Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Видоизменения вегетативных растений

Факультет _________________________

Кафедра ___________________________

Специальность ______________________

Форма обучения _____________________

Курс, группа________________________

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Основы ботаники»

на тему: Видоизменения вегетативных растений.

К защите допускаю

Руководитель

______________________

«____» ___________ 200__г

Оценка при защите

_____________________

«____»__________200__г

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Вегетативные органы растений:

1.1. Корень

1.2. Стебель

1.3. Лист

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Понятие метаморфоза

Видоизменения вегетативных растений (Метаморфоз):

Видоизменения корней растений
Видоизменения стеблей растений
Видоизменения листов растений

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.1. Корень растения

Ко́рень — осевой, подземный вегетативный орган высших растений, обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень осуществляет закрепление растения в почве и обеспечивает поглощение и проведение воды с растворёнными минеральными веществами к стеблю и листьям.

На корне нет листьев, в клетках корня нет хлоропластов.

Кроме основного корня, многие растения имеют многочисленные придаточные корни. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. В случае, когда главный корень незначительно выражен, а придаточные корни выражены значительно, корневая система называется мочковатой. Если главный корень выражен значительно, корневая система называется стержневой.

Некоторые растения откладывают в корне запасные питательные вещества, такие образования называют корнеплодами.

Основные функции корня:

Закрепление растения в субстрате;
Всасывание, проведение воды и минеральных веществ;
Запас питательных веществ;
Взаимодействие с корнями других растений, грибами, микроорганизмами, обитающими в почве (микориза, клубеньки бобовых).
Вегетативное размножение
Синтез биологически-активных веществ

У многих растений корни выполняют особые функции (воздушные корни, корни-присоски).

Особенности строения корней

Совокупность корней одного растения называют корневой системой.

В состав корневых систем входят корни различной природы.

Различают:

главный корень,
боковые корни,
придаточные корни.

Главный корень развивается из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на любом корне в качестве бокового ответвления. Придаточные корни образованы побегом и его частями.

1.2. Стебель растения

Сте́бель — удлинённый побег высших растений, служащий механической осью, также выполняет роль производящей и опорной базы для листьев, почек, цветков.

Классификация стеблей

Виды стеблей по расположению относительно уровня почвы:

надземные
подземные

Виды стеблей по степени одревесневания:

травянистые
деревянистые (например, ствол — главный многолетний стебель дерева; стебли кустарников называют стволиками)

Виды стеблей по направлению и характеру роста:

прямостоячие (например, подсолнечник)
лежачие (стелющиеся) — стебли лежат на поверхности почвы, не укореняясь (вербейник монетчатый)
приподнимающиеся (восходящие) — нижняя часть стебля лежит на поверхности почвы, а верхняя поднимается вертикально (сабельник)
ползучие — стебли стелются по земле и укореняются благодаря образованию в узлах придаточных корней (будра плющевидная)
цепляющиеся (лазящие) — прикрепляются к опоре с помощью усиков (горох)
вьющиеся — тонкие стебли, обвивающие опору (луносемянник)

Виды стеблей по форме поперечного сечения:

округлые
сплюснутые
трёх—, четырёх—, многогранные (гранистые)
ребристые
бороздчатые (желобчатые)
крылатые — стебли, у которых по острым граням тянутся плоские травянистые выросты (чина лесная) или низбегающие на стебель основания листьев (окопник лекарственный).

1.3. Лист растения

Ли́ст — наружный орган растения, основной функцией которого является фотосинтез.

Для этой цели лист, как правило, имеет пластинчатую структуру, чтобы дать клеткам, содержащим специализированный пигмент хлорофилл в хлоропластах, получить доступ к солнечному свету.

Лист также является органом дыхания, испарения и гуттации (выделения капель воды) растения. Листья могут задерживать на себе воду и питательные вещества, а у некоторых растений выполняют и другие функции.

Как правило, лист состоит из следующих тканей:

Эпиде́рмис — слой клеток, которые защищают от вредного воздействия среды и излишнего испарения воды. Часто поверх эпидермиса лист покрыт защитным слоем восковидного происхождения (кутикулой).
Мезофи́лл, или паренхи́ма — внутренняя хлорофиллоносная ткань, выполняющая основную функцию — фотосинтез.
Сеть жи́лок, образованных проводящими пучками, состоящими из сосудов и ситовидных трубок, для перемещения воды, растворённых солей,сахаров и механических элементов.
У́стьица — специальные комплексы клеток, расположенные, в основном, на нижней поверхности листьев; через них происходит испарение воды игазообмен.

Основные типы листьев

Листовидный отросток у определённых видов растений, таких как папоротники.
Листья хвойных деревьев, имеющих игловидную либо шиловидную форму (хвоя).
Листья покрытосеменных (цветковых) растений: стандартная форма включает в себя прилистник, черешок и листовую пластинку.
Плауновидные (Lycopodiophyta) имеют микрофилловые листья.
Обвёрточные листья (тип, встречающийся у большинства трав)

Разделение листовых пластинок

По тому, как листовые пластинки разделены, могут быть описаны две основные формы листьев.

Простой лист состоит из единственной листовой пластинки и одного черешка. Хотя он может состоять из нескольких лопастей, промежутки между этими лопастями не достигают основной жилки листа. Простой лист всегда опадает целиком.

Если выемки по краю простого листа не достигают четверти полуширины листовой пластины, то такой простой лист называется цельным.

Сложный лист состоит из нескольких листочков, расположенных на общем черешке (который называется рахис). Листочки, помимо своей листовой пластинки, могут иметь и свой черешок (который называется черешочек, или вторичный черешок). В сложном листе каждая пластинка опадает отдельно. Так как каждый листочек сложного листа можно рассматривать как отдельный лист, при идентификации растения очень важно определить местонахождение черешка. Сложные листья являются характерными для некоторых высших растений, таких как бобовые.

2. Метаморфоз

Метаморфо́з (от греч. metamórphosis — «превращение») — глубокое преобразование строения организма (или отдельных его органов), происходящее в ходе индивидуального развития (онтогенеза).

Выражается в видоизменениях основных органов, происходящих в онтогенезе и связанных со сменой выполняемых ими функций или условий функционирования. Истинный метаморфоз — превращение одного органа в другой с полной сменой формы и функции, происходит у многих травянистых растений (постепенное отмирание надземного побега и переход в корневище, луковицу, на время неблагоприятного периода).

В большинстве же случаев метаморфозу подвергаются не взрослые органы, а их зачатки, например, при превращении части побегов и листьев в колючки, усики. Детерминация зачатка органа, определяющая его окончательный облик и происходящая на разных этапах его развития, связана с накоплением определенных физиологически активных веществ и зависит от внешних и внутренних факторов.

Видоизменения корней растений:

Корнеплод .

Корнепло́д — часть растения, запасающая питательные вещества, чаще всего ассоциированные с корневой системой, откуда первая часть названия. Плодами не являются, вторая часть названия некорректна, но традиционна. В сельском хозяйстве корнеплодами называют как специально выращиваемые ради мощных сочных подземных органов растения, так и те части, которые собственно заготавливаются и употребляются в пищу и на корм животных. В формировании корнеплодов участвуют главный побег (базальная часть), гипокотиль и главный корень растения.

Формирование корнеплодов характерно для двулетних растений из семейств:

Капустные (репа, редька, брюква, турнепс)
Зонтичные (морковь, петрушка, сельдерей, пастернак)
Астровые (цикорий, скорцонера)

Значительно реже корнеплоды формируются:

у однолетних (например, редис)
у многолетних (например, катран из семейства Капустные)

В первый год жизни у большинства корнеплодов развивается розетка листьев и «корнеплод». Его верхняя часть — «головка» — несёт розетку листьев и образована укороченным стеблем. Под ней находится «шейка», представляющая собой подсемядольное колено, или гипокотиль, — участок стебля проростка между семядолями и главным корнем (например, у моркови) или только его верхней частью (например, у свёклы, репы, брюквы). Собственно корень — обычно это главный корень проростка — ветвится, образуя боковые корни. Масса «корнеплода» состоит из разросшейся паренхимы вторичной ксилемы (семейство капустовых) или вторичной флоэмы(семейство зонтичных) и иногда коры (морковь). У свёклы кольцо прироста из ксилемы и флоэмы образуется несколькими кольцами камбия, а в паренхиме откладываются в запас питательные вещества. На 2-м году жизни из почек, находящихся в пазухах розеточных листьев, развивается цветущий и плодоносящийстебель. После оплодотворения и созревания семян растение отмирает.

Корнеплоды требовательны к влаге. Хорошие их урожаи получают на плодородных рыхлых почвах, особенно с искусственным орошением. В корнеплодах накапливаются сахара (сахарная свёкла, брюква), инулин (цикорий), крахмал (катран, картофель), минеральные соли, витамины (морковь, репа, редис).

Корневые клубни (корневые шишки) образуются в результате утолщения боковых и придаточных корней.
Корни-зацепки — своеобразные придаточные корни. При помощи этих корней растение «приклеивается» к любой опоре.
Ходульные корни — выполняют роль опоры.
Воздушные корни — боковые корни, растут вниз. Поглощают дождевую воду и кислород из воздуха. Образуются у многих тропических растений в условиях повышенной влажности.
Микориза

Симбиотическая ассоциация мицелия гриба с корнями высших растений. Явление микоризы было описано в 1879 году Ф. М. Каменским. Известны три типа микоризы экзомикориза, эндомикориза и экзоэндомикориза. Эктотрофная микориза возникает, когда гифы гриба оплетают плотной сетью, образуя или чехол или микоризные трубки. Гифы гриба проникают сквозь ризодерму корня и распространяются по межклетникам, не проникая в клетки. Для такого типа микоризы характерно отсутствие корневых волосков и редукция корневого чехлика вплоть до одного-двух слоёв клеток. Гифы гриба разделяют корень на зоны (в виде сети гиф — сеть Гартигга). Основное отличие эндотрофной микоризы в том, что гифы гриба проникают в клетки коры корня (через поры, не проходя сквозь плазмалемму). На поверхности корня микориза выражена слабо, то есть вся основная часть гриба находится внутри корня. В клетках корня могут образовываться скопления гиф гриба в виде клубков. Гифы могут разветвляться внутри клетки — эти образования называются арбускулами. Экзоэндомикориза сочетает в себе признаки и эндо- и экзомикоризы. Возможен переход между эктомикоризой и эндомикоризой.

Бактериальные клубеньки на корнях высших растений — сожительство высших растений с азотфиксирующими бактериями — представляют собой видоизменённые боковые корни, приспособленные к симбиозу с бактериями. Бактерии проникают через корневые волоски внутрь молодых корней и вызывают у них образование клубеньков. При таком симбиотическом сожительстве бактерии переводят азот, содержащийся в воздухе, в минеральную форму, доступную для растений. А растения, в свою очередь, предоставляют бактериям особое местообитание, в котором отсутствует конкуренция с другими видами почвенных бактерий. Бактерии также используют вещества, находящиеся в корнях высшего растения. Чаще других бактериальные клубеньки образуются на корнях растений семейства Бобовые. В связи с этой особенностью семена бобовых богаты белком, а представителей семейства широко используют в севообороте для обогащения почвы азотом.
Запасающие корни — корнеплоды состоят в основном из запасающей основной ткани (репа, морковь, петрушка).
Дыхательные корни — у тропических растений — выполняют функцию дополнительного дыхания.

Видоизменения стеблей растений:

Надземные видоизмененные побеги:

почки
колючки
усики
туберидии (псевдобульбы)

Почки защищают молодой побег от холода, жары и других неблагоприятных усовий среды. Почка — это побег в зачаточном состоянии. В благоприятных условиях из неё развивается побег. Образуется у растения в пазухе листа (пазушная почка) либо на конце побега (верхушечная почка, или терминальная почка), либо на взрослых органах (стебле, листе, корне; в этом случае он не связан ни с верхушками побегов, ни с узлами и не обнаруживает чётких закономерностей в своем расположении) — придаточная почка. Однажды появившись, почка может оставаться нераскрытой на определённый промежуток времени в состоянии покоя (спящая почка), либо тут же из неё начинает развиваться побег. Вегетативные почки, из которых развиваются вегетативные побеги, состоят из зачаточного стебля и зачаточных листьев. Генеративные почки, из которых развиваются цветки или соцветия, состоят из зачатков соцветий и цветков.

Почки у многих древесных растений, особено в умеренном или прохладном климате, покрыты видоизменёнными листьями, называемыми чешуями. Такие почки называют закрытыми, или защищёнными. Если чешуи отсутствуют, то такие почки называют голыми, или незащищёнными.

Почки бывают:

верхушечные — они обеспечивают рост стебля в длину
пазушные — из них образуются боковые побеги
цветочные — из них развиваются цветки
придаточные — из них развиваются придаточные побеги — поросль. Придаточные побеги берут начало от спящих почек

Подземные видоизменённые побеги:

корневища
клубни
луковицы
стеблекорневой тубероид

Корневи́ще — видоизменённый побег, обычно подземный, с чешуевидными, недоразвитыми или рано отмирающими листьями, верхушечными или пазушными почками, придаточными корнями. Корневище выполняет функцию запасания питательных веществ, вегетативного возобновления и размножения. У дерева корневищем называют основной корень (продолжение ствола), а также часть корней, выступающую на поверхности земли.^[1]

Корневище может быть:

простым или ветвистым — по степени разветвлённости;
горизонтальным, вертикальным или косым — по направлению роста;
длинным, коротким или сильно укороченным (со сближенными узлами) — по длине;
толстым или тонким — по толщине.

Клу́бень (лат. túber) — модифицированный (укороченный) подземный побег растения, утолщённый и с редуцированными листьями. Клубни развиваются, как правило, на концах столонов — боковых вытянутых побегов корневища. Как и на большинстве вегетативных побегов, на клубне можно обнаружить пазушные почки (у картофеля их обычно называют «глазки»). Клубни содержат богатые запасы питательных веществ, в основном, крахмала.

Человек использует в пищу клубни ряда растений, например, картофеля. С клубнями не следует смешивать корневые клубни, или корнеклубни (утолщённые участки корней, например, у батата). Кроме того, клубни могут быть использованы для вегетативного размножения растений.

Лу́ковица (лат. búlbus) — видоизменённый, обычно подземный побег растений с утолщённым коротким плоским стеблем (донцем) и разросшимися мясистыми либо плёнчатыми бесцветными основаниями листьев (чешуями), запасающими воду и питательные вещества. Плёнчатые луковицы одеты общими плёнчатыми чешуями (лук). Чешуи луковиц образованы цельными листьями, лишёнными хлорофилла (лилия), основаниями ассимилирующих листьев (лук) или сочетанием тех и других (подснежник)^[1]. У чешуйчатых, или черепитчатых, луковиц мясистые чешуевидные листья сидят на донце свободно, а наружные чешуи мельче внутренних (лилия). Впазухах чешуй находятся почки, из которых развиваются надземные побеги или дочерние луковицы — детки.

Луковицы могут быть однолетними (тюльпан, лук, кандык) и многолетними (нарцисс, амариллис), по способу нарастания — моноподиальными (возобновление идёт из верхушечной почки, а цветоносные побеги образуются из пазушных почек, например, у нарцисса, подснежника), и симподиальными (цветоносный побег развивается из верхушечной почки, а возобновление происходит из пазушной, например, у тюльпана, рябчика, лука). Если в рост трогаются две или несколько почек, луковица ветвится, образуя детки. У сложных луковиц (чеснок) в пазухе каждой чешуи формируется несколько луковиц-деток (так называемых зубков).^[1]

Луковица характерна для луковых, многих лилейных (тюльпан, гиацинт, лилия), амариллисовых (подснежник, нарцисс).

Служит для вегетативного возобновления растений. Весной цветочная почка и зародыши листьев развиваются в цветущее растение, пользуясь запасом воды и питательных веществ, накопленным в мясистых листьях луковицы. Когда цветок отомрёт, листья продолжают жить и производить питательные вещества, которые переносятся к основанию листьев. Они разбухают и превращаются в новые луковицы. Пазушные почки могут развиться в дочерние луковицы, которые, отделившись, дают начало новым растениям.

Растения с луковицами называются луковичными. Луковичные широко представлены среди однодольных в семействах Лилейные, Амариллисовые, Касатиковые; средидвудольных встречаются реже, только в некоторых родах (например, Кислица, Зубянка)

У некоторых (вообще очень немногих) растений луковички (лат. bulbilli) образуются и на надземных органах, так, например, у лилии луковиценосной (Lilium bulbiferum) — в пазухах листьев

Стеблекорневой тубероид — запасающий, ежегодно заменяющийся подземный орган, сочетающий в своем анатомическом строении корневые и стеблевые структуры. Характерен для представителей Orchidoidaceae. Строение стеблекорневого тубероида имеет важное таксономическое значение на уровне родов и видов.

Видоизменения листов растений:

Видоизменения листа возникли в процессе приспособления растений к различным средам существования и обеспечивают ряд дополнительных функций: запас питательных веществ и воды (мясистые чешуи луковиц, листья столетника, агавы); защита от животных или неблагоприятных условий среды (колючки барбариса, почечные чешуи); прикрепление к субстрату (усики гороха); ловчий аппарат (росянка и др.); органы вегетативного размножения.

Видоизмененные надземные побеги характерны для многих растений. При этом видоизменяются как отдельные части побега (стебель, листья, почки), так и побег в целом. Например, у обыкновенной, или кочанной, капусты образуется кочан, состоящий из короткого стебля с многочисленными толстыми, перекрывающими друг друга листьями, почти лишенными хлоропластов. Кочан по существу представляет собой метаморфизированную гигантскую почку, т. е. зачаточный побег.

Растения с видоизмененными побегами наиболее часто встречаются в засушливых районах, где ощущается недостаток влаги, и поэтому у вегетативных органов растений начинает преобладать функция запасания воды. Растения с такими побегами называют суккулентами

Довольно распространенными видоизменениями частей побега являются колючки. У некоторых растений в колючки превращаются листья (у барбариса, кактусов), прилистники (у белой акации) или черешок листа после опадения листовой пластинки (у астрагалов). У боярышника, жостера, дикой яблони, дикой груши в колючку преобразовывается стебель некоторых боковых побегов. У гороха, горошков и других лазающих растений верхняя часть сложного листа превращается в усики, а у винограда — в побеги.

Для восполнения недостало питательных веществ в почве и прежде всего недостатка азота у насекомоядных растений (росянки круглолистной, пузырчатки обыкновенной, непентеса гибридного и др.) образуются видоизмененные листья —ловчие аппараты.

Рис. Видоизменения побега или отдельных его частей: а —усы земляники; б — столоны и клубни картофеля; в—луковица гиацинта (общий вид и продольный разрез); г — луковица лилии; д — короткое корневище купены; е — колючка барбариса (видоизмененные листья); ж — колючки белой акации (видоизмененные прилистники); з, л — колючки боярышника и гледичии (видоизмененные побеги); и — шипы шиповника; к—усик гороха (видоизмененная часть листа); м—усики винограда (видоизмененные побеги); 1 — стебель (донце); 2 —листья; 3—зачаток соцветия; 4—придаточные корни; 5 —рубцы от отмерших надземных стеблей.