Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Органы растений
Все растения разнообразны и отличаются друг от друга по строению. Существуют растения, чьи тела не подразделяются на отдельные органы и все клетки имеют сходное строение. К таким представителям растительного мира относятся водоросли. Тело водорослей не делится на органы и называется талломом или слоевищем (рис.1). Их упрощенное строение определило их название — низшие растения.
Рис.1 Тело водоросли (таллом)
Растения, тела которых состоят из разных органов (стебля, листьев), называют высшими растениями. К ним относятся мхи, папоротники, хвощи, плауны, семенные растения.
Орган — это часть тела организма, которая имеет определенное строение и выполняет одну или несколько функций. Органы цветкового растения — побег (стебель, листья, почки), корень, цветок, плод, семя. У высших растений различают два типа органов: вегетативные (от лат. вегетативус — растительный) — побег и корень и генеративные (от лат. генераре — рождать, производить) — цветок, плод, семя, ответственные за размножение. К вегетативным органам относятся части тела растений, обеспечивающие рост, питание, дыхание, водоснабжение и т. д. Особенно хорошо они развиты у цветковых растений. Размножение растений вегетативными органами называется вегетативным (рис. 2).
Рис.2 Органы цветкового растения
Корень и побег — два главных органа высших растений. С их помощью растение получает необходимые для своей жизни вещества, т. е. это охватывает природную среду, почву и воздух.
Побег состоит из стебля, листьев и почек. Стебель, лист и почка — части побега, их тоже называют органами растения (рис.3).
Рис.3 Органы растения
Органы, осуществляющие половое размножение, называются генеративными. К генеративным органам относится цветок, из которого появляется плод с семенем.
В генеративном органе развиваются особые половые клетки, или гаметы.На побегах некоторых растений бывают образования, где развиваются споры. Споры — это особые клетки, покрытые двойной оболочкой. С помощью спор такие растения, как папоротник, размножаются и распространяются по земле.
Семенные и споровые растения. Растения, у которых образуются семена, называют семенными. Цветущие семенные растения называют цветковыми (рис. 4).
Рис.4 Цветковые (покрытосеменные) растения
Все растения, у которых есть цветок, образуют плоды с семенами. То есть их семена снаружи «покрыты» плодом. Поэтому цветковые растения еще называют покрытосеменными.
Голосеменные растения образуют семена, но не цветут (рис. 4), поэтому у них нет плодов. За это свойство их называют голосеменными. Особенно распространены хвойные. Они называются хвойными потому, что у них, в отличие от других растений, листья имеют форму иголок.
Рис.5 Голосеменные растения
К ним относятся сосна, ель и др. Хвойные появились на несколько миллионов лет раньше, чем цветковые.
Споры — очень мелкие, невидимые глазу клетки. Они очень легкие, сухие, далеко распространяются по воздуху или воде. Попадая в благоприятные условия, споры начинают расти, и из них образуется новое поколение растений. К растениям, размножающимся и распространяющимся с помощью спор, относятся мхи, плауны, хвощи, папоротники (рис. 6).
Рис.6 Споровые растения
Растения, размножающиеся с помощью спор, называются споровыми (рис.7).
Рис.7 Прорастание спор мха
Семенные и споровые растения — представители растительного царства. Они зеленого цвета, так как в их клетках содержится хлорофилл. За счет хлорофилла растения на свету образуют органические вещества и выделяют кислород. Благодаря этому свойству растения имеют огромное значение для жизни на Земле.
Водоросли называют низшими растениями, их тела не состоят из отдельных органов, все клетки их тел одинаковы. Растения, тела которых состоят из разных органов (стебля, листьев), называют высшими растениями. У высших растений различают два типа органов: вегетативные — побег и корень и генеративные цветок, плод, семя, ответственные за размножение. Растения, у которых образуются семена, называют семенными. Цветковые растения еще называют покрытосеменными. Голосеменные растения образуют семена, но не цветут, поэтому у них нет плодов. Растения, размножающиеся с помощью спор, называются споровыми.
Биологический русско-английский глоссарий
Питание – жизнь, а лист – его орган для растений (4 фото)
Как питаются растения
Фотосинтез и его роль в жизни растений
Питание осуществляется благодаря хлоропластам, то есть зеленым пластидам (органоидам), содержащим хлорофилл. Они содержатся в листьях, но некоторые представители царства растений питаются с помощью клеток стебля, где тоже есть хлоропласты (к примеру, кактусы).
Однако именно лист – это орган, где происходит процесс фотосинтеза, то есть преобразования энергии света в энергию связей химических веществ при участии фотосинтетических пигментов. У большей части растений форма листа напоминают пластину солидной площади, что гарантирует максимальное соприкосновение листа с внешней средой.
При этом их расположение на стебле, ветке, стволе предусмотрено так, что они практически не закрывают друг от друга солнце. Такая система носит название листовой мозаики. У многих растений лист располагается перпендикулярно по отношению к падающим солнечным лучам, что еще больше увеличивает освещаемую площадь.
Лист устроен таким образом, чтобы максимально задействовать солнечный свет. Фотосинтез происходит в ассимиляционной паренхиме – специализированной ткани, отличающейся повышенным содержанием хлоропластов, в которых и идет этот процесс.
Хлорофилл выполняет важную функцию в процессе фотосинтеза. Он поглощает солнечный свет и задействует его энергию для создания органических веществ. То есть по сути свет представляет собой источник энергии, благодаря которой из неорганических веществ создаются органические, богатые энергией. Фотосинтез в листьях невозможен без хлорофилла и света.
Органы растений. Формируем основные биологические понятия
У одноклеточных водорослей тело представлено одной клеткой, которая выполняет все необходимые для жизнедеятельности функции. У многоклеточных водорослей структурно однородные клетки объединяются в таллом. На первый взгляд таллом может быть похож на тело растений, однако клетки таллома однотипны и не имеют ни специализированных элементов. Поэтому такие растения относят к низшим.
В ходе эволюции с выходом растений на сушу клетки начали дифференцироваться по выполняемой функции, сформировались ткани и органы, а такие растения получили название высших.
Названия органов растения представлены на иллюстрации.
Органы растения делятся на:
вегетативные: к ним относят корень и побег. Побег в свою очередь состоит из стебля, листьев и почек;
генеративные или органы размножения — цветок, плод и семя (спорангий у споровых и шишка у голосеменных).
Орган — это часть растения выполняющая одну или несколько функций.
Благодаря вегетативным органам растение растет, питается, происходит газообмен со средой, т.е. процессы фотосинтеза и дыхания (вставка на статью), из тонкого прутика вырастает мощное дерево — т.е. вегетативные органы обеспечивают жизнедеятельность растений.
Генеративные органы нужны, чтобы растение смогло оставить потомство и обеспечивались селекция и эволюция.
К генеративным органам относятся цветок, семя и плод.
Весной и летом цветы всевозможных форм и размеров, одиночные и собранные в соцветия радуют глаз. Однако основная функция цветка — половое размножение растений.
Именно из этого модифицированного побега после опыления и оплодотворения завязи пестика формируется плод, который состоит из семян и околоплодника. В живой природе плоды весьма разнообразны: некоторые из них съедобны, и очень вкусны, как томат или яблоко. А другие наоборот ядовиты, как белладонна или волчьи ягоды.
Семя — это зачаток полноценного растения, необходимый ему для размножения, переживания неблагоприятных условий внешней среды и расселения на новые территории. В структуре семени выделяют кожуру, зародыш, запас питательных веществ. Зародыш содержит зачатки вегетативных органов — корня, стеблей, листьев, из которых в подходящих условиях вырастает новое растение.
Однако, внимательные ученики, кто наблюдал, как бабушка в деревне прикапывает усы клубники на грядке, или сами сажали картофель весной, могут возразить, что растение может размножаться и вегетативными органами тоже. И будут совершенно правы.
Некоторые растения можно размножать вегетативно — черенками, усами, клубнями. Но селекцию и эволюцию обеспечивают лишь генеративные органы.
Строение цветка, семени, различных плодов и сложные процессы опыления и оплодотворения подробно разбираются в главе № 2 учебника «Биология. 6 класс» под редакцией И.Н. Пономаревой, а мы переходим к вегетативным органам растений.
В строении вегетативных органов выделяют общие признаки:
полярность — основание и вершина растения находятся на противоположных концах растения, т.е. на разных полюсах. Это явление довольно легко наблюдать у растений, которые размножаются черенками. Например, у ивы.
Если черенок поместить во влажную среду, то через некоторое время на нижнем полюсе у основания образуются корни, на верхнем листья. И любой отрезок черенка будет вести себя подобным образом;
геотропизм — т.е. рост в определенном направлении относительно центра земного шара, благодаря тому, что растения ощущают земное притяжение.
Это явление также легко продемонстрировать на опыте, с которым можно поучаствовать в конкурсе. Если растущее растение положить горизонтально, через некоторое время его корни вновь будут расти вниз, а стебель займет вертикальное положение.
Корень обладает положительным геотропизмом, поскольку его рост направлен к центру земли, надземные части растения обладают отрицательным геотропизмом.
Благодаря геотропизму ландшафтные дизайнеры могут создавать фантазийные композиции, придавая деревьям причудливые формы. Но самый загадочный дизайнер — природа. И в Польше можно наблюдать целый кривой лес.
Выполняемая функция органов растений различна.
Корень — у большинства растений это подземный орган. Основная функция закрепление в почве или другом субстрате и обеспечение растения полезными минеральными веществами и водой, а также запасание питательных веществ. У некоторых растений корень модифицировался в клубень, как например у георгина или топинамбура.
Все корни растения называют корневой системой. Корневая система делится на:
Жизнедеятельность растений: основные жизненные процессы в организме растений и связь органов в организме растения
Какие жизненные процессы протекают в растительном организме? Рассмотрим основные.
Жизненные процессы в организме растений
Под жизнью понимают биологический и качественно особенный вид движения материи. Поскольку растение является живым организмом, то и ему характерны все основные признаки живого.
К основным жизненным процессам, протекающим в организме растения и не зависящим от строения растения, относятся:
Обмен веществ и энергии
Основной признак проявления жизни — осуществление обмена веществами и энергией. Самым сложным процессом, связанным с образованием веществ или ассимиляцией, является фотосинтез. В случае распада веществ или диссимиляции — это дыхание.
Обмен веществ и энергии — непростой комплекс процессов поступления в организм веществ и энергии из вне, с последующим их преобразованием, усвоением, а также распадом с выделением энергии и выведением из организма.
Постоянный обмен и превращение веществ и энергии обеспечивают размножение, рост и реакции растений на меняющиеся условия. Организм постоянно принимает вещества, которые проходят в нем определенные превращения, и выводит конечные продукты обмена.
Обмен веществ — это два взаимосвязанных процесса:
К примеру, солнечная энергия позволяет зеленым водорослям осуществлять процесс фотосинтеза, в ходе которого сложные органические соединения продуцируются из простых неорганических веществ.
Питание растения
Под питанием понимают постоянное поступление в организм растения необходимых веществ и энергии.
Чтобы процесс фотосинтеза произошел, одной солнечной энергии мало. Также необходимы вода и углекислый газ. Последний поступает к основной хлорофиллоносной ткани сквозь щели устьиц эпидермиса листка. Кислород, полученный в ходе фотосинтеза, выводится наружу.
Есть еще воздушное питание. Оно происходит за счет того, что солнечная энергия превращается в энергию химических связей.
Результатом процесса фотосинтеза является образование глюкозы из углекислого газа. Позже она преобразуется в крахмал — основное запасное вещество растений. В ходе этого процесса выделяется свободный кислород.
В процессе дыхания кислород поглощается, а углекислый газ — высвобождается.
Фотосинтез и дыхание — два противоположных, но тесно связанных друг с другом процесса. В процессе фотосинтеза происходит поглощение энергии Солнца, а в процессе дыхания она высвобождается — то есть, покрывает потребности организма. Во время фотосинтеза высвобождается намного больше кислорода, чем используется растением в ходе дыхания.
По этой причине зеленые растения считаются главным источником атмосферного кислорода.
Питание — поступление в организм и усвоение питательных веществ, которые поддерживают процессы жизнедеятельности.
Питание — составляющая процесса обмена веществ, без которой невозможна жизнедеятельность растения: для нормального функционирования ему нужна энергия. Рост и развитие растения осуществляется за счет поступления из почвы через корневую систему минеральных веществ.
Химические элементы по-разному влияют на процессе развития в организме растения. Нитроген (азот) способствует ускорению роста вегетативной массы — листьев и стебля. Фосфор и Калий положительно сказываются на формировании плодов и цветов.
Прочие элементы также оказывают воздействие на определенные процессы, хотя и нужны растениям в меньшей степени.
Есть два основных типа питания: автотрофный и гетеротрофный.
Автотрофный тип питания основан на синтезе органических веществ из неорганических при помощи энергии Солнца. Благодаря такому синтезу организм растения вырабатывает кислород. Часть его идет на поддержание процесса дыхания, а остальная часть — поступает в атмосферу.
Важное условие фотосинтеза — наличие воды, света и углекислого газа. Вода поступает в растение в основном из почвы (минеральное питание), углекислый газ — из атмосферы (воздушное питание).
Образование молекул всех органических веществ невозможно углерода углекислого газа. Когда происходит фотосинтез, то в хлоропластах зеленых растений в результате влияния света происходит разложение молекул воды и выделение кислорода.
Внешние факторы определяют скорость фотосинтеза. К таким факторам относятся освещенность, температура воздуха, наличие воды, количество углекислого газа (этот показатель в атмосфере составляет 0,03%).
Наилучшее условие для протекания фотосинтеза — температура на уровне +20 — +25 градусов Цельсия и достаточно влажная почва.
Гетеротрофный способ основан на питании органическими веществами. Среди гетеротрофов встречаются паразиты и сапротрофы.
Паразиты — организмы, которые питаются органическими веществами живых организмов.
Сапротрофы — организмы, использующие в качестве источника питания вещества отмерших организмов.
Дыхание растения и транспирация
В листьях растения происходят еще два важных процесса: дыхание и транспирация (испарение воды).
Дыхание — сложный процесс, в ходе которого организм растения усваивает кислород из атмосферы и выделяет углекислый газ.
Благодаря дыханию, обеспечивается беспрерывная связь организмов с окружающей средой. В процессе дыхания органические вещества окисляются, и энергия, связанная в них, высвобождается. В последующем растения используют эту энергию для обеспечения жизнедеятельности. Дыхание основано на поглощении кислорода и выделении углекислого газа.
Климатические факторы окружающей среды влияют на дыхание растений.
Интенсивность дыхания в разных частях растения разная. Она измеряется количеством вдыхаемого кислорода и выдыхаемого углекислого газа.
Наибольшая интенсивность дыхания — у молодых быстро растущих органов. В местах, где наблюдается интенсивный рост, клетки быстро делятся и растут. По этой причине им необходимы питательные вещества и энергия, высвобождаемая в растениях при помощи кислорода, поступившего с дыханием.
Генеративные органы дышат очень интенсивно, листья — чуть менее интенсивно, а корень и стебель — слабо. Примечательно, что сухие семена практически не дышат, но когда набухают и прорастают, то их дыхание становится довольно сильным. По окончании активного роста дыхание органов растения становится слабее.
Транспирация или испарение воды — процесс выделения водяного пара через устьица, чечевички и т. д.
Воду могут испарять все части растения, но больше других — листья. Устьица регулируют скорость испарения. Водяные пары попадают в щели устьиц через систему межклеточников. Через эти щели они и выводятся наружу. С поверхности листа вода также испаряется, хотя и не так интенсивно.
Транспирация обеспечивает снижение температуры организма растения и исключает тем самым перегревание. Кроме того, испарение воды гарантирует непрерывный поток водных растворов минеральных солей от корня, к органам, находящимся над землей.
Наличие воды — важное условие для протекания всех жизненных процессов растения. Большая часть поглощаемой растениями воды испаряется, а остальная используется для образования органических соединений.
Скорость транспирации зависит от ветра, температуры и влажности воздуха. При высокой влажности воздуха транспирация достаточно медленная или вообще отсутствует. При сильном ветре и высокой температуре скорость испарения увеличивается.
Рост растения
Рост — количественное увеличение размера, объема, массы и поверхности целого организма или отдельных его частей, которое происходит благодаря поступлению питательных веществ.
Растения растут постоянно и на протяжении всей жизни. Рост органов растения так же заметен.
К примеру, деревья растут и в высоту, и в толщины, и в некоторых случаях могут достигать впечатляющих размеров. При этом молодые деревья растут активнее старых. Рост основан на делении и росте клеток. На кончике корня и верхушечной части побегов клетки делятся и растут намного быстрее.
Рост корней стеблей растений осуществляется верхушечкой, а рост в толщину возможен благодаря делению клеток камбия.
Растение меняется постоянно и все изменения, которые с ним происходят, заметны. Семя, прорастая, дает росток, который вначале питается за счет накопленных питательных веществ, которые содержит семя. Потом росток сам поглощает питательные вещества из вне. Потребности в питательных веществах увеличиваются в процессе роста. Это объясняется тем, что все больше питательных веществ нужно растению для того, чтобы сформировать вегетативные органы и органы размножения.
Развитие и движение растения
Развитие — качественные изменения, происходящие в отдельных органах растения и в организме в целом.
Наблюдается взаимосвязь количественных и качественных изменений: роста и образования разных специальных образовательных тканей, за которым закреплены определенные функции организма, то есть, дифференциация.
Чтобы растение нормально росло и развивалось, ему нужны свет, влага, питательные вещества и активное дыхание.
Растения могут двигаться, хотя иногда их движения не особо заметны. К примеру, если поставить комнатное растение на подоконник, то оно повернется в сторону света. Даже при перестановке оно будет искать источник света и тянуться к нему.
Подсолнух поворачивает соцветие по ходу движения солнца.
Цветы душистого табака закрываются в утреннее и дневное время, а в вечернее — раскрываются.
Цветы почти всех растений раскрываются в определенное время. Цветы цикория раскрываются в 7 утра, а соцветия одуванчика — в 5-6 утра. Вечером или после дождя соцветия одуванчика закрываются.
Размножение и раздражительность растений
Размножаться могут все без исключения растения. Есть два основных способа размножения растений: семенной и вегетативный.
В случае вегетативного способа размножение происходит с помощью частей стеблей, корней и листьев.
Семенное размножение более сложное, так как прохождения фаз цветения, опыления, оплодотворения, формирования семян и плодов с последующим их распространением.
Раздражительность — способность организма изменять особенности своей жизнедеятельности в результате влияния окружающей среды (внешних факторов или раздражителей).
Раздражение свойственно и животным, и растениям. У растений раздражительность служит как приспособление к меняющимся условиям существования.
У мимозы стыдливой сложные листья, которые состоят из множества пластинок. В обычном состоянии они выпрямлены, но при приближении к ним или касании листочки складываются и прижимаются к черешку листа.
Физиология растений — отрасль биологии, которая изучает процессы функционирования организмов растений.
Как связаны органы в организме растения
Каждая отдельная часть растения тесно связана с другими, дополняет их и обеспечивает функционирование организма как единого целого. При нарушении функции или строения какого-либо органа, другие части организма растения тоже страдают и испытывают на себе определенные последствия таких нарушений.
Питание растений осуществляется из почвы и воздуха. Почвенное питание играет особую роль, так как при нем корневая система всасывает из грунта растворы минеральных солей.
Если корень повреждается или отмирает, то это приводит к нарушению закрепления растения в грунте поглощения им из почвы раствора минеральных солей.
Лист растения — главное место образования органических веществ из неорганических. Без органических веществ клетки, ткани и органы растений — как и весь организм в целом — не могут нормально расти и развиваться.
Строение листка растения идеально подходит для образования органических веществ из неорганических — фотосинтеза. Хлоренхимы — клетки основной ткани листка — содержат в хлоропластах зеленые пигменты хлорофиллы: именно благодаря им и происходит фотосинтез.
Фотосинтез — главная функция листа.
Листьям и стеблям необходимы также минеральные вещества: они поступают из корня в виде водного раствора.
Проводящая ткань — флоэма и ксилема — обеспечивает связь между различными частями растения. В частности, между надземными и подземными органами.
Органические вещества в организме растения могут свободно перемещаться и превращаться во всех клетках и органах. Поэтому растение и растет, а в плодах, семенах, корневой системе, подземных и надземных органах накапливаются органические вещества.
Процессы жизнедеятельности в организме растения не прекращаются. Как и все организмы, растение дышит при помощи кислорода. Так как специальных органов, отвечающих за дыхание, у растения нет, то дышит оно через поверхность различных органов: вегетативных и генеративных. Поэтому дыхание у растения осуществляется всеми органами и клетками.
Согласованность работы всех органов — заслуга специальных веществ, вырабатываемых растениями: фитогормонов. Они формируются в специальных клетках, а затем за счет работы элементов проводящих тканей попадают в другие клетки, где и проявляют свое действие.
Благодаря одним фитогормонам деление и рост клеток ускоряется, а благодаря другим — замедляется. Также фитогормоны отвечают за регуляцию прорастания семян, рост почек, формирование цветов и плодов и др.
