Цветковое растение — сложно устроенный многоклеточный организм. Его тело состоит из групп клеток, выполняющих одинаковую функцию, — тканей, а ткани образуют органы. Органы делятся на две группы: вегетативные (корень, стебель, лист — обеспечивают питание и рост) и генеративные (цветок, плод, семя — обеспечивают размножение). Знание строения растения — основа для понимания фотосинтеза, передвижения воды, размножения и сельского хозяйства. На экзамене часто спрашивают о функциях тканей, зонах корня и стебля, видоизменённых органах, строении цветка и двойном оплодотворении.
§1. Ткани растений
Ткань — группа клеток, сходных по происхождению, строению и функции. У растений пять основных типов тканей.
Образовательная ткань (меристема) — мелкие тонкостенные постоянно делящиеся клетки; из них образуются все остальные ткани. Верхушечная меристема находится на концах корня и стебля и обеспечивает рост в длину; боковая меристема — камбий — обеспечивает рост стебля и корня в толщину; вставочная меристема находится у основания междоузлий (у злаков).
Покровная ткань защищает органы от внешних воздействий: эпидермис (один слой живых клеток, есть устьица и волоски), пробка (на многолетних стеблях и корнях — мёртвые клетки, не пропускает воздух), корка.
Основная ткань (паренхима): ассимиляционная (хлорофиллоносная, фотосинтезирует), запасающая (накапливает крахмал и другие вещества — клубень картофеля, семена), воздухоносная (у водных растений).
Механическая ткань — опорная функция: колленхима (живая, в молодых органах) и склеренхима (толстостенные мёртвые волокна — волокно льна).
Проводящая ткань: ксилема (древесина) — по мёртвым сосудам и трахеидам вода и минеральные соли идут от корня вверх; флоэма (луб) — по живым ситовидным трубкам органические вещества из листьев идут вниз и к другим органам.
Ксилема: вода + соли, вверх, мёртвые сосуды. Флоэма: органические вещества, от листьев к другим органам, живые ситовидные трубки.
§2. Корень
Корень закрепляет растение в почве, всасывает воду и минеральные соли, иногда запасает вещества.
Виды корней: главный корень (из зародыша семени), боковые корни (от главного), придаточные корни (от стебля и листьев). Корневая система:
стержневая — главный корень хорошо развит (двудольные: горох, хлопчатник, свёкла);
Побег — стебель с листьями и почками. Место прикрепления листа — узел, участок между узлами — междоузлие. Почка — зачаточный побег: из вегетативной почки развиваются листья и стебель, из генеративной — цветок.
Стебель выносит листья к свету, связывает корень и листья, проводит вещества.
Поперечный срез стебля дерева (снаружи внутрь):
пробка — защита;
луб — флоэма и лубяные волокна, органические вещества вниз;
Лист — орган фотосинтеза, газообмена и транспирации. Части: листовая пластинка, черешок (бывают сидячие листья), иногда прилистники.
Простой лист — одна пластинка (яблоня, тополь); сложный лист — несколько пластинок на одном черешке (роза, горох, орех).
Жилкование: сетчатое (у двудольных), параллельное и дуговое (у однодольных).
Внутреннее строение: верхний и нижний эпидермис (покрыт кутикулой), столбчатая паренхима (богаче всего хлоропластами, фотосинтез идёт в основном здесь), губчатая паренхима (межклетники — газообмен), жилки (ксилема и флоэма).
Устьица — щель между двумя замыкающими клетками; в основном на нижней стороне листа. Через них входит CO₂, выходят O₂ и водяной пар.
Транспирация — испарение воды листьями; тянет воду от корня вверх и защищает лист от перегрева.
Листопад — приспособление для уменьшения испарения осенью и зимой и для удаления ненужных веществ.
§5. Цветок, опыление и двойное оплодотворение
Цветок — видоизменённый укороченный побег, орган семенного размножения. Части: цветоножка, цветоложе, чашечка (чашелистики), венчик (лепестки) — вместе околоцветник; тычинки (пыльник + тычиночная нить) и пестик (рыльце, столбик, завязь; внутри завязи — семязачатки).
Если тычинки и пестик в одном цветке — цветок обоеполый; если в разных — раздельнополый (кукуруза, огурец).
Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика: самоопыление (пшеница, горох) и перекрёстное — насекомыми (яркие, душистые цветки с нектаром), ветром (мелкие цветки с простым околоцветником и обильной пыльцой), водой.
Двойное оплодотворение (С. Г. Навашин, 1898): 1-й спермий + яйцеклетка → зигота → зародыш (2n); 2-й спермий + центральная клетка (2n) → эндосперм (3n).
Пыльцевая трубка приносит в семязачаток два спермия, поэтому оплодотворение называется двойным. Этот процесс характерен только для покрытосеменных.
§6. Плод и семя
После оплодотворения: завязь → плод, семязачаток → семя, зародыш и эндосперм остаются внутри семени. Части семени: семенная кожура, зародыш (корешок, стебелёк, почечка, семядоли), запас питательных веществ (в эндосперме или в семядолях).
У однодольных (пшеница) запас в эндосперме; у двудольных (фасоль, горох) — обычно в семядолях.
Плоды: сочные — ягода (виноград, томат), костянка (абрикос, вишня), яблоко (яблоня, груша); сухие — боб (горох), стручок (капуста), коробочка (хлопчатник, мак), зерновка (пшеница), семянка (подсолнечник). Плоды и семена распространяются ветром, водой, животными, человеком или разбрасываются самим растением (акация, фасоль).
Пример
Докажите, что клубень картофеля — это стебель.
На клубне есть «глазки» — это почки; на корне почек не бывает.
На свету клубень зеленеет (образуется хлорофилл).
Клубень развивается не на корне, а на конце подземного побега (столона).
Ответ: клубень — видоизменённый подземный побег, то есть стебель.
Пример
На срезе дерева насчитали 24 годичных кольца. Каков возраст дерева и какая ткань образовала кольца?
Каждый год камбий откладывает внутрь один слой древесины — годичное кольцо.
Число колец равно числу лет: 24 кольца.
Ответ: дереву около 24 лет; кольца образовал камбий.
Пример
В соматической клетке покрытосеменного растения 2n = 14 хромосом. Сколько хромосом в зародыше, эндосперме и спермии?