Ответы на вопросы по теме - Побег и лист

Ответы на вопросы по теме «Побег и лист»

1) Понятие о побеге. Метамерия.

1) Побегом называется стебель с расположенными на нем листьями и почками. Участки стебля, на которых развиваются листья, называют узлами. Участки стебля между двумя ближайшими узлами называют междоузлиями. Угол между листом и находящимся выше междоузлием называется пазухой листа. В пазухе листа образуется пазушная почка. Побег состоит из повторяющихся участков – метамеров. Один метамер включает междоузлие, узел, лист и пазушную почку.

2) Почка. Строение почек.

2)  Почка — зачаток побега. Обычно образуется у растения в пазухе листа, либо на конце побега, либо на взрослых органах. Однажды появившись, почка может оставаться нераскрытой на определённый промежуток времени в состоянии покоя, либо тут же из неё начинает развиваться побег. Вегетативные почки, т.е. из которых развиваются вегетативные побеги, состоят из зачаточного стебля и зачаточных листьев. Генеративные почки, т.е. из которых развиваются цветки или соцветия, состоят из зачатков соцветий и цветков.

В строении почки растения выделяют зачаточный стебель, имеющий конус нарастания, зачаточные цветки или листья. Растения имеют вегетативные почки, которые состоят из листьев, расположенных на зачаточном стебле, и генеративные почки, несущие зачатки соцветий или цветков. Если генеративная почка имеет один цветок, ее называют бутоном.

У некоторых растений имеются также смешанные вегетативно-генеративные почки, которые одновременно имеют зачатки листьев и цветков. Зачатки листьев у таких растений подворачиваются к верхушке, тем самым обусловливая появление темного и влажного замкнутого пространства внутри почки. Так обеспечивается защита внутренней части почки от высыхания и повреждений. Когда почка распускается, почечные листья отодвигаются от зачаточного стебля и распрямляются.

3) Классификация почек.

3) По внутреннему строению различают почки вегетативные и генеративные, или цветочные. В вегетативной почке расположены зачаточные стебель и листья. В цветочных почках кроме стебля и листьев имеются зачатки цветков (соцветий) или одного цветка; в последнем случае почку называют бутоном. Генеративные почки многих растений можно отличить от вегетативных не только по внутреннему строению, но и по внешнему виду: они более крупные, сверху круглые. 

По расположению на стебле различают верхушечные и боковые почки. Верхушечные почки находятся на верхушке побега – благодаря им стебель растет в длину. Боковые почки закладываются в пазухах листьев (это пазушные почки) или вне пазухи на междоузлиях, корнях или листьях (придаточные почки) и развиваются в боковые побег – благодаря им ветвится побег и формируется верхняя часть того или иного растения.  

4) Ветвление побегов – дихотомическое.

4) У дихотомически ветвящихся стеблей конус нарастания раздваивается, в результате чего от самой верхушки оси первого порядка отходят 2 оси второго порядка, которые в дальнейшем в свою очередь раздваиваются. Такое ветвление свойственно примитивным растениям.

5) Ветвление побегов - моноподиальное.

5) При моноподиальном ветвлении главный стебель, образующийся из почечки зародыша, сохраняет конус нарастания всю жизнь. Следовательно, главная ось имеет как бы неограниченный верхушечный рост. От неё отходят оси второго, третьего и т.д. порядков, уменьшающиеся от основания к верхушке.

6) Ветвление побегов - симподиальное.

6) Венцом эволюции является симподиальное ветвление, при котором конус нарастания оси первого порядка рано прекращает рост. Продолжает же главный стебель ось второго порядка, конус нарастания которой также функционирует ограниченное время, и её продолжает ось третьего порядка и т. д. Таким образом главная ось растения не монолитна, как при моноподиальном ветвлении, а состоит из осей первого, второго, третьего и т.д. порядков. Прекращение роста верхушечной почки вызывает усиленный рост боковых побегов, т.е. сильное ветвление.

7) Ветвление побегов – ложнодихотомическое.

7) Ложнодихотомическое ветвление не составляет особого типа. Это вариант симподиального ветвления, поскольку здесь также прекращается верхушечный рост. Только после отмирания конуса нарастания трогается в рост не одна, а две супротивные боковые почки. В итоге оси нижних порядков последовательно прекращают свой рост, заменяясь осями высших порядков, распложенными супротивно.

8) Ветвление побегов злаков.

8) Особого внимания заслуживает способ ветвления стеблей злаков. Ветвление здесь происходит только в одной зоне у поверхности почвы, в так называемом узле кущения.

9) Листорасположение, облиственность.

9) ЛИСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ, порядок размещения листьев на стебле. Типы листорасположения:

спиральное, или очередное (1 лист на узле стебля, напр., у дуба);

супротивное (2 листа на узле стебля, напр., у клена);

мутовчатое (3 и более листьев, напр., у олеандра).

10) Жизненные формы растений.

10) Жизненная форма растений - внешний облик растений, отражающий их приспособленность к условиям среды.

Жизненные формы растений: 1 — фанерофиты; 2 — хамефиты; 3 — гемикриптофиты; 4 — геофиты; 5 — терофиты. I. Фанерофиты — почки возобновления, открытые или закрытые, расположены высоко над поверхностью почвы (выше 30 см). По консистенции стебля, по высоте растения, по ритму развития листвы, по защищенности почек подразделяются на 15 подтипов. II. Хамефиты — почки возобновления у поверхности почвы или не выше 20—30 см. Подразделяются на четыре подтипа. III. Гемикриптофиты — почки возобновления у поверхности почвы или в самом поверхностном слое ее, часто покрытом подстилкой. Включает три подтипа и более мелкие подразделения. IV. Криптофиты — почки возобновления скрыты в почве (геофиты) или под водой (гелофиты и гидрофиты). Подразделяются на семь подтипов. V. Терофиты — возобновление после неблагоприятного времени года только семенами. Подразделение на подтипы основано на использовании морфологических признаков, таких, как характер и расположение побегов, защищенность почек и т. д.

11) Метаморфозы побега – корневище.

11) Метаморфоз — превращение одного органа в другой с полной сменой формы и функции, происходит у многих травянистых растений (постепенное отмирание надземного побега и переход в корневище, луковицу, клубнелуковицу на время неблагоприятного периода). В большинстве же случаев метаморфозу подвергаются не дифференцированные органы взрослого растения, а их зачатки, например, при превращении части побегов и листьев в колючки, усики.

Побеги, живущие под землёй, под влиянием комплекса условий, резко отличных от наземной среды, почти полностью утратили функции фотосинтеза и приобрели другие, не менее важные жизненные функции, такие как способствование, перенесению неблагоприятного периода, запасания питательных веществ, вегетативного возобновления и размножения растений. К подземным видоизменённым побегам относятся: корневище, каудекс, подземные столон и клубень, луковица, клубнелуковица.

Корневище — подземный побег с чешуевидными листьями низовой формации, почками и придаточными корнями. Толстые, сильно разветвлённые ползучие корневища характерны для пырея, короткие и довольно мясистые — для купены, ириса, очень толстые — для кубышки, кувшинки.

12) Метаморфозы побега – клубень.

12) Клубень  — видоизменённый укороченный побег  растения, имеющий более или менее шаровидную форму в результате разрастания одного или нескольких междоузлий и с редуцированными листьями. Клубни развиваются, как правило, на концах столонов — боковых вытянутых побегов корневища. Как и на большинстве вегетативных побегов, на клубне можно обнаружить пазушные почки

13) Метаморфозы побега – луковица.

13) Луковица — подземный (реже надземный) сильно укороченный специализированный побег, в котором запасные вещества откладываются в чешуях листовой природы, а стебель преобразован в донце. Луковица — типичный орган вегетативного возобновления и размножения. Луковицы свойственны однодольным растениям из семейства Лилейные, Амариллисовые и др. Как исключение, они встречаются и у двудольных — у некоторых видов кислицы и жирянки.

14) Метаморфозы побега – клубнелуковица.

14) Клубнелуковица — видоизменённый подземный укороченный побег с толстым стеблем, запасающим ассимилянты, придаточными корнями, отрастающими с нижней стороны клубнелуковицы, и сохраняющимися засохшими основаниями листьев (плёнчатые чешуи), в совокупности составляющими защитный покров. Клубнелуковицы имеют безвременник, гладиолус, иксия, шафран.

15) Метаморфозы побега – кочан.

15) Кочан — суккулентный орган, образующийся у обычной культурной капусты. Приспособительная форма кочана возникла как видоизменение части розетки.

16) Метаморфозы побега – усы и плети.

16) Надземный столоны и усы — метаморфоз побега, служащий для вегетативного размножения, представляет собой симподий, состоящий из надземных побегов вегетативного размножения возрастающего порядка. Служит для захвата площади и расселения дочерних особей. Например, плеть у многолетника живучки ползучей, она несёт зелёные листья, участвует в фотосинтезе, функция размножения, таким образом, у неё не единственная. Но у некоторых растений такие побеги специализированы исключительно для размножения — они не несут на себе зелёных листьев, они тонки и непрочны, у них очень вытянутые междоузлия, после укоренения их верхушечной почки они быстро разрушаются. Как пример могут служить усы лесной земляники.

17) Метаморфозы побега – филлокладодии, кладодии.

17) Филлокладодии — видоизменённый листовидно уплощённый боковой побег, обладающий ограниченным ростом и выполняющим функции листа. Филлокладии развиваются из боковых почек, поэтому всегда находятся в пазухе небольшого плёнчатого или чешуевидного листа. Выполняя функцию фотосинтеза, побеги филлокладиев и внешне приобретают сходство с листом, которое проявляется в ограниченном росте и полной потере метамерной структуры. Явление филлокладии свойственно таким растениям, как иглица, смела, видам родов спаржа, филлантус.

Кладодий — видоизменённый боковой побег, обладающий способностью к длительному росту, с зелёными плоскими длинными стеблями, выполняющими функции листа. Как орган фотосинтеза, кладодий имеет хорошо развитую хлорофиллоносную ткань, расположенную под эпидермой. К растениям с кладодиями относятся мюленбекия плоскоцветочная, кактус-декабрист, кармихелия южная, коллеция и опунция.

18) Метаморфозы побега – колючки, усики.

18) Колючка — сильно одревесневающий безлистный укороченный побег с острой верхушкой. Колючки побегового происхождения выполняют главным образом защитную функцию. У дикой яблони, дикой груши, крушины слабительной в колючки превращаются укороченные побеги, имеющие ограниченный рост и оканчивающиеся остриём. У гледичии мощные разветвлённые колючки образуются на стволах из спящих почек. Многие виды боярышника имеют колючки, формирующиеся из пазушных почек листьев, что топографически соответствует боковым побегам.

Усик — жгутовидный ветвистый или неразветвлённый побег метамерного строения, в типичном случае лишённый листьев. Стеблевые усики, как узкоспециализированный побег, выполняют опорную функцию. Неветвящаяся прямая часть усика представляет собой первое междоузлие пазушного побега, а закручивающаяся часть соответствует листу. Усики характерны для растений, которые не могут самостоятельно поддерживать вертикальное положение. У страстоцвета голубого усики — это пазушные побеги моноподия, находящиеся в пазухах листьев, как и цветки. Ветвистые усики винограда представляют собой концы боковых побегов монохазия. У девичьего винограда концы усиков преобразованы в прикрепительные присоски. Усики побегового происхождения образовываются также у представителей семейства Тыквенные.

19) Стебель. Функции стебля.

19) Стебель растения представляет собой осевую часть побега, состоящую из узлов и междоузлий. Основная роль стебля в жизнедеятельности растения – опорная (механическая), ведь на стебле расположены листья, почки, цветки, органы спороношения. На стебле листья в оптимальном порядке размещены так, чтобы с максимальной производительностью осуществлять фотосинтез. Также не менее важна функция стебля растения как посредника между листьями и корнями, то есть проводящая. Стебель выступает связующим звеном между корневой системой, через которую вода с минеральными веществами попадает в растение, и листьями, где происходит синтез органических веществ. Проводящие ткани стебля, листьев и корня составляют единую структуру, обеспечивающую передвижение веществ в организме растения. Таким образом, главные функции стебля – опорная и проводящая.

20) Особенности морфологии и анатомии стебля.

20) Морфологическое строение стеблей покрытосеменных растений характеризуется значительно большим разнообразием, чем анатомическое. По характеру и направлению роста можно выделить стебли прямостоячие, приподнимающиеся, вьющиеся, цепляющиеся, ползучие, стелющиеся, укороченные.

Прямостоячие стебли присущи подавляющему большинству растений. Они имеют достаточно хорошо развитые механические ткани, что позволяет им самостоятельно поддерживать вертикальное отрицательно геотропичное положение.

У растений с приподнимающимся стеблем основание дуговидно изогнуто, а верхушка стебля располагается вертикально.

Вьющиеся стебли отличаются способностью к круговым движениям, что позволяет растениям обвиваться вокруг различных опор и принимать вертикальное положение. Круговые движения связаны с перемещением вокруг оси органа зон усиленного роста. Вьющиеся растения очень богаты гибереллином, и можно считать, что этот фитогормон причастен к осуществлению обвивания. Есть растение с правовращающимися и левовращающимися стеблями. В большинстве случаев растения обладают способностью к левовращению. Правое вращение стеблей отмечено у немногих видов. При помощи различных приспособлений поддерживают стебель в вертикальном положении цепляющиеся растения.

Прямостоячие, приподнимающиеся, вьющиеся и цепляющиеся стебли являются ортотропными, они, в конечном счете принимают вертикальное положение. Однако есть и плагиотропные стебли, располагающиеся горизонтально. К ним относятся ползучие и стелющиеся стебли.

Ползучими называются стебли, у которых в узлах образуются придаточные корни, при их помощи растение прикрепляется к субстрату и захватывает территорию - «ползет». Такие стебли характерны для лютика ползучего, живучки ползучей, земляники лесной. Иногда ползучие стебли земляники называют усами.

В отличие от ползучих стелющиеся стебли не образуют придаточных корней и их олиственные или безлистные стебли распростерты по субстрату стелющиеся стебли встречаются как среди травянистых, так и среди деревянистых растений. Предполагают, что у древесных и кустарниковых растений стелющиеся стебли являются результатом приспособления к неблагоприятным условиям. Много видов со стелющимися стеблями произрастает в субарктических и арктических областях, в горах, а также на океанических подбережьях. У травянистых растений стелющиеся стебли часто образуются при сильном затенении или избыточном увлажнении.

Особым типом стеблей является укороченный стебель. Укороченный стебель имеет сильно сближенные узлы и погружен в почву, поэтому над субстратом образуется розетка листьев. Цветоносные стебли у таких растений безлистные, прямостоячие.

Различаются стебли и по поперечному сечению. Наиболее типичным является круглый стебель. У злаков полый в междоузлиях круглый стебель называется соломиной. Стебли могут быть трехгранными, четырехгранными, сплюснутыми, ребристыми. Своеобразное строение имеет крылатый стебель. У этих растений вдоль круглого стебля на всем протяжении или участками прикреплены листовидные образования. Поперечное сечение такого стебля похоже на рыбий позвонок.

Морфологические особенности стебля имеют важное диагностическое значение и используются при идентификации видов покрытосеменных растений.

Указанные морфологические особенности характерны для стеблей, выполняющих типичные функции. При выполнении дополнительных функций стебель метаморфизируется, а вместе с ним метаморфизируются и листья. Таким образом, следует говорить не просто о метаморфозе стебля, а о метаморфозе побега в целом.

21) Общая характеристика листа.

21) Лист один из основных органов высших растений, занимающий боковое положение на стебле.

Развивается из наружных слоев меристемы конуса нарастания стебля в виде листового бугорка. Характерен ограниченный верхушечный рост, продолжительность периода роста мала. Является моносимметричным органом, т.к. обладает одной плоскостью симметрии. Продолжительность жизни варьируется т нескольких месяцев (у травянистых и листопадных древесных растений) до 3-10 лет (у хвойных). Размеры от 3-10 см до нескольких десятков метров (у бразильской пальмы - рафии смолистой длина листовой пластинки 20 м).

Лист наружный орган растения, основной функцией которого является фотосинтез. Для этой цели лист, как правило, имеет пластинчатую структуру, чтобы дать клеткам, содержащим специализированный пигмент хлорофилл в хлоропластах, получить доступ к солнечному свету. Лист также является органом дыхания, испарения и гуттации (выделения капель воды) растения. Листья могут задерживать на себе воду и питательные вещества, а у некоторых растений выполняют и другие функции.

22) Функция листьев.

а) Фотосинтез - процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов.

б) Газообмен - при дыхании богатые химической энергией вещества, принадлежащие организму, окисляются до бедных энергией конечных продуктов, используя для этого молекулярный кислород. У организмов, имеющих большие площади поверхности, контактирующие с внешней средой, дыхание может происходить за счёт диффузии газов непосредственно к клеткам через поры.

в) Транспирация - это испарение воды растением. Вода испаряется с поверхности листьев. В результате потери воды в ходе транспирации в клетках листьев возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из корней в листья. Транспирация спасает растение от перегрева.

г) Вегетативное размножение - образование новой особи из многоклеточной части тела родительской особи, один из способов бесполого размножения, свойственный многоклеточным организмам. У высших растений происходит либо как распадение материнской особи на две и более дочерние особи, либо как отделение от материнской особи зачатков дочерних.

д) Защита растения (чешуи, колючки, прикрепление к опоре усиками). Запас питательных веществ и воды.

23) Онтогенез листа.

23) Внутрипочечная фаза развития листа начинается с заложения его в виде бокового выступа на апексе побега. Это листовой бугорок, из которого в дальнейшем развивается зачаток (примордий) листа. Первое время зачаток листа увеличивается в длину за счёт роста верхушки и в ширину за счёт краевого (маргинального) роста. При этом вследствие более активного роста со спинной стороны он изгибается по направлению к апексу побега. Однако у семенных растений апикальный рост быстро прекращается.

С момента развёртывания почки начинается внепочечная фаза развития листа, которая сопровождается у двудольных почти равномерным поверхностным ростом. Он происходит за счёт многократного деления всех клеток зачатка листа и дальнейшего увеличения их размеров. Это приводит к увеличению поверхности листьев в десятки, сотни и даже тысячи раз.

После прекращения роста всей поверхности происходит дифференциация клеток меристемы в постоянные ткани, но в основании листа остаётся интеркалярная меристема, за счёт деятельности которой лист продолжает расти ещё некоторое время, т.е. в это время он растёт своим основанием.

24) Формации листьев.

В пределах побега листья неодинаковы. При выращивании растения из семени первыми по­являются листья зародыша — семя­доли. Затем в средней части побега развиваются срединные лис­тья, которые окрашены в зеленый цвет, так как несут функцию асси­миляции. Они самые большие и расчлененные.

Верховые листья развиваются в области соцветия. Это кроющие ли­стья цветков — прицветники. Они недоразвиты и слабо расчленены. Консистенция часто пленчатая, ок­раска зеленая. Нередко верховые листья выполняют дополнитель­ную функцию — привлечение на­секомых-опылителей, тогда их ок­раска ярко-белая, розоватая, крас­ная, сиреневая и др. Боковые побеги обычно разви­ваются из пазушных почек. Почки снаружи защищены низовыми лис­тьями — почечными чешуями. По форме они очень просты. Низовые листья вначале окрашены в белый цвет, но при старе­нии становятся коричневыми, при отмирании — черными. Они приспособлены для выполнения функции защиты или запаса, или того и другого вместе. Разнолистность — это разли­чие в форме, размерах и структуре листьев на одном растении. Опи­санные выше формации листьев — проявление гетерофиллии. В более узком смысле гетерофиллия — различия между листьями в пределах растения, как правило, связанные с влиянием внешней среды. Гетерофиллия особенно хоро­шо выражена у водных растений. Подводные листья у них лентовидные, рассеченные, надводные — цельные.

25) Листопад.

25) Листопад – выработанное в процессе эволюции приспособление растения к уменьшению испарения в условиях дефицита влаги. Он также предотвращает опасность поломки лиственных ветвей под тяжестью снега. У вечнозеленых растений (ель) массовый листопад происходит в период начала роста новых побегов из почек.

26) Метаморфозы листа.

1. Усики — это нитевидные орга­ны, чувствительные к прикосновению и приспособленные для ла­зания. Так, в процессе эволюции появились лианы, лишенные части или всей пластинки листа, вместо которых разви­вается усик. Так, например, у хохлатки усиконосной в усики превращены верхние сегменты листь­ев.

У чечевицы и гороха посевного в усики видоизмене­ны три - семь листочков.

2. Колючки свойственны растениям, обитающим в сухом и жар­ком климате, хотя нередки они и у растений других климатических зон. Они выполняют две основные функции: уменьшают испарение влаги и защищают стволы и молодые листья от поедания животными. Листья, полностью метаморфизированные в колючку, типичны, например, для кактусов.

Колючки кактусов в ночные часы выполняют еще одну функ­цию — они притягивают водяные пары из воздуха. Происходит это следующим образом. На колючках и волосках кактусов в ветреную погоду накапливаются электрические заряды, которые притягивают к себе из воздуха капельки воды. Таким образом, колючки способствуют конденсации водяного пара в атмосфе­ре. В тех краях, в которых по ночам часты туманы, как­тусы, на 95 % состоящие из воды, в состоянии успешно развивать­ся, даже если годами не выпадают дожди. Отдельные части листа тоже могут быть метаморфизированы в колючки. Чаще всего видоизменяются окончания жилок, выступаю­щих на верхушке листа и по его краю, реже — прилистники. Колючки некоторых листопадных растений образуются из при­листников. Ко времени опадения черешка прилистники-колючки одревесневают и впослед­ствии защищают растения от животных.

Крупные полые острые колючки некоторых ра­стений тропиков служат жилищем для муравьев, которые активно защищают листья расте­ния от муравьев-листорезов.

3.Филлодий — это метаморфоз черешка или основания листа в образование, подобное плоской листовой пластинке, выполняю­щей функции фотосинтеза. Филлодий характерны для многих видов, так называемых филлодийных акаций, обитающих в пустынях Австралии, где сухой период длит­ся восемь—десять месяцев. В период жары и засухи фотосинтез осуществляют филлодии - видоизмененными череш­ками, по­хожими на листья с цельной пла­стинкой, плотной, иногда покрытой смолистыми веществами.

4.Ловчие аппараты насекомоядных растений. У некоторых видов покрытосе­менных все листья или часть из них метаморфизированы в ловчие аппараты. Эти растения при помощи ловчих аппаратов используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных. Эти специфические ветви эволюции возникли в результате при­способления растений к жизни в неблагоприятных условиях. Именно такие условия характерны для болот и пресноводных водоемов тропической и уме­ренной широт.

Строение ловчих аппаратов разнообразно, при этом у растений одних видов они неподвижны, у других — двигаются.

Неподвижны липкие листья, желёзки которых выделяют клей­кое вещество для ловли животных и вещества для их переварива­ния (некоторые лианы). У взрослых растений развиваются длинные цепляющиеся побе­ги. В пределах каждого побега листья различаются: одни выполня­ют только функции фотосинтеза — они крупные, кожистые, узко­ланцетные, с усиковидной верхушкой, другие — метаморфизированы и имеют ловчие аппараты. Например, ловчий аппарат росянки двигается при захвате добычи и ее переваривании. Ловчий аппарат росянки – щупальце, которое в состоянии покоя выделяет слизь. Слизь блестит на солнце и мелкие насекомые, принимая слизь за нектар, садятся на росянку. Они прилипают к пластинке листа. Пытаясь освободиться, они мечутся, бьются, обволакиваются слизью, а между тем щупальца смыкаются, плотно сжимая насекомое. Щупальцы росянки, помимо сжимания добычи, смешивают добычу с ферментами и веществами, которые оказывают парализующее действие на насекомое. Насекомое парализуется, росянка его поглощает.