Морфология и анатомия растений

Министерство образования и науки российской федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

<<Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова>>

Кафедра ботаники и общей экологии и природопользования

Макарова Марина Александровна

Лесотехнический институт 1 курс заочное отделение

№ зачетной книжки: 2334190

35.03.01 <<Лесное дело>>

Контрольная работа

По дисциплине: Ботаника

На тему: «Морфология и анатомия растений»

Вариант 11

 

 

 

Отметка о зачете __________________________________        ____________

                                                                                                                      (дата)

Руководитель                                                                                          ____________

 

 

            Архангельск 2015 г.

Морфология и анатомия растений.

Список используемой литературы:

Хржановский В.Г., Краевский И.М., Пономаренко С.Ф. Ботаника.-М.:Высшая школа 1975г.

Хржановский В.Г. Курс общей ботаники.-М 1976г.

Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. 2000г.

Родионова А.С. Лесная ботаника 1980г.

http://selo-delo.ru/dendrologiya/18-lesnaya-botanika-i-dendrologiya?start=21 

http://nrk.cross-ipk.ru/body/pie/body/6/steppe_plants/survival.htm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№1. Описать различные способы деления клеток.

Существуют 3 способа деления клетки: митоз, амитоз и мейоз.

Митоз- наиболее универсальный способ деления соматических клеток. Он свойственен организмам всех уровней эволюционного развития, имеющим оформленное ядро. Совокупность саморегулирующихся процессов, происходящих в клетке от одного деления до другого, называют митотическим циклом. Митотический цикл состоит из интерфазы и митоза, тесно связанных между собой; продолжительность его примерно 15-30 ч.

Интерфаза- наиболее продолжительная часть митотическогоцикла. Ядро относительно крупное, с хорошо заметными 1-2 ядрышками и слабозернистой структурой. Хромосомы деконденсированы, и окраска не выявляет их. В интерфазе различают три периода: пресинтетический (G1)-происходят рост вновь образовавшихся клетки, воссоздание цитоплазматических структур, синтез РНКи белка, накопление энергии; синтетический (S)-репликация молекул ДНК, образование двух хроматид, постсинтетический(G2)-синтез белка, накопление энергии.

Митоз делят на четыре фазы: метафазу, анафазу и телофазу. Продолжительность митоза 1-3 ч.

В начале профазыядро увеличевается и в нем отчетливо видны спутанные в клубок хромосомы, начавшие конденсироваться. К концу профазы хромосомы укорачиваются. Ядрышко к тому моменту обычно дезинтегрируется. Ядерная оболочка распадается на небольшие фрагменты, неотличимые от элементов эндоплазматического ретикулума. Нуклеоплазма смешивается с гиалоплазмой. На полюсах клетки появляются белковые нити, растущие к центру. Профаза-самая продолжительная фаза митоза.

В начале метафазы хромосомы достигают максимальной конденсации и передвигаются к экваториальной пластинке клетки. Они хорошо видны в оптический микроскоп. Число, форма, размер и расположение митотических хромосом характерны и постоянны для каждого вида растения. В диплоидном наборе имеются пары одинаковых по структуре хромосом, называемых гомологичными. Соответственно гаплоидный набор содержит по одной из гомологичных хромосом.

В метафазе хроматиды отделяются друг от друга, связь между ними сохраняется только в центромере. Из нитей формируется веретено деления. Оно состоит из опорных и тянущих нитей. опорные нити идут от одного полюса клетки к другому через экваториальную пластинку, а тянущие связывают центромеры хромосом с полюсами. Нити веретена деления не всегда видны, так как ядерный краситель не окрашивает их. Наиболее характерно для метафазы то,что центромеры хромосом, прикрепленные к нитям веретена, располагаются в плоскости экваториальной пластинки клетки.

В анафазе центромера разделяется и хроматиды расходятся по полюсам вследствие сокращения тянущих нитей. Каждая хроматида становится хромосомой. Следовательно, на каждом полюсе оказывается столько хромосом, сколько их было у исходной клетки. Анафаза-самая короткая фаза.

В телофазе происхот процесс, противоположный происходящему в профазу: хромосомы деконденсируются, веретено деления разрушается, образуются ядерная оболочка и ядрышки. В начале тулофазы хромосомы-в виде друх темных сгустков на полюсах клетки, к концу их контур исчезает. В то же время в экваториальной пластинке появляются волокна, располагающиеся перпендикулярно к ней,-фрагмопласт. В центре фрагмопласта накапливаются пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества. Они дают начало клеточной пластинке, которая, разрастаясь центробежно и раздвигая фрагмопласт, достигает стенок материнской клетки. Происходит цитокинез, завершающий митоз. Позднее на клеточной пластинке с обеих сторон формируются первичные стенки. В результате митотического цикла образуются две клетки, имеющие хромосомы, идентичные хромосомам малеринской клетки по структуре ДНК, форме, размеру и числу, то есть обеспечивается наследственное сходство дочерних клеток с исходной материнской.

Амитоз- другой способ деления соматических клеток. Сущность его состоит в том, что ядро делится на две или более частей без каких-либо предшествующих изменений структуры. Вслед за перешнуровкой ядра следует деление цитоплазмы. При амитозе хромосомы распеределяются между дочерними клетками неравномерно, поэтому не обеспечивается их биологическая равноценность. Но образовавшиеся клетки не теряют своей структурной организации. Амитоз наблюдают в клетках высокодифференцированных и старых тканей.

Мейоз столь же универсален, как и митоз, но он свойствен небольшой группе клеток, возникающих в связи с размножением. Сущность мейоза состоит в сокращении числа хромосом в два раза. Гаплоидные половые клетки-гаметы (n) в половом процессе сливаются и образуют зиготу. При этом число хромосом увеличивается в два раза (2n), а зигота получает наследственную информацию от обеих гамет. Следовательно, благодаря мейозу сохраняется постоянство числа хромосом. Мейоз состоит из двух делений. Первое деление сложное и спецефическое, сопровождается сокращением числа хромосом. В профазе этого деления между гомологичными хромосомами происходит обмен участками(кроссинговер). В анафазе к полюсам клетки расходятся не хроматиды, как при митозе, а гомологичные хромосомы. Второе деление осуществляется по типу митоза. В результате из одной диплоидной клетки получаются четыре (тетрада) дочерних клетки с гаплоидным числом хромосом. Разнообразие их хромосомных наборов обусловливает разнообразие признаков у последующих поколений. Это основа эволюции вида.

В некоторых случаях образованию половых клеток не предшествует сокращение числа их хромосом и они остаются диплоидными. В результате образующееся из зиготы растение будет содержать 3-4 набора хромосом а иногда и более. такие клетки и состоящие из них растения называют полиплоидными.

№2. Строение луба в стебле любого многолетнего растения.

Луб или флоэма, сложная ткань высших растений, служащая для проведения органических веществ к различным органам. Выполняет также запасающую, нередко механическую и отчасти выделительную функции. В соответствии с многообразием функций для луба характерно наличие различных элементов: ситовидных элементов, клеток запасающей и кристаллоносной лубяной паренхимы, лубяных волокон и склереид.

Строение луба в многолетнем древесном растении липа.

Участки флоэмы располагаются за камбием, в виде трапеций, состоящие из слоев ситовидных трубок с сопровождающими клетками и лубяной паренхимы, чередующихся со слоями лубяных волокон. между участками флоэмы находятся широкие сердцевинные лучи, сужающиеся в древесине до одного ряда клеток. за флоэмой и сердцевинными лучами-перециклическая зона из чередующихся по кругу групп лубяных волокон и паренхимы. Участки флоэмы, паренхима сердцевинных лучей и перециклическая зона составляют вместе вторичную кору.

Во флоэме у липы чередуются прослойки твердого луба (лубяные волокна) и мягкого (живые тонкостенные элементы). Лубяные (склеренхимные) волокна луба представлены мертвыми прозенхимными клетками с толстыми одревесневшими стенками. Мягкий луб состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами (проводящая ткань) и лубяной паренхимы, в которой накапливаются питательные вещества (углеводы, жирные масла и др.). Весной эти вещества расходуются на рост побегов. По ситовидным трубкам передвигаются органические вещества, образованные в результате фотосинтеза. Весной при порезе коры сок вытекает наружу. Ближе к камбию расположены более молодые участки луба. Более молодые и широкие клетки луба накладываются на более старые периферийные узкие клетки, тем самым создавая трапециевидный вид луба.

№3. Привести примеры приспособления растений к защите от избыточного испарения воды.

Ксерофиты- растения растущие в условиях постоянного или сезонного дефицита влаги, приспособлены к перенесению засух.

Известно, что для преобладающего большинства степных растений характерно развитие сильного опушения стеблей, листьев, а иногда даже цветков. Опушение (особенно светлое) защищает растение от больших потерь влаги, поскольку хорошо отражает тепловое излучение в условиях сильной солнечной освещенности. Многие виды несут густое "войлочное" опушение, например коровяк обыкновенный и вероника седая.

Защита от потерь влаги на транспирацию может достигаться с помощью другой стратегии, а именно благодаря развитию мощных покровных тканей. Толстостенный, иногда многослойный эпидермис степных растений часто покрыт водонепроницаемым слоем толстой кутикулы или даже воскового налета. Из-за этого степной травостой имеет тусклый, седоватый или сизоватый цвет, контрастирующий с яркой изумрудной зеленью луговых сообществ. Примерами широко распространенных видов растений с сизым восковым налетом могут служить многие представители рода молочай. Уменьшению расхода воды способствует и общее сокращение испаряющей поверхности, что достигается за счет развития узких листовых пластинок у многих степных злаков и осок, которые к тому же в сухую погоду могут складываться вдоль, уменьшая испаряющую поверхность. Подобное свойство отмечено, в частности, у некоторых видов ковылей. В других случаях узкие, волосовидные, свернутые вдоль листья являются постоянным морфологическим признаком, как у типчака.

Сокращение испаряющей поверхности у многих степных растений достигается также за счет сильно рассеченных листовых пластинок. Особенно наглядно это видно при сравнении родственных пар видов из влажных и засушливых областей. Подобное явление можно наблюдать при сравнении многих близких видов зонтичных, а также у полыней из семейства сложноцветных. Во всех этих случаях у степных видов листья более рассеченные и узкие, чем у их родственников из более влажных биотопов.

Уменьшение размеров листьев - еще один путь к снижению транспирации. В частности, редуцированные листья свойственны. представителям рода спаржа (аспарагус) из семейства лилейных, а также оригинальным кустарниковым голосеменным - эфедре (хвойнику).

Особенно много безлистных растений встречается на солончаках, которые то там, то здесь вкраплены в ландшафты южных сухих степей. У безлистных видов фотосинтез происходит не в листьях (которые отсутствуют или очень сильно редуцированы), а в зеленых стеблях. Наиболее характерными представителями этой интересной группы растений являются солелюбивые суккулентные виды из семейства маревых, например, солерос и солянка.

Особой стратегией выживания в условиях дефицита влаги обладают представители группы листовых суккулентов, относительно скромно представленные в степях. Эти растения в период достаточного увлажнения накапливают влагу в своих вегетативных органах (в частности в листьях). Во время засушливого периода запасенная влага экономно расходуется. Помимо всем известных очитков, к этой группе относится также ряд галофильных видов из семейства маревых, а также астра солончаковая из семейства сложноцветных.

Рад растений проблему нехватки влаги решает за счет развития глубоких корневых систем, позволяющих получать воду из более глубоких почвенных горизонтов и таким образом сохранять относительную независимость от резких изменений увлажненности, происходящих в течение вегетационного периода. В эту группу входят очень многие степные растения - люцерна, некоторые астрагалы, кермеки, также ряд видов из семейства сложноцветных.

№4.Объяснить, почему с возрастом древесина одних деревьев приобретает исключительную прочность, а у других становится "трухлявой".

Все ткани дерева пронизаны сосудами, по которым продвигаются питательные вещества. От корней к листьям идет восходящий ток воды с растворенными в ней минеральными слоями, а от листьев идет нисходящий ток органических (пластических) веществ, созданных в процессе фотосинтеза. Восходящий ток идет по древесине и сердцевине, а нисходящий- по коре (лубу). Без такого круговорота питательных веществ дерево не может существовать, поэтому все ткани важны и взаимозависимы. Даже если только одна ткань будет повреждена, дерево может погибнуть. Например, при кольцевом отмирании коры из-за морозов или повреждении её грызунами корни перестанут получать пластические вещества из листьев, они будут голодать и истощаться, и в свою очередь, не смогут подавать воду в надземную часть. Деревья с окольцованными штамбами необходимо сразу же ремонтировать прививкой «мостиком», иначе они обречены на гибель. Если древесина погибает, прекращается восходящий ток и происходит аналогичное голодание всего дерева, приводящее к его гибели. Чаще всего древесина отмирает не сразу а постепенно. Дерево внутри становится трухлявым, нарушается его прочность.