Строение и виды растений
1. Царство растений. Общая характеристика
Царство растений включает более 500 тысяч видов.
– растения способны к фотосинтезу;
– клетки растений покрыты плотной целлюлозной оболочкой;
– у растений наблюдается высокая расчлененность тела;
– существуют некоторые ограниченные движения, но в целом неподвижны;
– размножаются при помощи спор, семян и вегетативных органов;
– запасным питательным веществом растений служит крахмал;
– в жизни любого растения происходит чередование поколений.
Делится на подцарства: Багрянки, Настоящие водоросли, Высшие растения.
Низшие растения (Багрянки и Настоящие водоросли):
– не имеют органов и тканей;
– обитают чаще всего в воде;
– размножаются неподвижными спорами или подвижными зооспорами.
Высшие растения – это:
– наземные растения;
– тело их расчленено на органы и ткани;
– вегетативные органы выполняют функции обмена веществ и питания;
– у голосеменных и покрытосеменных особый орган полового размножения – семя.
Роль растений в природе и жизни человека
1. Обогащают атмосферный воздух планеты кислородом.
2. Ими питаются многие живые организмы.
3. Они являются строительным материал и энергетическим ресурсом, сырьем для производства лекарств, тканей.
4. Очищают воздух от пыли и вредных газов, влияют на микроклимат.
5. Приглушают вредные индустриальные шумы, снимают нервное напряжение.
6. Убивают бактерии.
7. В зарослях растений живут многие животные.
Наука, изучающая растения, называется ботаникой.
2. Органы растения: корень
Корень – это орган растения, обладающий неограниченным верхушечным ростом, имеющий радиальное строение и не несущий листьев.
Корни удерживают растение в почве. Через корни растение получает из почвы воду и минеральные вещества. Корни растения образуют корневую систему.
Главный корень развивается из корешка зародыша. Придаточные корни отрастают от стебля, боковые корни – от главного и придаточных.
Корневые системы:
1) Стержневая
– хорошо развит главный корень;
– характерна для двудольных растений (одуванчик, морковь).
2) Мочковатая
– главный корень не выделяется среди придаточных;
– характерна для однодольных растений
Главные функции корня – всасывающая и опорная.
Дополнительные функции – является органом вегетативного размножения, осуществляет синтез органических веществ или запасает питательные вещества.
3. Органы растения: лист
Лист – боковой вегетативный орган растения.
Лист состоит из листовой пластинки, черешка и основания. Листья, не имеющие черешка, называют сидячими (злаки).
На листовой пластинке заметны многочисленные жилки. Их функции – проводящая и механическая.
Листья бывают:
– простые (край листовой пластинки или ровный, или зубчатый, или пильчатый, или выемчатый).
– сложные (черешок разветвленный и на нем сидят несколько листовых пластинок).
Листорасположение: очередное, супротивное и мутовчатое.
Сверху и снизу лист покрыт эпидермисом (кожица). Эпидермис защищает растение и регулирует газообмен. В эпидермисе есть специальные образования – устьица, служащие для регулярного испарения и газообмена.
Между двумя слоями эпидермиса лежит основная ткань листа – зеленые клетки или паренхима. Основная функция этих клеток – фотосинтез. В паренхиме проходят сосуды, волокна и ситовидные трубки, через которые осуществляется минеральное питание.
Растение, благодаря листьям, обеспечивают условия полноценной жизни всем анаэробным организмам на планете, поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
Для растений характерен газообмен (ночью поступает кислород в растение, а днем он его выделяет). Помимо кислорода в листьях на свету образуется сахар, который затем превращается в крахмал.
4. Органы растения: побег
Побег – стебель, с расположенными на нем листьями и почками. Это основная часть растения, состоящая из узлов и междоузлий, которая растет в длину за счет верхушечных и вставочных меристем (образовательная ткань).
Функции стебля:
– проведение водных растворов из корня в листья и обратно;
– увеличение поверхности растения путем ветвления;
– образование листьев и цветков;
– накопление питательных веществ;
– вегетативного размножения;
– опорная
Место прикрепления листьев и почек к стеблю – узел. Участок стебля, расположенный между узлами – междоузлие. Почка – это зачаточный побег.
По расположению почки делятся на:
– верхушечные, за счет которых удлиняется стебель,
– пазушные,
– придаточные.
Бывают:
– вегетативные – состоят из придаточного стебля, чешуи, зачаточных листьев и конуса нарастания
– генеративные – состоят из зачаточного стебля, чешуи и зачатка цветка или соцветия.
Внутреннее строение стебля:
– на поверхности среза различается кора, состоит из пробки и луба.
– глубже находится древесина – основная ткань, в центре – рыхлая сердцевина.
Между корой и древесиной находится камбий – образовательная ткань, от которой зависит утолщение стебля. Пробка защищает глубже лежащие клетки стебля от излишнего испарения, в ней осуществляется газообмен. Через луб перемещаются растворы органических веществ. Древесина основная часть ствола дерева. В состав древесины входят длинные трубкообразные сосуды. Все слои клеток древесины, образовавшиеся за год, составляют годичное кольцо прироста. Сердцевина состоит из крупных клеток с тонкими оболочками.
5. Органы растения: цветок
Цветок – орган семенного размножения. Это укороченный, видоизмененный побег, развивается из почки. В цветке формируются половые клетки – гаметы и происходит опыление и оплодотворение.
Цветы:
– обоеполые (яблоня) – есть и тычинки и пестики;
– однополые (ива) – только с мужскими или женскими органами;
Главные части цветка – это пестики и тычинки. Тычинка состоит из тычиночной нити и двух пыльников. В пыльниках происходит созревание пыльцы. Пестик состоит из расширенной части – завязи и суженной – столбика с рыльцем. В завязи находится семизачаток.
Опыление цветковых: ветром, насекомыми, искусственным путем.
Некоторые цветки сгруппированы в соцветие. Соцветие – это совокупность цветков, сгруппированных в определенном порядке. Они бывают простые и сложные.
Роль соцветий у растений, опыляемых насекомыми, состоит в том, что собранные в группы цветы лучше привлекают насекомых. Для ветроопыляемых растений соцветие повышает вероятность попадания пыльцы на рыльце пестика.
6. Органы растения: плод
Назначения плода: предохранение семян и способствование распространению. Стенки плода называют околоплодником.
Плоды:
1. Настоящие (плод образован только одним пестиком). Пример: вишня.
2. Ложные (в образовании плода принимают участие цветоложе или околоцветник). Настоящие: простые (образуются из цветков с одним пестиком – боб, пшеница) и сложные (из цветков, имеющих несколько пестиков – малина, ежевика).
Выделяют две большие группы плодов: сухие и сочные.
Сухие:
– Раскрывающиеся (многосемянные)
– Боб – одногнездный плод, содержащий много семян, располагающихся на стенках плода (горох, боб, фасоль, желтая акация).
– Стручок – двухгнездный многосемянный плод, у которого семена прикрепляются к перегородке, идущей вдоль плода (капуста, репа, горчица).
– Коробочка – образована двумя или несколькими плодолистиками, содержит много семян (мак, белена, тюльпан, лилия).
– Сухие нераскрывающиеся (односемянные)
– Орех. Околоплодник сухой, твердый, деревянный (лещина, желудь, дуб).
– Зерновка. Околоплодник срастается с оболочкой семян (рожь, ячмень, пшеница).
– Семянка (подсолнечник, ромашка, одуванчик).
Сочные:
– Ягода – многосемянной плод с сочными слоями околоплодника. Наружный слой – кожистый (смородина, крыжовник, томат, виноград).
– Ягодообразные – тыквина (тыква, дыня), померанец (апельсин, лимон, мандарин).
– Костянка – сочные односемянные плоды (вишня, слива, абрикос, персик, миндаль).
Сборные сложные плоды:
– Сложная костянка (малина, ежевика).
Пути распространения:
– Самосбрасывание (боб, стручок);
– Распространение ветром (одуванчик, клен, сосна, ель, липа);
– Распространение водой (осоки, ирис, кокосовая пальма);
– Распространение животными (череда, лопух, репейник).
7. Органы растения: семя
Семя – зачаточное растение. Развивается из семизачатка.
Семя однодольных снаружи одето околоплодником, который плотно сросся с семенной кожурой, зародыш имеет маленький корешок, стебелек и почечку.
У двудольных одна из сторон семени выпуклая, другая вогнутая. Снаружи блестящая гладкая семенная кожура. Под ней – зародыш, состоящий из двух семядолей и расположенных между ними корешка, стебелька и почечки.
После периода покоя начинается прорастание семени. Для семян каждого вида растения условия прорастания различны.
Температуры, при которых могут прорастать различные семена, колеблются от +5 до +40° С. Прорастающее семя активно дышит. Необходимое условие – наличие воды. На первых этапах, до развития листьев зародыш питается исключительно запасом питательных веществ. Это в основном липиды, белки. Рост собственно зародыша идет за счет деления клеток и увеличения их размеров. Первым видимым признаком прорастания является появление первичного корешка. Он растет по направлению силы тяжести, укореняя растение в земле.
8. Царство бактерий. Общая характеристика
Известно около 2500 видов. Имеют клеточное строение, но не имеют ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы. Бактерии по форме бывают: шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы), в виде цепочки (стрептококки), в виде гроздей (стафилококки).
Большинство не содержит хлорофилла и питается готовыми органическими веществами – гетеротрофно. По способу добычи пищи гетеротрофные делятся на три группы: паразиты, сапрофиты и симбионты.
Освоили все среды обитания. Живут практически везде: в почве, в пыли, в воздухе, в воде, на теле животных, внутри живых организмов.
Размножаются каждые 20–30 минут.
Имеют очень важное значение для человека.
При жизнедеятельности почвенных бактерий происходит образование гумуса, который представляет собой разложившееся органическое вещество, содержащее все необходимые вещества для жизни растений.
Для очистки сточных вод применяются микроорганизмы, которые в короткие сроки могут перевести большинство органических соединений в неорганические.
В кишечнике многих животных и человека обитает микрофлора, которая способна переваривать потребляемую организмом пищу и синтезируют витамины (бактерии симбионты).
Путем брожения человек может получать различные вещества, например, уксусная кислота, силос, спирт, кисломолочные продукты.
Производство антибиотиков. Эти вещества выделяются некоторыми бактериями и грибами. Они вызывают угнетение жизнедеятельности других бактерий.
Производство кормового белка.
Производство ферментов и генная инженерия. Возможность промышленно производить инсулин, получать спирты, органические кислоты, полимерные вещества.
Биологические методы борьбы с вредителями, различные бактерии могут заражать и вызывать гибель вредителей сельского хозяйства.
9. Царство грибов. Общая характеристика
Различаются по форме и размерам. Тело состоит из тонких нитей – гифов, образующих грибницу (мицелий). Царство грибов делится на подцарства: низшие (тело состоит из одной клетки) и высшие (многоклеточный мицелий).
По способам питания: паразитические, шляпочные и плесневые.
Шляпочные грибы – лисички, мухоморы, белые, грузди.
Плесневые – мукор и пеницилл, развиваются на пищевых остатках, в почве, навозе, на плодах. Пеницилл вырабатывает вещества, губительно действующие на бактерии. Их выделяют и используют для лечения воспалительных заболеваний. К этой же группе относятся дрожжи – одноклеточные грибы, это используется в хлебопечении.
Паразитические – живут и питаются за счет живых организмов.
Для жизни грибов необходима теплая, влажная среда.
Размножение грибов:
– Бесполый. Происходит при помощи спор, которые созревают в трубочках или на пластинках шляпки. Высыпаются и разносятся ветром. Во влажной почве прорастают.
– Вегетативный. Размножение происходит частями грибницы.
– Половой. Состоит в слиянии половых клеток – мужских и женских – гамет, образуется зигота, из которой формируется плодовое тело гриба.
Полезное значение грибов:
– оказывают влияние на формирование почвы (сапрофитные грибы вместе с почвенными бактериями);
– применяются для очистки сточных вод;
– применяют в бродильном производстве;
– сыр – это продукт одновременной работы бактерий и различных видов грибов.
– получение антибиотиков;
– являются наиболее удобными объектами для генетических исследований и генной инженерии;
– являются дешевым источником кормового белка.
Вредное значение: грибы, поселяясь на продуктах питания и различных органических материалах, могут вызвать их порчу, являются также возбудителями различных заболеваний.
10. Царство растений. Водоросли
Водоросли – обитатели воды. Они живут в водоемах с красной водой, соленой, а есть и такие, которые живут на коре деревьев.
Водоросли:
– одноклеточные (хламидомонада, хлорелла)
– многоклеточные (улотрикс, спирогира).
Группа водорослей содержит отделы: Зеленые, Бурые, Красные. Водоросли являются производителями первичного органического вещества. Водоросли поддерживают уровень кислорода в атмосфере. Из водорослей получают множество химических веществ, необходимых человеку:
– альгинаты;
– агар;
– кизельгур;
– ламинария используется в пищу, порфира – настоящий деликатес;
– одноклеточная водоросль – хлорелла использовалась в качестве лабораторного объекта в космических исследованиях.
Человек использует водоросли в хозяйстве, употребляет их в пищу.
Кроме пользы водоросли могут наносить определенный вред, например при разложении остатков в водоеме накапливается огромное число аэробных бактерий, которые приводят к резкому истощению запасов кислорода в воде. В результате начинается гибель всех других организмов водоема.
11. Царство растений. Лишайники
Лишайники разнообразны по внешнему виду и окраске. Они бывают кустистые, листоватые и накипные.
Тело лишайника – слоевище – единый организм, состоящий из гриба и водоросли, живущих в симбиозе. На грибных нитях иногда появляются присоски, которые проникают внутрь клеток водоросли.
Лишайники впитывают влагу всей поверхностью тела, главным образом влагу дождей, росы, туманов. Это позволяет поселяться им на голых, бесплодных скалах, на поверхности стекла, на крышах, в пустынях, везде, где есть свет. Без света фотосинтез в клетках водоросли не идет и лишайник погибает.
Размножение вегетативное (кусочками слоевища или группами клеток гриба и водоросли). Возможно самостоятельное размножение симбиотического гриба спорами.
Лишайники – индикаторы чистоты воздуха, корм для оленей, сырье для химической промышленности, некоторые можно употреблять в пищу.
12. Царство растений. Мхи
Многолетние растения, низкорослые, тело – таллом покрыто узкими зелеными листьями, корней нет. Приспособлены к обитанию во влажных местах и прикрепляются тонкими нитевидными выростами стебля – ризоидами. Питание – хлорофилл. Поглощение воды осуществляется всей поверхностью тела.
Питание автотрофное – хлорофилл содержится в хлоропластах зеленых клеток.
Размножаются бесполым путем – спорами и половым – слиянием мужских и женских гамет. Половое поколение – гаметофит, стебель с листьями, образующий половые клетки (гаметы) больше выражен, чем бесполое – спорофит, на котором формируются споры.
Наблюдается чередование поколений. Одно из поколений у всех растений всегда преобладает над другим. Это поколение называют доминирующим. Мхи единственные из наземных растений, у которых гаметофит доминирует над спорофитом.
Отмирающие части мхов образуют торф. Болота и леса, в которых произрастают мхи, служат накопителями влаги и влияют на водный режим территории.
13. Царство растений. Хвощи
Современные хвощи – многолетние травянистые растения с жестким стеблем и хорошо развитым подземным корневищем. От корневища отходят придаточные корни. Характерна членистость побегов. На стеблях в узлах мутовки ветвей и мелких чешуевидных листьев.
Питание автотрофное – хлорофилл содержится в хлоропластах зеленых клеток летних побегов. Весной на корневищах вырастают побеги, которые заканчиваются спороносными колосками. Здесь формируются споры. Созревшие споры высыпаются и, попав в благоприятные условия, прорастают, образуются разнополые гаметофиты – половое поколение. Оплодотворение происходит в воде.
Развитие бесполого поколения хвоща – спорофит:
– Заросток (гаметофит) спермии + яйцеклетка зигота спорофит (зародыш) спора заросток (гаметофит).
Хвощи растут на полях, в лесах или около водоемов обычно на участках с влажной почвой (сохранилось всего около 30 видов). На полях, где живут хвощи, почва нуждается в известковании.
14. Царство растений. Плауны
Многолетние вечнозеленые, травянистые растения с прямостоячими и ползучими побегами, встречаются в хвойных и смешанных лесах. Произошли от псилофитов. От стелющихся по земле участков побега отходят придаточные корни. Листья мелкие, различной формы, располагаются на побегах поочередно, супротивно или мутовчато.
Размножение вегетативное – за счет отмирания участков старых побегов и укоренения жизнеспособных фрагментов, которые дают начало новым растениям. Бесполое размножение осуществляется и спорами.
Споры плаунов используются в медицине в качестве детской присыпки (тальк), в ветеринарии, в промышленности для получения краски.
15. Царство растений. Папоротники
Папоротниковидные – одна из наиболее древних групп высших растений. Стебель короткий, находится в почке и представляет из себя корневище. В стебле хорошо развита проводящая ткань, между пучками которой располагаются клетки основной – паренхимной ткани; имеются придаточные корни. Листья вырастают из почек корневища и развертываются над поверхностью почвы. Они обладают верхушечным ростом, достигают больших размеров и выполняют две функции: фотосинтеза и спорообразования.
В жизненном цикле чередуется бесполое и половое поколение – спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита.
Наиболее известные формы: древовидные, эпифитные. Существуют плавающие многолетние папоротники.
Широко распространены по всему земному шару и встречаются в самых разнообразных местах, наиболее разнообразны во влажных тропических лесах.
Молодые сочные листья некоторых видов употребляют в пищу, используют их как лекарственное сырье, удобрение.
16. Царство растений. Голосеменные
Голосеменные – растения, которые образуют семена, но не формируют цветков и плодов. Семена лежат открыто и лишь иногда покрыты чешуями. Произошли от первичных папоротников, включают около 700 видов деревьев и кустарников.
Наибольшее распространение имеют хвойные. Хвойные имеют хорошо выраженный ствол, листья жесткие, игольчатые (хвоя) и не опадают; заменяются почти в течение всей жизни, характерна наибольшая продолжительность жизни. Испарение этих веществ создают характерный аромат хвойного леса.
Сосна – обоеполое ветроопыляемое растение. На молодых стеблях образуются два вида шишек – укороченных побегов: мужские и женские. Мужские шишки расположены у основания молодых побегов, имеют ось, к которой прикреплены чешуйки, маленькие красноватые женские сидят на верхушках молодых побегов. Пыльца, приносимая ветром, попадает на чешуи женских шишек. Пыльцевое зерно прорастает, спермий по пыльцевой трубке достигает яйцеклетки и сливается с ней – происходит оплодотворение. Соединяясь, спермий и яйцеклетка образуют клетку с двойным набором хромосом – зиготу. Это первая клетка спорофита. На второй год после образования женской шишки и переноса на нее микроспор семена высыпаются и разносятся ветром.
Голосеменные – основа растительного покрова ряда природных зон. 90% лесов представлены разными видами голосеменных. Семенами питаются птицы, древесина используется в хозяйстве, сосна используется в кораблестроении, из нее получают бумагу, картон, скипидар.
17. Царство растений. Покрытосеменные или цветковые растения
Особенность – наличие цветков и покрытосемянность. 390 семейств цветковых составляют два класса: Двудольные и Однодольные.
Все многообразие форм цветковых растений может быть сведено к двум основным типам: древесному (деревья и кустарники) и травянистому.
Тело подразделяют на побеговую и корневую системы. Побеговаяобразована стеблем и расположенным на нем листьями и почками. Корневая система представлена боковыми и придаточными корнями. На стебле могут развиваться органы воспроизведения: цветки, семена и плоды.
Размножение:
– перекрестное опыление – перенос пыльцы ветром, насекомыми, птицами с одного растения на другое;
– вегетативное – отдельными частями растения: корнями, стеблями или листьями.
Все современные деревья, за исключением голосеменных, относятся к цветковым растениям, однодольным или двудольным.
растение водоросли папоротник лишайник корень лист
18. Роль растений в природных сообществах
В природе виды растений, животных, грибов и микроорганизмов распределяются не случайно. Они образуют природные сообщества. Члены природного сообщества связаны прямыми или косвенными пищевыми отношениями, создают среду обитания друг для друга и взаимно регулируют численность. Такие комплексы взаимосвязанных видов называют биоценозами.
Можно выделить различные биоценозы: леса, пруда, болота, луга, моховой кочки, разрушающегося пня и т.д.
В любом биоценозе различают три группы организмов: производители органического вещества (зеленые растения), его потребители (растительноядные, всеядные и хищные животные) и разрушители (почвенные черви, бактерии, плесневые грибы). В биоценозах идут процессы борьбы за существование и естественного отбора.
Примерами растительных сообществ являются лес, болото и луг. Роль растений в жизни природного сообщества огромна. Зеленые растения обогащают атмосферный воздух кислородом, необходимым для дыхания подавляющему большинству организмов.
Растения влияют на климат, способствуют сохранению влаги, очищают воздух от пыли, задерживают ветер, смягчают зимнюю стужу, ослабляют жару, задерживают снег, укрывают животных. Корни растений скрепляют почву, предохраняя ее от разрушения.