Растение как живой организм

Царство растений. Строение (ткани, клетки, органы), жизнедеятельность и размножение растительного организма (на примере покрытосеменных растений). Распознавание (на рисунках) органов растений

Содержание:

Царство — одна из высших ступеней биологической систематики. Растения, как таксон, этого высокого уровня объединяет 400 тыс. видов организмов — от микроскопических водорослей до гигантской секвойи, высота которой достигает 100 м. Общее свойство растений — фотоавтотрофный способ питания.

Царство растений

Растения — объект изучения науки ботаники. Основы одной из старейших отраслей научного знания заложил Теофраст — ученик древнегреческого ученого и философа Аристотеля. Современная ботаника представляет собой комплекс наук. Крупнейшие отрасли: морфология, физиология, систематика, происхождение растений. Отдельные крупные группы внутри биологического царства изучают частные ботанические науки. Например, предмет альгологии — водоросли.

Сходство строения клеток, механизмов обмена веществ и роста позволяют объединить растения с животными и грибами в группу эукариот.

Отличительные признаки растительного организма:

Фотосинтез осуществляется в клетках, обладающих зелеными пластидами. Растения в экосистемах являются продуцентами, так как сами для себя создают органические вещества. Выделяемый при фотосинтезе кислород используют для аэробного дыхания другие живые организмы. Молекулы О₂ образуют защитный озоновый экран в атмосфере (Рис. 1).

Царство растений (научное название Plantae) объединяет 12 отделов, из которых 4 — водоросли, 2 — мхи. В состав биологического царства также входят плауны, папоротники, хвойные и цветковые. Другие отделы представлены малым числом семейств, родов и видов.

Тело водорослей — талом (слоевище) — состоит из сходных по строению и функциям клеток. Вода обеспечивает водоросли (Algae) углекислым газом и кислородом, поддерживает тело, поэтому нет необходимости в механических тканях.

Высшие растения отличаются наличием тканей и органов. Сформированы многоклеточные органы полового и бесполого размножения. К высшим относятся споровые и семенные растения.

Как установили палеонтологи, низшие растения появились около 2 млрд. лет назад. Древние псилофиты вышли из воды на сушу. Это уже были высшие растения, лишенные корней, но имеющие сосуды — группы клеток для проведения воды к фотосинтезирующим клеткам. Сформировались защитные и механические ткани.

Выходу растений на сушу способствовали ароморфозы:

Покрытосеменные, или цветковые, заняли господствующее положение в царстве растений после голосеменных. Многие виды и более крупные систематические группы низших растений исчезли полностью или угасают.

Строение (ткани, клетки, органы растительного организма)

Растительные клетки содержат ядро, являются эукариотическими (хотя бы на одном из этапов развития). Органоиды в цитоплазме сходны у растений и животных (Рис. 2).

Черты отличия клеточного строения растений от животных:

Ткани — группы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям (Табл. 1). Всего у растений насчитывается от 20 до 30 типов таких скоплений клеток.

Описание тканей цветковых растений

Название

Локализация

Функции

Верхушка побега, кончик корня, основания листьев, междоузлия.

Образование других типов тканей; верхушечный и другие типы роста; регенерация повреждений.

Кора, кожица листа, стебля, корневые волоски.

Защита; газообмен с внешней средой; испарение.

Листья, стебель, плоды.

Фотосинтез; газообмен с окружающей средой; запасание воды; накопление продуктов обмена веществ.

Лубяные и древесные волокна, каменистые клетки.

Образование наружного и внутреннего каркасов для опоры и защиты.

Сосуды древесины, ситовидные трубки.

Транспортировка воды и минеральных веществ к листьям; проведение органических веществ от листьев к другим органам.

Железистые клетки, волоски, нектарники, млечники.

Образование млечного сока, влаги, нектара; накопление продуктов обмена.

Через устьица происходит испарение воды, газообмен. Специальные образования состоят из щели и замыкающих клеток. Последние имеют относительно толстые внутренние стенки, способные изменять форму и открывать устьица.

Органы цветковых растений

Орган — часть тела живого организма, состоящая из одного типа тканей, выполняющая определенные функции. Органы растений образуют две группы — вегетативные и генеративные. Вегетативные — корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вместе они обеспечивают обмен веществ и рост. Генеративные органы у цветковых — цветок, семя и плод — участвуют в половом размножении (Рис. 3).

Клетки и ткани корня образуют четыре зоны: роста, всасывания, проведения и корневой чехлик. Последний защищает зону роста, облегчает движение между частицами почвы. Клетки корневых волосков в зоне всасывания поглощают воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Зона проведения выполняет функцию транспортирования веществ из корня в стебель, листья. Также, в этой зоне у растений возможно закладывание почек, запасание питательных веществ.

Все корни растения образуют его корневую систему. Выделяют главный, боковые и придаточные корни. У двудольных растений стрежневая корневая система с хорошо развитым главным корнем. Однодольные растения имеют мочковатую корневую систему. Главный корень неотличим от придаточных.

Различия в функциях корней:

Побег — стебель с листьями и почками. Они могут быть расположены поочередно, супротивно (напротив друг друга), мутовками (группами), спирально. В строении побегов различают места прикрепления листьев — узлы. Участок побега между соседними узлами — междоузлие. Побег выполняет разные функции: дыхания, фотосинтеза, транспорта веществ.

По продолжительности жизни и степени одревеснения выделяют следующие жизненные формы растений: деревья, кустарники, травы. Последние еще делят на одно-, дву- и многолетние. Первые завершают жизненный цикл в течение 1 года. Двулетние в первый год образуют только вегетативные органы, на второй — цветут и образуют семена. Многолетники живут и цветут в течение продолжительного периода времени.

Почка — зачаточный побег. Различают вегетативные и генеративные почки. Вторые обычно более крупные, округлой формы. Внутри находится зачаток цветка.

Стебель — вегетативный орган растения, выполняющий функции опоры, проведения и запасания веществ. Для стебля характерны рост и ветвление. Орган принимает участие в вегетативном размножении. По характеру роста различают прямостоячие, ползучие, лазающие, цепляющиеся и вьющиеся стебли. К видоизменениям органа относят корневища, луковицы и клубни.

Лист обеспечивает фотосинтез, транспирацию (испарение воды), газообмен с внешней средой. Фотосинтез происходит в паренхиме листа. В строении органа выделяют листовую пластинку и черешок. В зависимости от количества этих составных частей различают простые и сложные листья. Форма и расположение на стебле, характер жилкования — важные систематические признаки.

Видоизменения листьев — приспособление к среде обитания:

Листья отличаются по размеру. У ряски, вольфии бескорневой они крошечные, у тропических пальм достигают нескольких метров в длину.

Цветок — это видоизмененный генеративный побег, который развивается из генеративной почки (Рис. 4). Строение цветка — важнейший систематический признак.

Тычинка состоит из пыльника с пыльцой и тычиночной нити. В строении пестика различают верхнюю часть — рыльце и столбик, нижнее образование — завязь. Внутри находится семяпочка, из которой после оплодотворения развивается семя. Стенки завязи разрастаются и образуют плод.

Если в цветке имеются пестики и тычинки, то он относится к обоеполым. Однополые содержат только тычинки или только пестики. На однодомном растении расположены и тычиночные, и пестичные цветки. На двудомных развиваются или тычиночные, или пестичные цветки.

Упорядоченное расположение частей цветка отражают в формуле — условной записи строения с помощью обозначений (условных знаков). Например:

Семя — генеративный орган, который служит для распространения семенных растений, содержит запас питательных веществ для зародыша. Последний имеет все вегетативные органы в зачаточном состоянии.

Плод развивается из завязи цветка, служит для защиты и распространения семени. В зависимости от консистенции околоплодника, возникающего из стенок завязи, различают сухие и сочные плоды. Они могут быть одно- или многосемянными.

Жизнедеятельность растительного организма

Растение — живой организм, для которого характерны особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, раздражимость, развитие и воспроизведение. Основные метаболические процессы — фотосинтез, кислородное дыхание, корневое питание, водный обмен (Рис. 5).

Фотосинтез происходит в зеленых клетках. Суть процесса — преобразование энергии света в энергию химических связей органических соединений. В превращениях веществ и усвоении энергии велика роль зеленого пигмента хлорофилла. Конечные продукты — сахар и крахмал.

Почвенное питание — процесс поглощения корнем воды с растворенными минеральными веществами. Неорганические соединения необходимы растениям для синтеза углеводов и белков, нуклеиновых кислот, АТФ. Недостаток питательных веществ приводит к минеральному голоданию растительного организма.

Клеточное дыхание у растений — процесс окисления органических соединений до углекислого газа и воды. Кислород поступает во все органы на свету и в темноте. Фотосинтез протекает только в зеленых клетках на свету. Дыхание, фотосинтез и водный обмен тесно связаны. Недостаток света, кислорода, воды отрицательно сказывается на жизнедеятельности растительного организма.

Размножение растений

Покрытосеменные размножаются вегетативным и половым способами. Первый тип воспроизведения себе подобных происходит за счет отделения и самостоятельного развития вегетативных органов либо их частей. Вегетативное размножение в природе осуществляется с помощью корневищ, клубней, луковиц, отпрысков, усов, выводковых почек и черенков. В практике растениеводства получили широкое распространение такие способы как черенкование, прививка, деление корневища, клональное размножение.

В половом размножении участвуют половые клетки. Они формируются в разных частях цветка — пыльцевом зерне и внутри семязачатков. Слияние гамет — оплодотворение — происходит после опыления. Так называют процесс переноса пыльцы на рыльце пестика.

У растений происходит двойное оплодотворение. Из вегетативной клетки пыльцы после опыления образуется трубка, растущая внутри пестика. Она достигает семязачатка. По пыльцевой трубке двигаются два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, другой — с центральной клеткой. Образуются зигота и триплоидная клетка, обеспечивающая зародыш запасом питательных веществ. Созревшие семена и плоды распространяются ветром, животными, водой, человеком.

Процесс индивидуального развития, или онтогенез, делится у растений на эмбриональный, вегетативный, генеративный периоды и старение. Длительность каждого этапа онтогенеза зависит от видовой принадлежности растительного организма (Рис. 6).

Раздражимость — способность воспринимать и отвечать на воздействия окружающей среды. Растения реагируют на внешние изменения не так, как животные. Реакция сводится к перестройке метаболизма, ростовым движениям. При неблагоприятных воздействиях закрываются устьица, останавливаются рост и развитие.

Растения могут реагировать движениями на восход и заход солнца. При появлении светила к нему поворачиваются стебель с листьями и распускаются цветки. Ростовой изгиб в сторону света получил название «фототропизм». Изменение освещенности, осадки и другие изменения в природе вызывают открывание и закрывание устьиц, цветков, сворачивание листьев.

Растительный организм — целостная система, в которой каждый орган выполняет определенные функции в тесной связи с остальными. Сложные процессы регулируются с помощью биоэлектрических импульсов, фитогормонов.

Источник

Что называют растениями? Общие характеристики, основные группы, строение и факты

Растения – это обширное царство живых организмов, которые встречаются на большей части суши планеты Земля, а также в водных средах обитания. Вы видите их повсюду. К ним относятся трава, деревья, цветы, кустарники, папоротники, мох и многие другие.

Существует около 320 000 видов растений, из которых подавляющее большинство, около 260–290 тысяч, дают семена. Зеленые растения обеспечивают значительную часть мирового кислорода и являются основой большинства экосистем Земли.

Что делает растение растением? Общие признаки

Вот несколько главных особенностей, которые делают живой организм растением:

Растения являются продуцентами, производящими органические вещества с помощью углекислого газа и энергии солнечного света в процессе фотосинтеза.

Растительная клетка

Клетки растений имеют жесткие клеточные стенки состоящими из целлюлозы, хлоропласты (которые помогают в фотосинтезе), ядра и большие вакуоли, заполненные водой.

Одна из важнейших функций большинства растений – фотосинтез. Растения используют его для создания энергии непосредственно из солнечного света.

Виды растений

Есть много разных видов растений. Часто их подразделяют на две основные группы: сосудистые и несосудистые.

Также растения принято подразделять на следующие группы:

Основная структура растений

Лист – это орган растения, который специализируется на фотосинтезе. Листья улавливают энергию солнечного света, а также захватывают углекислый газ из атмосферы. Многие листья имеют плоскую форму, чтобы улавливать как можно больше солнечного света. Однако листья бывают разных форм, в том числе длинные тонкие иглы, которые можно найти на хвойных растениях.

Стебель – это основная часть, поддерживающая листья, цветы и плоды. У стеблей есть сосудистые ткани, которые перемещают питательные вещества и воду через растение, помогая ему расти. Растения часто хранят питательные вещества в стеблях.

Корень – осевой, как правило, подземный часть растений. Корни помогают удерживать растение и собирают воду или минеральные вещества из почвы. Некоторые растения хранят пищу в своих корнях. Есть два основных типа корней – это волокнистые корни и стержневые корни. Главный корень, как правило, имеет один большой стержень, который растет очень глубоко, в то время как волокнистые корни имеют много ответвлений, растущих в разных направлениях.

Источник

В хлоропластах зелёных клеток, поглощающих энергию солнечного света из углекислого газа и воды, образуется сахар. Сахар — это основа для образования всех других органических веществ. За счёт органических веществ живут все клетки растения. Животные и люди питаются уже готовыми органическими веществами, образованными в клетках зелёных растений.

Клетки растений круглосуточно дышат кислородом, выделяя углекислый газ. Во время этого освобождается энергия, необходимая для жизни и роста растения, всасывания из почвы воды и минеральных веществ, для того, чтобы размножаться. Если растение лишено возможности дышать, то оно, как и животные — размножение растений семенами.

Растения, которые размножают вегетативным способом, тоже развиваются в результате деления клеток. На корнях, стеблях и листьях могут вырасти почки, а из них и побеги.

В определённую пору своей жизни начинает размножаться каждое цветковое растение. Независимо от способа размножения, растение воспроизводит организмы, подобные материнскому.

Размножаясь, растения расселяются занимая новые территории.

Содержание

Растительное сообщество [ править ]

Все растения растительного сообщества приспособлены к особым условиям совместной жизни, сложившимся в этом обществе.

Лес, луг, болото — разные растительные сообщества. Папоротники, плауны, ландыши, малина, клюква и черника — лесные растения они не живут на лугу, и наоборот, луговые растения (василёк, тимофеевка) не свойственны лесам.

Все растительные сообщества расположены на территориях, различающихся по влажности, освещённости, температуре, составу почвы и другим условиям жизни. Например, сосновые леса обычно растут на песчаных почвах, бедных перегноем. Кустарников и травянистых растений в них мало, хоть кроны сосен и пропускают достаточно света. На влажных почвах таких лесов растут больше мхов, а на сухих — сухолюбивые травы и лишайники (ягель).

На почве, богатой минеральными веществами, живёт растительное сообщество дубового леса. Здесь растут дуб, липа, клён, вяз, рябина, ясень, из кустарников — орешник, жимолость лесная и бересклет, лесные травы с крупными зелёными листьями.

В каждом растительном сообществе есть растения, оказывающее наибольшее влияние на данное сообщество. В еловом лесу это ель. Они сильно затеняют пространство под собой, отчего в еловом лесу устанавливается особый световой и температурный режим, а также истощает почву, вследствие чего в почве остаётся мало минеральных веществ, необходимых для травянистых растений. Жители елового леса — кислица обыкновенная и майник двулистный — гибнут при длительном воздействии прямых солнечных лучей.

Флора (в ботанике, лат. flora) — исторически сложившаяся совокупность видов растений, распространённых на конкретной территории («флора России»).

Растительность — это совокупность растительных сообществ, существующих на территории с определёнными условиями в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи.

Взаимосвязи растений в сообществе [ править ]

Корни деревьев могут срастаться. Если срубить надземную часть одного из сросшихся корнями деревьев, остальные деревья используют его корневую систему. Примерно 30 из 100 деревьев срастаются корнями в густом еловом лесу. Соменутость крон и срастание корней деревьев значительное повышает ветроустойчивость деревьев.

Одно из приспособлений к жизни в сообществе — неодновременное развитие растений. Например, орешник-лещина цветёт, когда деревья ещё не покрылись листвой, благодаря чему ветер свободно переносит пыльцу с тычиночных цветков на пестичные.

Деревья, кроны которых расположены выше всех других растений леса, опыляются ветром и цветут до распускания листьев. Ниже верхних ярусов почти не бывает ветра, поэтому большинство растений живущих здесь, опыляют насекомые. Плоды этих растений(в основном кустарников) распространяют птицы.

Некоторые травянистые растения широколиственного леса (например подснежников. которые развиваются там благодаря запасам питательных веществ) цветут намного раньше остальных растений это тоже приспособление к жизни в лесу. Раннее цветение таких растений возможно потому, что почва в широколиственном лесу промерзает меньше, чем на открытых участках. От промерзания почву предохраняет лесная подстилка из опавшей листвы, отмерших частей травянистых растений и перегнивающих опавших ветвей и коры, а также глубокий и рыхлый снеговой покров. В таких условиях под снегом температура почвы часто бывает около 0 °С, не опускаясь ниже минус 1-3.

Растения, цветущие в лесу или на полянах и опушках до распускания листьев на деревьях и кустарниках, имеют ярко окрашенные околоцветники.

У травянистых растений, обитающих в тёмном хвойном лесу, преобладает белая окраска околоцветников, позволяющая насекомым-опылителям легче находить цветки с пыльцой и нектаром.

Влияние факторов природы на растительные сообщества [ править ]

В результате вмешательства человека или под влияние естественных причин, одни растительные сообщества могут сменяться другими.

Естественные причины смены растительного сообщества другим растительным сообществом могут быть такими: изменение климата, почвообразования, жизнедеятельность самих растений. В результате в растительном сообществе появляются новые растения и исчезают те, что жили здесь ранее. Например, при зарастании озера на его месте образуется болото с характерной для него растительностью. Если болото высохнет, его растительность может смениться луговой или лесной.

Если деревья, составляющие верхние ярусы леса вырубить(вмешательство человека) или они сгорят в результате пожара, вызванного молнией(естественная причина), то многие растения нижнего яруса погибнут, и их место займут более светолюбивые и холодостойкие растения. так, постепенно может сложиться другое растительное сообщество.

Смена растительности может происходить и в лесных сообществах. В нижних ярусах берёзового леса прекрасно растут теневыносливые ели. Спустя много лет ель вырастает и занимает верхний ярус леса. Постепенно старые берёзы гибнут, а молодые не могут вырасти из-за недостатка света. В нижнем ярусе тоже происходит смена растительности. земляника, злаки, иван-да-марья, лапчатник, колокольчики характерные для берёзового леса не выживают в тёмном еловом. Их место занимают более тенелюбивые растения — кислица, черника, грушанки и др. Так происходит смена березового леса еловым.

Хозяйственная деятельность человека также влияет на растительные сообщества. Человек вырубает леса, чтобы заменить их пашнями, осушает болота, распахивает степи, закрепляет движущиеся пески в пустынях. При этом часто получается так, что в новых условиях жизни некоторые растения не выживают и постепенно вымирают.

Вмешательство человека может не только заменит одно растительное сообщество на другое, но и продлить жизнь данного сообщества. Старый луг, поросший мхом и с плотной почвой может быть превращён в луг, на котором организованы благоприятные условия для развития растений. для этого применяются специально разработанные меры: боронование, подкормка, посев трав.

Охрана растений [ править ]

Растения оказывают большое влияние на окружающую нас среду, на микроклимат, участвуют в почвообразовании, регулируют водный режим. Деревья очищают воздух от пыли, вредных газов, дыма и копоти, защищают жителей городов от шума.

Растения — зелёные фабрики воздуха. Один гектар леса в час поглощает около 8 л углекислоты. Такое количество углекислого газа выделяют при дыхании 200 человек. Многие растения высаживают в огородах и на территориях заводов и фабрик, ведь они поглощают вредные газы, а на их листьях оседает пыль.

Хвойные и некоторые другие растения выделяют особые вещества — фитонциды. Эти вещества убивают микробов — возбудителей болезней человека.

Растения используются в хозяйстве, получая пищевое, плодово-ягодное, лекарственное и техническое сырьё.

Люди всё активнее вмешиваются в природные процессы. И не всегда это безопасно для природы. Поэтому охрана природной среды является одной из важнейших проблем, требующих внимания.

Самая серьёзная мера сохранения растений — охрана их местообитания. Организовываются заповедники. заказники, природные (национальные) парки. На территории заповедников охраняется весь природный комплекс, а на территории заказников лишь та часть, которая обеспечивает существование определённых растений и животных.

В ботанических садах собираются живые коллекции редких растений. Ботанические сады, опытные станции и другие подобные учреждения играют большую роль в охране растений.

Вырубка лесов — одна из наиболее важных проблем. Она влечёт за собой исчезновение сотен тысяч животных и растений, разрушение сельскохозяйственных угодий, изменение климата и многое другое.

Леса — зелёные лёгкие планеты. Его уничтожение, загрязнение окружающей среды негативно воздействует на растительный мир, в конечном счёте угрожая жизни и здоровью человека. Поэтому охрана природы — важная часть жизни людей.

Весенние явления в жизни растений [ править ]

Весна — это время пробуждения природы. В природе весна начинается с началом сокодвижения у деревьев, на юге раньше 1 марта, а на севере позднее.

Начало сокодвижения у деревьев и кустарников — первый признак весны. Движение соков начинается после того, как оттает почва и корни растений начинают впитывать талую воду. Из корней, вода поступает во все органы растения. Листьев в это время ещё нет. Скапливаясь в клетках растений, вода растворяет запасённые в них органические вещества. Затем эти растворы поступают в набухшие и распускающиеся почки. Раньше, чем у других деревьев (в начале марта), у клёна остролистного начинается весеннее сокодвижение. А вскоре и у берёзы.

Цветение ветроопыляемых деревьев и кустарников — это второй признак весны. В средней полосе европейской части бывшего СССР зацветает ольха серая. Распустившиеся серёжки из тычиночных цветков хорошо заметны, хоть цветки у неё и невзрачные. В маленькие серовато-зелёные соцветия собраны пестичные цветки ольхи. Прошлогодние соцветия — сухие, почерневшие шишечки расположены рядом с новыми.

В одно время с ольхой зацветает орешник. Его тычиночные цветки развиваются в соцветиях — сложных серёжках, из генеративных (цветочных) почек развиваются пестичные цветки с красноватыми рыльцами.

Раннее цветение ветроопыляемых растений (орешника, ольхи и др.) — одно из приспособлений жизни в лесу. ветви без листьев не затрудняют опыления. Подхваченная ветром пыльца свободно переносится с одного растения на другое.

Ещё один признак наступившей весны — цветение мать-и-мачехи. Растёт это многолетнее травянистое растение на открытых, освещённых солнцем местах, на железнодорожных насыпях, берегах рек, крутых склонах и обрывах. Как только стает снег, появляются её чешуйчатые стебли — цветоносы с ярко-жёлтыми соцветиями, похожими на соцветия одуванчика. Только после того, как созреют и рассеются её пушистые плодики, вырастают её крупные листья. Нижняя сторона листьев покрыта белыми мягкими волосками, а верхняя — гладкая и холодная. В длинных толстых корневищах мать-и-мачехи накоплены запасы питательных веществ, отложенных летом прошлого года. Именно поэтому возможно её цветение до распускания листьев.

Цветение многолетних травянистых растений лиственного леса — третий признак весны. Первыми зацветает печёночница благородная с лазоревыми цветками и медуница лекарственная, затем ветреница дубравная и лютичная, хохлатки, чистяк весенний, первоцвет весенний. Все эти растения светолюбивы и цветут в лесу, когда на деревьях и кустарниках ещё нет листвы.

Источник