Билет № 39. Вегетативные и репродуктивные органы высших растений. Симметрия, полярность, метамерия.
Орган — это часть растения, имеющая определенную внешнюю (морфологическую) и внутреннюю (анатомическую) структуру в соответствии с выполняемой ею функцией.
Органы высших растений подразделяют на вегетативные и репродуктивные. Вегетативные органы растений — корень, стебель, лист.
Побег — это стебель с расположенными на нем листьями и почками. Побег возникает из верхушечной меристемы и расчленяется на раннем этапе морфогенеза на специализированные части: стебель, листья, почки.
Стебель – это осевой орган побега, несущий на себе листья, почки и генеративные органы. Стебель обеспечивает связь между листьями и корнями, за счет ветвления располагая их наилучшим образом по отношению к свету, служит вместилищем запасных питательных веществ. Лист – это боковой орган побега, основными функциями которого являются фотосинтез, газообмен и транспирация. Также может выполнять функции запасания воды и питательных веществ, прикрепления, поглощения воды и питательных веществ, выделения, защиты, привлечения насекомых-опылителей. Имеет плоскую форму и дорсовентральное строение. Корень– осевой орган растения, обладающий радиальной симметрией, неограниченным верхушечным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень выполняет функции закрепления растения в почве, поглощения из нее воды с растворенными в ней солями, отложения запасных питательных веществ, синтеза фитогормонов, аминокислот, нуклеотидов, алкалоидов, а также связи с микроорганизмами почвы, служит для вегетативного размножения.
Генеративные органы растений (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.
Существует несколько теорий происхождения цветка:
1. Цветок — укороченный и сильно ограниченный в росте спороносный побег, в котором мегаспорофиллы превращены в плодолистики, а микроспорофиллы — в тычинки; цветок служит для образования спор и гамет, для полового процесса, после которого образуется семя и плод.
2. Цветок — видоизмененное соцветие, а все части цветка — сросшиеся простые цветки.
- цветоножка — стеблевая часть цветка;
- цветоложе — расширенная часть цветоножки, к которой прикрепляются все другие части.
Органам растений свойственны некоторые общие закономерности:
- Симметрия. Орган моносимметричен, если через него можно провести лишь одну плоскость симметрии (например, лист), полисимметричен, если через него можно провести более одной плоскости симметрии (например, стебель, корень).
- Полярность. Вегетативный орган (или его часть) имеет два полюса: терминальный (верхний) и базальный (нижний). В терминальной части образуются только побеги, а в базальной — только корни.
- Геотропизм. Это способность органов растения ориентироваться в пространстве определенным образом. В каком бы положении ни лежало семя в почве, корень всегда растет вниз под действием земного притяжения (положительный геотропизм), а стебель — вверх (отрицательный геотропизм).
- Метамерия. Повторяемость однородных участков, имеющих одноименные органы, называют метамерией. Метамер побега – это междоузлие с листом и почкой, расположенными над ним (побег состоит из последовательной серии метамеров).
Источник
36. Виды симметрии у растений.
Ответ. Есть три основные формы симметрии. Метамерия — поступательная симметрия — повторение сходных элементов вдоль оси на одинаковом расстоянии и в той же ориентации гомономная метамерия. Особые формы получаются при непрямых осях (кривая, спираль) и полярной оси, вдоль которой элементы, например, становятся все меньше (гетерономная метамерия). Прямая или изогнутая ось метамерии может стать полярной (вектором), если элементы вдоль нее одинаково асимметричны. Это имеет место у многих биополимеров. Благодаря полярности осей обычно устанавливается направление синтеза. Число элементов симметрии при гомономной метамерии не ограничено. В определенных случаях реально достигаются очень высокие числа, например, нуклеотидов в молекулах ДНК. Радиальная симметрия — симметрия вращения — повторение сходных одинаково ориентированных элементов под равными углами вокруг оси симметрии. Число элементов симметрии ограничено, ось симметрии можно характеризовать этим числом. Билатеральная симметрия — зеркальная симметрия – отражение в плоскости симметрии — медиане: есть два элемента симметрии — структура и ее отражение. Этот тип симметрии господствует в мире животных и представлен в нашем собственном теле. Но и у растений встречаются бесчисленные примеры билатеральной симметрии: большинство листьев и так называемые зигоморфные цветки. Радиальная симметрия путем определенных преобразований поперек оси симметрии переходит в билатеральную. Соответственно зеркальная симметрия встречается у организмов преимущественно в тех случаях, когда два определяющих форму вектора перекрещиваются (у животных: сила тяжести/направление движения; у растений: сила тяжести/направление роста — поэтому прежде всего у органов, отходящих вбок от вертикальной оси). Билатеральная симметрия почти всегда связана с дорсовентральностью, т.е. с различиями между верхней и нижней сторонами (лат. dorsum — спина; venter – живот, брюхо). Комплексная симметрия проявляется в тех случаях, когда комбинируются два или все три основных типа симметрии, то есть варианты разных типов симметрии перекрываются в одной структуре. Простой пример такой симметрии — мутовчатое расположение листьев: отдельные мутовки радиально симметричны, но наряду с этим проявляется продольная метамерия побега, причем листья соседних мутовок чередуются. В таких случаях симметрия особенно отчетливо показывает объединение элементов в систему. Временную метамерию — регулярные ритмы — возможно представить на плоскости в виде диаграммы, показав время как ось; ее симметрия станет очень наглядной. У живых существ можно найти бесчисленные примеры ритмических процессов, наряду с движениями (биение жгутиков, взмахи плавников и крыльев, шаг и бег) также эндогенные ритмы и периодически повторяющийся морфогенез, например, побега, пространственно выражающийся в его метамерии. В молекулярной области ему соответствуют ритмично повторяющиеся реакции синтеза при образовании макромолекул. Правильные узоры получаются в тех случаях, когда идентичные одинаково ориентированные элементы тесно сближены. Круги или шары одного размера при плотнейшей упаковке образуют гексагональный узор: каждый элемент окружен шестью другими, и имеется три выделенных направления, пересекающиеся под углами соответственно 60° или 120°. Однако в большинстве биологических узоров отдельные элементы не вполне идентичны. Они, например, варьируют по величине, ориентированы не абсолютно одинаково, а расстояния между ними не равны, а варьируют в определенных пределах. Тем не менее они ясно отличаются от хаотичных узоров, в ориентации и расположении элементов которых невозможно уловить никаких закономерностей. Неполная симметрия биологических узоров связана с тем, что жесткая упорядоченность не допускала бы никаких проявлений жизни: предпосылкой всех процессов развития, биосинтеза и движения являются нарушения симметрии. И в эволюции организмов неоднократно происходят роковые нарушения симметрии.
Источник
36. Виды симметрии у растений.
Весьма редко тело растения построено одинаково по всем направлениям. По большей части в нем можно различить верхний (передний) и нижний (задний) конец. Линия, соединяющая оба эти конца, именуется продольной осью. По отношению к этой продольной осиорганы и ткани растения могут быть распределены различно. 1) Если через продольную ось можно провестине менее двух плоскостей, делящих рассматриваемую часть растения на одинаковые симметричныеполовины, то расположение именуют лучевым (мультилатеральное, многосимметрическое расположение). Большинство корней, стеблей и цветов построены по лучевому типу. 2) Если через продольную ось можнопровести лишь одну плоскость, делящую растение на симметричные половины, то говорят одорзивентральном (моносимметрическом) расположении. При отсутствии плоскостей симметрии органименуют асимметрическим. Наконец, 3)бисимметрическими или билатеральными называют такие органы, укоторых можно различить правую и левую, переднюю и заднюю стороны, причем правая симметрична левой, передняя — задней, но правая и передняя, левая и задняя совершенно различны. Таким образом, здесь имеется две неодинаковые плоскости симметрии. Такое расположение получается, например, еслицилиндрический орган будет сплющен в одном каком-либо направлении. Так, бисимметрично слоевище многих морских водорослей, и симметричные органы образуются обыкновенно из лучевых, что особенно хорошо видно на кактусахили на фукусе. Что касается в частности цветов, то лучевые чаще называются звездчатыми, а дорзивентральные — зигоморфными.
37. Элементы и структура побега. Типы побегов.
Побе́г — один из основных вегетативных органов высших растений, состоящий из стебля с расположенными на нём листьями и почками.
— вегетативные побеги — побеги, выполняющие в типичном случае функцию воздушного питания;
— генеративные побеги (в том числе и цветок) — побеги, обеспечивающие размножение.
Чаще всего побеги имеют метамерное (членистое) строение, то есть в нем хорошо выражены повторяющиеся части — метамеры. Они состоят из узлов с отходящими от них листьями и почками и расположенных под ними междоузлий . Узлом называют участок стебля, от которого отходит лист (или листья). Участок стебля между двумя соседними узлами называют междоузлиями. В зависимости от степени развития междоузлий различают:
© Укороченные побеги — побеги со слабо развитыми короткими междоузлиями, у которых узлы сильно сближены (плодушки яблони, груши, смородины). К укороченным побегам относятся и побеги, несущие близко расположенные листья, называемые розеткой (одуванчик, примула).
© Удлиненные побеги — побеги с длинными междоузлиями (вегетативные побеги яблони, груши). Удлиненные побеги могут состоять из одного сильно вытянутого в длину междоузлия, заканчивающегося цветком или соцветием. Такой побег называют цветочной стрелкой (лук, тюльпан).
Угол, образующийся между стеблем и листом, называют пазухой листа.
На побеге можно обнаружить почечные кольца — следы от почечных чешуй и листовой рубец — след, остающийся на стебле после опадания листа.
По характеру расположения в пространстве побеги бывают:
© прямостоячие — побеги с растущим вертикально вверх стеблем (тополь, овес, подсолнечник);
© приподнимающиеся — побеги, сначала растущие в горизонтальном, а затем вертикальном направлении (лапчатка метельчатая, сабельник болотный);
© стелющиеся — растущие более или менее горизонтально (клюква, лапчатка гусиная);
© ползучие — побеги, похожие на стелющиеся, но в отличие от них укореняющиеся с помощью придаточных корней, образующихся в узлах (земляника, живучка ползучая);
© вьющиеся — побеги, способные обвиваться вокруг других растений или каких либо опор (вьюнок полевой, хмель);
© лазающие — побеги, имеющие приспособления (усики, присоски, крючки и т.д.) для удержания на опорах или на других растениях (горох, виноград, плющ).
Источник