Растительная клетка, ее строение

Типичная растительная клетка содержит хлоропласты и вакуоли и окружена целлюлозной клеточной стенкой. 
 

Корень - подземная часть  вегетативного тела растения, закрепляющая его в почве. Появился впервые  у сосудистых растений.

Функции корня:

1. Поглощающая - вода с растворенными в ней веществами переносится через ксилему к надземным органам, где включается в процессы фотосинтеза.
2. Проводящая - через ксилему и флоэму корня происходит движение воды и питательных веществ.
3. Запасающая - синтезированные органические вещества по флоэме возвращаются из наземных органов в корень и запасаются.
4. Синтетическая - в корне синтезируются многие аминокислоты, гормоны, алкалоиды и др.
5. Якорная - закрепляют растение в грунте.

В корне различают главный  корень и боковые корни. Первичный  корень закладывается еще в зародыше, он ориентирован вниз и становится у голосеменных и цветковых растений главным. Боковые корни формируются  на главном.

Корень - осевой орган, обладающий радиальной симметрией и неопределенно  долго нарастающий в длину, благодаря  деятельности апикальной (верхушечной) меристемы. От стебля он отличается тем, что на нем никогда не нарастают  листья, а апикальная меристема прикрыта чехликом.

Типы корневых систем:

• Стержневая корневая система - включает главный и боковые корни, характерна для двудольных цветковых и голосеменных растений.
• Мочковатая - формируется из придаточных корней, которые вырастают из нижней части побега.

Почва, ее значение для жизни  растений:

Почва состоит из твердых  частиц, образующихся из материнской  породы, тип которой определяет минеральный  состав почвы. Содержание в почве  воды - главный фактор для развития растений. Наиболее благоприятными для  удержания воды считаются почвы, состоящие из частиц разного размера. Живые компоненты почвы (микроорганизмы, грибы, беспозвоночные и мелкие позвоночные  животные) способствуют улучшению плодородия почв. Так, азотфиксирующие бактерии и сине-зеленые водоросли обогащают  почву связанным азотом, микоризообразующие грибы стимулируют минеральное питание растений. Очень важно наличие в почве органических остатков, которые постоянно подвергаются минерализации микроорганизмами и являются непрерывным источником почвенного питания. Чем больше органических остатков в почве, тем она плодороднее.

Внутреннее строение корня. Проводящая система корня (ситовидные трубки и сосуды) радиально расположена  в центре корня, образуя клетками основной ткани осевой цилиндр. По сосудам  происходит транспорт воды с растворенными  в ней веществами к наземным органам  растения от корневых волосков. Между  тяжами сосудов находятся ситовидное трубки. Они служат для транспортировки органических растворов от наземной части.растения к клеткам корня. Цежду флоэмой и ксилемой расположена образовательная ткань- камбий, клетки которого,непрерывно делятся, обеспечивая рост корня в толщину. Всасывание воды с растворенными в ней веществами осуществляется в зоне корневых волосков. Корневой волосок — это вырост клетки, он живет около 20 дней и заменяется новым.

Зоны корня на продольном разрезе:

1. Корневой чехлик:
2. Зона деления - делящиеся клетки образовательной ткани.
3. Зона роста — осуществляет рост корня в длину.
4. Зона всасывания - расположена выше зоны роста. Ее поверхность покрыта выростами наружных клеток - корневыми волосками, которые всасывают из почвы воду с растворенными в ней веществами. Корневые волоски покрыты слизью, которая растворяет минеральные частицы почвы, и корни прочно сцепляются с субстратом. В этой зоне закладываются боковые корни.
5. Зона проведения - в центре корня находится проводящая ткань, образованная древесиной (ксилемой) и лубом (флоэмой). Для зоны характерен постоянный рост. На ее долю приходится большая часть длины корня. Здесь корень утолщается, благодаря делению клеток камбия. В зоне проведения корень ветвится.

Видоизменения корней. Корнеплоды. вследствие сильного разрастания паренхимы или за счет деятельности дополнительных слоев камбия происходит утолщение корня, его видоизменение в корнеплод. У редьки, свеклы и репы большая часть корнеплода образована разросшимся основанием стебля; у моркови, наоборот, главную часть корнеплода формирует главный корень. Корнеплоды приспособлены для запасания питательных веществ. Другие видоизменения: корнеклубни (георгин), воздушные корни (кукуруза).

Побег - это надземная  часть растения. Вегетативный побег  закладывается в процессе развития зародыша, в котором он Представлен  почечкой. Почечка - это стебелек и листовые зачатки, может считаться первой почкой растения. Апикальная меристема почечки при развитии зародыша формирует новые листья, а стебель удлиняется и дифференцируется на узлы и междоузлия.

Почка - это зачаточный побег, из нее весной вырастают новые  побеги. Различают верхушечные, пазушные, (расположены в пазухах листьев) и придаточные почки. Придаточные  почки образуются за счет деятельности камбия и других образовательных  тканей в разных местах - на корнях, стеблях, листьях. Участок стебля, от которого отходят лист и почка  называется узлом. Участок стебля между  соседними узлами - междоузлие.

Осевая часть почки - короткий зачаточный стебель, на нем - зачаточные листочки. В пазухах зачаточных листьев  можно обнаружить мелкие зачаточные почки. Из вегетативной почки развивается  вегетативный побег, а из генеративной — генеративный побег с зачатками  цветка или соцветия. Различают почки  голые и защищенные кожистыми  чешуями.

Лист 

Лист - плоский боковой  орган побега.

Внешнее строение листа. У  двудольных растений лист состоит из плоской расширенной пластинки  и стеблевидного черешка с  прилистниками. Для листьев однодольных , растений характерно отсутствие черешков, основание листа, у них расширено, во влагалище, охватывающее стебель. У зЛаков влагалищем покрыто все междоузлие: Листья двудольных растений бывают простые и сложные. Простые листья имеют одну листовую пластинку, иногда сильно расчлененную на лопасти. Сложные листья имеют несколько листовых пластинок с выраженными черенками. Перистосложные листья имеют осевой черешок, по обе стороны которого расположены листочки. Пальчатосложные листья имеют листочки, отходящие веером от верхушки основного черешка.

Внутреннее строение листа. Снаружи листа находится кожица из бесцветных клеток, покрытая воскоподобным  веществом - кутикулой. Под кожицей  расположены клетки столбчатой паренхимы, содержащие хлорофилл. Глубже находятся  клетки губчатой паренхимы с межклетниками, заполненными воздухом. В паренхиме  расположены сосуды проводящего  пучка. На нижней поверхности листьев  кожица имеет устьичные клетки, участвующие в испарении воды. Испарение воды происходит для предотвращения перегрева листа через устьица эпидермы (кожицы). Этот процесс называется транспирацией и обеспечивает постоянный ток воды от корней к листьям. Скорость транспирации зависит от влажности воздуха, температуры, света и т.д. Под воздействием этих факторов меняется тургор замыкающих клеток устьиц, они замыкаются или смыкаются, задерживая или усиливая испарение воды и газообмен. В процессе газообмена в клетки поступает кислород для дыхания или выводится в атмосферу в процессе фотосинтеза.

Видоизменения листьев: усики - служат для закрепления стебля в вертикальном положении; иглы (у  кактуса) играют защитную роль; чешуйки - мелкие листочки, потерявшие свою фотосинтезирующую  функцию; ловчий аппарат - листья снабжены столбчатыми железами, выделяющими слизь, которая используется для захвата мелких насекомых, попавших на лист.

Стебель

Стебель - это осевая часть  побега, несущая листья, цветы, соцветия и плоды. В этом заключается опорная  функция стебля. К другим функциям стебля относятся; транспортная - проведение воды с растворенными в ней веществами от корня к наземным органам; фотосинтезирующая; запасающая - отложение в его тканях белков, жиров, углеводов.

Ткани стебля:

1. Проводящая: внутреннюю часть коры представляют ситовидные трубки и клетки-спутницы луба (флоэма), ближе к центру расположены клетки древесины (ксилеме), по которым осуществляется транспорт веществ.
2. Покровная - кожица у молодых и пробка у старых одревесневших стеблей.
3. Запасающая - специализированные клетки луба и древесины.
4. Образовательная (камбий) - постоянно делящиеся клетки, дающие напало всем тканям стебля. За счет деятельнсти камбия стебель растет в толщину, и образуются годичные кольца.

Видоизменения стеблей: клубень  -запасающий подземный побег; вся масса клубня состоит из запасающей паренхимы вместе с проводящей тканью (картофель); луковица — укороченный конический стебель с многочисленными видоизмененными листьями - чешуями и укороченным стеблем - донцем (лук, лилия); клубнелуковицы (гладиолус, крокус и др.); кочан - сильно укороченный стебель с толстыми, перекрывающими друг друга листьями.

Размножение - это воспроизведение  особями себе подобных. Оно позволяет поддерживать преемственность между поколениями и поддерживать численность популяций на определенном уровне.

Способы размножения растений.

Вегетативное размножение  не связано с формированием специальных  органов размножения и клеток. Оно осуществляется с помощью вегетативных органов растения: стебля (черенками и отводками), листьев, почек, корневищ, ползучих побегов, луковиц, корневых отпрысков (так размножаются растения, способные образовывать почки на корнях), листовых черенков и культурой ткани (выращивание в пробирке). Вегетативное размножение в естественных условиях биологически тогда выгодно, когда в борьбе за существование необходимо быстро освоить новые места обитания, захватить большие площади для расселения и питания. Так у ландыша и майника это единственный способ размножения из-за отсутствия благоприятных условий для семенного размножения.

Бесполое размножение  осуществляется с помощью спор. Спора - это специализированная клетка, прорастающая без слияния с другой клеткой. Споры могут быть диплоидными (образуются в результате митоза) и гаплоидными (образуются в результате мейоза); они  могут иметь жгутики для передвижения (у водорослей) или распространяться с помощью ветра и воды (папоротник, мхи).

Половое размножение - связано  со слиянием специализированных половых  клеток - гамет с образованием зиготы. Гаметы могут быть одинаковыми и  разными в морфологическом отношении. Изогамия - слияние одинаковых гамет; гетерогамия - слияние разных по размеру  гамет; оогамия - слияние подвижного сперматозоида с крупной неподвижной  яйцеклеткой.

Для некоторых групп растений характерно чередование поколений, при котором половое поколение  продуцирует половые клетки (гаметофит), а неполовое поколение производит споры (спорофит).

Опыление - это процесс  переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика у цветковых растений и на микрополе семязачатка голосеменных. Опыление предшествует оплодотворёнию. Различают самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление осуществляется в распустившихся цветках, иногда в нераспустившихся. Перекрестное опыление свойственно большинству цветковых растений. Оно обеспечивав обмен генами, поддерживает высокий уровень гетерозиготности популяций, определяет целостность и единство вида. Перекрестное опыление заключается в переносе пыльцы с одного цветка на другой на одном и том же растении или на рыльце пестика другого растения. Оно осуществляется насекомыми (мак), при помощи ветра (рожь, береза), а также с помощью воды, птиц и других животных. Цветки насекомоопыляемых растений бывают преимущественно яркими, имеют запах, липкую пыльцу с выростами, выделяют нектар. У ветро-опыляемых растений цветки мелкие, не имеют яркой окраски и аромата и обычно собраны в соцветия. Пыльники, в которых образуется много мелкой, сухой и легкой пыльцы, расположены на длинных тычиночных нитях. Рыльца пестиков таких растений широкие, длинные или перистые - приспособленные к улавливанию пыльцы.

Оплодотворение 

Оплодотворение происходит после опыления. У некоторых растений оплодотворение происходит через несколько  дней или недель, у сосны —  даже через год. Для осуществления  оплодотворения необходимо, чтобы пыльца была зрелой и жизнеспособной, а  в семязачатке должен сформироваться зародышевый мешок. Так, у покрытосеменных пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, прорастает. В ткани рыльца пестика внедряется пыльцевая трубка. По мере роста пыльцевой трубки в нее перетекают ядро вегетативной клетки и оба спермин. Проникнув в зародышевый мешок, пыльцевая трубка разрывается под действием разницы осмотического давления. Один из слермйев сливается с яйцеклеткой и образуется диплоидная зигота, дающая начало зародышу. Второй спермий сливается с центральной двуядерной клеткой, при этом образуется триллоидное ядро, дающее начало эндосперму (питательной ткани для зародыша) Весь этот процесс получил название двойного оплодотворения. Прочие клетки зародышевого мешка разрушаются. Зародыш (зачаточный побег) вместе с эндоспермом образуют семя, покрытое кожурой. Из стенок завязи или цветоложа формируется плод.

Главная часть семени - зародыш. Он состоит из корешка, стебелька, почечки и двух или одной семядолей. Этот признак лежит в основе разделения всех цветковых растении на два класса - Двудольные и Однодольные. У семян с эндоспермом семядоли обычно небольшие, у семян без эдосперма запасы питательных веществ накапливаются в больших семядолях зародыша. Зндосперм, как правило, окружает зародыш, лишь у злаков он, прибегает к единственной семядоле зародыша - щитку.

Прорастание семени

Перед прорасталием семена в большинстве случаев проходят период покоя. Величина его у всех растений разная. Для прорастания семени необходимы вода, тепло и воздух. При достаточном количестве воды семя набухает и плотная кожура разрывается. При благоприятной температуре ферменты семени переходят из неактивного состояния в активное. Под их действием нерастворимые запасные вещества превращаются в растворимые: крахмал - в сахар, жиры - в глицерин и жирные кислоты, белки - в аминокислоты. Приток питательных,веществ к зародышу выводит его из состояния покоя, и начинается роет. Прорастающие семена непрерывно поглощают кислород и выделяют углекислый газ, при этом выделяется тепло. Хранят семена в сухих, хорошо проветриваемых помещениях. Доступ воздуха к семенам должен быть постоянным, хотя сухие семена дышат менее интенсивно.

Виды плодов:

• орех, орешек:сухие, нераскрывающиеся с одним семенем, околоплодник деревянистый (дуб, лещина);
• семянка: околоплодник кожистый, не срастается с семенем (подсолнечник);
• зерновка: околоплодник кожистый, сросшийся с семенем (рожь, пшеница, кукуруза);
• листовка: сухие раскрывающиеся одногнездные плоды со многими семенами (пион);
• боб: семена прикреплены к створкам (бобы, горох);
• стручок- семена расположены на перегородке (пастушья сумка, сурепка);
• коробочка: кубышкообразной формы, с крышкой (мак, мальва);
• ягода: сочный многосеменной плод, покрытый кожицей (виноград, томаты);
• костянка: сочный, односемянной плод, с трехслойным околоплодником (слива, вишня);
• сложная костянка- сложный многокосточковый плод с трехслойным околоплодником (малина, земляника).

Способы распространения  семян и плодов:

• без участия посторонних агентов (семена и плоды крупных размеров);
• с помощью животных (сочные плоды, ягоду); ,
• с помощью ветра (плоды с крыльями и хохолками);
• с помощью воды (сухие плоды и семена);
• с помощью человека (все виды плодов и семян).