Растения. Особенности растительного организма. Организм растений
Растение – целостный организм. Функции растительного организма
Растение – целостный организм. Функции растительного организма
Растение – целостный организм
Многоклеточное растение функционирует как единый целостный организм. Все его части связаны между собой. Обеспечивается эта связь обменом веществ. Биохимические преобразования веществ, происходят по помощи ферментов.
Почти для всех растений характерен автотрофный тип питания. Зеленые растения способны к фотосинтезу – образованию с участием света органических веществ из неорганических. Во время фотосинтеза растения образуют углеводы и выделяют кислород.
Как все живые существа, растения дышат круглые сутки. При этом они поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Дышат все части растения – и надземные, и подземные.
Функции растительного организма
Фитогормоны
Функции растительного организма – рост, развитие, фотосинтез, дифференциация клеток – регулируются с помощью биологически активных соединений – фитогормонов. Специфичность фитогормонов значительно меньше в отличие от гормонов животных. Они вырабатываются специализированными клетками. Транспортируются фитогормоны по проводящим тканям или непосредственно от одной клетки к другой от места образования к месту действия. Незначительное количество этих соединений может значительно влиять на жизнедеятельность растений, его основные функции, ускорять или тормозить их.
Фитонциды и Алкалоиды
Растения могут влиять на особей своего или других видов растений, микроорганизмов, животных с помощью биологически активных соединений – фитонцидов, алкалоидов и др. Фитонциды (от греч. фитон – растение и лат. цедо – убиваю) – это вещества, которые выделяются растениями для угнетения жизнедеятельности других видов растений, бактерий, грибов и т. п. Например, пырей и ясень с помощью фитонцидов могут тормозить развитие растений других видов. Благодаря антибиотическому действию фитонциды чеснока и лука издавна используют в профилактике и лечении многих инфекционных заболеваний. Растения и грибы выделяют для защиты от животных, поедающих растения, и паразитов особые ядовитые вещества – алкалоиды. Алкалоиды способны также отрицательно влиять на другие виды растений.
Растения способны реагировать на изменения окружающей среды. Эти реакции получили название тропизмов и настий. В их основе лежит явление раздражимости.
Тропизмы и Настии
Тропизмы и Настии
Тропизмы (от греч. тропос – поворот, изменение направления) – это двигательные реакции органов и частей растений в ответ на раздражитель, имеющий определенную одностороннюю направленность. Наблюдаются эти реакции в органах растений, которые растут. Как правило, тропизмы являются результатом неравномерного деления клеток вследствие соответствующего распределения фитогормонов роста на разных сторонах органов. Движения растения, направленные в сторону раздражителя, называются положительными, в противоположную сторону – отрицательными. Например: ростовые реакции на свет называются фототропизмом, на химические соединения – хемотропизмом, на силу тяжести земли – геотропизмом и т. п.
Настии (от греч. настос – уплотненный) представляют собой движения органов растений, которые являются ответными на действие раздражителей, не имеющих определенного направления. Влияют эти факторы диффузионно и равномерно с разных сторон. Установить какой-либо односторонний фактор двигательной реакции невозможно. Это такие раздражители, как изменение освещенности, температура и т. п. Связаны настии, могут быть с растяжением органов из-за изменения тургорного давления в определенных группах клеток вследствие колебаний концентрации клеточного сока или неравномерного роста.
Известны: фотонастии – открывание и закрывание венчика цветка в ответ на смену освещенности, термонастии – сворачивание листьев при изменениях температуры, никтинонастии – двигательные реакции, вызванные наступлением ночи, то есть сном растений (закрывание цветков, опускание на ночь соцветий у моркови), сейсмонастии – закрывание листьев насекомоядных растений как реакция на движения насекомого, эпинастии – изгиб органа (листа) происходит книзу (опускание листьев мимозы, белой акации и т. п.), гипонастии – изгиб органа за счет растягивания клеток нижней стороны черешка и центральной жилки (листовые пластинки поднимаются вверх на ночь у лебеды, табака) и т. п.
Жизнедеятельность растения взаимообусловлена. Корневая система поставляет воду и минеральные вещества надземной части растения. В листьях образуются органические вещества, которыми обеспечиваются все органы растения. Если активизируется деятельность любого органа, то активизируется ход процессов жизнедеятельности всего организма.
xn----9sbecybtxb6o.xn--p1ai
Растения. Особенности растительного организма
До недавнего времени в состав царства растений включали водоросли, споровые и семенные растения. В настоящее время в западной литературе водоросли (кроме зеленых и ха-ровых) относят к царству протистов (по новейшим системам, водоросли делят на несколько царств). А к царству растений относят только так называемые высшие растения (псилофи-ты, мохообразные, плаунообразные, хвощеобразные, папоротникообразные, голо- и покрытосеменные). В отечественной учебной литературе водоросли (кроме, разумеется, сине-зеленых) принято считать растениями. При этом по отношению к водорослям используют термин «низшие растения», противопоставляющий их «высшим растениям».
Все растения независимо от их принадлежности к низшим или высшим отделам имеют общие черты строения и жизнедеятельности:
• фотоавтотрофный способ питания;
• относительная неподвижность и связь с субстратом;
• разветвленность поглощающей поверхности тела;
• постоянный рост;
• проявление раздражимости — тропизмы, настии;
• общий план клеточного строения.
Роль растений в природе определяется их способностью к фотосинтезу и продуцированию основной биомассы, служащей источником энергии и пищи для гетеротрофов. Кислород, выделяемый растениями в процессе фотосинтеза, служит источником аэробного дыхания и озонового слоя атмосферы.
Насчитывают около 500 тыс. видов растений, из которых человек использует в качестве источника пищи, лекарств, сырья около 2 тыс.
Растения появились на Земле около 1,5 млрд лет назад.
Первоначально развитие растительных организмов происходило в водной среде, что привело к появлению водорослей. Затем растения стали осваивать сушу. Этому способствовало возникновение следующих ароморфозов:
• многоклеточности и дифференциации клеток с образованием тканей и органов;
• семени;
• цветка.
В систематическом плане растения подразделяют на споровые — мохообразные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные и семенные — голосеменные и покрытосеменные.
У водорослей нет настоящих тканей и органов. Они занимают одну среду обитания — водную.
Тело высших растений расчленено на вегетативные и генеративные органы, они имеют проводящие ткани и занимают две среды обитания (почвенную и воздушную).
Водоросли
Отдел зеленых водорослей в настоящее время относится к протистам и включает в себя одноклеточные колониальные и многоклеточные растения — всего около 13 тыс. видов.
Рис. 24. Жизненный цикл улотрикса: 1 — участок вегетативной нити; 2 — образование гамет;
3 — копуляция; 4 — зигота; 5 — спора
К одноклеточным водорослям относят хламидомонаду, хлореллу. Вольвокс и пандорина образуют колонии. К многоклеточным зеленым водорослям относят ульву, улотрикс, спирогиру. Общим для всех зеленых водорослей является наличие хроматофора, содержащего хлорофилл. Хроматофоры разнообразны по форме. Они могут быть замкнутыми, незамкнутыми (улотрикс), спиральными (спирогира) и т.д. К улотриксовым относят и плеврококк — микроскопическую водоросль, обычно обитающую на деревьях и заборах.
Размножаются зеленые водоросли бесполым и половым путями. Бесполое размножение осуществляется с помощью жгутиковых зооспор, формирующихся внутри материнской клетки, или частей таллома. Половой процесс связан с образованием гамет и последующим их слиянием с образованием зиготы.
Однако не у всех водорослей гаметы подразделяются на мужские и женские — у некоторых водорослей сливаются две одинаковые гаметы. Из зиготы образуются либо новая особь, либо зооспоры. В жизненном цикле водорослей гаплоидная фаза преобладает над диплоидной.
Отдел бурых водорослей включает около 1500 видов морских водорослей. Наиболее распространенной из них является ламинария сахаристая (морская капуста), содержащая запасной полисахарид — ламинарин, тело которой состоит из таллома и ризоидов, а окраска объясняется присутствием в хроматофорах наряду с хлорофиллом каротиноидов.
Размножается ламинария вегетативно — частями таллома, спорами и половым путем.
Рис. 25. Жизненный цикл бурой водоросли (ламинарии): 1 — зигота; 2 — спорофит; 3 — спорангий; 4 — споры; 5 — мужской гаметофит; 6 — женский гаметофит; 7 — антеридий; 8 — архегоний; 9 — сперматозоид; 10 — яйцеклетка
Взрослое растение представляет собой диплоидный спорофит, на котором созревают спорангии. В спорангиях в результате мейоза созревают споры, которые прорастают в заростки — гаметофиты. В антеридиях и архегониях заростков формируются гаметы. После оплодотворения образуется зигота, развивающаяся в новое растение.
Багрянки (красные водоросли) — в основном многоклеточные, нитевидные, кустовидные, пластинчатовидные растения, прикрепляющиеся к субстрату ризоидами Содержат хлорофилл, каротиноиды, бурый, синий и красный пигменты, соотношение которых варьируется в зависимости от глубины обитания водорослей, имеют дисковидные хроматофоры и не имеют светочувствительных глазков. Багрянки служат кормом морским животным. Размножаются они бесполым и половым путями.
Лишайники — низшие растения, организм которых сформировался в результате симбиоза гриба и водоросли: гриб — гетеротрофный компонент лишайника, зеленая или синезеленая водоросль — его автотрофный компонент. Гриб обеспечивает водоросль водой и минеральными солями, защищает ее от высыхания. Водоросль поставляет грибу органические вещества. Размножаются лишайники как бесполым, так и половым путями (вегетативное размножение, осуществляется участками слоевища), встречаются во всех географических зонах, особенно в областях с умеренным и холодным климатом.
Лишайники насчитывают около 200 видов, наиболее известные из которых — кладония (олений мох), ксантория постенная (стенная золотянка), пармелия и цетрария.
Похожие статьи:
Растительный организм — живая система
Жизнь цветкового растения начинается с прорастания семени. Основные органы растения — это корень и побег.
В почве находится подземная часть растения. Она образована главным, боковыми и придаточными корнями. Все вместе они образуют корневую систему.
На поверхности земли располагается надземная часть растения — побег. Побег — сложный орган, состоящий из вегетативных (стебель, листья, почки) и генеративных (цветок, плод и семена) частей.
Корень и побег работают согласованно. Все органы растения взаимосвязаны между собой и дополняют друг друга. В процессе жизнедеятельности растения они взаимодействуют как части единого целого, как система органов живого организма. Растение живет благодаря бесперебойной работе всей его системы органов. Поэтому о любом живом организме говорят: это живая система взаимодействующих органов, или биосистема (от греч. биос - "жизнь" и система - "целое, составленное из частей").
Биосистема это единое целое, состоящее из частей, тесно связанных между собой строением и функциями. Жизнедеятельность организма как биосистемы обусловлена взаимосвязью (согласованной работой) всех его органов.Вспомните, ни один самый крупный или мелкий цветок в букете, поставленном в воду, не образует зрелого плода. Это происходит потому, что у срезанного (сорванного) растения разрушена связь между частями его тела, нарушен обмен веществ в его клетках и тканях. Живучесть цветка в таком срезанном растении обусловлена лишь теми питательными веществами, которые в нем накопились благодаря фотосинтезу и работе корней. Лишившись корней, цветок в букете вместе с листьями погибает.
Растение — целостный организм. Все его органы — части единого организма. Они дополняют друг друга и работают взаимосвязанно. От здоровья и работы одного органа зависит работа и здоровье другого органа, а также здоровье всего растительного организма.
blgy.ru
Органы высших растений | Биология
Специализированные органы характерны только для высших растений.
Возникновение органов в процессе эволюции. Необходимость усложнения тела и расчленения его на разные органы у водорослей отсутствует, так как все их клетки находятся в одинаковых условиях (температурный режим, освещенность, минеральное питание, газообмен). Каждая клетка водоросли обычно содержит хлоропласты и способна к фотосинтезу.
Однако, выйдя на сушу, предки современных высших растений попали в совершенно иные условия: кислород, необходимый для дыхания, и углекислый газ, используемый для фотосинтеза, растения должны были получать из воздуха, а воду – из почвы. Новая среда обитания не была однородной. Возникли проблемы, которые надо было решать: защита от высыхания, поглощение воды из почвы, создание механической опоры, сохранение спор. Существование растений на границе двух сред – почвы и воздуха – привело к возникновению полярности: нижняя часть растения, погружаясь в почву, поглощала воду с растворенными в ней минеральными веществами, верхняя часть, оставаясь на поверхности, активно фотосинтезировала и обеспечивала все растение органическими веществами. Так появились два основных вегетативных органа современных высших растений – корень и побег.
Такое расчленение тела растений на отдельные органы, усложнение их структуры и функций происходило постепенно в процессе длительной эволюции растительного мира и сопровождалось усложнением тканевой организации.
Первой появилась покровная ткань, обеспечившая защиту растения от высыхания и повреждений. Подземная и наземная части растения должны были иметь возможность обмениваться различными веществами. Вода с растворенными в ней минеральными солями поднималась вверх из почвы, а органические вещества перемещались вниз, к подземным частям растения, не способным к фотосинтезу Это требовало развития проводящих тканей – ксилемы и флоэмы. В воздушной среде надо было противостоять силам гравитации, выдерживать порывы ветра– это потребовало развития механической ткани.
Тело первых наземных растений – риниофитов, или псилофитов, представляло собой систему ветвящихся осевых структур – теломов (рис. 17). По мере приспособления к жизни в воздушной и почвенной средах теломы дали начало вегетативным органам, имеющим разное строение и выполняющим разные функции.
Рис. 17. Строение и основные органы гипотетического спорофита примитивного высшего растения (по Л. И. Лотовой): 1 — спорангий; 2 — фертильный телом; 3- стерильный телом; 4 — ризоиды; 5 — ризомоид Организм растения как совокупность органов. Орган – это часть организма, имеющая определенное строение, расположение и выполняющая конкретную функцию. Для каждого органа характерна определенная внешняя (морфологическая) и внутренняя (анатомическая) организация. Целостный организм растения состоит из совокупности органов, тесно связанных и объединенных между собой в единое целое и в структурном, и в функциональном отношениях.
Вегетативные и генеративные органы. У высших растений различают вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативными органами высших растений являются корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вегетативные органы обеспечивают фотосинтез и дыхание, рост и развитие, поглощение и проведение в теле растения воды и растворенных в ней минеральных солей, транспорт органических веществ, а также участвуют в вегетативном размножении.
Генеративные органы – это спорангии, спороносные колоски, стробилы (шишки) и цветки, образующие плоды и семена. Они появляются в определенные периоды жизни и выполняют функции, связанные с размножением растений.
Гомологичные и аналогичные органы. У растений различают гомологичные и аналогичные органы. Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но могут различаться формой и выполняемыми функциями, например луковица и корневище. Аналогичные органы, наоборот, внешне сходны, выполняют одинаковые функции, но имеют разное происхождение, например колючки барбариса и боярышника.
Тропизмы. Органам высших растений свойственны направленные ростовые движения (изгибы), вызванные односторонним воздействием различных факторов среды (света, влажности, земного притяжения и др.). Такие типы движений называют тропизмами. В их основе лежит явление раздражимости. Обычно тропизмы возникают в растущих частях растений за счет более быстрого роста клеток на одной стороне листа, стебля или корня. Разная скорость роста связана с асимметричным распределением растительных гормонов (фитогормонов), в первую очередь гормона роста (ауксина). Движение, направленное в сторону раздражителя, называют положительным тропизмом, в противоположную сторону – отрицательным. В зависимости от природы раздражителей различают разные виды тропизмов. Например, рост побега по направлению к источнику света является положительным фототропизмом, рост корня в направлении центра Земли – положительным геотропизмом, а рост побега – отрицательным геотропизмом.
Развитие вегетативных органов в онтогенезе. У семенных растений зачатки вегетативных органов закладываются в процессе формирования семени и составляют наиболее существенную часть зародыша. Зародыш состоит из зародышевого корешка, зоны, переходной между корешком и будущим стеблем, и зародышевых листьев – семядолей, между которыми находится почечка. При прорастании первым из семени выходит зародышевый корешок. Он дает начало главному корню, закрепляет молодое растение в почве и начинает поглощать воду и растворенные в ней минеральные вещества. Почти одновременно из зародышевой почечки развивается главный побег.
У споровых растений (плаунов, хвощей, папоротников) зародыш имеет более простое строение. На первых этапах жизни он развивается на гаметофите и питается за счет него.
Итак, тело любого высшего растения состоит из побега и корневой системы, развивающейся при ветвлении корня. Единственным исключением являются моховидные, у которых отсутствуют настоящие корни.
Вопросы для повторения и задания
- Почему даже у высокоорганизованных водорослей, внешне напоминающих высшие растения, настоящего расчленения на корень, стебель и листья не существует?
- В чем заключается полярность современных высших растений?
- Что такое орган? Какие органы различают у высших растений?
- В чем отличие анатомической организации от морфологической?
- Каково значение вегетативных органов высших растений?
- Что такое тропизмы? Приведите примеры положительных и отрицательных тропизмов.
blgy.ru
Рост и развитие растительного организма
Рост растения
В отличие от всех других живых существ растения растут на протяжении всей своей жизни.
Выдающийся отечественный ученых К.А. Тимирязев написал: "Наиболее выдающаяся черта в жизни растения заключается в том, что оно растет: на это указывает самое название его".
Жизнь цветкового растения начинается с образования зиготы, из которой вскоре развивается зародыш семени. При прорастании из семени образуется маленький проросток растения. При благоприятных условиях он быстро растет, увеличивая подземную и надземную части. Благодаря деятельности корней и побегов с листьями растение быстро наращивает вегетативную массу тела.
Прожив какое-то время, растение умирает от старости. За период от прорастания семени и до старости растительный организм растет, увеличиваясь в размерах.
Рост — это необратимое увеличение размеров и массы организма, связанное в том числе с появлением у него новых частей (клеток, тканей, органов). Рост выражает количественные изменения тела растения.
Рост растения происходит на всех этапах его жизни. Он обусловлен не только сложными процессами обмена веществ, происходящими в органах, тканях и клетках растения, но и условиями, в которых произрастает это растение.
Основным способом увеличения размеров растения (его роста) является деление клеток в зонах роста и последующее из растяжение.
С помощью роста в длину корень продвигается в почве, и место всасывания питательных веществ все время меняется. В этом характерная особенность растений, которые (в отличие от животных) являются прикрепленными к одному и тому же месту. Именно вследствие роста корней растение находит достаточно пищи в почве (минеральные соли и воду) и "уходит" с того участка, куда через корни выделило ненужные ему продукты обмена веществ.
Также благодаря постоянному росту побегов (из верхушечных и боковых почек) растение увеличивает свое тело и при этом увеличивает охват нового пространства, где оно будет лучше и больше улавливать свет и углекислый газ, необходимые ему для жизни.
Растение увеличивается в размерах — растет. Вместе с тем оно меняет свои свойства, т. е. развивается.
Развитие растений
Качественное изменение в строении и жизнедеятельности живого организма и его частей называется развитием.
Развитие организма от зарождения (от зиготы) до естественной смерти выражается в изменении размеров и качественного состояния растения. У него реализуются свойства, присущие ему, с учетом условий среды обитания.
Преобразование организма от зарождения до конца его жизни называют индивидуальным развитием. В процессе индивидуального развития организма можно наблюдать все его возрастные изменения. При прорастании семени появляется проросток — это молодое растение. Когда растение начинает цвести и плодоносить, – это взрослое растение. А когда оно стареет, то перестает размножаться.
Все растения растут и развиваются по-своему и в зависимости от условий окружающей среды. В течение жизни растений реализуются их свойства. У однолетних зеленых растений жизнь длится один год, у многолетних — несколько лет. Так, продолжительность жизни секвойи составляет свыше 3000 лет, дуба — 1500 лет, капусты — 2 года, петунии — 1 год, а крупки весенней — 25-30 дней.
Рост и развитие растений тесно взаимосвязаны. Кроме того, протекание роста и развития зависит от условий окружающей среды.
blgy.ru
