Какой орган растений не относится к вегетативным. Вегетативные органы растений

04.12.2023

Органы растений

У растений выделяют следующие органы: корень, побег, состоящий из стебля, листьев и почек, цветок, семя, плод. Все вышеперечисленные органы встречаются только у покрытосеменных растений; у голосеменных нет цветка и плода, у папоротникообразных отсутствуют цветок, семя и плод, у мохообразных есть только побег. Корень и побег относятся к вегетативным органам, остальные – к генеративным. Вегетативные органы отвечают за питание и обмен веществ растения, т.е. обеспечивают его существование. Генеративные органы осуществляют семенное размножение растений. Иногда встречается термин «репродуктивные органы» – это органы, служащие для размножения, т.е. к ним можно отнести и вегетативные, и генеративные органы.

КОРЕНЬ

Корень – вегетативный осевой орган растения, обладающий радиальной симметрией и чаще всего находящийся в почве. На корнях растений никогда не образуется генеративных органов и листьев.

Функции :

Поглощение воды и минеральных веществ.
Опора.
Запас питательных веществ.
Синтез органических веществ (фитогормоны, алкалоиды).

Виды корней

Главный (развивается из зародышевого корешка семени).
Придаточные (развиваются на подземных или надземных частях побега).
Боковые (возникают при боковом ветвлении корней, т.е. они развиваются на главном, придаточных и боковых корнях).

Все корни растения образуют корневую систему — стержневую или мочковатую. У двудольных растений стержневая корневая система (искл.: подорожник большой), у однодольных – мочковатая. Стержневая – главный корень четко выражен (фасоль, клен). Стержневая корневая система образована в основном главным и боковыми корнями. Мочковатая – главный корень развит слабо или отсутствует (пшеница, лук). Мочковатая корневая система в основном образована придаточными и боковыми корнями.

Строение корня . Строение корня на продольном срезе . Верхушка корня покрыта корневым чехликом (это живые клетки, которые защищают верхушечную меристему корня). Начиная с верхушки корня, выделяют следующие зоны :

Зона деления – находится сразу под чехликом.
Зона роста.
Зона всасывания.
Зона проведения, в которой происходит образование боковых корней.

Строение корня на поперечном срезе . В зоне деления располагаются клетки образовательной ткани, обеспечивающие рост корня в длину. В зоне роста отдельные клетки продолжают делиться, а также начинается дифференцировка покровной, основной и проводящей тканей корня.

В зоне всасывания клетки ризодермы имеют выросты – корневые волоски, через которые корни растений всасывают из почвы воду и минеральные вещества. Благодаря корневым волоскам поверхность всасывания увеличивается в 10 и более раз. В корневом волоске есть крупная вакуоль, ядро смещено на кончик волоска. Под ризодермой расположена кора, состоящая из тонкостенных живых клеток. В центре корня находится центральный цилиндр из луба и древесины. Сердцевина в корне не образуется.

В зоне проведения между древесиной и лубом возникает камбий, отвечающий за рост в толщину. Ткани коры не могут следовать за вторичным утолщением и погибают, а благодаря работе феллогена на поверхности корня появляется новая покровная ткань – пробка.

Поглощение корнями воды и минеральных солей происходит всеми зонами корня, но наиболее активно идет в зоне всасывания. Из корневых волосков вода и минеральные соли попадают в кору корня, а из нее в древесину, по которой осуществляется дальнейший транспорт в стебель. Существует два пути поступления воды и растворенных в ней веществ: через клеточные стенки или через живое содержимое клеток. Осмос – это засасывание воды более концентрированным раствором в клетку. Благодаря осмосу создается корневое давление – сила, способствующая одностороннему движению воды по ксилеме снизу вверх (из корня в стебель).

Дыхание корней. Корень поглощает кислород и выделяет углекислый газ в процессе дыхания. Это подтверждается следующим опытом: если в пробирку на некоторое время поместить корень растения, затем вынуть его и опустить в пробирку горящую спичку, то спичка практически мгновенно погаснет.

Видоизменения корней

Корнеплод – это орган, в образовании которого участвует нижняя часть стебля и главный корень (морковь, свекла, репа, редис). Основная функция корнеплода – запасание питательных веществ.
Корневые клубни или корневые шишки – это утолщение придаточных корней (георгин, батат, чистяк). Основная функция – запас питательных веществ и вегетативное размножение.
Бактериальные клубеньки (бобовые) – это утолщения на корнях, внутри которых находятся бактерии. Бактерии переводят азот из атмосферы в вещества, которые усваиваются растением; растение дает бактериям органические вещества, т.е. это пример симбиоза.

Влияние человека на корневые системы растений

Обработка почвы. При перекопке улучшается структура почвы, корни располагаются во всем паханном горизонте, где получают необходимое количество воды и воздуха. При рыхлении верхнего слоя почвы (культивации) разрушается почвенная корка, улучшается водный и воздушный режим.

Полив. Должен быть равномерным и достаточным. В сельском хозяйстве есть направление – гидропоника, когда выращивание растений осуществляется в водных питательных растворах без почвы.

Пикировка – удаление верхушки главного корня. Корневая система становится более мощной и развивается в верхнем, наиболее плодородном горизонте.

Удобрения. Бывают минеральные и органические удобрения. Минеральные подразделяются на азотные (селитра, мочевина), фосфорные (суперфосфат, двойной суперфосфат), калийные (сульфат калия, хлорид калия), комплексные (содержат фосфор, азот и калий, например нитрофоска) и микроудобрения (содержат микроэлементы – цинк, железо, бор, молибден). К органическим относят навоз, торф, птичий помет (гуано). Азотные удобрения отвечают за рост и более быстрое развитие растений (увеличение вегетативной массы). Калийные способствуют улучшению качества плодов, усиливают стойкость растений к некоторым заболеваниям, повышают морозостойкость и засухоустойчивость. Фосфорные улучшают рост корневой системы, увеличивают урожай и улучшают его качество, ускоряют созревание растений, повышают их устойчивость к засухе. Микроудобрения способствуют синтезу в растении необходимых для роста и развития веществ. Все удобрения вносят в строго определенном количестве. Азотные удобрения вносят весной, калийные и фосфорные – обычно осенью. Применение удобрений возможно в сухом виде (весной перед посевом или осенью при перекопке) и в жидком виде – корневые и внекорневые подкормки (растворы концентрацией не более 10% и 1% соответственно) во время вегетации.

ПОБЕГ

Это орган, состоящий из стебля, листьев и почек и чаще всего располагающийся в наземно-воздушной среде. Узел – это участок стебля, на котором находится лист и пазушная почка. Междоузлие – это участок стебля между двумя соседними узлами. Угол, образованный листом и расположенным выше стеблем, называется пазухой листа .

Типы побегов

Прямостоячие – стебель занимает вертикальное положение.
Стелющиеся – стебель занимает горизонтальное положение.
Ползучие – стебель занимает горизонтальное положение, и на нем образуются придаточные корни (луговой чай).
Вьющиеся (фасоль).
Цепляющиеся (чина).
В зависимости от степени выраженности междоузлий: укороченные и удлиненные.

Почка

Почка – это зачаточный побег.

Виды почек

По положению на стебле бывают верхушечные (на вершине побега) и боковые или пазушные почки (расположены в пазухе листьев).
По наличию или отсутствию почечных чешуй – закрытые (почечные чешуи есть – дуб, тополь, липа) или открытые почки (почечных чешуй нет – клевер, крушина, элодея).
По характеру внутреннего содержимого – вегетативные, генеративные (цветочные, у вишни) и смешанные почки (бузина, сирень). Вегетативные почки содержат зачатки только вегетативных органов, генеративные – только генеративных, смешанные – и генеративных, и вегетативных.
Придаточные почки. Они находятся на междоузлиях стеблей, на листьях и на корнях.
Спящие почки, располагающиеся на стебле, но не раскрывающиеся сразу после образования. Они являются как бы резервом побега (именно из-за наличия спящих почек тополя формируют новые побеги после сильной обрезки).

Строение почки . Снаружи большинство почек покрыты почечными чешуями, которые защищают почку и предохраняют ее внутреннее содержимое от пересыхания. Внутри находятся зачатки всех органов растения: зачаточные листья, зачаточный стебель, зачаточные почки. Также внутри почки могут содержаться зачатки будущих цветков. На вершине зачаточного стебля расположен конус нарастания – это образовательная ткань.

ЛИСТ

Лист – это вегетативный орган растения, занимающий боковое положение и осуществляющий воздушное питание растений. В отличие от других вегетативных органов, для листа не характерен неограниченный (т.е. в течение всей жизни) рост. Функции: ф отосинтез, испарение воды, газообмен.

Внешнее строение листа . Лист состоит из основания, черешка, листовой пластинки и прилистников. Прилистники могут срастаться, охватывая стебель – при этом образуется раструб (щавель). Основание – это часть листа, с помощью которой лист прикреплен к стеблю. Если основание разрастается и охватывает стебель, то образуется влагалище листа (пшеница, кукуруза, пырей).

Типы листьев . В зависимости от количества листовых пластинок, листья делят на простые (одна листовая пластинка, между ней и черешком нет сочленения) и сложные (одна или много листовых пластинок, обособленных от общего черешка). Среди сложных листьев выделяют: тройчатые (клевер, земляника, кислица), пальчатосложные (конский каштан), парноперистые (желтая акация) и непарноперистые (ясень, рябина, шиповник).

Жилкование — это расположение проводящих пучков (жилок) в листовой пластинке. Бывает:

Перистое (сирень, береза, липа).
Пальчатое (манжетка, клен).
Дуговое (подорожник большой, ландыш).
Параллельное (рожь, кукуруза, мятлик).

Листорасположение – это порядок размещения листьев на стебле. Различают:

Очередное листорасположение – от каждого узла отходит только один лист (береза, тополь, дуб).
Супротивное листорасположение – от каждого узла отходит два листа (сирень, клен, бузина).
Мутовчатое листорасположение – от каждого узла отходит три и более листьев (олеандр, вороний глаз, элодея).

Листовая мозаика . Листовая мозаика – это расположение листьев растений в одной плоскости. Листья в мозаике расположены горизонтально, при этом листья имеют разные размеры и практически не затеняют друг друга, что позволяет максимально полно использовать солнечную энергию.

Внутреннее строение листа . Снаружи находится покровная ткань – эпидерма. Устьица располагаются в основном с нижней стороны листа (у водных растений с плавающими листьями (кувшинка), наоборот, устьица, в основном, расположены на верхней стороне листьев). Покровная ткань листа выделяет особый слой, состоящий из восков – кутикулу, что уменьшает испарение с поверхности листа.

Между верхней и нижней эпидермой расположена основная ткань листа, которая состоит из столбчатой и губчатой паренхимы. Столбчатая (палисадная) паренхима расположена под верхней эпидермой и образована клетками, вытянутыми в перпендикулярном направлении к эпидерме. Губчатая паренхима находится под столбчатой тканью и состоит из рыхло расположенных клеток с большим количеством межклетников.

Жилки листа (проводящие пучки) не содержат камбия. Древесина располагается ближе к верхней поверхности листа, а луб – ближе к нижней. Снаружи проводящего пучка обычно располагается механическая ткань.

Процессы, происходяшие в листе

Фотосинтез– это процесс образования органических веществ из неорганических при помощи солнечного света.
Газообмен растений осуществляется в листьях через устьица. Днем в растение поступает и углекислый газ, и кислород, выделяется и кислород, и углекислый газ, т.е. днем в клетках растений параллельно идут два процесса – фотосинтез и дыхание. Ночью фотосинтез не происходит, в клетках происходит дыхание (в основном за счет кислорода, содержащегося в межклетниках).
Испарение воды. Выделение воды растением происходит через устьица эпидермы. При этом происходит охлаждение растения, что спасает от перегрева, кроме того, поддерживается непрерывный ток воды из корней к листьям. От излишнего испарения растения могут защищаться следующим образом: уменьшение и (или) видоизменение листовой пластинки (ковыль, кактус); хорошо развитая кутикула (агава); большое количество волосков в эпидерме (сенполия).
Листопад – это естественное опадение листьев. В связи с этим растения делятся на листопадные и вечнозеленые. Для вечнозеленых растений характерны многолетние листья (листья сосны живут 2-4 года, ели – 5-7 лет). У листопадных растений в конце вегетационного периода ежегодно опадают все листья (дуб, береза, клен). К концу лета – началу осени листья начинают стареть, в них уменьшается интенсивность обмена веществ, начинает разрушаться хлорофилл и хлоропласты, листья приобретают другую окраску (не у всех растений: например, листья сирени остаются зелеными). Между основанием листа и стеблем начинает формироваться отделительный слой клеток, состоящий из мертвых клеток пробки. В пазухе листа в это время окончательно сформировывается почка, после чего лист опадает. След от опавшего листа на стебле называется листовым рубцом. Значение листопада: удаление из организма ненужных веществ; уменьшение испарения, что особенно важно зимой, когда практически прекращается поступление воды из почвы; уменьшение массы побегов и их площади, что снижает количество снега, задерживающегося на ветках, следовательно, уменьшается вероятность поломки побегов.

Видоизменения листьев

Колючки – развиваются у растений, обитающих в условиях недостаточного увлажнения (кактус)
Усики (горох, чина).
Ловчие приспособления насекомоядных растений (росянка).
Чешуйки – мелкие, недоразвитые листья (ландыш, горох).

Стебель

Стебель – это осевая часть побега. Функции: опора, транспорт веществ, запас веществ, фотосинтез (у молодых стеблей деревьев и кустарников, а также у трав).

Внутреннее строение стебля (на примере липы)

Первичное строение стебля:

а) Первичная кора. Снаружи находится эпидерма, под которой расположена основная фотосинтезирующая ткань. Кроме этих тканей, в состав первичной коры также входят механические ткани (чаще колленхима).

б) Центральный цилиндр, в котором выделяют проводящие ткани и сердцевину. Проводящие ткани представлены ксилемой и флоэмой; они образуют проводящие пучки. Сердцевина состоит из живых клеток.

Вторичное строение стебля. Его появление связано с закладкой камбия и заменой одного вида покровной ткани (эпидермы) другим (перидермой). Вторичное строение стебля включает следующие отделы: вторичную кору (пробка и луб), камбий, древесину и сердцевину.

Развитие побега из почки. Ветвление. Весной в растениях начинается сокодвижение, и необходимые вещества попадают внутрь почки. Клетки конуса нарастания начинают активно делиться, зачаточный стебель увеличивается, почечные чешуи раздвигаются и постепенно опадают, на их месте образуется почечное кольцо. Побег растет и развивается, на нем формируются новые листья и новые почки. Побег, который развился из почки за один вегетационный период, называется годичным приростом.

Во время развития побега происходит его ветвление. Ветвление – это образование новых побегов, расположенных под углом друг к другу. Выделяют два типа ветвления: верхушечное и боковое. Верхушечное ветвление осуществляется за счет разделения верхушечной образовательной ткани на две части (т.н. дихотомическое ветвление) и характерно для плауновидных. При боковом ветвлении новые побеги возникают из боковых почек. Разновидностью бокового ветвления является кущение, при котором образование новых побегов происходит из пазушных почек, находящихся у основания главного побега (злаки, кустарники).

Рост стебля. В длину осуществляется за счет деления и последующего роста клеток верхушечной и (или) вставочной образовательных тканей. В толщину рост идет за счет деятельности камбия. Работа камбия периодична: весной и в начале лета интенсивна, к концу вегетационного периода затихает. Камбий откладывает больше клеток в сторону древесины. В начале вегетационного периода камбий образует сосуды с большим просветом, механических элементов образуется мало, к концу вегетации просвет вновь образующихся сосудов уменьшается и образуется больше механических элементов. На поперечном спиле дерева эти различия видны невооруженным взглядом в виде годичных колец. Годичное кольцо – это прирост древесины за год по толщине стебля. По годичным кольцам можно определить возраст растения.

Транспорт веществ

По древесине движется вода с растворенными в ней веществами (в основном это минеральные вещества, но также двигаются органические вещества, которые синтезируются или накапливаются в корнях) снизу вверх. В начале весны по древесине двигается раствор с преобладанием органических веществ.
По лубу движутся растворенные органические вещества в обоих направлениях: от листьев в корни (сверху вниз) и от листьев к плодам и цветкам (снизу вверх).

Видоизменения побегов: Надземные

Колючки (боярышник) – выполняют защитные функции.
Усик – это видоизмененный лист (горох) или весь побег (виноград). Функция: закручивание вокруг опоры, удержание побега в вертикальном положении.
Надземный столон – это удлиненный ползучий побег. Он живет меньше года и выполняет функцию вегетативного размножения: на верхушке столона образуется укороченный побег («розетка»), который укореняется, и из него развивается новое растение (живучка, земляника).
Кочан – это видоизмененная почка (капуста).

Подземные

Подземный столон. Выполняет функцию расселения и вегетативного размножения. Формируется из почек у основания стебля; обычно белого цвета с бесцветными чешуевидными листьями. У таких растений, как картофель, седмичник, на конце столона формируется клубень.
Клубень – сильно утолщенный подземный побег (картофель, топинамбур, хохлатка, седмичник). Выполняет функцию запаса питательных веществ, обеспечивает переживание неблагоприятных условий, вегетативное размножение и возобновление.
Луковица – подземный побег с очень коротким уплощенным стеблем (донцем) и сочными листьями (лилия, тюльпан, лук). Выполняет функции: запас питательных веществ, переживание неблагоприятных условий, возобновление, вегетативное размножение.
Клубнелуковица – подземный побег растений. Имеет сухие, пленчатые листья, а запасные питательные вещества откладываются в стебле (крокус, гладиолус, безвременник).
Корневище – подземный или надземный видоизмененный многолетний побег с чешуевидными или зелеными листьями. Отвечает за размножение, расселение, запас питательных веществ, возобновление и пережидание неблагоприятных условий среды (пырей, ландыш, ирис).

Орган - это часть растения, имеющая определенную внешнюю (морфологическую) и внутреннюю (анатомическую) структуру в соответствии с выполняемой ею функцией. Различают вегетативные и репродуктивные органы растения.

Основными вегетативными органами являются корень и побег (стебель с листьями). Они обеспечивают процессы питания, проведения и растворенных в ней веществ, а также вегетативного размножения.

Репродуктивные органы (спороносные колоски, стробилы или шишки, цветок, плод, семя) выполняют функции, связанные с половым и бесполым размножением растений, и обеспечивают существование вида в целом, его воспроизводство и расселение.

Расчленение тела растений на органы, усложнение их строения происходило постепенно в процессе развития растительного мира. Тело первых наземных растений - риниофитов, или псилофитов, - не было расчленено на корень, и листья, а было представлено системой ветвящихся осевых органов - теломов. По мере выхода растений на сушу и приспособления их к жизни в воздушной и почвенной средах происходило изменение теломов, что привело к формированию органов.

У водорослей, грибов и лишайников тело не дифференцировано на органы, а представлено талломом, или слоевищем весьма разнообразного облика.

При формировании органов обнаруживаются некоторые общие закономерности. При росте растения увеличиваются размеры и масса тела, происходит деление клеток и их растяжение в определенном направлении. Первая ступень любого новообразования - это ориентация клеточных структур в пространстве, т. е. полярность. У высших семенных растений полярность обнаруживается уже в зиготе и развивающемся зародыше, где формируются два зачаточных органа: побег с верхушечной почкой и корень. Передвижение многих веществ происходит по проводящим путям полярно, т.е. в определенном направлении.

Другая закономерность - симметрия. Она проявляется в расположении боковых частей по отношению к оси. Различают несколько типов симметрии: радиальная - можно провести две (и более) плоскости симметрии; билатеральная - только одну плоскость симметрии; при этом различают дорзальную (спинную) и вентральную (брюшную) стороны (например, листья, а также органы, растущие горизонтально, т.е. обладающие плагиотропным ростом). , растущие вертикально, - ортотропные - обладают радиальной симметрией.

В связи с приспособлением основных органов к новым определенным условиям происходит изменение их функций, что приводит к их видоизменениям, или метаморфозам (клубни, луковицы, колючки, почки, цветки и др.). В морфологии растений различают гомологичные и аналогичные органы. Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но могут различаться по форме и по выполняемым функциям. Аналогичные органы выполняют одинаковые функции и имеют одинаковый внешний вид, но различны по своему происхождению.

Органам высших растений свойствен ориентированный рост ( , который является реакцией на одностороннее действие внешних факторов (свет, сила тяжести, влажность). Рост осевых органов к свету определяется как положительный (побеги) и отрицательный (главный корень) фототропизм. Ориентированный рост осевых органов растения, вызванный односторонним действием силы земного притяжения, определяется как геотропизм. Положительный геотропизм корня вызывает его направленный рост к центру , отрицательный геотропизм стебля - от центра.

Побег и корень в зачаточном виде имеются у зародыша, находящегося в зрелом семени. Зародышевый побег состоит из оси (зародышевого стебелька) и семядольных листьев, или семядолей. Число семядолей у зародыша семенных растений колеблется от 1 до 10-12.

На конце оси зародыша находится точка роста побега. Она образована меристемой и нередко имеет выпуклую поверхность. Это конус нарастания, или апекс. На верхушке побега (апексе) закладываются зачатки листьев в виде бугорков или валиков, следующих за семядолями. Обычно зачатки листьев растут быстрее, чем стебель, при этом молодые листочки прикрывают друг друга и точку роста, образуя почечку зародыша.

Часть оси, где находятся основания семядолей, называют семядольным узлом; остальной участок зародышевой оси, ниже семядолей, называют гипокотилем, или подсемядольным коленом. Его нижний конец переходит в зародышевый корешок, представленный пока только конусом нарастания.

При прорастании семени постепенно начинают разрастаться все органы зародыша. Из семени первым выходит зародышевый корешок. Он укрепляет молодое растение в почве и начинает поглощать воду и растворенные в ней минеральные вещества, давая начало главному корню. Участок на границе между главным корнем и стеблем называется корневой шейкой. У большинства растений главный корень начинает ветвиться, при этом появляются боковые корни второго, третьего и более высоких порядков, что приводит к формированию корневой системы. На гипокотиле, на старых участках корня, на стебле, а иногда и на листьях довольно рано могут образовываться придаточные корни.

Почти одновременно из зародышевой почечки (апекса) развивается побег первого порядка, или главный побег, который также ветвится, образуя новые побеги второго, третьего и более высоких порядков, что приводит к формированию системы главного побега.

Что касается высших споровых побегов (плауны, хвощи, папоротники), их тело (спорофит) развивается из зиготы. Начальные этапы жизни спорофита проходят в тканях заростков (гаметофитов). Из зиготы развивается зародыш, состоящий из зачаточного побега и корневого полюса

Итак, тело любого высшего растения состоит из побеговой и (кроме моховидных) корневой систем, построенных из повторяющихся структуры - побегов и корней.

Во всех органах высшего растения три системы тканей - покровная, проводящая и основная - непрерывно продолжаются от органа к органу, отражая целостность растительного организма. Первая система образует наружный защитный покров растений; вторая, включающая флоэму и ксилему, погружена в систему основных тканей. Принципиальное различие строения корня, стебля и листа определяется различным распределением этих систем.

В ходе первичного роста, который начинается вблизи верхушек корней и стеблей, образуются первичные , составляющие первичное тело растения. Первичная ксилема и первичная флоэма и связанные с ними паренхимные ткани образуют центральный цилиндр, или стелу, стебля и корня первичного тела растения. Существует несколько типов стел.

Понятие об органах растений

Определение 1

Орган - это часть растительного организма, приспособленная к исполнению одной или нескольких функций.

У растений различают две группы взаимосвязанных в целостную систему органов - вегетативные и генеративные.

К вегетативным относятся корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек, а к генеративным - цветок, плод и семя (у споровых это спорангий, у голосемянных - шишка).

Вегетативные органы растений

Определение 2

Вегетативными органами (от лат. vegetativas - растительный) у растений называются те, которые поддерживают основные жизненные процессы, то есть исполняют основные функции его питания и обмена веществ со средой.

Эти органы образовались в результате расчленения однородного тела низших растений (водорослей) - талома. Причиной этого стал переход от водного к наземному образу жизни.

Одной из общих особенностей вегетативных органов есть их полярность. Каждый орган имеет два полюса: верхний, или верхушечный, и нижний, или основный. Вегетативные органы способны определённым образом ориентироваться в пространстве: корень всегда растёт к центру Земли (позитивный геотропизм), стебель - от центра Земли (отрицательный геотропизм). Осевые органы - стебель и корень - расположены вертикально к поверхности Земли (ортотропные органы) а листья - под углом (плагиотропные органы). Такая специализация обусловлена двумя сферами питания растений (почвенной и атмосферной), а значит, двусторонним потоком воды с растворёнными минеральными и органическими веществами.

Корень имеет неограниченный рост, не имеет листьев. Обеспечивает поглощение и транспортировку воды и растворённых в ней соединений, синтез (а часто и запасание) веществ, дыхание.

Стебель в типичных случаях - осевой полисимметрический орган неограниченного роста. Стебель обеспечивает связь между листьями и корнями, содействует образованию крепкой ассимиляционной поверхности листьев и наилучшему размещению их относительно света, запасает питательные вещества.

Лист - боковой орган ограниченного роста, нарастает основой путём вставочного роста (у однодольных) или всей поверхностью (у двудольных). Лист состоит из листовой пластинки и черешка, прилистников; листья без черешка называются сидячими (рожь). У однолетних растений протяжённость жизни листа аналогична периоду жизни стебля. У деревьев и кустов - временный орган. Основные функции листа : фотосинтезирующая, газообменная, транспираторная, размножения, защитная (колючки), очистительная (листопад), питательная (росянка).

Замечание 1

Вегетативные органы не берут участия в половом размножении но все таки могут способствовать так называемому вегетативному способу размножения растений (с помощью корневищ, луковиц клубней, усов и т. п.). При таком способе размножения новый организм вырастает из многоклеточной части материнского организма.

Расчленение тела растений на органы и образование большого количества веток, листьев и корней дали возможность развить огромную фотосинтезирующую поверхность и поглощать достаточное количество воды и минеральных элементов.

Генеративные органы растений

Определение 3

Генеративные (репродуктивные) органы (от лат. genero - рождаю ) растений возникли значительно позже, чем вегетативные. Цветок, семя и плод, которые из него образуются, считают высшим достижением процесса размножения в растительном мире. Благодаря генеративным органам обеспечивается процесс полового размножения.

Генеративные органы цветковых растений - цветы, за счет которых и формируются плоды с семенами. Процесс полового размножение цветковых растений происходит, когда растение цветёт (цветки раскрываются).

По форме, размерам, цвету и особенностями строения цветы очень разнообразны. Однако основная схема строения и процессы развития цветка у всех растений идентичны. Цветок имеет тычинки, пестики и околоцветник (лепестки и чашечка). Основная функция тычинок - формирование пыльцевых зёрен с мужскими половыми клетками (спермиями). В пестиках находятся семенные зачатки, а в них - женские половые клетки (яйцеклетки).

Из семенного зачатка в результате оплодотворения образуется семя, внутри которого под кожицей есть зародыш и эндосперм. Окружены семена околоплодником, который образовался из стенок завязи. Вместе семена и околоплодник образуют плод. После периода покоя семена при благоприятных условиях прорастают и из них развивается молодое растение.

Замечание 2

Генеративные органы споровых растений - мхов, хвощей, папоротников - имеют иное строение.

Вегетативные органы – органы, составляющие тело растения, поддерживающие его индивидуальные функции и вегетативное размножение. К вегетативным органам относятся корень, стебель и лист. У растений, части тела высших растений, выполняющие основнеы функции питания и обмена веществ с внеш. средой. Не участвуют непосредственно в спорообразовании и половом размножении, но могут выполнять функцию вегетативного размножения.

Основной вегетативный орган - листостебельные побеги (обеспечивают фотосинтез) и корни (обеспечивают водоснабжение и минер, питание). При изменении функций претерпевают метаморфозы. В эволюции В. о. возникли в результате усложнения тела растений при выходе на сушу и освоении воздушной и почвенной сред. У низших многоклеточных растений (водоросли), а также у грибов вегетативное тело (таллом, или слоевище) имеет более простое и однородное строение и либо совсем не расчленено на органы (нитчатые, некоторые пластинчатые водоросли, мицелии грибов), либо расчленено на специализированные части, внешне сходные с органами высших растений (листоподобные, стеблеподобные, корнеподобные), но не имеющие сложного тканевого строения (мн. крупные зелёные и бурые водоросли).

Вегетативные органы отвечают за питание и обмен веществ растения, т.е. обеспечивают его существование. Генеративные органы осуществляют семенное размножение растений. Иногда встречается термин «репродуктивные органы» – это органы, служащие для размножения, т.е. к ним можно отнести и вегетативные, и генеративные органы.

КОРЕНЬ

Функции :

Поглощение воды и минеральных веществ.
Опора.
Запас питательных веществ.
Синтез органических веществ (фитогормоны, алкалоиды).

Виды корней :

Главный (развивается из зародышевого корешка семени).
Придаточные (развиваются на подземных или надземных частях побега).
Боковые (возникают при боковом ветвлении корней, т.е. они развиваются на главном, придаточных и боковых корнях).

Все корни растения образуют корневую систему - стержневую или мочковатую. У двудольных растений стержневая корневая система (исключение: подорожник большой), у однодольных – мочковатая. Стержневая – главный корень четко выражен (фасоль, клен). Стержневая корневая система образована в основном главным и боковыми корнями. Мочковатая – главный корень развит слабо или отсутствует (пшеница, лук). Мочковатая корневая система в основном образована придаточными и боковыми корнями.

ПОБЕГ

Это орган, состоящий из стебля, листьев и почек и чаще всего располагающийся в наземно-воздушной среде. Узел – это участок стебля, на котором находится лист и пазушная почка. Междоузлие – это участок стебля между двумя соседними узлами. Угол, образованный листом и расположенным выше стеблем, называется пазухой листа.

Типы побегов:

Прямостоячие – стебель занимает вертикальное положение.
Стелющиеся – стебель занимает горизонтальное положение.
Ползучие – стебель занимает горизонтальное положение, и на нем образуются придаточные корни (луговой чай).
Вьющиеся (фасоль).
Цепляющиеся (чина).
В зависимости от степени выраженности междоузлий: укороченные и удлиненные.

ЛИСТ

Лист – это вегетативный орган растения, занимающий боковое положение и осуществляющий воздушное питание растений. В отличие от других вегетативных органов, для листа не характерен неограниченный (т.е. в течение всей жизни) рост. Функции: фотосинтез, испарение воды, газообмен.

СТЕБЕЛЬ

Орган и его характеристика

Орган это часть растения, выполняющая определенные функции и имеющая специфичное строение. Вегетативные органы, к которым относятся корень и побег, составляют тело высших растений; они обеспечивают индивидуальную жизнь особи. У грибов и низших растений деления тела на органы нет. Их тело представлено системой мицелия или слоевищ. Образование органов у высших растений в процессе эволюции связано с выходом их на сушу и приспособлением к наземному существованию. У высших растений выделяют подземную часть-корень и надземную-побег, состоящий из стебля и листьев.

Корень и корневая система

Корень выполняет в растении три важнейшие функции: прикрепляет растение к почве, поглощает из нее воду и минеральные вещества и иногда синтезирует органические вещества. В особых случаях корень превращается в орган, запасающий питательные вещества. Морфологическое строение корня соответствует выполняемым физиологическим функциям. Он ветвится, образуя боковые корни, на которых развивается множество корневых волосков. Большое значение имеет наличие корневого чехлика, облегчающего продвижение корня вглубь, и способность вступать в симбиотические отношения с грибами и бактериями, что улучшает минеральное питание растений.

Анатомическое строение корня также тесно связано с выполняемыми им функциями. В молодом корне можно четко проследит наличие следующих ярко выраженных зон (рис. 1):

1. Зона деления клеток, представляющая собой апикальную меристему, прикрытую корневым чехликом;

2. Зона роста, или растяжения, в которой клетки, уже вышедшие за пределы меристемы, находятся в разных стадиях их растяжения в продольном направлении;

3. Зона поглощения веществ и начала дифференциации постоянных тканей: ризодермы, характеризующейся развитием корневых волосков, а также проводящих элементов ксилемы и флоэмы;

4. Зона ветвления, в которой закладываются зачатки боковых корней.

Рис. 1. Строение молодого корня

1- корневой чехлик, 2- зона деления клеток, 3- зона роста клеток, 4- зона корневых волосков, 5- боковые корни

Зона роста. За зоной деления на расстоянии 1,5- 2 мм от кончика корня располагается зона роста. Она представляет собой участок корня от зоны деления до корневых волосков. В этой зоне клетки перестают делится и растут главным образом в длину путем растяжения.

Зона поглощения. За зоной растяжения расположена зона дифференцировки большинства клеток первичных тканей. Здесь развиваются также корневые волоски, вследствие чего эту часть корня называют иногда зоной корневых волосков. Важно отметить, что переход от одной зоны к другой происходит постепенно, без резких границ. Некоторые клетки начинают удлиняться и дифференцироваться еще в зоне клеточных делений, в то время как другие достигают зрелости в зоне растяжения. На первичной стадии роста корня поперечные и продольные срезы легко позволяют выделить три системы тканей: эпидерму (система покровной ткани), первичную кору (систему основной ткани) и систему проводящих тканей.

Эпидерма. Эпидерма корня (эпиблема) – первичная покровная ткань, она состоит из одного ряда сомкнутых клеток. Эпиблема адсорбирует из почвы воду и минеральные вещества, выполнению этой функции способствуют корневые волоски – трубчатые выросты эпидермальных клеток, существенно увеличивающие поглощающую поверхность органа. Эпидермальные клетки корня, включая те, что несут корневые волоски, являются паренхимными, плотно упакованными. Молодая эпидерма большей частью несет тонкую кутикулу, вследствие чего клеточная оболочка оказывает некоторое сопротивление прохождению сквозь нее воды и минеральных веществ.

Первичная кора. Первичная кора состоит из паренхимных клеток, число слоев которых сильно варьирует. Наружный слой первичной коры после отмирания корневых волосков и сбрасывания ризодермы дифференцируется в первичную покровную ткань – экзодерму, а из внутреннего слоя развивается эндодерма. Она состоит из одного слоя клеток, опоясывающих центральный цилиндр. Отличительная черта эндодермальных клеток – наличие поясков Каспари. На поперечных срезах корня пояски Каспари видны крайне редко, но обычно хорошо заметны сечения этих поясков на смежных радиальных стенках – пятна Каспари (рис. 2).

Рис. 2. Строение эндодермы

1- поясок Каспари, 2- продольная радиальная стенка, 3- поперечная стенка

Субериноподобные вещества, из которых состоят пояски Каспари препятствуют свободной диффузии ионов в оболочке, а плотное прилегание к ним плазмалеммы исключает возможность их передвижения в пространстве между нею и оболочкой. В связи с этим транспорт ионов всегда находится под контролем цитоплазмы самой клетки эндодермы.

Центральный цилиндр. В центральном цилиндре размещаются проводящие ткани, перемежающиеся паренхимой. При первичном строении флоэма и ксилема располагаются, чередуясь по секторам, а паренхима занимает участки между флоэмой и ксилемой. В связи с тем, что центральный цилиндр в основном слагается из сосудов и ситовидных трубок, его часто называют сосудистым цилиндром, или стелью. Он отграничен от первичной коры одним слоем меристематических клеток – перициклом (рис.3).

Рис. 3. Поперечный срез корня лютика (Ranunculus)

1- эндодерма, 2- перицикл, 3- первичная флоэма, 4- первичная ксилема; фиолетовым цветом обозначена первичная кора

Перицикл – образовательная ткань первичного происхождения со сложной функциональной деятельностью. Он участвует в образовании боковых корней, а также принимает участие в заложении камбия и феллогена (пробкового камбия).

Побег и система побегов

Вегетативный побег-основной орган высшего растения, главная функция которого воздушное питание. Побег состоит из оси стебля и отходящих от его листьев и почек. В более конкретном смысле побегом можно назвать однолетний неразветвленный стебель с листьями и почками, развившейся из почки или семени. Побег развивается из почечки зародыша или пазушной почки и представляет собой один из основных органов высших растений. Таким образом, почка является зачаточным побегом. Функция побега состоит в воздушном питании растения. Видоизмененный побег - в виде цветка или спороносного побега - выполняет функцию размножения.

Основные органы побега - стебель и листья, формирующиеся из меристемы конуса нарастания и обладающие единой проводящей системой. Участок стебля, от которого отходит лист (или листья), называют узлом, а расстояние между узлами - междоузлием. В зависимости от длины междоузлия каждый повторяемый узел с междоузлием называется метамером. Как правило, метамеров вдоль оси побега бывает много, т.е. побег состоит из серии метамеров. В зависимости от длины междоузлий побеги бывают удлиненными (у большинства древесных растений) и укороченными (например, плодушки у яблони). У таких травянистых растений, как одуванчик, земляника, подорожник, укроченные побеги представлены в виде прикорневой розетки. Стеблем называют растительный орган, представляющий собой ось побега и несущий на себе листья, почки и цветки.

Основные функции стебля. Стебель выполняет опорную, проводящую и запасающую функции; кроме того, он является органом вегетативного размножения. Через стебель осуществляется связь между корнями и листьями. У некоторых растений только стебель выполняет функцию фотосинтеза (хвощ, кактус). Главная внешняя черта, отличающая побег от корня, - это наличие листьев.

Строение стебля. Две главные функции стебля-проводящая и опорная. Вещества, синтезируемые в листьях, передвигаются по флоэме стебля к местам потребления, включая растущие листья, сами стебли, корни, развивающиеся цветки, смена и плоды. Выполняемые стеблем функции определяют в нем наличие покровных, хорошо развитых проводящих, механических тканей, а также функционально разной паренхимы. Образовательная ткань в стебле представлена у двудольных растений камбием, который формирует вторичное строение стебля (рис. 4).

Рис. 4. Поперечный срез стебля липы (Tilia americana)(однолетний стебель)

1 – вторичная флоэма, 2 – волокно первичной флоэмы, 3 – эпидерма, 4 – перидерма, 5 – первичная кора, 6 – дилатированный флоэмный луч, 7 – камбий, 8 – вторичная ксилема, 9 – ксилемный луч, 10 – первичная ксилема

Строение листа. Листья весьма разнообразны по форме и внутреннему строению. У двудольных они обычно состоят из плоской расширенной части, пластинки, и стеблевидного черешка. Независимо от формы листья покрытосеменных являются специализированными органами фотосинтеза и, как корни и стебли, состоят из систем покровных, основных и проводящих тканей. Покровная ткань листа представлена эпидермой, состоящая из плотно сомкнутых клеток, покрытых кутикулой. Под эпидермой расположен мезофилл. Именно мезофилл-основная ткань листа с крупными межклетниками и многочисленными хлоропластами-наиболее приспособлен для фотосинтеза. Межклеточные пространства связаны с атмосферным воздухом через устьица. Устьица могут встречаться на обеих сторонах листа, но обычно более многочисленны на нижней поверхности.

Мезофилл как правило дифференцирован на палисадную и губчатую паренхиму. В первой клетки имеют столбчатую форму, в губчатой паренхиме форма клеток неправильная. Мезофилл густо пронизан многочисленными проводящими пучками, или жилками, у большинства двудольных они образуют разветвленную систему. Жилки содержат ксилему и флоэму, имеющие, как правило, первичное происхождение. Окончания жилок часто содержат только трахеальные элементы, хотя до их концов могут доходить как ксилемные, так и флоэмные элементы. Жилки окружены одним или более слоями компактно расположенных клеток, образующих обкладку проводящего пучка. Благодаря этому проводящие ткани жилок редко граничат с межклетниками мезофилла (рис. 5).

Рис. 5. Поперечный срез листа сирени (Syringa vulgaris)

1 – палисадная паренхима, 2 – склереида, 3 – верхняя эпидерма, 4 – устьице, 5 – губчатая паренхима, 6 – нижняя эпидерма, 7 – проводящий пучок (жилка), 8 – аэренхима

Метаморфозы листа

Усики. У многих лазающих растений (таких, как диоскорея, настурция) часть листа или весь лист превращаются в усики. У многих представителей Бобовых (горох посевной, чечевица) усиками становятся верхняя часть рахиса и несколько пар листочков.

Колючки - это приспособления, уменьшающие испарение влаги и защищающие от поедания животными. Лист может полностью преобразоваться в колючку (например, у кактусов). У некоторых растений (акации, робинии, молочаи) колючки образуются из прилистников, после опадания листьев.

Филлодий - это метаморфоз черешка (у некоторых видов чин Кавказа) или основания листа в образование, похожее на плоский лист. Филлодии выполняют функцию фотосинтеза и характерны для растений, обитающих в засушливом климате.

Ловчие аппараты насекомоядных растений - это видоизмененные листья. Эти растения автотрофные, но наряду с этим они способны переваривать животных и добывать готовые органические вещества. Например, росянка, обитающая на торфяных болотах, имеет ловчий аппарат в виде пурпурной ножки - вырост пластинки листа и овальной головки - желёзки, выделяющей секрет с кислотой и ферментом, схожим с пепсином.