Клетка как основная структурная и функциональная единица живой материи

Клетка как основная структурная и функциональная единица живой материи

Все живые организмы состоят из клеток — из одной клетки (одноклеточные водоросли) или многих (многоклеточные).

Клетка — один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; это элементарная живая система. Существуют эволюционно неклеточные организмы (вирусы), они могут размножаться только в клетках. Различные клетки отличаются друг от друга и по строению, и по размерам (размеры клеток колеблются от 1 мкм до нескольких сантиметров — яйцеклетки рыб и птиц), и по форме (круглые эритроциты, древовидные нейроны), и по биохимическим характеристикам (в клетках, содержащих хлорофилл или бактериохлорофилл, идут процессы фотосинтеза, которые невозможны при отсутствии этих пигментов), и по функциям (различают половые клетки — гаметы и соматические — клетки тела, которые подразделяются на множество разных типов).

Собственно клетка состоит из трех основных частей. Под клеточной стенкой, если она имеется, находится клеточная мембрана. Мембрана окружает цитоплазму. В цитоплазму погружено круглое или овальное ядро. Клеточную стенку имеют растения, грибы, а также бактерии. Основной компонент ее у растений и грибов целлюлоза (каркас), у бактерий — мурены.

Значение клеточной стенки: форма клетки, прочность, зашита (в т.ч. за счет расположенного сверху воска и кутина) — от пересыхания, вредителей. Цитоплазма — обязательная часть клетки, представляющая собой коллоидный раствор (гиалоплазма, жидкость, в гелеобразном состоянии), где располагаются органоиды и включения. Существуют две ступени организации клетки: прокариотическая клетка (у прокариот — бактерий и цианей) и эукариотическая клетка (у эукариот, т.е. всех остальных одно- и многоклеточных организмов — растений, грибов и животных).

Основные отличия эукариот от прокариот. Прокариоты — доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану (бактерии). Генетический материал находится у них в нуклеоиде и представлен единственной нитью ДНК, образующей замкнутое кольцо и прикрепленной к плазматической мембране. В клетке прокариот отсутствуют митохондрии, центриоли и пластиды; 70S рибосомы одиночно лежат в цитоплазме. Биохимические реакции, происходящие у прокариот, не разобщены в пространстве. Только у отдельных видов прокариот имеются впячивания плазматической мембраны, которые можно рассматривать как примитивные органоиды — мезосомы. Вместо хлорофилла — бактериохлорофилл, фитоциан (пигмент). Размножение путем амитоза, поперечным делением надвое. Клетки прокариот гаплоидны. Размеры прокариотических клеток составляют в среднем около 0,5—5 мкм.

Эукариоты — ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул (растения, животные, грибы). Имеются центриоли, митохондрии, пластиды. Деление клеток митотические. Стадии репликации, роста и их деления разделены во времени. Среди эукариот существуют как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Практически у всех видов эукариот обнаружены как диплоидные, так и гаплоидные клетки, т.е. наблюдается чередование гаплоидной и диплоидной стадий развития. Размеры эукариотических клеток в среднем от 10 до 50 мкм. Хотя встречаются клетки длиной несколько сантиметров

Функции корня

  • Закрепление растения в субстрате.
  • Всасывание, проведение воды и минеральных веществ.
  • Запас питательных веществ в главном корне.
  • Взаимодействие с корнями других растений (симбиоз), грибами, микроорганизмами, обитающими в почве (микориза, клубеньки представителей семейства Бобовые).
  • Вегетативное размножение.
  • Синтез биологически активных веществ.

У многих растений корни выполняют особые функции (воздушные корни, корни-присоски).

Типы корневых систем. По происхождению корневые системы могут быть 3-х типов:

1) система главного корня состоит из главного, а также боковых корней второго и последующего порядков;

2) система придаточных корней состоит из придаточных и их боковых ответвлений;

3) смешанная корневая система состоит из системы главного корня и системы придаточных корней.

По форме различают 2 основных типа корневых систем:

1) Стержневую, в которой главный корень сильно развит и четко выделяется среди остальных корней. Выделяют конусовидные (у моркови), репчатые (у свеклы), клубневидные ( у георгинов) корни. Характерны для двудольных растений.

2) Мочковатую, в которой главный корень отсутствует или незаметен среди многочисленных придаточных корней. Вся масса корней состоит из боковых или придаточных корешков и имеет вид мочки. Характерна для большинства однодольных растений. Сильно разветвленная корневая система образует огромную поглощающую поверхность. из стебля. Они отрастают от луковицы (представляющей собой особый стебель) или от садовых черенков.

По выполняемым функциям:

1) Запасающий   

2)  Воздушный

Внутреннее строение стебля

Снаружи стебель защищают от внешних воздействий покровные ткани. Самый верхний слой стебля — кожица. Она присутствует только у молодых ветвей. У более старых кожица сменяется другой покровной тканью — пробкой. Под пробкой находится кора. Наружный слой коры представлен зелеными клетками, содержащими хлорофилл, поэтому стебель выполняет еще и фотосинтезирующую функцию. Внутренний слой коры — луб. В стебле в состав луба входят ситовидные трубки, лубяные волокна и запасающие ткани. Лубяные волокна придают стеблю прочность и гибкость.

Следующий за корой слой клеток — камбий. Это образовательная ткань. Клетки камбия живые, в результате их деления образуются клетки луба и древесины. При этом в сторону древесины камбий откладывает клеток больше, чем в сторону коры. Древесина — самый мощный слой, залегающий под камбием. Она, как и луб, состоит из разных клеток. В ее состав входят сосуды и волокна. Все эти образования мертвые. Единственные живые клетки древесины — запасающие. К центру от древесины расположена сердцевина Клетки сердцевины крупные, тонкостенные. Именно они выполняют запасающую функцию.

Годичные кольца

За счет образовательной ткани, находящейся на верхушке побега, стебель растет в длину. Деление клеток камбия обеспечивает рост стебля в толщину.

У деревьев, произрастающих в условиях умеренного климата, деление клеток камбия начинается весной и заканчивается осенью. Весной образуются более крупные клетки, а к концу лета — узкие, с толстыми оболочками. В результате формируется годичное кольцо — прирост древесины за год. Каждое кольцо состоит из светлого (летнего) и темного (зимнего) слоев. По числу годичных колец на спиле ствола можно определить возраст дерева.

Классификация стебля:

 По расположению относительно уровня почвы надземные, подземные

По степени одревеснения: травянистые, деревянистые (например, ствол — главный многолетний стебель дерева; стебли кустарников называют стволиками)

По направлению и характеру роста: прямостоячие (подсолнечник), лежачие (стелющиеся) — стебли лежат на поверхности почвы, не укореняясь (вербейник монетчатый), приподнимающиеся (восходящие) — нижняя часть стебля лежит на поверхности почвы, а верхняя поднимается вертикально (сабельник),ползучие — стебли стелются по земле и укореняются благодаря образованию в узлах придаточных корней(будра плющевидная),цепляющиеся (лазящие) — прикрепляются к опоре с помощью усиков (горох),вьющиеся — тонкие стебли, обвивающие опору (луносемянник)

По форме поперечного сечения: округлые, сплюснутые ,трёх—, четырёх—, многогранные (гранистые), ребристые, бороздчатые (желобчатые),крылатые — стебли, у которых по острым граням тянутся плоские травянистые выросты (чина лесная) или ни сбегающие на стебель основания листьев (окопник лекарственный).

Типы ветвления побега

В ходе эволюции ветвление появилось у (низших растений - у этих растений точки роста просто раздваиваются. Такое ветвление называется дихотомическим, оно свойственно допобеговым формам – водорослям, лишайникам, печёночникам и антоцеротовым мхам, а также заросткам хвощей и папоротников.

С появлением развитых побегов появляется моноподиальное ветвление, при котором одна верхушечная почка сохраняет своё господствующее положение на протяжении всей жизни растения. Такие побеги упорядочены, а кроны стройны (кипарис, ель). Но при повреждении верхушечной почки этот тип ветвления не сможет восстанавливаться, и дерево теряет свой типичный внешний вид (габитус).

Наиболее поздний по времени возникновения тип ветвления – симподиальный, при котором любая ближайшая почка может развиться в побег и заменить свою предыдущую. Деревья и кустарники с таким типом ветвления легко поддаются обрезке, формированию кроны и через несколько лет обрастают новыми побегами, не теряя своего габитуса (липа, яблоня, тополь).

Разновидность симподиального ветвления ложнодихотомическое, которое свойственно побегам с супротивным расположением листьев и почек, поэтому взамен предыдущего побега вырастают сразу два (сирень, клён, чебушник).

Типы ветвления:

верхушечное – апекс ветвится на два (дихотомическое), три (тритомическое) и более (политомическое) апексов, дающим начало осям следующего порядка.

боковое – оси подчиненных порядков создаются из боковых почек, возникающих ниже апекса материнской оси, создавая таким образом систему осей.

Почка. Почка - это зачаточный побег. Она состоит из укороченного стебля с тесно сближенными зачаточными листьями. На верхушке стебля находится конус нарастания, состоящий из образовательной ткани. За счет деления клеток конуса нарастания происходит рост стебля в длину, образование листьев и наружных почек. Снаружи почка защищена почечными чешуями, которые представляют собой видоизмененные нижние листья побега. По расположению на побеге почки бывают верхушечными и боковыми.

Верхушечная почка - это почка, находящаяся на верхушке побега, остальные почки - боковые. Их делят на пазушные и придаточные.

Пазушные почки - регулярно возникают в пазухах молодых листовых зачатков вблизи верхушки материнского побега. Их расположение точно соответствует листорасположения. Поэтому зимой по почкам можно определить расположение листьев.

Боковые почки, которые развиваются вне пазухи на междоузлиях, корнях и листьях, называются придаточными. Они часто обеспечивают вегетативное размножение растений. Придаточные почки на листьях сразу развиваются в маленькие растеньица с придаточными корнями, которые отпадают от листа материнского растения и вырастают в новые особи. Эти почки называются выводковыми (бриофиллиум, росянки). Они могут возникать в пазухе листа и видоизменяться в луковички (лилия тигровая) и клубеньки (горец живородящий).

Почки по строению не одинаковы. У большинства растений они закрытые (защищенные), т.к. снаружи имеют почечные чешуи, склеенные смолой (у хвойных), другими клейкими веществами (тополь), некоторые часто опущены. Есть растения с открытыми (незащищенными, голыми) почками. Они лишены почечных чешуек (калина, крушина).

По внутреннему строению различают следующие типы почек:

1) вегетативные - состоят из зачаточного стебля, чешуек, зачаточных листьев и конуса нарастания;

2) генеративные - цветочные, состоят из зачаточного стебля, чешуй и зачатков цветка или соцветия (бузина красная);

3) смешанные - состоят из зачаточного стебля, чешуек, зачаточных листьев и зачатков цветка или соцветия (яблоня, спирея).

Генеративные и смешанные почки крупнее и более округлые, чем вегетативные.

Почки, которые пребывают в состоянии покоя (осень - зима), а затем разворачиваются и дают новые побеги, называются зимующими или почками возобновления. За их счет происходит нарастание побегов.

Спящие почки - они находятся в течении ряда лет в состоянии покоя. Стимулом для их пробуждения является повреждение ствола.

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).

Оплодотворение — это объединение ядер мужских и женских поло­вых клеток — гамет, приводящее к формированию зиготы и последующему развитию из неё нового (дочернего) организма.

Гамета – это репродуктивная клетка, имеющая одинарный (или гаплоидный) набор хромосом, участвующая в половом размножении. То есть, другими словами, яйцеклетка и сперматозоид являются гаметами с набором хромосом по 23 в каждой.

Зигота – это результат слияния двух гамет. То есть зигота образуется в результате слияния женской яйцеклетки и мужского сперматозоида. В последствие она развивается в особь (в нашем случае, в человека) с наследственными признаками обоих организмов родителей.

Изогамия - Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором, то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей.

Гетерогамия - способ размножения (тип полового процесса), при котором происходит слияние подвижных гамет одинаковой формы, но разного размера. Свойственна низшим растениям и простейшим.

Оогамия- вид полового процесса, при котором сливаются резко отличающиеся друг от друга половые клетки — крупная неподвижная яйцеклетка с мелкой, обычно подвижной, мужской половой клеткой (сперматозоидом или спермием).

Оогамия может осуществляться внутри женского организма или вне его (обычно в водной среде). Термин «оогамия» обычно применяют по отношению к растениям и простейшим, хотя и у всех многоклеточных животных половой процесс протекает в форме оогамии.

Образовательная ткань

Благодаря делению клеток образовательной ткани растение увеличивается в длину и толщину. При этом часть клеток образовательной ткани дифференцируется в клетки других тканей. Клетки образовательной ткани достаточно мелкие, плотно прилегают друг к другу, имеют крупное ядро и тонкую оболочку.

Образовательная ткань в растениях находится в конусах нарастания корня (кончик корня) и стебля (верхушка стебля), бывает в основаниях междоузлий, также образовательная ткань составляет камбий (который обеспечивает рост стебля в толщину).

Механическая ткань

Для клеток механической ткани характерны сильно утолщенные одревесневшие оболочки. Функции механической ткани — это придание телу и органам растений прочности и упругости.

В стеблях покрытосеменных растений механическая ткань может располагаться одним целостным слоем или же отдельными тяжами, отстоящими друг от друга.

В листьях волокна механической ткани обычно располагаются рядом с волокнами проводящей ткани. Вместе они образуют жилки листа.

Образовательные ткани, классификация, строение, функции

Меристемы, или образовательные ткани, обладают способностью к активному делению и образованию новых клеток. Индивидуальное развитие растений начинается со стадии зародыша, большинство клеток которого обладает способностью к делению. Часть клеток сохраняет эту способность в течение всей жизни, обеспечивая непрерывное нарастание массы растения. Это инициальные клетки или инициали. Другая часть клеток, постоянно возникающих в процессе деления инициалей, получила название производных. Производные инициалей делятся один или несколько раз и превращаются в постоянные ткани. Таким образом, меристема включает инициали и их производные.

  По происхождению различают:

1) первичные меристемы, обусловливающие начальный рост растения;

2) вторичные меристемы, образованные первичными или постоянными тканями.

Меристемы, которые ведут свое начало от клеток зародыша и являются потомками эмбриональной ткани, из которой состоял зародыш, называют первичными(апикальные меристемы, прокамбий, перицикл).  Вторичными называются меристемы, которые возникают из какой-либо постоянной ткани или из первичных меристем(камбий, феллоген, добавочный камбий).

По положению в теле растения они могут быть:

 апикальными (верхушечными), латеральными (боковыми) и интеркалярными (вставочными).

  Апикальные (верхушечные) меристемы - такие меристемы, которые располагаются у взрослых растений на верхушках стеблей и кончиках корней и обеспечивают рост побега и корня в длину. Апикальные меристемы первичны, они образуют конусы нарастания корня и побега.

  Латеральные (боковые) меристемы по происхождению могут быть первичными и вторичными. Располагаются по окружности осевых органов, образуя цилиндры, имеющие на поперечных срезах вид колец. Примером первичной боковой меристемы являются прокамбий, перицикл. Боковые меристемы обеспечивают утолщение корня и стебля. Из прокамбия образуются проводящие ткани.

  Интеркалярные (вставочные) меристемы чаще первичные (остаточные) и располагаются в основаниях междоузлий, черешков листьев и в основаниях листьев злаков. Деятельность этих меристем обуславливает рост органа в длину после прекращения верхушечного роста.               

  Благодаря первичной меристеме образуются постоянные ткани и развиваются все органы растения.

Покровные ткани.

Покровная ткань у растений находится на поверхности всех органов, граничит с окружающей средой и защищает растение от вредоносных воздействий. Первичные покровы растения построены только из жизнеспособных клеток. Вторичные и третичные покровы – это совокупность отмерших клеток с утолщенными стенками.

Первичная покровная тканьэпидерма – построена из живых клеток. Формирование эпидермального покрытия идет из верхушечных меристем. Она укрывает новообразованные, еще растущие побеги.

Ризодерма – также относится к первичным тканям, которая укрывает корневище. Главная задача ризодермы это абсорбирование воды из почвы и растворенных в ней минеральных веществ. Ризодерма состоит из клеток с тонкими стенками и густой цитоплазмой, где сосредоточено множество митохондрий. Эпидермис сформировался у растений в период перехода от водной жизни к наземной. На суше необходимо было удерживать влагу, что и обеспечили покровные ткани. Клетки в эпидермисе близко расположены друг к другу и плотно связаны между собой. Только небольшие участки – устьица остаются открытыми для связи с окружающей средой. Стенки клеток, обращенные внутрь органов тонкие, а те, что выступают наружу – толстые. Снаружи поверхность их укрыта шаром кутина и воска (кожица). Его нет на развивающихся корнях и частях растения, которые находятся под водой. Во время засухи кожица становится практически непроницаемой. Эпидерма также содержит волосковидные образования, которые могут состоять из одной или нескольких клеток. Они необходимы для увеличения площади эпидермиса. К примеру, волоски в области роста корня обеспечивают защитную функцию, помогают закрепиться в почве, уменьшают потерю влаги. Некоторые растения используют волоски для защиты от вредителей, так крапива выделяет жалящие вещества, которые вызывают ожоги. 

Лишь наземные виды растений в наружных покровах имеют устьица, необходимые для регуляции обменных процессов. Устьица – это совокупность клеток, что формируют устьичный аппарат. Он построен из пары замыкающих клеток и окружен эпидермиоцитами, которые имеют отличительные черты строения. Замыкатели имеет много хлоропластов, чем отличаются от других клеток, здесь идет активный фотосинтез. Здесь содержатся также питательные вещества. Между двумя замыкающими клетками формируется щель, которая сообщена с подустьичным пространством. Количество устьиц, их размер сильно отличаются у представителей разных видов растений, число колеблется от сотен до тысячи. У большинства растений устьица сосредоточены на дорсальной (нижней) стороне листьев. К исключениям относятся водоплавающие виды, где устьица находится на вентральной (верхней) поверхности.

Вторичная покровная ткань или перидерма заменяет со временем эпидермис. Так происходит замена молодых ветвей на многолетние, окрашенные в темные тона. Перидерма имеет несколько слоев, одним из них является камбий или феллоген. Во время деления клетки феллогена, отошедшие к наружному слою, формируют феллему,те, которые откладываются внутрь, образуют феллодерму. Феллема вначале построена из живых клеток с тонкими мембранами. С течением времени стенки огрубевают, и заполняются воздухом.

Слой перидермы постоянно меняется, здесь возникают межклетники – пространства, образующиеся при разделении или отмирании соседних клеток. Межклетники объединяются между собой и формируют систему ходов внутри растения. Они сообщаются с окружающей средой через специальные образования – чечевички. Так через межклетники, устьица и чечевички происходит газообмен. Чечевички в зимний период закрываются тонкой пленкой, которая по весне разрушается и процессы жизнедеятельности возобновляются.

Третичная покровная ткань или корка свойственна только многолетним древесным растениям. Корка дерева — третичная покровная ткань. Возникновение корки связано с неоднократным заложением перидермы в глубокие слои тканей дерева. Жизнеспособные клетки, оказавшись в окружении перидермальных клеток, погибают и формируют корку. Отмершие клетки не могут расти и растягиваться, но внутренние слои постоянно размножаются и растут, что ведет к увеличению диаметра столба. Таким образом, корка трескается и огрубевает. Место перехода корки в перидерму становится легко заметным, особенно у березы, где белая перидерма чередуется с темной коркой.

Основные ткани (паренхимы).

Основные ткани составляют большую часть тела растения. По происхождению основные ткани почти всегда первичны, образуются из апикальных меристем. Они состоят из живых паренхимных клеток, сильно варьирующих по форме, но в типичном случае паренхима основной ткани состоит из клеток, у которых длина немногим больше, чем ширина, чаще почти изодиаметрических. Клеточная оболочка первичная тонкостенная, с простыми порами. Иногда первичная оболочка сильно утолщается, что особенно характерно для запасающей паренхимы семян некоторых растений (Asparagus, Coffea arabica, хурма Diospyros, финиковая пальма Phoenix dactylifera). Углеводы таких оболочек рассматриваются как запасные вещества, используемые зародышем во время прорастания. Основная паренхима способна возвращаться к меристематической активности, например при заживлении ран, образовании придаточных корней и побегов.

Основные ткани выполняют функции: синтеза, накопления и использования органических веществ.

 В зависимости от выполняемой функции различают основную (типичную), ассимиляционную, запасающую и воздухоносную основные ткани.

Основная паренхима не имеет специфических, строго определенных функций. Она располагается внутри тела растения достаточно крупными массивами. Типичная основная паренхима заполняет сердцевину стебля, внутренние слои коры стебля и корня. Ее клетки образуют вертикальные и горизонтальные тяжи (лучи), по которым осуществляется радиальный транспорт веществ. Из основной паренхимы могут возникать вторичные меристемы.

Ассимиляционная паренхима (хлоренхима). Главная ее функция — фотосинтез. Хлоренхима расположена в надземных органах, обычно под эпидермой. Особенно хорошо развита в листьях, меньше—в молодых стеблях. Характерно наличие межклетников, облегчающих газообмен. Клетки тонкостенные, в постенном слое цитоплазмы много хлоропластов. Общий объем их может достигать 70...80 % объема протопласта.

Запасающая паренхима. Служит местом отложения избыточных в данный период питательных веществ. Запасающие ткани состоят из живых тонкостенных клеток. В крахмалоносных клетках пластиды имеют довольно простое внутреннее строение и могут быть классифицированы как амилопласты; они встречаются у многих семян и подземных запасающих органов. Паренхимные клетки в цветках и плодах часто содержат хромопласты. У некоторых семян в паренхиме запасающей ткани или зародыша хранятся твердый белок или жиры. В различных органах растения паренхимные клетки могут становиться особенно заметными благодаря накоплению в вакуолях антоцианов или таннинов или вследствие отложения в них кристаллов той или иной формы. Клетки запасающей паренхимы могут иметь толстые клеточные стенки (накапливается гемицеллюлоза в семенах финиковой пальмы), или накапливают жиры.

В этих тканях накапливаются многие растительные продукты, используемые человеком. У культурных пищевых растений обычно гипертрофированно развитие запасающей паренхимы. Запасающие ткани широко распространены, развиваются в самых разных органах. Их можно обнаружить в клубнях картофеля, корнеплодах свеклы, моркови, луковицах лука, зерновках злаков, в семенах подсолнечника, клещевины, а также в стеблях сахарного тростника, корневищах, корнях.

У растений засушливых мест — суккулентов (агавы, алоэ, кактусы) — в клетках запасающей паренхимы накапливается вода, также как у растений засоленных местообитаний (солерос). Крупные водоносные клетки есть в стеблях злаков. В вакуолях водоносных клеток имеются слизистые вещества с высокой водоудерживающей способностью.

Воздухоносная паренхима (аэренхима). Выполняет вентиляционные, отчасти дыхательные функции, обеспечивая ткани кислородом. Состоит из клеток различной формы (например, звездчатых) и крупных межклетников. Хорошо развита в органах растений, погруженных в воду (в цветоножках кувшинки, в стеблях пушицы, белокрыльника, рдеста, в корнях камыша).

Механические ткани.

Механическими называют ткани, обладающие повышенной опорной функцией. Это обеспечивается наличием у слагающих их клеток утолщенной и часто одревесневшей оболочки. Обычно клетки механической ткани плотно прилегают друг к другу. Местоположение этих тканей в органах таково, что при меньшем их объеме достигается наибольший механический эффект. Различают следующие группы механических тканей: колленхиму, склеренхиму и склереиды.

Колленхима состоит из живых, обычно паренхимных клеток с неравномерно утолщенными целлюлозными стенками. Если утолщения расположены в углах, то такую колленхиму называют уголковой. Если утолщаются две противоположные стенки, а две другие остаются тонкими, то это пластинчатая колленхима. Стенки колленхимы способны растягиваться, так как имеют тонкие участки, поэтому она является опорой молодых растущих органов. Колленхиму можно обнаружить в периферической части растущих молодых стеблей, черешков, плодоножек, листовых жилок и др.

Склеренхима состоит из прозенхимных клеток с равномерно утолщенной стенкой. Молодые клетки – живые. По мере старения содержимое их отмирает. Это очень широко распространенная механическая ткань вегетативных органов наземных растений. По химическому составу стенки клетки различают два вида склеренхимы: лубяные волокна – стенка целлюлозная или слегка одревесневшая; древесинные волокна (либриформ) – стенка всегда одревесневшая.

Склереиды (каменистые клетки) – это мертвые паренхимные клетки с равномерно толстыми одревесневшими стенками. Их встречают в плодах, листьях и других органах.

Проводящие ткани.

Обеспечивают передвижение веществ по растению: восходящего тока, несущего от корня к надземным частям воду и растворы мине­ральных веществ, и нисходящего тока, несущего от листьев ко всем остальным органам продукты фотосинтеза. Восходящий ток осуще­ствляется по трахеальным элементам ксилемы — сосудам и трахеидам, а нисходящий ток — по ситовидным элементам флоэмы (ситовидным клеткам и ситовидным трубкам с клетками-спутницами).

Сосуды, или трахеи — наиболее функцио­нально эффективные элементы ксилемы. Образуются из вертикально расположенных меристематических клеток.

Трахеиды — мертвые прозенхимные клетки с заостренными концами и одревесневшими клеточными оболочками. Ситовидные трубки образуются из ряда верти­кально расположенных клеток прокамбия или камбия. Они не отмирают, потому что рядом с ними находятся сопровождающие клетки, или клетки-спутницы, образующиеся при продольном делении члеников ситовидной трубки. Это живые клетки с ядром, густой цитоплазмой и тонкой целлюлозной оболочкой. Они вырабатывают ферменты, жизнедеятельность. Проводящие ткани в органах растения объединяются с другими, образуя сложные ткани — ксилему к флоэму. Ксилема и флоэма обычно сопровождают друг друга, формируя проводящие, или сосудисто-волокнистые, пучки .

Проводящие пучки, образованные прокамбием, не имеющие кам­бия, называются закрытыми, а пучки с камбием — открытыми, по­скольку могут длительно увеличиваться в размерах. В зависимости от расположения ксилемы и флоэмы различают пучки: Коллатеральные- характеризуются расположением флоэмы и ксилемы бок о бок, на одном радиусе. При этом в осевых органах флоэма занимает наружную часть пучка, ксилема — внутреннюю, а в листьях — наоборот. Коллатеральные пучки могут быть закрыты­ми (однодольные растения) и открытыми (двудольные). Биколлатеральные пучки всегда открытые, с двумя участками фло­эмы — внутренней и наружной, между которыми расположена ксиле­ма. Камбий находится между наружной флоэмой и ксилемой. Бикол­латеральные сосудисто-волокнистые пучки характерны представите­лям сем. тыквенные, пасленовые, кутровые и некоторые др. Концентрические пучки закрытые. Они бывают центрофлоэмными, если ксилема окружает флоэму, и центроксилемными. если флоэма окружает ксилему. Центрофлоэмные пучки формируются чаще у од­нодольных растений, центроксилемные — у папоротниковидных.

Радиальные пучки закрытые. В них флоэма и ксилема чередуются по радиусам. Радиальные пучки характерны для зоны всасывания кор­ней, а также зоны проведения корней однодольных растений.

27. Ксилема .

Ксиле́ма — основная водопроводящая ткань наземных сосудистых растений; один из двух подтипов проводящей ткани растений, наряду с флоэмой — лубом. Ксилема выполняет в растении две основные функции: по ней движется вода вместе с растворенными минеральными веществами и она служит опорой органам растения. По ксилеме вода и растворенные в ней вещества передвигаются из корневой системы в лист и другие органы. Объем ксилемной части в несколько раз превосходит объем флоэмной, поскольку объем поступающей в растение воды превышает объем образуемых ассимилятов, так как значительная часть воды испаряется растением.Таким образом, ксилема играет в растении двоякую роль — физиологическую и структурную.

Состав ксилемы. В состав ксилемы входят проводящие элементы — сосуды и трахеиды, а также живые паренхимные клетки и механические волокна.

Трахеиды представляют собой замкнутые удлинённые клетки с вытянутыми концами и с утолщёнными одревесневшими стенками, на которых имеются поры. Передвижение растворов происходит через поры. Кроме проводящей функции трахеиды несут механическую нагрузку. У папоротников и голосеменных трахеиды служат единственным проводящим элементом.

 Ксилема. Гистологический элементы и функции:

1) трахеальные элементы. Функция: проведения воды и растворенных в ней веществ;

2) паренхимные клетки. Функция: запасание и передвижение пластических веществ;

3) волокна. Функция: опорная, иногда функция запасания.

Флоэма

Флоэ́ма (от греч. φλοῦς — кора) — то же, что и луб — проводящая ткань сосудистых растений, по которой происходит транспорт продуктов фотосинтеза к частям растения, в которых он не происходит: подземные части, конусы нарастания, цветки, плоды и др. Вместе с ксилемой (древесиной), обеспечивающей транспорт воды и минеральных солей, образует проводящие пучки.

Флоэма состоит из ситовидных трубок, клеток-спутниц, лубяной паренхимы и лубяных волокон. Ситовидные трубки состоят из живых клеток, поперечные перегородки между которыми пронизаны большим количеством сквозных канальцев, через них и происходит передвижение органических веществ. Канальцы собраны группами, которые называют ситовидными полями.

У некоторых растений (папоротников, голосеменных) ситовидные поля располагаются и на продольных стенках клеток. В процессе формирования ситовидной трубки из клеток меристемы ядра и тонопласт в них разрушаются, клеточный сок смешивается с цитоплазмой, при этом она становится проницаемой для раствора веществ. Функционируют ситовидные трубки у травянистых растений один вегетационный период, у деревьев и кустарников — 2 года (у некоторых 3-4 года). 

Клетки-спутницы возникают одновременно с ситовидными трубками из одной меристематической клетки и осуществляют физиологические функции в тесном контакте с ними. Они менее вакуолизированы, сохраняют, митохондрии, ядро, ЭПР.

Лубяная паренхима. Ситовидные трубки окружены клетками лубяной паренхимы, в которых активно протекают обменные реакции и часто накапливаются запасные вещества.

Лубяные волокна. Механическую прочность флоэме придают лубяные волокна.

Флоэма обеспечивает отток ассимилятов из листа и передвижение их в места использования или запасания.

Выделительные ткани

Выдели́тельные тка́ни — ткани, служащие для удаления из растения отходов метаболизма. Различают выделительные ткани Внутренней и Внешней секреции.

Метаморфозы корней.

1.Корнеплод формируется из главного корня благодаря отложению в нём большого количества питательных веществ. Корнеплоды образуются главным образом в условиях культурного возделывания растений. Они имеются у свёклы, моркови, редьки и др. В корнеплоде различают: а) головку, несущую розетку листьев; б) шейку – среднюю часть; в) собственно корень, от которого отходят боковые корни.

2.Корневые клубни, или корневые шишки, представляют собой мясистые уплотнения боковых, а также придаточных корней. Иногда они достигают очень большой величины и являются вместилищем запасных веществ, по преимуществу углеводов. В корневых клубнях чистяка, орхидей, запасным веществом служит крахмал. В придаточных корнях георгины, превратившихся в корневые клубни, накапливается инулин. Из возделываемых растений следует назвать батат, из семейства вьюнковые. Его корневые клубни достигают обычно 2 - 3 кг, но могут быть больше. Культивируется в субтропических и тропических районах для получения крахмала и сахара.

3.Воздушные корни образуются у некоторых тропических растений. Они развиваются как придаточные из стеблей, имеют бурых цвет и свободно повисают в воздухе. Характеризуются способностью поглощать атмосферную влагу. Их можно видеть у орхидей.

4.Цепляющиеся корни, при помощи которых слабые стебли лиан поднимаются вверх по стволам деревьев, по стенам, откосам. Подобные придаточные корни, врастающие в щели, хорошо закрепляют растение и дают ему возможность подниматься на большую высоту. К группе таких лиан относится плющ, широко распространённый в Крыму и на Кавказе.

5.Дыхательные корни. У болотных растений, к обычным корням которых доступ воздуха сильно затруднён, вырастают специальные корни, направленные из земли вверх. Они находятся над водой и получают воздух из атмосферы. Дыхательные корни имеются у болотного кипариса. (Кавказ, Флорида).

6.Ложные корни – присоски. Характерны для растений – паразитов (повилики, заразихи). Корни внедряются в ткани растения – хозяина и всасывают органические вещества.

Побег. В ходе эволюции растений при переходе их к наземному существованию сформировался вегетативный орган — побег, выполняющий функции фотосинтеза и образования репродуктивных структур (спорангиев, шишек, цветков и др.). Побег — это стебель, несущий листья и почки. Формы стебля. Формы побегов разнообразны: прямостоячие, стелющиеся, вьющиеся, лазающие. Различают травянистые и деревянистые стебли, формирующие соответствующие жизненные формы растений (однолетние и многолетние травы, деревья и кустарники).
Метаморфозы побега.

I. Первую группу метаморфизированных побегов составляют: а) корневища; б) клубни; в) луковицы. Их объединяет то, что они выполняют обычно три функции: размножение; сохранении запасных веществ; перезимовывания. Эти функции могут быть выражены в различной степени. У одних преобладает функция запасания веществ и перезимовывания ( например, у толстых корневищ купены), у других сильно выражена функция размножения (например, у корневищ мяты, пырея).


Метаморфозы стеблей.

1)Корневище – подземный побег. По внешнему виду его часто принимают за корень. Отличительная черта его – редуцированные листья, а также верхушечная почка на конце (а на корневой чехлик, как у корня). Форма корневищ разнообразна. У одних растений они имеют вид длинных плетей, у других – толстых укороченных побегов. В корневищах запасается много питательных веществ.

2) Клубни – это сильно утолщенные, большей частью подземные побеги, как у картофеля, земляной груши. Обычно они образуются на конусах удлиненных тонких побегов – столонов. На клубне можно обнаружить верхушечную и пазушные почки – глазки.

3) Луковицы представляют собой сильно укороченные, главным образом подземные побеги. Форма у них грушевидная, яйцевидная, приплюснутая и т.п. Стеблевая часть луковицы небольшая, расположена конусом в основании. Она называется донцем. От донца отходят многочисленные мясистые листья – чешуи.

Вторую группу метаморфизированных побегов составляют колючки и усики. Колючка – очень распространенный вид метаморфоза побега. Она возникает в пазухе листа, как всякий побег. Лист часто опадает, но на его месте сохраняется рубец. Колючка может быть простая и разветвленная. Простые колючки имеются у боярышника, дикой груши. Разветвленные колючки типичны для цитрусовых.  Усики, как видоизмененные побеги, имеются у тыквы, огурца, дыни, винограда. Стебли суккулентных растений – кактусов, молочаев – отличаются сильной мясистостью. Они служат своеобразными резервуарами воды, необходимы этим растениям в пустынных районах.

Лист. Лист осуществляет три важные функции: фотосинтез, испарение воды и газообмен.
Метаморфозы листьев

1) Колючки могут быть не только видоизменением побега, но и видоизменением листьев или их частей. Колючки листового происхождения имеются у кактусов, молочаев, барбариса. У чертополоха в колючки превращены лишь участки листьев.

Колючки не следует смешивать с шипами, имеющимися на стеблях шиповника, крыжовника, малины. Шипы – это выросты поверхностных тканей стебля, а не видоизменения какого либо органа.

2) Усики листового происхождения развиты у гороха, чины, вики.

3) Чешуйки, встречающиеся на корневищах луковицах, в почках, также видоизмененные листья.


Двудольные растения

Однодольные растения

Корневая система

Стержневая, хорошо развит главный корень. У некоторых нетравянистых форм корневая система мочковатая

Мочковатая, главный корень рано отмирает

Стебель

Травянистый, деревянистый, способен к вторичному утолщению, ветвится. Проводящие пучки расположены в центре стебля или имеют вид кольца. Имеется камбий. Кора и сердцевина хорошо дифференцированы. Много как древесных, так и травянистых форм.

Травянистый, неспособен к вторичному утолщению. Проводящие пучки разбросаны по всему стеблю. Нет камбия. Нет ясно дифференцированной коры и сердцевины •       Преимущественно травы.

Листья

Разной формы, края рассеченные или зубчатые, жилкование сетчатое, перистое, пальчатое. Листорасположение очередное, супротивное. Черешок ясно выражен, редко имеет влагалищное основание

Простые, цельнокрайние, жилкование параллельное или дуговое. Расположение листьев двухрядное. Листья обычно без черешков. Часто имеют влагалищное основание

Цветок

Четырех- , пятичленный и лишь у некоторых растений — трехчленный

Трехчленный, иногда четырех- или двучленный

Семена

Зародыш состоит из двух семядолей. Иногда зародыш имеет одну семядолю (чистяк, хохлатка и др.). Редко зародыш с 3—4 семядолями

Зародыш имеет одну видоизмененную семядолю (щиток), прилегающую к эндосперму

Голосеменные

Покрытосеменные

1.Семязачаток лежит открыто на семенной чешуе (мегаспорофилл).

2. Женским гаметофитом является эндосперм с двумя архегониями.

3. Развитие семязачатков и образование семени происходит очень медленно — около 18 мес.

4. Оплодотворение одинарное, в результате формируется зародыш, который формируется за счет первичного эндосперма.

1. Семязачаток находится под покровом мегаспоролистиков.

2. Женским гаметофитом является зародышевый мешок с восемью ядрами.

3. Развитие семязачатка и образование семени происходит сравнительно быстро, особенно у трав ( 3—4 недели) — вегетационный период.

4. Двойное оплодотворе­ние, в результате формируется диплоидный зародыш, который развивается за счет триплоидного вторичного эндосперма.

         

50.  Лютиковые (лат. Ranunculaceae), семейство двудольных растений.
Около 2000 видов (50 родов) , главным образом в умеренном и холодном поясах Северного полушария. Представители семейства -ОДНОЛЕТНИЕ, ДВУХЛЕТНИЕ и МНОГОЛЕТНИЕ травы; иногда полукустарники и вьющиеся кустарники.
К ЛЮТИКОВЫМ относятся аконит, лютик, живокость, адонис, ветреница, водосбор, ломонос, морозник и др. Многие лютиковые ядовиты. Аконит (Aconitum) или Борец, род многолетних трав семейства лютиковых .
Ботаническое описание. У одних видов листья только прикорневые, у других ещё и стебельные, у большинства очередные (только у ломоноса супротивные) - без прилистников, цельные или пальчато- или перисто-рассечённые; основание черешка большей частью расширено в виде влагалища.

Цветки у одних лютиковых правильные, у других неправильные; у большинства обоеполые и у немногих однополые. Развиваются цветки либо поодиночке на верхушке стебля или в листовых пазухах, либо в кистях или метёлках. Типичный цветок устроен так: пять чашелистиков, пять лепестков, множество тычинок и пестиков; но от этого типа наблюдаются многочисленные уклонения; так, чашелистиков бывает три или очень много; иногда они бывают лепестковидными, и тогда венчик вовсе не развивается или остается зачаточным; иногда лепестки превращаются в трубчатые медовики; количество пестиков уменьшается иногда до одного. Плод- сборный, состоящий из семянок или многосемянных листовок, изредка ягода и коробочка. Семена содержат большой белок и маленький зародыш.
Наиболее интересные роды семейства лютиковых :
Адонис , Акони , Ветреница, Водосбор , Воронец , Живокость, Купальница , Лютик ,Ломонос, Морозник, Прострел .
Значение растений из семейства лютиковых в природной среде и жизни человека очень велико. Многие из них являются лекарственными растениями, например, адонис, василисник, сон-трава, морозник. Это обусловлено тем, что в разных частях растений обнаружены различные активные вещества. В надземных побегах и листьях лютиковых содержатся разные флавоноиды, в меньшей концентрации – эфирные масла, сапонины, смолы, дубильные вещества. Семена богаты жирными маслами. Лютиковые растения из одной группы содержат анемолол, из другой – карденолиды, из третьей – алкалоиды. Большинство лютиковых растений являются ядовитыми для животных и человека.

Многие лютиковые растения декоративные, благодаря ярко окрашенным венчикам цветков, например, купальница, перелеска, живокость, анемон, ломонос, т.д. Эти виды культивируются человеком.







Семейство Пасленовые

По международной классификации паслёновые растения относятся к классу Двудольные, отделу Цветковые. Семейство сформировало отдельный порядок – Паслёноцветные, к которому также относится семейство Вьюнковые.

Чаще всего это травянистые прямостоячие, вьющиеся или стелющиеся растения (картофель, мандрагора, паслён чёрный). Также встречаются кустарники и полукустарники (перец, паслён сладко-горький, дереза), реже – деревья. Вне зависимости от жизненной формы все Паслёновые имеют характерные признаки.

Некоторые представители семейства (белладонна, дурман, белена) содержат сильные алкалоиды, способные вызвать смерть человека. Зачастую ядовитыми являются все части растения.Паслёновые – многолетние растения с простыми листьями и ароматными цветками с вытянутыми венчиками

Органы растения Описание
Стебель Сочный, мясистый, часто покрыт волосками. Проявляется видоизменение подземного побега в виде клубней, образующихся на столонах (картофель)
Листья Простые, лопастные, цельнокрайние или рассечённые. Расположение на стебле очерёдное. Прилистники отсутствуют. Часто покрыты волосками (томат)
Соцветие Простое или сложное – одиночные цветки, завиток, кисть, метёлка, извилина
Цветок Обоеполый, с двойным околоцветником. Чашечка образована пятью сросшимися чашелистиками, а венчик – пятью сросшимися лепестками. Пестик окружают пять тычинок с пыльниками, зачастую образующими плотный конус. Формула цветка семейства Паслёновые – Ч(5)Л(5)Т(5)П(1), где чашечка состоит из пяти сросшихся чашелистиков – Ч(5), и венчик из пяти сросшихся лепестков – Л(5). Тычинок у них пять – Т(5), пестик один – П(1)
Плод Ягода (картофель, баклажан, физалис) или коробочка (петуния, дурман, табак)
Корни Стержневая, но при вегетативном размножении развивается мочковатая корневая система

Значение в сельском хозяйстве. Паслёновые растения имеют большое значение для сельскохозяйственной и фармацевтической деятельности. Растения употребляют в пищу, выращивают для приготовления лекарственных и наркотических средств, в качестве декоративного украшения. Большинство потребляемых овощей относится к Паслёновым. По значимости для жизни человека паслёновые растения можно разделить на три группы.

Пищевые. Стали культивироваться в Европе, а затем в России, с XVI века. Яркие представители – картофель, томат, баклажан, перец. Содержат питательные вещества, витамины, химические элементы, необходимые организму человека. Разнообразие сортов, сочность и размер плодов (клубней) – результат селекции.

Лекарственные. Используются в народной и официальной медицине. Паслён сладко-горький (волчья ягода) применяется как мочегонное, отхаркивающее средство. Белладонна (красавка обыкновенная) обладает спазмолитическим свойством. Белена используется для приготовления таблеток от морской болезни. Дурман успокаивает, даёт антиспазматический эффект. Без соблюдения правил и дозировки может наступить отравление.

Декоративные. Яркие цветки и способность виться оценены садоводами. Для декорирования частного дома и городских клумб используют петунию, ампельную калибрахоа, душистый табак, жасминовидный и ложно-перечный паслён.
56. Семейство Гречишные.

Гречи́шные, или Гречи́ховые (лат. Polygonáceae) — семейство растений класса Двудольные, содержащее 43 рода и около 1100 видов.

Многолетние травы, хотя имеется и несколько древовидных и кустарниковых.

Распространены почти повсюду, но больше всего в странах умеренного климата; в жарких странах травы этого семейства растут главным образом на горах

Листья у большинства цельные и очередные; сколько-нибудь раздробленные и даже сложные, так же как противоположные, составляют здесь редкость. Характерная черта семейства — наличие сросшихся прилистников — раструбов, иногда очень длинных.

Цветки у большинства мелкие и неярко окрашены; околоцветник содержит от 4 до 6 частей, расположенных в 1 или 2 кружка; тычинок от 6 до 9, редко меньше или больше; свободная завязь, трёхгранная или сплюснутая, заканчивается тремя или двумя сильно развитыми столбиками; семяпочка одна, прямая, и прикреплена на дне завязи. Формула цветка: [3], или [4].

В семействе Гречишных известно ветро- и насекомоопыление. В цветках гречишных насекомых привлекает нектар, который выделяют нектарники, расположенные у оснований тычинок, иногда в цветках имеются нектароносные диски. Опылителями являются насекомые с коротким хоботком, главным образом пчелы и мухи.

Плод сухой, односемянный, с плотно прилегающим к нему околоплодником, по большей части трёхгранный или сплюснутый; часто окружён околоцветником, иногда даже мясистым (у рода Muehlenbeckia); только семя содержит мучнистую питательную ткань (перисперм) и хорошо развитый, различно искривлённый зародыш. Многие гречишные содержат обильные кислые соки и кристаллы щавелевокислой извести (щавель (Rumex)), а также смолистые, горькие вещества (ревень (Rheum)).

Водяной перец, или Горец перечный (Persicaria hydropiper, syn.Polygonum hydropiper)

Горец змеиный, или змеевик (Bistorta major, syn. Polygonum bistorta)

Горец почечуйный (почечуйная трава) (Polygonum persicaria)

Горец птичий, или спорыш (Polygonum aviculare)

Щавель конский (Rumex confertus)

Ревень (Rheum) ♂+♀ * ○ PCo3+3 A6+3 G(3)


Семейство яснотковые .

Представители семейства травянистые растения, кустарники или полукустарники с 4-гранным стеблем. Кустарники распространены преимущественно в тропиках или субтропиках. Есть деревья, также произрастающие только в тропических районах, достигающие в высоту 12-15м.

Стебли травянистых растений обычно прямостоячие и не нуждающиеся в опоре. Но встречаются виды со стелющимися по земле и укореняющимися в узлах стеблями, например будра плющевидная(Glechoma hederacea).

      Листья супротивные, реже мутовчатые без прилистников, обычно цельные, часто цельнокрайние, но встречаются виды с перистораздельными листьями. У многих травянистых видов хорошо развита розетка прикорневых листьев, сохраняющаяся во время цветения растения.

Цветки на очень коротких цветоножках, собраны в пазухах верхних (прицветных) листьев в укороченные соцветия (полузонтики), которые образуют ложные мутовки, собранные в свою очередь в кистевидные, колосовидные, головчатые или метельчатые соцветия. Чашечка и венчик губоцветных обычно образованы пятью сросшимися своей основной частью в трубочку листочками. Чашечка самой разнообразной формы: трубчатая, колокольчатая, ворончатая, шаровидная, а в зеве может быть как двугубой без каких – либо зубцов, так и пяти или четырех зубчатой с зубцами одинаковой или разной длины. Виды родов с наиболее просто устроенными цветками, имеющими почти правильный венчик с короткой трубкой и четырьмя тычинками одинаковой длины обычно опыляются мелкими перепончатокрылыми и мухами, так как нектар в них легко доступен. У большинства других губоцветных с хорошо выраженной двугубостью венчика тычинки и столбик прилегают к верхней губе, а нектар помещается в нижней части довольно длинной трубки. Опылителями таких цветков являются преимущественно перепончатокрылые и бабочки, реже крупные мухи из семейства журчалок.

Плодсухой, распадающийся на четыре односемянных орешка. У многих видов губоцветных плоды распространяются с помощью ветра, у части видов плоды распространяются животными, в том числе муравьями. Кроме того у видов обитающих преимущественно по берегам водоемов и болотах на плодах есть приспособления для распространения водными потоками. Для многих представителей семейства характерен ароматический запах.

Семейство астровые.

Это одно из наиболее крупных семейств, которое включает около 1000(1300) родов и более 20 000 видов. Представители семейства широко распространены по всему земному шару. Произрастают преимущественно в горных районах, степях и пустынях. В лесных сообществах количество видов не многочисленно, представители семейства встречаются преимущественно на прогалинах, редкостойных и осветленных участках.

Среди сложноцветных растений есть однолетние и многолетние травы, полукустарники, кустарники, лианы и небольшие деревья.

 Главный отличительный признак этого семейства состоит в том, что у него, цветы — сложные, то есть то, что в обиходе называется цветком, представляет на самом деле целое соцветие из мелких цветков — корзинку. Эти мелкие цветки сидят на общем ложе — расширенном конце цветоножки, имеющем плоскую, вогнутую или выпуклую поверхность и окружены общей обвёрткой, общей чашечкой, состоящей из одного или нескольких рядов прицветников (маленьких листочков, расположенных на цветоножке) — получается нечто наподобие корзиночки. Отдельные цветки обычно очень невелики, иногда совсем мелкие, длиной всего в 2—3 мм. Они состоят из нижней завязи, одногнёздой и односемянной, на верхушке которой прикреплён сростнолепестный венчик. У его основания обычно находится ряд волосков или щетинок, несколько зубчиков или перепончатая кайма. Эти образования соответствуют рудиментарной чашечке.

Венчик сростнолепестный, по форме сильно различается, но выделяют два наиболее распространённых типа: трубчатый, с правильным пятизубчатым отгибом, и неправильный, так называемый язычковый, причём все пять его долей срастаются в одну пластинку, отогнутую в одну сторону. Другие три распространённых типа — двугубые, ложноязычковые и воронковидные цветки. Тычинок у всех астровых, за редкими исключениями, пять; они прирастают своими нитями к трубке венчика, а пыльниками срастаются в одну полую трубку, окружающую столбик, который кончается двураздельным рыльцем различного устройства. Гинецей псевдомонокарпный, сросшийся из двух плодолистиков, образующих нижнюю одногнёздную завязь с единственным семязачатком.

У очень многих растений описываемого семейства головки состоят только из трубчатых цветочков, как, например, у васильков, лопуха, волчеца, артишока. У других же, как одуванчика, козельца (скорцонеры), латука, цикория и других все цветы язычковые. Наконец, у третьих в каждой головке находятся цветы обоих типов: по окружности язычковые, а в центре трубчатые (например, у подсолнечника, астры, георгина, ноготков, бархатцев, ромашки).

Размер соцветия, как правило, небольшой, до нескольких сантиметров в диаметре; и только у некоторых видов он достигает в диаметре 10—15 см, а у культивируемого подсолнечника, имеющего самое крупное соцветие в семействе, может достигать до 60 см. В то же время у некоторых видов полыни высота и ширина соцветия не превышает 2—4 мм.

Формула цветка: {\displaystyle \ast Ca_{(0,pappus)}\;Co_{(5)}\;A_{(5)}\;G_{\overline {(2)}}}

Листья. Листорасположение у сложноцветных, как правило, очерёдное, редко супротивное. Их величина, форма, а также степень расчленения сильно различается у разных видов; длина варьирует от нескольких миллиметров у бакхариса безлистного (Baccharis aphylla) до 2 м у белокопытника японского (Petasites japonicus).

Корень. Большинство видов имеет хорошо развитый стержневой корень. Часто корень клубневидно утолщён как, например, у лопухов (Arctium). У многих видов семейства развиваются контрактильные (то есть втягивающие) корни; у растений с прикорневой розеткой они часто обеспечивают плотное прилегание розеток к земле. У многих сложноцветных обнаружена эндомикориза (грибной корень).

Плод. Плод сложноцветных — семянка, то есть одногнёздный односемянной, нерастрескивающийся орешек с кожистой или деревянистой оболочкой. При этом те волоски или щетинки, которые окружали основание венчика, превращаются в хохолок, служащий как бы парашютом и позволяющий семянкам далеко разноситься по ветру (анемохория). У других же видов на конце семянки развиваются два или три шипика с обращёнными назад зубцами (как у череды). Посредством этих шипиков семянки прицепляются к шерсти животных или одежде человека и таким образом разносятся на далёкое расстояние (зоохория). Сравнительно у немногих видов сложноцветных нет никаких особых приспособлений для разноса плодов. Семена сложноцветных всегда без белка, с очень маслянистыми семядолями.

Хозяйственное значение:

Пищевое. Многие виды сложноцветных принадлежат к важным культурным растениям. Среди них первое место занимает подсолнечник однолетний, родом из Мексики, отличающийся самыми крупными головками из всего семейства сложноцветных (иногда до 50 см в диаметре). Также культивируют подсолнечник клубненосный (топинамбур, земляная груша), цикорий, артишок, латук, стевию и др.

Декоративное. В цветниках выращивают георгины, астры, маргаритки, циннии, кореопсис, бархатцы, ноготки и другие

Медицинское. В медицинских целях используют полынь, эстрагон, тысячелистник, некоторые виды ромашки, арнику, череду трёхраздельную, расторопшу пятнистную и пр.

Производственное. Соки серпухи красильной, пупавки красильной ранее широко использовались для изготовления жёлтой и зелёной красок.

Сорные растения. Среди опасных сорняков можно выделить растения из рода Амброзия (Ambrosia), вызывающие аллергическую сенную лихорадку. Родом амброзия из Америки, но очень широко распространилась по всему миру, в том числе и в России — пять видов из 30. К сорным растениям можно отнести также галинсогу мелкоцветковую (Galinsoga parviflora), циклахену дурнишниколистную (Cyclachaena xanthiifolia), некоторые виды череды (Bidens) и др.

59. Семейство Лилейные .

Семейство по сведениям разных авторов включает от 45 до 170 (220)родов и более 3000(3500) видов, особенно широко распространенных в тропических и субтропических областях. Лилейные многолетние травянистые растения.

Для большинства представителей семейства характерны луковицы (тюльпаны, гиацинты, луки) или клубнелуковицы (лилии), у некоторых представителей (купена и ландыш) развиваются корневища.

 Стебель облиственный или безлистый. Листья очередные, часто прикорневые, цельнокрайние, редко пильчатые.

Цветки обоеполые, одиночные или многочисленные, собраны в кистевидное, колосовидное, метельчатое или зонтиковидное соцветие. Околоцветник обычно простой, венчиковидный, из 6, реже 4 или 8, свободных или сросшихся одинаковых листочков; реже наружные листочки зеленые, чашечковидные, а внутренние – лепестковидные. Тычинок шесть, реже восемь. Завязь верхняя, обычно трехгнездная. Нектар выделяется на перегородках завязи, иногда на листочках околоцветника есть специальные нектарники. Окраска цветов самая разнообразная.

Плод коробочка или ягода. Среди лилейных немало лесных видов и родов – купена, ландыш, вороний глаз. Другие напротив предпочитают открытые пространства степей, и даже пустынь – луки и тюльпаны.

Некоторые виды встречаются только в высокогорьях. Есть виды, обитающие только в тропических странах или арктических областях. К лилейным, относится большое число растений, с крупными красивыми цветками, используемых в садоводстве, это лилии, тюльпаны, гиацинты, эремурусы. К известным овощным растениям принадлежит репчатый лук, в диком состоянии неизвестный. Многие виды занесены в Красную книгу.

Семейство осоковые

относится к классу однодольных отдела покрытосеменных (цветковых) растений. Это многочисленное семейство объединяет более 100 родов и около 3800 видов, внешне похожих на злаки. Осоковые распространены по всей Земле. Большого разнообразия представители этого семейства достигают в умеренных широтах и областях с холодным климатом. Широко распространены в умеренном поясе растения рода камыш семейства осоковые. Они образуют заросли вдоль берегов пресных водоемов. К роду сыть данного семейства относится папирус, формирующий заросли по берегам озер и рек Африки.

Осоки доминируют в растительных сообществах болотистой местности, на влажных, болотистых лугах, вдоль рек, где они определяют общий вид местности. Размеры осоковых растений варьируют от нескольких сантиметров (род болотница) до нескольких метров (роды сыть, мапания). Это многолетние, реже однолетние травянистые растения. В тропиках произрастают древовидные формы.

У осоковых имеется подземное корневище, оно может быть короткое вертикальное либо длинное горизонтальное. Стебли осоковых трехгранные, иногда цилиндрической формы, имеющие узлы, сближенные в основании. Удлиненные междоузлия развиваются исключительно у генеративных побегов.

Листья осоковых трехрядные, листовые пластинки линейные, жесткие. Каждый лист охватывает стебель наподобие трубки. У некоторых видов осоковых листья равномерно расположено на стебле, у других – листья сконцентрированы у основания (многие из рода осок) или у верхушки стебля (папирус). Большая доля в листьях и стеблях осоковых приходится на механические ткани, пропитанные кремнеземом. Это объясняет их широкое применение как кровельного и поделочного материала.

Цветки осоковых, невзрачные и мелкие, опыляются ветром. Могут быть обоеполые и однополые (у однодомных растений). Цветки поодиночно расположены в пазухах кроющих чешуек и входят в состав колосков, которые в свою очередь собраны в более сложное колосовидное, зонтиковидное, кистевидное или метельчатое соцветия. У некоторых видов из данного семейства колоски одиночные. Растения из осоковых образуют односемянные орешковидные плоды с околоплодником различной степени жесткости.

Некоторые виды осоковых являются хорошими пастбищными, другие – сенокосными растениями. Из стеблей, листьев и корневищ растений данной группы изготавливают корзины, веревки, рогожи, циновки. Их также используют как строительный материал. Клубневидные наросты на корневищах чуфы из семейства осоковых можно употреблят в пищу. Они идут и на корм сельскохозяйственным животным. Многие осоковые растения – торфообразователи. Некоторые представители осоковых являются лекарственными травами, есть среди них декоративные растения (виды рода сыть - циперус, пушица, осока).

Флора. Ареал, типы ареала.

Флора - совокупность видов растений, обитающих на определенной территории. Можно говорить о флоре отдельного района, области, страны или какого-либо физико-географического региона (например, флора Сибири, флора Европы, флора Омской области и т.п.). Под флорой подразумевают также список растений, отмеченных на данной территории.

Флоры разных территорий значительно различаются. Это связано, прежде всего, с размером территории. Чем она больше, тем, больше и число видов. Сравнивая приблизительно одинаковые по величине части суши по количеству видов произрастающих на них растений, выявляют флоры бедные и флоры богатые.

Наиболее богаты видами флоры тропических стран, по мере удаления от экваториальной области число видов быстро уменьшается. Самой богатой является флора Юго-Восточной Азии - более 45 тыс. видов растений. На втором месте по богатству стоит флора тропической Америки (бассейн Амазонки с Бразилией) - около 40 тыс. видов. Флора Арктики - одна из самых бедных, в ней насчитывается немногим более 600 видов, флора пустыни Сахара еще беднее - около 500 видов.

Среди растений, образующих флору, можно выделить группы видов со сходными ареалами. Такие группы видов получили название географических элементов флоры.

Одна из важных особенностей любой флоры - присутствие эндемичных и реликтовых растений. Присутствие во флоре в значительном количестве эндемичных видов указывает на ее древность. Под реликтами подразумеваются виды, входящие в состав ныне существующей флоры, но являющиеся остатками флор минувших геологических эпох. Присутствие реликтов в какой-либо флоре также указывает на ее древность.

Ареал (от лат. Area - площадь, пространство) - часть земной поверхности (территории или акватории), в пределах которой распространен и проходит полный цикл развития данный таксон (вид, род, семья и т.п.) или группировки.

Ареал растений - это часть земной поверхности (или акватории), в пределах которой встречается определенный вид (или другой таксон) растений. Ареал вида объединяет все конкретные его местонахождение, то есть все точки и площади земной поверхности, где этот вид был найден.

Ареалы растений бывают трех типов: сплошные, разорванные и ленточные.

В сплошном ареале растения вида равномерно занимают все местообитания ареала (пихта сибирская, береза пушистая).

Ареал называется разорванным, когда территория, занятая видом, распадается на две или более обособленные части или помимо сплошной части ареала имеются островные местообитания этого же вида, удаленные на значительные расстояния (сосна обыкновенная и кедровая стланиковая, осина, береза повислая, дуб черешчатый, ольха черная).

К ленточным ареалам относят территории, занимаемые видом, вытянутые полосами по берегам рек или вдоль их древних русел (чозения, тополь черный, ива белая, ольха черная и бородатая). В ленточные могут переходить сплошные и разорванные ареалы на северных или южных их границах. Такие ареалы могут занимать дуб черешчатый в лесостепной и степной зонах, в подзоне южной тайги; ленточные боры сосны обыкновенной в Казахстане.

Иные классификации типов ареалов:

1. Простой ареал имеет сплошную территорию. Установление границ простых ареалов не составляет особых трудностей, если организмы лишены возможности активно перемещаться (растения), либо ведут оседлый образ жизни (некоторые животные).

2. Сложный ареал имеет разорванную территорию. Для птиц это может быть область размножения, зимовок, вместе с миграционным путем. Среди животных много видов, которые в различные периоды жизненного цикла или сезоны меняют область распространения (птицы, млекопитающие).

3. Сплошной – это ареал, все участки которого доступны для особей вида, занимающего его. Перемещение особей с одного участка на другой в пределах сплошного ареала осуществляется при помощи естественных факторов расселения и не носит случайный характер. Внутри сплошного ареала нет непреодолимых географических барьеров, разделяющих его на отдельные участки. Все простые ареалы являются сплошными. Следует отметить, что ареалы также бывают первичные и вторичные, причем первичный ареал, в котором происходит становление вида, является сплошным.

4. Разорванный ареал – возникает при изменении условий существования вида: появляются горные системы, изменяется климат.

5. Выделяются типы ареалов в зависимости от занимаемой площади. Площадь ареала может быть сопоставима с площадью почти всей суши или ограничиваться небольшим участком. В зависимости от размеров занимаемой территории выделяют различные ареалы узколокальные, локальные, субрегиональные, региональные, полирегиональные, космополитические.

Система К. Раункиера

К. Раункиер использовал для классификации жизненных форм растений единственный, но имеющий большое приспособительное значение признак – положение почек возобновления по отношению к поверхности почвы. Сначала он разработал эту систему для растений Средней Европы, но затем распространил на растения всех климатических поясов. К. Раункиер считал, что форма растений – это результат приспособления к внешней среде. По его мнению, в этом процессе решающая роль принадлежала климату.

Все растения Раункиер разделил на пять типов (1903), в которых позднее выделил подтипы (1907).

1. Фанерофиты. Почки возобновления или верхушки побегов расположены в течение неблагоприятного времени года более или менее высоко в воздухе и подвергаются всем превратностям погоды. Подразделяются на 15 подтипов по высоте растений, по ритму развития листвы, по степени защищенности почек, по консистенции стебля. Примеры: деревья, кустарники, деревянистые лианы.

2. Хамефиты. Почки возобновления у поверхности почвы или не выше 20–30 см. Зимой прикрыты снежным покровом. Примеры: мелкие кустарники кустарнички, полукустарнички, некоторые многолетние травы (черника, седмичник), мхи.

3. Гемикриптофиты. Почки возобновления или верхушки побегов на поверхности почвы, часто прикрыты подстилкой. Примеры: в основном многолетние травянистые растения средних широт: лютик, одуванчик, крапива двудомная.

4. Криптофиты. Почки возобновления или верхушки побегов сохраняются в почве (геофиты) или под водой (гелофиты и гидрофиты). Пример:тюльпан

5. Терофиты. Переносят неблагоприятное время года только в семенах. Примеры: однолетние, мак-сеянка.

Система И. Г. Серебрякова

Наиболее разработанной классификацией жизненных форм покрытосеменных и хвойных на основе эколого‑морфологических признаков является система И. Г. Серебрякова (1962, 1964). Она иерархична, в ней использована совокупность большого числа признаков в соподчиненной системе и приняты следующие единицы: отделы, типы, классы, подклассы, группы, подгруппы, иногда секции и собственно жизненные формы. Собственно жизненная форма является основной единицей экологической системы растений.   Под жизненной формой как единицей экологической классификации И. Г. Серебряков понимает совокупность взрослых генеративных особей данного вида в определенных условиях произрастания, обладающих своеобразным обликом, включая надземные и подземные органы.

           Им выделены 4 отдела жизненных форм:

1. Отдел А. Древесные растения. Включает 3 типа: деревья, кустарники, кустарнички.

2. Отдел Б. Полудревесные растения. Включает 2 типа – полукустарники и полукустарнички.

3. Отдел В. Наземные травы. Включает 2 типа: поликарпические и монокарпические травы.

4. Отдел Г. Водные травы. Включает 2 типа: земноводные травы, плавающие и подводные травы.

Выделение отделов основано на степени одревеснения надземных осей (древесные, полудревесные и травянистые растения), выделение типов – на относительной длительности жизни надземных осей или растений в целом. Классы в пределах типов выделяются на основании структуры побегов (лиановидные, ползучие, суккулентные и проч.), на основе специфики питания (сапрофиты и паразиты) или образа жизни (эпифиты). При характеристике собственно жизненной формы растений учитывается характер надземных побегов (удлиненные, укороченные, сильно ветвящиеся и образующие подушки, ползучие и т. п.), тип корневой системы (стержнекорневые, кистекорневые, корнеотпрысковые растения и т. п.), подземные побеги (короткие и длинные корневища, клубни, луковицы, столоны, каудексы и т. п.). Учитывается также общая длительность жизни и способность к повторному цветению (монокарпики и поликарпики) и др.

 

 

 

 

 

.

 

 

клетка как основная структурная и функциональная единица живой материи

Все живые организмы состоят из клеток — из одной клетки (одноклеточные водоросли) или многих (многоклеточные).

Клетка — один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; это элементарная живая система. Существуют эволюционно неклеточные организмы (вирусы), они могут размножаться только в клетках. Различные клетки отличаются друг от друга и по строению, и по размерам (размеры клеток колеблются от 1 мкм до нескольких сантиметров — яйцеклетки рыб и птиц), и по форме (круглые эритроциты, древовидные нейроны), и по биохимическим характеристикам (в клетках, содержащих хлорофилл или бактериохлорофилл, идут процессы фотосинтеза, которые невозможны при отсутствии этих пигментов), и по функциям (различают половые клетки — гаметы и соматические — клетки тела, которые подразделяются на множество разных типов).

Собственно клетка состоит из трех основных частей. Под клеточной стенкой, если она имеется, находится клеточная мембрана. Мембрана окружает цитоплазму. В цитоплазму погружено круглое или овальное ядро. Клеточную стенку имеют растения, грибы, а также бактерии. Основной компонент ее у растений и грибов целлюлоза (каркас), у бактерий — мурены.

Значение клеточной стенки: форма клетки, прочность, зашита (в т.ч. за счет расположенного сверху воска и кутина) — от пересыхания, вредителей. Цитоплазма — обязательная часть клетки, представляющая собой коллоидный раствор (гиалоплазма, жидкость, в гелеобразном состоянии), где располагаются органоиды и включения. Существуют две ступени организации клетки: прокариотическая клетка (у прокариот — бактерий и цианей) и эукариотическая клетка (у эукариот, т.е. всех остальных одно- и многоклеточных организмов — растений, грибов и животных).

Основные отличия эукариот от прокариот. Прокариоты — доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану (бактерии). Генетический материал находится у них в нуклеоиде и представлен единственной нитью ДНК, образующей замкнутое кольцо и прикрепленной к плазматической мембране. В клетке прокариот отсутствуют митохондрии, центриоли и пластиды; 70S рибосомы одиночно лежат в цитоплазме. Биохимические реакции, происходящие у прокариот, не разобщены в пространстве. Только у отдельных видов прокариот имеются впячивания плазматической мембраны, которые можно рассматривать как примитивные органоиды — мезосомы. Вместо хлорофилла — бактериохлорофилл, фитоциан (пигмент). Размножение путем амитоза, поперечным делением надвое. Клетки прокариот гаплоидны. Размеры прокариотических клеток составляют в среднем около 0,5—5 мкм.

Эукариоты — ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул (растения, животные, грибы). Имеются центриоли, митохондрии, пластиды. Деление клеток митотические. Стадии репликации, роста и их деления разделены во времени. Среди эукариот существуют как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Практически у всех видов эукариот обнаружены как диплоидные, так и гаплоидные клетки, т.е. наблюдается чередование гаплоидной и диплоидной стадий развития. Размеры эукариотических клеток в среднем от 10 до 50 мкм. Хотя встречаются клетки длиной несколько сантиметров

Дата: 2019-02-02, просмотров: 66.