Органы цветковых растений
Растения — сложные живые организмы, имеющие взаимосвязанные и согласованно функционирующие органы. Различают вегетативные и генеративные органы. Вегетативные органы (корень, стебель, лист) служат для поддержания индивидуальной жизни растения, обеспечения его роста и развития, генеративные органы (цветок, плод и семя) — для полового воспроизведения растений.
13
Корни укрепляют растения в почве, придают им устойчивость, поглощают из почвы необходимые для жизни растения воду и растворенные в ней питательные вещества, которые направляются по стеблю к листьям. Кроме того, корень может служить вместилищем запасных питательных веществ. В нем синтезируются многие органические соединения, значительная часть которых выделяется в почву и используется почвенной микрофлорой (грибы, бактерии) и другими растениями. У корнеотпрысковых растений корни выполняют функцию вегетативного размножения. Различают главный корень, который образуется из зародышевого корешка, придаточные корни, развивающиеся на стеблях и листьях, и боковые корни, представляющие собой ответвления любых корней. Верхушка растущего корня покрыта своеобразным защитным покровом — корневым чехликом, клетки которого постоянно обновляются (рис. 2). Он прокладывает корню проходы в почве. Под чехликом находится зона деления (конус нарастания), представленная делящимися клетками верхушечной образовательной ткани. Далее расположена зона растяжения, в которой клетки интенсивно растут, вытягиваясь вдоль оси корня, и начинают дифференцироваться. Следующая за ней зона всасывания содержит большое количество корневых волосков — наружных выростов клеток кожицы длиной до
Рис. 2. Внутреннее строение корня:
1 — корневой чехлик; 2 — зона деления (конус нарастания); 3 — зона растяжения; 4 — зона всасывания; 5 — зона проведения и образования боковых корней.
Совокупность всех корней растения называется корневой системой. По форме различают стержневую корневую систему, в которой главный корень сильно развит и выделяется среди остальных корней, и мочковатую корневую систему, в которой главный корень отсутствует или незаметен среди многочисленных придаточных корней (рис. 3).
Лист представляет собой боковой вегетативный орган растения, развивающийся на стебле. В листьях осуществляется процесс фотосинтеза, т. е. из воды и минеральных веществ, поглощенных корнями из почвы, а также из диоксида углерода (углекислого газа) атмосферного воздуха с помощью солнечной энергии, которую улавливают хлоропласта, содержащие зеленый пигмент — хлорофилл, образуются органические вещества: крахмал, сахар, белки, жиры. Эти вещества передвигаются по стеблю в другие части растений: корни, цветки, семена и плоды.
14
Рис. 3. Корневая система растений: А — стержневая; Б — мочковатая
Лист обычно состоит из листовой пластинки и черешка, но у листьев некоторых растений черешок отсутствует (например, растения сем. Мятликовых). Такие листья называют сидячими. У разных растений листья различаются по форме листовой пластинки (сердцевидные, ланцетовидные, овальные и т.д.), форме ее края (цельнокрайние, зубчатые и др.), расположению жилок (у листьев двудольных растений жилкование обычно перистое или пальчатое, у листьев однодольных — параллельное или дуговое). Различают также листья простые, имеющие одну листовую пластинку, опадающую осенью целиком, и сложные, распадающиеся после отмирания на отдельные части. Сложные листья бывают пальчато- и перисто-сложными.
Порядок прикрепления листьев на стебле называется листорасположением. При очередном листорасположении листья растут на стебле по одному, чередуясь друг с другом, при супротивном — по два друг против друга, при мутовчатом — прикрепляются к стеблю пучками, состоящими из нескольких листьев.
Стебель — осевой вегетативный орган растения, который соединяет два полюса питания растения — корни и листья, обеспечивая обмен между ними необходимыми питательными веществами. Он выносит листья к свету, служит опорой для генеративных органов, может запасать питательные вещества. Стебли различают по расположению в пространстве (прямостоячие, стелющиеся, вьющиеся, лазающие и т.д.), степени одревеснения (травянистые и деревянистые), продолжительности жизни, длине (до
Стебель с расположенными на нем листьями и почками называется побегом. Участки стебля, на которых развиваются листья, называются узлами, а участки стебля между двумя узлами — междоузлиями.
Побеги у некоторых видов растений, так же как корни, могут видоизменяться, приспосабливаясь к выполнению дополнительных, например, запасающих функций. Особенно важное значение имеют утолщенные подземные побеги, служащие для вегетативного размножения. К ним относятся корневище (пырей ползучий, сныть, ландыш), клубень (картофель), луковица (лук, чеснок).
15
Почка — это зачаточный побег, состоящий из укороченного стебля со сближенными зачаточными листьями. На верхушке укороченного стебля почки находится конус нарастания, состоящий из верхушечной образовательной ткани. За счет деления его клеток стебель растет в длину, образуются другие органы. Почки бывают вегетативными, генеративными {цветковыми) и смешанными.
Цветок — орган семенного размножения, укороченный видоизмененный побег, приспособленный для образования половых клеток (гамет), опыления, оплодотворения и формирования семян и плодов. Цветок включает следующие части: цветоножку, на которой могут быть прицветники (листья, сопровождающие цветки), расширенное цветоложе, чашечку, венчик, тычинки и пестик (рис. 4). Чашечка и венчик образуют околоцветник. У многих ветроопыляемых растений околоцветник мелкий, невзрачный, в то время как у растений, опыляемых насекомыми, он хорошо развит, белый или ярко окрашенный. Тычинки состоят из тычиночной нити и пыльника. В пыльнике образуется большое количество пыльцы (мужской гамето-фит). Пестик состоит из нижней расширенной части — завязи и верхней суженной — столбика и рыльца. Внутри завязи находится семяпочка (семязачаток), в которой формируется зародышевый мешок (женский гаметофит). Столбик выносит из цветка рыльце, что способствует лучшему улавливанию пыльцы.
Рис. 4. Схема строения цветка:
1 — завязь; 2 — столбик; 3 — рыльце; 4 — пыльцевые зерна, образующие пыльцевые трубки; 5 — тычиночная нить; 6 — поперечный разрез пыльника тычинки; 7 — продольный разрез пыльника; 8 — семяпочка
16
По строению различают растения с обоеполыми (картофель, рожь) и раздельнополыми цветками, в которых есть или только тычинки, или только пестики. Растения с раздельнополыми цветками могут быть однодомные, если на одном растении находятся мужские и женские цветки (кукуруза, огурец), и двудомные, если мужские цветки развиваются на одном растении, а женские — на другом (конопля, облепиха, тополь).
Соцветия. Цветки часто собраны в соцветия. У ветроопыляемых растений это позволяет эффективнее улавливать пыльцу. Соцветия насекомоопыляемых растений более заметны для насекомых, чем отдельные цветки. Соцветия бывают простыми и сложными (рис. 5). К простым относятся: кисть (капуста), простой колос (подорожник), початок (кукуруза), простой зонтик (лук, яблоня), головка (клевер), корзинка (подсолнечник), щиток (груша). К сложным соцветиям, имеющим ветвящуюся главную ось, относят метелку (овес), сложный колос (пшеница, рожь), сложный зонтик (укроп).
Семя — орган размножения цветковых растений, который образуется из семяпочки в результате двойного оплодотворения. Оно состоит из зародыша и кожуры. Зародыш — это зачаточное растение, имеющее корешок, стебелек, почку и семядоли (первые листья зародыша). У однодольных растений (зерновые хлеба) семядоля одна, у двудольных (зернобобовые) — две. Семя однодольных включает также специальную запасающую ткань — эндосперм (мятликовые, пасленовые, гречишные). У двудольных растений запас питательных веществ сосредоточен в семядолях.
Рис. 5. Схемы наиболее распространенных соцветий:
1 — кисть; 2 — метелка; 3 — простой колос; 4 — сложный колос; 5 — початок; 6 — простой зонтик; 7 — сложный зонтик; 8 — головка; 9 — корзинка
17
Плод — вместилище семян. Плоды состоят из околоплодника, который образуется в основном из стенок завязи и семян. Околоплодник одних плодов сочный, мясистый. Это сочные плоды. К ним относятся ягода (плоды винограда, томата, картофеля), костянка (плоды вишни, сливы, черемухи), яблоко (плоды яблони, груши), тыквина (арбуз, дыня). Другую группу составляют плоды с сухим околоплодником: боб (горох, бобы), стручок, стручочек (капуста, редька, ярутка), коробочка (мак, лен), орех (лещина, липа), зерновка (рожь, овес, пшеница), семянка (подсолнечник) (рис. 6). Встречаются и сложные {сборные) плоды, формирующиеся из цветка с несколькими пестиками (сборная костянка у малины, сборная семянка у земляники и т.д.). Распространению плодов и семян дикорастущих форм растений способствуют ветер, насекомые, животные.
Рис. 6. Разнообразие плодов растений:
1 — семянка; 2 — листовка; 3 — боб; 4 — стручок; 5 — стручочек; 6, 8, 9— коробочки; 7 — двусемянка; 10 — костянка.