодий. Однако морфологи считают отличительной чертой филлокладия исключительно плоские
листообразные побеги, быстро прекращающие свой рост. Имеется у иглицы колючей.
Корневище — многолетний подземный видоизмененный побег с отходящими от него придаточными корнями. На корневище находятся редуцированные чешуевидные листья,
в их пазухах располагаются почки.
Корневища подразделяются на длинные и короткие. К длиннокорневищным растениям относятся: пырей ползучий,
ландыш майский, мать-и-мачеха, горошек мышиный.
Луковица — видоизменный побег с плоским и коротким стеблем — донцем, от которого отходят придаточные корни, всасывающие воду и растворенные минеральные вещества
из почвенного раствора.
Видоизмененные листья в луковице представлены
двумя типами: сухие чешуевидные листья выполняют защитную функцию, покрывая луковицу снаружи, и сочные чешуевидные листья, расположенные внутри луковицы, накапливают
запасные питательные вещества и воду. Имеется у лука репчатого, чеснока, тюльпана, подснежника, нарцисса.
Клубнелуковица — укороченный видоизмененный побег, представляющий собой утолщенную часть стебля, в котором накапливаются питательные вещества.
Накопление питательных веществ в стебле — основное отличие клубнелуковицы от луковицы, у которой питательные вещества запасаются в чешуях.
С нижней стороны отходят придаточные корни, сверху расположены 1 или 2 точки роста.
Внешне клубнелуковицу покрывают сухие чешуевидные листья, внешне она напоминает луковицу. Имеется у гладиолуса, шафрана, безвременника.
Клубень — укороченный видоизменённый побег, образованный в результате разрастания одного или нескольких междоузлий, имеет шарообразную форму.
Хорошо выражена
запасающая функция стебля, имеются чешуевидные листья и почки в пазухах листьев, у картофеля почки называют «глазки». Столоны (подземные корневища)
картофеля образуют новые клубни, за счет разрастающейся верхушечной почки.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах
Категория:
Атрибут:
Всего: 137 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Добавить в вариант
При скрещивании растений томата с пурпурным стеблем, рассеченными листьями и растений с зеленым стеблем и цельными листьями все растения получились с пурпурым стеблем, рассеченными листьями. В анализирующем скрещивании особей F1 в потомстве получены четыре фенотипические группы: 321, 105, 103 и 315 растений. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомства каждой группы в двух скрещивания. Объясните формирование четырех фенотипических групп в указанном соотношении.
Раздел: Основы генетики
У гороха посевного розовая окраска венчика доминирует над белой, а высокий стебель – над карликовым. При скрещивании растения с высоким стеблем и розовыми цветками с растением, имеющим розовые цветки и карликовый стебель, получили 63 растения с высоким стеблем и розовыми цветками, 58 – с розовыми цветками и карликовым стеблем, 18 – с белыми цветками и высоким стеблем, 20 – с белыми цветками и карликовым стеблем. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы исходных растений и потомков. Объясните характер наследования признаков и формирование четырёх фенотипических групп.
При скрещивании томата с пурпурным стеблем и рассечёнными листьями с растением с зелёным стеблем и цельными листьями всё потомство получилось с пурпурным стеблем и рассечёнными листьями. При анализирующем скрещивании растения, полученного в первом скрещивании, было получено потомство: 210 растений с пурпурным стеблем и рассечёнными листьями, 70 растений с пурпурным стеблем и цельными листьями, 71 растение с зелёным стеблем и рассечёнными листьями и 209 растений с зелёным стеблем и цельными листьями. Составьте схему решения задачи, определите генотипы и фенотипы потомства. Объясните появление фенотипических групп в F2.
Раздел: Основы генетики
Скрестили низкорослые (карликовые) растения томата с ребристыми плодами и растения нормальной высоты с гладкими плодами. В потомстве были получены две фенотипические группы растений: низкорослые с гладкими плодами и нормальной высоты с гладкими плодами. При скрещивании растений томата низкорослых с ребристыми плодами с растениями, имеющими нормальную высоту стебля и ребристые плоды, всё потомство имело нормальную высоту стебля и ребристые плоды. Составьте схемы скрещиваний. Определите генотипы родителей и потомства растений томата в двух скрещиваниях. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?
Раздел: Основы генетики
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 2.
Камбий древесного растения
1) обеспечивает рост стебля в длину
2) способствует росту стебля в толщину
3) защищает стебель от повреждений
4) придаёт стеблю прочность и упругость
Найдите три ошибки в приведённом тексте «Вегетативное размножение».Укажите номера предложений, в которых допущены ошибки, исправьте их.
Вегетативное размножение
(1)При вегетативном размножении происходит образование новой особи из части тела родительского организма. (2)Преимущество вегетативного размножения — возможность образования большого количества особей за короткое время. (3)К недостаткам можно отнести отсутствие разнообразия в потомстве. (4)У растений вегетативное размножение может осуществляться стеблями, листьями, семенами, корнями. (5)В садоводстве часто используется искусственная форма вегетативного размножения, называемая прививкой. (6)При этом лист растения одного сорта прививается к стеблю растения другого сорта. (7)Формами вегетативного размножения у позвоночных животных являются фрагментация и почкование.
Установите последовательность действий селекционера при прививке растения. Запишите в таблицу соответсвующую последовательность цифр.
1) помещение стеблей культурного растения в подвой
2) выращивание двудомных растений культурных сортов на одном дереве
3) формирование разреза в стебле подвоя
4) выбор культурных сортов для привоя для прививки
5) фиксация тканей привоя и подвоя
Рассмотрите схему внутреннего строения стебля. Установите соответствие между характеристиками и частями стебля, обозначенными на рисунке цифрами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) Располагается в коре
Б) Осуществляет восходящий ток
В) Осуществляет рост стебля
Г) Относится к образовательным тканям
Д) Имеет ситовидные трубки
Е) Проводящие элементы живые
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А | Б | В | Г | Д | Е |
Показать
1
Каким номером на рисунке обозначена совокупность тканей, расположенных снаружи от камбия?
2
Рассмотрите схему внутреннего строения стебля. Установите соответствие между характеристиками и частями стебля, обозначенными на рисунке цифрами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) Имеет сосуды
Б) Осуществляет нисходящий ток
В) Имеет клетки спутницы
Г) Состоит из мёртвых проводящих элементов
Д) Проводит минеральные вещества и воду
Е) Расположение на границе проводящих тканей
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А | Б | В | Г | Д | Е |
Побег — вегетативный орган, образованный
1) стеблем с листьями и почками
4) зачаточными листьями
Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2013 по биологии
Установите соответствие между примерами гомологичных и аналогичных органов: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИМЕРЫ
А) плодолистики и прицветники
Б) ласт кита и крыло птицы
В) колючки барбариса и выросты стебля у ежевики
Г) листья и тычинки цветка
Д) глаз зайца и глаз пчелы
Е) крыло летучей мыши и крыло бабочки
ОРГАНЫ
1) гомологичные органы
2) аналогичные органы
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А | Б | В | Г | Д | Е |
Установите соответствие между характеристиками и частями стебля, обозначенными на рисунке цифрами 1 и 2: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
А) расположение в коре
Б) наличие ситовидных трубок
В) наличие лубяных волокон
Г) проводящие элементы мёртвые
Д) ток веществ только восходящий
Е) транспорт растворённых в воде минеральных веществ
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А | Б | В | Г | Д | Е |
Источник: ЕГЭ по биологии 2020. Досрочная волна. Вариант 1
Экспериментатор проращивал семена пшеницы в чашке Петри с добавлением дистиллированной воды. Как изменится длина корней и стеблей проростков семян, если дистиллированную воду заменить на раствор, содержащий калийную селитру?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Длина корней | Длина стеблей |
---|---|
Общая масса молекул ДНК в одном ядре неделящейся соматической клетки листа растения составляет 4 пг (1 пикограмм (пг) = 10–12 г). Какова будет масса ДНК в клетке апикальной меристемы стебля в конце телофазы митоза? В ответе запишите количество пикограмм ДНК.
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Если в процессе эволюции у растения сформировался цветок, изображённый на рисунке, то для этого растения характерны:
1) зародышевый корешок не выходит из семени, либо развивается слабо
2) спорангии собраны на нижней стороне листа
3) стержневая корневая система
4) вторичное утолщение стебля
5) простой околоцветник
6) проводящие пучки разбросаны по всему сечению стебля
Видоизмененный подземный побег с укороченным стеблем-донцем и мясистыми листьями с запасными питательными веществами — это
Как называются корни, отрастающие от стебля?
Мхи относятся к высшим растениям, потому что:
1) они размножаются спорами
3) их тело состоит из стебля и листьев
4) они хорошо приспособлены к жизни на суше
Главные признаки, по которым покрытосеменные растения объединяют в семейства, — это строение
3) листьев и их жилкования
4) семени и стебля
Растения объединяют в семейство на основе
1) строения корневой системы
3) строения цветка и плода
4) строения стебля
Какова роль опушения стеблей, листьев, плодов и семян растений?
Раздел: Основы экологии
Всего: 137 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Скачать материал
Скачать материал
- Сейчас обучается 45 человек из 23 регионов
- Сейчас обучается 35 человек из 18 регионов
аудиоформат
- Сейчас обучается 63 человека из 35 регионов
Описание презентации по отдельным слайдам:
-
1 слайд
Строение и значение стебля
-
2 слайд
Строение побега
1
2
3
4
5
6
7
Заполни схему -
3 слайд
В чем особенности строения этих побегов?
1 – удлиненный
2 – укороченный
(по длине междоузлий)
1
2
Виды побегов по развитию междоузлий -
4 слайд
по степени одревеснения
по направлению
и характеру
роста
по форме поперечного сечения
Классификация стеблей -
5 слайд
Виды стеблей по степени одревеснения
Травянистые
Деревянистые -
6 слайд
Виды стеблей по направлению и характеру роста
-
-
-
9 слайд
Виды стеблей по форме поперечного сечения
Округлые
Ребристые
Сплюснутые
ГранистыеБороздчатые (желобчатые)
Крылатые -
10 слайд
Типы ветвления стебля
Дихотомическое
Моноподиальное
Симподиальное
Мхи
Плауны
Ель
Сосна
Береза
Яблоня
Используя Приложение 1, распредели правильно примеры различных типов ветвления стеблей -
11 слайд
Классификация
древесных
стеблей
по форме
кроны -
12 слайд
Морфологические типы ветвления
Акротония: наиболее мощные ветви расположены около верхушки
Ангарская сосна -
13 слайд
Морфологические типы ветвления
Базитония: расположение крупных и мощных ветвей в нижней части растения
Лапчатка -
14 слайд
Морфологические типы ветвления
Мезотония: самые мощные ветви в средней части побега
Береза повислая -
15 слайд
Неветвящиеся стебли
-
16 слайд
Побеги
(по функциям)
Вегетативные
Генеративные -
17 слайд
Внутреннее строение стебля
Кожица
Чечевички
Пробка
Луб
Камбий
Древесина
Сердцевина
Сердцевинные лучи
Слои и структуры стебля
Виды тканей
Проводящая
Механическая
Основная
Проводящая
Механическая
Основная
Функции
Особенности строения клеток -
18 слайд
Проведение веществ по стеблю
Внутреннее строение
стебля -
19 слайд
Сосуды древесины
-
-
-
22 слайд
Словарь
Годичное кольцо – это…
годичный прирост древесины, хорошо заметный у многих деревьев -
23 слайд
Во внутренней зоне этого кольца, ближе к сердцевине, сосуды более крупнее и их больше. Это ранняя древесина. В наружной зоне кольца, ближе к коре, клетки более мелкие и более толстостенные. Это – поздняя древесина. Зимой клетки камбия не делятся, они находятся в состоянии покоя. Весной с распусканием почек возобновляется деятельность камбия. Возникают новые клетки древесины и, следовательно, формируется новое годичное кольцо. Крупноклеточная древесина (ранняя) оказывается рядом с мелкоклеточной (поздней) прошлого года. Благодаря такому соседству становится хорошо заметна граница годичными приростами древесины.
-
-
-
-
-
28 слайд
На спиле дерева видны годичные кольца. Объясните, почему они имеют разную ширину
-
29 слайд
1. Почему клубни картофеля при долгой варке становятся рассыпчатыми?
2. Почему при закладке на хранение клубней картофеля их масса к весне уменьшается? -
30 слайд
Почему бамбук в течение суток может вырасти на один метр?
-
31 слайд
Среди растений пустынь есть растения, поглощающие воду круглый год, и растения, поглощающие воду только во влажный сезон. Какими особенностями строения и физиологии должны обладать растения каждой из этих групп?
-
32 слайд
1. У растений, как и у всех организмов, происходит обмен веществ.
2. Они дышат, питаются, растут и размножаются.
3. При дыхании они поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
4. Они растут только в первые годы жизни.
5. Все растения по типу питания автотрофные организмы, они размножаются и распространяются с помощью семян. -
33 слайд
1. У растений происходит обмен веществ
2. Они дышат, питаются, растут и размножаются.
3. При дыхании они поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
4. Растения растут только в первые годы жизни.
5. Наряду с растениями автотрофами, существуют гетеротрофы, это паразитические растения.
6. Все растения распространяются с помощью семян. -
34 слайд
Что объединяет и в чём отличие биологических объектов, изображённых на рисунке?
-
35 слайд
Какой орган растения изображён на рисунке?
Какие части органа обозначены цифрами 1, 2, 3?
Какие функции в жизни растения он выполняет?
Краткое описание документа:
Данная презентация предназначена для изучения материала на высоком уровне сложности в ходе подготовки к ЕГЭ по биологии. Содержит значительный иллюстративный материал и справочный материал. В презентации есть также вопросы для обсуждения на уроке — семинаре, которые помогут учащимся правильно отвечать на вопросы по данной теме.
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
6 156 566 материалов в базе
- Выберите категорию:
- Выберите учебник и тему
- Выберите класс:
-
Тип материала:
-
Все материалы
-
Статьи
-
Научные работы
-
Видеоуроки
-
Презентации
-
Конспекты
-
Тесты
-
Рабочие программы
-
Другие методич. материалы
-
Найти материалы
Материал подходит для УМК
Другие материалы
- 01.12.2017
- 1346
- 0
Вам будут интересны эти курсы:
-
Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»
-
Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»
-
Курс повышения квалификации «Методические аспекты реализации элективного курса «Антропология и этнопсихология» в условиях реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «Государственная итоговая аттестация как средство проверки и оценки компетенций учащихся по биологии»
-
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
-
Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
-
Курс профессиональной переподготовки «Анатомия и физиология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
-
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс профессиональной переподготовки «Организация производственно-технологической деятельности в области декоративного садоводства»
-
Курс повышения квалификации «Составление и использование педагогических тестов при обучении биологии»
-
Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»
В этой статье мы поговорим о стебле растения. О том, какие задачи он выполняет, как растет и развивается, из каких видов тканей состоит. Природой создано немало разных форм стебля. Тоненькая нить клевера и неохватный ствол тысячелетнего баобаба, ровная, уходящая в небо «мачта» секвойи и гибкая змееподобная лиана — это всё его разновидности.
Стебель можно сравнить с прямой, удобной (и очень непросто организованной) трассой, проложенной от корней растения к его верхушке. И по этой трассе все время что-то движется, днем и ночью.
Какое же определение дают стеблю биологи? Стебель — функциональная ось побега растения, его основная структурная часть. Служит стебель для опоры растения, состоит из узлов и междоузлий, именно на нем произрастают почки, цветы, плоды и листья. Надземный стебель (а это самая распространенная его разновидность, хотя бывают и подземные) взрослых деревьев и кустарников именуется стволом.
Функции стебля
1. Опорная. Стебель служит основанием, опорой для всех остальных надземных органов растения, позволяет листьям наилучшим образом улавливать лучи солнца, а почкам, цветкам и плодам развиваться. В погоне за солнцем и питательными веществами стебли могут достигать огромной длины (например, у плющей и лиан — последние, кстати, в молодом возрасте способны увеличиваться в длину со скоростью двадцать сантиметров в день!).
2. Проводящая (транспортная). Именно по стеблю, как по трубе, поступают во все закоулочки растения вода и растворенные в ней органические и минеральные вещества.
3. Запасающая. В тканях стебля в течение всего срока жизни растения накапливаются и сохраняются необходимые питательные вещества.
4. Фотосинтезирующая. Наблюдается у стеблевых суккулентов, таких как опунция, молочай, разные виды кактусов.
Внутреннее строение стебля на примере ствола липы
Анатомия стебля интересна, она сложнее, чем у некоторых других органов растения, например, корня. Давайте возьмем для рассмотрения липу, — которая, кстати, имеет почти полсотни видов, не считая гибридных. Мы помним, что стебель увеличивается в длину благодаря верхушечным и вставочным образовательным тканям (меристеме), а в толщину — за счет камбия и феллогена (пробкового камбия). Проанализируем сначала первичное, а затем вторичное строение стебля (ствола) на примере липы.
Первичное строение стебля
1. Строение, называемое первичным, сохраняется у однодольных растений (пшеница, банан, орхидеи) на протяжении всего срока жизни. У двудольных, а также голосеменных стебель в процессе развития преобразуется и приобретает вторичное строение.
2. Верхушечная меристема побега внутри почки обеспечивает формирование первичной покровной ткани эпидермы или кожицы, — которой нет у более старых клеток.
3. В первичном строении стебля принято выделять первичную кору и центральный цилиндр.
4. Что включает первичная кора? Эпидерму, фотосинтезирующую ткань, колленхиму, паренхиму, а также особую внутреннюю часть первичной коры — эндодерму (в которой есть запас крахмала).
5. Активные клетки образовательной ткани основания зачатков листьев формируют прокамбий, который в свою очередь формирует, во-первых, первичную флоэму (луб) и второй тип проводящей ткани, первичную ксилему (древесину).
6. Отдельные клетки образовательной ткани дают начало перициклу, из которого в стебле образуются склеренхима и паренхима (основная ткань).
7. Базис центрального осевого цилиндра (стелы) формируют клетки перицикла (паренхима и склеренхима), проводящих тканей первичной флоэмы и ксилемы. Внутри стелы часто располагается сердцевина (паренхима).
Вторичное строение стебля
Ствол липы растет, изменяется. Сначала это тонкий светло-зеленый молодой прутик, который постепенно, за много десятков (а то и сотен) лет, становится могучим деревом. В процессе развития ствол приобретает вторичное строение. Рассмотрим его особенности.
1. Эпидерма (нежная и однослойная) заменяется перидермой, комплексом тканей, в основе которого лежит пробка.
2. Пробка — разрастается с годами, формируют ее мертвые клетки: плотные, наполненные воздухом. Как младенческая нежная кожа спустя 70 лет превращается у старика в морщинистую, грубую, «дубленую», так и тонкая кожица растения сменяется толстой рельефной пробкой на многолетних стеблях, и способна достичь полутора метров толщины — именно такую «шкуру» имеет пробковый дуб.
3. Корка — старые стебли покрываются многослойной пробкой в сочетании с другими отмершими тканями коры.
4. Итак, снаружи стебля вторичного строения мы обнаруживаем вторичную кору, которая включает в себя перидерму (в ее основе пробка), вторичную флоэму, остатки первичной коры и первичной флоэмы.
Изменения растений, позволившие им выйти на сушу
Следующая ступень в эволюции растений – выход на сушу – привел к очередному изменению их строения.
Первыми растениями, вышедшими на сушу, были примитивно устроенные ринио- и псилофиты. Их эволюция в дальнейшем была связана с освоением все новых и новых территорий. Адаптация к необычным условиям среды в итоге привела к формированию ныне существующего биоразнообразия споровых и семенных растений.
Давайте разберемся, какие же особенности строения появились у растений при изменении среды обитания с водной на воздушную.
Первостепенная задача, которую должны были решить растения – это проблема обезвоживания. В водной среде вода была доступна постоянно и омывала все тело, на воздухе же таких условий уже не было. Отсутствие воды не только негативно сказывалось на обычной жизнедеятельности растения, но и ограничивало размножение, ведь мужские гаметы водорослей могли добраться до женских только в водной среде.
В итоге у растений начали формироваться ткани и органы, которые начали отвечать за конкретные функции.
Покровная ткань препятствовала высыханию и защищала от внешних воздействий.
Проводящая ткань обеспечивала сообщение между разными органами растений, способствуя переносу необходимых веществ.
Механическая ткань выполняла опорную функцию. Лигнин, появившийся в клеточных стенках растений, обеспечил механическую устойчивость: растения могли принимать вертикальное положение.
Ткани формировали органы, также различающиеся по назначению: корни (у псилофитов они еще не были четко дифференцированы, присутствовали только ризоиды) удерживали растения в почве, а также всасывали из нее воду и минеральные вещества, в листьях происходил фотосинтез, по стеблю происходило передвижение веществ от листьев к корню и обратно.
Параллельно с вегетативными органами развивались и генеративные. Из одноклеточных примитивных «органов» полового размножения, характерных для большинства водорослей, у первых наземных растений появились более развитие многоклеточные архегонии и антеридии, это способствовало дополнительной защите половых клеток от высыхания. В жизненном цикле растений четко сформировалось разделение на споро- и гаметофит.
Растения, в жизненном цикле которых преобладает спорофит, в настоящее время господствуют на Земле. К ним относятся Папоротниковидные, Хвощевидные, Плауновидные, Голосеменные и Покрытосеменные.
Ткани Растений
Тканью называется группа клеток, структурно и функционально взаимосвязанных друг с другом, сходных по происхождению, строению и выполняющих определенные функции в организме. Ткани возникли у высших растений в связи с выходом на сушу и наибольшей специализации достигли у покрытосеменных, у которых их выделяют до 80 видов. Важнейшими тканями растений являются образовательные, покровные, проводящие, механические и основные.
Образовательные ткани
Образовательные ткани, или меристемы, являются эмбриональными тканями. Благодаря долго сохраняющейся способности к делению (некоторые клетки делятся в течение всей жизни) меристемы участвуют в образовании всех постоянных тканей и тем самым формируют растение, а также определяют его длительный рост.
Клетки образовательной ткани тонкостенные, многогранные, плотно сомкнутые, с густой цитоплазмой, с крупным ядром и очень мелкими вакуолями. Они способны делиться в разных направлениях.
По происхождению меристемы бывают первичные и вторичные. Первичная меристема составляет зародыш семени, а у взрослого растения сохраняется на кончике корней и верхушках побегов, что делает возможным их нарастание в длину. Дальнейшее разрастание корня и стебля по диаметру (вторичный рост) обеспечивается вторичными меристемами — камбием и феллогеном. По расположению в теле растения различают верхушечные (апикальные), боковые (латеральные), вставочные (интеркалярные) и раневые (травматические) меристемы.
Покровные ткани
Покровные ткани располагаются на поверхности всех органов растения. Они выполняют главным образом защитную функцию — защищают растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т. п. В зависимости от происхождения различают три группы покровных тканей — эпидермис, перидерму и корку.
Эпидермис (эпидерма, кожица) — первичная покровная ткань, расположенная на поверхности листьев и молодых зеленых побегов. Она состоит из одного слоя живых, плотно сомкнутых клеток, не имеющих хлоропластов. Оболочки клеток обычно извилистые, что обусловливает их прочное смыкание. Наружная поверхность клеток этой ткани часто одета кутикулой или восковым налетом, что является дополнительным защитным приспособлением. В эпидерме листьев и зеленых стеблей имеются устьица, которые регулируют транспирацию и газообмен растения.
Перидерма — вторичная покровная ткань стеблей и корней, сменяющая эпидермис у многолетних (реже однолетних) растений. Ее образование связано с деятельностью вторичной меристемы — феллогена (пробкового камбия), клетки которого делятся и дифференцируются в центробежном направлении (наружу) в пробку (феллему), а в центростремительном, (внутрь) — в слой живых паренхимных клеток (феллодерму). Пробка, феллоген и феллодерма составляют перидерму.
Рис. 1. Эпидерма листа различных растений: а—хлорофитум; 6 — плющ обыкновенный: в — герань душистая; г — шелковица белая; 1 — клетки эпидермы; 2 — замыкающие клетки устьиц; 3 — устьичная щель.
Рис. 2. Перидерма стебля бузины (а — поперечный разрез побега, б — чечевички): I—выполняющая ткань; 2 — остатки эпидермы; 3 — пробка (феллема); 4 — феллоген; 5 — феллодерма.
Клетки пробки пропитаны жироподобным веществом — суберином —и не пропускают воду и воздух, поэтому содержимое клетки отмирает и она заполняется воздухом. Многослойная пробка образует своеобразный чехол стебля, надежно предохраняющий растение от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Для газообмена и транспирации живых тканей, лежащих под пробкой, в последней имеются особые образования — чечевички; это разрывы в пробке, заполненные рыхло расположенными клетками.
Корка образуется у деревьев и кустарников на смену пробке. В более глубоко лежащих тканях коры закладываются новые участки феллогена, формирующие новые слои пробки. Вследствие этого наружные ткани изолируются от центральной части стебля, деформируются и отмирают, На поверхности стебля постепенно образуется комплекс мертвых тканей, состоящий из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. Толстая корка служит более надежной защитой для растения, чем пробка.
Проводящие ткани
Проводящие ткани обеспечивают передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ по растению. Различают два вида проводящей ткани — ксилему (древесину) и флоэму (луб).
Ксилема — это главная водопроводящая ткань высших сосудистых растений, обеспечивающая передвижение воды с растворенными в ней минеральными веществами от корней к листьям и другим частям растения (восходящий ток). Она также выполняет опорную функцию. В состав ксилемы входят трахеиды и трахеи (сосуды), древесинная паренхима и механическая ткань.
Рис. 3. Элементы ксилемы (а) и флоэмы (6): 1—5 — кольчатая, спиральная, лестничная и пористая (4, 5) трахеи соответственно; 6 — кольчатая и пористая трахеиды; 7 — ситовидная трубка с клеткой-спутницей.
Флоэма проводит органические вещества, синтезированные в листьях, ко всем органам растения (нисходящий ток). Как и ксилема, она является сложной тканью и состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами, паренхимы и механической ткани. Ситовидные трубки образованы живыми клетками, расположенными одна над другой. Их поперечные стенки пронизаны мелкими отверстиями, образующими как бы сито. Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат в центральной части цитоплазму, тяжи которой через сквозные отверстия в поперечных перегородках проходят в соседние клетки. Ситовидные трубки, как и сосуды, тянутся по всей длине растения. Клетки-спутницы соединены с члениками ситовидных трубок многочисленными плазмодесмами и, по-видимому, выполняют часть функций, утраченных ситовидными трубками (синтез ферментов, образование АТФ).
Ксилема и флоэма находятся в тесном взаимодействии друг с другом и образуют в органах растения особые комплексные группы — проводящие пучки.
Механические ткани
Механические ткани обеспечивают прочность органов растений. Они составляют каркас, поддерживающий все органы растений, противодействуя их излому, сжатию, разрыву. Основными характеристиками строения механических тканей, обеспечивающими их прочность и упругость, являются мощное утолщение и одревеснение их оболочек, тесное смыкание между клетками, отсутствие перфораций в клеточных стенках.
Механические ткани наиболее развиты в стебле, где они представлены лубяными и древесинными волокнами. В корнях механическая ткань сосредоточена в центре органа.
В зависимости от формы клеток, их строения, физиологического состояния и способа утолщения клеточных оболочек различают два вида механической ткани: колленхиму и склеренхиму.
Рис. 4. Механические ткани: а —уголковая колленхима; 6— склеренхима; в -— склереиды из плодов алычи: 1 — цитоплазма, 2 —утолщенная клеточная стенка, 3 — поровые канальцы.
Колленхима представлена живыми паренхимными клетками с неравномерно утолщенными оболочками, делающими их особенно хорошо приспособленными для укрепления молодых растущих органов. Будучи первичными, клетки колленхимы легко растягиваются и практически не мешают удлинению той части растения, в которой находятся. Обычно колленхима располагается отдельными тяжами или непрерывным цилиндром под эпидермой молодого стебля и черешков листьев, а также окаймляет жилки в листьях двудольных. Иногда колленхима содержит хлоропласты.
Склеренхима состоит из вытянутых клеток с равномерно утолщенными, часто одревесневшими оболочками, содержимое которых отмирает на ранних стадиях. Оболочки склеренхимных клеток обладают высокой прочностью, близкой к прочности стали. Эта ткань широко представлена в вегетативных органах наземных растений и составляет их осевую опору.
Основная ткань
Основная ткань, или паренхима, состоит из живых, обычно тонкостенных клеток, которые составляют основу органов (откуда и название ткани). В ней размещены механические, проводящие и другие постоянные ткани. Основная ткань выполняет ряд функций, в связи с чем различают ассимиляционную (хлоренхиму), запасающую, воздухоносную (аэренхиму) и водоносную паренхиму.
Рис. 5. Паренхимные ткани: 1—3 — хлорофиллоносная (столбчатая, губчатая и складчатая соответственно); 4—запасающая (клетки с зернами крахмала); 5 — воздухоносная, или аэренхима.
Клетки ассимиляционной ткани содержат хлоропласты и выполняют функцию фотосинтеза. Основная масса этой ткани сосредоточена в листьях, меньшая часть — в молодых зеленых стеблях.
В клетках запасающей паренхимы откладываются белки, углеводы и другие вещества. Она хорошо развита в стеблях древесных растений, в корнеплодах, клубнях, луковицах, плодах и семенах. У растений пустынных местообитаний (кактусы) и солончаков в стеблях и листьях имеется водоносная паренхима, служащая для накопления воды (например, у крупных экземпляров кактусов из рода карнегия в тканях содержится до 2—3 тыс. л воды). У водных и болотных растений развивается особый тип основной ткани — воздухоносная паренхима, или аэренхима. Клетки аэренхимы образуют крупные воздухоносные межклетники, по которым воздух доставляется к тем частям растения, связь которых с атмосферой затруднена
Вегетативные органы растений
Начнем с вегетативных органов, которые имеются у всех высших растений.
Строение любого органа можно объяснить выполняемой им функцией. Не стоит забывать об этом при изучении материала и при формулировании ответа на экзамене.
Корень
Корень – один из основных органов листостебельного растения, который выполняет функции прикрепления к субстрату и всасывания воды и минеральных веществ. Также в корне синтезируются некоторые витамины и другие полезные вещества, необходимые для растения, которые затем транспортируются по проводящей системе к стеблю и листьям. У многих растений корни также участвуют в вегетативном размножении. Видоизмененные корни выполняют особые функции, о них мы поговорим чуть позже.
Из сказанного выше можно сделать вывод, что корень не участвует в фотосинтезе. Это объясняет отсутствие в клетках корня хлоропластов.
Все корни растения можно разделить на главный, боковые и придаточные:
— главный корень развивается из зародышевого корешка
— боковые корни отходят от главного
— придаточные корни отходят от надземных органов растения – листьев и стеблей.
Все корни растения формируют его корневую систему. Существует два вида корневых систем: стержневая и мочковатая.
Мочковатая корневая система характерна для большинства однодольных растений, а стержневая – для двудольных.
В корне выделяют несколько зон, каждая из которых имеет определенное строение и, соответственно, выполняет определенную функцию. Давайте разберемся с каждой зоной по порядку, начиная снизу.
1) Корневой чехлик. Чехлик покрывает самую нижнюю зону корня – зону деления – и защищают ее молодые клетки от влияния твердой почвы. Также клетки чехлика продуцируют слизь, которая облегчает рост корня в почве и создает благоприятную среду для поселения на нем бактерий-симбионтов.
2) Зона деления включает в себя интенсивно митотически делящиеся клетки.
3) Сразу за зоной деления расположена зона роста. Клетки, образованные в зоне деления, мигрируют в зону роста для дальнейшего развития. Увеличение размеров именно этих клеток определяет рост корня в длину.
4) Зона всасывания (зона корневых волосков) начинается над зоной роста (растяжения). Клетки зоны всасывания дифференцируются из клеток зоны роста.
Часть наружных клеток этой зоны имеет специфические выросты – корневые волоски, которые активно всасывают воду и минеральные вещества из окружающей среды, а затем переводят ее внутрь корня, к образованиям проводящей системы корня для дальнейшего транспорта. Корневые волоски живут недолго – около 10 дней – и постоянно обновляются. Более того, по мере роста корня увеличивается и длина зоны всасывания, то есть эта зона постоянно перемещается вглубь и в стороны за растущими корнями, что обеспечивает увеличение поверхности всасывания.
5) Зона проведения плавно переходит в стебель растения. В этой зоне продолжают свой путь проводящие структуры: по флоэме органические вещества, образованные в листьях в результате фотосинтеза, мигрируют вниз к стеблю и корню, по ксилеме вода и минеральные вещества поступают вверх, от корня к стеблю и листьям.
У некоторых растений корни приспособились к выполнению дополнительных функций из-за особенностей условий среды, в которой они проживают.
Стебель
Стебель – осевая часть побега, состоящая из узлов и междоузлий.
Узлом называют часть побега, из которой выходят один или несколько листьев, находятся боковые почки или образуются придаточные корни. Междоузлием называют часть побега между двумя узлами. У одних растений узлы выражены хорошо: бамбук, гвоздика, у других – слабо: огурцы, томаты.
Стебель выполняет две основные функции, которые определяют его строение. С одной стороны, выполняя опорную функцию, он обеспечивает устойчивость растения, а также способствует созданию оптимального расположения листьев для фотосинтеза, поэтому в стебле очень хорошо развита механическая ткань. С другой стороны, он является посредником между корнем и листьями: за счет проводящей ткани он транспортирует вещества в оба направления. Молодые стебли также могут фотосинтезировать, а в многолетних стеблях откладываются питательные вещества. Стебли растений-суккулентов (кактус, молочай), накапливают воду специальных вместилищах, что позволяет им жить в крайне сухих местах. (некоторые суккуленты накапливают влагу в листьях: алоэ, агава).
Форма стебля может быть чрезвычайно разнообразна: они могут быть прямостоячими, стелющимися, вьющимися и лазящими.
Рост стебля в высоту обеспечивает верхушечная почка, в толщину – камбий. Необходимо знать строение стебля в разрезе. Наиболее хорошо оно прослеживается в стволах деревьев.
1. Самый внутренний слой дерева – сердцевина. Он состоит из молодых живых клеток, способных накапливать питательные вещества.
2. Вокруг сердцевины расположена древесина (ксилема), которая занимает до 90% толщины дерева. В ее состав входят сосуды, транспортирующие воду и минеральные вещества от корней вверх, механические волокна и паренхима.
На спиле ствола в древесине можно различить годичные кольца. Каждое кольцо образуется за год жизни дерева. Рост дерева в толщину происходит за счет камбия, его клетки делятся и мигрируют вглубь.
3. Камбий производит различные типы клеток в зависимости от времени года . Весной, в период наиболее активного роста, образуются крупные клетки и сосуды, к осени рост замедляется, клетки становятся более мелкими, зимой деление клеток камбия полностью прекращается. За счет разности плотности образующихся слоев и их чередования и можно увидеть знакомый рисунок: на спиле дерева видны светлые и темные полосы. По количеству этих полос определяют возраст дерева (1 годичное кольцо = 1 светлая + 1 темная полоса = 1 год). Помимо возраста дерева, на спиле можно также оценить и погодные условия, в которых оно росло: чем толще годичное кольцо, тем лучше жилось дереву в этот год – было много питательных веществ и достаточно солнечного света для синтеза необходимых веществ. Если кольца тонкие, можно предположить, что в этом году дерево переживало неблагоприятные условия.
На представленном рисунке видно, что в течение года камбий продуцирует разные клетки (крупные «весенние» клетки – светлый слой, мелкие «осенние» — темный), а также заметна разница в толщине годичных колец.
Не путайте! Годичные кольца – части древесины, хоть и состоят из клеток, образованных камбием.
4. Самый наружный слой дерева – кора. Он также образуется из клеток камбия, но в этом случае они мигрируют не внутрь, а наружу. Из них образуется луб, состоящий из трех основных элементов: ситовидных трубок (проводящая ткань), по которым транспортируются органические вещества, полученные в результате фотосинтеза, от листьев к корню, лубяные волокна (элементы механической ткани), а также элементы основной (запасающей) ткани, в которой запасаются питательные вещества. Хоть рост коры и происходит параллельно с ростом древесины, кора утолщается не значительно. Это объясняется тем, что, во-первых, рост ее клеток происходит более медленно, а во-вторых, часть наружных клеток коры превращаются в пробку или корку.
Таким образом, кора включает в себя практически все виды тканей: покровную, механическую, проводящую и основную (запасающую).
Лист
Лист – орган растения, отходящий от стебля и выполняющий следующие функции:
— фотосинтез (образование органических веществ из неорганических на свету)
— транспирация (испарение влаги)
— газообмен (выделение и поглощение газов – О2 и СО2).
Листья могут иметь чрезвычайно разнообразную форму и размеры. У двудольных листья могут быть либо сидячими (отходят от стебля), либо черешковыми (черешок отходит от стебля и переходит собственно в листовую пластинку). У однодольных листья часто охватывают стебель. Листья делят и по многим другим критериям: по расположению на стебле (очерёдное, попарное и мутовчатое), по количеству листовых пластин на одном черешке (простые и сложные), по форме (овальные, линейные, копьевидные и тд).
Для экзамена наиболее важна классификация листьев по принципу жилкования. Для однодольных растений наиболее характерно параллельное или дуговое жилкование, для двудольных – сетчатое (перистое, пальчатое).
Жилки листа – система проводящих пучков, связывающих лист в единое целое, составляющих опору для мякоти листа и соединяющие его со стеблем. Жилкование – принцип расположения жилок в листе. При перистом жилковании четко видна главная жилка, от которой отходят боковые, при пальчатом – есть несколько крупных жилок, от которых также отходят более мелкие боковые. При параллельном и дуговом жилковании вдоль пластинки проходят несколько одинаковых жилок.
Необходимо знать внутреннее строение листа и функцию каждой его составляющей части.
Итак, с двух сторон лист покрыт кожицей. Она защищает лист от избыточной потери влаги, колебания температур и механических повреждений. Листья, находящиеся под палящим солнцем (обычно у растений, обитающих в пустыне), для дополнительной защиты от чрезмерного испарения имеют восковой налет или опушение на верхней поверхности листа. Нижняя кожица всех листьев отвечает за транспирацию и газообмен. Расположенные в ней устьица открываются и закрываются в зависимости от времени суток и необходимости сохранения или испарения воды. Устьица располагаются именно на нижней стороне листа не случайно: во-первых, эта сторона листа меньше нагревается, поэтому потеря воды происходит более медленно и находится «под контролем», во-вторых, это объясняется тем, что СО2, который растения поглощают для фотосинтеза, производится в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, а также в результате дыхания корней растений. То есть растениям интересен именно «почвенный» углекислый газ, и его выгоднее поглощать той стороной листа, которая ближе к почве.
Основная часть листа (мякоть) образована зелеными (фотосинтезирующими) клетками. В верхнем слое они расположены столбиками, в нижней части напоминают губку. Эта часть отвечает за самую главную функцию листа – синтез органических веществ из неорганических благодаря наличию в ней большого число хлоропластов. Примерно 80% всех хлоропластов листа сконцентрировано в столбчатой фотосинтезирующей ткани.
Как мы уже говорили, жилка листа выполняет различные функции, что отражает ее сложное строение. Волокна механической ткани позволяют ей создавать каркас для всей мякоти листа. Именно с помощью этого каркаса лист может располагаться в определенной плоскости для обеспечения максимальной инсоляции. По ситовидным трубкам флоэмы органические вещества транспортируются от листьев к корню. По сосудам ксилемы к листу от корня доставляются вода и минеральные вещества.
Видоизмененные листья
В ходе эволюции листья некоторых растений приспособились к выполнению дополнительных функций помимо тех, что были перечислены выше. Соответственно изменилось и их строение и внешний вид.
Побег
Побег – наземная часть растения, состоящая из стебля и листьев, а также несущая на себе почки.
Строение стебля и листьев мы уже обсудили, сейчас нам предстоит обсудить узнать все необходимые данные о строении и функции различных видов почек.
Почка – зачаточный побег с очень укороченными междоузлиями. Почки делят по назначению и по расположению.
По назначению выделяют вегетативные и генеративные почки. Они отличаются как по внешнему виду, так и по внутреннему строению.
Вегетативную почку легко узнать по заостренному кончику и вытянутой форме. В этой почке находятся зачатки листьев и стебля, а также так называемый конус нарастания – место, за счет которого происходит рост почки и на месте которого при прорастании этой почки появится новая.
Генеративная почка несет в себе помимо зачаточного стебля и листьев также и зачаточные цветки. Внешне эти почки более крупные, чем вегетативные, имеют округлую форму и сглаженную верхушку.
Поскольку почки очень важны для роста растения, их защите уделяется много внимания: снаружи они покрыты очень плотными почечными чешуями. Основная их задача – уберечь конус нарастания и зачаточные листья от резких перепадов температур и других неблагоприятных условий внешней среды. Почки достаточно часто бывают покрыты смолой, опушены, что способствует дополнительной защите. Весной, когда наступают благоприятные условия – увеличивается длина светового дня, повышается температура — почки активизируются, набухают. Начинается активное деление клеток конуса нарастания, постепенно увеличивается длина стебля, почечные чешуи раздвигаются и становятся видны листья, которые тоже растут. Таким образом, происходит развитие побега.
Почки, расположенные на вершине побега, называют верхушечными. Они обеспечивают рост растения в высоту. В пазухах листьев располагаются боковые (или пазушные) почки, они отвечают за ветвление побегов и разрастание растения.
Видоизмененные побеги
Достаточно часто у растений можно встретить видоизмененные побеги. Их строение по принципу соответствует строению обычного побега, однако внешне они не похожи на стебель с листьями. Поскольку мы знаем, что строение соотносится с выполняемыми функциями, мы можем предположить, что видоизменение побега привело к появлению у него дополнительных функций.
Корневище – видоизмененный подземный побег. Так как он расположен в почве, его иногда путают с корнем, однако он имеет отличительные от корня черты: расположен обычно горизонтально, имеет чешуевидные листья, от него отходят почки. Внутреннее строение корневища подобно строению стебля, корневой чехлик, естественно, отсутствует.
Корневище – зимующий орган растения. Каждую весну из его почек на поверхность выходят молодые зеленые побеги, которые отмирают к осени. Распространение таких растений при помощи корневища происходит следующим образом: по мере роста корневище достигает все новых и новых территорий, связь между различными его участками при этом может нарушаться (старые участки корневища отмирают). В итоге из одного растения формируются несколько обособленных.
Луковица – видоизмененный подземный побег, образованный сочными листьями, прикрепленными к короткому стеблю. В сочных листьях накапливаются питательные вещества, от стебля отходят придаточные корни. На верхушке стебля, как и у обычного побега, развивается верхушечная почка. Боковые почки дают рост новым луковицам – деткам, с помощью которых многие луковичные растения размножаются.
Клубень – надземный или подземный видоизмененный побег с сильно расширенным стеблем, в котором накапливаются питательные вещества. Наиболее хорошо известен подземный клубень картофеля. Он развивается как утолщение тонкого безлистного также подземного побега – столона. Столоны нужны для разнесения молодых клубней от материнского растения. На клубне развиваются боковые и верхушечные почки, называемые глазками.
Видоизмененными побегами также являются: кочан капусты, усы земляники (не путать с усиками гороха – они являются видоизмененными листьями и выполняют другую функцию), колючки боярышника (хотя у большинства растений колючки являются видоизменением листьев). Отдельно стоит отметить шишку, она тоже является видоизмененным побегом.
Мы продолжаем рассматривать стебель в рамках нашего наше изучения ботаники к егэ по биологии и продолжаем с классификации.
Классификация стеблей:
- По форме поперечного сечения
– цилиндрические;
– трехгранные (осоки);
– четырехгранные (крапива);
– многогранные (укроп).
2) по степени одревеснения
– травянистые (травы);
– деревянистые ( лианы, кустарник, деревья)
3) по расположению в пространстве
– прямостоячие;
– вьющиеся;
– цепляющиеся;
– лазающие;
– приподнимающиеся;
– ползучие;
– стелющиеся;
– плавающие.
Строение в поперечном разрезе
Первый слой – кора- включает:
– кожицу;
– чечевички (для дыхания);
– слой зеленых клеток;
– пробку (мертвые клетки, оболочки пропитаны лигнином);
-твердый луб;
– волокна;
-мягкий луб.
Далее следует слой камбия
Слой древесины состоящий из годичных колец и ЗПВ. И потом непосредственно сама сердцевина.
Заболонь – молодая часть древесины, располагающаяся ближе к камбию и наиболее уязвимая.
Камбий –образовательная ткань за счет которой стебель растет в толщину. В зимний период пребывает в покое.
Камбий и перицикл – вторичные меристемы, а апексы корня и стебля – первичные.
Годичное кольцо – это образовавшиеся клетки древесины за один вегетационный период.
Видоизмененные побеги
- Надземные
– усы (земляника)
– колючка
– укороченные побеги (несут розетки листьев (одуванчик), несут розетки цветков, для уплотнения кроны (тополь)).
– стебли суккулентов –растут в дефиците воды. Типичный представитель –кактус. Его колючки – это видоизмененные листья, а стебель выполняет роль фотосинтеза и накопителя воды и питательных веществ.
2. Подземные побеги
– клубни (разросшиеся верхушки столонов. Доказывают стеблевое происождение почки и листьев.
– луковица. Имеет несколько слоев: сухие чешуи, сочные чешуи,почки, донце, придаточные корни. Чешуи – это видоизмененные листья, а донце –видоизмененный стебель.
– корневище (служат для накопления питательных веществ и вегетативного размножения).
Лист
Обратите внимание, в егэ по биологии задания на определение формы листовой пластины и жилкования встречаются очень часто. Поэтому рекомендуем вам очень внимательно изучить материал.
Лист (folius)- боковой вегетативный орган растения, главная функция которого фотосинтез.
Лист несет определенные функциональные нагрузки:
- фотосинтез;
- транспирация;
- накопление питательных веществ (капуста, лук);
- накопление воды (алое)
- укрепление слабого стебля (горох);
- газообмен;
- защита (кактус, барбарис);
- удаление продуктов распада (в период листопада);
- для поедания насекомых (росянка);
- органы вегетативного размножения.
Листья имеют ограниченный рост. Последним заканчивает рост черешок. Настии – сложные движения растений, происходящие по разным причинам. К примеру, гипонастии (заворачивание листьев вверх), никтинастии (закрывание венчика цветка), эпинастии (изгибание вниз), сейсмонастии (закрывание листьев при прикосновении).
Тропизмы – более простые формы движения за счет роста клеток.
Классификация листьев
Листья классифицируются по количеству листовых пластин (бывают простые – на неразветвленном черешке расположена одна листовая пластина, – и сложные – на разветвленном черешке несколько листовых пластин. Сложные пластины в свою очередь подразделяются на пальчатые и перистые. Перистые делятся на парноперистые и непарноперистые)
Строение простого листа:
- Верхушка
- Центральная жилка
- Боковые жилки
- Листовая пластина
- Основание листовой пластины
- Влагалище
- Прилистники
- Основание листа
Следующая классификация по форме листовой пластины. Формы бывают игольчатые, линейные, ланцетные, яйцевидные, сердцевидные, стреловидные, почковидные.
Классификация по краю листовой пластины – цельнокрайние и городчатые.
По степени изрезанности листовой пластины бывают цельные и лопастные, раздельные и рассеченные
По продолжительности жизни – листопадные и вечнозеленые.
Жилкование
Жилкование бывает сетчатое (класс Двудольные, исключения подорожник, вороний глаз), дуговое (класс Однодольные), параллельное (класс Однодольные), дихотомическое (гинко билоба)
Явление листопада
Листопад –приспособление растений для уменьшения испарения воды зимой. Сопровождается разрушением хлорофилл, образованием отдельного слоя между стеблем и черешком, избавление растения от продуктов распада.
Листья обладают присасывающей силой. Благодаря которой вода поднимается на большую высоту. Одни молекулы испаряются и их место занимают другие.
Листовая мозаика – приспособление для равномерного освещения всех листьев. На одном растении могут быть разные формы листьев (нижние, верхние, средние)
Видоизменение листьев
- Усики ( горох, чечевица).
- Чешуйки (у почек на корневищах, у аспарагуса на стебле) –функция для уменьшения испарения, защитная функция.
- Колючки (барбарис, кактус)
- Филлодии – разрастание черешка с целью накопления веществ.
Цветок
Тема, включающая понятие цветок в егэ по биологии будет в основном обыграна в 9 заднии.
Цветок (flos) – видоизмененный укороченный побег приспособленный к образованию гамет и опылению. Тычинки, пестик и лепестки – видоизмененные листья, а цветоножка и цветоложе –видоизменённый стебель.
Все тычинки в цветке образуют андроцей (мужские органы), а пестик или их совокупность образует гинецей (женские органы)
Белый цветок – цветок без околоцветника (напомним, что околоцветник представляет собой совокупность всех чашелистиков и всех лепестков, образующих венчик).
Все части цветка, за исключением тычинок и пестика – стерильны и защищают фертильные органы. По сочетанию фертильных элементов цветки подразделяются на разнополые и обоеполые. По сочетанию на растении разнополых цветков выделяют двудомные и однодомные растения.
Гаметогенез –образование гамет. Сперматогенез – образование мужских гамет.
Что из себя представляет тычинка7 Тычиночная нить на конце заканчивается пыльником представляющий собой пыльцевые мешки со связником. В пыльцевых мешках содержатся пыльцевые зерна, расположенные внутри гнездовых камер. Совокупность этих зерен именуется пыльцой. Пыльцевое зерно включает оболочку экзину внутри которой содержатся вегетативные и генеративные клетки. Из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, а из каждой генеративной – по сперме.
Семяпочка – многоклеточное образование растения из которого образуется семя. Основные части семяпочки: ядро семяпочки (нуцеллус), интегумент, семяножка.
Типы завязи
Верхняя завязь (лежит на цветоложе)
Нижняя завязь
Полунижняя завязь.
Пестик образуется из плодолистиков
Апокарный гинецей образован одним или несколькими плодолистиками (несросшимися)
Синкарпный – образован сросшимися плодолистиками.
Соцветие – группа цветков, расположенных в определенном порядке. Служат для привлечения насекомых и распространение пыльцы ветром.
Родоначальник всех соцветий – кисть.
Простые соцветия включают в себя кисть, щиток, сережку, колос. Бывают с видоизменённой осью (головка, клевер, початок, корзинка)
Сложные соцветия – расположенные в определенном порядке простые соцветия. Представлены в виде сложной кисти, сложного зонтика, сложного колоса.
Опыление – процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Пыление подразделяется на самоопыление (в пределах одного растения) и перекрестное опыление.
Искусственное опыление производится человеком для селекции и при плохой погоде.
Оплодотворение – слияние половых клеток. У цветковых растений оплодотворение двойное (открыл Новашинг в 1898 году). Преимущество двойного оплодотворения состоит в том, что образуется ЗПВ.
После оплодотворения из зиготы образуется зародыши:
Из триплоидной клетки –эндосперм, синергиды и антиподы дегенерируют. Нуцеллус идет на питание зародыша на ранних этапах развития. Из интегументов образуется кожура семени. Из разрастающихся стенок завязи образуется плод, а фуникулус остается семяножкой.
Плод – орган, образованный для защиты и распространения семян. Настоящие плоды образуются только из стенок завязи. Дополнительно в образовании цветка принимают участие другие части цветка, зачастую цветоложе.
Строение плода на примере костянки
Внешний слой плода представлен экзокарпием (кожица плода, далее идет слой мезокарпия (мякоти), после чего уже непосредственно косточка (эндокарпий) и в этой косточке расположено само семя.
Сухие плоды (мезокарпий сухой):
- Односемянные (зерновка, плод в виде сросшегося околоплодника с семенной кожурой, плод является самим семенем, семянка, кожистый околоплодник и семя, орех, одревесневший околоплодник )
- Многосемянные (коробочка, боб, стручок.
Сочные плоды
- Односемянные (костянка)
- Многосемянные (сборная костянка, например малина, сборная семянка например клубника, яблоко, тыква, померанец)
Распространение плодов и семян
- Зоохория(животными);
- Автохория (самостоятельное);
- Гидрохория;
- Анемохория (ветром).
Перенос пыльцы
- Насекомыми. Признаки насекомоопыляемых растений: яркий венчик, наличие нектарников, аромат, большое количество пыльцы.
- Ветром. Признаки анемофильных растений: околоцветник простой, невзрачный или голые цветки, пыльцы много, но мелкой и сухой, тычиночные нити длинные, пестик с мохнатым рыльцем или сидячий, цветут до распускания листьев, растут скоплениями.