Основные процессы жизнедеятельности цветкового растения

Покрытосеменные

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) — важнейшими производителями органических веществ на суше, как водоросли — в морях и океанах.

Цветок — генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище — завязи, сформированной из плодолистика (-ов).

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества — эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.

У цветковых появляется плод — генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

Ксилема — проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.

Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.

Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых 🙂

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

В составе зародыша обычно имеется две семядоли

В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.

Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.

Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, редко четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon — внутри + греч. sperma — семя) — запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у — березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Жизненный цикл

Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) — мужской гаметофит. В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит — зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).

В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) — запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).

В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник — образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение покрытосеменных

Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте — почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

§ 21. Основные процессы жизнедеятельности цветкового растения

Какие преимущества имеют растения перед животными и грибами? Как и почему растут растения? Питаются ли чем-то растения? Как питаются растения? Дышат ли растения? Можно ли подкармливать растения? Как вещества «двигаются» по растению?

Каждому цветковому растению свойственны рост и развитие, благодаря которым оно увеличивается, образует новые корни, побеги и другие органы.

Для этого растение должно получать извне необходимые вещества и энергию, т.е. питаться (рис. 59). Растение способно поглощать вещества исключительно в виде раствора или газа. Источником воды и растворённых в ней минеральных веществ является почва. Функцию их поглощения, минерального питания, выполняют корни, которые также закрепляют растение в почве.

Рис. 59. Питание растения

Почва состоит из нерастворимых неорганических частиц, органических веществ (гумуса), воздуха и воды, в которой растворены минеральные вещества. В самых больших количествах растение поглощает соединения Нитрогена, Фосфора и Калия. Особенно важными для растения являются соединения Нитрогена, которые оно способно усваивать только из почвы, хотя в воздухе его доля составляет около 78 % объёма. В достаточно большом количестве растение поглощает Кальций и Феррум. Многие другие элементы, хотя и содержатся в растении в очень небольшом количестве, но также необходимы для его жизни.

Если в почве каких-то минеральных веществ недостаточно, то растение «голодает». Для обогащения почвы питательными веществами человек вносит в неё удобрения. Органические удобрения (навоз, перегной и т.п.) медленно расщепляются в почве до минеральных соединений, которые доступны для растения. Минеральные удобрения (калийная селитра, суперфосфат и т.п.), попадая в почву, растворяются в воде, и их вещества непосредственно поглощает растение.

Необходимые для жизнедеятельности органические вещества растение само синтезирует, но для этого ему, помимо минеральных веществ, необходим углекислый газ и энергия солнечного света. Их растение получает через листья, находящиеся над поверхностью почвы и обеспечивающие воздушное питание. При выращивании растении в открытом грунте можно увеличить содержание углекислого газа в поверхностном пласте воздуха, если внести много органических удобрении. Углекислый газ выделяется микроорганизмами при разложении органических веществ. Особенно «признательны» за такую подкормку огурцы, кабачки, дыни и тыквы.

Вы уже знаете, что фотосинтез не только обеспечивает растение необходимыми для его жизни органическими соединениями, но и фактически превращает энергию солнечного света в доступную для живых организмов форму. Осуществляют фотосинтез все зелёные надземные части растения, но основная роль принадлежит листьям. Чтобы осуществлялся фотосинтез, растению необходимы вода, углекислый газ и свет. Для более активного роста растению необходимы определённая освещённость и температура. Нехватка любых элементов минерального питания также отрицательно влияет на фотосинтез.

Дыхание позволяет использовать для нужд растения энергию, высвобождаемую во время взаимодействия органических веществ с кислородом воздуха. Этот процесс происходит в митохондриях. Дышат все органы растения: как подземные, так и надземные. Если в процессе фотосинтеза образуется кислород и потребляется углекислый газ, то в процессе дыхания используется кислород, а выделяется углекислый газ. При достаточном освещении растение выделяет кислорода значительно больше, чем потребляет. А вот в темноте оно его не образует, а при дыхании поглощает кислород и выделяет только углекислый газ. Поэтому не рекомендуется спать в изолированном помещении с большим количеством растений. Организм человека может ощутить кислородное голодание.

Газообмен необходим растению для поглощения кислорода из воздуха и выделения углекислого газа во время дыхания или поглощения из воздуха углекислого газа и выделения кислорода во время фотосинтеза.

Особое значение для растений имеет испарение воды — выделение воды растением в газообразном состоянии. Оно позволяет несколько снизить температуру тела растения и защитить его от чрезмерной жары. Наиболее интенсивно осуществляют газообмен и испарение воды надземные органы — в первую очередь, листья. Однако, важнее то, что растение может поглотить из почвы ровно столько воды, сколько оно испарит её в атмосферу. Поэтому именно испарение делает возможным движение воды с растворёнными в ней минеральными веществами от корня к листьям. Одновременно продукты фотосинтеза транспортируются от надземных органов растения к корню. Особую роль в процессах транспортировки воды с растворёнными в ней веществами играет стебель растения. Он связывает корневую систему с надземной частью растения в целостный организм.

Целостность растительного организма определяется связью между его отдельными органами, которая обеспечивает их взаимодействие.

Способность образовывать новые органы и расти на протяжении всей жизни позволяет растению получать доступ к солнечному свету и новым источникам минеральных веществ. Растения не способны активно перемещаться в пространстве, но могут перерасти на новое место.

Корень и побег, обеспечивающие все процессы жизнедеятельности и определяющие рост и развитие каждого растительного организма, называются вегетативными органами, такими, которые обеспечивают его рост.

1. Корень и побег являются основными вегетативными органами растений.
2. Корень — подземный орган растения, обеспечивающий закрепление растения в почве и минеральное питание.
3. Побег — надземный орган растения, обеспечивающий газообмен, фотосинтез и испарение воды.
4. Рост и образование новых органов на протяжении всей жизни является важным приспособлением растений как прикреплённых организмов к освоению нового жизненного пространства.

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ, КОТОРЫЕ ВАЖНО ЗНАТЬ

Рост и развитие растения, минеральное питание, воздушное питание, испарение воды растением, вегетативные органы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие процессы жизнедеятельности осуществляются во всех органах растения?
2. Какие процессы жизнедеятельности характерны именно для листьев?
3. Какие процессы жизнедеятельности свойственны именно корню?
4. Каково значение стебля для обеспечения процессов жизнедеятельности растения?

Заполните таблицу (с. 96) в тетради, поставив отметку «+» или «да» напротив процесса жизнедеятельности, который обеспечивает каждый из трех органов — корень, стебель и лист. По результатам анализа таблицы дайте ответы на вопросы:

1. Какие процессы жизнедеятельности обеспечивают корень и лист? Являются ли они основными одновременно для обоих этих органов?
2. Какие процессы жизнедеятельности обеспечивают все три органа?
3. Какой процесс жизнедеятельности обеспечивает только корень?

Процесс жизнедеятельности

Источник