Морфологические особенности вегетативных органов растений

Лекция № 2. Морфологические особенности вегетативных органов растений Типы корневых систем: - стержневая - мочковатая - смешанная Классификации корневых систем деревьев и кустарников: 1. Поверхностная система располагается в основном горизонтально и сравнительно неглубоко, недостаточно прочно удерживает растения при сильных ветрах (ель европейская, сосна обыкновенная на болоте) 2. Глубокая стержневая - характеризуется глубоко уходящим в землю стержневым корнем, который прочно закрепляет растения в субстрате, и они противостоят сильным ветрам. 3. 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). 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. - Служит 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. 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. Верхушечное, или дихотомическое ветвление (водоросль диктиота) Апекс побега делится надвое и дает начало осям следующего порядка. Встречается у многих многоклеточных водорослей, плаунов. 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: - Верхушечные - Боковые - Пазушные - Придаточные Классификация почек по функциональному назначению: - Вегетативные - Репродуктивные - Смешанные 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. 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. 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. 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. Запасающие корни Стержневая корневая система, в которой запасающим стал главный корень, превращается в корнеплод. 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). 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. 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. нитевидные органы, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. Усики 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. 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 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. 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.