Особенности строения и жизнедеятельности покрытосеменных как наиболее высокоорганизованных растений, их господство на земле
Покрытосеменные — наиболее современная и самая многочисленная группа растительного мира. По числу видов (около 250 тыс.) цветковые превосходят все остальные группы растений, вместе взятые. Покрытосеменные произрастают во всех климатических зонах и в самых разных экологических условиях — от тропических лесов до тундр. Широкое распространение растений этого отдела обусловлено прогрессивными особенностями строения, которые они приобрели в процессе эволюции. Покрытосеменные растения произошли от группы вымерших водорослей, которая дала начало и семенным папоротникам. Таким образом, голосеменные и покрытосеменные растения — параллельные ветви эволюции, имеющие общего предка, но затем эволюционировавшие независимо друг от друга. Морфологическое разнообразие покрытосеменных очень велико. Строение вегетативных и генеративных органов у них достигает наибольшей сложности. В первую очередь – это появление нового органа размножения – цветка. Отсюда название: покрытосеменные – цветковые растения. В цветке образуются споры и гаметы, происходит опыление и оплодотворение, развитие зародыша и образование плода с семенами. Важнейшей частью цветка является пестик, образованный одним или несколькими плодолистиками. При срастании плодолистиков семязачатки оказались скрытыми внутри пестика. Ткани характеризуются высокой степенью специализации. Покрытосеменные имеют наиболее совершенную проводящую систему (появляются сосуды, возникают ситовидные трубки с клетками-спутницами, регулирующими их деятельность), обеспечивающую быстрый приток воды и минеральных веществ от корней к листьям, почкам, цветкам и быстрый отток органических веществ. Прогрессивная форма ветвления (преобладает симподиальное нарастание) способствовала увеличению числа цветочных почек и, как следствие этого, образованию большого количества семян. При этом увеличилась также листовая поверхность. Для покрытосеменных характерны интенсивный обмен веществ, быстрое накопление органического вещества в процессе фотосинтеза, образование разнообразных биологически активных веществ, быстрый рост и приспособленность к самым различным экологическим условиям. Семена покрытосеменных в отличие от всех предыдущих групп защищены от неблагоприятных воздействий завязью, отсюда и название этого отдела растений — покрытосеменные, в отличие от голосеменных, у которых семяпочка не защищена покровами. Плод не только обеспечивает защиту развивающихся семян, но и играет важную роль в распространении растений, это одно из их прогрессивных приобретений. Развитие мужского и женского гаметофитов у покрытосеменных предельно сокращено. Максимальная реакция гематофита (мужской – пылинка, женский – зародышевый мешок) – также одна из характеристик покрытосеменных. С ней связано возникновение двойного оплодотворения. Биологический смысл процесса в том, что развитие эндосперма происходит только одновременно с развитием зародыша (а не раньше, как у голосеменных). Достигается максимальная экономия пластических веществ. Все многообразие спорофитных форм цветковых растений может быть сведено к двум основным типам — древесному (деревья, кустарники) и травянистому. Травянистая жизненная форма, свойственная большинству покрытосеменных, характеризуется более высокой приспособленностью к резким колебаниям условий внешней среды, чем древесная. Травы — молодая в эволюционном отношении группа растений, которая произошла от древесных форм путем редукции камбия и сокращения длительности жизненного цикла.
Покрытосеменные — единственная группа растений, способная к образованию сложных многоярусных сообществ, т.е. наилучшим образом использующая условия окружающей среды.
Покрытосеменные – самый крупный отдел растений. Покрытосеменные – господствуют на Земле: они представлены огромным количеством видов во всех средах обитания, играют решающую роль в формировании растительного покрова. Большинство современных культурных растений, которые кормят человечество, принадлежат к покрытосеменным. Отдел покрытосеменных делится на два класса: двудольные и однодольные. Систематические признаки двудольных:
1) наличие двух семядолей в зародыше;
2) корневая система стержневая, с развитыми боковыми корнями;
3) корень и стебель имеют вторичное строение, есть камбий;
4) сосудисто-волокнистые пучки стебля открытого типа, расположены по кругу;
5) листья как простые, так и сложные, с сетчатым жилкованием, лишь у небольшого числа видов жилкование иное (двудольное растение подорожник имеет дуговое жилкование);
6) цветки пяти- и четырехчленного типа;
7) эндосперм в созревших семенах хорошо выражен у ряда видов — пасленовых, зонтичных и др.
У бобовых, сложноцветных и других (например, фасоль, горох, подсолнечник) эндосперм развит слабо или совсем отсутствует, и запасные питательные вещества находятся непосредственно в семядолях зародыша. Культивируемые и дикорастущие цветковые растения объединяют в важнейшие семейства — крестоцветные, бобовые, пасленовые, сложноцветные, розоцветные и др.
Название класса однодольные обусловлено тем, что в зародыше семени находится одна семядоля. Другие отличительные признаки следующие:
1) у них развита мочковатая корневая система, корень имеет первичное строение, в нем отсутствует камбий;
2) листья в большинстве простые, с дуговым или параллельным жилкованием, цельнокрайние;
3) проводящие пучки в стебле закрытые, разбросаны по всей ширине стебля;
4) цветки трехчленного типа;
5) как правило, все растения этого класса травянистые растения.
Важнейшие семейства класса — злаковые, лилейные, орхидные.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
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