Раздел 1. Морфологические особенности строения растений. Особенности строения растений

Особенности строения растений и цветов Фото, Видео

особенности строения растений

Комнатные растения и цветы, которые цветоводы выращивают у себя дома родом из различных уголков планеты.

У каждого вида растений свои особенности строения, они различаются по окраске, форме, времени цветения.

Но основные органы строения у многих цветочных растений общие, ими являются корень, стебель, цветок, лист и плод.

Все они выполняют определённые функции.

Особенности строения растений

Стебель – основная надземная часть цветка. На нём расположены листья, почки, плоды и цветки.

Стебли растений бывают травянистые и деревянистые, а по расположению прямостоячие, стелющиеся, вьющиеся вокруг опор, цепляющиеся.

Если на стебле располагаются почки и листья, его называют побегом. Очень часто для размножения используют отрезки побегов, в этом случаи применяют другое название – черенок.

Корневая система растений также имеет свои особенности строения и разделяется на несколько видов, основные из них: корневище, клубень, луковица, кладодий.

В листьях цветов протекают основные процессы фотосинтеза, благодаря которым вырабатываются углеводы и происходит построение аминокислот.

Лист состоит из черешка, пластинки у некоторых растений – прилистников. Листочки могут различаться по размерам и форме.

Листовая пластинка может быть плоской, игольчатой, трубчатой края ровные, зазубренные и тд.

Место соединения листа к стеблю называется узлом, а расстояние между узлами – междоузлием.

На листьях цветов располагаются жилки, которые служат для перемещения минеральных и органических веществ.

Раскраска листочков у разных растений различается. Цветки растений являются укороченными побегами и предназначены для семейного размножения, и состоит он из цветоножки, цветоложа, чашелистиков, лепестков, пестика и тычинок.

Цветки могут быть махровыми и простыми, собранными в соцветия и одиночные. При попадании на пестик пыльцы с тычинок образуется плод. Пыльца переносится с помощью насекомых и ветра.

строение растений

Комнатные цветы в отличие от дачных, как правило, опыляются искусственным путём. Из-за особенности строения растений образование плода происходит после оплодотворения из завязи, реже из других частей.

Цветоводы культивируют некоторые декоративные домашние растения ради плодов и соцветий. По строению плоды также имеют свою особенность.

Плоды могут быть сухие, например орех и сочные – ягоды. Для семенного размножения растений служат семена.

Поделитесь с друзьями в соцсетях

lubdacha.ru

5. Особенности строения растительной клетки.

Растения, как и все живые организмы, имеют клеточное строение. Они могут быть одноклеточными, колониальными и многоклеточными. Клетка одноклеточного растения представляет собой целый организм и выполняет все функции, необходимые для обеспечения жизнедеятельности. Чаще всего оно имеет форму близкую к шаровидной или яйцевидной. Клетки многоклеточных растений очень разнообразны. Они отличаются друг от друга формой, строением, размерами. Это связано с тем, что в многоклеточном организме клетки выполняют различные функции. Многообразие растительных клеток возникает в результате дифференциации однородных клеток зародыша. Размеры клеток большинства растений колеблются в переделах 10-1000 мкм. Форма клеток многоклеточных организмов может быть округлой, эллипсовидной, кубической, цилиндрической, звездчатой и т.д.

Все многообразие форм прастительных клеток можно свести к двум основным типам:

©паренхимные клетки — клетки, имеющие форму изодиаметрического многогранника, то есть их размеры во всех трех измерениях приблизительно одинаковы;

©прозенхимные клетки — сильно вытянутые клетки, длина которых превышает их ширину и толщину в 5 и более раз (например, волокна льна имеют длину 0,2-4 см, а толщина не превышает 100мкм.

Несмотря на разнообразие, клетки растений имеют общий план строения (рис. 1). Растительная клетка имеет все органоиды, свойственные другим эукариотическим организмам (животные, грибы): ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи и т.д. Вместе с тем, она отличается от них наличием:

©прочной клеточной стенки;

©пластид;

©развитой системы постоянно существующих вакуолей.

Кроме того, в клетках большинства высших растений отсутствует клеточный центр с центриолями.

6. Разнообразие клеток.

У многоклеточных организмов разные клетки (например, нервные, мышечные, клетки крови)выполняют разные функции («разделение труда») и поэтому различаются по своей структуре. Несмотря на это, многообразие форм и организация клеток подчинены единым структурным принципам.

Форма клеток необычайно разнообразна – от простейшей шаровидной (одноклеточные организмы; среди бактерий – кокки) до самой причудливой. Микрококки имеют диаметр 0,2 мкм, нервные клетки достигают в длину 1 м, а млечные сосуды растений – даже нескольких метров.

7. Свойства клетки: деление, рост, развитие, обмен веществ.

Деление клетки - сложный процесс, состоящий из ряда этапов, последовательно идущих друг за другом. Главную роль в нем играют события, происходящие в ядре. Наследственный материал (хромосомы) удваивается и разделяется на две одинаковые части, которые расходятся к противоположным концам клетки. Затем идет разделение цитоплазмы. В итоге из одной материнской клетки образуются две подобные ей дочерние клетки.

Рост клетки. Живая клетка растет, т. е. увеличивается в размерах. Рост обеспечивается увеличением объема цитоплазмы, вакуоли и растяжением клеточной стенки .

Обмен веществ. Все эти сложные процессы жизнедеятельности (питание, дыхание и др.) происходят в отдельных частях клетки. Вещества, образовавшиеся при этом, во время движения цитоплазмы соединяются с другими веществами, вновь распадаются, становятся иными, обеспечивая клетку энергией, необходимой для жизни.

Одно из важнейших проявлений жизнедеятельности клетки —движение цитоплазмы. Благодаря движению цитоплазмы ко всем частям клетки доставляются нужные ей вещества и удаляются в вакуоли вещества, выработанные клеткой (ненужные ей), и запасные вещества — на хранение.

studfiles.net

Некоторые особенности строения клетки высших растений

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

В настоящее время ни у кого не вызывает сомнения, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка – это структурный элемент животных и растений.

Изучение клетки начинается с момента ее открытия. В 1665 г. английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635–1703), исследуя под микроскопом тонкие срезы пробки, увидел картину, напоминающую пчелиные соты. Эти ячейки, «отверстия или поры», по выражению Р. Гука, он назвал «cellula» – клетка. Наблюдения Р. Гука были продолжены М. Мальпиги и Н. Грю, однако они обращали внимание только на форму клеток, не пытаясь выяснить внутреннее строение. Анатомические исследования растений в XVII–XVIII вв. были немногочисленными и фактически не вносили ничего нового в представление о клетке по сравнению с представлениями Р. Гука, М. Мальпиги и Н. Грю.

Сведения о строении клетки длительное время были отрывочными и очень примитивными. Практически все ботаники XVII – начале XVIII в. представляли клетки как пустоты в растительной ткани, имеющие общие стенки, или как «пузырьки».

Только в 1812 г. немецкий ботаник И. Мольденгауер (1766–1827) применил метод мацерации растительных тканей, получил изолированные клетки и показал, что каждая клетка имеет собственную оболочку. Дальнейшее развитие представление о клетке получило в работе немецкого ботаника Ф. Ю. Ф. Мейена (1804–1830) «Фитотония», вышедшей в 1830 г. Растительную клетку Мейен характеризовал как «пространство, полностью замкнутое и окруженное растительной мембраной».

С 40-х гг. XIX в. начинается изучение внутреннего строения клетки. В 1839 г. чешский ботаник Ян Пуркинье (1787–1869) обнаружил содержимое в животных клетках и назвал его протоплазмой, а в 1846 г. немецкий ботаник Гуго фон Моль (1805–1872) перенес этот термин на содержимое живых растительных клеток. Тем самым Моль подтвердил наблюдения Р. Гука, считавшего, что клетка не пустая, а в ней есть содержимое, которое он называл «соком». Термин протоплазма впоследствии несколько видоизменялся в зависимости от того, какой смысл вкладывали в него исследователи. Так, И. Ганштейн (1822–1880) содержимое одной клетки (без наружной оболочки) называл протопластом. Э. Страсбургер в 1882 г. предложил термин цитоплазма – обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром.

Постепенно удалось выяснить, что клетка имеет сложное внутреннее строение. Еще в 1676 г. А. Левенгук (1632–1723) фактически обнаружил в клетке пластиды, но назвал их кристаллами. Важное открытие сделал в 1831 г. Р. Броун (1773–1858). При изучении эпидермиса орхидных он дал подробное описание ядра, а в 1842 г. М. Шлейден (1804–1881) впервые в составе ядра обнаружил ядрышки. В 1882 г. В. Флемминг (1843–1905) в клетках животных обнаружил митохондрии, а в 1904 г. Ф. Мёвес (1878–1923) выявил их в клетках растений. В 1846 г. Моль доказал, что протоплазма растительных клеток обладает способностью к самостоятельному движению. Наблюдения Моля подтвердил в 1850 г. Ф. Кон (1828–1898), а в 1854 г. Н. Принсгейм (1823–1894).

Неоднократно делались попытки изучить образование клеток. Так, в 1835 г. Моль описал деление клеток у водоросли кладофора, а в 1838 г. – деление клеток, из которых впоследствии формировались замыкающие клетки устьиц. В 1841 г. австралийский ботаник Ф. Унгер (1800–1870) наблюдал деление клеток в точке роста растений. Правильное представление о делении клеток имели такие ботаники как Н. И. Железнов, К. Негели (1817–1891), немецкий врач и биолог Р. Реман (1815–1865), немецкий гистолог и эмбриолог А. Келликер (1817–1905), русский зоолог, профессор Московского университета Н. А. Варнек ( 1821–1876). Однако наряду с верными, экспериментально полученными данными об образовании клетки путем деления, существовало ряд неверных представлений об этом процессе. Это касалось и представлений таких признанных в области ботаники и зоологии авторитетов как М. Шлейден и Т. Шванн (1810–1882). Конец всем неправильным суждениям положило меткое высказывание известного немецкого патолога Р. Вирхова (1821–1902): «Omnis cellula e cellula» – «Каждая клетка (происходит только) из клетки».

Таким образом, к 30-м гг. XIX в. уже имелись вполне конкретные представления о строении клетки и в различной форме высказывались предположения, что клетка является основой организации растений и животных. Особенно четко это было сформулировано в клеточной теории, которую Ф. Энгельс наряду с законом превращения энергии и эволюционной теорией Ч. Дарвина назвал одним из трех великих открытий XIX в. Основная заслуга оформления клеточной теории принадлежит Т. Шванну (1839), который использовал собственные данные, а также результаты исследований М. Шлейдена и других ученых.

Единство клеточного строения животных и растительных организмов находит подтверждение не только в сходстве строения различных клеток, но, прежде всего, в сходстве их химического состава и метаболических процессов.

Однако, несмотря на наличие общих закономерностей в строении растительных и животных клеток, клетки высших растений имеют ряд специфических особенностей. К таким особенностям относятся наличие прочной клеточной оболочки, наличие пластид и вакуолей.

Клеточная оболочка растительных клеток представляет собой сложное образование, расположенное над плазмалеммой – полупроницаемой мембраной, которая ограничивает цитоплазму клетки и отделяет ее от клеточной оболочки.

Клеточная оболочка – типичный компонент растительной клетки. Благодаря наличию прочной клеточной оболочки сохраняется определенная форма клеток, а протопласт клетки оказывается надежно защищенным.

Оболочка растительной клетки имеет двухкомпонентную структуру. Она состоит из кристаллической основы и матрикса. Скелетную, или кристаллическую, основу клеточной оболочки составляет целлюлоза, или клетчатка. Матрикс состоит из гемицеллюлоз, пектиновых веществ, особого структурного белка (экстенсина) и представляет собой насыщенный водой пластичный гель.

Целлюлоза – основной опорный полисахарид клеточных оболочек растений. В химическом отношении она представляет собой β-1,4-D-глюкан с эмпирической формулой (C6h20O5)n. Молекулы целлюлозы состоят из остатков D-глюкозы, соединенных β-1,4 гликозидными связями. Количество остатков глюкозы в молекулах целлюлозы варьирует в широких пределах (от 300–500 в вискозных волокнах до 10 000–14 000 в лубяных волокнах), что определяет степень полимеризации ее молекул. Макромолекулы целлюлозы – линейные неразветвленные цепи, которые могут достигать в длину нескольких микрометров, но имеют в толщину всего около 8 нм, что делает их невидимыми даже в электронный микроскоп. Благодаря высокой степени полимеризации молекул целлюлоза не растворяется в воде, органических растворителях, а также в слабых растворах кислот и щелочей.

В оболочке растительной клетки молекулы целлюлозы составляют сложные аггрегации. Приблизительно 40–60 макромолекул целлюлозы, располагаясь параллельными тяжами, образуют мицеллы. Молекулы целлюлозы в мицеллах связаны таким образом, что формируют кристаллоподобные структуры. Благодаря этому для мицелл (часто говорят, для клеточной оболочки) характерно свойство анизотропии, что обеспечивает двойное лучепреломление. Существование мицелл установлено с помощью рентгеноструктурного анализа.

Мицеллы образуют микрофибриллы, или мицеллярные пучки. В состав каждой микрофибриллы входит около 160 мицелл. Толщина микрофибрилл 35–100 нм, а длина достигает 500–600 нм. Несколько сотен микрофибрилл составляют фибриллы. Фибриллы – довольно толстые образования диаметром от 300 до 1500 нм, что позволяет их видеть с помощью светового микроскопа.

Фибриллы погружены в матрикс. Основу матрикса клеточной оболочки составляют гемицеллюлозы и пектиновые вещества. Гемицеллюлозы – группа полисахаридов, молекулы которых образованы остатками различных сахаров. Чаще всего они представлены остатками молекул гексозных сахаров (глюкоза, галактоза, моноза, фруктоза) и имеют эмпирическую формулу аналогичную формуле глюкозы – (C6 h20O5)n. Однако в отличие от молекул целлюлозы молекулы таких гемицеллюлоз (гексозанов) менее полимеризированы, они включают не более 200 (от 50 до 200) моносахаридных остатков. Гемицеллюлозы могут быть образованы также остатками пентозных (рибоза, арабиноза) сахаров (пентозаны) и тогда их формула (C5H8O4)n. Молекулы гемицеллюлоз могут быть линейными или разветвленными. Особенности строения гемицеллюлоз отражается на их химических и физических особенностях. В отличие от целлюлозы, которая не способна впитывать воду, гемицеллюлозы способны набухать в воде, но, как и целлюлоза, не растворяются в ней и органических растворителях. В то же время гемицеллюлозы растворяются в слабых растворах щелочей и легко гидролизуются в кислотах.

Пектиновые вещества – кислые высокомолекулярные полисахариды растений. По химической природе пектиновые вещества представляют собой неразветвленные полимеры галактуроновой кислоты, в которой часть карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом. В состав пектиновых веществ входят также нейтральные моносахариды – галактоза, рамноза, арабиноза, ксилоза. Пектиновые вещества, входящие в состав матрикса клеточной оболочки, способны сильно набухать в воде и образовывать гель. Некоторые из пектиновых веществ могут растворяться в воде, кроме того, они легко разрушаются под действием кислот и щелочей.

Полисахариды матрикса не просто заполняют промежутки между мицеллами целлюлозы. Они располагаются в оболочке клетки довольно упорядоченно и образуют многочисленные ковалентные или водородные связи как друг с другом, так и с микрофибриллами.

Образование клеточной оболочки связано с делением клетки (цитокинезом). В конце телофазы митоза в экваториальной зоне делящейся клетки между нитями ахроматинового веретена (веретена деления, митотического веретена) образуется фрагмопласт. Впервые эту структуру обнаружил и описал немецкий ботаник Л. Еррера в 1888 г. и указал, что она имеет бочонковидную форму и состоит из фибрилл. В настоящее время установлено, что фрагмопласт представляет собой систему микротрубочек. Микротрубочки – это лишенные мембраны органеллы, представляющие собой цилиндрические образования диаметром около 24 нм, длина которых может достигать нескольких микрометров. В центре микротрубочка имеет полость, а ее стенка образована 13 рядами димерных комплексов глобулярных белков – тубулинов. Микротрубочки располагаются преимущественно в периферических слоях цитоплазмы. При делении клетки веретено деления и фрагмопласт оказываются тесно связанными друг с другом благодаря наличию в них общих микротрубочек. Фрагмопласт обнаружен у всех высших растений и зеленых водорослей, за исключением представителей класса Chlorophyceae.

Разделение материнской клетки на две дочерние начинается с формирования клеточной пластинки, в образовании которой принимают участие диктиосомы. Совокупность всех диктиосом составляет комплекс Гольджи (аппарат Гольджи). Диктиосомы – это одномембранные органеллы, состоящие из плоских округлых цистерн. В состав диктиосом растений входит от двух до семи (реже больше) цистерн, расположенных одна над другой в виде стопки. Между отдельными цистернами стопки имеются небольшие промежутки, заполненные фибриллярными и трубчатыми элементами, функция которых неизвестна. Диктиосомы выполняют секреторную функцию. В них происходит энергичное образование пузырьков (пузырьки Гольджи, тельца Гольджи), в которых содержатся секретируемые вещества – полисахариды или полисахаридно-белковые комплексы, обладающие высокой вязкостью. Вязкость содержимого пузырьков Гольджи объясняется наличием большого количества пектиновых веществ, за что их часто называют пектиновыми пузырьками.

Пектиновые пузырьки мигрируют в область фрагмопласта, выстраиваются в горизонтальном направлении в его центральной части, сливаются и начинают формировать клеточную пластинку. На первых стадиях развития клеточная пластинка закладывается в виде диска в центральной части фрагмопласта. Пектиновые пузырьки неплотно прилегают друг к другу. При слиянии пузырьков в клеточной пластинке остаются небольшие промежутки – плазмодесменные каналы, выстланные плазмалеммой. В них проходят плазмодесмы – мельчайшие цитоплазматические тяжи, соединяющие протопласты дочерних клеток. Постепенно, по мере того как в центральной части фрагмопласта микротрубочки исчезают, на его периферических концах появляются новые и фрагмопласт расширяется, направляясь к стенкам делящейся материнской клетки. Вместе с ним расширяется и клеточная пластинка, формирование которой идет от центра к периферии. Когда клеточная пластинка достигнет оболочки делящейся клетки, процесс деления фактически завершается. Образовавшиеся дочерние клетки должны достичь определенных размеров (вырасти) и сформировать собственные оболочки.

В образовании клеточной оболочки принимают участие комплекс Гольджи и плазмалемма клетки. В период роста клетки формируется первичная клеточная оболочка. На первых этапах развития оболочка дочерних клеток состоит из остатков оболочки материнской клетки и участков вновь образующейся первичной клеточной оболочки. Первичная клеточная оболочка начинает формироваться между клеточной пластинкой и плазмалеммой. Как полагают, гемицеллюлозы и пектиновые вещества доставляются к месту синтеза оболочки пузырьками Гольджи, а образование целлюлозы связано с деятельностью плазмалеммы. Первичная клеточная оболочка довольно пластичная. В ее состав входит около 15% целлюлозы, остальная часть приходится на долю матричных компонентов. Встраивание молекул целлюлозы в клеточную оболочку может происходить двумя способами: путем интуссусцепции и путем аппозиции. При интуссусцепции новые молекулы целлюлозы внедряются между уже встроившимися в оболочку молекулами. При оппозиции новые молекулы целлюлозы накладываются изнутри на уже отложенные элементы клеточной оболочки. В первичной клеточной оболочке, как и в клеточной пластинке, есть участки, через которые проходят плазмодесмы. Эти участки первичной клеточной оболочки, пронизанные плазмодесмами и более тонкие, чем остальные, называются первичными поровыми полями.

Так как в первичной клеточной оболочке преобладают гемицеллюлозы и пектиновые вещества, содержится много воды, а молекулы целлюлозы расположены неупорядоченно, оболочка способна растягиваться, а клетка может расти как в длину, так и в ширину.

Характер роста определяет будущие морфологические особенности сформированной клетки. Если клетка более или менее равномерно разрастается в длину и ширину, она становится изодиаметричной (с равными продольным и поперечным диаметром) или таблитчатой (один из диаметров не более чем в два раза, превышает другой). Такие клетки называются паренхимными. Если длина значительно превышает ширину, клетки называются прозенхимными.

Первичные клеточные оболочки характерны для клеток меристемы, для молодых растущих клеток, а также для клеток некоторых постоянных тканей.

У большинства клеток, достигших своих предельных размеров и прекративших рост, над первичной клеточной оболочкой путем аппозиции начинает формироваться вторичная клеточная оболочка. В состав вторичной клеточной оболочки входят те же компоненты, что и в состав первичной, но соотношение полисахаридов в ней иное. Большая часть (до 60 %) приходится на долю целлюлозы, а во вторичных оболочках лубяных волокон льна содержание целлюлозы может достигать 95 %. Кроме того, увеличивается степень полимеризации ее молекул, упорядочивается расположение микрофибрилл в матриксе. Объем матрикса и количество воды значительно уменьшается, но связи между компонентами вторичной клеточной оболочки усиливаются.

Для вторичной оболочки характерна слоистость. Она возникает в процессе ее формирования и связана с расположением в ней микрофибрилл целлюлозы. Наиболее часто вторичная оболочка состоит из трех слоев, которые различаются ориентацией микрофибрилл. В каждом слое микрофибриллы располагаются строго параллельно друг другу, но угол наклона микрофибрилл в каждом слое по отношению к предыдущему меняется. Вторичная клеточная оболочка не сплошная. В тех местах, где в первичной оболочке были сформированы первичные поровые поля, вторичная оболочка прерывается. Перерыв во вторичной клеточной оболочке, расположенный над первичным поровым полем, называется порой. Поры в соседних клетках образуются одна против другой, т. е., возникает пара пор. Эти поры соединяются поровыми каналами. Поры бывают простыми и окаймленными.

В процессе жизнедеятельности растения вторичная клеточная оболочка может претерпевать вторичные изменения: одревеснение, опробковение, кутинизацию, минерализацию, ослизнение.

Одревеснение, или лигнификация (от лат. lignum – древесина), – процесс, связанный с отложением в матриксе вторичной клеточной оболочки лигнина – сложного полимерного соединения, химическое строение которого окончательно не установлено. Лигнин – один из важнейших компонентов вторичных клеточных оболочек – образуется только в оболочках клеток высших растений (за исключением мохообразных). Он откладывается в матриксе оболочки некоторых специализированных клеток (склеренхимы, трахеид, члеников сосудов) между микрофибриллами и значительно повышает ее прочность. В то же время лигнин делает оболочку не способной пропускать воду с растворенными в ней минеральными веществами, нарушает газообмен и, в конечном счете, способствует отмиранию живого содержимого клетки. Одревесневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона.

Из жироподобных веществ во вторичных оболочках клеток некоторых тканей (феллемы, эндодермы) откладывается суберин (от лат. suber – пробка). Суберин не растворяется в органических и неорганических растворителях, в кислотах, но разрушается в концентрированных щелочах. Суберин может откладываться в клеточной оболочке в виде отдельных пластинок или в виде сплошного слоя. В последнем случае протопласт оказывается в полной изоляции от внешней и внутренней среды и отмирает.

По химической природе к суберину близки гидрофобные полимеры кутин и воск. Кутин откладывается на поверхности клеточной оболочки, образуя тонкую пленку – кутикулу. Кутикула выполняет защитную функцию и предохраняет надземные органы растений от излишнего испарения воды.

Аналогичные функции выполняет и восковой налет, развивающийся на поверхности различных органов растения. В отличие от кутина и суберина воск растворяется в органических растворителях и легко плавится. Воск откладывается в виде аморфного или кристаллического слоя и выполняет защитную функцию. Воск может также входить в состав кутикулы, что усиливает ее барьерные свойства.

Минерализация клеточных оболочек обусловлена отложением в них кремнезема или солей кальция (оксалата, карбоната). Кремнезем в аморфном состоянии откладывается в оболочках эпидермальных клеток некоторых растений (злаков, хвощей, волосков крапивы). Оксалат и карбонат кальция могут откладываться в клеточных оболочках или образуют в клетках цистолиты и различные кристаллы.

Ослизнению оболочек способствует наличие в них большого количества гемицеллюлоз и особенно пектиновых веществ. Ослизнение сопровождается связыванием большого количества воды, что приводит к образованию на поверхности слизей, представляющих собой смесь полисахаридов и их производных. Ослизнение носит приспособительный характер. В одних случаях оно помогает растению пережить засушливый период и повышает жизнеспособность растений пустыни, в других – способствует размножению, так как семена с ослизнившейся оболочкой надежно прикрепляются к субстрату и быстро прорастают.

Таким образом, оболочка растительной клетки высших растений представляет собой сложную многофункциональную структуру, которая изменяется в зависимости от возраста, функциональных особенностей клетки и видовой специфики растения.

Для растительной клетки обязательными органеллами являются пластиды (от греч. plastos – вылепленный, оформленный). Пластиды высших растений – двумембранные органеллы, имеющие в зависимости от типа различную форму. У водорослей встречается только один тип пластид – хроматофоры. У высших растений различают три типа пластид – хлоропласты (от греч. chloros – зеленый и – plastos), хромопласты (от греч. chroma – краска, цвет и plastos) и лейкопласты (от греч. leicos – белый и plastos). Название пластид дано в соответствии с их окраской: хлоропласты – зеленые пластиды, хромопласты – оранжево-красные и лейкопласты – бесцветные. Окраска пластид зависит от пигментов, которые имеются в пластиде. В хлоропластах высших растений содержатся зеленые пигменты – хлорофиллы «а» и «b», а также каротиноиды – каротин (оранжевый) и ксантофил (желтый) пигменты. В хромопластах накапливаются каротиноиды, лейкопласты пигментов не содержат.

Субмикроскопическая структура всех пластид сходна. Двумембранная агрануллярная оболочка окружает строму, бесцветную белковую основу пластид, в которую погружена упорядоченная система мембран (тилакоидов) – носителей пигментов. Кроме того, в строме имеются рибосомы, ДНК, ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ, и другие компоненты. В пластидах происходит первичный и вторичный синтез органических веществ, а также их накопление.

Число пластид в клетках разных растений (15–50) и их размеры (3–10 мкм) значительно варьируют. Форма пластид также различна, она зависит, в первую очередь, от субмикроскопической структуры, которая определяется количеством и характером расположения тилакоидов.

Самое сложное субмикроскопическое строение характерно для хлоропластов. Хлоропласты высших растений имеют однотипную округло-линзовидную или эллиптическую форму. Эта форма поддерживается благодаря системе строго упорядоченных внутренних мембран – тилакоидов, погруженных в строму. Тилакоиды образуются из внутренней мембраны оболочки хлоропласта и представляют собой уплощенные мешковидные или дисковидные структуры. В строме хлоропласта дисковидные тилакоиды располагаются друг над другом в виде стопки монет и образуют граны. В хлоропластах высших растений формируется от 40 до 60 или более гран. Тилакоиды в гранах связаны друг с другом, а отдельные граны соединены одиночными тилакоидами – фретами. Основная функция хлоропластов – процесс фотосинтеза.

В отличие от хлоропластов в строме хромопластов или вообще нет тилакоидов, или образуются единичные тилакоиды. Вследствие отсутствия сложной субмикроскопической организации хромопласты могут менять свою форму. Форма хромопласта во многом определяется тем, в каком состоянии откладываются в них пигменты. Каротиноиды могут растворяться в липидах и накапливаться в пластоглобулах – сферических включениях жирных масел, в которых растворены каротиноиды. В этом случае хромопласты имеют более – менее определенную форму: округлую, палочковидную, эллиптическую, серповидную. Если каротиноиды накапливаются в белковых фибриллах или откладываются в виде кристаллов, хромопласты приобретают различную форму, так как их оболочка плотно облегает сформированную структуру. Функция хромопластов – синтез и накопление каротиноидов.

Лейкопласты – самые мелкие из пластид, обычно образуются в подземных органах растений, реже в клетках эпидермиса. Внутренняя мембрана оболочки лейкопласта образует небольшое количество одиночно расположенных тилакоидов. Форма лейкопластов чаще всего сферическая, но может быть и иной. В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы, ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ, что определяет их функции. В лейкопластах осуществляется накопление или вторичный синтез углеводов, белков и жиров. Лейкопласты, содержащие крахмал, называются амилопластами. Амилопласты в большом количестве находятся в корневищах, клубнях, в запасающих тканях семян и т. д. Лейкопласты, в которых накапливаются или вторично синтезируются белки, называются протеопластами. Протеопласты встречаются в эпидермисе листьев представителей семейства Комелиновые (традесканция, зебрина, сеткреазия и др.), в оболочке пыльцевых зерен растений из семейства Ластовневые (ластовень, ваточник). Элайопласты, или олеопласты, – лейкопласты, накапливающие жиры, характерны для многих представителей класса Однодольные. Они могут находиться в эпидермисе листьев (семейство Орхидные), в листочках околоцветника (птицемлечник из сем. Лилейные), стенках завязи (функия из сем. Лилейные).

Все пластиды генетически связаны между собой. Они формируются из пропластид, бесцветных образований, ограниченных двумя элементарными мембранами, но не имеющими внутренней мембранной системы. Пропластиды всегда имеются в цитоплазме клетки и при делении ее передаются дочерним клеткам. Обычно в клетке встречается только один тип пластид. Совокупность всех пластид клетки называется пластидомом.

В процессе жизнедеятельности растительного организма пластиды могут менять свое строение и функцию. При разрушении внутренней структуры хлоропласты могут превращаться в хромопласты. Хромопласты могут образовываться также из лейкопластов. Хромопласты практически не могут давать начало другим типам пластид, так как это специализированные органеллы с низким, по сравнению с хлоропластами и лейкопластами, уровнем внутриструктурной организации. Хромопласты часто рассматривают как последнюю стадию организации пластид.

Вакуоли (от лат. vacuus – пустой) в растительной клетке представляют собой полости в цитоплазме, окруженные полупроницаемой мембраной – тонопластом – и заполненные клеточным соком. Основным компонентом клеточного сока является вода, в которой растворены различные вещества, представляющие собой продукты жизнедеятельности клетки. Состав клеточного сока клеток разных растений различен. В плодах, в корнеплодах сахарной свеклы, в сахарном тростнике содержится много сахаров (сахароза, глюкоза, фруктоза). Вакуоли клеток семян богаты белками, которые концентрируются там, в виде коллоидного раствора или в кристаллической форме. В клеточном соке незрелых плодов накапливаются органические кислоты: лимонная, щавелевая, янтарная, уксусная. Клеточный сок некоторых растений содержит дубильные вещества – таннины, безазотистые циклические соединения вяжущего вкуса. Много таннинов в клетках коры дуба, ивы, листьях чая, в незрелых плодах грецких орехов. Для некоторых клеток накопление таннинов – основная функция. Только у высших растений в клеточном соке могут содержаться алкалоиды – разнообразные в химическом отношении азотсодержащие вещества, гетероциклического строения, горького вкуса. Известно около 2000 алкалоидов (кофеин, атропин, никотин и др.), они находятся в клеточном соке в виде солей. В клеточном соке могут находиться гликозиды – соединения сахаров со спиртами, альдегидами, фенолами и другими веществами. К гликозидам относится и пигмент клеточного сока антоциан.

Вакуоли растительной клетки выполняют различные функции. Они регулируют водно-солевой обмен, поддерживают тургорное давление в клетке, служат местом отложения запасных веществ и выводят из процесса метаболизма токсичные вещества.

Процесс образования вакуолей в растительных клетках не вполне выяснен. Одни авторы считают, что они образуются при расширении цистерн эндоплазматического ретикулума, но есть и другие мнения. Вполне вероятно, что вакуоли могут возникать различными способами.

studfiles.net

Раздел 1. Морфологические особенности строения растений

Изучение основ морфологического строения растений позволяет студентам самостоятельно определять семейства, роды и виды растений в полевых и камеральных условиях с помощью определителей. На лабораторных занятиях студенты работают с гербарными и коллекционными экземплярами, а также с фиксированными спиртовыми материалами. Самостоятельная работа заключается в рассмотрении морфологических особенностей растения, его описания, зарисовке наиболее характерных частей цветка и определении растения. Контроль осуществляется методом тестирования с применением гербария.

В приложении 1 приводится примерный план описания, краткие сведения по морфологии и порядок определения растений, которые могут быть необходимы в случае возникших затруднений при рассмотрении растения.

Основные требования к занятиям:

Уметь определять характерные особенности морфологического строения растений.
Знать порядок определения растений по определителю.

Контролируемая самостоятельная работа (кср)

Тема 1. Основные морфологические особенности корней и стеблей растений

Цель: определить основные морфологические особенности корня и стебля.

Ход выполнения:

Ознакомиться с планом описания растений (приложение 1).
По гербарным экземплярам (2-3 видов) зарисовать в рабочей тетради:

а) стержневую корневую систему

б) мочковатую корневую систему

Выделить главные, боковые и придаточные корни и подписать их.
Зарисовать и определить разновидности стеблей, характер листорасположения.

Необходимые материалы и инструменты: учебный гербарий, цветные карандаши, рабочая тетрадь, учебная литература.

Тема № 2. Морфологическое строение листьев растений

Цель: определить морфологическое строение листа

Ход выполнения:

Ознакомиться с планом описания растений (приложение 1).
По гербарным экземплярам зарисовать в рабочей тетради и определить различные типы и формы листьев.
Отметить особенности жилкования листьев.

Тема № 3. Морфологическое строение цветка

Цель: определить основные морфологические особенности цветка.

Ход выполнения:

Ознакомиться с планом описания растений (приложение 1).
По фиксированным спиртовым материалам отпрепарировать цветки с правильным и неправильным венчиком, в рабочей тетради зарисовать морфологические части цветка.
По гербарным экземплярам определить тип околоцветника у двух растений.

Тема № 4. Соцветия и плоды

Цель: определить группы соцветий и плодов.

Ход выполнения:

Ознакомиться с планом описания растений (приложение 1).
По гербарным материалам определить особенности строения соцветий разного типа и вычертить их схемы в рабочей тетради.
Определить группу соцветий и проследить характер ветвления и порядок формирования цветков в соцветиях
По коллекционным материалам определить тип плодов и зарисовать в рабочую тетрадь.

studfiles.net

1. Особенности строения и физиологии двудольных растений. Строение и физиология растений класса двудольных

Строение и функции органов растения

Семя — генеративный орган

Функции семени. Семя — высокоспециализированный орган размножения и расселения растений по земной поверхности. Кроме того, проявляя повышенную устойчивость к неблагоприятным внешним условиям, семя обеспечивает сохранение растений на занятой ими территории в экстремальных условиях. При наступлении благоприятных условий (тепло, влага, воздух) семя прорастает и дает начало новому растению.

Строение семени. Семя — орган сложный; условно можно выделить следующие его части: зародыш, запасающая ткань (ткани), кожура. Возможно отсутствие в созревшем семени специальной запасающей ткани. В этом случае запасные вещества накапливаются в клетках зародыша и чаще в его семядолях, первых зародышевых листьях. Зародыш — миниатюрное растение с вегетативными органами: зародышевым побегом (зародышевый стебель, семядоли, зародышевая почка) и зародышевым корнем.

Рис. 1. Строение зерновки пшеницы

1 - околоплодник сросшийся с кожурой; 2 - эндосперм; 3 - алейроновый слой; 4 - зародыш; 5 - корешок; 6 - почечка; 7 - стебелек; 8 - щиток; 9 - конус нарастания

Запасные вещества в клетках эндосперма (запасающая ткань) или в клетках семядолей представлены жирами, белками, углеводами, органическими кислотами, минеральными соединениями. Воды в созревшем семени очень мало (до 12% общей массы), что при замедленном обмене веществ повышает его устойчивость к неблагоприятным климатическим воздействиям. Кожура семени (она обычно состоит из нескольких слоев клеток) защищает зародыш от механических повреждений, от проникновения микроорганизмов и других неблагоприятных воздействий внешней среды.

Значение кожуры в распространении семян. Повышенная стойкость кожуры к пищеварительным ферментам обеспечивает сохранность семян в пищеварительной системе животных, поедающих сочные плоды. Выбрасывая непереваренные остатки пищи, животные распространяют таким образом семена. Благодаря клейкой и слизистой поверхности кожуры семена прилипают к шерсти животных, обуви, платью человека, что становится условием распространения таких растений. Волоски на кожице кожуры способствуют распространению семян ветром (семена ивы, иван-чая). Сочные клетки с запасными веществами на поверхности семени привлекают птиц (семена граната, магнолии) и насекомых (семена копытня, хохлатки), которые становятся их распространителями.

Условия прорастания семян и формирования проростка. Прорастание семян возможно при наличии воды, воздуха (кислорода) и благоприятных для роста температурных условий. Принято различать семена с надземным и подземным прорастанием. Выражение «надземное и подземное прорастание семян» не следует понимать в буквальном смысле слова. Надземным называют такое прорастание семян, когда в воздушную среду выносятся семядоли. Они зеленеют и принимают участие в воздушном питании: поглощает из воздуха углекислый газ и образуют в хлорофиллоносных клетках органическое вещество на основе энергии солнечного света. Таково прорастание семян у огурцов, капусты, липы, клена. При подземном прорастании семян семядоли остаются в почве (например, у пшеницы, дуба, гороха, настурции).

Побег — вегетативный орган. Побеговые системы

Части побега. Побег — сложный орган, состоящий из стебля, листьев, почек. У стебля есть узлы и междоузлия. Узел — участок стебля, на котором находится лист (листья) и почка (почки). Участок стебля между соседними узлами представляет собой междоузлие. Угол, образованный листом и стеблем выше узла, называют листовой пазухой. Почки, занимающие боковое положение на узле, в пазухе листа, называют боковыми или пазушными. На верхушке стебля находится верхушечная почка.

Разнообразие побегов по происхождению. Способность побега к образованию новых дочерних побегов из пазушных почек называют боковым ветвлением. В результате формируется система побегов. Различают главный, боковой, придаточный побеги. Начало главному побегу дает почка зародыша; это первый побег, который появляется при прорастании семени. Боковой побег формируется из боковой, или пазушной, почки. Придаточному побегу дает начало придаточная почка, которая закладывается на листе, междоузлии, корне. Положение побега в пространстве. По положению в пространстве побеги могут быть прямостоячими (например, у щавеля конского), ползучими (клевер ползучий), меняющими направление роста, например от горизонтального к вертикальному (живучка ползучая), вьющиеся вокруг опоры (вьюнок полевой), цепляющиеся за опору (горох посевной).

Функции стебля

Стебель — осевая часть побега — выполняет ряд функций. Опорная функция — это опора для листьев, почек, генеративных органов; проводящая — поступление растворов питательных веществ по проводящим тканям стебля от листьев ко всем органам и из корней к надземным органам; синтетическая — участие зеленых стеблей в образовании органических веществ из неорганических при использовании энергии солнечного света; запасающая — накопление запасных веществ в тканях стебля; функция газообмена осуществляется через специальные образования в покровной ткани — устьица в кожице и чечевички — в пробке.

Строение стебля

На поперечном срезе стебель может быть округлым (облепиха), ребристым (морковь), четырехгранным (крапива), трехгранным (осока) и т. д. При рассмотрении под микроскопом тонких поперечных срезов стебля можно изучить его строение на клеточном уровне. На поверхности трехлетнего стебля липы еще сохраняется кожица — первичная покровная ткань. Но уже в первый год жизни побега под кожицей закладывается пробковый камбий (боковая меристема), который, делясь, порождает пробку (вторичную покровную ткань). Пробка более надежно защищает внутренние ткани стебля от высыхания, механических повреждений, проникновения болезнетворных микроорганизмов и т. д.

Под вторичной покровной тканью находятся основные ткани — слои колленхимы (механическая ткань), которые граничат с тонкостенными клетками паренхимы. Внутренний слой основной ткани — это крахмалоносное влагалище (в его клетках долго сохраняются крахмальные зерна). Перечисленные основные ткани образуют первичную кору стебля. Первичная кора прилегает к лубу — проводящей ткани, которая состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами, паренхимы и волокон. Ситовидная трубка образована живыми клетками (члениками трубки), на поперечных стенках которых имеются многочисленные отверстия; они делают оболочку похожей на сито. Отсюда и название трубки. Одна из особенностей клеток трубки — отсутствие в них ядра, которое исчезает по мере превращения меристематических клеток в членики трубки. По ситовидным трубкам идет ток растворов органических веществ от листьев ко всем частям растения.

Вовнутрь от луба, ближе к центру стебля, находится древесина — проводящая ткань, у которой собственно проводящими элементами являются сосуды (серия мертвых клеток, члеников сосуда, расположенных друг под другом; на поперечных стенках клеток — отверстия) и трахеиды (удлиненные мертвые клетки). Кроме них в древесине есть паренхима и волокна.

Между лубом и древесиной находится камбий — один слой клеток боковой образовательной ткани. Деление клеток обусловливает рост стебля в толщину. При этом древесины прирастает больше, чем луба. Прирост древесины по толщине стебля за год называют годичным кольцом. По годичным кольцам можно подсчитать возраст спиленного дерева (или отдельной его ветви). В центре стебля — сердцевина, выполненная клетками основной ткани (паренхимы).

Лист, его строение и функции

Лист занимает боковое положение на стебле и расчленен на пластинку, черешок, основание, прилистники. Лист называют простым, если у него одна пластинка, при этом отсутствует сочленение между нею и черешком, или сложным, если пластинка одна или несколько, но каждая из них имеет сочленение с черешком. Сложный однолисточковый лист, например, у мандарина, трехлисточковый — у клевера, пальчатый — у люпина, непарноперистый — у рябины, парноперистый — у гороха. Пластинку простого или пластиночку (листочек) сложного листа характеризуют, учитывая ее очертание (округлая, линейная, яйцевидная и т. д.), форму края (ровный, зубчатый, пильчатый и т. д.), форму жилкования (перистосетчатое, пальчатосетчатое, параллельное, дуговидное). Жилки — это проводящие пучки, пересекающие «мякоть» листа в разных направлениях.

Пластинка листа (как и весь лист) сверху и снизу покрыта кожицей, или эпидермой. Клетки эпидермы плотно прилегают друг к другу. Наружные их стенки (особенно у клеток верхней стороны листа) утолщены и пропитаны жироподобными веществами (кутином, воском), которые, выступая на поверхность, образуют кутикулу. Защитная функция кожицы усиливается и в результате развития волосков: кроющих, секретирующих, жгучих. Связь внутренних тканей органа с внешней средой осуществляется через устьичные щели кожицы, окаймленные замыкающими клетками устьиц. При недостатке воды днем устьица закрываются, что предохраняет растение от потери воды при испарении ее клетками внутри листа. Закрыты устьица обычно и ночью.

Рис. 2. Строение листа камелии японской (Camelia japonica)

1 - верхняя эпидерма, 2 - столбчатая паренхима, 3 - губчатая паренхима, 4 - клетка с друзой, 5 - склереида, 6 - проводящий пучок, 7 - нижняя эпидерма, 8 - устьице

Под верхней кожицей находится палисадная (или столбчатая) хлорофиллоносная ткань. В клетках этой ткани осуществляется синтез органического вещества (сахара) из неорганических (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света. Энергия солнечных лучей улавливается пигментами хлоропластов (хлорофилл, каротин, ксантофилл). Хлорофилл направляет ее на осуществление сложных процессов, которые приводят к образованию в хлоропластах органического вещества. При этом из воды, участвующей в этом процессе, выделяется кислород. Часть его используется растением на дыхание, а значительная часть выделяется во внешнюю среду. Процесс образования в хлоропластах органического вещества из неорганических веществ при участии энергии солнечных лучей получил название фотосинтеза. Энергия солнечного света уже в иной форме (форме химических связей) оказывается заключенной в органическое вещество, которое образовалось при фотосинтезе.

Углекислый газ к фотосинтезирующим клеткам поступает в составе воздуха через устьичные щели. Для фотосинтеза растение использует и тот углекислый газ, который выделяется при дыхании клеток. Воду из почвы поглощают корни, и по проводящим тканям она поступает к хлорофиллоносным клеткам листа. Под столбчатой тканью в пластинке листа находятся рыхло расположенные клетки губчатой ткани. Они тоже содержат зеленые пластиды, но в меньшем числе, поэтому их вклад в создание органического вещества в процессе фотосинтеза менее значительный, чем клеток палисадной ткани.

С поверхности зеленых клеток, особенно клеток губчатой ткани, происходит испарение воды. По системе межклетников водяной пар достигает устьичные щели и через них выходит наружу. Так осуществляется процесс испарения воды листьями. Возможна потеря воды непосредственно с поверхности листа, хотя она и незначительна. Больше воды с поверхности листа теряют теневые растения, у них обычно тонкий слой кутикулы.

Во всех направлениях пластинку листа пронизывают жилки — пучки проводящих тканей. По лубу проводящих пучков идет отток растворов органических веществ, образовавшихся в листьях, ко всем клеткам растения. По древесине в лист поступает вода и растворенные в ней питательные вещества. Кроме того, жилки выполняют опорную (механическую) функцию, и этому способствуют входящие в их состав волокна (вытянутые клетки с заостренными концами, с утолщенной и одревесневшей оболочкой).

Почка, ее строение

Почка — это побег в зачаточном состоянии, так как она состоит из зачаточного стебля, от которого отходят зачаточные листья, а в их пазухах находятся зачаточные почки. На верхушке стебель заканчивается конусом нарастания. Такую почку называют вегетативной. Если помимо перечисленного она имеет зачатки цветка (цветков), почку называют генеративной (зачатки зеленых листьев в генеративной почке могут быть, а могут и отсутствовать). Нижние листья зачаточного побега часто видоизменяются, превращаясь в почечную чешую. Она защищает почку от механических повреждений, высыхания, проникновения бактерий и т. д.

Почка, тронувшаяся в рост, дает начало взрослому побегу. Рост побега идет благодаря делению клеток в области верхушечной и вставочной образовательных тканей. Взрослый побег с хорошо выраженными междоузлиями (их удлинение обусловлено делением клеток вставочной меристемы) называют удлиненным. Если узлы на взрослом побеге остаются сближенными, побег называют укороченным. Удлиненные и укороченные побеги свойственны, например, березе, осине, яблоне.

biofile.ru

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КЛЕТКИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

ТКАНИ РАСТЕНИЙ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО

Раздел 1. Морфологические особенности строения растений. Особенности строения растений

Особенности строения растений и цветов Фото, Видео

Особенности строения растений

5. Особенности строения растительной клетки.

6. Разнообразие клеток.

7. Свойства клетки: деление, рост, развитие, обмен веществ.

Некоторые особенности строения клетки высших растений

Раздел 1. Морфологические особенности строения растений

Основные требования к занятиям:

Контролируемая самостоятельная работа (кср)

Тема 1. Основные морфологические особенности корней и стеблей растений

Тема № 2. Морфологическое строение листьев растений

Тема № 3. Морфологическое строение цветка

Тема № 4. Соцветия и плоды

1. Особенности строения и физиологии двудольных растений. Строение и физиология растений класса двудольных

Похожие главы из других работ:

Глава III. Морфо-анатомические и экологические особенности строения психрофитных растений семейства вересковые

3. Особенности строения и метаболизма

1. Предмет, задачи и методы физиологии растений

2. Формирование Земли и особенности ее строения

1.1 Особенности строения

2.1 Особенности строения и образования чешуи

2.2 Особенности строения и образования пера

2. Размножение двудольных растений

4.1 Особенности строения

5.1 Особенности строения

6.1 Особенности строения

3. Особенности физиологии

3. Особенности физиологии микроорганизмов рода Mycobacterium

2. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

5.1 ЭКСКУРСИЯ «ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПРИДОРОЖНЫХ РАСТЕНИЙ»

Строение и функции органов растения

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КЛЕТКИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

Похожие статьи:

Смотрите также