Где в стебле можно обнаружить луб. Первичное анатомическое строение стебля

Теория для подготовки к блоку №4 ЕГЭ по биологии: система и многообразие органического мира.

Корень

Корень - подземный вегетативный орган высших растений, обладающий неограниченным ростом в длину.

Функции корня

1. Закрепление растения в субстрате
2. Всасывание, проведение воды и минеральных веществ
3. Запас питательных веществ
4. Взаимодействие с корнями других растений, грибами, микроорганизмами, обитающими в почве (микориза, клубеньки бобовых)
5. Вегетативное размножение
6. Синтез биологически активных веществ
7. У многих растений корни выполняют особые функции (воздушные корни, корни-присоски)
8. Видоизменения и специализация корней
9. Корни некоторых строений имеют склонность к метаморфозу

Корни бывают различны, а именно могут видоизменяться.

Видоизменения корней

• Корнеплод - видоизменённый сочный корень. В образовании корнеплода участвуют главный корень и нижняя часть стебля. Большинство корнеплодных растений двулетние. Корнеплоды состоят в основном из запасающей основной ткани (репа, морковь, петрушка).
• Корневые клубни - корнеклубни (корневые шишки) образуются в результате утолщения боковых и придаточных корней (тюльпаны, георгины, картофель).
• Воздушные корни - боковые корни, растут вниз. Поглощают дождевую воду и кислород из воздуха. Образуются у многих тропических растений в условиях повышенной влажности.
• Микориза - сожительство корней высших растений с гифами грибов. При таком взаимовыгодном сожительстве, называемом симбиозом, растение получает от гриба воду с растворёнными в ней питательными веществами, а гриб - органические вещества. Микориза характерна для корней многих высших растений, особенно древесных. Грибные гифы, оплетающие толстые одревесневшие корни деревьев и кустарников, выполняют функции корневых волосков.
• Бактериальные клубеньки на корнях высших растений - сожительство высших растений с азотфиксирующими бактериями - представляют собой видоизменённые боковые корни, приспособленные к симбиозу с бактериями. Бактерии проникают через корневые волоски внутрь молодых корней и вызывают у них образование клубеньков.
• Дыхательные корни - у тропических растений - выполняют функцию дополнительного дыхания.

Различают:

• главный корень
• боковые корни
• придаточные корни

Главный корень развивается из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на любом корне в качестве бокового ответвления. Придаточные корни образованы побегом и его частями.

Совокупность корней одного растения называют корневой системой.

Виды корневых систем

• Стержневая
• Мочковатая
• Ветвистая

В стержневой корневой системе главный корень сильно развит и хорошо заметен среди других корней (характерна для двудольных). Стержневая корневая система проникает в почву обычно глубже, чем мочковатая.

В мочковатой корневой системе на ранних этапах развития главный корень, образованный зародышевым корешком, отмирает, а корневая система составляется придаточными корнями (характерна для однодольных). Мочковатая корневая система лучше оплетает прилегающие частицы грунта, особенно в его верхнем плодородном слое.

В ветвистой корневой системе преобладают одинаково развитые главный и несколько боковых корней (у древесных пород, земляника).

Побег

Побег – это стебель с расположенными на нем листьями и почками.

Составными частями побега являются стебель, листья, почки. При прорастании семени из зародышевой почечки формируется первый побег растения - его главный побег, или побег первого порядка. Из главного побега формируются боковые побеги, или побеги второго порядка, а при повторении ветвления - третьего порядка и т. д. Придаточные побеги формируются из придаточных почек.

Так формируется система побегов, представленная главным побегом и боковыми побегами второго и последующего порядков. Система побегов увеличивает общую площадь соприкосновения растения с воздушной средой.

Побег, на котором образуются цветки, называется цветоносным побегом, или цветоносом (иногда термин «цветонос» понимают в более узком смысле - как участок стебля, на котором находятся цветки).

Вегетативный невидоизменённый побег - единый орган растения, состоящий из стебля, листьев и почек, формирующийся из общего массива меристемы (конуса нарастания побега) и обладающие единой проводящей системой. Стебли и листья, являющиеся основными структурными элементами побега - часто рассматриваются как его составные органы, то есть органы второго порядка. Кроме того, обязательная принадлежность побега - почки. Главная внешняя черта, отличающая побег от корня - наличие листьев.

В сезонном климате умеренных широт рост и развитие побегов из почек носит периодический характер. У кустарников и деревьев, а также у большинства многолетних трав это происходит один раз в году - весной или в начале лета, после чего формируются зимующие почки будущего года, а в конце лета - осенью рост побегов заканчивается.

Строение побега

А (с листьями). 1 – стебель; 2 – лист; 3 – узел; 4 – междоузлие; 5 – пазуха листа; 6 – пазушная почка; 7 – верхушечная почка.

Б (после листопада). 1 – верхушечные почка; 2 – почечные кольца; 3 – листовые рубцы; 4 - боковые почки.

Типы побегов

1 – прямостоячий; 2 – приподнимающийся; 3 – ползучий; 4 – стелющийся; 5 – вьющийся; 6 – лазающий.

Видоизменения побегов

• Колючка - сильно одревесневающий безлистный укороченный побег с острой верхушкой. Колючки побегового происхождения выполняют главным образом защитную функцию. У дикой яблони, дикой груши, крушины слабительной (Rhamnus cathartica) в колючки превращаются укороченные побеги, имеющие ограниченный рост и оканчивающиеся остриём.
• Усик - жгутовидный ветвистый или неразветвлённый побег метамерного строения, в типичном случае лишённый листьев. Стеблевые усики, как узкоспециализированный побег, выполняют опорную функцию.
• Корневище - подземный побег с чешуевидными листьями низовой формации, почками и придаточными корнями. Толстые, сильно разветвлённые ползучие корневища характерны для пырея, короткие и довольно мясистые - для купены, ириса, очень толстые - для кубышки, кувшинки.
• Стеблевой клубень - видоизменённый побег с ярко выраженной запасающей функцией стебля, наличием чешуевидных листьев, которые быстро сшелушиваются, и почек, формирующихся в пазухах листьев и называемых глазками (топинамбур).
• Луковица - подземный (реже надземный) сильно укороченный специализированный побег, в котором запасные вещества откладываются в чешуях листовой природы, а стебель преобразован в донце. Луковица - типичный орган вегетативного возобновления и размножения. Луковицы свойственны однодольным растениям из семейства Лилейные (лилия, тюльпан, лук), Амариллисовые (амариллис, нарцисс, гиацинт) и др. Как исключение, они встречаются и у двудольных - у некоторых видов кислицы и жирянки.
• Клубнелуковица - видоизменённый подземный укороченный побег с толстым стеблем, запасающим ассимилянты, придаточными корнями, отрастающими с нижней стороны клубнелуковицы, и сохраняющимися засохшими основаниями листьев (плёнчатые чешуи), в совокупности составляющими защитный покров. Клубнелуковицы имеют безвременник, гладиолус, иксия, шафран.

Стебель

Стебель - удлинённый побег высших растений, служащий механической осью, также выполняет роль производящей и опорной базы для листьев, почек, цветков.

Классификация стеблей

По расположению относительно уровня почвы:

надземные

подземные

По степени одревесневания:

• травянистые
• деревянистые (например, ствол - главный многолетний стебель дерева; стебли кустарников называют стволиками)

По направлению и характеру роста:

• прямостоячие (например, подсолнечник)
• лежачие (стелющиеся) - стебли лежат на поверхности почвы, не укореняясь (вербейник монетчатый)
• приподнимающиеся (восходящие) - нижняя часть стебля лежит на поверхности почвы, а верхняя поднимается вертикально (сабельник)
• ползучие - стебли стелются по земле и укореняются благодаря образованию в узлах придаточных корней (будра плющевидная)
• цепляющиеся (лазящие) - прикрепляются к опоре с помощью усиков (горох)
• вьющиеся - тонкие стебли, обвивающие опору (луносемянник)

По форме поперечного сечения:

• округлые
• сплюснутые
• трёх-, четырёх-, многогранные (гранистые)
• ребристые
• бороздчатые (желобчатые)
• крылатые - стебли, у которых по острым граням тянутся плоские травянистые выросты (чина лесная) или низбегающие на стебель основания листьев (окопник лекарственный)

Строение стебля

Снаружи стебель защищен покровными тканями. У молодых стеблей весной клетки покровной ткани покрыты тонкойкожицей. У многолетних растений к концу первого года жизни кожица замещается многослойнойпробкой, состоящей из мертвых клеток, заполненных воздухом. Для дыхания в кожице (у молодых побегов) имеются устьица, а позже образуютсячечевички – крупные, рыхло расположенные клетки с большими межклетниками.

К покровной ткани прилегаеткора, образованная разными тканями. Наружная часть коры представлена слоями клеток механической ткани с утолщенными оболочками и тонкостенных клеток основной ткани. Внутренняя часть коры образована клетками проводящей ткани и называетсялубом.

В состав луба входятситовидные трубки, по которым идет нисходящий ток: органические вещества передвигаются от листьев. Ситовидные трубки состоят из клеток, соединенных концами в длинную трубку. Между соседними клетками имеются мелкие отверстия. Через них, как через сито, передвигаются органические вещества, образующиеся в листьях.

Ситовидные трубки остаются живыми недолго, чаще 2-3 года, изредка – 10-15 лет. На смену им постоянно образуются новые. Ситовидные трубки составляют небольшую часть в лубе и обычно собраны в пучки. Кроме этих пучков в лубе имеются клетки механической ткани, главным образом в виделубяных волокон, и клетки основной ткани.

К центру от луба в стебле расположена другая проводящая ткань –древесина.

Древесина образована разными по форме и величине клетками и состоит изсосудов(трахей),трахеидидревесных волокон. По ним идет восходящий ток: вода с растворенными в ней веществами передвигается от корней к листьям.

В центре стебля лежит толстый слой рыхлых клеток основной ткани, в которых откладываются запасы питательных веществ, – этосердцевина.

У некоторых растений(георгина, тюльпан, огурец, бамбук)сердцевина занята воздушной полостью.

Между древесиной и лубом у двудольных растений находится тонкий слой клеток образовательной ткани –камбий. В результате деления клеток камбия увеличивается (растет) толщина стебля. Клетки камбия делятся вдоль своей оси. Одна из дочерних появляющихся клеток отходит к древесине, а другая – к лубу. Прирост особенно заметен в древесине. Деление клеток камбия зависит от сезонного ритма – весной и летом происходит активно (образуются крупные клетки), осенью замедляется (образуются мелкие клетки), а зимой останавливается. В итоге образуется годичный прирост древесины, хорошо заметный у многих деревьев, называемый годичным кольцом. По числу годичных колец можно подсчитать возраст побега и дерева в целом.

Ширина годичных колец у древесных растений зависит от условий окружающей среды. Так, в холодном климате, на болотных почвах величина годичных колец древесины очень мала. В благоприятных климатических условиях, на богатых почвах толщина годичных колец увеличивается. Сопоставляя чередование широких и узких годичных колец у ствола, можно определить, в каких условиях жило растение, а также установить колебания погодных условий за многие годы.

Функции стебля

• проводящая (главная функция)

Стебель служит опорой растению, он держит на себе тяжесть находящихся на нем листьев, цветков и плодов.

• опорная

В стебле могут откладываться запасные питательные вещества. В этом проявляется запасающая функция стебля.С помощью стебля побег выносит свои листья и почки к свету в ходе роста растения. В этом проявляются важная осевая функция стебля и функция роста.

Лист

Лист - один из важнейших органов растений, основными функциями которого является фотосинтез, газообмен и транспирация.

Внутреннее строение листа

Лист состоит из следующих тканей:

• Эпидермис - слой клеток, которые защищают от вредного воздействия среды и излишнего испарения воды. Часто поверх эпидермиса лист покрыт защитным слоем восковидного происхождения (кутикулой).
• Паренхима - внутренняя хлорофиллоносная ткань, выполняющая основную функцию - фотосинтез.
• Сеть жилок, образованных проводящими пучками, состоящими из сосудов и ситовидных трубок, для перемещения воды, растворённых солей, сахаров и механических элементов.
• Устьица - специальные комплексы клеток, расположенные, в основном, на нижней поверхности листьев; через них происходит испарение воды и газообмен.

Внешнее строение листа

Лист внешне состоит из:

• черешка (стебелька листа)
• листовой пластинки (лопасти)
• прилистников (парных придатков, расположенных по обеим сторонам основания черешка)
• место, где черешок примыкает к стеблю, называется влагалищем листа
• угол, образованный листом (черешком листа) и вышерасположенным междоузлием стебля, называется пазухой листа
• в пазухе листа может образоваться почка (которая в этом случае называется пазушной почкой), цветок (называется пазушным цветком), соцветие (называется пазушным соцветием)

Не все растения имеют все части листьев, у некоторых видов парные прилистники чётко не выражены либо отсутствуют; может отсутствовать черешок, а структура листа может не быть пластинчатой.

Стебель имеет большое значение в жизни растения. Стебель - опора, связующее звено между всеми органами растения, место для запасания веществ. Для выполнения этих функций в нем хорошо развиты проводящие, механические и запасающие ткани.

Основные функции стебля

Стебель - «ось», . Он выполняет опорную функцию, «держит» на себе листья, почки, цветки, плоды и выносит их к свету. Кроме того, по стеблю идет передача воды и питательных веществ от одних органов к другим, то есть стебель выполняет также и транспортную функцию.

У многих трав, всех деревьев и кустарников в стебле откладываются в запас питательные вещества, которые используются для роста почек, цветков и плодов. Следовательно, стебель выполняет еще и запасающую функцию.

Снаружи стебель защищают от внешних воздействий . Самый верхний слой стебля - кожица. Она присутствует только у молодых ветвей. У более старых кожица сменяется другой покровной тканью - пробкой. Под пробкой находится кора. Наружный слой коры представлен зелеными клетками, содержащими хлорофилл, поэтому стебель выполняет еще и фотосинтезирующую функцию. Внутренний слой коры - луб. В стебло в состав луба входят ситовидные трубки, лубяные и запасающие ткани. Лубяные волокна придают стеблю прочность и гибкость.

Следующий за корой слой клеток - камбий. Это образовательная ткань. Клетки камбия живые, в результате их деления образуются клетки луба и древесины. При этом в сторону древесины камбий откладывает клеток больше, чем в сторону коры. Древесина - самый мощный слой, залегающий под камбием. Она, как и луб, состоит из разных клеток. В ее состав входят сосуды и волокна. Все эти образования мертвые. Единственные живые клетки древесины - запасающие.

К центру от древесины расположена сердцевина Клетки сердцевины крупные, тонкостенные. Именно они выполняют запасающую функцию.

Годичные кольца

За счет образовательной ткани, находящейся на верхушке побега, стебель растет в длину. Деление клеток камбия обеспечивает рост стебля в толщину.

У деревьев, произрастающих в условиях умеренного климата, деление клеток камбия начинается весной и заканчивается осенью. Весной образуются более крупные клетки, а к концу лета - узкие, с толстыми оболочками. В результате формируется годичное кольцо - прирост древесины за год. Каждое кольцо состоит из светлого (летнего) и темного (зимнего) слоев. По числу годичных колец на спиле ствола можно определить возраст дерева.

1. Что называют побегом?

Стебель с расположенными на нём листьями и почками называют побегом.

2. Какие функции выполняют механическая, проводящая, покровная ткани?

Механические ткани обеспечивают прочность органов растений. Они составляют каркас, поддерживающий все органы растений, противодействуя их излому, сжатию, разрыву.

Проводящие ткани обеспечивают передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ по растению.

Покровные ткани выполняют главным образом защитную функцию - защищают растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т. п.

3. Какие стебли имеют известные вам растения?

Различают два основных типа стеблей: травянистые(тимофеевка, ландыш, тюльпан, зверобой) и деревянистые(липа, дуб, сосна).

4. Чем различаются стебли деревьев, кустарников, трав?

Травянистые стебли существуют обычно один сезон. Это нежные гибкие стебли трави молодые побеги древесных пород. Деревянистые стебли приобретают твёрдость благодаря отложению в оболочке их клеток особого вещества - лигнина. Одревеснение происходит у стеблей деревьев и кустарников начиная со второй половины лета первого года их жизни.

Лабораторная работа

Внутреннее строение ветки дерева

1. Рассмотрите ветку, найдите на ней чечевички (бугорки с отверстиями). Какую роль в жизни дерева они играют?

Чечевички - особые образования в пробковой ткани стебля, появляющиеся на смену бывших в эпидермисе устьиц. Они служат вентиляторами, при помощи которых происходит обмен газов между внутренней атмосферой стебля и окружающим воздухом. В готовом состоянии они имеют вид мелких бугорков, рассыпанных по стеблю и заметных простым глазом. Обыкновенно эти бугорки имеют продолговатую форму и вытянуты по длине стебля.

2. Приготовьте поперечный и продольный срезы ветки. С помощью лупы рассмотрите слои стебля на срезах. Используя учебник, определите название каждого слоя.

3. Иглой отделите кору, попробуйте её изогнуть, сломать, растянуть. Прочитайте в учебнике, как называется наружный слой коры. Что такое луб? Где он расположен и каково его значение для растения?

Молодые (однолетние) стебли снаружи покрыты кожицей, которая затем замещается пробкой.

4. На продольном срезе рассмотрите кору, древесину, сердцевину. Испытайте каждый слой на прочность.

Самый прочный слой из перечисленных – древесина (в её состав входит механическая ткань).

В центре стебля находится более рыхлый слой - сердцевина, в которой откладываются запасы питательных веществ. Она состоит из крупных клеток основной ткани с тонкими оболочками. У некоторых растений между клетками находятся большие межклеточные пространства. Такая сердцевина очень рыхлая.

Пробка, состоящей из мёртвых клеток, заполненных воздухом, тоже ломается.

5. Отделите кору от древесины, проведите пальцем по древесине. Что вы ощущаете? Прочитайте в учебнике об этом слое и его значении.

Между корой и древесиной залегает камбий. Он состоит из узких длинных клеток образовательной ткани с тонкими оболочками. Невооружённым глазом его обнаружить нельзя, но можно почувствовать, содрав часть коры с поверхности древесины и проведя пальцами по обнажившемуся месту. Клетки камбия при этом разрываются, и их содержимое вытекает, увлажняя древесину.

Весной и летом камбий энергично делится, и в результате в сторону коры откладываются новые клетки луба, а в сторону древесины - новые клетки древесины. Так происходит рост стебля в толщину. При делении камбия клеток древесины образуется значительно больше, чем луба. Осенью деление клеток замедляется, а зимой прекращается полностью.

6. Зарисуйте поперечный и продольный срезы ветки и подпишите названия каждой части стебля.

См. ответ на вопрос №2.

7. На спиле древесного стебля найдите древесину, подсчитайте с помощью лупы число годичных колец и определите возраст дерева.

8. Рассмотрите годичные кольца. Одинаковы ли они по толщине? Объясните, чем отличается древесина, образовавшаяся весной, от древесины более позднего времени года.

9. Установите, какие слои древесины старше по возрасту - лежащие ближе к середине или к коре. Объясните, почему вы так считаете.

Слои древесины, лежащие ближе к середине, старше по возрасту. Слои древесины, которые находятся ближе к коре, молодые (между древесиной и корой располагается камбий, который и образует новые кольца).

Вопросы

1. Каково внутреннее строение стебля дерева или кустарника?

На поперечном спиле дерева или кустарника легко различить следующие участки: кору, камбий, древесину и сердцевину.

2. Какое значение имеют кожица и пробка?

Кожица и пробка - покровные ткани. Они защищают расположенные глубже клетки стебля от излишнего испарения, различных повреждений, от проникновения внутрь атмосферной пыли с микроорганизмами, вызывающими заболевания растения.

В кожице стебля, имеются устьица, через которые происходит газообмен. В пробке эту функцию выполняют чечевички.

3. Где расположен луб и из каких клеток он состоит?

Внутренний слой коры называют лубом. В его состав входят ситовидные трубки и клетки-спутницы, толстостенные лубяные волокна, а также группы клеток основной ткани.

Ситовидные трубки - это вертикальный ряд вытянутых живых клеток, у которых поперечные стенки пронизаны отверстиями (как у сита), ядра в этих клетках разрушились, а цитоплазма прилегает к оболочке. Это проводящая ткань луба, по которой перемещаются растворы органических веществ. Жизнедеятельность ситовидных трубок обеспечивают клетки-спутницы.

Лубяные волокна - вытянутые клетки с разрушенным содержимым и одревесневшими стенками - представляют механическую ткань стебля. В стеблях льна, липы и некоторых других растений лубяные волокна развиты особенно хорошо и очень прочны.

4. Что такое камбий? Где он расположен?

Камбий – это образовательная ткань, за счет которой происходит рост стебля в толщину. Весной и летом камбий энергично делится, и в результате в сторону коры откладываются новые клетки луба, а в сторону древесины - новые клетки древесины.

Камбий залегает между корой и древесиной.

5. Какие слои видны на поперечном срезе стебля при рассматривании невооружённым глазом и с помощью микроскопа?

На поперечном срезе стебля при рассматривании невооружённым глазом легко различить следующие участки: кору, камбий, древесину и сердцевину. С помощью микроскопа можно отличить в коре кожицу, пробку и луб.

6. Что такое годичные кольца? Как они образуются?

Все слои клеток древесины, образовавшиеся весной, летом и осенью, составляют годичное кольцо прироста. Мелкие осенние клетки отличаются от крупных весенних клеток древесины следующего года, находящихся рядом с ними. Поэтому граница между соседними годичными кольцами на поперечном срезе древесины у многих деревьев хорошо заметна.

Подумайте

Что можно определить по годичным кольцам? Почему у многих тропических растений годичных колец не видно?

Подсчитав с помощью лупы число годичных колец, можно определить возраст спиленного дерева или срезанной ветки.

По толщине годичных колец можно узнать, в каких условиях росло дерево в разные годы жизни. Узкие годичные кольца свидетельствуют о недостатке влаги, о затенении дерева и о его плохом питании.

У многих тропических растений годичных колец не видно, т.к. условия там не отличаются по сезонам года и почти всегда благоприятные.

Задания

2. Определите возраст какого-либо спиленного дерева по годичным кольцам. Сделайте рисунок спила. Укажите на рисунке сторону, которая у дерева была обращена к северу.

Все органы растения делятся на вегетативные (которые не имеют отношения к размножению, зато позволяют растению расти и развиваться в свое удовольствие) и генеративные (которые только размножением и занимаются).

У высших, наземных, растений есть три вегетативных органа: корень, стебель и лист. Больше ничего вегетативного растение делать не умеет. И если растению нужно освоить какую-нибудь новую функцию или приспособиться к особым условиям окружающей среды, оно не создает для этого принципиально новый вегетативный орган, а модифицирует уже существующий. Такая модификация называется видоизменением . В результате видоизменения совершенно добропорядочный стебель, корень или лист может превратиться во что-то совсем на себя не похожее и начать выполнять абсолютно новую функцию, при этом зачастую отказавшись от старой. Например, стебель картофеля уходит под землю, разрастается и видоизменяется в клубень, чтобы запасать питательные вещества. Корень баньяна, наоборот, отрастает от стебля на большой высоте, доходит до земли и образует что-то вроде дополнительного ствола, поддерживающего ветки дерева (в результате чего один-единственный фикус может в подходящих условиях превратиться в небольшую рощу). Листья кактуса, чтобы уменьшить испарение в пустынном климате, превращаются в колючки (строго говоря, в колючки превращаются не «классические» листья, а почечные чешуи, которые уже являются видоизмененными листьями - то есть можно сказать, что это видоизменение в квадрате!). И так далее.

У одной из таксономических групп высших растений - покрытосеменных растений - развивается особый орган полового размножения - цветок. После оплодотворения из цветка развивается плод, содержащий семена этого растения.

Цветок имеет сложное строение. Он крепится к стеблю растения с помощью цветоножки . Цветоножка переходит в цветоложе , на котором и располагаются все остальные части цветка, а именно: чашелистики , которые прикрывают цветок снаружи, пока он еще не раскрылся, а затем разворачиваются и отгибаются, позволяя распуститься лепесткам , часто причудливого цвета и формы.

Чашелистики и лепестки - это стерильные, то есть не имеющие отношения непосредственно к размножению, части цветка. Они нужны цветку для красоты и защиты. Помимо них на цветоложе находятся и фертильные (то есть предназначенные именно для размножения) части.

Тычинка - мужской репродуктивный орган цветка. Тычинка состоит из стерильной тычиночной нити , к которой крепится фертильный пыльник - мешочек с пыльцой.

Пестик - женский репродуктивный орган цветка. Как правило, напоминает по форме бутылочку с узким горлом, образованную стерильными частями, в которой спрятана одна или несколько фертильных семяпочек - образований, из которых после оплодотворения образуется семя. Если семяпочка одна, в плоде будет только одно семя - как, например, в вишне или фундуке. Несколько семяпочек дадут несколько семян - как в яблоке, горохе и так далее.

Из оплодотворенного цветка развивается плод - сложное образование, где находятся семена, из которых впоследствии вырастут новые растения. При этом, если в цветке еще можно распознать какую-то общую схему строения, то плоды настолько разнообразны, что кажется, никакой общей схемы строения у них быть не может.

Все части цветка и плода, за исключением пыльника, семяпочки и семени, - вегетативные. Цветок подорожника или подсолнуха, кокосовый орех, арбуз или клубничина - все они, несмотря на внешние различия, за исключением пыльников, семяпочек и семян, состоят только из видоизмененных корня, стебля или листа.

Задача

Найдите в цветке и плоде видоизмененные вегетативные органы — стебель и лист.

Подсказка

Попробуйте вначале разобраться с цветком, а потом посмотреть, во что превращаются части цветка у плода.

Решение

Начнем с цветка.

Проще всего разобраться с цветоножкой - тем стебельком, на котором вырастает цветок. Ну конечно, это просто стебель, мирный, скромный и приличный стебель, почти ничем не отличающийся от самых обычных стеблей, на которых растут самые обычные листья. Цветоложе –– расширение, которым заканчивается цветоножка, - это тоже стебель, просто разросшийся вширь.

С чашелистиками и лепестками тоже все просто - ясно, что это просто слегка изменившиеся листья.

Если очень внимательно и скрупулезно изучить тычиночную нить, на которую крепится пыльник с пыльцой, то можно обнаружить, что это тоже лист, просто очень тонкий и сам на себя непохожий.

Но это еще не всё. Взглянем на пестик цветка, который когда-нибудь даст начало плоду растения. На первый взгляд вообще непонятно, из чего он получился: он, как правило, похож на бутылочку с толстым основанием и тонким, чуть расширенным сверху, горлышком. Можно было бы представить его видоизмененным стеблем, но, приглядевшись внимательно, мы отметём эту теорию: пестик многих растений состоит как бы из сросшихся между собой по кругу частей, а для стебля это совсем, совсем нехарактерно. Зато вглядевшись в эти самые сросшиеся части, мы обнаружим удивительную вещь. Оказывается, каждая такая часть - это не что иное, как лист, только изменившийся до такой степени, что узнать его с первого взгляда совершенно невозможно. То есть пестик тоже образован листьями, только обычно сросшимися по кругу. Такие «пестиковые» листья называются плодолистиками .

И плодолистиками они называются неслучайно, потому что к плоду имеют самое прямое отношение. Давайте, разобравшись с цветком, взглянем внимательно на плод.

Начнем с самого простого плода - листовки . Такой плод вы могли увидеть, например, у пиона. Внимательно рассмотрев (а еще лучше - экспериментально расковыряв на кусочки) этот плод, мы обнаружим, что это лист, сросшийся краями, причем к краям этим крепятся семена. При созревании листовка трескается по шву, разворачивается в обычный лист, и семена высыпаются.

Иными словами, картина такова. Пестик цветка, из которого после оплодотворения разовьется листовка, образован одним плодолистиком, внутри которого находятся несколько семяпочек. После оплодотворения в семяпочках этого пестика развиваются семена, а сам плодолистик вырастает в свернутый лист, к краям которого семена и крепятся.

Теперь поглядим на чуть более сложный плод - например, на боб гороха (который часто и неправильно называют стручком). Теперь мы, искушенные изучением листовки, быстро поймем, что и боб образован листьями - листьев этих два, они срослись краями и образуют створки боба.

В случае с листовкой и бобом листья узнать легко. Посмотрим теперь на другой известный плод - сливу. Где в нем лист? И откуда взялась сочная мясистая часть, которая окружает семя, косточку?

И вот тут нас ждет откровение. Внимательно вглядевшись в эту съедобную сочную часть, мы обнаружим, что это тоже лист, только сам на себя непохожий - разросшийся в толщину, сросшийся краями и поменявший цвет. Борозда, которая проходит вдоль плода сливы, - это шов от срастания.

Точно по тому же принципу устроены и плоды других костянок - вишни, персика, абрикоса и так далее. Орехи, например плод фундука, устроены так же: семя (ядро ореха) окружено единственным плодолистиком, правда плодолистик этот не сочный, а сухой и твердый - это и есть ореховая скорлупа. Кстати, на этой скорлупе тоже можно разглядеть шов - борозду, по которой плодолистик сросся.

Не будем останавливаться на достигнутом - посмотрим на другие плоды, например на помидор. Попробуем и в нем найти плодолистики. Теперь, когда мы уже искушены в таком деле, нам будет нетрудно увидеть, что помидор - это несколько (два или больше) сросшихся по кругу сочных плодолистиков, к внутренней поверхности которых крепятся семена.

Та же история и с огурцом - плодолистики в этом плоде настолько узнаваемы, что в них можно даже найти центральную жилку, характерную для листа.

Послесловие

Плодолистики можно найти во всех плодах — арбузе или чернике, банане или крылатке клена. В некоторых случаях могут возникнуть затруднения — например, в плоде клубники, на первый взгляд, никаких плодолистиков нет. Однако скрупулезное изучение клубничины покажет, что та ее сочная часть, которую мы привыкли называть плодом, на самом деле никакой не плод, а просто не в меру разросшееся цветоложе. Истинный же плод клубники — это те маленькие «косточки», которые находятся на этом сочном цветоложе. Косточки эти, при внимательном изучении, представляют собой крохотные орешки.

Не меньший сюрприз ожидает нас при изучении яблока. В съедобной сочной части яблока нет никаких следов плодолистиков. При этом каждое семя обернуто кожистой оболочкой, которую тоже непонятно, куда отнести. Однако внимательного исследователя рано или поздно осеняет: именно кожистые оболочки — это и есть плодолистики, сочная же, съедобная часть яблока, как и у клубники, не имеет отношения к плодолистикам, а представляет собой нечто другое — а именно то же цветоложе, сросшееся с чашелистиками и тычинками, которые так на яблоке и остаются. Иными словами, яблоко (рис. 7) — это тоже такая листовка, точнее — многолистовка, просто обросшая снаружи цветоложем.

Определение и функции стебля.

Стебель – осевой, обычно радиально симметричный орган, обладающий длительным верхушечным (апикальным) ростом.

Функции стебля:

1. осуществляет двустороннее передвижение веществ между корнями и листьями,

2. поддерживает крону растения,

3. способствует увеличению общей ассимиляционной поверхности растения благодаря ветвлению,

4. участвует в хранении запасных веществ,

5. в молодом возрасте – осуществляет также фотосинтез.

Эти функции определяют наличие в стебле покровных, хорошо развитых проводящих, механических тканей и функционально развитой паренхимы.

Строение конуса нарастания.

В конусе нарастания стебля покрытосеменных растений выражены две зоны: наружная – туника , и внутренняя – корпус, которые различаются плоскостями клеточных делений (теория А. Шмидта и Дж. Будера) (рис. 1).

Туника может состоять из одного или нескольких слоев клеток, делящихся перпендикулярно поверхности, у большинства двудольных растений она двухслойная. Наружный слой туники дает начало протодерме, из которой затем образуется эпидерма, покрывающая листья и стебель. Если туника многослойная, то внутренний слой образует ткани первичной коры.

При наличии однослойной туники всю первичную кору и стелу образует корпус. Корпус образован массой клеток, которые делятся во всех плоскостях .

Зачатки листьев чаще всего возникают во втором слое туники, а пазушные почки закладываются в корпусе.

Рисунок 1. б) апекс покрытосеменных растений.

В результате деятельности первичных меристем апекса формируется первичное анатомическое строение стебля: эпидерма, первичная кора, центральный цилиндр и сердцевина.

Вторичное утолщение происходит за счет деятельности камбия.

Первичное анатомическое строение стебля.

Строение стебля, сформировавшегося в результате деятельности первичных меристем апекса, называется первичным . В стебле, при первичном строении можно различить три анатомо-топографические зоны:

1. покровную ткань,

2. первичную кору

3. центральный цилиндр.

Эпидерма, защищает стебель от испарения.

Под эпидермой находится наружный слой первичной коры - экзодерма - представленная хлоренхимой и (у двудольных) колленхимой. Во внутреннем, пограничном с центральным цилиндром слое - эндодерме - обычно накапливаются крахмальные зерна, и тогда он превращается в так называемое крахмалоносное влагалище (крахмалоносный слой). Крахмальные зерна под действием силы тяжести могут оседать в клетках. Благодаря этому эндодерма играет важную роль в геотропической ((от греч. trpos - поворот, направление), ростовые движения стебля растений обусловленные направленным действием силы земного тяготения) реакции стеблей

По периферии центрального цилиндра в перицикле расположена склеренхима. Склеренхимные волокна образуют сплошной слой или собраны около проводящих пучков, кнаружи от первичной флоэмы. Главный элемент центрального цилиндра (стелы) - проводящие пучки. Они образованы из прокамбиальных тяжей и состоят из первичных ксилемы и флоэмы . Дифференциация прокамбия проходит центростремительно: флоэма формируется от внешней стороны пучка к его центру, а ксилема - навстречу ей (рис. 2). Прокамбий может полностью превратиться в первичные проводящие комплексы, образовав закрытый коллатеральный пучок (у однодольных), или сохранившиеся клетки в центре пучка формируют камбий. Такие открытые пучки характерны для двудольных растений. Работа камбия обеспечивает формирование вторичных ксилемы и флоэмы.

Рисунок 2.

Заложение прокамбия предопределяет строение проводящей системы:

1. Если прокамбий образует сплошной полый цилиндр, то из него формируются вложенные друг в друга цилиндры ксилемы и флоэмы (у некоторых хвойных и двудольных) – непучковое строение .

2. Если же прокамбий состоит из отдельных тяжей (у большинства однодольных, многих двудольных и хвойных), то возникающие первичные проводящие ткани сохраняют такое же пучковое строение .

Прокамбий возникает у основания листового зачатка, и его развитие идет в двух направлениях: к верхушке листового зачатка и вниз по стеблю, где он соединяется с тяжами, возникшим ранее. В той же последовательности идет и дифференциация флоэмы и ксилемы. Обычно раньше образуются элементы флоэмы, затем ксилемы. Проводящие пучки располагаются в паренхиме центрального цилиндра.

В центре стебля развивается хорошо заметная сердцевина. Паренхимные тонкостенные клетки сердцевины нередко разрыхляются, отмирают и заполняются воздухом, тогда вся ткань кажется белой (у подсолнечника, кукурузы, бузины). Иногда сердцевина отмирает очень рано, когда удлинение междоузлий еще не закончилось. Это влечет за собой разрыв сердцевины и образование полого стебля.

Первичное строение стебля сохраняется у однодольных растений в течение всей жизни, а у двудольных и голосеменных - лишь в ранние фазы его развития.