Покрытосеменные
Отдел Покрытосеменные (Цветковые) включает два класса: однодольные и двудольные.
Жизненные формы покрытосеменных
1. Деревья. Один одревесневший стебель-ствол, на ветвях которого располагаются почки.
Двудольные: дуб, береза, липа, клен, ясень, ольха, береза, тополь, граб, вяз, рябина.
2. Кустарники. Несколько одревесневших стволов. Неразличимы главный и боковые.
Только двудольные: жимолость, барбарис, бересклет, малина, калина, акация, сирень, орешник (лещина), крушина, рябинник, пузыреплодник, шиповник, бузина, волчье лыко, роза, спирея, карагана, рододендрон, черемуха.
3. Кустарнички. Несколько стволиков, почки возобновления зимуют под снегом.
Только двудольные: голубика, черника, брусника, клюква, вереск, багульник.
4. Травы:
Многолетние травы. Стебель осенью отмирает, а весной из перезимовавших почек развивается новый.
Двудольные: одуванчик, цикорий, нивяник, подорожник.
Однодольные: купена, тимофеевка, ландыш, пырей, любка, лук.
Двулетние травы. В первый год развиваются вегетативные органы и запасаются питательные вещества, на второй год происходит цветение и плодоношение.
Только двудольные: морковь, свекла, капуста.
Однолетние травы. Вегетационный период с весны по осень.
Двудольные: пастушья сумка, лебеда.
Однодольные: пшеница, рожь.
Органы растений
Органы цветкового растения подразделяются на вегетативные (корень, стебель, лист) и генеративные (цветок, семя, плод).
КОРЕНЬ
Корень имеет неограниченный верхушечный рост и положительный геотропизм. Характерна радиальная симметрия.
Функции корня:
- фиксация растения в почве;
- почвенное питание: поглощает и проводит в надземные органы воду и растворы минеральных солей;
- участвует в дыхании растения;
- депо запасных питательных веществ (корнеплоды, корневые клубни);
- орган вегетативного размножения;
- вступает в симбиоз с клубеньковыми бактериями и грибами (микориза).
Виды корней:
а) главный корень – образуется из зародышевого корешка при прорастании семени;
б) придаточные корни – образуются на стеблях и листьях;
в) боковые корни – отходят от главного и придаточных корней.
Корневая система – это совокупность всех корней одного растения.
Типы корневых систем:
1. Стержневая – хорошо выражен главный корень. Характерна двудольным растениям.
2. Мочковатая – представлена придаточными и боковыми корнями, рост главного корня при этом останавливается. Характерна однодольным растениям. (Исключение – двудольное растение подорожник с мочковатой корневой системой)
Строение корня
Зоны корня:
1. Зона деления клеток образована клетками верхушечной меристемы (конус нарастания). Деление клеток этой зоны обеспечивает образование всех тканей корня. Зона деления покрыта корневым чехликом, который защищает конус нарастания и определяет направление роста корня. Клетки корневого чехлика быстро отмирают и заменяются новыми. Слизь, которую выделяют его клетки, облегчает продвижение корня между частицами почвы.
2. Зона роста или растяжения. Клетки быстро растут в длину и обеспечивают удлинение корня.
3. Зона всасывания (зона корневых волосков). Корневой волосок – это выпячивание клетки эпидермиса длиной до 1 см. Срок жизни волосков несколько недель, затем они отмирают. Корневые волоски всасывают из почвы воду и минеральные вещества. В этой зоне происходит дифференцировка клеток в ткани корня.
4. Зона проведения. В ней расположены проводящие ткани, по которым к стеблю проводится вода и растворы минеральных солей. В этой зоне от главного корня начинают ответвляться боковые корни.
На поперечном срезе в корне различают эпидермис, первичную кору и центральный (осевой) цилиндр.
Эпидерма (эпидермис, ризодерма, эпиблема) – самый наружный слой клеток. Содержит корневые волоски.
Первичная кора расположена непосредственно под эпидермой. В состав коры входят экзодерма (наружный слой), паренхима (мезодерма) и эндодерма. Эндодерма – однослойный внутренний слой коры, содержит пропускные клетки с поясками Каспари (пояски суберина). Эндодерма отделяет клетки паренхимы коры от центрального цилиндра с проводящими тканями и регулирует транспорт воды и минеральных солей в центральный или осевой цилиндр.
Центральный цилиндр состоит из проводящей системы (флоэмы и ксилемы), окруженной перициклом. Перицикл – это один слой меристематических клеток, который прилегает к эндодерме. Перицикл – разновидность боковой меристемы, в которой происходит закладка боковых корней. Внутри перицикла находится ксилема, которая имеет форму звезды. Ксилема состоит из толстостенных трахеид и сосудов. Между соседними лучами ксилемной звезды расположены более мелкие и тонкостенные клетки флоэмы.
Рис. 15. Поперечный срез корня в зоне всасывания
1 – корневой волосок;
2 – эпидермис;
3 – пропускная клетка;
4 – ситовидные трубки флоэмы;
5 – сосуды ксилемы;
6 – эндодерма;
7 – перицикл.
В корнях деревьев и кустарников между флоэмой и ксилемой лежит слой клеток камбия (вторичный рост в толщину).
Корень дерева и кустарника на разрезе: Перидерма, Флоэма, Камбий, Ксилема, Сердцевина.
Рост корня в толщину происходит благодаря делению клеток камбия – образуются новые элементы ксилемы, флоэмы и механической ткани. В длину корень растет за счет деления клеток конуса нарастания (зона деления).
Поглощение корневыми волосками воды происходит посредством осмоса, а растворов минеральных солей – диффузией и активным транспортом.
Передвижение воды и минеральных солей по сосудам корня и стебля к листьям осуществляется за счет транспирации и корневого давления.
Среда обитания корней – почва.
Удобрения – минеральные или органические соединения, необходимые для минерального питания растения и повышения плодородия почвы. Они способны повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Удобрения бывают минеральные и органические.
Минеральные удобрения:
а) азотные: селитра, мочевина, сульфат аммония; влияют на рост надземных частей растений;
б) фосфорные: суперфосфат; ускоряют созревание плодов;
в) калийные: хлорид калия, зола; усиливают рост корневой системы.
Органические удобрения: навоз, птичий помет, торф, перегной.
Дыхание корня. Корни, как и все растение, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Затрудняется газообмен на глинистых и заболоченных почвах. Для улучшения поступления воздуха необходимо рыхлить почву.
Видоизменения корня:
- Корнеплоды (редька, свекла, морковь, репа, редис) – это утолщение главного корня. Запасают питательные вещества.
- Корневые клубни или корневые шишки (георгин, батат, чистяк). Корнеклубни – это утолщения боковых или придаточных корней. Запасают питательные вещества.
- Ходульные корни (фикус бенгальский, мангровое дерево, кукуруза) – многочисленные придаточные корни, которые поднимают растения над водой.
- Воздушные корни (орхидеи) – развиваются как придаточные на стебле. Способны улавливать атмосферную влагу.
- Цепляющие корни или корни-прицепки (лианы, плющ). Выполняют опорную функцию.
- Дыхательные корни болотных растений (ива ломкая) выступают над водой и служат проводником воздуха для растения.
- Втягивающие корни (гладиолус, тюльпан, нарцисс, лук, лилия). Сокращаясь, втягивают луковицы и клубнелуковицы глубоко в почву, что способствует перенесению холодов.
- Корни редуцированы и видоизменены в присоски (гаустории) у растений-паразитов (омела, повилика). Гаустории внедряются в тело хозяина и обеспечивают питание паразита.
ПОБЕГ
Побег – это стебель с листьями и почками. Место прикрепления листа к стеблю – узел. Междоузлия – части стебля между узлами. Угол между стеблем и листом в месте его выхода называется листовой пазухой. Побег развивается из почки. Побег, выросший из почки в течение одного вегетационного периода, называется годичным побегом.
Почка – это зачаточный побег. Почка имеет укороченный зачаточный стебель с расположенными на нем зачаточными листьями. Снаружи почки прикрыты защитными плотными чешуями.
Классификация почек:
1. По внутреннему строению:
- Вегетативная почка несет зачаточный стебель с конусом нарастания на верхушке и зачаточные листья. Из нее развиваются стебель с листьями.
- Генеративная (цветочная) почка несет зачаточный стебель с листьями, а также зачатки цветков и соцветий. Из нее развиваются стебель с листьями и цветками. Цветочная почка, несущая зачаток одного цветка, называется бутоном. Генеративные почки крупнее вегетативных, имеют округлую форму.
2. По расположению на побеге:
- Верхушечная – расположена на верхушке побега и обеспечивают рост стебля в длину.
- Боковая (пазушная) – расположена в пазухе листа, обеспечивает рост боковых побегов и ветвление стебля.
- Придаточная – расположена вне пазухи на корне, стебле, листе и дает придаточный побег.
Способы ветвления побега:
А. Дихотомическое – главная ось побега дает две равнозначные новые ветви, каждая из которых также образует еще два побега и т.д. (водоросли, плауны).
Б. Моноподиалъное – верхушечный рост главной оси побега в течение всей жизни растения; от главной оси отходят боковые оси второго порядка (ель, пихта, сосна).
В. Симподиальное – верхушечная почка главной оси прекращает свой рост, а развивается боковая почка, расположенная непосредственно под верхушечной. Выросший из этой почки побег принимает направление главной оси побега, но вскоре также прекращает свой рост, а развивается новая боковая почка, расположенная непосредственно под конусом нарастания и т.д. (береза, ива, яблоня, вишня).
Видоизмененные подземные побеги: выполняют функции запасания питательных веществ и вегетативного размножения.
Корневище характерно для многолетних трав, а также кустарничков. Корневище по внешнему виду напоминает корень. От корня корневище отличается горизонтальным ростом, отсутствием корневого чехлика, наличием чешуевидных листьев, почек и придаточных корней. В корневище различают узлы, от которых отходят придаточные корни, и междоузлия. Представители: купена, ландыш, пырей, тимофеевка, вороний глаз, ирис, гравилат, копытень, осока песчаная, ветреница, земляника, черника, мать-и-мачеха, кувшинка. Съедобное корневище – канна, лотос, рогоз, тростник. Лекарственное корневище – аир, бадан, валериана.
Луковица. Луковица – это подземный сильно укороченный побег. Стебель луковицы – донце, к нему прикрепляются сочные видоизмененные листья (чешуи). В пазухах сочных чешуй находятся почки. Снаружи луковица покрыта сухими защитными чешуями. На нижней части донца развиваются придаточные корни. Представители: лук, тюльпан, пролеска, подснежник, лилия, нарцисс, чеснок, крокус.
Клубень. Клубень – это видоизмененный побег, стебель которого сильно утолщается. Клубни бывают подземные и надземные (кольраби). Подземные клубни – это утолщения подземного безлистного побега – столона. Основанием клубни прикрепляются к столону. Молодой клубень покрыт эпидермисом, который в процессе роста заменяется пробкой. Глазки – это верхушечная и боковые почки клубня. Представители: картофель, топинамбур, стрелолист, любка. Надземный клубень: кольраби.
Клубнелуковица. Видоизмененный подземный побег, внешне похожий на луковицу. В нем сильно разрастается донце. Снаружи донце покрыто сухими чешуями. Представители: гладиолус, шафран, безвременник.
Видоизмененные надземные побеги
Кочан – видоизмененная почка (зачаточный побег). Представители: капуста. Функция: запасание питательных веществ.
Стеблевые суккуленты – растения с мясистыми стеблями и редуцированными листьями. Представители: кактусы, молочаи, солерос. Функция: запасание воды и экономное ее расходование.
Усики – служат органами прикрепления. Представители: виноград, огурец, тыква.
Колючки – выполняют защитную функцию. Представители: дикая груша, боярышник, терн, гледичия.
Ползучие побеги («усы») – служат для вегетативного размножения. Представители: земляника, гусиная лапка, клевер белый, клюква, луговой чай, лютик ползучий.