Особенности морфологической эволюции фототрофных растений: 1. Особенности морфологической эволюции фототрофных растений. Типы морфологической организации растений. Основные вегетативные органы цветковых растений.

1. Особенности морфологической эволюции фототрофных растений. Типы морфологической организации растений. Основные вегетативные органы цветковых растений.

И
у одноклеточных зеленых водорослей, и
у высших растений клетка сохраняет одни
и те же основные черты организации. Для
нее характерна наружная сплошная упругая
полисахаридная оболочка, образующая
опорную систему, наружный скелет клетки.
Возникновение такой оболочки явилось
следствием фототрофного питания, при
котором в клетке образуется избыток
продуктов фотосинтеза — растворимых
углеводов. Эти вещества выводятся из
клетки и превращаются в нерастворимые
углеводы оболочки. Вода, С02 и различные
минеральные соли, равномерно рассеянные
вокруг растения в почве и атмосфере,
проникают через оболочку. Вещества,
выделяемые клеткой, также проходят
через клеточную оболочку в виде истинных
растворов. Таким образом, наличие
сплошной оболочки, одевающей клетку,
соответствует основному признаку обмена
веществ у растений — поглощению и
выделению веществ в растворенном виде.

Поскольку
элементы питания равномерно рассеяны
в окружающей среде, растения в ходе
эволюции постепенно потеряли подвижность
и перешли к прикрепленному образу жизни.
Отдельные особи в течение всей жизни
остаются на одном месте, а передвижение
чаще всего связано с постепенным
нарастанием и отмиранием более старых
органов или с размножением.Элементы
питания, равномерно распределенные во
внешней среде, поглощаются через наружную
поверхность растения. Чем больше
поверхность соприкосновения, тем
интенсивнее идет обмен веществ. Поэтому
в процессе эволюции наблюдается тенденция
к увеличению поверхности

Соцве́тие
(лат. inflorescentia) — часть системы побегов
покрытосеменного растения, несущая
цветки и в связи с этим разнообразно
видоизменённая. Соцветия обычно более
или менее четко отграничены от вегетативной
части растения.

По
наличию и характеру прицветных листьев
(прицветников):

Фрондозные
(лат. frondis — листва, листья, зелень), или
олиственные — соцветия, в которых
прицветники имеют хорошо развитые
пластинки (например, фуксия, фиалка
трёхцветная, вербейник монетчатый).

Брактеозные
— соцветия, в которых прицветники
представлены чешуевидными листьями
верховой формации — брактеями (например,
ландыш, сирень, вишня).

Эбрактеозные,
или голые — соцветия, в которых прицветники
редуцированы (например, дикая редька,
пастушья сумка и другие капустные
(крестоцветные).

По
степени разветвления:

Простые
— соцветия, в которых на главной оси
располагаются одиночные цветки и, таким
образом, ветвление не превышает двух
порядков (например, гиацинт, черёмуха,
подорожник и др.).

Сложные
— соцветия, в которых на главной оси
располагаются частные (парциальные)
соцветия, то есть ветвление достигает
трёх, четырёх и более порядков (например,
сирень, бирючина, калина и др.).

По
типу нарастания и направлению раскрывания
цветков:

Рацемозные,
или ботрические (от лат. racēmus и греч.
ботрион — кисть, гроздь) — соцветия,
характеризующиеся моноподиальным типом
нарастания осей и акропетальным (то
есть направленным от основания оси к
её верхушке) раскрыванием цветков
(например, иван-чай, пастушья сумка и
др. )

Цимозные
(от лат. cyma — полузонтик) — соцветия,
характеризующиеся симподиальным типом
нарастания осей и базипетальным (то
есть направленным от верхушки оси к её
основанию) раскрыванием цветков
(например, медуница).

По
характеру поведения апикальных меристем:

Закрытые,
или определённые — соцветия, в которых
апикальные (верхушечные) меристемы осей
расходуются на образование верхушечного
цветка (все цимозные соцветия, а также
рацемозные некоторых растений: хохлаток,
толстянок, колокольчиков и др.).

Открытые,
или неопределённые — соцветия, в которых
апикальные меристемы осей остаются в
вегетативном состоянии (ландыш, гиацинт,
грушанка и др.).

Простые
соцветия[править | править исходный
текст]

Как
уже было сказано выше, простыми называются
соцветия, в которых все цветки располагаются
только на главной оси. Обычно соцветия
этой группы являются рацемозными.Сложными называются
соцветия, в которых на главной оси
располагаются не одиночные цветки, а
парциальные (частные) соцветия.

5БИЛЕТ

Особенности морфологической эволюции фототрофных растений. — Студопедия

Поделись  

Наружная оболочка (появилась благодаря фототрофному питанию, и избытке продуктов питания — углеводов). Однако она не мешает поглощению и выделению веществ.

Поскольку элементы питания рассеяны во внешней среде, растения в ходе эволюции потеряли способность к движению. Элементы питания поглощаются через наружнюю поверхность. Поэтому в процессе эволюции наблюдается тенденции к увеличению поверхности соприкосновения с внешней средой. Путем нарастания в длину и обильного ветвления.

У растений увеличение размеров и массы тела происходит путем нарастания в длину, обильного ветвления и образования плоских органов. Сильно разветвленные или пластинчатые органы с большой поверхностью способны задерживать больше света, нужного для фотосинтеза. А линейный рост и ветвление возможны только у неподвижных, прикрепленных организмов.

Дифференциация тела растений после выхода на сушу. Возникновение органов (теломная теория).

Три пути дифференциации: 1) без увеличения размеров одноклеточного — тупик. 2) увеличение размеров без деления клетки — тупик. 3) появление многоклеточности.

Пойкилогидрические растения — водный обмен не стабилизирован (целиком зависят от наличия влаги в среде).

Гомойогидрические растения — водный обмен стабилизирован (относительно не зависят от наличия влаги в среде).

Выход на сушу дал толчок для перестройки растений. Тело растений поделилось на 2 части: подземную и надземную. Подземная — почвенное питание (вода и вещества в ней). Надземная — фотосинтез. Возникновение специализированных клеток — тканей.

Возникновение органов.

Древние растения риниофиты. Имели осевые органы — теломы. Ветвление дихотомическое. Часть органов простирались по поверхности и поглощали воду ризоидами, а часть росла вертикально. И некоторые оканчивались спорангиями. Строение телома: эпидерма снаружи, ксилема флоэма внутри, а между ними кора (хлорофилоносная ткань).

Возникновение побега (стебель с расположенными на нем листьями и почками) путем расположения в одной плоскости и срастания теломов.

Стебель из теломов. Т.о. весь листостебельный побег образовался в результате объединения групп теломов.

Возникновение почек (замкнутые вместилища верхушечных меристем) имело огромное значение.

Корни произошли от теломов, простертых на поверхности почвы, а затем углубившихся в нее.

Общая характеристика и принципы классификации тканей. Постоянные ткани. Ткани первичные и вторичные, простые и сложные. Понятие об идиобластах.

Ткани — устойчивые комплексы клеток, сходных по происхождению, строению и приспособленных для выполнения одной функции или нескольких функций.

Сложная ткань — состоит из различных элементов, выполняющих различные функции.

Простая ткань — состоит из одинаковых элементов.

Идиобласты — клетки одной ткани, рассеянные поодиночке среди других тканей, но выполняющие одинаковую функцию.

Классификация тканей:

1) Образовательные (меристемы)

· Верхушечные (апикальные)

· Боковые (латеральные): первичные и вторичные.

· Вставочные (интеркалярные)

· Раневые (травматические)

2) Ассимиляционные ткани

3) Запасающие ткани

4) Аэренхима

5) Всасывающие ткани

6) Покровные ткани: первичная (эпидерма), вторичная (перидерма), третичная (корка)

7) Выделительные ткани

8) Механические ткани

9) Проводящие ткани. Постоянными называют ткани, клетки которых утратили способность к делению (полностью или сохраняют её потенциально) и специализируются на выполнении других функций: защитной, запасающей, механической, проводящей и т. д.

Первичные меристемы ведут свое начало от первой клетки нового организма — зиготы, которым свойственна способность к делению. Они первыми формируются при заложении нового организма и обеспечивают его первичный рост. Это — верхушечные и вставочные меристемы.

Вторичными называют меристемы, которые формируются в вегетативных органах позднее первичных и обеспечивают их вторичный рост. Это боковые меристемы — камбий и феллоген (пробковый камбий).

Меристемы. Цитологические особенности, инициальные клетки и их производные. Типы меристем, распределение их в теле растения.

Меристема — образовательная ткань.

Состоит из недифференцированных одинаковых клеток, способных многократно делиться. Клетки возникающие из меристем дифференцируются, т.е. становятся различными.

Инициальные клетки — клетки, способные делиться неопределенное число раз и сохраняющие меристематический характер. Все остальные клетки — производные инициалей. Они делятся мало раз и превращаются в постоянные клетки.

Верхушечные меристемы (апикальные). Они начинают рано распределяться. Уже в зародыше есть апикальные меристемы корня и побега. При ветвлении каждый боковой побег тоже имеет верхушечные меристемы со своими инициалями.

Боковые меристемы. Первичные (прокамбий, перецикл) возникают под апексом и в тесной связи с апикальными меристемами. Вторичные (камбий, феллоген) возникают позже, обычно путем дедифференциации. Часто вторичные меристемы вообще отсутствуют.

Вставочные меристемы. Активно растущие участки в основаниях междоузлий. В них нет инициалей. Они временные.

Раневые меристемы. Вторичные. Возникают на месте поврежденных тканей и органов.

Цитологические особенности. Межклетников нет. Тонкие оболочки, мало целлюлозы. Густая цитоплазма. Крупное ядро в центре. Много рибосом и митохондрий.



завод | Определение, эволюция, экология и таксономия

плакучая ива

Смотреть все медиа

Ключевые люди:

Александр фон Гумбольдт
Сэр Ханс Слоан, баронет
Генри Чендлер Коулз
Юлиус фон Сакс
Деннис Роберт Хогланд

Похожие темы:

покрытосеменное растение
развитие растений
папоротник
репродуктивная система растений
фотосинтез

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

растение (царство Plantae), любая многоклеточная эукариотическая форма жизни, характеризующаяся (1) фотосинтетическим питанием (характеристика, присущая всем растениям, за исключением некоторых паразитических растений и подземных орхидей), в которой химическая энергия вырабатывается из воды, минералов , и углекислого газа с помощью пигментов и лучистой энергии Солнца, (2) практически неограниченный рост в локализованных областях, (3) клетки, которые содержат целлюлозу в своих стенках и, следовательно, в некоторой степени жесткие, (4) отсутствие органов передвижения, что приводит к более или менее стационарному существованию, (5) отсутствию нервной системы и (6) жизненным историям, показывающим чередование гаплоидных и диплоидных поколений, с преобладанием одного над другим, имеющим таксономическое значение .

Размеры растений варьируются от крошечных рясок длиной всего несколько миллиметров до гигантских калифорнийских секвой, достигающих 90 метров (300 футов) и более в высоту. Науке известно около 390 900 различных видов растений, и постоянно описываются новые виды, особенно из ранее неисследованных тропических районов мира. Растения произошли от водных предков и впоследствии мигрировали по всей поверхности Земли, населяя тропические, арктические, пустынные и альпийские районы. Некоторые растения вернулись в водную среду обитания либо в пресной, либо в соленой воде.

Растения играют жизненно важную роль в поддержании жизни на Земле. Вся энергия, используемая живыми организмами, зависит от сложного процесса фотосинтеза, который в основном осуществляется зелеными растениями. Лучистая энергия Солнца преобразуется в органическую химическую энергию в форме сахаров через фундаментальную серию химических реакций, составляющих фотосинтез. В природе все пищевые цепи начинаются с фотосинтезирующих автотрофов (первичных продуцентов), включая зеленые растения и водоросли. Первичные продуценты, представленные деревьями, кустарниками и травами, являются обильным источником энергии в виде углеводов (сахаров), хранящихся в листьях. Эти углеводы, образующиеся в процессе фотосинтеза, расщепляются в процессе, называемом дыханием; более мелкие единицы молекулы сахара и его продукты питают многочисленные метаболические процессы. Различные части растения (например, листья) являются источниками энергии, поддерживающими жизнь животных в различных средах обитания сообщества. Побочный продукт фотосинтеза, кислород, необходим животным.

Повседневное существование людей также находится под непосредственным влиянием растений. Растения дают пищу и ароматизаторы; сырье для промышленности, такое как древесина, смолы, масла и каучук; волокна для изготовления тканей и канатов; лекарства; инсектициды; и топлива. Более половины населения Земли полагается на рис, кукурузу (кукурузу) и пшеницу в качестве основного источника пищи. Помимо своей коммерческой и эстетической ценности, растения сохраняют другие природные ресурсы, защищая почвы от эрозии, контролируя уровень и качество воды и создавая благоприятную атмосферу.

Викторина «Британника»

Растения: от милых до плотоядных

Возможно, вы знаете, что рис — это семя растения, но какое из известных растений является самым древним? Какое растение может быть однолетним, двулетним или многолетним? Копайте глубже и находите ответы в этой викторине.

В следующей статье обобщены морфологические, физиологические и экологические особенности растений. Основное внимание уделяется структуре и функциям, физиологии, истории жизни и экологии, а также тому, как различные группы растений развивались, расселялись и адаптировались к жизни на суше. Также обсуждаются особенности, которые определяют каждую основную группу растений, и роль, которую они играют в более широкой экосистеме.

Растения | От LUCA к Лили: 12 перспектив преподавания растений

2 октября 2016 г. // в образовании, ресурсах, бакалавриате / Мэри Уильямс

На днях я говорил с другом о необходимости демистифицировать растения, чтобы учителя чувствуют себя так же уверенно в преподавании биологии растений, как и в биологии животных. Интересно, иногда мы учим растения слишком много в изоляции, поэтому не всегда ясно, как растения относятся к другим организмам (кроме как к пище).

Для меня сравнение эволюционной траектории растений с траекторией эволюции других организмов дает более интуитивное представление о растениях. Вот 12 точек зрения, которые подчеркивают, чем растения похожи и отличаются от других организмов. Цифры взяты из статьи «Учебные пособия по биологии растений» «Как быть растением», где вы также можете найти ссылки на статьи, в которых эти утверждения обсуждаются более подробно.

БИОЛОГИЯ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ И БИОХИМИЯ

1. У растений, животных и бактерий есть общий предок, известный как LUCA (последний универсальный общий предок). Более поздний общий предок, LECA, является общим для всех эукариот (Last Eukaryotic Common Ancestor). LUCA и LECA были сложными клетками. LECA, в частности, содержала большинство функций, которые мы связываем с современной эукариотической клеткой (ядро, митохондрии, цитоскелет и т. д.). ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ: На клеточном уровне клетки растений имеют почти те же характеристики и биохимические возможности, что и клетки животных и грибов, включая митохондрии, в которых они потребляют молекулярный кислород для производства АТФ.
2. Растения имеют эндосимбиотическую органеллу (хлоропласт), которая наделяет их способностью синтезировать химическую энергию из света (фотосинтез). У некоторых водорослей фотосинтезируют все клетки, но у многих многоклеточных растений фотосинтез происходит только в некоторых специализированных клетках. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ: Растения делают то же самое, что и животные, но они также фотосинтезируют. С точки зрения клеточной энергетики, думайте об «И», а не «ИЛИ».
3. Растительные клетки имеют жесткую клеточную стенку. Растительные клетки делятся, строя стенку от центра кнаружи, тогда как животные клетки делятся, защемляясь снаружи внутрь. У многоклеточных растений большинство клеток удерживается в том положении, в котором они образовались. Рост происходит за счет расширения клеток и производства новых клеток с небольшим движением клеток. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ: Деление и развитие клеток у растений и животных происходят несколько по-разному, в основном из-за жесткой клеточной стенки растений. Кроме того, у растений органогенез происходит на протяжении всей жизни растения, а это означает, что они демонстрируют огромную пластичность окружающей среды по сравнению с животными.

РАЗНООБРАЗИЕ РАСТЕНИЙ

4. Растения произошли от зеленых водорослей около 450 миллионов лет назад, что стало ключевым событием в колонизации суши. Считается, что симбиоз с микоризными грибами сыграл решающую роль в оземлении растений растениями. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ: «Зеленая линия» возникла примерно 1,5 миллиарда лет назад, но растения отделились от водорослей только около 450 миллионов лет назад, в ордовикский период (в этот период линии рыб расширялись). Перемещение растений на сушу проложило путь для последующего оземления беспозвоночными и позвоночными животными.
5. Самые ранние наземные растения не имели сосудов, как и современные мохообразные, в том числе роголистники, печеночники и мхи. Сосудистые растения появились около 420 миллионов лет назад. Сосудистые ткани обеспечивают поддержку и способность перемещать воду и растворенные вещества на большие расстояния, прокладывая путь для значительного увеличения размеров растений. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ: Несосудистые растения доминировали на Земле в течение нескольких миллионов лет и до сих пор процветают во многих нишах, но их размер ограничен из-за отсутствия у них сложных транспортных тканей. Сегодня в большинстве сред преобладают сосудистые растения.

ЧУВСТВА И ВОСПРИЯТИЕ РАСТЕНИЙ

6. Растения воспринимают окружающий мир по-разному. Они отличаются от животных тем, что у них нет органов чувств, таких как глаза, уши и нос. Вместо этого большинство или все клетки воспринимают окружающую среду через белки-рецепторы. Растения воспринимают свет с помощью фоторецепторов, сходных с таковыми в глазах животных. Нос улавливает запахи с помощью химических детекторов. (Мы определяем химическое вещество как имеющее запах, если мы можем его обонять, что является антропоморфным способом классификации химических веществ). Растения тоже воспринимают химические вещества, так что в каком-то смысле можно сказать, что у них есть обоняние. Уши воспринимают вибрации, а у растений есть мембранные белки, которые реагируют на давление и вибрации, так что можно утверждать, что растения слышат. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ: Растения используют те же механизмы, что и другие организмы, для восприятия окружающей среды.

ТРАНСПОРТ РАСТЕНИЙ

7. Сосудистые растения научились перемещать воду, растворенные вещества и информацию через специальные проводящие ткани, что позволило растениям достигать больших высот. Сосудистые растения имеют полые ткани, проводящие воду (ксилема), и живые ткани, проводящие растворенные вещества (флоэма). Гормоны, малые РНК и белки несут информацию через эти транспортные ткани. Транспортная система растений является «открытой», но имеет место значительная циркуляция. Энергия транспорта исходит от перекачки ионов и испарения воды (у растений нет сердечного насоса). ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ : Сосудистые растения имеют сложную транспортную систему, но не имеют центрального насоса.

ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

8. Растения являются фотосинтетическими автотрофами, что означает, что они способны использовать световую энергию и неорганические соединения (полученные из окружающей среды) для синтеза органических молекул. Большинство прокариот также являются автотрофами; животные являются чудаками с точки зрения питания, поскольку они являются гетеротрофами, которые утратили большую часть биохимической способности синтезировать органические молекулы из неорганических предшественников. У сосудистых растений большая часть питательных веществ поступает из почвы через корни. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ : Подкормка растений больше связана со строительством, чем с разрушением.

РЕАКЦИЯ РАСТЕНИЙ НА СТРЕСС

9. Наземная привычка имеет свои преимущества и недостатки. Считается, что ранние растения стали наземными, потому что в этой новой нише давление со стороны травоядных и конкуренция за свет были ниже. Однако наземным растениям пришлось адаптироваться к серьезным проблемам, включая нехватку воды, гораздо более высокую интенсивность света, включая ультрафиолетовый свет, более экстремальные температуры и отсутствие плавучести. Эти абиотические проблемы усугубляются тем, что растения укореняются на месте, поэтому не могут уйти от суровых условий. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ : Земная среда сложная. Такие особенности, как кутикула, устьица, а также химические вещества и белки, защищающие от суровой абиотической среды, развились в ответ на выход на землю. Благодаря эволюционным приспособлениям растения могут выжить почти в любой части Земли, включая высокие горы, пустыни и полярные районы.
10. Растения, как и животные, уязвимы для широкого спектра патогенов и вредителей. Защита от патогенов включает барьеры и химические вещества, производимые конститутивно. Растения являются мастерами химического синтеза и производят сотни тысяч химикатов, многие из которых предназначены для защиты. Из-за своей роли в защите многие из этих химических веществ являются биологически активными и полезными для нас способами, такими как лекарства и стимуляторы. Растения также способны вызывать защитные реакции при восприятии патогенов. Растения не вырабатывают антитела, но вырабатывают белки, распознающие патогены на поверхности клеток и в цитоплазме. Индуцированная защита включает выброс реактивного кислорода и выработку противомикробных или антитравоядных соединений. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ : Растения являются активными агентами собственной защиты.

РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ

11. Растения могут размножаться бесполым (клонально) и половым путем. При половом размножении гаплоидная яйцеклетка оплодотворяется гаплоидным сперматозоидом с образованием диплоидной зиготы. У мохообразных диплоидная фаза недолговечна, а многоклеточный гаплоидный гаметофит является доминирующей формой жизни. У сосудистых растений доминирующей жизненной формой является диплоидный спорофит, но все растения проходят стадию многоклеточного гаметофита. Гаметы образуются после мейоза, но гаметы не являются непосредственными продуктами мейоза; скорее, продукты мейоза претерпевают один или несколько раундов гаплоидного митоза до того, как гаметы сформируются путем дифференцировки. ЗАБЕРИТЕ ДОМАШНЕЕ СООБЩЕНИЕ : Половое размножение удивительно похоже у животных и растений, хотя у растений оно еще сложнее.
12. Только некоторые растения дают семена. Мохообразные не дают семян. Их жизненные стадии чередуются между спорофитом и гаметофитом без перерыва. Кроме того, мохообразные и папоротники нуждаются в воде для жизнеспособности и оплодотворения яйцеклеток и сперматозоидов. По этим причинам мохообразные и папоротники обычно связаны с влажной средой. Голосеменные и покрытосеменные растения производят семена, которые обеспечивают им стадию покоя, в течение которой они могут переносить периоды стресса.