Этапы онтогенеза цветкового растения

Билет 70 Развитие растений. Этапы онтогенеза растений.

Развитие – качественные изменения, происходящие в растении (морфогенез), связанные с образованием репродуктивных органов. Онтогенез — индивидуальное развитие организма от зиготы или вегетативного зачатка до естественной смерти. Онтогенез цветковых растений включает: 1. Латентный (скрытый) – покоящиеся семена 2. Догенеративный (виргинильный) — от прорастания семени до первого цветения 3. Генеративный – от первого до последнего цветения 4. Сенильный (старческий) – с момента потери способности к цветению до отмирания. Монокарпики– цветут и плодоносят 1 раз в жизни Поликарпики – способны цвести и плодоносить множество раз

Вопрос №71 Внутренние и внешние факторы, влияющие на рост и развитие. Взаимодействие между ростом и развитием.

Рост – необратимое количественное увеличение структур, объёма и массы живого тела и его частей.

Развитие – это качественные изменения организма и его составляющих.

Внутренние факторы, влияющие на рост и развитие:

• Деление клеток и их растяжение
• Увеличение линейных разменов, объёма, массы клеток
• Увеличение числа клеток в результате клеточного деления
• Растяжение
• Деятельность меристем, расположение
• Фитогормоны (ауксины, гиббереллины и цитокинины)
• Видовая специфичность
• Ритмичность

Рост растений складывается из четырёх фаз:

Это связано с особенностями различных стадий онтогенеза.

• Начальная фаза
• Интенсивный рост
• Замедления роста
• Стационарное состояние

Внешние факторы, влияющие на рост и развитие:

в среднем лежит в интервале

• дыхание и прорастание семян
• образование корневищ и клубней
• формирование цветков
• на листопад
• переход почек в состояние покоя

• минимумы 5-15° С
• оптимумы при 25-35° С
• максимуму в пределах 45-55° С

• огромное значение для роста, прежде всего в фазе растяжения, имеет обеспеченность водой.
• недостаток воды влечёт за собой мелкоклеточность, а следовательно, отставание в росте.

Взаимодействие между ростом и развитием:

• ритмические колебания (следуют смене дня и ночи, иногда связаны с длинной дня)
• фотопериод
• растение может интенсивно расти, но в то же время медленно развиваться
• быстро развиваться, но медленно расти.

Рост и развитие тесно связаны между собой, протекают параллельно, но не сводимы друг к другу, оба процесса регулируются на клеточном уровне.

Вопрос №72 Систематика растений. Задачи современной систематики. Основные разделы систематики. Таксономические категории и таксоны. Бинарная номенклатура.

Систематика растений – раздел ботаники, занимающиеся естественной классификацией растений.

Систематика растений представляет собой иерархическую систему из групп различного ранга, то есть из семейств составляются порядки, а из порядков – классы. Независимо от ранга каждая такая группа называется таксоном.

Задачи современной систематики:

• выявление, описание, идентификация, классификация и группирование организмов в систему;
• восстановление путей эволюционного развития организмов, которые отражали бы родственные связи между отдельными группами организмов, и эволюцию растительного мира на земле.

Конечной целью систематических исследований является создание такой системы всех организмов или отдельных их групп, в которой было бы однозначно определено положение таксона.

Основные разделы систематики:

1. Таксономия – теория и практика классификации организмов. Классификация – распределение всего множества вновь выявленных и уже известных организмов в соответствии с их сходством и различиями или предполагаемым родством по определённой системе соподчинённых категорий. Важнейший момент классификации – установление сходства и различия между таксонами и оценка этих различий.
2. Номенклатура – вся совокупность названий таксонов. Главный принцип номенклатуры – принцип приоритета, т. е принцип наиболее раннего опубликования названия данного таксона.
3. Филогенетика – призвана устанавливать филогению, т. е родство организмов в историческом плане и ход исторического развития мира живых организмов (филогенез) как в целом, так и для отдельных систематических групп.

Таксономические категории и таксоны:

Таксономические (систематические) категории и таксоны – важнейшее понятие систематики.

Таксономические категории – это определённые ранги или уровни в иерархической классификации, полученные в результате последовательного подразделения множества на слагающие его подмножества.

Основными таксономическими категориями считают:

 вид (species)  род (genus)  семейство (familia) порядок (ordo)

 класс (classis)  отдел (divisio)  царство (regnum)

При необходимости используют и промежуточные таксономические категории:

 подвид (subspecies) подрод (subgenus)  подсемейство(subfamilia)

надпорядок (superordo) надцарство (superregnum)

Таксоны – это реально существующие или существовавшие группы организмов, отнесённые в процессе классификации к определённым таксономическим категориям. Например, ранги рода или вида являются таксономическими категориями, а род крапива (Urtica) и вид крапива двудомная (Urticadioica) – два конкретных таксона.

Бинарная номенклатура – принятый в биологической систематике способ обозначения видов при помощи двухсловного названия (биномена), состоящего из сочетания двух названий или имён: имени рода и имени вида или имени рода и видового эпитета.

Источник

Этапы онтогенеза высших растений

Онтогенез можно рассматривать как процесс реализации наследственной информации, сложившейся в ходе исторического развития данного вида, а филогенез происходит на основе тех изменений генотипа, которые возникают в течение индивидуальной жизни организма в виде мутаций или в результате рекомбинаций генов при размножении и закрепляются в потомстве в результате естественного или искусственного отбора.

Онтогенез включает в себя все жизненные процессы и продолжается у разных растений от 10-14 дней до 3-5 тыс. лет. По продолжительности жизни растения делят на эфемеры, однолетние, двулетние и многолетние. Эфемеры – растения очень быстро проходящие свое развитие от прорастания до плодоношения. Однолетние – это растения, живущие одно лето или один год; двулетние (морковь, свекла) – два года; многолетние – много лет. Самыми долгожителями являются секвойи – до 5 тыс. лет.

Независимо от продолжительности жизни все растения можно разделить на две группы: моно- и поликарпические.

Монокарпическими называются растения, цветущие и плодоносящие один раз в своей жизни. Монокарпическими являются эфемеры, однолетние растения, двулетние растения (морковь, свекла) и некоторые многолетние, например мексиканские агавы, бамбук. Таким образом, у монокарпических растений продолжительность онтогенеза разная, но наступление плодоношения приводит к их быстрому старению и отмиранию.

Поликарпические растения – это растения, плодоносящие много раз в жизни. Поликарпические растения после плодоношения не умирают, но образование цветков и плодов тормозит рост их вегетативных органов.

Онтогенез дискретен, т.е. его можно разделить на отдельные этапы, проходящие последовательно один за другим. В онтогенезе цветковых растений выделяют 5 этапов: эмбриональный, ювенильный (молодости), зрелости, размножения и старости. Эти этапы свойственны всем растениям и характеризуются образованием определенных структур и физиологическими изменениями, подготавливающими их возникновение.

Эмбриональный этап – это период образования зародыша и семени. Он начинается на материнском растении с образования зиготы. Зародыш состоит из меристематических тканей. Формирующийся зародыш питается гетеротрофно, т.е. за счет питательных веществ, поступающих из материнского растения. На этом этапе происходит формирование и созревание семян. Созревшее семя переходит в состояние покоя. В процессе эмбриогенеза питающие ткани как вне зародыша (эндосперм, перисперм), так и в самом зародыше (семядоли) синтезируют и запасают большое количество питательных веществ.

Ювенильный этап (или молодость) – это период от прорастания семени до начала заложения первых цветков. Прорастание семени происходит при наступлении благоприятных условий после периода покоя. Оно является возобновлением роста в результате поступления в семя воды и его набухания. Содержащиеся в семени ферменты активизируются, а также синтезируются новые ферменты. При прорастании семени тип клеточного метаболизма изменяется на противоположный: теперь происходит гидролиз питательных веществ. В процессе своего формирования проросток постепенно переходит с гетеротрофного на автотрофное питание.

Продолжительность ювенильного этапа у разных видов растений неодинакова: от нескольких недель (однолетние травы) до десятков лет (у древесных). Для ювенильных растений характерна максимальная активность всех физиологических функций, поэтому растения в это время обладают минимальной устойчивостью. У молодых растений большая способность к корнеобразованию: черенки, срезанные в этот период онтогенеза, легко укореняются, что с давних пор используется в садоводстве и лесоводстве. На этом этапе у растения образуются только вегетативные органы: листья, стебли, корни. В это время молодые растения не могут зацвести даже в благоприятных условиях.

В соответствующее время, определяемое отчасти эндогенными факторами, а отчасти внешними условиями и, прежде всего, температурой и светом, апикальная меристема начинает формировать зачатки цветков или соцветий. Растение переходит в следующий этап своего жизненного цикла – зрелость.

Зрелость – период формирования репродуктивных органов растения от заложения первого цветка до первого оплодотворения. Заложение цветков тормозит рост вегетативных органов. Физиологические процессы при переходе в зрелое состояние пока мало изучены. Периоду постепенного формирования цветков соответствует длительный период сексуализации: 1) увеличение количества воды в генеративных тканях с одновременным понижением в вегетативных; 2) уменьшение интенсивности фотосинтеза, переполнение клеток ассимилятами; 3) накопление в репродуктивных органах фосфора, бора, аскорбиновой кислоты, ауксинов, нуклеиновых кислот, флавопротеидов, каротиноидов. У растений одного вида состав белков в клетках цветков и в клетках вегетативных органов качественно отличается. Кроме того, в цветке синтезируются пигменты околоцветника и специфические вещества клеточных стенок пыльцы. Следовательно, в цветочных органах активируются гены, неактивные в вегетативных органах.

Этап размножения – период от первого оплодотворения до полного созревания плодов. Значение полового процесса в филогенезе состоит в том, что при оплодотворении образуются организмы с двойной наследственностью (материнской и отцовской), а это обеспечивает им большую устойчивость и приспособляемость к постоянно изменяющимся условиям. На этом этапе происходят образование, рост и созревание плодов и семян; продолжается торможение роста вегетативных органов. Поскольку на этом этапе в пределах одного онтогенеза начинается новый онтогенез (эмбриогенез), то этот последний становится главным, доминирующим над всеми другими процессами. Этапы зрелости и размножения растянуты во времени, особенно у многолетних поликарпических растений.

Старость – период от полного прекращения плодоношения до отмирания всех вегетативных органов и смерти всего организма. Этот этап характеризуется прогрессирующим старением организма. Старение – это усиливающееся с возрастом ослабление жизнедеятельности, приводящее в конечном итоге к естественному отмиранию. Старение выражается в прогрессирующем нарушении синтеза белков, ослаблении регуляции, уменьшении скорости физиологических процессов, увеличении количества мертвых клеток; распад веществ идет быстрее их синтеза. У монокарпических растений образование цветков и плодов вызывает усиление старения, у поликарпических образование этих органов не ускоряет старения. Однолетние растения после плодоношения отмирают целиком, у многолетних – отмирают отдельные органы ежегодно. Процесс старения органа завершается его опадением. Старение приводит в конце концов к отмиранию тканей, органов и целых растений.

Источник