Определение почки. Типы почек по их положению и функциональному значению
Почка представляет собой орган побега, который обеспечивает его верхушечное нарастание и ветвление. В состоянии покоя почка является зачаточным побегом, в нем имеется сильно укороченная ось — зачаток стебля, заканчивающийся конусом нарастания.
Обычно зимующие почки снаружи покрыты специализированными чешуями, представляющими собой видоизмененные наружные листья. Они предохраняют почку от высыхания и отчасти от перепадов температуры. Такие почки называются закрытыми. Если почка лишена защитных чешуи, она называется открытой.
По расположению почки могут быть верхушечными и пазушными. Верхушечные почки обеспечивают нарастание побега. Самую первую верхушечную почку можно обнаружить еще в зародыше. Из нее в последующем будут образовываться все органы побега. Пазушные почки находятся в пазухах листьев, положение их на стебле напрямую зависит от листорасположения. В пазухе одного листа может находиться одна или несколько почек В последнем случае почки располагаются либо рядом друг с другом вокруг стебля (как, например, дочерние луковички в материнской луковице чеснока), либо вертикально одна над другой (в частности, так происходит у ежевики). Первый тип расположения называется коллатеральным, второй - сериальным. Еще одним типом почек являются придаточные почки. В отличие от пазушных, они закладываются эндогенно и развиваются не из апикальных меристем, а из камбия, живых клеток паренхимы или эпидермы путем их дифференциации. По выполняемым жизненным функциям почки подразделяются на вегетативные, состоящие из зачаточного стебля (оси) и зачатков листьев и генеративные, несущие также зачатки соцветий и цветков. Из вегетативной почки образуется стебель с листьями и почками, а из генеративной — одиночный цветок или соцветие (Васильев и др., 1998).
Отличие анатомического строения стебля травянистого двудольного и однодольного растений
Стебель представляет собой ось побега, несущая листья и почки. Основные функции стебля - опорная и проводящая. Стебель осуществляет связь между корнями и листьями. Кроме того, в стебле нередко откладываются запасные питательные вещества. Иногда стебель - ассимилирующий орган.
В первичном стебле обычно различают первичную кору и стелу (центральный цилиндр). В отличие от корня первичная кора снаружи покрыта эпидермой.
У голосеменных и большинства двудольных покрытосеменных рост стебля в толщину осуществляет камбий, образующий вторичные ткани. Он возникает в виде цилиндра между первичной ксилемой и первичной флоэмой и остается в относительно том же положении неопределенно долго, откладывая по направлению к центру оси вторичную ксилему, а кнаружи - вторичную флоэму.
Вторичное утолщение происходит также в результате деятельности феллогена (пробкового камбия).
Отличия строения стебля однодольных и двудольных растений.
У однодольных стебель травянистый, не способен к вторичному утолщению, ветвится редко. Проводящие пучки без камбия, разбросаны по всему стеблю.
У двудольных стебель травянистый или одревесневший, способен к вторичному утолщению, ветвится. Проводящие пучки, имеющие камбий, расположены одним большим массивом в центре стебля или имеют вид кольца.
Роль камбия в жизни растений
Ка́мбий (от лат. cambium — обмен, смена), образовательная ткань в
стеблях и корнях преимущественно двудольных и голосеменных растений,
дающая начало вторичным проводящим тканям и обеспечивающая рост их в
толщину. Сезонные изменения активности камбия обусловливают образование годичных колец древесины.
В результате деятельности камбия
происходит прирост осевых органов в толщину. Он образует кнаружи
вторичную флоэму (луб) и кнутри — вторичную ксилему (древесину). Камбий возникает из клеток прокамбия, лежащих между первичными флоэмой и ксилемой.
Процессы, происходящие в цветке, их биологическое значение.
Органом полового размножения покрытосеменных растений является цветок. Цветок — видоизмененный, укороченный, неразветвленный побег, предназначенный для образования спор и гамет и полового процесса, завершающегося образованием семян и плода. Микроспорогенез — процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника). Микроспоры формируются из материнских клеток — микроспороцитов, имеющих диплоидный набор хромосом. В результате мейоза каждая материнская клетка образует четыре гаплоидных микроспоры. Микроспоры быстро обособляются друг от друга.
Микрогаметогенез — процесс образования мужских половых клеток (спермиев), происходит в пыльцевом зерне, которое является мужским гаметофитом покрытосеменных растений. Развитие мужского гаметофита происходит также в гнездах пыльников тычинок и сводится к одному митотическому делению микроспоры и формированию оболочек пыльцевого зерна. Каждое пыльцевое зерно содержит две гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную. Из генеративной (спермагенной) далее образуются два спермия. Из вегетативной (сифоногенной) впоследствии образуется пыльцевая трубка. Мегаспорогенез - процесс формирования мегаспор. Он происходит в нуцеллусе семязачатка. После заложения семязачатка и формирования нуцеллуса в области микропиле начинает разрастаться одна археспориальная (спорогенная) клетка — мегаспороцит, или материнская клетка мегаспор. Материнская клетка мегаспор имеет диплоидный набор хромосом. У большинства покрытосеменных из нее путем мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Из них лишь одна (обычно нижняя, обращенная к халазе, реже верхняя, обращенная к микропиле) дает начало женскому гаметофиту — зародышевому мешку. Остальные мегаспоры отмирают. Мегагаметогенез - процесс формирования женских половых клеток происходит в зародышевом мешке. Формирование женского гаметофита начинается с разрастания мегаспоры, которая далее три раза делится митозом. В результате этого образуются восемь клеток, которые располагаются следующим образом: три — на одном полюсе зародышевого мешка (микропилярном), три — на другом (хадазальном), две — в центре. Две оставшиеся сливаются в центре клетки, образуя диплоидную центральную клетку зародышевого мешка. Одна из трех клеток, расположенных на микропилярном полюсе, отличается большими размерами и является яйцеклеткой. Две рядом расположенные клетки являются вспомогательными и называются синергидами. Группа из трех клеток, находящихся на противоположном, халазальном полюсе, называется антиподом. Таким образом, сформированный женский гаметофит включает шесть гаплоидных клеток (яйцеклетка, две клетки-синергиды, три клетки-антипода) и одну диплоидную клетку. Оплодотворение. Образование семян и плодов. Процессу оплодотворения предшествует опыление — перенос пыльцы от пыльцевых мешков тычинок к рыльцам пестиков. Попав на рыльце пестика, под воздействием веществ, выделяемых пестиком, пыльца начинает прорастать: образуется пыльцевая трубка, внедряющаяся в ткань рыльца. Кончик пыльцевой трубки выделяет вещества, размягчающие ткань рыльца и столбика. В процессе формирования пыльцевой трубки принимает участие сифоногенная клетка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходит спермагенная клетка, которая делится митозом с образованием двух спермиев (у некоторых растений спермагенная клетка дает начало двум спермиям еще до прорастания пыльцы). Пыльцевая трубка продвигается по столбику пестика и врастает в зародышевый мешок, как правило, через микропиле. После проникновения в зародышевый мешок кончик пыльцевой трубки разрывается, и спермии попадают внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку, из которой далее формируется эндосперм (питательная ткань) семени, обеспечивающий питание зародыша. Синергиды и антиподы дегенерируют. Вышеописанный процесс получил название двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение у цветковых растений было открыто в 1898 году русским ботаником С.Г. Навашиным. После двойного оплодотворения из яйцеклетки формируется зародыш семени, из центрального ядра зародышевого мешка — эндосперм, из интегументов — семенная кожура, из всего семязачатка — семя, а из стенок завязи — околоплодник. В целом из завязи пестика формируется плод с семенами.
Семейство злаковых
Всех представителей этого семейства объединяют в 900 родов. Общая численность представителей около 11000 видов. Растения семейства Злаковых встречаются как луговые, так и культурные, имеющие важное сельскохозяйственное значение.
Условия произрастания и распространение Семейство Злаковые занимает очень обширные места обитания благодаря своей неприхотливости, влаго- и засухоустойчивости. Поэтому можно сказать, что они охватывают собой практически всю сушу, за исключением Антарктиды и покрытых льдами территорий. Это сразу дает понять, что растения семейства Злаковых весьма неприхотливы к условиям произрастания.
Общая характеристика семейства Семейство Злаковые включает в себя как однолетние, так и двухлетние и чаще всего многолетние растения. Внешне они, как правило, похожи, так как имеют схожее строение стебля и листьев. Стебель же их имеет явные отличительные признаки от стеблей других растений - он совершенно пуст внутри и представляет собой полую трубку, которая получила название соломины. Большая численность представителей семейства объясняется важностью их в хозяйственном плане: одни растения идут на корм скоту, другие на переработку и получение зерна и крахмала, третьи на получение белка, а четвертые на декоративные цели. Морфологические признаки Внешние (морфологические) признаки семейства Злаковые можно описать несколькими пунктами. Стебель соломина (кроме кукурузы и тростника), полый внутри. Хорошо выражены междоузлия на стебле. У некоторых представителей стебель в течение жизни одревесневает (бамбук). Листья простые, сидячие, с выраженным влагалищем, охватывающим стебель. Форма листа удлиненная, жилкование параллельное. Расположение листовых пластин очередное. Корневая система мочковатого типа, иногда в корневища превращаются подземные побеги. Такими признаками обладают все представители, образующие семейство Злаковые.
Формула цветка В период цветения растения данного семейства весьма непримечательны, так как склонны к самоопылению либо перекрестному опылению. Поэтому формировать огромные яркие и благоухающие цветки им смысла нет. Их цветочки мелкие, бледные, совершенно невзрачные. Собираются в соцветия разных типов: сложный колос (пшеница); початок (кукуруза); метелка (ковыль). Цветки у всех одинаковы, формула цветка семейства Злаковых выглядит следующим образом: ЦЧ2+ Пл2+Т3+П1. Где ЦЧ - цветочные чешуи, Пл - пленки, Т - тычинки, П - пестик. Формула цветка семейства Злаковых дает ясное представление о невзрачности данных растений в период цветения, а значит использовании в декоративных целях не цветков, а листьев и стеблей.
Плоды После отцветания формируется богатый белком и крахмалом плод. Он одинаков у всех представителей, входящих в семейство Злаковые. Плод получил название зерновка. Однако не только культурные растения семейства Злаковые имеют такой плод, но и луговые. Зерна богаты витаминами, клейковиной, белком, крахмалом.
Представители Злаковых Представители их встречаются среди дикорастущих и культурных видов растений. Дикорастущие представители: тимофеевка; ежа; костер; ковыль; пырей; бамбук; житняк; овсяница; овсюг; щетинник и другие. Большинство представителей дикорастущих Злаковых - это обитатели степей, лугов, лесов, саванн. Культурные растения, образующие семейство Злаковые, плод свой образуют под влиянием разных условий окружающей среды. Именно поэтому, чтобы получить зерно достойного качества, многие из представителей Злаковых превратили в домашние культуры, за которыми осуществляется должный уход. К ним относятся: рис; рожь; пшеница; сахарный тростник; овес; просо; ячмень; сорго; кукуруза и другие. Культурные растения имеют большое хозяйственное значение для кормовой базы всей страны.
Однолетние растения К однолетним растениям относятся те, которые весь жизненный цикл проходят за один период вегетации. То есть все основные жизненные процессы - рост, цветение, размножение и смерть - укладываются в один сезон.
Многолетние растения Большинство растений семейства являются многолетними. То есть их жизненный цикл складывается из нескольких сезонов (вегетационных периодов). Они способны переживать неблагоприятные условия зимних периодов без потери жизнеспособности. Многие из них образуют семейство Злаковые. Характеристика таких растений очень обширна. Рассмотрим некоторых, самых важных в хозяйственном плане представителей. Пшеница. Самая распространенная по занимаемой мировой площади сельскохозяйственная культура, которая ценится питательными веществами своего зерна. Сахарный тростник. Родина его - Индия, Бразилия и Куба. Основная пищевая ценность этой культуры - это добыча сахара.