37. Эволюция тела растительных организмов. Органы высших растений. Вегетативные органы, морфолого-анатомическая и функциональная целостность.
Необходимость усложнения тела и расчленения его на разные органы у водорослей отсутствует, так как все их клетки находятся в одинаковых условиях (температурный режим, освещенность, минеральное питание, газообмен). Каждая клетка водоросли обычно содержит хлоропласты и способна к фотосинтезу.
Однако, выйдя на сушу, предки современных высших растений попали в совершенно иные условия: кислород, необходимый для дыхания, и углекислый газ, используемый для фотосинтеза, растения должны были получать из воздуха, а воду – из почвы. Новая среда обитания не была однородной. Возникли проблемы, которые надо было решать: защита от высыхания, поглощение воды из почвы, создание механической опоры, сохранение спор. Существование растений на границе двух сред – почвы и воздуха – привело к возникновению полярности: нижняя часть растения, погружаясь в почву, поглощала воду с растворенными в ней минеральными веществами, верхняя часть, оставаясь на поверхности, активно фотосинтезировала и обеспечивала все растение органическими веществами. Так появились два основных вегетативных органа современных высших растений – корень и побег.
Такое расчленение тела растений на отдельные органы, усложнение их структуры и функций происходило постепенно в процессе длительной эволюции растительного мира и сопровождалось усложнением тканевой организации.
Первой появилась покровная ткань, обеспечившая защиту растения от высыхания и повреждений. Подземная и наземная части растения должны были иметь возможность обмениваться различными веществами. Вода с растворенными в ней минеральными солями поднималась вверх из почвы, а органические вещества перемещались вниз, к подземным частям растения, не способным к фотосинтезу Это требовало развития проводящих тканей – ксилемы и флоэмы. В воздушной среде надо было противостоять силам гравитации, выдерживать порывы ветра– это потребовало развития механической ткани.
Орган – это часть организма, имеющая определенное строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Для каждого органа характерна определенная внешняя (морфологическая) и внутренняя (анатомическая) организация. Целостный организм растения состоит из совокупности органов, тесно связанных и объединенных между собой в единое целое и в структурном, и в функциональном отношениях.
Вегетативными органами высших растений являются корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вегетативные органы обеспечивают фотосинтез и дыхание, рост и развитие, поглощение и проведение в теле растения воды и растворенных в ней минеральных солей, транспорт органических веществ, а также участвуют в вегетативном размножении.
38. Корень: определение, функции, виды корней, типы корневых систем. Специализация и метаморфозы корней.
К о р е н ь как подземный орган сформировался у плаунов, хвощей и папоротников. Это обычно ортотропный, радиально-симметричный осевой орган. Корень выполняет следующие функции: поглощает из почвы воду и минеральные вещества; укрепляет растения в почве; резервирует питательные вещества; синтезирует некоторые органические соединения; обеспечивает вегетативное возобновление при наличии придаточных почек; связывает растение с другими организмами почвы. Корень отличается от стебля тем, что не имеет листьев, узлов и междоузлий; не обладает интеркалярным ростом; конус верхушечного нарастания — апекс корня — защищен корневым чехликом.
По происхождению и функциям различают главный корень, боковые и придаточные корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка семени и обладает положительным геотропизмом. Обычно на нем из перицикла развиваются боковые корни первого порядка, на них — второго порядка и т. д. На стебле, листьях и их метаморфозах образуются придаточные корни.
Совокупность всех корней растения составляет его корневую систему. Главные и боковые корни формируют стержневую корневую систему. Она преобладает у двудольных и голосеменных растений. Если же главный корень не развит или рано отмирает, что характерно для однодольных растений, тогда придаточные корни формируют мочковатую корневую систему. У некоторых травянистых двудольных растений достаточно хорошо развиты все виды корней, т. е. корневая система смешанная.
Корни морфологически разнообразны, способны видоизменяться в зависимости от выполнения специфических функций, преобразований под воздействием внешних факторов и др. К метаморфозам корня, выполняющим запасающую функцию, относятся корнеплоды, стеблекорнеплоды, корнеклубни.
Корнеплоды и стеблекорнеплоды образуются обычно у двулетних растений и включают три составные части различного происхождения и формы: головку, шейку и собственно корень. Головка — это укороченный стебель, несущий прикорневую розетку листьев и листовые почки. Под головкой расположена шейка — это гипокотиль (подсемядольное колено). Собственно корень — нижняя часть корнеплода. У различных растений каждая из этих составляющих частей корнеплода видоизменяется, укорачивается или утолщается в различной степени, имеет своеобразную форму. Это зависит от того, в какой части наиболее интенсивно развивается запасающая ткань, в которой резервируются питательные вещества.
Корнеклубни, или корневые шишки — утолщенные придаточные или боковые корни. Придаточные корни, остающиеся некоторое или долгое время в воздухе, называются воздушными. У растений, растущих на избыточно увлажненных почвах, обедненных кислородом, развиваются дыхательные корни. У растений, растущих на побережье океанов, в полосе отливов, развиваются ходульные корни. Для предохранения зимующих частей растений от резких температурных колебаний втягивающие корни затягивают их в почву. Высшим растениям-паразитам и полупаразитам свойственны гаустории — корни-присоски, или прицепки, развивающиеся в тканях растения-хозяина. При симбиозе корней с грибами, обеспечивающими поглощение питательных веществ, образуется микориза, или грибокорень. Скопления азотфиксирующих бактерий на корнях высших растений образуют клубеньки. Они переводят свободный азот в растворимые соединения, обогащают почву азотом.
Источник
1.Характеристика основных отделов высших растений.
Высшие растения — подцарство царства растений; сложные дифференцированные могоклеточные организмы, приспособленные к жизни в наземной среде, с правильным чередованием полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений. Различают споровые и семенные высшие растения.
Подцарство высших растений включает отделы: риниофиты, моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).
Высшие семенные растения — высшие растения, распространяющиеся при помощи семян. К семенным относятся голосеменные и покрытосеменные растения.
Отдел Голосеменные (Pinophyta)
Растения, относящиеся к отделу голосеменных (Pinophyta) отличаются от всех остальных представителей растительного мира тем, что производят семена.
1.Голосеменные растения представлены деревьями, кустарниками, лианами
2.Листья вечнозеленые, чешуевидной или игловидной формы (хвоя)
4.Семена лежат, открыто (голо) на семенных чешуях шишек
5.Семена образуются из семязачатков в результате опыления и оплодотворения, без участия воды
6.В цикле развития преобладает спорофит
7.Опыление ветром Представители: деревья: сосна, ель, пихта, туя, кипарис, лиственница, кустарник-можжевельник
Отдел Цветковые (Magnoliphyta) Цветковые растения представляют собой самый большой отдел растительного мира. От всех остальных отделов высших растений, за исключением голосеменных, цветковые отличаются образованием семени.
1.Тело разделено на вегетативные (корень и побег) и генеративные органы.
2.Генеративные органы – цветок и плод с семенами.
3.Оплодотворение двойное, без участия воды.
4.Семена находятся внутри плода (окружены околоплодником).
5.Представлены травами, кустарниками, лианами, деревьями.
6.Опыление ветром, насекомыми, водой, птицами (самоопыление, перекрестное).
7.Вегетативные органы разнообразны по строению и функциям, имеют видоизменения.
8. В цикле развития преобладает спорофит, гаметофит уменьшен (мужской до пыльцевого зерна, женский до восьмиядерного зародышевого мешка).
9.Развиты все виды тканей (образовательная, покровная, механическая, проводящая, основная, выделительная).
10.Делятся на два класса: Двудольные и Однодольные растения.
Высшие споровые растения — высшие растения, распространяющиеся при помощи спор. К споровым относятся:
-риниофиты(отдел Риниофиты) — мхи (отдел Моховидные);
— плауны (отдел Плауновидные); — хвощи (отдел Хвощевидные); и
— папоротники (отдел Папоротниковидные).
Отдел Риниофиты (Rhyniophyta) Риниофиты (Rhyniophyta) относят к равноспоровым растениям. В спорангиях риниофитов развивались многочисленные споры, по строению оболочки типичные для высших растений. Споры развивались в тетрадах и были снабжены трехлучевым тетрадным рубцом. Раскрывание оболочки такой споры происходило вдоль лучей тетрадного рубца.
Отдел Моховидные (Bryophyta). Моховидные (Bryophyta) тоже являются равноспоровыми растениями. Споры — обычно одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения мхов и их распространения. Размеры спор сильно колеблются.
1.Тело представлено слоевищем (печеночные) или разделено на стебель и листья (листостебельные)
2.Обитают во влажных местах
3.Размножаются при наличии капельно-жидкой влаги
4.В цикле развития преобладает гаметофит (листостебельное растение)
5.Спорофит (коробочка со спорами) развивается на гаметофите и лишен хлорофилла, не способен к самостоятельному существованию, паразитирует на гаметофите.
6.Органы полового размножения о архегонии, о антеридии
7.Размножаются спорами и распространено вегетативное размножение
8.Имеются специализированные ткани
9.К субстрату прикрепляются ризоидами. Представители: печёночные — риччия, маршанция; листостебельные — кукушкин лен, сфагнум.
Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta). Среди плауновидных (Lycopodiophyta) есть равно- и разноспоровые растения. Разноспоровые растения обладают листьями с язычками. Споры плауновидных обычно с трехлучевым рубцом. Гаметофиты разноспоровых плауновидных однополые, незеленые, развиваются обычно в течение нескольких недель за счет питательных веществ, содержащихся в споре, и по достижении зрелости не выступают наружу, за пределы оболочки споры. Класс изоэтопситы (Isoetopsida) включает разноспоровые плауновидные. Сюда относят порядки: селагинелловые (Selaginellales), лепидодендровые (Lepidodendrales) и полушниковые (Isoetales), причем лепидондровые полностью вымерли, а два других порядка представлены и ныне живущими растениями. К порядку селягинелловые (Selaginellales) относят разноспоровые многолетние травянистые ветвистые растения с цельными листьями, обладающими язычком, и с придаточными корнями, отходящими обычно от тонкого стебля; некоторые ископаемые представители обладали хорошо развитым ризофором. Спорангии располагаются на стебле близ пазухи листа или в пазухе листа. Спорофиллы собраны в стробилы. Гаметофиты однополые, мелкие, развиваются в течении года, не покидая споровой оболочки, за счет запасов питательных веществ, находящихся в споре. Сперматозоиды двужгутиковые. Современные представители входят в род селягинелла (Selaginella), плауном. Основным способом размножения селягинелл является бесполое размножение с помощью спор. Стробилы располагаются на концах боковых ветвей. Они либо довольно резко отграничены от остальной части облиственного побега, либо внешне почти неотличимы от нее. Спорофиллы сидят на оси стробила по спирали или накрест супротивно в 4 продольных рядах. Многолетние, травянистые вечнозеленые растения, имеющие простые, узкие листья. Споры гаплоидные изоспоры развиваются в спорангиях, собранных в колоски. Представители: Плаун булавовидный, боранец, селаго.
Отдел Хвощевидные (Equisetophyta) Подавляющее большинство хвощевидных (Equisetophyta) — равноспоровые растения, и лишь некоторые ископаемые формы были разноспоровые. Многолетние, невысокие жесткие травы с мутовчатыми боковыми побегами и мелкими мутовчато-расположенными чешуевидными листьями, стебли пропитаны кремнезёмом.
Споры гаплоидные, гетероспоры, образуются в спороносных колосках состоящих из щитков на весенних побегах.Представители: Хвощ полевой, луговой
Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta)
1.Тело разделено на побег (лист и стебель-корневище) и придаточные корни
2.Имеются покровная, механическая, проводящая ткани
3.Проводящая ткань образует центральный цилиндр представленный флоэмой и ксилемой
4.Размножаются спорами, которые образуются в спорангиях
5.В жизненном цикле преобладает спорофит (побегоносное растение)
6.Гаметофит (заросток) маленький, питается и развивается самостоятельно во влажной среде, имеет хлорофилл. 7.Для оплодотворения необходима вода.
Источник