Жизнедеятельность и размножение растительного организма, его целостность

Растения, как и все живые организмы, дышат, питаются, растут, развиваются, размножаются. В растительном организме идет обмен и транспорт веществ, испарение воды. Но только в растительном организме идет процесс фотосинтеза.

1) ФОТОСИНТЕЗ Сущность фотосинтеза заключается в том, что зеленые растения за счет солнечной энергии из воды и углекислого газа при участии минеральных веществ создают сложные органические соединения. Он идет во всех зеленых частях растения, где в клетках имеются хлоропласты. Но основной процесс фотосинтеза (воздушного питания) идет в листьях. Энергия света, поглощенная хлорофиллами, идет на синтез органических веществ. В результате фотосинтеза выделяется кислород. Органические вещества, образованные в ходе фотосинтеза, используются для процессов жизнедеятельности самого растения, а кислород – для дыхания.

2) ДЫХАНИЕ у растенийидет круглосуточно, в отличие от фотосинтеза. Газообмен осуществляется через устьица, а когда они закрыты, кислород поступает из межклетников. Дышат все органы растения: стебли (стволы) – через чечевички (бугорки с отверстиями в коре), листья – через устьица, зародыш семени – через микропиле (отверстие), другие органы – через всю поверхность. При дыхании органические вещества окисляются (разрушаются) с выделением тепла.

3) ПИТАНИЕ у растений автотрофное (неорганическими веществами). Различают корневое (минеральное) питание, осуществляемое с помощью корневых волосков, и воздушное питание, т. е. фотосинтез. В минеральном питании важно наличие в почве основных трех элементов: азота (влияет на рост органов растения), фосфора (влияет на созревание плодов), и калия (влияет на развитие корневой системы).

4) ИСПАРЕНИЕ (ТРАНСПИРАЦИЯ)– происходит через устьица (основная часть) и через покровы органов. Испарение зависит от времени суток, температуры, влажности воздуха и почвы, количества устьиц на листьях и др. Благодаря испарению по растению передвигаются вода и соли, растение защищается от перегрева в жаркую погоду. Испарение регулируется открыванием и закрыванием устьиц. Избыток СО₂ ночью, когда растения дышат, а фотосинтез отсутствует, вызывает подкисление цитоплазмы, изменение рН приводит к закрыванию устьиц. В отсутствие света фотосинтез в замыкающих клетках прекращается (как и во всех других), тургорное давление снижается и устьица закрываются. При недостатке поступления воды в растение устьица тоже закрываются, сберегая таким образом то небольшое количество влаги, которое доступно растению.

При повышении влажности почвы и воздуха устьица открываются, при понижении концентрации углекислого газа в воздухе – устьица открываются, а вот при температуре выше 35ºС – закрываются. Скорость испарения зависит также от ветра, который сдувает с поверхности листа пленку влажного воздуха, поэтому растения засушливых мест часто густо опушены.

Количество устьиц у растений зависит и от мест обитания – чем суше условия местообитания, тем меньше устьиц на мм².

5) ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ у растений осуществляется за счет проводящих тканей. Вода и минеральные вещества поглощаются растением из почвы корневыми волосками, поступают в сосуды и трахеиды стебля и поднимаются вверх за счет корневого давления и транспирации (испарения воды листьями). Транспорт органических веществ выполняют ситовидные трубки и клетки-спутницы луба. По ним растворенные органические вещества перемещаются в двух направлениях – вверх и вниз (в отличие от сосудов, по которой вода и минеральные вещества транспортируются только вверх). Горизонтальный транспорт органических веществ в клетки сердцевины и обратно осуществляется по сердцевинным лучам, которые соединяют луб и сердцевину. Скорость транспорта веществ зависит от температуры окружающей среды. Чем выше температура, тем быстрее идет транспирация, увеличивается сила корневого давления и быстрее идет транспорт веществ. В зимний период сокодвижение у растений прекращается.

6) РОСТ -это увеличение размеров растения и его органов. Он идет за счет образовательной ткани, расположенной в различных органах, и за счет накопления в клетках питательных веществ. Корни растут в длину за счет деления клеток, расположенных в зоне деления. Стебли растут в длину за счет деления клеток в конусе нарастания, расположенного внутри верхушечной почки (верхушечный рост) или за счет деления клеток у основания междоузлий (вставочный рост). Вставочный рост стебля характерен для злаковых растений. Рост стебля в толщину идет за счет деления клеток камбия.

7) РАЗВИТИЕ – это качественные изменения растения в ходе индивидуального развития. В развитии растений наблюдается чередование поколений: бесполого (спорофита) и полового (гаметофита). Развитие споровых растений начинается с прорастания споры.

У мхов при благоприятных условиях спора прорастает в протонему - зеленую, ветвящуюся нить. На протонеме закладываются особые почки, из которых со временем и развивается гаметофит (само растение). На мужских растениях созревают сперматозоиды, на женских – яйцеклетки. Оплодотворение происходит при наличии воды. После оплодотворения на женском растении развивается диплоидный спорофит – коробочка, где в результате мейоза образуются гаплоидные споры.

У папоротникообразных спорофит представляет собой многолетнее растение, имеющее сложное строение и дифференциацию тканей. Гаметофит называется заростком и представляет собой небольшую зеленую пластинку, развивающуюся из спор. На них образуются мужские и женские гаметы. При наличии воды (росы, тумана, дождя) подвижные мужские гаметы достигают яйцеклетки, происходит оплодотворение и образуется зигота. Она дает начало диплоидному спорофиту. Вначале она имеет корешок, стебелек и первый листок и питается за счет заростка, но по мере развития корневой системы, переходит к самостоятельному питанию и становится взрослым растением. На взрослом растении развиваются спорангии, где происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры.

У семенных растений развитие начинается с образования зиготы и развития зародыша внутри семени.

В развитии растений различают стадии:

· стадия зародыша (от образования зиготы до созревания семени);

· стадия проростка (от начала прорастания до образования молодого росточка, когда для роста используются питательные вещества семени);

· стадия молодого растения (от начала самостоятельного питания до образования первых семян);

· стадия зрелого растения (период интенсивного образования семян);

· стадия старения (происходит постепенное снижение интенсивности размножения, замедляются обменные процессы и рост, заканчивается гибелью растения).

В развитии злаковых растений выделяют следующие фазы:

· фаза всходов — прорастание семени, появление первых корней и листьев,

· фаза появления третьего листа;

· фаза кущения (фаза ро­зетки) — начинается период образования новых листьев и корней, боковых побегов

· фаза выхода в трубку — удлиняется стебель и начинает формироваться соцветие;

· фаза колошения – формируется соцветие

· фаза цветения – происходит цветение и опыление;

· фаза образования и созревания зерна.

Прорастание семян происходит у каждого вида растения при определенных условиях.

Но для всех необходимы следующие условия:

· наличие влаги (зародыш семени может начать развиваться только при получении питательных веществ в растворенном состоянии);

· наличие тепла (деление клеток зародыша т. е. скорость его роста идет быстрее при наличии тепла);

· наличие воздуха (зародыш дышит, поэтому нужен постоянный приток кислорода);

· неповрежденный зародыш.

Для некоторых растений дополнительными условиями прорастания могут быть механическое повреждение водонепроницаемых покровов семени, прохождение через пищеварительный тракт птиц или животных и др.

8) РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ может происходить бесполым и половым путем. В бесполом размножении принимает участие один организм. Бесполое размножение происходит путем деления, с помощью спор и путем.вегетативного размножения.

Размножение путем деления характерно для одноклеточных водорослей. Деление происходит путем митоза. В результате деления образуются две идентичные родительской дочерние особи.

Размножение спорами характерно для водорослей и споровых растений (мхов и папоротникообразных). Споры — это репродуктивные, одноклеточные образования, при прорастании которых развиваются новые особи. У водорослей споры имеют жгутики и называются зооспорами.

Вегетативное размножение — это увеличение числа особей за счет жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующего восстановления до целого организма. Данный способ размножения широко распространен в природе. Вегетативным способом размножаются водоросли, высшие растения. Особенно разнообразны способы вегетативного размножения у покрытосеменных растений.

Существуют различные способы вегетативного размножения:

Размножение луковицами характерно для растений, у которых образуются луковица (лук, чеснок, тюльпаны, лилии и др.)

Размножение корневищами осуществляется у пырея ползучего, купены, кислицы, ландыша, хвоща полевого, папоротников и др.

Клубнями размножают картофель и топинамбур.

Усами размножаются такие растения, как земляника, лапчатка гусиная и др.

Корневыми клубнями (утолщениями боковых корней) размножаются чистяк весенний, любка, из культурных — батат, в декоративном садоводстве — георгин.

Делением куста размножаются флоксы, примулы, лук-батун, ревень и др. Растение выкапывают, делят на части и высаживают отдельно друг от друга. Кусты обычно делят весной или во второй половине лета.

Отводками размножаются крыжовник, виноград, из дикорастущих — пихта, черемуха. Для этого участки побегов специально прижимают к земле, а после развития придаточных корней отделяют от материнского растения.

Корневыми отпрысками (побегами, возникающими из придаточных почек на корнях) размножается растения вишня, слива, малина, сирень, осина, осот, бодяк полевой и др.

Черенками размножаются многие растения. Черенок — отрезок вегетативного органа. В зависимости от происхождения различают стеблевые, корневые и листовые черенки. Черенками размножаются и многие дикорастущие растения: ива, тополь, осина, одуванчик.

Прививка (или трансплантация) — искусственное сращивание части (черенка, почки) одного растения с побегом другого. Черенок или почка с прилегающим к ней участком коры и древесины (глазок), привитые на другое растение, называют привоем. Подвой — это растение или его часть, на котором осуществлена прививка. Прививка позволяет использовать корневую систему подвоя для сохранения или размножения определенного сорта, замены сорта, получения новых сортов, ускорения плодоношения, получения морозоустойчивых растений, ремонта или омоложения старых взрослых деревьев. Прививка часто применяется при размножении плодово-ягодных деревьев.

Размножение культурами тканей представляет собой выращивание тканей, органов или целого растения на искусственных средах. Метод культуры тканей позволяет получать клоны некоторых высших растений. Клонирование используется для размножения ценных сортов растений и для оздоровления посадочного материала.

Половое размножение. Половое размножение связано с образованием растениями особого типа клеток – гамет. Растение, на котором происходит образование гамет, называют гаметофитом. Гаметы всегда гаплоидны. У водорослей женские и мужские гаметы внешне мало отличаются, мелкие и имеют жгутики. У высших споровых растений женская гамета – яйцеклетка – крупная и неподвижная. Сперматозоиды способны передвигаться только в воде. Поэтому наличие воды – обязательное условие для оплодотворения у всех растений, за исключением семенных. У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями. При слиянии мужской и женской гамет происходит образование диплоидной зиготы, из которой развивается новый организм. Процесс слияния гамет называют оплодотворением.

Оплодотворению у цветковых растений предшествует опыление- перенос цветочной пыльцы из пыльников на рыльце пестика (у цветковых растений) или на семяпочку (у голосеменных растений).

Различают следующие виды опыления:

1. Перекрестное опыление, когда пыльца с одного растения попадает на другое:

· с помощью насекомых (липа, яблоня, рябина, вишня, черемуха и др.).

· с помощью ветра (ива, тополь, осина, береза).

2. Самоопыление, когда пыльца попадает на рыльце цветка этого же растения(огурцы, тыквы, пшеница, горох, овес, ячмень)

3. Искусственное — осуществляется с помощью человека при селекции растений или для повышения урожайности. Перенос пыльцы осуществляется с помощью мягких щеточек или путем создания потока воздуха.

У покрытосеменных растений в ходе эволюции возникли различные приспособления к опылению ветром или насекомыми.

Оплодотворение – это процесс слияния половых клеток. У цветковых растений происходит двойное оплодотворение. Оно открыто в 1898 г. русским ботаником С.В.Навашиным.

Пыльцевое зерно содержит две клетки: вегетативную и генеративную. Оно попадает на рыльце пестика, набухает и прорастает, превращаясь в длинную пыльцевую трубку за счет деления вегетативной клетки.

Пыльцевая трубка проникает в полость завязи. Генеративная клетка пыльцевого зерна перемещается в пыльцевую трубку, делится и образует две мужские гаметы (спермии). Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проника­ет внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой.Происходит оплодотворение, и образуется зигота. Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клетки зародышевого мешка. Таким образом, у цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния:

пер­вый спермий сливается с яйцеклеткой и образуется зародыш семени,

второй — с крупной центральной клеткой и образуется триплоидный эндосперм (питательная ткань для зародыша).

Поиск по сайту: