Строение растительных клеток, клеточных структур, их химический состав, функции

Подземные образуются в почве.

1. Клубень – верхушечное утолщение подземного побега, в котором откладываются запасные вещества (картофель, топинамбур).
2. Луковица – стебель в ней представлен донцем, к которому прикреплены видоизменённые листья и придаточные корни, (лук, тюльпан).
3. Корневище – подземный побег, расчленённый на узлы и междоузлия (пырей, ландыш, ревень).
4. Клубнелуковица – внешне похожа на луковицу, но запасные вещества откладываются в разросшейся стеблевой части, а чешуи сухие (гладиолус, шафран)

Надземные.

1. Стебель кактуса.
2. Колючки (боярышник)
3. Усики (виноград).
4. Филлокладии и кладонии – уплощённые листоподобные стебли или целые побеги.

Внутреннее  строение стебля. Внутреннее строение стебля определяется видом растения и функциями стебля. Различают строение стебля однодольных, двудольных и древесных растений.

Строение стебля однодольных растений. В стебле однодольных растений различают первичную покровную ткань – эпидерму, под которой может находиться механическая ткань – колленхима или склеренхима. Проводящие пучки закрытого типа, расположены хаотично в основной паренхиме. Так как камбий отсутствует, стебли однодольных травянистых растений имеют небольшую толщину.

Строение стебля двудольных растений (вторичное строение). Вторичное строение стебля обусловлено возникновением вторичной образовательной ткани – камбия и интенсивностью его работы, которая неодинакова у разных растений. Различают 3 типа вторичного строения стебля.

1. Непучковый тип. С самого начала камбий возникает как непрерывный слой (кольцо) в сплошном прокамбии, затем длительно откладывает сплошные слои вторичных проводящих элементов.
2. Пучковый тип. В прокамбии сначала возникает пучковый камбий, который формирует вторичную флоэму и ксилему в виде открытых проводящих пучков (клевер, лютик).
3. Переходный тип. В прокамбиальных пучках  возникает пучковый камбий и формирует вторичные проводящие элементы. Затем между прослойками пучкового камбия появляются перемычки междупучкового камбия, который тоже формирует вторичную флоэму и ксилему. Т.о. возникает непрерывный камбиальный слой, образующий слои вторичных тканей.

Многолетние, длительно  утолщающиеся стебли деревьев и кустарников, как правило, имеют непучковый тип  строения.

Центр ствола у них  представляет древесину, на поверхности  которой находится тонкий слой камбия. Наружу от камбия – вторичная кора, состоящая из вторичной флоэмы (луб), остатков первичной флоэмы и первичной коры, а также перидермы, образованной на поверхности ствола на смену эпидерме. Позднее из наружных слоёв вторичной коры формируется третичная покровная ткань – корка.

Массовый транспорт  веществ в стволе идёт по молодым  слоям луба и древесины, расположенным  около камбия. Старые слои постепенно теряют способность к транспорту веществ.

Основная масса ствола состоит из мёртвых клеток и в  транспорте веществ участия не принимает. Однако, эти отмершие ткани имеют большое значение: древесина поддерживает колоссальную тяжесть кроны, а мёртвые ткани коры защищают внутренние ткани.

В состав древесины входят различные элементы. Главная масса  её составлена клетками, лишёнными живого содержимого (сосуды, трахеи, трахеиды). Среди них распределены живые элементы лучевой и вертикальной паренхимы, которые образуют связную систему для передвижения запасаемых веществ.

Следует отметить, что  камбий работает с определённой ритмичностью, зависящей от сезонов года. Наивысшей активностью он обладает весной. В это время он откладывает преимущественно водопроводящие элементы с широкими полостями и тонкими стенками. Летом активность камбия снижается, откладываются преимущественно узкопросветные элементы с толстыми стыками. К осени камбий совсем прекращает деление.

Так как переход от весенней к летней древесине постепенный, а от летней к весенней – резкий, внезапный, то в древесине возникают  годичные слои с отчётливыми границами  – годичные кольца.

Молодую древесину, лежащую  около камбия, называют заболонью. Внутрь от заболони расположена менее влажная  древесина. Если она внешне не отличается от заболони, её называют спелой (осина, бук). У других пород (сосна, дуб) внутренняя древесина имеет более тёмный цвет по сравнению с заболонью. Такую древесину называют ядровой.

 

Вопросы для  самоконтроля.

• Чем отличается побег от стебля?
• Каковы функции стебля?
• Что собой представляет почка? Какие бывают почки?
• Как классифицируют стебли по внешнему виду?
• Какие типы ветвления побега вы знаете?
• Каковы особенности анатомического строения стебля однодольных растений?
• С чем связано вторичное строение стебля? Какие типы вторичного строения вам известны?
• Особенности пучкового типа строения стебля?
• Каковы особенности межпучкового типа строения стебля?
• Метаморфозы стебля и чем они вызваны?

 

Тема 5. Лист.

 

5.1. Базовые понятия: листовая пластинка, черешок, прилистники; палисадная, губчатая паренхима; листорасположение супротивное, мутовчатое, отделительный слой, листовой рубец, гетерофилия листьев; филлотаксис.

5.2. Лекция. Лист, его функции, строение и видоизменения.

Лист – боковой вегетативный орган растений, который развивается на стебле, имеет одну плоскость симметрии, ограниченный верхушечный рост.

Функции листа. 1) фотосинтез; 2) транспирация воды и газообмен; 3) у некоторых видов растений в листьях откладываются запасные вещества; 4) некоторые растения можно размножить вегетативно, листьями или их частями.

Листорасположение – порядок расположения листьев на стебле. Листья развиваются на узлах, т.е. на участках побега, несущих лист.

Способы прикрепления листьев.

1. Черешковое;
2. Сидячие

Внешнее строение листа.

Черешок – суженная часть листа между его пластинкой и основанием.

Основание листа – часть листа с помощью, которой лист прикрепляется к стеблю. Листья, имеющие черешок – черешковые,  без черешка сидячие. У основания  черешка листа могут развиваться особые выросты – прилистники, имеющие вид плёнок, чешуек, маленьких листочков.

Влагалище – основание листа расширено в виде трубки, охватывающей стебель.

Листовая пластинка – расширенная, плоская, основная часть типичного листа. Листовые пластинки различаются: 1) по размерам; 2) по форме (игольчатые, ланцетные, округлые и т.д.) 3) по степени рассеченности (цельные, лопастные, раздельные, рассечённые); 4) по характеру края листа (цельнокрание, зубчатые, пельчатые и т.д.) 

Жилкование – расположение жилок проводящих пучков на листовой пластинке. Жилкование бывает: 1) простое; 2) дихотомическое; 3) сетчатое; 4) дуговое; 5) параллельное.

Классификация листьев. Морфологическое разнообразие листьев очень велико. Поэтому существует несколько их классификаций по разным признакам.

Разделение листьев по количеству листовых пластинок: простые – имеют  неразветвлённый корешок и пластинку; сложные – состоят из нескольких простых, расположенных на общем, иногда ветвящемся черешке.

Простые  листья классифицируются: 1 – листья с цельной листовой пластинкой; 2 – листья с расчленённой пластинкой.

Сложные листья в зависимости от расположения и количества листочков на рахисе подразделяют на: непарноперистые, парноперистые, тройчатые, пальчатосложные.

Листовая мозаика  – такое расположение листьев на побеге, при котором они не затеняют друг друга.

Внутреннее  строение листа. С нижней и верхней стороны лист покрыт эпидермой. Между ними находится мезофилл, имеющий довольно крупные, однородные по форме клетки. Оболочки их тонкие и неодревесневшие. Чаще всего мезофилл дифференцирован на палисадную (столбчатую) и губчатую паренхиму. Клетки столбчатой паренхимы обычно под верней эпидермой, вытянуты перпендикулярно поверхности листа, довольно плотно прилегающие друг к другу, образуя 1-2 слоя.

Устьица, через которые происходит газообмен, расположены преимущественно на нижней стороне листа.

Проводящие ткани – ксилема и флоэма чаще всего объединены в закрытые коллатеральные пучки. У однодольных растений ксилема повёрнута к верхней, а флоэма – к нижней стороне листа.

Проводящие пучки с окружающими  их тканями называют жилками. Крупные жилки хорошо видны на поверхности листа. Более мелкие пучки полностью погружены в мезофилл.

Проводящие элементы пучков с клетками мезофилла непосредственно не соприкасаются. В крупных пучках они окружены склеренхимой, а в мелких – плотно сомкнутыми обкладочными клетками. Функция жилок: 1) проводящая; 2) механическая, т.к. в проводящих пучках присутствует механическая ткань.

Строение листа (хвои) голосеменных. Хвоя голосеменных имеет существенно отличное строение. Непосредственно под сильно утолщёнными клетками эпидермы, которые нередко одревесневают, развивается не столбчатая паренхима, а гиподерма. Эта ткань выполняет 2 функции: водозапасающую и механическую. Под однослойным кольцом лежит складчатая паренхима. В складчатой паренхиме имеются смоляные ходы. Складчатая паренхима отделена от центральной части слоем эндодермы. В середине листа расположены два проводящих пучка, между которыми находится склеренхима.

Метаморфозы листа. Листья у растений или его отдельные части часто видоизменяются под влиянием внешних условий или с возрастом.

Гетерофилия – разнообразие форм листьев на одном и том же растении. Это хорошо выражено у водных растений, побеги которых имеют погруженные и надводные части, например стрелолист. К видоизменениям относятся усики (у бобовых), колючки (у кактусов). Иногда черешки листьев видоизменяются в ложные листовые пластинки – филлодии (у австралийской акации).

Помимо полного превращения  листа в колючку, существует превращение  небольших участков  листа в колючие зубцы (чертополох).

Интересную категорию  метаморфозов листа представляют ловчие аппараты насекомоядных растений в  виде урночек, лопастей (мухоловка, росянка).

 

Вопросы для  контроля.

1. Что собой представляет  лист, каковы его функции?

2. Какие способы прикрепления и расположения листьев на стебле вам известны?

3. Перечислите части  листа и их функции.

4. Что такое жилкование? Типы жилкования.

5. На чём основаны  классификации листьев?

6. Какие листья называются  простыми? Сложными?

7. Метаморфозы листьев.

8. Что такое гетерофилия? 

9. Особенности анатомического  строения листа однодольных растений.

10. Особенности анатомического  строения листа двудольных растений.

 

Тема 6. Размножение растений.

 

6.1.Базовые понятия и термины: воспроизводство, споры, спорофилл, гаметофит, гамета, антеридий, архегоний, изогамия, гетерогамия, оогамия, чередование поколений.

6.2.Лекция. Размножение растений, вегетативно и спорами.

Одним из главных свойств  живых организмов, в т.ч. и растений, является их способность к воспроизведению и размножению.

Воспроизведение – это способность воспроизводить себе подобных. Если образование потомства  приводит увеличению числа особей данного вида, поэтому процесс представляет собой размножение. С помощью размножения вид не только поддерживает своё существование, но и расселяется на новых пространствах. Однако размножения не будет, если число дочерних особей равно числу родительских или меньше его. Существуют разнообразные формы размножения, но принципиально их можно разделить на 2 категории: половое и бесполое размножение.

Собственно  бесполое размножение.

Эта форма размножения  осуществляется специализированными  клетками спорами или зооспорами, которые образуются  в органах бесполого размножения – зооспорангиях или спорангиях. Споры подразделяют на 2 группы: споры бесполого размножения и споры полового размножения. Споры (зооспоры) бесполого размножения отличаются происхождением и функциями. Эти споры возникают путём митотического деления, и имеет функцию, сходную с материнской – воспроизводить новую особь.

Иногда споры или  зооспоры возникают в обычной  клетке, которая распадается на отдельности, например у одноклеточных водорослей. При созревании споры бесполого  размножения покидают материнский  организм. При этом они выполняют  двойную роль: размножения и распространения (расселения).

Спорами размножается большинство  низших растений (водоросли, грибы), а  из высших – мохообразные и папоротникообразные. Споры формируются внутри специального органа – спорангия. У низших растений спорангием служит одна клетка, содержимое которой митотически делится, формируются споры и при вскрытии клеточной оболочки спорангия выходят наружу.