Стебель - часть растения, которая находится над землей. Имеет округлую или цилиндрическую форму. Вырастает в течение одного вегетационного периода.

В зависимости от расположения листьев, стебель делится на узлы и междоузлия. Узел - место, где лист прикрепляется к стеблю, а междоузлие - расстояние между двумя узлами.

В зависимости от растений стебли могут иметь большее или меньшее количество ветвей, покрытыми корой, мягкими или твердыми, толстыми или тонкими, прямыми или вьющимися, лазающими или ползучими, сочными, зелеными. Если срезать верхушку у растения, то оно будет ветвиться. Стебель является опорой и транспортной артерией, которая доставляет воду и питательные вещества к листьям и цветкам от корней и обратно. Стебель и корень запасают и хранят питательные вещества. Верхние зеленые части молодых стеблей участвуют в процессе фотосинтеза. Позже, они отвердевают, и не могут принимать участие в фотосинтезе.

С помощью стебля можно осуществлять вегетативное размножение. Гибкость стебля позволяет растению пригибаться, поворачиваться, чтоб выбрать для листьев наиболее оптимальный световой режим.

Лист - зеленый орган растения, который является одним из важных. Развивается на стебле. Лист очищает воздух, отвечает за процессы фотосинтеза и газообмена, испаряет влагу через свою поверхность, в результате которого растение охлаждается.

Как правило, листья бывают плоские, зеленого цвета, что способствует усиленному поглощению солнечного света, который необходим для процесса фотосинтеза. У большинства растений листья состоят из пластинки, которая рассечена жилками, и черешка, который прикрепляет лист к стеблю. Черешок может отсутствовать у некоторых листьев. Такие листья называются сидячими. Расположение листьев на стебле может быть в следующем порядке: в очередном - только один лист находится в стеблевом узле; супротивным - листья располагаются друг напротив друга, мутовчатом - несколько листьев находится в одном стеблевом узле.

Листьям присущи множество форм, размеров и окрасок. По форме листья бывают ремневидными, овальными, округлыми, ланцетными, цельными или рассеченными и веерообразными. По размеру листья бывают большими, до нескольких метров, средними или совсем маленькими, плоскими. Некоторые растения имеют видоизмененные листья: у суккулентов они толстые и мясистые, а у кактусов - в форме колючек. Окраска листьев может быть однотонной или пестрой и включает в себя большую колористическую гамму.

Цветок отвечает за продолжение рода, и является, как правило, красивой часть растения. Цветок включает в себя органы размножения: женскую семяпочку и мужскую пыльцу.

Цветки состоят из лепестков, чашелистиков, пестика и тычинок. Окрас цветка связан с процессом размножения. Насекомые привлекаются ярким цветом, и когда они садятся на цветок к их лапкам прилипает пыльца, которую они переносят на пестик. Таким образом происходит процесс оплодотворения. Цветки, которые не имеют яркого окраса, привлекают насекомых приятным или отталкивающим ароматом. Также пыльца может переноситься с помощью ветра с одного растения на другой.

Есть цветки обоеполы - это те, которые имеют мужские и женские органы размножения, и однополы - у которых есть только тычинки или только пестики. Растения бывают однодомные - это те, которые образовывают на одном растении и мужские и женские цветки, и двудомными - у них цветки разного пола находятся на разных цветках.

Цветки, собранные в группу - это соцветия. Соцветия бывают в форме кистей, початков, зонтиков, корзинок, щитков и колосьев. Семена у растений появляются, после того, как совершится оплодотворение.

Искусственно продлить цветение, можно оборвав с растения завядшие оплодотворенные цветки.

После того, как цветок будет оплодотворен, в нем развивается семя. Семя состоит из кожуры и зародыша, в котором образуется новое растение, а так же из запаса органических и минеральных веществ, из воды. Все эти компоненты первое время питают зародыш.

Семена бывают разных размеров: очень большие и микроскопически маленькие, и зарождаются они в разном количестве. Образование плода происходит с развитием семени. Функция плода - защищать и распространять семена.

Семена могут переноситься животными, ветром, птицами, водой, людьми. Если семя распространяется ветром, то оно, как правило, маленькое, легкое, имеет крылышки или небольшие волоски. Семена, которые распространяются питомцами, яркие и вкусные, поглощаются ими и выходят через выделительную или пищеварительную систему.

При правильном хранении одни семена могут храниться достаточно долго, а другие могут прорасти только фазу. Что б семя проросло надо выполнить ряд условий: у семени должны быть живой зародыш, благоприятная температура, увлажненная почва, а также доступ воздуха.

Семена в домашних условиях практически не образуются из-за того, что нет оплодотворения и нет благоприятных условий для вызревания плода. Хозяева сами могут провести оплодотворение при помощи мягкой кисточки, а так же попытаться вырастить плоды.

Корень - как правило, это подземная часть растения. Корень выполняет такие функции: держит растение в почве; поглощает из почвы воду и полезные вещества и переправляет их по стеблю к листьям и цветкам; накапливает запасные вещества; участвует в процессе дыхания; выделяет в почву продукты распада веществ.

У разных растений количество корней различно. Развитие корней зависит от окружающей среды. Корневая система - это корни растения. Корневая система может быть от нескольких сантиметров до нескольких метров. У некоторых растений, таких как орхидей, корни могут быть над землей. А, например плющ, цепляется своими корнями к опоре.

Растения, из тропических пустынь, имеют корни, которые расположены близко к поверхности почвы, что позволяет поглощать воду в виде выпавших осадков. Растения с болотистых мест, чтоб обеспечить доступ воздуха, располагают свои корни над водой. Такие растения называются дыхательными.

Корни могут быть в форме луковиц, утолщенных корневищ или клубней.

Растениями называют фотосинтезирующие живые организмы, относящиеся к эукариотам. Они имеют клеточную целлюлозную оболочку, запасное питательное вещество в виде крахмала, малоподвижны или неподвижны и растут в течение всей жизни. Содержащийся в них пигмент хлорофилл придает растениям зеленую окраску. На свету из углекислого газа и воды они создают органические вещества и выделяют кислород, обеспечивая тем самым питание и дыхание всех остальных живых организмов. Растения также обладают регенерирующей способностью, могут восстанавливать вегетативные органы.

Наука, изучающая строение и жизнедеятельность растений, их систематику, экологию и распространение, называется ботаникой (от греч. ботанэ – трава, зелень и логос – учение).

Растения составляют основную часть биосферы, образуя зеленый покров Земли. Они обитают в различных условиях – воде, почве, наземно-воздушной среде, занимают всю сушу нашей планеты, за исключением ледяных пустынь Арктики и Антарктиды. Жизненные формы растений. Деревья характеризуются наличием одревесневшего стебля – ствола, сохраняющегося на протяжении всей жизни. Кустарники имеют несколько небольших стволиков. Для трав характерны сочные, зеленые, неодревесневшие побеги. Продолжительность жизни. Различают однолетние, двулетние, многолетние растения. Деревья и кустарники относятся к многолетним растениям, а травы могут быть как многолетними, так и однолетними и двулетними. Строение растений. Тело растений обычно расчленено на корень и побег. Из высших растений наиболее высокоорганизованными, многочисленными и распространенными являются цветковые растения. Кроме корня и побега, они имеют цветки и плоды – органы, отсутствующие у других групп растений. Строение растений удобно рассмотреть на примере цветковых растений. Вегетативные органы растений, корень и побег, обеспечивают их питание, рост и бесполое размножение.

Типы корневых систем: 1 – стержневая; 2 – мочковатая; 3 – конусовидный корнеплод петрушки; 4 – репчатый корнеплод свеклы; 5 – корневые шишки георгины
С помощью () корня растение закрепляется в почве. Он также обеспечивает поступление воды и минеральных веществ и нередко служит местом синтеза и запасания питательных веществ. Корни начинают формироваться уже в зародыше растения. При прорастании семени из зародышевого корешка образуется главный корень. Через некоторое время от него отрастают многочисленные боковые корни. У ряда растений от стеблей и листьев образуются придаточные корни. Совокупность всех корней называют корневой системой. Корневая система может быть стержневой, с хорошо развитым главным корнем (одуванчик, редис, яблоня) или мочковатой, образованной боковыми и придаточными корнями (ячмень, пшеница, лук). Главный корень в таких системах слабо развит или совсем отсутствует. У ряда растений в корнях запасаются питательные вещества (крахмал, сахар), например у моркови, репы, свеклы. Такие видоизменения главного корня называют корнеплодами. У георгины питательные вещества откладываются в утолщенных придаточных корнях, их называют корнеклубнями. Встречаются в природе и другие видоизменения корней: корни-прицепки (у лиан, плюща), воздушные корни (у монстеры, орхидеи), ходульные корни (у мангровых растений – баньяна), дыхательные корни (у болотных растений). Растет корень верхушкой, где находятся клетки образовательной ткани – точка роста. Она защищена корневым чехликом. Корневые волоски всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами в зоне всасывания. По проводящей системе корня вода и минеральные вещества поступают вверх к стеблям и листьям, а вниз передвигаются органические вещества.

Побег – это сложный вегетативный орган, состоящий из почек, стебля и листьев. Наряду с вегетативными у цветковых растений имеются генеративные побеги, на которых развиваются цветки.

Побег образуется из зародышевой почки семени. Развитие побегов многолетних растений из почек хорошо заметно весной. По расположению почки на стебле различают верхушечную и боковые почки. Верхушечная почка обеспечивает рост побега в длину, а боковые – его ветвление. Почка снаружи покрыта плотными чешуями, часто пропитанными смолистыми веществами, внутри находятся зачаточный побег с конусом нарастания и листочки. В пазухах зачаточных листьев располагаются едва заметные зачаточные почки. В генеративной почке находятся зачатки цветков.

Стебель – это осевая часть побега, на которой располагаются листья и почки. Он выполняет опорную функцию в растении, обеспечивает передвижение воды и минеральных веществ от корня вверх к листьям, органических веществ – вниз, от листьев к корню.

Внешне стебли весьма разнообразны: у кукурузы, подсолнечника, березы – прямостоячие; у пырея, лапчатки – ползучие; у вьюнка, хмеля – вьющиеся; у гороха, лианы, винограда – лазящие. Внутреннее строение стебля различно у однодольных и двудольных растений ().



Внутреннее строение стебля. Поперечный разрез: 1 – стебля кукурузы (сосудистые пучки располагаются по всему стеблю); 2 – ветки липы
1. У двудольного растения стебель снаружи покрыт кожицей – эпидермой, у многолетних одревесневших стеблей кожица заменяется пробкой. Под пробкой располагается луб, образованный ситовидными трубками, обеспечивающими перемещение органических веществ по стеблю. Лубяные механические волокна придают стеблю прочность. Пробка и луб образуют кору. К центру от луба находится камбий – одинарный слой клеток образовательной ткани, обеспечивающий рост стебля в толщину. Под ним располагается древесина с сосудами и механическими волокнами. По сосудам перемещаются вода и минеральные соли, а волокна придают древесине прочность. При нарастании древесины образуются годичные кольца, по которым определяется возраст дерева. В центре стебля расположена сердцевина. Она выполняет запасающую функцию, в ней откладываются органические вещества. 2. У однодольных растений стебель не разделен на кору, древесину и сердцевину, камбиальное кольцо у них отсутствует. Проводящие пучки, состоящие из сосудов и ситовидных трубок, равномерно располагаются по всему стеблю. Например, у злаков стебель – соломина, внутри полый, а проводящие пучки располагаются по периферии. У ряда растений встречаются видоизмененные стебли: колючки у боярышника, служащие для защиты; усики у винограда– для прикрепления к опоре.

Лист – это важный вегетативный орган растения, выполняющий основные функции: фотосинтез, испарение воды и газообмен.

У растений различают несколько типов листорасположения: очередное, когда листья расположены поочередно друг за другом, супротивное – листья располагаются друг напротив друга и мутовчатое – три и более листа отходят от одного узла ().

Листорасположение: 1 – очередное; 2 – супротивное; 3 – мутовчатое
Лист состоит из листовой пластинки и черешка, иногда имеются прилистники. Листья без черешка называют сидячими. У некоторых растений (злаки) бесчерешковые листья образуют трубку – влагалище, обхватывающую стебель. Такие листья называют влагалищными ().



Виды листьев (А): 1– черешковый; 2 – сидячий; 3 – влагалищный; жилкование листьев (Б): 1 – параллельное; 2 – дуговое; 3 – сетчатое
Листья могут быть простыми и сложными. Простой лист имеет одну листовую пластинку, а сложный – несколько листовых пластинок, расположенных на одном черешке ().

Листья простые: 1 – линейный; 2 – ланцетный; 3 – эллиптический; 4 – яйцевидный; 5 – сердцевидный; 6 – округлый; 7 – стреловидный; сложные: 8 – парноперистый; 9 – непарноперистый; 10 – тройчатый; 11 – пальчатосложный
Разнообразны формы листовых пластинок. У простых листьев листовые пластинки могут быть цельными и рассеченными с различными краями: зубчатыми, пильчатыми, городчатыми, волнистыми. Сложные листья могут быть парно– и непарноперистосложными, пальчатосложными, тройчатыми. В листовой пластине находится система жилок, выполняющих опорную и транспортную функции. Различают сетчатое жилкование (у большинства двудольных растений), параллельное (злаки, осоки) и дуговое (ландыш) (см.). Внутреннее строение листа (). Снаружи лист покрыт эпидермой – кожицей, которая защищает внутренние части листа, регулирует газообмен и испарение воды. Клетки кожицы бесцветны. На поверхности листа могут быть выросты клеток кожицы в виде волосков. Их функции различны. Одни защищают растение от поедания животными, другие – от перегрева. Листья некоторых растений покрыты восковым налетом, плохо пропускающим влагу. Это способствует уменьшению потери воды с поверхности листьев.



Внутреннее строение листа: 1 – кожица; 2 – устьице; 3 – столбчатая ткань; 4 – губчатая ткань; 5 – жилка листа
На нижней стороне листа у большинства растений в эпидерме находятся многочисленные устьица – отверстия, образованные двумя замыкающими клетками. Через них осуществляются газообмен, испарение воды. Днем устьичная щель открыта, а на ночь закрывается. Внутренняя часть листа образована основной ассимилирующей тканью, обеспечивающей процесс фотосинтеза. Она состоит из двух типов зеленых клеток – столбчатых, расположенных вертикально, и округлых, рыхло расположенных губчатых. Они содержат большое количество хлоропластов, которые и придают зеленый цвет листу. Мякоть листа пронизана жилками, образованными проводящими сосудами и ситовидными трубками, а также волокнами, придающими прочность. По жилкам синтезированные в листе органические вещества передвигаются к стеблю и корням, а обратно идет приток воды и минеральных веществ. В наших широтах ежегодно наблюдается массовое сбрасывание листвы – листопад. Это явление имеет важное приспособительное значение, оно предохраняет растение от иссушения, замерзания, предотвращает поломку ветвей деревьев. Кроме того, с мертвыми листьями растение освобождается от ненужных и вредных для него веществ. Многие растения имеют видоизмененные листья, выполняющие специфические функции. Усики гороха, цепляясь за опору, поддерживают стебель, в чешуйчатых листьях лука запасаются питательные вещества, колючки барбариса предохраняют его от поедания, ловушки росянки заманивают и ловят насекомых. У большинства многолетних травянистых растений происходит видоизменение побегов, которые приспособились к выполнению разнообразных функций ().

Видоизменения побегов: 1 – корневище купены; 2 – луковица лука; 3 – клубень картофеля
Корневище – это видоизмененный подземный побег, выполняющий функции корня, а также служащий для запасания питательных веществ и вегетативного размножения растений. В отличие от корня корневище имеет чешуйки – видоизмененные листья и почки, оно растет горизонтально в земле. От него отрастают придаточные корни. Корневище имеется у ландыша, осоки, купены, пырея ползучего. У земляники образуются надземные видоизмененные столоны – усы, обеспечивающие вегетативное размножение. При соприкосновении с землей они укореняются с помощью придаточных корней и образуют розетку листьев. Подземные столоны – клубни у картофеля – это также видоизмененные побеги. В хорошо развитой сердцевине их сильно утолщенного стебля запасаются питательные вещества. На клубнях можно видеть глазки – почки, расположенные по спирали, из которых развиваются надземные побеги. Луковица – это укороченный побег с сочными листьями. Нижняя часть – донце является укороченным стеблем, от которого отрастают придаточные корни. Луковица образуется у многих лилейных (тюльпана, лилий, нарциссов). Видоизмененные побеги служат для вегетативного размножения растений.

Поступление воды через корневую систему сокращается с понижением температуры. Это происходит по следующим причинам: 1) повышается вязкость воды, и поэтому снижается ее подвижность; 2) уменьшается проницаемость протоплазмы для воды; 3) тормозится рост корней; 4) уменьшается скорость метаболических процессов. Поступление воды снижается при ухудшении аэрации почвы. Это можно наблюдать, когда после сильного дождя почва залита водой, но при ярком солнце из-за сильного испарения рас-

тения завядают. Большое значение имеет концентрация почвенного раствора. Вода поступает в корень только тогда, когда водный потенциал корня меньше водного потенциала почвы. Если почвенный раствор имеет более отрицательный потенциал, вода будет не поступать в корень, а выходить из него.

Для нормального функционирования клетки растения должны быть насыщены водой. Состояние насыщения поддерживается с помощью двух взаимосвязанных процессов: поступления и выделения (расходования) воды, которые и составляют водный обмен растений. Соотношение между этими процессами называют водным балансом.

Растение выделяет воду в жидком и парообразном состояниях. Физиологический процесс испарения воды наземными органами растений получил, как уже отмечалось, название транспирации, выделение воды в капельножидком состоянии – гуттации.

Жизнь возникла в мировом океане. С выходом растений на сушу появилась опасность их гибели от высыхания. Почему? Концентрация водяных паров в воздухе, даже в условиях влажного климата, всегда меньше, чем в межклетниках листа, поэтому неизбежно происходит движение воды из тела растения в окружающую среду, при этом диффузия молекул воды от поверхности листа в воздух происходит в 1 500 раз быстрее, чем их поступление из почвы в корень.

Большая потеря воды растением обусловлена ее большой листовой поверхностью. Одно растение кукурузы расходует за вегетативный период 200 литров воды, а сахарный тростник – в два раза больше. Растения вынуждены формировать большую листовую поверхность, чтобы получать необходимое количество СО 2 для фотосинтеза, несмотря на его малое содержание (0,045 %) в атмосфере.

Например, 8-летняя яблоня может ассимилировать за день до 50 г СО 2 при интенсивном фотосинтезе. Это количество СО 2 она поглощает из 300 000 литров воздуха.

Необходимость расходовать воду в больших количествах, связано еще с тем, что поглощение солнечных лучей растениями должно привести к повышению температуры, которая может вызвать коагуляцию белков. Испаряя воду, растение понижает температуру своего тела.

Для большинства растений подсыхание смертельно, поэтому расход воды должен соотноситься с приходом. Только мхи и лишайники могут выдерживать длительное отсутствие воды и переносить это время в состоянии высыхания.

Поэтому, как только растения вышли из воды на сушу, начался долгий процесс по выработке приспособлений для поддержания водного баланса: во-первых, для быстрого поступления, во-вторых, для уменьшения траты наземными органами; в-третьих, для экономически выгодного транспорта по стеблю.

При анализе соотношения между поступлением и расходованием воды возможны три случая: поступление больше расходования, равно или меньше. В последнем случае возникает водный дефицит. В полдень водный дефицит может достигать 5–10 и даже 25 %. Одно из условий нормального функционирования наземных растений – поддержание условий без длительного и глубокого водного дефицита. Для этого необходима хорошо развитая корневая система, обеспечивающая поступление воды с большой скоростью.

Поступление воды из почвы в корень. Поступление воды из почвы представляет собой более сложный процесс, чем простое всасывание воды растением, опущенным в какой-либо водный раствор корнями. В почве мы имеем ряд сил, противодействующих этому всасыванию, которые можно назвать водоудерживающими силами.

Почва – многофазная система, состоящая из четырех основных компонентов: твердых минеральных частиц, органического вещества (гумуса), почвенного раствора и почвенного воздуха.

Минеральные частицы и гумус образуют почвенную структуру, вода и воздух заполняют полости этой структуры.

Способность почвы удерживать воду зависит от ее состава и свойств. Определенное количество воды входит в состав минеральных компонентов почвы и недоступна растениям (гигроскопическая вода). Разнообразные глинистые минералы и гетерогенные гумусовые вещества, которые представляют собой коллоиды, могут также удерживать значительное количество гидратационной воды. Такая вода условно называется связанной (клеточной) и тоже труднодоступна. Вода, находящаяся в капиллярах почвы (капиллярная вода), легко всасывается корневыми волосками и поверхностными клетками сосущей зоны корня. Такая вода считается свободной.

Кроме того, в почве мы имеем дело с раствором, а не с чистой водой; поэтому сам раствор имеет сосущую силу. При равновесии концентраций в почве и в сосудах ксилемы в общем случае поступление воды должно остановиться.

Чтобы вычислить количество недоступной почвенной влаги поступают следующим образом. Растения выращивают в сосуде с непроницаемыми для воды стенками (стеклянный или металлический) и после того, как растения хорошо разовьются, почву перестают поливать и оставляют в притемненном месте до завядания растения. Завядание указывает, что доставка воды в корни прекратилась. То количество воды, которое остается в почве к моменту завядания, и будет недоступной для растения (мертвый запас). Количество недоступной воды получило название коэффициента завядания или влажности завядания. Следовательно, коэффициент завядания характеризует влажность, при которой устойчивое завядание только начинается.

В этот момент в почве имеется еще некоторое количество воды, хоть и малое, но в какой-то степени доступное для растения. В этих условиях даже сильно подвядшее растение оживает, если его начать поливать. Полная гибель наступает только при влажности значительно ниже, чем коэффициент завядания.

Таким образом, влажность завядания представляет собой нижнею границу того интервала влажности, при котором возможен рост растения.

При поступлении воды в сухую почву она впитывается очень быстро. Затем, скорость просачивания воды в нижние горизонты становится медленной. Когда скорость нисходящего тока воды резко понижается, влажность почвы достигает уровня, который называется полевой влагоемкостью.

Под доступной для растения почвенной влагой имеется ввиду количество воды, которое накапливается в почве от уровня влажности устойчивого завядания до полевой влагоемкости.

Радиальный транспорт воды. Чтобы перейти к разговору о радиальном транспорте воды, необходимо коротко вспомнить общие черты строения корней, (хотя в деталях строение корней в разных видах растений варьирует).

В обоих типах растений имеется центральный цилиндр (стела), в котором находятся сосудистые пучки и (стелярная) паренхима. При помощи сосудистых пучков (флоэма) поддерживается связь между разными частями растения и местами синтеза углеводов. По сосудистым пучкам (ксилема) поступает из корня в побег вода и растворенные вещества. Если перемещаться к периферии, то далее идет перецикл – однорядный слой клеток. Затем идет эндодерма – тоже однорядный слой клеток, особенно хорошо приспособленный к тому, чтобы служить барьером, который отделяет проводящие ткани от коры. После того, как растяжение клеток заканчивается, в радиальных и поперечных оболочках эндодермы выявляется прослойка материала, которая дает положительную реакцию на лигнин. Это так называемый поясок Каспари. Пояски Каспари сильно ограничивают движение воды, ионов в клеточных оболочках. Таким образом, они эффективно блокируют апопластический транспорт.

Большую часть корней занимают клетки коры. На их долю (вместе с эпидермисом) приходится 86–90 % площади. Клетки коры вытянуты параллельно главной оси, тонкий слой цитоплазмы (1–5 мкм) окружает в них центральную вакуоль, которая занимает ~ 90 % объема протопласта. Вторичные изменения в оболочках клетки коры сводятся к отложению целлюлозы; только у некоторых видов происходит одревеснение. Вообще, оболочки сохраняют проницаемость. В них имеются многочисленные поры, которые могут быть заполнены в зависимости от условий воздухом или водой.

По периферии корня расположен эпидермис (ризодермис). Это наружная ткань корня, состоящая из вытянутых плотно упакованных клеток. Оболочки этих клеток могут со временем претерпевать изменения, связанные с отложением кутина – водоотталкивающего вещества.

Внешние тангенциальные оболочки клеток ризодермиса способны сильно растягиваться и образовывать трубковидные выросты, так называемые корневые волоски. Отметим, что клетки, которые могут образовывать корневые волоски имеют название трихобластов, а которые не способны к образованию – атрихобластов.

Итак, вода, попавшая в корневой волосок или другую клетку корня с помощью одного из механизмов, о которых мы говорили, движется к сосудам ксилемы, т. е. происходит радиальное перемещение воды по тканям корня.

Движение воды в корневой волосок или другую клетку начинается с взаимодействия с оболочкой клеток, затем вода может пройти через плазмалемму и транспортироваться из протопласта одной клетки в протопласт другой через плазмодесмы. В этом случае вода движется по симпласту. Однако вода могла бы и не заходить в симпласт, а оставаться в клеточной оболочке и двигаться по ним через ткани корня к центральному цилиндру. Это апопластический путь. Но по апопласту вода может двигаться только до эндодермы (до поясков Каспари). Поэтому путь воды по апопласту тут прекращается. Для дальнейшего передвижения она должна обязательно войти в симпласт.

Первым барьерную функцию эндодермы выявил Д. Пристли в 1920 г. В последнее время эта функция была неоднократно подтверждена.

Необходимость переключения движения воды с апопластного на симпластный путь имеет большое значение, так как процесс движения по живой протоплазме клетка может сама регулировать в отличие от перемещения воды по клеточным стенкам.

Для поступления воды в корень необходимо чтобы водный потенциал ризодермиса был меньше, чем водный потенциал почвенного раствора; в этом случае вода начнет поступать в клетки.

Почву можно рассматривать как резервуар, количество воды, в котором то увеличивается, то уменьшается. Если после дождя почва находится в состоянии полевой влагоемкости, то ее водный потенциал близок к нулю; вода легко поступает в корни. По мере подсыхания почвы ее водный потенциал снижается.

Водный потенциал максимален в почве, несколько меньший в клетках корня и самый низкий в клетках, прилегающих к эпидермису листа.

Первая причина возникновения градиента водного потенциала – активное поступление солей и их активное перемещение из одной клетки в другую. Вторая – живые клетки паренхимы центрального цилиндра выделяют растворимые органические и минеральные вещества в сосуды и таким образом поддерживают градиент водного потенциала в сосудах. Поступая в сосуды ксилемы, они образуют тут осмотический градиент.

Химический потенциал воды, в которой находятся эти ионы ниже потенциала воды в разбавленном солевом растворе внешней среды. Поэтому вода должна перемещаться по градиенту химического потенциала в ксилему корня.

Сегодня, выдвинута гипотеза, которая имеет под собой экспериментальную основу, что в корнях есть специализированный механизм активного накачивания воды (водная помпа), работа которой не зависит от поступления ионов.

Действительно, для поступления воды в корень необходима энергия, поэтому этот процесс зависит от скорости аэробного дыхания корней – основного источника АТФ. Таким образом, одним из главных факторов, обуславливающих поступление воды, является О 2 . Отсюда условия, способные подавить дыхание, резко уменьшают поступление воды. В качестве примера рассмотрим следующее явление: прошел сильный дождь, в низком месте собралось много воды, а растение завядает. Почему? Избыток воды в почве вытеснил из нее воздух, поступление кислорода в корень затруднено, дыхание подавлено. Сразу же наблюдается торможение поступления воды в корневую систему. Этот пример объясняет, почему на затопленных водой почвах растения развиваются плохо и даже гибнут.

Затопление приводит не только к уменьшению количества О 2 , но и к увеличению концентрации СО 2 в почве, который повреждает мембраны корневых волосков; наблюдается снижение поступления воды, что подтверждается торможением выделения пасоки.

Поступление воды в корень зависит и от температуры почвы. Например, на холодных болотистых почвах, несмотря на большое количество воды, растения испытывают недостаток воды, поскольку при низких температурах подавляется дыхание и нарушается снабжение корней энергией. У растений в этих условиях начинает формироваться ксероморфная структура (мелкие клетки, много устьиц и т. д.), которая характерна для сухих мест.

Состояние растений, при котором вода не может поступать, несмотря на ее большое количество в окружающей среде, получило название физиологической засухи .

Различные полютанты также могут влиять на поступление воды, в частности через подавление дыхания.

Необходимость поглощать большое количество воды даже в условиях ее лимита, например, в условиях засухи, приводит к тому, что растение формирует огромную корневую систему. В результате корни проникают в почву на большую глубину. У пшеницы длина корней достигает 90 см, у люцерны – 120 см. Если считать, что глубина пахотного горизонта составляет 20–25 см, то большая часть корневой системы размещается ниже. Размер корневой системы характеризуется не только глубиной их проникновения в почву. Большое значение имеет общая поверхность.

Вода в почве двигается очень медленно: на протяжении месяца она продиффундирует не больше, чем на 30 см. Перемещение кончика корня в почве опережает движение воды. Таким образом, не вода движется к корню, а корень к воде в процессе роста. Рост является первой и важнейшей особенностью корней как органа, поглощающего воду.

В засушливых условиях формируется корневая система в 3–4 раза большая, чем во влажных.

Разветвление и быстрый рост помогают корню двигаться к воде, но, с другой стороны, вода – необходимое условие роста. Как видно уже не на клеточном, а на организменном уровне, мы сталкиваемся с примером обратной связи, которая лежит в основе регуляторных процессов.

Как орган, поглощающий воду, корень владеет еще одним важным свойством – положительным гидротропизмом, это значит, что при недостатке воды растущие части корней выгибаются в стороны более влажных участков почвы.

Таким образом, корневая система представляет собой специализированный орган поступления воды.

Рост корней обычно опережает рост наземных органов. Это очень важная особенность, связанная с тем, что корень должен обеспечить потребности в воде формирующего растения.

Однако клетка любого органа, которая не насыщена водой, тоже может поглощать воду, как только она будет приведена с ней в соприкосновение. Поэтому и листья, особенно подвядшие, при погружении в воду довольно энергично ее всасывают; с другой стороны, несмотря на кутикулу, вода может поступать через поверхность листа. Показано, что только сухая кутикула почти непроницаема для воды; при смачивании она набухает и делается проницаемой, поэтому смоченные дождем или росой листья могут поглощать до 25 % падающей на них воды. Это имеет практическое значение при орошении растений дождеванием.

Дальний транспорт воды. Говоря о перемещении воды по растению выделяют транспорт в тканях одного органа, который называют ближним (радиальный), и транспорт между отдельными органами, который называют дальним. Между ними есть существенная разница. Ближний транспорт идет по неспециализированным тканям, а для дальнего в растениях имеются специальные проводящие ткани. Таким образом, путь, который проходит вода от корневого волоска до испаряющей клетки листа, распадается на две части: различные по протяженности, строению и физиологическим признакам. Первая часть состоит из живых клеток и имеет малые размеры (миллиметры или доли миллиметра). Это два коротких участка – один – в корне, от его поверхности с корневыми волосками до сосудов, которые находятся в его центральном цилиндре; второй – в листе, от сосудов, входящих в состав проводящего пучка, и испаряющей воду в межклетники хлоренхимы. Вторая часть пути – это сосуды, трахеиды, которые представляют собой мертвые трубки. У травянистых растений их длина составляет несколько сантиметров, а у деревьев достигает нескольких метров и даже десятков метров.

Вода и минеральные элементы доставляются к каждой клетки надземной части растения благодаря восходящему току по ксилеме. Существует также нисходящий флоэмный ток растворов от листьев к корням. Направленный вниз флоэмный ток формируется в клетках мезофилла листьев, где часть воды, которая пришла с ксилемным током, с клеточных оболочек мезофилла переходит во флоэмные окончания.

Вода с клеток листа и непосредственно с сосудов ксилемы поступает во флоэму по осмотическому градиенту, возникающему из-за накопленных в клетках флоэмы сахаров и других органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза.

Нисходящий флоэмный ток доставляет органические вещества тканям корня, где они используются в метаболизме. В корнях окончания проводящих пучков элементов флоэмы, как и в листе, расположены вблизи элементов ксилемы, и вода вновь по осмотическому градиенту поступает в ксилему и движется вверх. Таким образом, происходит обмен воды в проводящей системе корней и листьев (как бы круговорот).

Ток воды по сосудам ксилемы приводит к тому, что при перерезании стебля какого-нибудь растения на небольшом расстоянии от почвы через некоторое время с конца сосудов начинает выделяться сок, который называют пасокой. Это явление получило название «плача растений».

Силу, которая подымает пасоку вверх по сосудам, назвали корневым давлением. Корневое давление можно измерить если надетую на перерезанный стебель трубку соединить с манометром. Величина корневого давления непостоянна. В оптимальных условиях она составляет 2–3 бара. При определенных условиях достигается равновесие между количеством выделенной пасоки и количеством поступившей воды, поэтому корневое давление, или количество выделенной пасоки, может отражать поглотительную способность корней. Таким образом, активными двигателями начального восходящего водного тока (корневого давления) являются живые клетки, которые прилегают к нижнему концу проводящей системы растений – это клетки паренхимы корней – нижний концевой двигатель водного потока.

Механизм корневого давления, как считают, основывается на действии сократительных белков, функцию которых, как считают, выполняют микрофибриллы Ф-белков.

В какой-то степени доказательством активного выхода воды может служить гуттация.

Однако если бы растение постоянно не теряло воду в результате транспирации, то клетки корневых волосков быстро бы насытились водой, и ее поступление прекратилось. Поэтому, одной из причин возникновения градиента водного потенциала – испарение воды надземными органами.

Чем интенсивней клетки листьев испаряют воду, тем быстрее она будет поступать в клетки корней и быстрей транспортироваться вверх по растению. Потеря молекул воды в верхней части водного столба в результате испарения заставляет воду течь по сосудам ксилемы вверх для ликвидации потери. Это вызванное транспирацией движение воды получило название транспирационного тока. Он, в свою очередь, обуславливает поступление воды из почвы в растение то же по градиенту водного потенциала. Из-за транспирации водный потенциал в верхней части растения ниже, чем у основания.

Активными двигателями водного тока, обусловленного транспирацией, являются живые клетки, которые прилегают к верхнему концу всей проводящей системы растения – клетки паренхимы листа. Они были названы верхним концевым двигателем водного тока.

Механизм работы верхнего концевого двигателя несложный и основан на следующем. Атмосфера обычно недонасыщена водяными парами, поэтому имеет отрицательный водный потенциал. При относительной влажности воздуха 90 % он составляет 140 бар. У большинства растений водный потенциал листьев колеблется от 1 до 30 бар.

По причине большой разности водных потенциалов происходит транспирация. Уменьшение количества воды в паренхимной клетке листа вызывает снижение активности воды в ней и уменьшение водного потенциала.

Водный дефицит постепенно от клетки к клетке достигает корней, и активность воды в них снижается. В этом случае вода и поступает из почвы в корень. Таким образом, можно сделать вывод, что перемещение воды по растению, как и поступление ее в корень, главным образом, связано с градиентом водного потенциала в системе почва-растение-воздух. Этот градиент будет тем больше, чем больше воды будут терять клетки листа, т. е. чем сильней транспирация.

Работают два двигателя неодинаково. В среднем верхний концевой двигатель развивает силу в 10–15 бар и даже больше, а нижний 2–3 бара. Отсюда видно, что главная роль в водном обмене принадлежит верхнему двигателю. Однако, при отсутствие листьев у деревьев зимой и ранней весной, или после сухого периода главную роль в передвижении воды выполняет нижний двигатель. Большую роль в поднятии воды по растению нижний концевой двигатель должен иметь в условиях большей влажности воздуха, когда транспирация минимальна.

Для верхнего концевого двигателя источник энергии – солнце, это означает, что поглощаемая листом лучистая энергия используется для испарения.

Для нижнего концевого двигателя – источник энергии дыхание. Энергия молекул АТФ, синтезируемая во время дыхания клеток корня, расходуется на транспорт ионов в клетке, т. е. на создание градиента водного потенциала. Регуляторная роль корневого давления в водообмене растений схематически представлена на рис. 4.12.

Таким образом, верхний концевой двигатель представляет собой автоматически работающий механизм, который тем сильней присасывает воду, чем быстрей ее расходует.

Работой верхнего и нижнего концевых двигателей без труда можно объяснить поднятие воды на несколько десятков сантиметров, пусть метров. А как объяснить поднятие воды на десятки метров, а секвойя достигает высоты 140 метров? Сосуды, по которым двигается вода на большей части своего пути, представляют собой мертвые трубки. Они не могут развивать силы для поднятия воды. Ответить на этот вопрос помогает теория сцепления, которую предложил английский исследователь Г. Диксон в 1921 году. В соответствие с этой теорией в сосудах образуется непрерывные нити, проходящие от клеток паренхимы корня до клеток паренхимы листьев. Сила, которая заставляет молекулы воды идти друг за другом, была названа силой сцепления (когезия). Непрерывные водяные нити образуются за счет водородных связей. Однако, водяные нити сцеплены и со стенками сосудов (адгезия) с силой 300–350 бар. Все это позволяет нижнему и верхнему концевым двигателям поднимать воду по стволу на высоту 140 м.

После появления этой теории анатомы не раз обращали внимание исследователей на образование пузырьков воздуха, которые должны нарушать сцепление между молекулами воды в сосудах. Однако в случае временного исключения какого-нибудь сосуда вода движется по запасным путям (другим сосудам) или апопласту, а воздушные пузырьки постепенно рассасываются при участии живых клеток.

Передвижение воды из корня в лист по мертвым сосудам, оказывающим минимальное сопротивление водному току, представляет собой одну из находок природы, которая заключается в следующем. Клетки сосудов и трахеид вытянуты в длину, в них отсутствует живое содержимое, внутри они пустые, т. е. они представляют собой простые трубки. Одревесневшие вторичные клеточные оболочки достаточно крепкие на разрыв, способные выдержать большую разность давлений, возникающих при подъеме воды к вершине больших деревьев. Торцевые, а иногда и боковые стенки члеников сосудов, перфорированы; сосуды, которые состоят из соединенных концами члеников, образуют длинные трубки, по которым вода с минеральными веществами легко проходит. В трахеидах нет перфораций, и вода, чтобы попасть из одной трахеиды в другую, должна пройти через их торцевые стенки; но трахеиды очень длинные клетки, а поэтому и это строение тоже очень хорошо приспособлено для проведения воды.

Выход в процессе эволюции растений на сушу, крона которых располагается довольно далеко от земли, стал возможным благодаря образованию высокоспециализированной проводящей системы. Значение этого приспособления подчеркивается и названием самих растений – сосудистые.

Кроме разницы в механизмах действия существует полная согласованность в работе двух концевых двигателей. На действие любого фактора среды, способного подавить работу нижнего двигателя, лист отвечает активацией транспирации, и наоборот. Это биологически очень важное приспособление, хотя на первый взгляд, оно выглядит парадоксально: поступление воды ухудшается, а лист на этот неблагоприятный фактор отвечает не подавлением, а, наоборот, увеличением транспирации. Увеличение транспирации в данном случае имеет своей целью стимулировать поступление воды в корень.

Сейчас существует взгляд, что в растении имеется особая регуляторная система – гидродинамическая. Под ее контролем находятся водный режим, поддержание водного гомеостаза, а также, некоторые другие функции, в частности, фотосинтез. Гидродинамическая регуляторная система очень чувствительна. Она приходит в действие при очень маленькой потере воды листом (0,06 % от исходного количества) и предотвращает более сильное обезвоживание в дальнейшем.

Передача сигнала к листу происходит через сплошной водный поток, а восприятие – устичным и фотосинтетическим аппаратом. Рецептором сдвигов почвенных условий, тормозящих поступление воды, являются, скорее всего, мембраны эндодермальных клеток корня.

Гидродинамическая регуляторная система позволяет растению очень быстро реагировать на внешние изменения, потенциально неблагоприятные для водного гомеостаза.

Наземные растения стоят перед сложной дилеммой: с одной стороны, они должны обладать достаточно развитой поверхностью, чтобы эффективно поглощать солнечный свет и СО 2 , а с другой стороны, по мере увеличения поверхности увеличиваются потери воды. Эту проблему растения решают разными способами: во-первых, поступление воды увеличивается за счет роста корней и развития гипертрофированной поглотительной поверхности. Во-вторых, потеря воды становится медленнее из-за того, что мезофильные клетки отделены от окружающей среды кутикулой, содержащей воск. В-третьих, противоречие между необходимостью поглощать большее количество СО 2 и одновременно уменьшать количество испаряемой воды растения решают с помощью осциляторного механизма.

Пути ближнего и дальнего транспорта, механизм передвижения воды по растению (градиент водного потенциала, движущие силы восходящего тока воды в растении, верхний и нижний концевые двигатели, процессы адгезии и когезии).

Ближний транспорт - это передвижение ионов, метаболи­тов и воды между клетками и тканями (в отличие от мембран­ного транспорта в каждой клетке). Дальний транспорт - пере­движение веществ между органами в целом растении.

Транспорт веществ в растении осуществляется по любым тканям и по проводящим пучкам, специализированным для этой цели. В свою очередь передвижение воды и растворенных веществ по любым тканям может происходить: а) по кле­точным стенкам, т. е. по апопласту, б) по цитоплазме клеток, соединенных друг с другом плазмодесмами, т. е. по симпласту, в) возможно, по эндоплазматическому ретикулуму с участием плазмодесм.

Передвижение воды и веществ по проводящим пучкам включает в себя транспорт по ксилеме («восходящий ток» - от корней к органам побега) и по флоэме («нисходящий ток» - от листьев к зонам потребления питательных веществ или отложения их в запас). По флоэме транспортируются ме­таболиты и при мобилизации запасных веществ.

Радиальный транс­порт . Путем диффузии и обменных процессов ионы поступают в клеточные стенки ризодермы и затем через коровую паренхи­му перемещаются к проводящим пучкам. Это передвижение происходит как по клеточным стен­кам - апопласту, так и по симпласту.

Перемещение ионов по апопласту происходит за счет диффузии и обменной адсорбции по градиенту концентрации и ускоряется током воды. Движение минеральных веществ по симпласту осущест­вляется благодаря движению цитоплазмы, а между клетками - по плазмодесмам. Направленному движению по симпласту способствуют градиенты концентрации веществ. Эти гра­диенты возникают вследствие того, что поступившие в клетку вещества включаются в процессы метаболизма и концентрация их снижается.

Диффузия ионов и молекул по кажуще­муся свободному пространству клеток прерывается на уровне эндодермы. Единственный путь дальнейшего передвижения веществ че­рез эндодерму - транспорт по симпласту, что обеспечивается метаболическим контролем поступления веществ. Существование в эндодерме пропускных клеток, в которых пояски Каспари не­доразвиты или отсутствуют, позволяет незначительной части поглощенных веществ избежать метаболического контроля.

Симпластический транспорт является основным для многих ионов. При этом активной метаболизации подвергаются соеди­нения, содержащие азот, углерод, фосфор, в меньшей степе­ни - серу, кальций, хлор. Другие ионы метаболическому кон­тролю практически не подвергаются.

Существенную роль в симпластическом транспорте веществ играют вакуоли . В определенной степени они конкурируют с сосудами ксилемы за поглощенные вещества и таким образом выполняют роль регулятора поступления веществ в сосуды. Этот процесс зависит от степени насыщения вакуолярного сока растворенны­ми веществами. При снижении концентрации ве­ществ в цитоплазме они могут вновь выходить из вакуолей, представляя, таким образом, запасной фонд пита­тельных веществ. Поглощение ионов вакуолями снижает кон­центрацию их в симпласте и обеспечивает создание градиента концентрации, необходимого для транспорта их по симпласту.

Каким образом ионы поступают в мертвые сосуды ксилемы, т. е. как осуществляется ее загрузка?

Ксилемный сок представляет собой раствор, в основном состоящий из неорганических веществ. Однако в пасоке, вытекающей из ксилемы пенька при удалении верхней час стебля, обнаружены также различные азотистые соединен (аминокислоты, амиды, алкалоиды и др.), органические кислоты, фосфорорганические эфиры, соединения, содержащие серу, некоторое количество сахаров и многоатомных спиртов а также фитогормоны. В ксилемном соке могут содержать и более сложные вещества, попадающие сюда из вакуолей и цитоплазмы трахеальных элементов, заканчивающих свое развитие.

Ксилемный сок по составу резко отличается от вакуолярго. Например, содержание иона К + в вакуолях эпикотиля гороха достигает 55 - 78 ммоль/л, а в ксилемном соке - лишь 2-4 ммоль/л.

Загрузка ксилемы наиболее интенсивно происходит в зоне корневых волосков. В этой зоне функционируют один или два насоса. Основной сое локализован в плазмалемме клеток ризодермы и коровой паренхимы. Он обусловлен работой Н + -помп, в качестве которых выступают Н + -АТРазы и протонперенсщие редокс-цепи. В этой части корня катионы и анионы из клеточных стенок поступают в цитоплазму. Через клетки эндодермы с поясками Каспари вода и минеральные соли про­ходят только по симпласту. В паренхимных клетках пучка, не­посредственно примыкающих к трахеидам или сосудам, функционирует второй насос, выделяющий минеральные вещества, которые через поры в стенках трахеальных элемен­тов попадают в их полости. Благодаря активной работе двух насосов в трахеидах и сосудах увеличивается осмотический по­тенциал и, следовательно, сосущая сила.

При выращивании растений, полив несомненно, доставляет самые большие сложности. С одной стороны, это простая операция. Но для того, чтобы оценить, сколько воды необходимо для одного растения, и определить время полива, требуется некоторый опыт. Как это ни странно, но в гибели растений виноват, как правило, избыток воды, а отнюдь не ее недостаток. Перенасыщенный водой почвогрунт перекрывает корням доступ к кислороду, а застоявшаяся холодная вода - среда, благоприятствующая началу их гниения. Поэтому в большинстве случаев, вне зависимости от температуры и времени года, ежедневное опрыскивание растений предпочтительней полива почвогрунта.

Солнечная энергия вызывает действие специальных органов листа - хлоропластов. Благодаря им листья используют углекислый газ для синтеза углеводов, которые в свою очередь посредством различных химических реакций превращаются в «строительный материал», из которого состоят растения.

Здоровое растение потребляет воду из почвы . Вместе с ней минеральные вещества поднимаются по корням, переносятся по стеблю, а затем по веткам они доходят до листьев. Оттуда вода переносит вещества, синтезированные в листьях, к другим органам растения, которые в свою очередь способствуют развитию листьев и корней

В процессах дыхания и многих других химических реакциях, происходящих в растении, поглощается вода. Следовательно, в период роста требуется много воды. Вода также переносит питательные вещества к тем органам растения, которым они необходимы.

Предупреждение гниения корней

Извлеките растение из горшка и удалите все больные корни - они приобретают коричневую окраску и становятся мягкими. Осторожно вытяните корни. Если внешний покров легко отделяется, значит, корень гниет. Все, что можно сделать для восстановления растения, - это обрезать мертвые корни.

Полив

Умение оценивать необходимость полива растения - качество, приходящее с опытом, который приобретается в ходе наблюдения за ростом растения в течение определенного времени. Сама же операция проста. Существует несколько правил, которые помогут выполнять эту операцию.

Растению требуется много воды в период роста . Это случается, как правило, в жаркие весенние и летние дни, особенно когда лопаются первые почки и растение цветет. А вот осенью и зимой, когда температура снижается, а большая часть растений находится в состоянии покоя, воды, напротив, надо мало. Другое дело, когда растение находится в очень жарком помещении. Тогда их надо, так же как это делается летом, поливать часто.

Многим растениям необходима зимняя пауза , во время которой им требуется немного воды. А есть и такие, например кактусы и толстянки, которые надо только обмывать. Весной, в период сильного роста, вашим растениям требуется обильный полив. Погрузите сосуд с растением до краев в большой контейнер с водой комнатной температуры и держите до тех пор. пока поверхность станет влажной. Затем извлеките его и дайте стечь воде. Аналогичную операцию можно проделать с ампельными растениями, которые подвешены высоко и мы не всегда можем проверить, хорошо ли увлажнен земляной ком.

Растения лучше поливать утром , чтобы излишняя влага могла испариться в течение дня. При вечернем поливе растение вообще остается во влажном состоянии всю ночь, а понижение температуры способствует развитию опасных грибков-вредителей. Также это может привести к гниению корней.

Растение, полностью заполнившее горшок своими корнями , надо поливать чаще.

Частоту полива определяет также и тип почвы. Глинистые почвы впитывают воду постепенно, но и высыхают тоже медленно; песчаные - очень быстро, но тотчас снова становятся сухими. Суглинистые почвы - идеальны.

Растения в глиняных горшках , по сравнению с растениями в пластиковых горшках, требуют воды в два раза больше. Причина этого в том, что глина своими порами поглощает влагу, которая испаряется через стенки горшка.

Любые растения с ворсистыми или опушенными листьями, такие как сенполия и синнингия, нельзя поливать сверху , потому что намокшие листья могут загнить или подвергнуться грибковым заболеваниям. В первую очередь будьте осторожны с цикламенами, потому что вода проникает в середину клубня, из-за чего могут загнивать черешки у листьев и цветоножки у цветков. Горшки можно только погружать до края в теплую воду примерно на 5 минут. Затем следует дать им полностью просохнуть.

Различные растения из семейства бромелиевых требуют, чтобы в центре горшка не менее одного раза в неделю была свежая вода. А вот растения-эпифиты, например тилландсия (Tillandsia), которые в природе растут на кусках древесины, будут благодарны за ежедневное опрыскивание водой летом и за еженедельное - зимой. Но кроме этого обратите внимание также на время полива. Если растение находится на солнечном месте, избегайте попадания воды на цветки и листья.

Поверхностная корка

Случается, что поверхность земли становится жесткой, твердой. В этом случае вода остается на поверхности и не проникает к корням. Снимите с земли корку. Внимательно следите за тем, чтобы не повредить корни.

Сухой почвогрунт

Торф, если его не поддерживать во влажном состоянии, оседает, и при поливе вода полностью вытекает из горшка. В этом случае погрузите растение вместе с горшком в контейнер с водой комнатной температуры. Держите его там до тех пор, пока из земли перестанут выходить пузырьки воздуха.

Тесты на влажность

Если вы поместили растение в глиняный горшок, привяжите его хлопчатобумажной нитью к бамбуковой палке и слегка постучите по горшку . Звонкий звук говорит о том, что и глина, и почвогрунт сухие, следовательно растению необходим полив. Глухой звук при ударе о горшок свидетельствует о том, что почвогрунт достаточно влажный.

Возьмите горшок (неважно, глиняный или пластиковый) с растением. Если он вам покажется тяжелым , почвогрунт влажный, если легким, почвогрунт сухой. Это достаточно надежный тест, но для его проведения требуется некоторый опыт, позволяющий выработать критерий оптимального веса растения. А для крупных растений он вообще неприменим.

Перед поливом можно проверить состояние земли , просто потрогав ее поверхность пальцами. Если поверхность земли сухая, значит, растение необходимо полить; если же земля еще влажная, то можно еще подождать с поливом.

Если вы не доверяете таким тестам, приобретите измеритель влажности . Металлический зонд прибора погружают в почвогрунт. В его верхней части установлен индикатор, снабженный стрелкой; он указывает состояние почвы: «мокро», «впажно», «сухо». С его помощью легко узнать, надо ли поливать растение.

Какую воду использовать для полива?

Обычная вода из-под крана приемлема для большинства растений, даже если она жесткая, с большим содержанием извести. Но все же для таких растений, как азалия, эрика, эхмея полосатая (Aechmea fasciata), используйте дождевую воду. Эти растения плохо переносят известь. Но в любом случае, используя водопроводную воду , следует перед поливом дать ей немного отстояться, чтобы она приобрела температуру окружающей среды.

Если вам удастся набрать дождевой воды в большом количестве, поливайте только ею все ваши растения. В противном случае растения, чувствительные к кальцию, поливайте остуженной кипяченой водой.

При опрыскивании растений водой из-под крана может случиться так, что, высохнув, вода оставит на листьях некрасивые белые пятна; это отложения солей. Их можно легко удалить с помощью мягкой тряпки или сухой губки.

Повышение влажности воздуха

Многим растениям требуется повышенная влажность воздуха, особенно в сухих и хорошо отапливаемых помещениях. Поэтому вы должны для них создать достаточно влажную окружающую среду. Один из способов достижения этой цели - ежедневное опрыскивание листьев водой из обычного опрыскивателя. Не забывайте, что эту операцию надо выполнять в тени. Другой способ - поставить горшки с растениями на широкий поддон, наполненный слоем гравия или мелких камней, покрытый водой. Еще один способ обеспечения влажности - погружение каждого горшка в больший по размерам сосуд, например декоративный контейнер. После этого заполните до бортиков пространство, образовавшееся между двумя сосудами, торфом, который следует постоянно поддерживать во влажном состоянии.

Posted on 15.01.2013

Вегетативные и генеративные органы, их функции.

Органом называют часть растения, имеющую определенное строение и выполняющую определенные функции. У растений различают вегетативные и гене ративные органы.

Вегетативные органы – это органы, обеспечивающие основные процессы жизнедеятельности (питание, дыхание, защиту и вегетативное размножение) Это - корни, стебли, листья, почки.

Генеративные органы – это органы, обеспечивающие половое размножение (цветки, плоды, семена).

Эти органы могут видоизменяться (иметь необычное строение и выполнять необычные функции).

Вегетативные органы растений:

1. Корень– осевой орган, выполняющий функции корневого питания растения и закрепление растения в почве.

Различают 3 вида корней:

главный корень развивается из корешка семени

придаточные – от побега (стебля, листьев),

боковые – от главного и придаточных.

Внутреннее строение корня

Зоны молодого корня – это разные части корня по длине, выполняющие неодинаковые функции и характеризующиеся определенными особенностями строения. У молодого корня обычно различают 4 зоны:

Зона деления - верхушка корня, длиной 1-2 мм. Здесь находится образовательная ткань, которая обеспечивает рост корня в длину. Эта зона защищена корневым чехликом из живых клеток, образующихся за счет образовательной ткани.

Зона роста, или растяжения – зона внесколько миллиметров следующая за зоной деления.. В этой зоне клеточные деления практически отсутствуют, клетки максимально растягиваются за счет образования вакуолей.

Зона всасывания - зона в несколько сантиметров, где расположены корневые волоски. Корневой волосок представляет собой боковой вырост клетки наружного слоя. Длина корневых волосков до 8 мм. В среднем на 1 мм2 поверхности корня образуется от 100 до 300 корневых волосков. Это увеличивает суммарную площадь всасывания воды и солей. Поглощению воды способствует и выделение корневыми волосками кислот, растворяющих минеральные соли. Корневые волоски недолговечны, отмирают через 10-20 дней. На смену отмерших (в верхней части зоны) приходят новые (в нижней части зоны). За счет этого зона всасывания всегда находится на одинаковом расстоянии от кончика корня, и все время перемещается на новые участки почвы.

Зона проведения находится выше зоны всасывания. В этой зоне вода и минеральные соли, извлеченные из почвы, по проводящим тканям передвигаются от корней вверх к стеблю и листьям. Здесь же за счет образования боковых корней происходит ветвление корня.

2. Стебель– это осевая часть побега, несущая на себе листья, почки, цветы и плоды.

Основные функции стебля – опорная, проводящая, запасающая.

Дополнительные функции: орган вегетативного размножения, орган фотосинтеза.

Выделяют два основных типа стебля: травянистый и деревянистый. Травянистый – обычно существующий один вегетационный период, как правило, не утолщающийся (или слабо утолщающийся) и неодревесневающий (или слабо одревесневающий). Травянистые стебли наиболее приспособлены к разным условиям обитания. Деревянистые стебли – обычно многолетние, утолщаются неопределенно долго, состоят из нескольких слоев:

Кора (кожица, пробка и луб)-слой камбия--древесина --сердцевина

Кожица, пробка выполняют защитную функцию.

Чечевички – бугорки с отверстиями, расположенные в коре обеспечивают дыхание стебля.

Ситовидные трубки луба перемещают органические вещества.

Камбий образован образовательной тканью и обеспечивает рост стебля в толщину. В результате периодической деятельности камбия в древесине образуются годичные кольца – прирост древесины за один вегетационный период.

Сосуды древесины проводят воду и растворенные соли.

Сердцевина выполняет запасающую функцию (из основной запасающей ткани).

Лубяные и древесные волокна из механической ткани выполняют опорную функцию.

3. Лист – вегетативный, уплощенный, боковой орган побега.

Главные функции листа: фотосинтез, газообмен, транспирация.

Дополнительные функции – запасающая, защитная, вегетативное размножение.

Лист большинства растений состоит из листовой пластинки, черешка, у многих листьев есть прилистники.

Листовая пластинка – расширенная, обычно плоская часть листа, выполняющая функции фотосинтеза, транспирации и газообмена. Черешок – суженная часть листа, соединяющая листовую пластинку с основанием и регулирующая положение листа по отношению к свету. Листья с черешками называютчерешковыми, без черешков – сидячими. Если основание листа в виде трубки охватывает часть стебля (пшеница), то такие листья называют влагалищными.

Виды листьев. Различают листья простые и сложные.

Простые листья - имеют одну листовую пластинку.

Сложные листья – состоят из нескольких четко обособленных листовых пластинок, каждый из которых своим черешком прикреплен к общему черешку.

Расположение листьев на стебле может быть:

очередное – листья расположены друг за другом

супротивное - листья расположены друг против друга

мутовчатое– из одного узла растут несколько листовых пластинок

розеточное –листья располагаются на укороченном побеге.

Жилкование листьев - это расположение сосудисто-волокнистых пучков (жилок) в листовой пластинке. По жилкам листа осуществляется транспорт веществ, и они поддерживают форму листовой пластинки. Различают несколько типов жилкования: сетчатое, пальчатое, дуговое, параллельное.

Клеточное строение листа

Лист сверху и снизу лист покрыт кожицей – эпидермисом. Над эпидермой может быть кутикула и восковой налет. Клетки верхнего эпидермиса бесцветные и плотно прилегают друг к другу. Нижняя поверхность листа покрыта эпидермисом с множеством устьиц. Устьица образованы двумя замыкающими клетками, между которыми есть устьичная щель. Через устьица происходит газообмен и испарение воды (транспирация). У плавающих на поверхности воды листьев устьица располагаются на верхней эпидерме, а у погруженных листьях обычно отсутствуют.

Между верхней и нижней эпидермой располагается мякоть листа, образованная столбчатой и губчатой тканью. Столбчатая ткань располагается под верхней кожицей листа и ее клетки содержат большое количество хлоропластов, где осуществляются процессы фотосинтеза. Ближе к нижней эпидерме располагается губчатая ткань,осуществляющая преимущественно функции газообмена и транспирации. Клетки губчатой ткани (иногда неправильной формы), расположены рыхло, между ними хорошо развитасистема межклетников, с помощью которых осуществляется газообмен и транспирация. Клетки губчатой ткани принимают участие и в фотосинтезе, но в меньшей степени, чем клетки столбчатой паренхимы, так как число хлоропластов в них в 2-6 раз меньше.

Видоизменения листа

В процессе приспособления к условиям среды обитания у всего листа или его части могут возникнуть изменения во внешнем облике и внутреннем строении, то есть возникают видоизменения или метаморфозы листа. (см. рис.)

Колючки (1) характерны для растений, обитающих в сухом и жарком климате, хотя нередко они возникают и у растений других климатических зон. Колючки уменьшают транспирацию и защищают растения от поедания животными (Например, колючки кактуса и барбариса).

Усики (2) - это нитевидные образования, чувствительные к прикосновению и приспособленные для лазания. У вики, чечевицы, гороха в усик преобразуются верхняя часть листа.

Ловчие аппараты (3) встречаются у растений, произрастающих на болотистых, торфяных, бедных минеральными веществами почвах. При помощи ловчих аппаратов росянка, венерина мухоловка, непентес используют богатую азотом и фосфором органическую пищу, переваривая животных.

Сочные чешуи (4) лука и зубчики чеснока, листья капусты – это тоже видоизмененные листья, выполняющие функцию запасания питательных веществ. У алоэ, агавы (5) листья сочные и выполняют функцию запасания воды.

Листья могут видоизменяться в чешуйки, например, на корневищах, на почках, листья хвощей.

4. Побег – надземный осевой орган растения. Он представляет собой стебель с расположенными на нем листьями и почками.

Место прикрепления основания листа к стеблю называется узлом, угол между черешком листа и стеблем –пазухой листа, почка, находящаяся в пазухе – пазушной почкой. Расстояние между двумя узлами называется междоузлием. В зависимости от степени развития междоузлий различают укороченные побеги (побеги со слабо развитыми короткими междоузлиями) и удлиненные побеги (побеги с длинными междоузлиями).

По характеру расположения в пространстве побеги бывают:

прямостоячие - с растущим вертикально вверх стеблем;

приподнимающиеся – побеги, сначала растущие в горизонтальном, а затем вертикальном направлении;

стелющиеся – растущие более или менее горизонтально;

ползучие побеги похожи на стелющиеся, но в отличие от них укореняются с помощью придаточных корней, образующихся в узлах; (земляника);

вьющиеся побеги способны обвиваться вокруг других растений или каких-либо опор (вьюнок полевой, хмель),

лазающие (цепляющиеся) побеги имеют приспособления (усики, присоски, крючки и т.д.) для удержания на опорах или на других растениях (горох, виноград, плющ).

5. Почка– это укороченный зачаточный побег, т.е. имеет все части побега, но они в зачаточном состоянии. Снаружи защищены почечными чешуйками.

По составу и функции почки бывают:

вегетативные - из них развиваются побеги с листьями (у большинства растений). Внутри почки находится зачаточный стебель, заканчивающийся конусом нарастания и зачаточные листья. В пазухах зачаточных листьев закладываются зачатки пазушных почек.

генеративные (цветочные, репродуктивные) - почки, из которых развиваются цветки или соцветия, то есть они содержат только зачаток цветка или соцветия.

вегетативно-генеративные (смешанные) - почки, из которых развиваются облиственные побеги с цветками (яблоня, груша, сирень). Эти почки похожи на вегетативные, но конус нарастания превращен в зачаточный цветок или соцветие.

По расположению на стебле различают почки:

верхушечные (на кончике побега);

боковые (дающие побеги следующего порядка ветвления);

пазушные (развивающиеся в пазухах листьев;

придаточные (любые не верхушечные и не пазушные почки; они возникают на взрослых частях стебля, корня и листа из внутренних тканей).

Некоторые почки остаются нераскрытыми много лет.

Их называют спящими почками. В случае повреждения растения почки «просыпаются», давая начало новым побегам.

Видоизмененные побеги

Видоизменения побега возникают в связи с приобретением им специальных, дополнительных функций. В основном видоизменения носят приспособительный характер и связаны с накоплением запаса питательных веществ, вегетативным размножением, защитой от поедания животными и др.

Различают надземные и подземные видоизменения побегов.

Надземные видоизмененные побеги:

Столоны - побеги с длинными тонкими междоузлиями и служат для вегетативного размножения и расселения. Столоны земляники называют усами.

Колючки - выполняют главным образом защитную функцию (терн, абрикос, груша, облепиха, лимон, боярышник).

Усики - развиваются у растений с тонким и слабым стеблем, не способным самостоятельно поддерживать вертикальное положение (виноград).

Мясистые побеги - выполняют водозапасающую и ассимиляционную функции (кактусы, молочаи).

Кочан - гигантская видоизмененная почка, развивается в первый год, накапливает питательные вещества в листьях.

Подземные видоизмененные побеги

Корневище- многолетний подземный побег (ландыш, пырей ползучий, валериана и др.). Выполняет функции возобновления, вегетативного размножения и накопления запаса питательных веществ. Внешне напоминает корень, но имеет верхушечную и пазушные почки, редуцированные листья в виде бесцветных чешуй. Из стеблевых узлов развиваются придаточные корни. Запасные питательные вещества откладываются в стеблевой части побега.

Клубень - представляет собой утолщения подземного побега (картофель, топинамбур, настурция клубненосная). Формирование клубня происходит на верхушке подземного столона за счет деятельности верхушечной почки. Верхушечная почка столона утолщается, ее ось разрастается. Маленькие пленчатые чешуевидные листья быстро отмирают и опадают, а на их месте образуются листовые рубцы - бровки. В пазухе каждого листа в углублениях возникают группы из трех-пяти почек - глазков.

start="3" Луковица - представляет собой укороченный подземный побег (лук, чеснок, лилии). Стеблевая часть луковицы - донце с сильно укороченными междоузлиями несет многочисленные сочные видоизмененные листья - чешуи. Наружные чешуи быстро истощаются, подсыхают и выполняют защитную функцию. В сочных чешуях откладываются запасные питательные вещества. В пазухах луковичных чешуй находятся почки, из которых формируются надземные побеги или новые луковицы. На донце образуются придаточные корни.

ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ

6. Цветок - это видоизмененный укороченный побег с ограниченным ростом, предназначенный для полового размножения. Поскольку цветок – это видоизмененный побег, у него различают части, имеющие стеблевое и листовое происхождение. Цветоложе и цветоножка – это видоизмененный стебель, все остальное- видоизмененные листья.

Главные части цветка – это пестик (женская часть цветка) и тычинка (мужская часть цветка). В пестике различают рыльце, столбик, завязь. Внутри завязи расположены семязачатки, от которых образуются семена. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, где созревают споры.

Остальные части цветка:

Венчик - состоит из лепестков, служит для привлечения опылителей.

Чашечка – состоит из чашелистиков, защищает все части цветка в стадии бутона.

Цветоложе – укороченная стеблевая часть цветка. На ней располагаются все остальные части цветка.

Цветоножка – это междоузлие под цветком. Цветки, лишенные цветоножки, называются си дячими.

Венчик и чашечка образуют околоцветник. Околоцв етник выполняет функцию защиты главных частей цветка – пестиков и тычинок, функцию привлечения опылителей. Различают простой и двойной околоцветники.

Простой околоцветник не дифференцирован на чашечку и венчик, образован совокупностью однородных листочков, имеющих одинаковые размеры и окраску.

Двойной околоцветник дифференцирован на чашечку и венчик, отличающиеся друг от друга размерами и окраской

По наличию пестиков и тычинок различают цветки:

обоеполые - имеется и пестик и тычинка (их свыше 70%).

раздельнополые цветки – имеют или пестик, или тычинку. Если имеется только пестик, цветок называется пестичным (женским), если есть только тычинки – тычиночным (мужским).

В зависимости от нахождения однополых цветков на растениях различают:

однодомные растения – растения, у которых на одних и тех же экземплярах располагаются и женские, и мужские цветки (огурец, кукуруза, дуб);

двудомные растения – растения, у которых на одних экземплярах располагаются женские, а на других – мужские цветки (крапива двудомная, ива, тополь, конопля, облепиха и др.).

7. Соцветия – это группы цветков, расположенные в определенном порядке.

Функции соцветий – собираясь вместе, мелкие цветки становятся заметными для опылителей

Простые соцветия – цветки расположены на общей оси:

кисть – цветки с цветоножками друг за другом (ландыш, черемуха)

колос – цветки « сидячие» друг за другом

початок - цветки на толстой оси (подорожник)

зонтик – цветоножки цветков отходят с верхушки оси (лук, примула, вишня)

головка – «сидячие» цветки вокруг округлой оси (клевер)

корзина –«сидячие» цветки на широкой и плоской оси (ромашка, подсолнечник)

Сложные соцветия – на общей оси находятся простые соцветия:

сложный колос- из простых колосков (пшеница, рожь)

сложный зонтик - из простых зонтиков (морковь, укроп)

метелка - из кистей(сирень, овес, виноград)

8. Плод –это генеративный орган покрытосеменных растений, внутри которого образуются семена.

Функции плода: формирование, защита и распространение семян.

Плоды характерны только для цветковых растений. Плод образуется из цветка после оплодотворения. Главную роль в образовании плода играет пестик. Нижняя часть пестика – завязь, содержащая семязачатки, разрастается и превращается в плод.

Плод состоит из околоплодника и семян, число которых соответствует числу семязачатков. Иногда в образовании плода принимают участие и другие части цветка (цветоложе, тычинки, околоцветник).

Классификация плодов.

1. По консистенции околоплодника:

сочные плоды – имеют сочный околоплодник (ягода, костянка, яблоко, многокостянка, тыквина, гесперидий);

сухие плоды – имеют сухой околоплодник в зрелых плодах (боб, стручок, коробочка, орех, желудь, семянка, зерновка, крылатка).

2. По числу семян:

односемянные плоды –имеют внутри одно семя (костянка, орех, желудь, семянка, зерновка,крылатка);

многосемянные плоды – имеют много семян (ягода, коробочка, яблоко, боб, стручок, многокостянка, многоорешек, гесперидий).

Плоды разных растений:

Ягода- у смородины, черники, клюквы, крыжовника и др.

Костянка – у вишни, персика, черемухи, сливы и др.

Многокостянка – у малины, морошки, ежевики.

Тыквина – у тыквы, дыни, арбуза, огурца.

Гесперидий (померанец)- у лимона, апельсина, мандарина, т.е. у цитрусовых

Боб – у бобовых растений: гороха, сои, клевера, люцерны, фасоли и др.

Стручок (стручочек) – у крестоцветных: капусты, редиса, редьки, горчицы и др.

Коробочка – у мака, белены, дурмана, хлопчатника и др.

Орех – у лещины, грецкого ореха.

Желудь– у дуба.

Многоорешек –у земляники, клубники.

Крылатка –у клена.

Семянка – у всех сложноцветных (одуванчика, астры, ромашки, подсолнечника и др.)

Зерновка – у всех злаковых (пшеницы, риса, кукурузы, овса, проса, ячменя, ржи и др.)

9. Семя – это орган полового размножения, расселения и переживания неблагоприятных условий жизни у семенных растений, развивающийся обычно после оплодотворения из семязачатка. Типичное семя состоит из покровов (семенной кожуры), зародыша и питательной ткани.

Семенная кожура – служит для защиты зародыша от высыхания, механических повреждений. Формируется из покровов семязачатка. На поверхности семенной кожуры можно заметить маленькое отверстие –микропиле, отвечающее за дыхание, а также рубчик – место бывшего прикрепления семязачатка в завязи.

Зародыш семени развивается из оплодотворенной яйцеклетки, имеет диплоидный набор хромосом (2п). Зародыш в зачаточной форме имеет все основные органы растения: зародышевый корешок, стебелек, почечку и первые зародышевые листья – семядоли. У двудольных – две семядоли, у однодольных – одна семядоля.

Запасающая ткань семени (эндосперм) развивается из оплодотворенного центрального ядра зародышевого мешка и имеет триплоидный набор хромосом (3п).

Особенности строения семян двудольных и однодольных растений.

Многие двудольные растения запасные вещества содержат в семядолях, а эндосперм у них отсутствует.

У однодольных растений запасные вещества содержатся в эндосперме, который составляет основную часть семени. К эндосперму прилегает зародыш, у которого хорошо различимы корешок, стебелек, почечка и одна семядоля.

Распространение плодов и семян

После образования семян либо весь плод, либо содержащиеся в нем семена (или семя), отделяются от родительского растения. Чем дольше разносятся семена, тем менее вероятна конкуренция со стороны родительского растения. Это дает также больше шансов колонизировать новую территорию, что со временем приводит к увеличению размеров популяции в целом. Способы расселения семян и плодов у цветковых растений очень разнообразны.

Распространение с помощью животных. Плоды, снабженные колючками или крючочками, прицепляются к коже или шерсти проходящих мимо животных и могут быть перенесены на некоторое расстояние, прежде чем будут содраны или отпадут.Примерами служат плоды подмаренника цепкого, гравилата, лопуха, череды. Многие растения имеют плоды с сочным околоплодником для привлечения птиц и животных. Семена этих плодов защищены от переваривания в пищеварительном тракте и вместе с экскрементами попадают в почву, прорастают, но уже на другом месте.

Распространение ветром. Многие растения, распространяемые ветром, имеют специальные приспособления. К их числу относятся летучки (семена ивы, кипрея, хлопчатника, плоды одуванчика и др.) и крылатки (у сосны (голосемянные), яза, ясеня, клёна, граба и др.). У ряда растений, например у мака, плод – коробочка, сидящая на ножке, которую колышет ветер, так что многочисленные мелкие семена высыпаются через поры в верхней части плода.

Распространение водой. Лишь немногие плоды и семена специально приспособлены для распространения с помощью воды. Они содержат воздушные полости, удерживающие их на поверхности воды. Кокосовый орех - костянка с многочисленными воздухоносными полостями. У кувшинки семя снабжено губчатой оболочкой, воздушные поры которой не дают им тонуть.

Саморазбрасыванием распростра няются растения, у которых семена выбрасываются за счет нарастания в плодах внутреннего давления, или околоплодник выбрасывает семена по принципу пружинки или метания. Такое распространение семян характерно для бешеного огурца, кислицы обыкновенной, бобовых растений, у многих ирисовых, лилейных, примул. Растения, разбрасывающие семена, обычно произрастают в таких местах, где по тем или иным причинам невозможно использовать другие пути расселения (ветер, животные). Чаще всего они обитают в глухих уголках леса, где почти не бывает ветра, и где редко проходят звери.

Во многих случаях в распространении семян и плодов играет элемент случайности, и данный плод или семя может распространяться двумя или даже всеми тремя способами. Один из главных факторов случайного распространения является человек; семена могут прицепляться или прилипать к его одежде и т. д. или перевозиться с разными грузами на транспортных средствах. Засорение зерновых культур семенами сорняков обычное явление, наблюдаемое по всему земному шару. Орехи, припрятанные про запас грызунами, могут остаться, и прорасти следующей весной. Наводнения, ураганы и т. д. могут занести семена дальше, чем обычно. Есть также плоды, способные ползать и скакать (овес, ковыль, др.).

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 растений идет 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 35?С – 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.

и т.д.................