Строение семян покрытосеменных 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Строение семян покрытосеменных



  Семенная кожура. Снаружи семя покрыто семенной кожурой, которая защищает внутренние части семени от высыхания и механических повреждений. Семенная кожура развивается из покровов (интегумента)семяпочки.

  Эндосперм — ткань, содержащаяся внутри семени, обычно окружающая зародыш и снабжающая его питательными веществами в ходе развития. У голосеменных эндосперм представляет собой ткань женского гаметофита. Часто на ранних стадиях развития он имеет синцитиальное строение, позднее в нём формируются клеточные стенки. Клетки эндосперма исходно гаплоидные, но могут становиться полиплоидными. У цветковых эндосперм обычно образуется в ходе двойного оплодотворения в результате слияния центральной клетки (центрального ядра) зародышевого мешка с одним из спермиев. У многих цветковых клетки эндосперма триплоидны. У кувшинки эндосперм образуется при слиянии спермия с гаплоидной клеткой зародышевого мешка, так что его ядра диплоидны. У многих цветковых ядра эндосперма имеют набор хромосом более чем 3n (до 15 n)

  Перисперм схож по функциям с эндоспермом, но имеет диплоидный набор хромосом, содержит малое количество белковых веществ, в основном крахмал, а иногда и жиры. Может выполнять роль основной запасающей ткани как самостоятельно, так и наряду с эндоспермом.

  Под кожурой находится зародыш — маленькое будущее растение. Зародыш у многих цветковых состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки и семядолей. У других групп (например, у подавляющего большинства орхидных) зародыш до прорастания семени не имеет дифференцированных органов.

  У однодольных растений в семени одна семядоля, у двудольных — обычно две, у голосеменных — от 2 до 24 (при этом у голосеменных число семядолей в семени может варьироваться даже в пределах одного биологического вида).

Растение, точнее его спорофит, развивается из зародыша, начало кото­ рому дает возникшая в процессе оплодотворения зигота. Сформированный зародыш имеет зачатки вегетативных органов, у споровых архегониальных — зачатки стебля и листа, в основании которого закладывается обычно зача­ ток придаточного корня. У семенных растений зародыш представляет собой главную часть семени. Он дифференцирован на зародышевый корень (radi- cula), подсемядольное колено, или гипокотиль (hypocotyle), несущий наверху зародышевые листья — семядоли (cotyledones). Корень и гипокотиль составляют осевую часть зародыша. Между семядолями находится апикальная меристема, образующая впоследствии бугорок — зачаток конуса нарастания будущего побега. У некоторых растений между семядолями формируется почечка (plumula), и даже развивается зачаток побега. Зародыш обычно окружен запасающей тканью и защищен от внешней среды семенной кожурой.

Семя прорастает при наличии влаги, благоприятной температуры и хорошей аэрации. Поглощение семенем воды приводит к его сильному набуханию, сопровождающемуся активизацией ферментативной деятельности, способствующей растворению питательных веществ, хранящихся в запасающих тканях. Из зародыша развивается проросток. Сначала растет зародышевый корень, который, прорвав семенную кожуру, выходит на поверхность семени и затем внедряется в почву (рис. 56 В). Степень развития гипокотиля определяет тип прорастания — подземный или надземный.

Строение проростков (А - фасоли, Б - пшеницы и В - кукурузы)

1 - растущий эпикотиль (первое междоузлие главного побега), 2 - узел семядолей, 3 - растущий гипокотиль, 4 - корневая шейка, 5 - главный корень, 6 - боковые корни, 7 - придаточные корни.

При подземном прорастании, свойственном, например, семенам дуба, миндаля, гороха гипокотиль и семядоли остаются в почве, а над ее поверхностью появляется побег, развившийся из почечки. Первые листья побега обычно мелкие, часто почти чешуйчатые.

При надземном прорастании после выхода зародышевого корня начинается рост гипокотиля, который сначала петлеобразно изгибается, а затем, выпрямляясь, выносит над поверхностью почвы семядоли. Они становятся первыми фотосинтезирующими листьями. Так развиваются проростки клена, огурца, подсолнечника, клещевины и других растений.

Отмеченная последовательность прорастания биологически целесооб­ разна, так как появляющийся в первую очередь корешок не только при­ крепляет семя к субстрату, но и снабжает водой с растворенными в ней веществами развивающееся растеньице. В отличие от гетеротрофных зародышей проросток представляет со­ бой самостоятельный организм с гетеротрофным и автотрофным питанием. Гетеротрофен он потому, что для своего развития использует питательные вещества, сосредоточенные в запасающей ткани семени или семядолях, а автотрофен — потому, что имеет уже специальные ассимилирующие органы — листья, снабжающие его органическими веществами, и корневую систему, ответственную за минеральное питание. Таким образом, развившийся из зародыша проросток имеет все органы, зачатки которых были в зародыше, а также вновь образовавшиеся. Корень, развившийся из зародышевого корешка и характеризующийся положительным геотропизмом, называют главным, его ответвления, обычно растущие горизонтально, — боковыми корнями. При надземном прорастании гипокотиль может быть разной длины. Переходную зону между ним и корнем называют корневой шейкой. На ней, а также на гипокотиле у многих растений рано появляются придаточные корни, увеличивающие мощность корневой системы. Из почечки зародыша развивается побег, называемый главным. Он заканчивается верхушечной почкой, осуществляющей его нарастание в длину. В стебле различают узлы и междоузлия. Узел — место отхождения листа, междоузлие — участок стебля между двумя узлами. Первое междоузлие, находящееся над семядольным узлом, называют эпикотилем. В листовых пазухах, под которыми понимают углы между стеблем и листьями, формируются пазушные, или боковые почки, из которых впоследствии развиваются боковые побеги. Листья побегов формой и размерами отличаются от семядольных листьев. У большинства растений семядоли рано опадают, но у некоторых растений, например, у кофе, они остаются в течение нескольких лет.

       Существует несколько способов стимуляции прорастания семян. Наиболее простой из них и очень мягкий, щадящий – это импакция. Он предназначен для незначительного нарушения целостности оболочки семян с целью повысить возможность попадания к зародышам большего количества влаги.

       Но этот метод не даст ощутимого воздействия в применении к семенам с прочной и толстой скорлупой (как правило, все косточковые). В таком случае используют скарификацию (в переводе с латинского – царапать, надрезать). Она заключается в более жестком разрушении твердой оболочки семян и стимулирует скорейшее прорастание зародышей.

Различают механическую, химическую и термическую скарификации.

В первом случае особо прочные семена осторожно надпиливают с помощью напильника, облегчая доступ внутрь них влаги и воздуха, обеспечивая этим ускоренное появление ростков. Как варианты, используют с этой целью острый нож, наждачную бумагу, точильный камень. Либо перетирают оболочки семян до момента образования в них трещин с помощью песка, камней.

       Химическая скарификация для достижения той же цели (разрушения семенной оболочки) предусматривает использование в качестве разрушителя определенных кислот (2 – 3% серной или соляной кислоты) до размягчения оболочки. Этот метод почти не применяется из-за повышенной степени опасности как для человека, так и для будущих растений (в случае передозировки).

       Для проведения термической скарификации необходимо поместить обрабатываемые семена в водопроницаемый мешок и попеременно опускать его на секунду – две в емкость с горячей водой, а затем в холодную воду. Процедуру повторяют трижды. Чем больше разница температур, тем лучший результат получается. Те из семян, оболочка у которых лопнет, готовы к посадке. Остальные можно продолжать обрабатывать до получения такого же результата.

       Стратификация – еще один из методов стимуляции прорастания трудновсхожих семян, и заключается он в их хранении при низких температурах на протяжении длительного периода (от нескольких недель до года) во влажном, продезинфицированном песке либо торфяной смеси.

       В природе семена, посеянные в предзимний период, проходят естественную стратификацию в почве под снегом, и к весне уже готовы к прорастанию. Те же семена, которые всю зиму хранились в тепле, для стимуляции прорастания подвергаются искусственной стратификации.

       Первоначально проводится замачивание семян в воде (вода постоянно меняется) на двое суток (для семечковых) или на 5 – 7 суток (для косточковых). Затем они обрабатываются дезинфицирующим средством (раствор марганцевокислого калия) во избежание поражения различными заболеваниями. В невысокую обработанную емкость в качестве субстрата насыпается прокаленный песок либо торф, мох, хорошо увлажняется (влажность должна составлять до 60%), затем следующим слоем укладываются семена (на одну часть семян необходимо три части субстрата). Сверху их присыпают небольшим слоем влажного субстрата, накрывают емкость пленкой и переносят в помещение с температурой от 2°до 5°С. Периодически семена осматривают, смесь встряхивают и по мере необходимости увлажняют. Как только появятся крошечные ростки, емкость накрывают крышкой и выносят на холод (до 0° С). Перед посадкой семена держат от 5 до 10 суток в теплом помещении, ни в коем случае не допуская их высыхания.

Определение в етвления, его типы и биологическое значение. Охарактеризуйте листорасположение и направление роста побегов. Строение и деятельность конуса нарастания. Специализация и метаморфоз побегов.

Ветвление — процесс образования новых побегов и характер их взаимного расположения на стебле, многолетней ветви и корневище.

Поскольку побег является осевым органом, у него присутствует апикальная меристема, которая обеспечивает неограниченное нарастание в длину. Такой рост сопровождается более или менее регулярным ветвлением побега. У низших растений в результате ветвления возникает разветвлённый таллом (слоевище), у высших— образуются системы побегов и корней. Ветвление позволяет многократно увеличивать фотосинтетическую поверхность и обеспечивать растение органическими веществами.

У различных растений наблюдается несколько типов ветвления: дихотомическое, моноподиальное, симподиальное.

При дихотомическом ветвлении расщепляется (раздваивается) зона роста, находящаяся на верхушке каждой оси. Поэтому дихотомическое ветвление называют также верхушечным. Исходной для эволюции этого ветвления была равная дихотомия — изотомия (рис. 13 А), при которой обе веточки росли с одинаковой скоростью, а затем их верхушки снова раздваивались. Если одна из веточек опережала в развитии другую, возникала неравная дихотомия — анизотомия (рис. 13 Б). Резкое отставание развития одной из веточек при­ водило к дихоподиальному ветвлению (рис. 13В), при этом формировалась зигзагообразно изогнутая главная ось растения. Из дихотомического ветвления развились 2 типа боковых ветвлений.

(Дихотомическое ветвление — это наиболее древний тип ветвления, оно свойственно низшим растениям, а среди высших растений встречается у мхов, плаунов. При дихотомическом ветвлении верхушечная почка главного побега разделяется в процессе формирования на две почки, которые и дают два новых побега следующего порядка, те, в свою очередь, таким же путем дают побеги третьего порядка и т.д.)

 

       При моноподиальном ветвлении верхушечная почка (конус нарастания) функционирует в течение всей жизни растения, образуя главный побег (у древесных растений — ствол). Из пазушных почек, находящихся на главной оси (оси 1-го порядка) в акропетальной последовательности развиваются боковые побеги — оси 2-го порядка, на них — оси 3-го порядка и т.д. С возрастанием порядка ветвления и с уменьшением расстояния бокового побега от верхушки главного побега, на котором он развивается, его рост замедляется. Поэтому нижние побеги 2-го порядка — наиболее длинные. У деревьев с моноподиальным ветвлением часто формируется пирамидальная крона, как у ели. Этот тип ветвления встречается также у дуба, клена, а из травянистых растений — у одуванчика, подорожника (При моноподиальном ветвлении главный стебель растёт за счёт верхушечной почки в течение всей жизни растения. На главном побеге за счёт пазушных почек развиваются боковые побеги (оси второго порядка), на них развиваются оси третьего порядка и т.д. Главный побег растёт и утолщается сильнее боковых, растение обычно имеет стройную, вытянутую форму.)

       При симподиальном ветвлении конус нарастания главного побега функ­ционирует ограниченное время. В результате главная ось растения (ствол у древесных растений) не сопоставима с главной осью растений, характеризующихся моноподиальным нарастанием, так как состоит из осей разных порядков ветвления. Симподиальное ветвление свойственно тополю, березе, липе, багульнику, бруснике и другим растениям Разновидность симподиального ветвления, называемая псевдо-дихотомическим (ложно-вильчатым), нередко встречается у растений с супротивными листьями — у омелы, свидины, сирени. У них из верхушечной почки развивается генеративный побег — одиночный цветок или соцветие, и дальнейший рост главного побега прекращается (Симподиальное ветвление характеризуется тем, что верхушечная почка главного и боковых побегов спустя некоторое время отмирает и вместо неё начинает развиваться ближайшая к верхушке боковая почка, которая образует побег, растущий вертикально. Таким образом, при симподиальном ветвлении побеги состоят из осей разных порядков, сменяющих друг друга. В результате этого образуется сильно раскидистая крона, так как отмирание верхушечных почек стимулирует заложение и развитие боковых.)

Ветвление имеет важное значение в жизни растения, увеличивая ассимилирующую поверхность и улучшая, таким образом, его питание. Вместе с этим возрастает и общее количество меристемы, слагающей конусы нарастания побегов еще не развернувшихся почек. Так как меристема реализуется не сразу, растение всегда имеет «запас» этой ткани, используемый не только на естественное увеличение мощности побеговой системы, но и на восстановительные процессы после какого-либо повреждения.

Строение конуса нарастания.

Конусы нарастания побегов голосеменных и покрытосеменных растений отличаются от таковых высших споровых отсутствием четко выраженных инициалей и тенденцией к расположению клеток апикальной меристемы несколькими слоями. В 1868 г. немецкий ботаник Дж. Ганштейн выявил в конусе нарастания покрытосеменных три слоя клеток, названных им гистогенами (от греч. histos — ткань и genos — род, происхождение): дерматоген — самый поверхностный слой, дающий начало эпидерме; 1-5-слойная периблема, образующая ткани первичной коры; многослойная плерома, из которой развиваются ткани центрального цилиндра, или стелы.

 

Верхнюю часть конуса нарастания составля.ет группа апикальных клеток, участвующих в образовании поверхностного слоя — мантии и корпуса, в котором различимы три зоны: зона центральных материнских клеток, находящаяся под апикальными клетками, расположенная под ней медуллярная зона и фланговая зона, прилегающая к мантии (рис. 77 В). Центральные материнские клетки самые крупные в конусе нарастания. Они изодиаметрические, сильно вакуолизированные. Эти клетки участвуют в образовании медуллярной и фланговой зон. Клетки медуллярной зоны нередко расположены продольными рядами, эту зону называют также стержневой. Она образует сердцевину. Фланговая зона состоит из типичной эвмеристемы, для которой характерны мелкие, изодиаметрические, тонкостенные, крупноядерные клетки. В отличие от остальных клеток конуса нарастания клетки фланговой зоны делятся регулярно, участвуя в образовании листовых бугорков, прокамбия и части первичной коры.

Размеры и форма конуса нарастания побега не постоянны даже у одного и того же растения. Они подвержены возрастным и сезонным изменениям. Наиболее изменчивы размеры фланговой и медуллярной зон, которые увеличиваются весной и летом, в период активной деятельности конуса нарастания, образующего метамеры побега. Осенью и зимой размеры этих зон значительно меньше. Более постоянны размеры мантии и зоны центральных материнских клеток. В период заложения листовых бугорков конус нарастания немного уплощается, после образования листового бугорка он вытягивается.

Зональность — не изначальное свойство конуса нарастания, в разные периоды жизни растения она выражена по разному. У проростков конус нарастания имеет только мантию и зону центральных материнских клеток. В вегетативной фазе развития растения, когда происходит образование метамеров побега, в конусе нарастания хорошо выражены все зоны, наиболее активную роль играет фланговая, участвующая в заложении зачатков листьев.

Внутри почки заключена меристематическая верхушка побега - его апекс, основная часть которого представляет собой конус нарастания. Деятельность конуса нарастания обеспечивает формирование всех тканей и частей побега, т.е. его органогенез и гистогенез. Конус нарастания не обязательно имеет геометрическую форму конуса, нередко это плоская или даже вогнутая вершинная часть апекса, сложенная особыми клетками - инициалями верхушечной меристемы и ближайшими их производными. В результате меристематической активности апекса образуются зачатки листьев (листовые примордии), зачаточные узлы и междоузлия. В пазухах зачаточных листьев обычно располагаются зачатки почек следующего порядка. Ритм появления зачаточных листьев характерен для каждого растения и в известной мере определяет характер листорасположения взрослого побега.

Меристематическая активность конуса нарастания в разных его частях неодинакова. Существует ряд теорий, объясняющих неодинаковый характер деятельности его разных зон, в частности, теория "туники-корпуса", сформулированная немецким ботаником А.Шмидтом. Согласно этой теории конус нарастания у покрытосеменных и части голосеменных состоит из двух гистологически разных частей, обладающих различной меристематической активностью. Наружная часть конуса нарастания получила название туники, а внутренняя - корпуса. Самые наружные клетки туники - клетки протодермы - образуют первичную покровную ткань - эпидерму, а лежащие глубже - внутренние ткани листа и первичную кору стебля. Клетки корпуса делятся во всех направлениях и обеспечивают объемный рост апекса. На границе туники и корпуса на уровне листовых зачатков закладывается так называемая периферическая меристема, или инициальное кольцо. Именно здесь в этой меристеме закладываются тяжи относительно узких и длинных, продольно делящихся клеток прокамбия, дающих начало проводящим пучкам. Прокамбий распространяется по мере дальнейшего роста и в глубь растущего листового зачатка, и в глубь оформляющегося стебля - оси побега, образуя основу будущей проводящей системы побега, связывающей листья и стебли.

Наиболее обычный случай специализации представляют собой ствол и сучья деревьев и кустарников. Известно, что их побеги через один (у листопадных) или несколько лет (у вечнозеленых) теряют ассимиляционную функцию. Часть таких побегов иногда отмирает, но большинство остается, выполняя опорную, проводящую и запасающую функции. Из них формируется система скелетных осей, утолщающихся за счет деятельности камбия. Лишенные листьев скелетные оси известны под названием сучьев, стволов (у деревьев) и стволиков (у кустарников).

Дайте характеристику стеблю, его функции и особенности морфологии. Первичное строение стебля. Переход ко вторичному утолщению и работа камбия. Сравнительно-анатомическая характеристика травянистых двудольных и однодольных растений.

 

5. Опишите анатомическое строение стебля покрытосеменных (на примере липы) и голосеменных растений (на примере сосны). Приведите примеры.

 

 

  1. Опишите отдел Зеленые водоросли. Общая характеристика. Экология. Значение в природе и хозяйственной деятельности человека.

 

СИСТЕМАТИКА ВОДОРОСЛЕЙ

В систематическом отношении водоросли делятся на множество самостоятельных отделов, различающихся по окраске, зависящей от набора пигментов, по организации клетки и структуре талломов. Выделяют следующие отделы: прокариотические - Cyanophyta – Сине-зелёные; эукариотические - Chlorophyta – Зелёные; Euglenophyta – Эвгленовые; Chrysophyta – Золотистые; Dinophyta – Динофитовые; Xanthophyta – Желто-зелёные; Bacillariophyta (Diatomophyta) – Диатомовые; Phaeophyta – Бурые; Rhodophyta – Красные.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2019-05-19; просмотров: 3393; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.221.110.87 (0.126 с.)