Особую роль в эволюции органического мира играют цветковые растения. Органы цветковых растений достигли достаточно высокого уровня развития, обеспечив этой группе организмов господствующее положение на планете. Сегодня они встречаются практически на каждом материке. Для сравнения можно привести статистические данные, которые содержит раздел школьного курса ботаники "Органы цветковых растений" (6 класс). А именно: среди всех 850 видов приходится на представителей голосеменных, а 250 тысяч — цветковых растений.
Органы и функции цветкового растения
Покрытосеменными являются растения, которые образуют цветок и плод.
Все органы растений можно объединить в две группы. К вегетативным относятся побег, состоящий из стебля и листа, а также подземная часть — корень. Генеративными являются цветок, плод и семена. Ими обладают только цветковые растения. Органы цветковых растений в зависимости от особенностей строения выполняют определенные функции. Все они играют важную роль в функционировании организмов, обусловливая их жизнеспособность и адаптацию к условиям обитания.
Органы и функции цветкового растения взаимосвязаны. Рассмотрим строение каждого из них подробнее.
Корень
В учебнике биологии в теме "Органы цветковых растений" (6 класс) дается определение понятия "корень". Это подземный орган, обеспечивающий закрепление в почве, питание минеральными веществами, обеспечение водой, восходящий ток и вегетативное размножение.
Различные имеют цветковые растения. Органы цветковых растений многообразны. Различают главный и боковые. Они объединяются особые структуры. Их название — корневые системы.
Типы корневых систем
Систематики выделяют стержневую и Первая образована единственным главным корнем и отходящими от него боковыми. Она характерна для представителей класса Двудольные.
Мочковатая растет пучком сразу от побега. Она характерна для всех представителей семейства Однодольных. Это, к примеру, Злаковые, Лилейные и Луковые. Каждая из систем обладает рядом преимуществ. Например, растения с длинным главным корнем без труда могут добыть влагу с большой глубины. А мочковатая система обеспечивает большую площадь всасывания.
Побег и его видоизменения
Большим разнообразием надземной части характеризуются именно цветковые растения. Органы цветковых растений иногда видоизменяются в зависимости от условий среды. В этом заключается приспособительная способность побега.
Его осевая часть называется стеблем. Участки, на которых развиваются листья, — узлами, а расстояния между ними — междоузлиями. Угол между пластинкой и стеблем образует пазуху листа.
Боковые части стебля также отличаются большим разнообразием. Листья с одной листовой пластинкой называются простыми, с несколькими — сложными. По-разному они могут располагаться и на растении. Например, листья березы и подсолнечника — поочередно по спирали, а у сирени и клена — напротив друг друга. Мутовчатым является листорасположение, при котором пластинки развиваются в количестве трех и более в одном узле.
Все вегетативные органы выполняют функции бесполого размножения, минерального питания, фотосинтеза и транспирации.
Органы семенного размножения цветковых растений
Особый орган цветкового растения, где формируются клетки полового размножения, — цветок. Его основными частями являются пестик и тычинка. В них происходит образование половых клеток. Результатом их слияния является семя. Оно состоит из зародыша, образованного корешком, стебельком, листочком и почечкой, и оболочки.
Процессу оплодотворения у цветковых растений предшествует опыление — перенос пыльцы с тычинки на пестик. Это происходит при помощи насекомых, человека или ветра. Далее при слиянии женской половой клетки и одного спермия образуется зародыш. Второй соединяется с центральной зародышевой клеткой, формируя эндосперм. Это запасное питательное вещество, которое зародыш использует для осуществления процессов роста и развития.
Семя, окруженное оболочками, называется плодом. Они также разнообразны. По строению околоплодника выделяют сухие и сочные, а по количеству семян — одно- и многосемянные. С помощью плодов происходит распространение и расселение растений. Человек, в свою очередь, использует их в качестве продукта питания. Также он контролирует количество растений, используемых для собственных целей.
Необычные растения
Органы цветковых растений часто впечатляют своей формой и размером.
Представитель голосеменных вельвичия удивительная визуально напоминает клубок змей. Именно так выглядят ее длинные широкие листья, достигающие в длину до двух метров. Растение произрастает на пустынных открытых ландшафтах, где сильные потоки ветра разрывают вдоль листья вельвичии. Это и создает эффект змеиного гнезда. А сам побег находится под землей.
Под опорными корнями фикуса-баньяна, количество которых насчитывается около 4 тысяч, может спокойно поместиться 5 000 человек.
Росянки и пузырчатки очень липкие, имеют специализированные пищеварительные железы или закрывающиеся ловушки. Все дело в том, что они являются растениями-хищниками, способными усваивать белки животного происхождения. Они могут питаться мелкими насекомыми, рачками и мальками рыб.
Вегетативные и цветковых растений имеют сложное строение, которое обусловливает выполнение функций и обеспечивает их преобладание на Земле.
Понятие об органах растений
Определение 1
Орган - это часть растительного организма, приспособленная к исполнению одной или нескольких функций.
У растений различают две группы взаимосвязанных в целостную систему органов - вегетативные и генеративные.
К вегетативным относятся корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек, а к генеративным - цветок, плод и семя (у споровых это спорангий, у голосемянных - шишка).
Вегетативные органы растений
Определение 2
Вегетативными органами (от лат. vegetativas - растительный) у растений называются те, которые поддерживают основные жизненные процессы, то есть исполняют основные функции его питания и обмена веществ со средой.
Эти органы образовались в результате расчленения однородного тела низших растений (водорослей) - талома. Причиной этого стал переход от водного к наземному образу жизни.
Одной из общих особенностей вегетативных органов есть их полярность. Каждый орган имеет два полюса: верхний, или верхушечный, и нижний, или основный. Вегетативные органы способны определённым образом ориентироваться в пространстве: корень всегда растёт к центру Земли (позитивный геотропизм), стебель - от центра Земли (отрицательный геотропизм). Осевые органы - стебель и корень - расположены вертикально к поверхности Земли (ортотропные органы) а листья - под углом (плагиотропные органы). Такая специализация обусловлена двумя сферами питания растений (почвенной и атмосферной), а значит, двусторонним потоком воды с растворёнными минеральными и органическими веществами.
Корень имеет неограниченный рост, не имеет листьев. Обеспечивает поглощение и транспортировку воды и растворённых в ней соединений, синтез (а часто и запасание) веществ, дыхание.
Стебель в типичных случаях - осевой полисимметрический орган неограниченного роста. Стебель обеспечивает связь между листьями и корнями, содействует образованию крепкой ассимиляционной поверхности листьев и наилучшему размещению их относительно света, запасает питательные вещества.
Лист - боковой орган ограниченного роста, нарастает основой путём вставочного роста (у однодольных) или всей поверхностью (у двудольных). Лист состоит из листовой пластинки и черешка, прилистников; листья без черешка называются сидячими (рожь). У однолетних растений протяжённость жизни листа аналогична периоду жизни стебля. У деревьев и кустов - временный орган. Основные функции листа : фотосинтезирующая, газообменная, транспираторная, размножения, защитная (колючки), очистительная (листопад), питательная (росянка).
Замечание 1
Вегетативные органы не берут участия в половом размножении но все таки могут способствовать так называемому вегетативному способу размножения растений (с помощью корневищ, луковиц клубней, усов и т. п.). При таком способе размножения новый организм вырастает из многоклеточной части материнского организма.
Расчленение тела растений на органы и образование большого количества веток, листьев и корней дали возможность развить огромную фотосинтезирующую поверхность и поглощать достаточное количество воды и минеральных элементов.
Генеративные органы растений
Определение 3
Генеративные (репродуктивные) органы (от лат. genero - рождаю ) растений возникли значительно позже, чем вегетативные. Цветок, семя и плод, которые из него образуются, считают высшим достижением процесса размножения в растительном мире. Благодаря генеративным органам обеспечивается процесс полового размножения.
Генеративные органы цветковых растений - цветы, за счет которых и формируются плоды с семенами. Процесс полового размножение цветковых растений происходит, когда растение цветёт (цветки раскрываются).
По форме, размерам, цвету и особенностями строения цветы очень разнообразны. Однако основная схема строения и процессы развития цветка у всех растений идентичны. Цветок имеет тычинки, пестики и околоцветник (лепестки и чашечка). Основная функция тычинок - формирование пыльцевых зёрен с мужскими половыми клетками (спермиями). В пестиках находятся семенные зачатки, а в них - женские половые клетки (яйцеклетки).
Из семенного зачатка в результате оплодотворения образуется семя, внутри которого под кожицей есть зародыш и эндосперм. Окружены семена околоплодником, который образовался из стенок завязи. Вместе семена и околоплодник образуют плод. После периода покоя семена при благоприятных условиях прорастают и из них развивается молодое растение.
Замечание 2
Генеративные органы споровых растений - мхов, хвощей, папоротников - имеют иное строение.
Без растений невозможно представить земные ландшафты. Они играют важную роль в экосистеме планеты, поддерживая необходимое содержание кислорода в воздухе и создавая плодородный слой почвы. Вегетативные органы растений помогают им выполнять основные жизненные функции и взаимодействовать с окружающей средой.
Вегетативные органы — органы, которые выполняют функции, связанные с индивидуальной жизнью каждого растения.
У низших растений (водорослей и дрожжей) вегетативное тело не разделено на органы. У высших растений такие органы есть, они выполняют функции питания и дыхания. Благодаря им растение обменивается веществами с внешней средой, размножается и растет. У растений не так много органов, как у животных, но они тоже могут иметь различное строение и разделены на виды.
Какие органы растения называют вегетативными и их виды
К вегетативным органам относят всего три части растения – корень, стебель и лист. У одного растения они часто находятся на разных стадиях развития.
Вегетативные органы бывают основные, обеспечивающие питание и водоснабжение, и второго порядка. Растения могут размножаться вегетативно. Органы вегетативного размножения растений – это надземные и подземные побеги.
Основные вегетативные органы растений
К основным вегетативным органам относится корень и листостебельные побеги. Они выполняют жизненно важные для растения функции.
Корень и его основные функции
У каждого растения имеется свой вид корня. Корень выполняет функции:
- закрепление растения в грунте;
- почвенное питание водой и минеральными солями в доступной форме;
- запас питательных веществ;
- размножение.
Корень – осевой орган с радиальной симметрией. Его кончик покрыт корневым чехликом, под которым расположена образовательная ткань. Благодаря этой ткани он растет.
Все корни делятся на главные, боковые и придаточные, а все они в совокупности образуют корневую систему. У двудольных корневые системы стержневые, с преобладанием главного корня. У однодольных растений корневые системы мочковатые.
Листостебельные побеги
В процессе эволюции растения приспособились к наземному образу жизни благодаря появлению листостебельных побегов. Позже на них образовались листья и корни.
Функция побега – воздушное питание. Первый побег вырастает из зародышевой почки во время прорастания семени. Затем он формирует боковые побеги второго порядка, а те, разветвляясь, в свою очередь, образуют побеги третьего порядка и так далее.
В зависимости от вида растения различают и типы ветвления:
- симподиальное характерно для многих покрытосеменных и орхидных;
- моноподиальное (пальмы, фаленопсисы и голосеменные);
- дихотомическое (мхи, папоротники).
В зависимости от выполняемых функций побеги делят на такие виды:
- вегетативные;
- генеративные;
- вегетативно-генеративные.
Побеги, несущие цветы, называются цветоносами.
В результате необычного образа жизни растения и его приспособления к условиям среды, появились видоизмененные надземные побеги. К ним относятся: кочан, усик, колючка, надземный столон. У некоторых растений уплощенные зеленые побеги выполняют роль фотосинтеза вместо листьев, например, кладодии у кактусов, декабристов и опунции, филлокладии у иглицы, спаржи, филантуса.
Видоизмененные подземные побеги утратили функции фотосинтеза, но они могут запасать питательные вещества, способствуют возобновлению роста и размножению растений.
К таким побегам относятся:
- каудекс;
- столон;
- луковица;
- клубень;
- клубнелуковица;
- корневище.
Совокупность растительных тканей, образующих побег, называется меристемой. Органы растения, расположенные на побеге или стебле (почки и листья), связаны единой проводящей системой.
Вегетативные органы второго порядка
Стебли и листья являются основными частями побега, но рассматриваются, как органы второго порядка. Кроме того, на побеге всегда есть почки.
Листья
Зеленый цвет растительности на Земле обеспечивает пигмент хлорофилл, который содержится в листьях и наземных побегах. Листья – это наружные органы растений, выполняющие важные функции:
- газообмен;
- испарение влаги;
- фотосинтез.
В процессе адаптации к условиям произрастания у листьев сформировались особые приспособления.
- Блестящие листья отражают солнечный свет.
- Восковой налет на поверхности листовой пластины препятствует испарению влаги. Ту же функцию выполняет опушение.
- Благодаря изрезанным листьям растение легче переносит порывы ветра.
- Для защиты от травоядных животных некоторые листья, например, у эвкалипта, вырабатывают ароматические масла и яды.
К видоизмененным листьям относят:
- ловчие – характерны для хищных растений, которые питаются насекомыми;
- суккулентные – толстые и мясистые листья, накапливающие запас влаги и питательных веществ;
- листовые колючки – это производные листовой пластинки (барбарис) или колючие прилистники (акация), защищающие растения от поедания травоядными животными;
- усики – образуются из верхней части листьев и помогают растению цепляться за опору (горох).
Листья отличаются формой (всего насчитывается около 30 разновидностей), типом жилкования, прилистником, типом черешка. По разделению листовых пластин существует две основные формы листьев – простая и сложная, когда на одном черешке расположено несколько листочков.
Стебель
Как скелет у человека и животных, так и стебель у растений служит для опоры остальных вегетативных органов, механической осью. Он проводит также питательные вещества. Стебли классифицируют по различным признакам:
- типу ветвления;
- расположению относительно уровня почвы;
- степени одревеснения;
- направлению и характеру роста;
- форме поперечного сечения.
Видоизмененные стебли могут быть надземными и подземными. Они выполняют определенные функции, важные для жизнедеятельности растений.
Видоизменённые вегетативные органы
Здесь перечислены только некоторые видоизмененные надземные и подземные побеги. Есть еще усики, колючки, туберидии, кладодий и стеблекорневые тубероиды.
Корневище
Корневища в основном свойственны травам. Листья на корневище представлены чешуйчатой пленкой, в пазухах которой растут почки. Из одной части почек растут надземные стебли растения, из другой – корни. Из верхушечной почки корневища растет подземный корневищный стебель. Корневище отличается жизнестойкостью, его части с почками используют для размножения растений.
Столоны
Это тонкие, удлиненные побеги с зачатками листьев. Они недолговечны, в отличие от корневища, но также способствуют вегетативному размножению растений. В некоторых столонах растение накапливает питательные вещества.
Клубни
Подземный орган растения. На верхушке столонов образуются клубни. Хорошо известно всем клубневое растение картофель, в клубнях которого накапливаются органические вещества в виде крахмала. На поверхности клубня расположены глазки – небольшие углубления с почками, из которых впоследствии вырастает новый куст картофеля.
Луковицы
Луковицы – это тоже подземные побеги, которые могут быть шаровидной, продолговатой или грушевидной формы. Донце луковицы является видоизмененным стеблем, а чешуйки – листьями. Для луковицы характерна мочковатая корневая система. Из пазушных почек образуются новые луковички – детки.
Почки
В вегетативном размножении растений также велика роль почек. Почка – это зачаток побега, который образуется в пазухе листа, на вершине побега, корне или стебле. Почки могут быть спящими и тогда они не раскрываются, ожидая наступления благоприятных условий для роста, или из них сразу начинает развиваться побег.Вегетативное размножение надземными побегами:
- Некоторые растения размножаются листовыми черенками, например, комнатные цветы – толстянка, бегония, сенполия.
- Комнатная драцена успешно укореняется частями стебля – стеблевыми черенками.
- Клубника, земляника и некоторые злаки размножаются ползучими побегами – «усами».
- Кустарники, такие как смородина, ежевика, малина, успешно размножаются отводками.
Размножение подземными побегами:
- Многие травы, деревья и кустарники дают корневые отпрыски – это вишня, ландыш, сирень, малина.
- Картофель и топинамбур размножаются клубнями – видоизмененными подземными побегами.
- К видоизмененным подземным побегам относится также корневище, характерное для ландыша, ириса, пиона и многих других растений.
- Луковичные растения вырастают из луковиц – видоизмененных подземных побегов.
К вегетативному способу размножения относится также прививка побегов растения одного вида на ствол или стебель другого.
Тесты
660-01. Специализированным органом воздушного питания растения является
А) зелёный лист
Б) корнеплод
В) цветок
Г) плод
Ответ
660-02. Какую роль играют корни в жизни растения?
А) образуют органические вещества из неорганических
Б) охлаждают растения
В) запасают органические вещества
Г) поглощают углекислый газ и выделяют кислород
Ответ
660-03. Главной функцией корня является
А) запасание питательных веществ
Б) почвенное питание растений
В) поглощение органических веществ из почвы
Г) окисление органических веществ
Ответ
660-04. Какова важнейшая роль листа в жизни растения?
А) обеспечивает испарение воды
Б) выполняет опорную функцию
В) используется как защитный орган
Г) поглощает воду и минеральные соли
Ответ
660-05. При каком условии вода может подниматься в растении вверх?
А) при отсутствии испарения воды
Б) при постоянном испарении воды
В) только в дневное время
Г) только при закрытых устьицах
Ответ
660-06. Основная роль листьев в жизни растений –
А) дыхание
Б) запасающая
В) фотосинтезирующая
Г) вегетативное размножение
Ответ
660-07. Испарение воды листьями способствует
А) передвижению минеральных солей в растении
Б) снабжению листьев органическими веществами
В) усвоению углекислого газа хлоропластами
Г) повышению скорости образования органических веществ
Ответ
660-08. Главной функцией стебля является
А) воздушное питание растений
Б) запасание воды и питательных веществ
В) проведение воды и питательных веществ
Г) испарение воды
Ответ
660-09. Что из перечисленного ниже является приспособлением к засушливым условиям жизни?
А) широкие листья
Б) множество устьиц
В) мясистые стебли
Г) стелющиеся стебли
Ответ
660-10. Грибы, образующие микоризу, получают от корней растений
А) воду
Б) антибиотики
В) минеральные соли
Г) органические вещества
Ответ
660-11. Роль стебля в жизни растения состоит в
А) укреплении растения в почве
Б) образовании органических веществ
В) передвижении веществ по растению
Г) поглощении воды и минеральных солей
У высших растений различают органы вегетативные и генеративные. К вегетативным органам относятся корень, стебель, лист; к генеративным – цветок, плод и семя.
Корень – это осевой вегетативный орган растения, обладающий положительным геотропизмом, неограниченным ростом. Он выполняет следующие функции:
Закрепляет растение в почве;
Поглощает воду и растворы минеральных солей
Служит местом хранения запасных питательных веществ;
Участвует в дыхании;
Синтезирует биологически активные вещества (гормоны, алкалоиды, витамины, аминокислоты);
Выделяет в почву различные аминокислоты;
Осуществляет симбиоз с различными организмами.
Количество корней у одного растения может быть очень большим – сотни, тысячи, а иногда и несколько миллионов. Степень их развития зависит от условий окружающей среды. Совокупность всех корней одного растения называется корневой системой . В ней можно выделить три вида корней; главные, боковые и придаточные.Главный корень развивается из корешка зародыша при прорастании семени. Боковые корни развиваются на боковых и придаточных корнях. Придаточные корни образуются на нижней части стебля и на листьях. Корневая система, в которой выражен главный корень, называется стержневой . Такая корневая система характерна для большинства двудольных растений. Если зародышевый корешок отмирает рано или его рост замедляется, то корневая система состоит из придаточных и боковых корней и называется мочковатой. Такая система характерна для однодольных растений. Часто корни выполняют дополнительные функции и видоизменяются. Видоизменениями корней являются: корнеплоды – видоизменения главного корня, богатые запасными питательными веществами (морковь, петрушка, свекла, редис); корневые клубни – утолщения придаточных корней (георгина). У некоторых растений развиваются надземные корни следующих типов: 1) воздушные –образуются Рис.19.Виды корней: на стеблях и свисают вниз, осуществляя функции дополнитель- 1-главный, 2-боковые, ного дыхания и водоснабжения (орхидеи); 2) ходульные – отхо-3-придаточные дят от ствола, достигают поверхности почвы и внедряются в неё
(мангровые растения тропиков); 3) корни-подпорки – свисают с ветвей деревьев, достигают почвы и укрепляются в ней, осуществляя дополнительную опору и питание (баньян); 4) цепляющиеся (плющ); 5) дыхательные – поднимаются над поверхностью юолота и обеспечивают дыхание корней (болотные растении тропиков).
Рис.20.Корневые системы: Рис.21:Зоны корня: Рис.22 Корневые 1-стержневая, 2-мочковатая волоски
Корни растений имеют клеточное строение, клетки отличаются по строению и выполняемым функциям. На продольном срезе корня можно выделить несколько участков (зон): корневой чехлик, зона деления, зона роста, зона всасывания, зона проведения. Кончик корня покрыт корневым чехликом. Его клетки плотно прилегают друг к другу, выделяют слизь, выполняют защитную функцию и определяют направление роста корня. Клетки чехлика живут недолго, быстро отмирают, слущиваются и заменяются новыми. В зоне деления находятся мелкие клетки с тонкими стенками. Они интенсивно делятся – это клетки образовательной ткани. Перестав делиться, клетки зоны деления вытягиваются вдоль оси корня и увеличиваются в размерах. Они составляют следующую зону – зону роста или растяжения. На расстоянии 2 – 3мм от кончика корня находится зонавсасывания или зона корневых волосков . Корневые волоски заметны невооруженным глазом и выглядят в виде белого пушка. Корневой волосок представляет собой выпячивание (до 10мм длиной) клетки кожицы корня. Он покрыт клеточной оболочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро, лейкопласты, вакуоль с клеточным соком, митохондрии. Корневые волоски живут 10 – 15 суток, затем отмирают и заменяются новыми. Проникая между частицами почвы, они всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества. Поступление раствора минеральных солей в корневой волосок обеспечивается за счет разности их концентрации в почве и клеточном соке (путем их диффузии и активного транспорта). Далее эти растворы передвигаются по паренхиме от клеток с меньшей сосущей силой к клеткам с большей сосущей силой. Величина сосущей силы определяется разностью осмотического и тургорного давления. Тургорное давление – это давление, которое оказывает живое содержимое клетки на ее оболочку. Движение раствора минеральных солей от корня вверх по сосудам обеспечивается корневым давлением, которое с силой выталкивает раствор из клеток корня в сосуды, и испарением воды листьями. За зоной всасывания находится зона проведения.
Для нормального развития растений корни должны получать влагу, воздух, необходимые минеральные соли. Все это растения получают из почвы – верхнего плодородного слоя земли. В состав почвы входят перегной, песок, глина, воздух, вода, минеральные соли. Для повышения плодородия почвы в нее вносят удобрения.