Вегетативные органы растений.

Лист.

1. Что такое лист и в чём состоят его функции?

2. По каким признакам проводят классификацию листьев?

3. В каком порядке следует проводить описание морфологических признаков листа?

4. Какие бывают типы листорасположения?

5. Какие бывают формы листовой пластинки?

6. Какие бывают виды верхушки листа?

7. Какие бывают виды оснований листовой пластинки?

8. Какие бывают типы расчленённости листовой пластинки?

9. Какие бывают виды края листа?

10. Какие бывают типы жилкования листа?

11. Какие бывают метаморфозы листьев?

Генеративные органы растений.

Цветок.

1. Что такое цветок? В чём его основная функция?

2. Какие основные части цветка? Каково их происхождение?

3. В чём особенности строения пестика?

4. Какие выделяют типы завязей?

5. Что значит апо-, цено-, син- и паракарпный гинецей?

6. В чём особенности строения тычинки?

7. Что значит одно-, дву- и многобратственный андроцей?

8. В чём особенности оплодотворения у цветковых растений?

9. В чём состоят принципы классификации цветков?

10. Как обозначаются составные части цветка на диаграмме, в формуле?

11. Какие основные правила составления диаграмм, формул цветков?

Лист

Лист – плоский боковой орган побега с билатеральной симметрией; закладывается в виде меристематических бугорков – примордиев, возникающих из верхушечной меристемы побега. Основными функциями листа являются фотосинтез, газообмен и транспирация. В листе различают листовую пластинку, черешок, основание и прилистники. Листовая пластинка – основная, наиболее важная фотосинтезирующая часть листа. Черешок – ориентирует листовую пластинку по отношению к источнику света, если черешок отсутствует, лист называется сидячим; он прикрепляется к стеблю основанием листовой пластинки, если черешок соединяется с листовой пластинкой в центре, то такой лист называют щитовидным. Основание – это базальная часть листа, сочленённая со стеблем, может быть незаметным или иметь вид округлого утолщения. Если основание листа разрастается охватывая стебель, то образуется листовое влагалище. Влагалище как трубка окружает вышележащее междоузлие или его часть, защищая пазушные почки и вставочные меристемы оснований междоузлий. Влагалище чаще встречается у однодольных (Лилейные, Осоковые, Злаковые), из двудольных у растений семейства Сельдерейные. Прилистники – парные боковые выросты основания листа, прикрывают листовую пластинку ещё в почке, у многих растений прилистники опадают или находятся в зачаточном состоянии. Если прилистники срастаются, то образуется раструб (Гречишные). Жилка листа – сосудисто-волокнистый пучок выполняющий проводящую и механическую функции. Жилки входящие в лист от стебля через основание и черешок, называют главными. От главных жилок отходят боковые жилки первых, вторых и т.д. порядков. Между собой жилки могут соединяться сетью мелких жилок – анастомозов. Различают дуговое, параллельное, пальчатое и перистое жилкование. Дугонервное – неветвящиеся жилки расположены дугообразно и сходятся на верхушке и к основанию листовой пластинки. Параллельнонервное – жилки листовой пластинки проходят параллельно одна другой. Пальчатонервное – из черешка в листовую пластинку входят несколько главных жилок первого порядка, от главных жилок отходят жилки последующих порядков. Перистонервное – выражена центральная жилка, идущая от черешка и сильно ветвящаяся в листовой пластинке в виде пера.

Лист состоящий из одной листовой пластинки называется простым. Если на одной общей оси – рахисе – расположены несколько листовых пла-стинок (листочков) имеющих свои черешочки, то такой лист называют сложным (Бобовые и Розоцветные). Простые листья подразделяются на листья с цельной и расчленённой листовой пластинкой.

Простые листья с цельной листовой пластинкой характеризуются следующими признаками: а) формой листовой пластинки (округлая, яйцевидная, продолговатая и др.); б) формой основания листовой пластинки (сердцевидное, почковидное, стреловидное, копьевидное и др.); в) формой верхушки листовой пластинки (острая, тупая, заострённая, выямчатая и др.); г) формой края листовой пластинки (цельнокрайная, зубчатая, пильчатая. выямчатая, городчатая и др.).

Простые листья с расчленённой листовой пластинкой в зависимости от жилкования (пальчатое или перистое) и степени глубины расчленения подразделяют на: а) пальчатолопастной или перистолопастной, если расчленение листовой пластинки доходит до 1/3 ширины пластинки или полупластинки; б) пальчатораздельный или перистораздельный, если расчленение листовой пластинки доходит до 1/2 ширины пластинки или полупластинки; в) пальчаторассечённый или перисторассечённый, если расчленение листовой пластинки доходит до её основания или центральной жилки.

Выступы лопастных листьев называются лопастями, раздельных – долями, рассечённых – сегментами. Расчленение может быть нескольких порядков (например, дважды- или триждыперисторассечённый лист, или перистораздельный лист с перисторассечёнными долями, или пальчаторассечённый лист с перистолопастными сегментами и т.д.).

Сложные листья бывают тройчатосложные, состоящие из трёх листочков (земляника), и пальчатосложные, состоящие из множества листочков. Т.е. у этих типов сложных листьев все листочки прикреплены к верхушке рахиса. У некоторых сложных листьев листочки расположены по всей длине рахиса, такие сложные листья называют перистосложными. Если они заканчивются на верхушке листовой пластинки парой листочков, то парноперистосложные (Бобовые), если одним – непарноперистосложные (Розоцветные)

Листорасположение (филлотаксис) – это порядок размещения листьев на оси побега. Различают следующие типы филлотаксиса: а) очередное (спиральное) – от каждого узла стебля отходит один лист; б) двурядное (разновидность спирального) – листья расположены в одной плоскости двумя рядами (гладиолус); в) супротивное – на каждом узле прикреплены друг против друга два листа (клён); г) накрест супротивное – разновидность супротивного, когда супротивно расположенные листья одного узла находятся во взаимно перпендикулярной плоскости другого узла (крапива); д) мутовчатое – от каждого узла отходят три и более листьев (вороний глаз).

Метаморфозы листа возникают в результате смены функций. Лист может быть местом отложения питательных веществ (мясистые чешуи луковиц лука), запасать воду (листья алоэ), служить защитой от неблагоприятных условий среды (почечные чешуи) или животных (колючки), прикреплять растение к опоре (усики), играть роль ловчего аппарата. Усики – нитевидные органы, приспособленные для лазания, обладающие контактной чувствительностью. В усик может быть преващён весь лист, или верхняя часть рахиса и (или) некоторые листочки сложного листа. Колючки – это приспособление для уменьшения испарения влаги и от поедания животными. Лист может быть полностью метаморфизирован в колючку (кактусы), у некоторых растений (акации, молочаи) колючки образуются из прилистников после опадания листьев. Филлодий – метаморфоз черешка или основания листа в образование похожее на плоский лист, выполняющий функцию фотосинтеза. Филлодии характерны для растений обитающих в засушливом климате. Ловчие аппараты насекомоядных растений возникли как приспособление к жизни при недостатке азота и фосфора. Насчитывается около 450 видов насекомоядных растений, принадлежащих к самым разным семействам. Например, росянка, имеет ловчий аппарат в виде пурпурной ножки – выроста пластинки листа – и овальной головки – желёзки, выделяющей секрет наподобие пепсина, с кислотой и ферментом.

Цветок.

Размножение – присущее всем организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Существует два типа размножения: половое и бесполое. В бесполом размножении участвует лишь один организм, образуются одинаковые потомки, единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации. При половом размножении особи нового поколения появляются при участии двух физиологически различных организмов, в результате генетической рекомбинации (объединения в зиготе двух наборов хромосом) достигается повышение изменчивости.

Цветок – орган семенного (полового) размножения покрытосеменных растений. Он представляет собой видоизменённый укороченный спороносный побег ограниченного роста, приспособленный для образования микро- и мегаспор, гамет и для перекрёстного опыления.

По месторасположению цветок бывает верхушечным или боковым, т.е. выходящим из пазухи прицветного листа (прицветника).

Цветок состоит из стеблевой части (цветоножка, цветоложе), листовой (стерильной) части (чашелистики, лепестки) и генеративной (репродуктивной) части (пестики, тычинки).

Цветок прикрепляется к стеблю посредством цветоножки. Если цветоножка укорочена или отсутствует, то цветок называется сидячим.

Цветоложе – верхняя расширенная часть цветоножки, к которой прикрепляются все части цветка. Цветоложе имеет различную форму: плоское, выпуклое полушаровидное, удлинённое коническое и вогнутое.

Гипантий – у некоторых растений сросшиеся цветоложе и нижние части покрова и тычинок. Гипантий имеет различную форму: блюдцевидную, шаровидную, кувшинчатую, бокаловидную, воронковидную. Иногда гипантий участвует в образовании плода (шиповник), такой плод называется – цинародий.

Околоцветник – состоит из стерильных частей цветка, обеспечивает защиту тычинок и пестиков. Околоцветник может быть двойным или простым. Двойной околоцветник состоит из чашечки и венчика, различающихся по окраске и размерам, простой – из одинаковых частей. Чашечка – наружный круг двойного околоцветника состоящий из чашелистиков, имеющих листовое происхождение. Они могут быть свободными или сросшимися. У сростнолистной чашечки нижнюю сросшуюся часть называют трубкой, верхнюю раздельную – зубцами или лопастями. У некоторых растений (мальва, малина, земляника) чашечка двухъярусная – имеет два круга чашелистиков. Нижний ярус называют подчашием, верхний – чашечкой. Главная функция чашечки – защита внутренних частей цветка до раскрывания бутона. Венчик – внутренний круг двойного околоцветника, состоящий из лепестков, которые имеют тычиночное происхождение. Венчик может быть свободнолепестным и спайнолепестным (сростнолепестным). Нижняя часть спайнолепестного венчика называется трубкой, верхняя – отгибом, на границе трубки и венчика находится зев. На зеве иногда вырастают зубчики, чешуйки, они образуют привенчик, или коронку. Функция венчика, кроме защиты пестика и тычинок, привлечение насекомых, осуществляющих опыление цветка. Простой околоцветник может состоять из зелёных листочков, тогда его называют чашечковидным, или из окрашенных в любой другой цвет - венчиковидный. Околоцветник может быть редуцирован и представлен в виде щетинок, волосков или же отстутствовать. Цветок, лишённый покрова (околоцветника) называется беспокровным, или голым.

Андроцей – совокупность тычинок, они могут быть сросшимися или свободными. Различают следующие типы андроцея: однобратственный – все тычинки срастаются в одну группу; двубратственный – тычинки срастаются в две группы; многобратственный – многочисленные тычинки цветка срастаются в несколько групп; братственный – остаются несросшимися. Относительно друг друга тычинки бывают равные, если все они по длине равны (тюльпан), неравные, если тычинки разной длины (водосбор олимпийский), двусильные, если из четырёх тычинок две длинные, а две короткие (яснотковые), трёхсильные, если из шести тычинок три более длинные (нарцисс гибридный), четырёхсильные, если из шести тычинок четыре более длинные (капустные).

Гинецей – это совокупность плодолистиков, образующих один или несколько пестиков. Плодолистики представляют собой мегаспорофиллы, несущие семязачатки. Пестик возникает из плодолистика или нескольких плодолистиков вследствие срастания их краёв. Каждый пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Рыльце – расширенная часть на верхушке столбика, предназначенная для принятия пыльцы. Столбик – цилиндрическая часть пестика, соединяющая рыльце и верхушку завязи. У многих растений столбик не развит, а рыльце находящееся на завязи, называют сидячим (мак). Завязь – самая важная часть пестика, она выполняет функцию влажной камеры, предохраняющей семязачатки от высыхания, поедания их насекомыми и от резких колебаний температур. Место прикрепления семязачатков в завязи называется плацентой. В зависимости от формы цветоложа различают положение завязи в цветке – нижнее или верхнее. Верхняя завязь располагается на цветоложе любой формы свободно, не срастаясь с другими частями цветка. Нижняя завязь формируется за счёт срастания с другими частями цветка так, что её нельзя выделить, не нарушая целостности цветка. Если плодолистик образует единственный пестик в цветке, то такой гинецей называется монокарпным. Если множество (два и более) плодолистиков образуют множество самостоятельных простых пестиков, то такой гинецей называется апокарпным (земляника, малина). Гинецей, формирующийся из нескольких сросшихся плодолистиков, образующих один пестик, называется ценокарпным. В зависимости от способа срастания плодолистиков различают несколько ценокарпных гинецеев – синкарпный, лизикарпный и паракарпный. Синкарпный гинецей происходит из апокарпного в результате бокового срастания сближенных апокарпных плодолистиков. У синкарпного гинецея края плодолистиков заворачиваются внутрь до центра, срастаются краями с боковыми поверхностями и образуют одну завязь, разделённую на камеры, называемые гнёздами. Плаценты в таких завязях находятся во внутренних углах гнёзд завернувшихся плодолистиков. У лизикарпного гинецея, так же как у синкарпного, плодолистики срастаются между собой краями и по боковым стенкам, но затем перегородки лизируются. Поэтому образуется одногнёздная завязь с колончатой по центру плацентацией. Паракарпный гинецей формируется из синкарпного за счёт срастания только краёв соседних плодолистиков, вследствие чего образуется одногнёздная завязь с постенной плацентацией.

Семязачатки – это небольшие образования располагающиеся в завязи пестика и развивающиеся в семя. Семязачаток формируется из меристематического бугорка, возникающего на плодолистике. Развившийся семязачаток имеет семяножку; центральную часть – нуцеллус (гомолог мегаспорангия); один или два интегумента (покрова) семязачатка, которые на верхушке не срастаются и образуют микропиле, или пыльцевход; противоположную микропиле базальную часть семязачатка – халазу, где нуцеллус и интегументы сливаются. В семязачатке происходят мегаспорогенез (формирование мегаспор), мегагаметогенез (формирование женского гаметофита) и оплодотворение.

Опыление – перенос пыльцы с пыльников тычинок на рыльце пестика. После опыления из пылинки развивается пыльцевая трубка, доставляющая спермии в завязь к яйцеклетке, находящейся в зародышевом мешке семязачатка. Пыльцевая трубка образуется из вегетативной клетки, а из генеративной клетки – два спермия. Один спермий копулирует с яйцеклеткой, образуя зиготу, дающую начало зародышу. Второй спермий сливается со вторичным диплоидным ядром, располагающимся в центре зародышевого мешка, что приводит к образованию триплоидного ядра. В результате формируется триплоидная клетка, развивающаяся в специальную питательную триплоидную ткань – эндосперм. Биологический смысл двойного оплодотворения состоит в том, что триплоидный эндосперм развивается лишь в случае оплодотворения, чем достигается существенная экономия энергетических и пластических ресурсов. Т.е. у покрытосеменных растений зародыш (спорофаза) начинает своё развитие самостоятельно за счёт триплоидной фазы, у всех предшествующих групп зародыш развивается за счёт гаметофазы.

Таким образом из составных частей цветка образуются: 1) из оплодотворённой яйцеклетки – зародыш (2n); 2) из диплоидного ядра – эндосперм (3n); 3) из интегументов семязачатка – семенная кожура семени (2n); 4) из нуцеллуса – перисперм семени (2n); 5) из стенок завязи и часто с участием других элементов цветка (чашечка, цветоложе) – стенка плода (перикарпий). Перикарпий имеет три слоя: наружный – экзокарпий, средний – мезокарпий и внутренний – эндокарпий.

Части цветка могут располагаться на цветоложе по спирали, такие цветки называются спиральными, или ациклическими (у архаичных растений). Если части цветка расположены кругами, мутовками, цветки называют круговыми, или циклическими. У некоторых растений в цветках чашелистики и лепестки расположены циклически, а тычинки и пестики по спирали, такие цветки называют гемициклическими. В циклических цветках бывает пять кругов (чашечка, венчик, два круга тычинок и пестик) или четыре, когда один из кругов тычинок не развивается.

По особенностям симметрии цветки делят на актиноморфные, или правильные, через которые можно провести много плоскостей симметрии, и зигоморфные. через которые можно провести только одну плоскость симметрии. Если через цветок нельзя провести ни одной плоскости симметрии, его называют неправильным или асимметричным.

Соотношение частей цветка можно выразить в виде формулы или диаграммы. При составлении формулы используют следующие условные обозначения: чашечка (Calyx) – Са, венчик (Corolla) – Со, нектарники (Nectareum) – N, андроцей (Androeceum) – А, гинецей (Gynoeceum) – G, простой околоцветник (Perigonium) – P. Типы цветков также имеют условные обозначения: обоеполый (это обозначение в формуле обычно опускают), пестичный – ♀, тычиночный – ♂, актиноморфный – *, зигоморфный – ↑. Число членов каждой части цветка обозначают цифровыми подстрочными индексами, если их число больше двенадцати или непостоянно, то применяют символ – ∞. Если одноимённые члены в одном круге отличаются друг от друга, то цифры указывающие их число отделяют друг от друга запятыми. Если они сросшиеся, то цифры ставят в скобки. Если они расположены несколькими кругами, то цифры указывающие на число членов в отдельных кругах, соединяют знаком «+». При верхней завязи цветок является подпестичным, поэтому под цифрой числа плодолистиков ставят чёрточку, при обозначении нижней завязи – цветок надпестичный – чёрточку ставят над цифрой.

Для пространственного изображения всех частей цветка составляют схематическую проекцию среза цветка на плоскости. называемую диаграммой. Принят единый способ ориентации диаграммы: ось соцветия вверху, а кроющий лист внизу. Части околоцветника на диаграмме обозначают дугами: чашелистики с выступом на серелине дуги, лепестки – без выступа. Тычинки обозначаются в форме поперечного разреза пыльника; гинецей – в виде поперечного разреза завязи. В случае срастания между собой отдельных членов цветка фигуры, обозначающие их на диаграмме, соединяют дугами или галочками.

Лекция №6