Морфологические особенности вегетативных органов растений

Морфологические особенности вегетативных органов растений 1. 2. 3. 4. 5. Корень и корневая система. Побег и система побегов. Почки и их типы. Лист – боковой орган побега. Метаморфозы вегетативных органов растений. Типы корневых систем стержневая мочковатая смешанная Классификации корневых систем деревьев и кустарников Поверхностная система Глубокая стержневая Якорные корни • Поверхностная система располагается в основном горизонтально и сравнительно неглубоко, недостаточно прочно удерживает растения при сильных ветрах (ель европейская, сосна обыкновенная на болоте) • Глубокая стержневая - характеризуется глубоко уходящим в землю стержневым корнем, который прочно закрепляет растения в субстрате, и они противостоят сильным ветрам • Якорные корни характерны для растений песков, щебнистых осыпей и т.п. Представляют собой боковые ответвления корней, глубоко уходящие в почву, часто под прямым углом, и крепко, подобно якорю, удерживающие растения в субстрате (сосна обыкновенная на песках) Зоны молодого корня 5 1 – корневой чехлик; 2 – подзона деления; 3 – подзона растяжения; 4 – зона поглощения; 5 – зона проведения Основные функции корня • Осуществляет минеральное и водное питание. • Закрепляет, «заякоривает» растения в почве. • Синтез органических соединений – продуктов первичного и вторичного (алкалоиды) метаболизма. • Синтез гормонов (цитокинины и гиббереллины), необходимых для роста и развития надземных частей растений. • Является местом хранения запасных питательных веществ. • Выполняет роль дыхательного органа. • Взаимодействует с корнями других растений, микроорганизмами и грибами, находящимися в почве. • Служить органом вегетативного размножения. Ризосфера • Определенная зона вокруг растений, наиболее благоприятная для развития различных микроорганизмов, деятельность которых имеет большое значение в питании растений. • Образуется в результате выделения в почву корнями растений различных органических веществ – сахара, кислоты (уксусную, муравьиную) и некоторые минеральные соединения. • Способствует переводу трудноусвояемых соединений в легкорастворимые и усвояемые растениями. Микориза – симбиоз молодых корневых окончаний с гифами почвенных грибов. Корневые клубеньки 1 – корень гороха с клубеньками; 2 – клубеньки в разрезе; 3 – растительная клетка в разрезе, заполненная бактериями; 4 – бактерии, находящиеся в клетках растения приобретают необычную форму; 5 – внедрение бактерий через кончики корневых волосков, и рост инфекционных нитей Основные функции побега • Осуществление процесса фотосинтеза • Образования репродуктивных структур (спорангиев, шишек, цветков и др.). Общий вид однолетнего побега растения • Стебель – осевая часть побега, имеющая цилиндрическую форму, а листья –плоские боковые части (органы) побега, сидящие на стебле. Почки – обязательная принадлежность побега. За счет верхушечной почки осуществляется рост самого побега; боковые почки – зачатки новых побегов, обеспечивающие ветвление растения. • Участок стебля, от которого отходит лист – узел, участки стебля между соседними узлами – междоузлия. • Угол между листом и идущим вверх стеблем – пазуха листа. Побеги укороченные и удлиненные Формы стебля по поперечному сечению 1 2 4 5 6 3 7 8 9 10 1 – округлый; 2 – округлый полый; 3 – соломина; 4 – трехгранный; 5 – четырехгранный, 6 – многогранный; 7 – ребристый; 8 – бороздчатый; 9 – крылатый; 10 – сплюснутый Верхушечное, или дихотомическое ветвление (водоросль диктиота) • Апекс побега делится надвое и дает начало осям следующего порядка. • Встречается у многих многоклеточных водорослей, плаунов. Типы побегов по положению в пространстве Моноподиальное ветвление (побег сосны) • Каждая ось представляет собой моноподий, т.е. результат работы одной верхушечной меристемы. • Характерно для многих голосеменных растений и значительной части травянистых покрытосеменных. Симподиальное ветвление (побег березы) • Верхушечная почка побега на определенном этапе отмирает, но начинается усиленное развитие одной или нескольких боковых почек. • Из них образуются боковые побеги, которые замещают побег, прекративший рост. • Возникшие при этом оси представляет собой симподии, т.е. результат работы ряда меристем Ложнодихотомическое ветвление (побег сирени) • После отмирания верхушки годичного побега вырастает не один побег замещения, а два супротивных. • У деревьев и кустарников с супротивным расположением листьев (клен, сирень). Классификация почек по положению на стебле Почки Верхушечные Боковые Пазушные Придаточные Классификация почек по функциональному назначению вегетативные репродуктивные смешанные Строение почек и их расположение на стебле Лист – боковой вегетативный орган, растущий от стебля, имеющий двустороннюю симметрию и зону роста при основании. • Особенности листа - возникает экзогенно – из наружных слоев меристемы конуса нарастания стебля в виде листового бугорка; - физиологическая специализация приводит к значительному развитию ассимиляционной паренхимы; - ограниченный верхушечный рост и малая продолжительность роста. • Основные функции: - фотосинтез, - газообмен, - транспирация. • Дополнительные функции: - орган защиты (чешуи, колючки), - прикрепление к опоре (усики), - запас питательных веществ и воды, - вегетативное размножение. • Пластинка – расширенная плоская, наиболее важная часть типичного листа. Основная функция – процесс фотосинтеза. • Черешок – узкая стеблевидная часть между пластинкой и основанием. Служит для ориентировки листа по отношению к свету, а также ослабляет удары по листовой пластинке дождя, града, ветра. Различают черешчатые (с черешками) и сидячие (без черешков) листья. • Основание – базальная часть листа, сочлененная со стеблем. • Прилистники –парные боковые выросты основания листа. Развиваются раньше, чем пластинка, и защищают листья в почке, а при раскрывании почки сбрасываются. Формы листовых пластинок 3 2 1 4 5 6 8 7 9 11 10 12 13 14 1–игловидная 2–линейная 3–обратнояйцевидная 4–стреловидная 5–продолговатая 6–овальная 7–яйцевидная 8–ромбическая 9–ланцетная 10–округлая 11–лопатчатая 12–почковидная 13–сердцевиднояйцевидная 14–копьевидная Основные типы верхушек листовой пластинки острая усеченная оттянутая округлая выемчатая туповатая с остроконечием Основные типы оснований листовой пластинки клиновидное узкоклиновидно е усеченное нисбегающее округлоклиновидное округлое сердцевинное выемчатое Основные типы края листовой пластинки двоякопильчатый зубчатый пильчатый выемчатый городчатый цельный Простые листья Типы расчленения пластинки простого листа Пальчатые Перистые С лопастями Лопастной (полупластинка расчленена менее чем наполовину) С долями Раздельный (полупластинка расчленена более чем наполовину) С сегментами Рассеченный (полупластинка расчленена до основания) Сложные листья • Несколько листовых пластинок (листочков), каждая из которых имеет свой черешок, сидящий на общей оси – рахисе. • Пальчатосложные - листочки расходятся радиально от общего черешка (каштан конский). • Перистосложные - листочки располагаются по сторонам рахиса. Если рахис завершается на верхушке непарным листочком, лист называется непарноперистосложным, при его отсутствии – парноперистосложным. • Тройчатый лист, состоит из трех листочков (клевер, люцерна, земляника) Жилкование • Простое – листовую пластинку пронизывает одна жилка (мхи, плауны, хвойные, элодея). • Дихотомическое (вильчатое) – главная жилка ветвится вильчато, анастомозы отсутствуют, а окончания жилок подходят к краю листовой пластинки (папоротниковидные, из голосеменных – гингко). • Параллельное и дуговидное – от основания листа в пластинку вступает ряд жилок сравнительно одинакового размера, которые пронизывают пластинку параллельно (злаки, амариллис, кливия) или дугообразно (ландыш, тюльпан, гемантус). Продольные жилки соединяются перемычками – анастомозами, идущими косо или в поперечном направлении. • Сетчатое – белее мелкие разветвления жилок всегда соединяются друг с другом перемычками – анастомозами (ива). • Перистое – из стебля в лист идет только одна жилка, от которой под углом отходят боковые (вяз). • Пальчатое – из черешка выходит несколько равных жилок, и каждая из них разветвляется (клен). Метаморфизированные органы • Органы, у которых под действием среды обитания или в зависимости от определенной функции произошло наследственное закрепление одной функции, сопровождающееся резким изменением формы, и потеря других. • Они изменили свою форму и приспособились выполнять дополнительные функции. • Эти изменения являются приспособлением органов растений к изменяющимся условиям среды. Втягивающие (котрактильные) корни • У многих луковичных и корневищных растений. • Укорачиваясь у основания, способны втягивать луковицы или корневища в почву на оптимальную для их сохранения глубину в период летней засухи или зимних морозов. Досковидные корни Развиваются у деревьев верхнего и отчасти среднего яруса тропического дождевого леса. Вверх по стволу поднимаются на 3-5 м и на такое же расстояние расходятся в стороны по поверхности почвы. Толщина их 8-10 см Столбовидные корни Надземная часть утолщается и превращается в столбовидные опоры, поддерживающие ветви в горизонтальном направлении. От ветвей свисает вниз множество тонких придаточных корней. Некоторые достигают почвы и формируют подземную корневую систему. Столбовидные корни Ходульные корни Семена внутри плода на материнском растении. В течение 7-9 месяцев у них вырастает длинный (50100 см) гипокотиль. Падая вниз, корень глубоко уходят в илистый субстрат и укореняется. На гипокотиле, а затем на стебле главного побега развиваются придаточные корни. В дальнейшем происходит отмирание системы главного корня и нижней части ствола. Крона висит в воздухе, поддерживаемая в вертикальном положении придаточными корнями, похожими на ходули. Дыхательные корни (пневматофоры) От базальной части главного корня вблизи поверхности почвы в горизонтальной плоскости радиально расходятся боковые корни (кабельные). На них со стороны, обращенной к поверхности почвы, развиваются метаморфизированные боковые корни (диаметром 9-12 см), обладающие отрицательным геотропизмом. Они проходят сквозь почву и возвышаются над ее поверхностью на 20-30 см Дыхательные корни Воздушные корни Эпифиты впитывают влагу из воздуха с помощью воздушных корней, которые свободно висят в воздухе. Некоторые из них образуют корневые «гнезда», в которых накапливаются листья деревьев и пылинки. Со временем из этого «гнезда» образуется почва, питающая корни эпифитов. Воздушные корни Запасающие корни Стержневая корневая система, в которой запасающим стал главный корень, превращается в корнеплод. Запасающие корни При видоизменениях мочковатой корневой системы возникают корнеклубни. Колючки • встречаются на стеблях боярышника, терна. • могут быть очень острыми и являются для растений хорошей защитой от животных. • простые и ветвистые (гледичия обыкновенная). Усы и усики • У земляники имеются очень тонкие ползучие стебли с длинными междоузлиями, они называются усами. С помощью усов растение укореняется и размножается вегетативным способом. • Стебли винограда, тыквы имеют усики. При помощи усиков эти растения цепляются за рядом растущие растения или за специальную опору, обкручивают ее и таким способом поддерживаются. Корневище расположено под землей и по внешнему виду имеет некоторое сходство с корнем Корневище • Ежегодно нарастает. • Растет оно с одной стороны, где находится верхушечная почка; с другой стороны расположена старая часть корневища, которая постепенно отмирает. • На корневище имеются узлы и междоузлия, редуцированные листья в виде чешуй, боковые почки обычно мелкие. • С помощью придаточных корней укрепляется в почве. • Различают вертикальные (валериана, чемерица) и горизонтальные (ландыш, пырей, купена) корневища. • В корневищах откладывается запасной крахмал, дубильные вещества (лапчатка), эфирные масла (валериана). Луковица • имеет укороченный стебель (донце), • в почве укореняется придаточными корнями. • к донцу прикрепляются чешуи – видоизмененные листья, в которых откладываются в запас питательные вещества. • наружные бурые чешуи выполняют защитную функцию. • на вершине донца имеется верхушечная почка, из нее весной развивается стебель с листьями, который заканчивается цветочной стрелкой. • встречаются только у однодольных растений • Клубнелуковицы (гладиолусы, крокусы) представляет собой промежуточную форму между клубнями и луковицами. • Снаружи покрыты сухими чешуями и по этому по внешнему виду напоминают луковицы. • Внутри имеется сильно разросшееся донце, оно занимает основную часть клубнелуковицы • Здесь откладываются питательные вещества, которые расходуются на следующий год. • Клубни – за счет отложения большого количества крахмала сильно утолщаются и принимают шаровидную форму. • Образуются на концах тонких длинных бесцветных подземных стеблей – столонов. • На клубнях картофеля имеются почки, которые называют глазками. Расположение глазков такое же, как почек на стебле. Усики • нитевидные органы, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. • у лиан часть листа или весь лист превращены в усики. • у вики, чечевицы и гороха посевного в усики видоизменены верхняя часть рахиса и соответственно 3-7 листочков. • У чины безлистной редуцируются все листочки, рахис представляет собой единственный усик, а функцию фотосинтеза выполняют два крупных листовых прилистника. • Колючки свойственны растениям, обитающим в сухом и жарком климате, хотя нередки и у растений других климатических зон. • Они выполняют две основные функции: уменьшают испаряющую поверхность надземной части растений и защищают стебли, стволы и молодые листья от поедания животными. Ловчие аппараты • бывают у насекомоядных растений – это росянка, венерина мухоловка, непентес, пузырчатка и другие . • Насекомоядные растения живут на почвах, бедных минеральными веществами, и их ловчие аппараты являются дополнительным способом питания.