Побег - основной вегетативный орган высшего растения. Типы побегов. Типы ветвления и нарастания побега. Понятие почки (вегетативная, генеративная, смешанная). Метаморфозы побега.

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.

Метаморфозы побегов Метаморфозами называют наследственно закрепленные видоизменения органов, связанные со сменой их основных функций. Побег является самым изменчивым органом растения. Каудекс -развивается у многолетних трав и кустарников с хорошо развитым стержневым корнем, бобовых (люцерна), зонтичных (бедренец), сложноцветных (одуванчик, полынь). Это своеобразный многолетний орган побегового происхождения, обычно одревесневшие нижние участки побегов, переходящие в деревянистый стержневой корень. Бывает подземным и редко надземным, служит местом отложения запасных питательных веществ. Корневище или ризом (корнеподобный) это долговечный подземный побег, выполняющий функции вегетативного возобновления, размножения и нередко отложения запасов. Бывает подземным и надземным. Клубни - утолщения подземного побега как у картофеля. Клубневые утолщения начинают развиваться на концах подземных стеблей - столонов. Столоны недолговечны и разрушаются обычно в течение вегетационного периода, этим они и отличаются от корневищ. Ведущая функция вегетативное возобновление и размножение. Клубнелуковица гладиолуса похожа по внешнему виду на луковицу. ее стеблевая часть сильно развита и превращена в клубень, содержащий запасные вещества. Снизу клубнелуковицы возникают многочисленные придаточные корни, образующие мочковатую систему. Луковица вид сильно укороченного подземного побега. Она имеет небольшую стеблевую часть - донце. К донцу прикреплены многочисленные сочные листья, налегающие друг на друга и получившие название луковичных чешуй. Кочан наблюдается у обычной культурной капусты. Колючки побегового происхождения - это видоизмененные укороченные побеги. Нередко они начинают развиваться как нормальные облиственные побеги, а затем одревесневают и утрачивают листья (боярышник, дикая яблоня). Стелющиеся растения (земляника-усики, костяника и др.) формируют особый тип побегов, служащих для вегетативного размножения, такие как плети и столоны.

13. Клеточная стенка (оболочка). Химический состав, структура, функции.

Клеточная стенка, обладающая прочностью способна к росту, она прозрачная и хорошо пропускает солнце, легко проникает вода. Основа оболочки составляют молекулы Целлюлозы Собранные в сложные пучки – Фибриллы, образующий каркас, погруженный в основу – Матрикс, состоящий из гемицеллюлозы, пектинов, гликопротеидов. Первоначально число фибрилл невелико, но с возрастом они увеличивается и клетка теряет способность к растяжению. В матриксе часто обнаруживается неуглеводный компонент – Легнин. Одревеснение клеточной оболочки Происходит в результате отложения лигнина, Лигнин повышает устойчивость тканей к разрушительному действию бактерий и грибов. Одревесневшие оболочки не теряют способности пропускать воду. Клетки с одревесневшими стенками могут оставаться живыми, но чаще становятся мертвыми. Стенки некоторых клеток могут включать: воск, кутину, суберин. Функции: придает клетке форму; отделяет одну клетку от другой, является скелетом для каждой клетки и придает прочность всему растению, выполняет защитную функцию. Опробковение вызывается особым жироподобным веществом — суберином. Опробковевшие оболочки становятся непроницаемыми для воды и газов, и содержимое клеток с опробковевшими оболочками отмирает. В местах ранения растения также образуются клетки с опробковевшими стенками, которые отделяют здоровые ткани от поврежденных. Кутинизация заключается в выделении жироподобного вещества кутина. Обычно кутинизируются наружные стенки кожицы листьев и "травянистых стеблей. Это делает их менее проницаемыми для воды, уменьшает испарение у растений. Кутин образует на поверхности органа пленку, называемую кутикулой.. Минерализация Клеточных оболочек — это отложение: кремнезема и солей кальция. Наиболее сильно инкрустируются оболочки клеток кожицы листьев и стеблей злаков, осок, хвощей. Листьями злаков и осок можно поранить руки. Ослизнение оболочек – превращение целлюлозы и пектиновых веществ в слизи и камеди. Ослизнение хорошо наблюдается на семенах льна, находившихся в воде. Образование слизей способствует лучшему поглощению воды семенами и прикреплению их к почве.

43.Типы размножения у растений. Чередование поколений и смена ядерных фаз. 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).

 

49. Отдел лишайники. Общая характеристика, размножение, экология, значе­ние. Это симбиотическая ассоциация гриба и водоросли. Гриб в этом случае либо сумчатый, либо базидиальный, а водоросль либо зеленая, либо сине-зеленая. Поселяются лишайники обычно на голых скалах или стволах деревьев. Водоросль снабжает гриб органическими Продуктами фотосинтеза, а гриб обеспечивает водой и минеральными солями. Лишайники растут очень медленно и чувствительно к загрязнению окружающей среды, поэтому они являются идеальным индикатором загрязнения атмосферы, особенно сернистым газом. Слоевище лишайников имеет разные формы, размеры и окраску. Лишайники бывают белые, серые, желтые, оранжевые, зеленые, черные; это определяется характером пигмента в оболочке гиф. Пигментация способствует защите от чрезмерного освещения или, наоборот, помогает поглощать больше света (черный пигмент лишайников Антарктиды). По форме слоевища лишайники бывают накипные, листовые и кустистые. Слоевище накипных лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом (иногда в виде порошка). Листовые лишайники имеют вид пластинки, горизонтально расположенной на субстрате, прикрепляясь к нему выростами гиф. Они могут быть цельными и рассеченными. Слоевище кустовых лишайников имеет вид кустика или стоячих неразветвленных столбиков. По анатомическому строению лишайники делятся на гомеомерные (водоросль разбросана по всему телу лишайника) и гетеромерные (водоросли образуют в слоевище обособленный слой). Сверху слоевище покрыто слоем клеток, защищающих слоевище и укрепляющих его. Органами прикрепления лишайников являются ризоиды и ризины (соединенные в тяжи ризоиды). Размножение лишайников происходит спорами или вегетативно: фрагментами слоевища (изидиями и соредиями). Половое размножение обеспечивают специальные участки слоевища, формирующие споры. Спора прорастает в гифу, и при встрече с подходящей водорослью формируется новый лишайник.

 

61. Классификация покрытосемянных. Сравнительная характеристика классов однодольных и двудольных Отличительной особенностью этого отдела является наличие плода, развивающегося из завязи цветка. Покрытосеменные представлены: деревьями, травами и промежуточными формами - кустарниками и кустарничками. Выделяют два класса цветковых растений: однодольные и двудольные.

Широкое распространение и разнообразие строения цветковых растений обусловлено приобретением ими в процессе эволюции ряда прогрессивных черт: наличие цветка - органа, совмещающего функции полового и бесполого размножения; образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий среды; двойное оплодотворение, в результате которого Образуется триплоидный (а не гаплоидные, как у голосеменных) эндосперм; редукция гаметофита: мужской гаметофит - пыльцевое зерно состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной (генеративная яелится, образуя два спермия). Женский гаметофит состоит из 8 клеток зародышевого мешка. Признаки двудольных растений:

1. Зародыш имеет 2 семядоли, прорастающие надземно, с 3 проводящими пучками.
2. Лист на черешке с сетчатым или ветвящимся жилкованием.
3. Проводящая система состоит из одного кольца проводящих лучков, с камбием; во флоэме присутствует паренхима; кора и сердцевина дифференцированы.
4. Корневая система стержневая, зародышевый корешок развивается в славный корень.
5. Жизненные формы древесные и травянистые.
6. Цветок имеет число элементов, кратное 5 или 4.

Признака однодольных растений:

1. Зародыш с одной семядолей, прорастающей подземно, имеет два главных проводящих лучка.
2. Лист без черешка, с параллельным или дуговым жилкованием, с влагалищным основанием.
3. Проводящая система состоит из многих отдельных пучков; камбий отсутствует; паренхима во флоэме отсутствует; кора и. сердцевина не имеют четкой дифференциации.
4. Корневая система мочковатая, зародышевый корешок рано отмирает, заменяясь системой придаточных корней.
5. Жизненные формы травянистые, некоторые древесные формы вторичны.
6. Цветки имеют число элементов, кратное 3, реже 4, но никогда 5.

 

 

58. Цветок. Строение и функции. Основные направления эволюции цветка.

Цветок — это укороченный и ограниченный в росте побег, выполняющий генеративную функцию. Состоит из: цветоножки, цветоложа с чашелистиками и лепестками (околоцветник), а также тычинок и плодолистиков. Чашелистики произошли от верхних вегетативных листьев и служат для защиты цветка в бутоне, их совокупность называется чашечкой. Леяестки служат для привлечения опылителей. Совокупность лепестков образует венчик. Он.бывает раздельнолепестный сростнолепестным.

• Тычинки цветка представляют собой микроспорофиллы и состоят из тычиночной нити и пыльника с двумя пыльцевыми мешками, или микроспорангиями. Количество тычинок может быть от одной (семейство орхидейные) до сотен. Совокупность тычинок в цветке образует андроцей. Тычинки могут быть сросшимися и свободными. Каждая половинка пыльника имеет два (реже одно) гнезда - микроопорангия. Гнезда пыльника заполнены материнскими клетками микроспор, микроспорами и зрелой пыльцой. В пыльниках осуществляются микроспорогенез и микрогаметогенез. Пыльцевое зерно является незрелым гаметофитом. В пыльцевом зерне в результате мейоза материнской клетки формируются две гаплоидные клетки: клетка трубки и генеративная клетка, которая позднее делится на два спермия. Проросшее пыльцевое зерно с ядром трубки и двумя спермиями представляет собой зрелый мужской гаметофит.

Верхняя часть цветка занята плодолистиком, включающим семязачаток, или мегаспорофилл. Верхние концы Плодолистиков вытягиваются в столбик, заканчивающийся рыльцем, который обычно состоит из двух лопастей. Совокупность плодолистиков в цветке называется гинецевм. В зависимости от положения различают верхнюю, полунижнюю и нижнюю завязи. Семязачатки располагаются на плацентах завязи, в которых происходят макроспорогенез - формирование макроспор и макрогаметогенез - формирование женского гаметофита, а также процесс оплодотворения.

Семязачаток после оплодотворения заключенной в нем яйцеклетки развивается в семя. Семязачаток состоит из центральной части - нуцеллуса, одного или двух покровов - иитогументоа, которые на верхушке нуцеллуса образуют канал - микропиле. В семязачатке различают апикальную (верхушечную) часть - микропилярную и противоположную ей халазальную часть. От халазы отходят интигументы.

Женский гаметофит развивается из материнской клетки мегаспоры, находящейся внутри семяпочки. В результате мейоза материнской клетки образуются четыре гаплоидных мегаспоры, три из которых отмирают. Четвертая клетка развивается в женский гаметофит, который в зрелом состоянии представляет собой восьмиядерный зародышевый мешок. Этот мешок включает: яйцеклетку, две вспомогательные клетки-синергиды, расположенные у микропиле, центральную двуядерную клетку, и три клетки-антиподы, находящиеся на противоположном конце от микропиле.

У покрытосеменных растений в цветках есть особые железки-нектарники, которые вырабатывают сахаристую жидкость - нектар, имеющий в своем составе гормоны и бактерицидные вещества. Нектарники привлекают насекомых-опылителей и влияют на процесс оплодотворения и развития семени и плода.

Цветки могут быть однополыми и обоеполыми. Обоеполые цветы содержат и тычинки и пестики, а однополые содержат либо андроцей, либо гинецей и могут развиваться на одном растении (однодомные) и на разных растениях (двудомные).

Цветки могут быть симметричными и асимметричными. Симметричные цветки делятся на актиноморфные (симметричные по всем направлениям) и зигоморфные (имеющие одну ось симметрии), например горох. Асимметричный цветок не-. возможно разделить на две равные части.

Цветки могут быть одиночными или собраны в соцветия.

• Простые соцветия: кисть, зонтик, головка, колос.
• Сложные доцветия: корзинка, сложный зонтик, щитрк, сложный колос.

Биологическое значение соцветий: соцветия увеличивают вероятность опыления цветков при экономии материала. Из органических веществ, которые идут на строительство одного крупного цветка, растение создает множество мелких цветков, при этом резко возрастает количество плодов, созревающих на растении. У ветроопыляемых растений соцветия облегчают перекрестное опыление.

47. Общая характеристика царства растений. Происхождение растений Царство растений включает более 500 тысяч видов.

1. растения способны к фотосинтезу;
2. клетки растений покрыты плотной целлюлозной оболочкой;
3. у растений наблюдается высокая расчлененность тела;
4. существуют некоторые ограниченные движения, но в целом неподвижны;
5. размножаются при помощи спор, семян и вегетативных органов;
6. запасным питательным веществом растений служит крахмал;
7. в жизни любого растения происходит чередование поколений.

Делится на подцарства: Багрянки, Настоящие водоросли, Высшие растения.
Низшие растения (Багрянки и Настоящие водоросли):

1. не имеют органов и тканей;
2. обитают чаще всего в воде;
3. размножаются неподвижными спорами или подвижными зооспорами.

Высшие растения - это:

1. наземные растения;
2. тело их расчленено на органы и ткани;
3. вегетативные органы выполняют функции обмена веществ и питания;
4. у голосеменных и покрытосеменных особый орган полового размножения – семя.

Роль растений в природе и жизни человека

1. Обогащают атмосферный воздух планеты кислородом.
2. Ими питаются многие живые организмы.
3. Они являются строительным материал и энергетическим ресурсом, сырьем для производства лекарств, тканей.
4. Очищают воздух от пыли и вредных газов, влияют на микроклимат.
5. Приглушают вредные индустриальные шумы, снимают нервное напряжение.
6. Убивают бактерии.
7. В зарослях растений живут многие животные.

Наука, изучающая растения, называется ботаникой.

45. Понятие о виде у растений. Критерии вид – это совокупность особей, сходных по критериям вида до такой степени, что они могут в естественных условиях скрещиваться и давать плодовитое потомство.

Плодовитое потомство – то, которое само может размножаться. Пример неплодовитого потомства – мул (гибрид осла и лошади), он бесплоден.

Критерии вида – это признаки, по которым сравнивают 2 организма, чтобы определить, относятся они к одному виду или к разным.

• Морфологический – внутреннее и внешнее строение.
• Физиолого-биохимический – как работают органы и клетки.
• Поведенческий – поведение, особенно в момент размножения.
• Экологический – совокупность факторов внешней среды, необходимых для жизни вида (температура, влажность, соленость и т.п.)
• Географический – ареал (область распространения), т.е. территория, на которой живет данный вид.
• Генетико-репродуктивный – сходство по количеству и строению хромосом, позволяющее организмам давать плодовитое потомство.

Каждый критерий вида относителен, т.е. по одному критерию нельзя судить о виде. Например:

• Существуют виды-двойники (у малярийного комара, у крыс и т.д.). Они морфологически друг от друга не отличаются, но имеют разное количество хромосом и поэтому не дают потомства. (То есть морфологический критерий не работает [относителен], но работает генетико-репродуктивный).
• Все критерии, кроме генетико-репродуктивного, позволяют ослу и лошади размножаться (все критерии относительны, но генетико-репродуктивный ещё держится)).
• Разные виды канареек в искусственных условиях могут скрещиваться и давать плодовитое потомство, но в естественных условиях на песню гибридного самца не прилетают никакие самки (генетико-репродуктивный критерий относителен, работает поведенческий).

 

46. Задачи и методы современной систематики. Типы систем и принципы их построения.Биологи́ческая система́тика — научная дисциплина, в задачи которой входит разработка принципов классификации живых организмов и практическое приложение этих принципов к построению системы. Под классификацией здесь понимается описание и размещение в системе всех существующих и вымерших организмов^[1].

Завершающим этапом работы систематика, отражающим его представления о некой группе живых организмов, является создание Естественной Системы. Предполагается, что эта система, с одной стороны лежит в основе природных явлений, с другой стороны является лишь этапом на пути научного исследования. В соответствии с принципом познавательной неисчерпаемости природы естественная система недостижима^[2].

«Углублённое изучение уже известных групп, всё более разъясняя их взаимные соотношения, будет требовать других сопоставлений или, точнее сказать, перестановки членов. Нам кажется, что естественная система всегда будет подвергаться постоянным изменениям, так как каждая попытка может быть выполнена только в связи с состоянием научных знаний своего времени.»

— К. М. Бэр^[3]

Основные цели систематики:

• наименование (в том числе и описание) таксонов,
• диагностика (определение, то есть нахождение места в системе),
• экстраполяция, то есть предсказание признаков объекта, основывающееся на том, что он относится к тому или иному таксону. Например, если на основании строения зубов мы отнесли животное к отряду грызунов, то можем предполагать, что у него имеется длинная слепая кишка и стопоходящие конечности, даже если нам неизвестны эти части тела.

Систематика всегда предполагает, что:

• окружающее нас разнообразие живых организмов имеет определённую внутреннюю структуру,
• эта структура организована иерархически, то есть разные таксоны последовательно подчинены друг другу,
• эта структура познаваема до конца, а значит, возможно построение полной и всеобъемлющей системы органического мира («естественной системы»).

Эти предположения, лежащие в основе любой таксономической работы, можно назвать аксиомами систематики^[1].

Современные классификации живых организмов построены по иерархическому принципу. Различные уровни иерархии (ранги) имеют собственные названия (от высших к низшим): царство, тип или отдел, класс, отряд или порядок, семейство, род и, собственно, вид. Виды состоят уже из отдельных особей.

Принято, что любой конкретный организм должен последовательно принадлежать ко всем семи категориям. В сложных системах часто выделяют дополнительные категории, например, используя для этого приставки над- и под- (надкласс, подтип и т. п.). Каждый таксон должен иметь определённый ранг, то есть относиться к какой-либо таксономической категории.

Этот принцип построения системы получил название Линнеевской иерархии, по имени шведского натуралиста Карла Линнея, труды которого были положены в основу традиции современной научной систематики.

Сравнительно новым является понятие надцарства, или биологического домена. Оно было предложено в 1990 Карлом Вёзе и ввело разделение всей биомассы Земли на три домена: 1) эукариоты (домен, объединивший все организмы, клетки которых содержат ядро); 2) бактерии; 3) археи.

19. Ризодерма (эпиблема). Строение и функции. Корневые волоски, строение, функции.

Эпиблема, нередко называемая также ризодермой, - первичная однослойная покровная ткань корня. Она возникает из наружных клеток апикальной меристемы этого органа вблизи корневого чехлика и покрывает молодые корневые окончания. Эпиблема - одна из важнейших тканей растения, поскольку именно через нее происходит поглощение воды и минеральных солей из почвы.

В зоне всасывания корня эпиблема пассивно или активно поглощает элементы минерального питания, затрачивая в последнем случае энергию. В связи с этим эпиблема богата митохондриями. Она недолговечна и, отмирая, передает свои функции новым участкам эпиблемы растущего корня.

Особенности клеток эпиблемы соответствуют основной функции ткани. Они тонкостенны, лишены кутикулы и имеют более вязкую цитоплазму. В ней отсутствуют устьица. Каждая клетка эпиблемы потенциально способна к образованию корневого волоска, но чаще корневые волоски формируются лишь из части клеток, получивших специальное название трихобластов. Корневые волоски обычно одноклеточные, развиваются в результате выпячивания наружной стенки трихобласта и достигают в длину 1-2 мм. Обычно они существуют в течение нескольких дней, а затем отмирают. Корневые волоски располагаются в зоне всасывания, функция которой понятна из ее названия. На корне она занимает участок от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. В отличие от зоны роста участки этой зоны уже не смещаются относительно частиц почвы. Основную массу воды и растворов солей молодые корни усваивают в зоне всасывания с помощью корневых волосков.

Корневые волоски появляются в виде небольших сосочков - выростов клеток эпиблемы (рис. 65). Рост волоска осуществляется у его верхушки. Оболочка корневого волоска растягивается быстро. По прошествии определенного времени корневой волосок отмирает. Продолжительность его жизни не превышает 10-20 дней.