7. Основные органы высших растений, их функции и необходимость для жизни на суше. Понятие о вегетативных и репродуктивных органах.

ОРГАНЫ – это морфологически обособленная друг от друга части растения, обладающие определённой структурой и выполняющие определенные функции.

Вегетативные – это органы, обеспечивающие жизнедеятельность растения (побег, стебель, лист и корень). От них зависит рост и развитие растения. В ряде случаев вегетативные органы выполняют функцию вегетативного размножения.

Генеративные – это органы, обеспечивающие бесполое или половое размножение растений. Орган бесполого размножения у высших споровых растений – спорангий, полового: антеридий и архегоний, у цветковых растений органами семенного размно-жения служит – цветок, семя и плод.

Органы сформировались у растений из-за неподвижного образа жизни. Необходимо было как-то специализироваться, приспосабливаться.

Общие признаки для органов растений:

• Полярность – у растений всегда можно выделить два конца;

• Геотропизм – растения растут из почвы.

• Симметрия

• Метомерность – повторяемость.

• Способность к метаморфозам.

8. Общие признаки и функции листа. Основные части листа. Анатомическое строение типичного листа.

Лист - плоский боковой орган, обладающий ограниченным ростом и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации и газообмена.

У листьев пустынных растений может быть и водозапасающая функция.

Внешнее строение листа.

1. Листовая пластинка - плоская фотосинтезирующая часть листа (главная часть).

2. Черешок - стеблевая часть листа (ориентация листа к свету)

3. Основание листа - место прикрепления листа к стеблю.

4. Прилистники - парные боковые выросты основания листа (защита молодой листовой пластинки, фотосинтез).

У некоторых растений (злаки, зонтичные) основание листа может сильно разрастаться и охватывать стебель, образуя влагалище. Функция влагалища: защита пазушных почек и вставочных меристем, механическая (опора для стебля), фотосинтез.

Внутреннее строение листа. Оно связано с выполнением основных функций - фотосинтезом, транспирацией (регулируемым испарением воды через устьица) и газообменом. Лист плоский, с верхней и нижней сторон покрыт эпидермой (кожицей), состоящей из: основных клеток (прозрачных), замыкающих и побочных клеток устьиц и волосков (трихом).

Основные клетки эпидермы прозрачные, без хлорофилла (свет свободно проникает к тканям с хлоропластами внутри листа), клетки живые, плотно примыкают друг к другу, расположены чаще в один слой, сверху покрыты кутикулой, защищающей от излишнего испарения воды. Следовательно, эпидерма хорошо пропускает свет, но защищает растение от высыхания, от различных газов и микроорганизмов.

Устьица состоят из двух замыкающих клеток с неравномерно утолщенными оболочками (утолщены оболочки клеток обращённые друг к другу). В устьица активно, с затратой энергии АТФ поступают ионы калия, а вслед за ними вода - устьичная щель открывается. При недостатке воды для растения, замыкающие клетки пассивно теряют воду и щель закрывается (для работы в устьицах есть хлоропласты и много митохондрий). Таким образом, с помощью устьиц обеспечивается связь листа с внешней средой и через устьичную щель осуществляются газообмен и транспирация (выделяется кислород и лишний углекислый газ и вода, поглощается углекислый газ для фотосинтеза и кислород для дыхания).Испаряющаяся вода предохраняет лист и всё растение от перегрева, т.е. идёт терморегуляция.

Устьица чаще всего расположены на нижней стороне листа, т.к. она меньше нагревается и углекислый газ, образующийся в почве (он тяжелее воздуха) быстрее попадает в лист. На один мм2 листа, например, у клёна, приходится в среднем 550 устьиц. Если воздух и почва влажные - устьица открыты, в сухую погоду - чаще закрыты; ночью обычно открыты, в жаркую часть дня - закрыты. Одна берёза испаряет через устьица за сутки 60 л воды.

Волоски - это выросты клеток эпидермы, они защищают лист от излишнего испарения воды.

В центре листа находится основная фотосинтезирующая ткань - мезофилл. Он представлен ассимиляционной паренхимой, клетки которой содержат многочисленные хлоропласты. Мезофилл в листе обычно бывает двух типов:

столбчатый - состоит из вертикально вытянутых клеток, более или менее плотно расположенных, с большим числом хлоропластов (его основная функция - фотосинтез), располагается в основном под верхней эпидермой;

губчатый - клетки округлой формы, располагаются рыхло, с большим числом межклетников, хлоропластов немного. Расположен ближе к нижней поверхности листа, межклетники сообщаются с устьицами, основная функция - газообмен и вентиляция листа.

В листе также находятся жилки. Жилка - это проводящий пучок, включающий механические и проводящие ткани (флоэму и ксилему). Механические ткани укрепляют лист и состоят волокон, по проводящим тканям идёт транспорт веществ. По флоэме из листа уходят органические вещества-ассимилянты, образующиеся при фотосинтезе, по ксилеме в лист приходит вода и минеральные соли, необходимые для транспирации и фотосинтеза.

Постоянное испарение воды при транспирации способствует:

1 - охлаждению растения,

2 - передвижению воды по сосудам от корня к листу.

9. Анатомическое строение типичного листа. Форма, край, жилкование и рассечение листовой пластинки. Простые и сложные листья. Метаморфозы листьев и их значение. Примеры практического использования листьев человеком.

Внутреннее строение листа. Оно связано с выполнением основных функций - фотосинтезом, транспирацией (регулируемым испарением воды через устьица) и газообменом. Лист плоский, с верхней и нижней сторон покрыт эпидермой (кожицей), состоящей из: основных клеток (прозрачных), замыкающих и побочных клеток устьиц и волосков (трихом).

Основные клетки эпидермы прозрачные, без хлорофилла (свет свободно проникает к тканям с хлоропластами внутри листа), клетки живые, плотно примыкают друг к другу, расположены чаще в один слой, сверху покрыты кутикулой, защищающей от излишнего испарения воды. Следовательно, эпидерма хорошо пропускает свет, но защищает растение от высыхания, от различных газов и микроорганизмов.

Устьица состоят из двух замыкающих клеток с неравномерно утолщенными оболочками (утолщены оболочки клеток, обращённые друг к другу). В устьица активно, с затратой энергии АТФ поступают ионы калия, а вслед за ними вода - устьичная щель открывается. При недостатке воды для растения, замыкающие клетки пассивно теряют воду и щель закрывается (для работы в устьицах есть хлоропласты и много митохондрий). Таким образом, с помощью устьиц обеспечивается связь листа с внешней средой и через устьичную щель осуществляются газообмен и транспирация (выделяется кислород и лишний углекислый газ и вода, поглощается углекислый газ для фотосинтеза и кислород для дыхания).Испаряющаяся вода предохраняет лист и всё растение от перегрева, т.е. идёт терморегуляция.

Устьица чаще всего расположены на нижней стороне листа, т.к. она меньше нагревается и углекислый газ, образующийся в почве (он тяжелее воздуха) быстрее попадает в лист. На один мм2 листа, например, у клёна, приходится в среднем 550 устьиц. Если воздух и почва влажные - устьица открыты, в сухую погоду - чаще закрыты; ночью обычно открыты, в жаркую часть дня - закрыты. Одна берёза испаряет через устьица за сутки 60 л воды.

Волоски - это выросты клеток эпидермы, они защищают лист от излишнего испарения воды.

В центре листа находится основная фотосинтезирующая ткань - мезофилл. Он представлен ассимиляционной паренхимой, клетки которой содержат многочисленные хлоропласты. Мезофилл в листе обычно бывает двух типов:

столбчатый - состоит из вертикально вытянутых клеток, более или менее плотно расположенных, с большим числом хлоропластов (его основная функция - фотосинтез), располагается в основном под верхней эпидермой;

губчатый - клетки округлой формы, располагаются рыхло, с большим числом межклетников, хлоропластов немного. Расположен ближе к нижней поверхности листа, межклетники сообщаются с устьицами, основная функция - газообмен и вентиляция листа.

В листе также находятся жилки. Жилка - это проводящий пучок, включающий механические и проводящие ткани (флоэму и ксилему). Механические ткани укрепляют лист и состоят волокон, по проводящим тканям идёт транспорт веществ. По флоэме из листа уходят органические вещества-ассимиляты, образующиеся при фотосинтезе, по ксилеме в лист приходит вода и минеральные соли, необходимые для транспирации и фотосинтеза.

Постоянное испарение воды при транспирации способствует:

1 - охлаждению растения,

2 - передвижению воды по сосудам от корня к листу.

Виды листьев

- черешковые (сирень) и сидячие (без черешка) (злаки, многие крестоцветные);

- простые и сложные:

Простой - лист, к черешку которого прикрепляется одна листовая пластинка;

Сложный - лист, к черешку которого прикрепляется несколько листовых пластинок. Общий черешок сложного листа называется – рахис.

Сложные листья бывают:

- тройчатые (на рахисе три листовые пластинки - земляника, клевер);

- пальчатые (более трёх листовых пластинок – конский каштан, люпин);

- перистые (листовые пластинки прикрепляются по бокам рахиса как бородки у пера птиц).

Если каждый листочек перистого листа имеет себе пару - это парноперистый лист (карагана -жёлтая акация), если на конце рахиса имеется один непарный листочек - это непарноперистый лист (рябина).

По жилкованию листья также могут быть нескольких типов:

Сетчатое жилкование - (боковые жилки образуют сеточку).

Есть две разновидности сетчатого жилкования: пальчатое - имеется несколько главных, крупных жилок, отходящих от черешка (как пальцы на руке) (клён, смородина) и перистое – имеется одна крупная главная жилка, а от неё по бокам отходят более мелкие жилки второго порядка (дуб, яблоня).

Дуговое - главные жилки расположены дугообразно (подорожник, лилия).

Параллельное - на длинных листьях жилки расположены параллельно друг другу (зла-ки, осоки).

Дуговое и параллельное жилкование встречается в основном у однодольных растений.

Разнообразие листьев очень велико. Листья могут быть также по-разному рассечены.

По рассечённости различают листья:

лопастные - глубина рассечённости листовой пластинки не доходит до её середины (дуб, клён), раздельные - лист рассечён до середины (пустырник) и рассечённые - листовая пла-стинка рассечена почти до центральных жилок (герань,полынь). Кроме того, листовая пластинка может иметь различную форму, край и т.д.

Формы листовой пластины: ланцетный, овальный, округлый, почковидный, стреловидный, копьевидный, продолговатый, ромбический, сердцевидный.

Типы края листовой пластины: цельнокрайный (с гладким краем, без зубцов), реснитчатый (с бахромой по краям), зубчатый (с зубчиками, как у каштана), округлозубчатый (с волнообразными зубцами), мелкозубчатый (с мелкими зубчиками), лопастной (с вырезами, не достигающими середины, как у дуба), пильчатый (с несимметричными зубчиками, направленными вперед к макушке, как у крапивы), двупильчатый (каждый зубик имеет более мелкие зубчики), мелкопильчатый (с мелкими несимметричными зубчиками), выемчатый (с глубокими, волнообразными вырезами, как у щавеля), колючий (с неэластичными, острыми концами, как у чертополоха).

Видоизменения листа

1. Колючки (кактус, барбарис) - для уменьшения испарения и защиты от животных.

2. Усики (бобовые: горох, чина и др.) - для укрепления на опоре слабого стебля (зацепки). 3. Водозапасающие листья пустынных растений (алоэ, толстянки, агава) - запас воды для пережидания засухи.

4. Ловчие листья насекомоядных растений (росянка, пузырчатка, венерина мухоловка) - для дополнительного обеспечения растения азотистыми и фосфористыми веществами.