Морфология растений
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Московский педагогический государственный университет
Автор:
Викторов Владимир Павлович
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 96
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-4263-0238-9
Артикул: 646119.01.99
В пособии рассмотрены вопросы, связанные со строением и разнообразием вегетативных и генеративных органов. Принят единый порядок изложения материала: определение, функции, особенности строения и их многообразие в виде классификации по конкретным признакам.
Пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению 44.03.01; 44.03.05 (050100.62) «Педагогическое образование», профиль «Биология» и 06.03.01 «Биология» в соответствии с действующими программами «Ботаника».
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 06.03.01: Биология
- 35.03.10: Ландшафтная архитектура
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский педагогический государственный университет» В. П. Викторов МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ Учебное пособие МПГУ Москва • 2015
УДК 581.4 ББК 26.06 В436 Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Московского педагогического государственного университета Рецензенты: А. И. Никишов, кандидат педагогических наук, профессор кафедры естественно-научного образования и коммуникативных технологий МПГУ М. В. Костина, доктор биологических наук, профессор кафедры биологии и биотехнологии МГГУ им. М. А. Шолохова Викторов, Владимир Павлович. В436 Морфология растений : Учебное пособие / В. П. Викторов. – Москва : МПГУ, 2015. – 96 с. : ил. ISBN 978-5-4263-0238-9 В пособии рассмотрены вопросы, связанные со строением и разнообразием вегетативных и генеративных органов. Принят единый порядок изложения материала: определение, функции, особенности строения и их многообразие в виде классификации по конкретным признакам. Пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению 44.03.01; 44.03.05 (050100.62) «Педагогическое образование», профиль «Биология» и 06.03.01 «Биология» в соответствии с действующими программами «Ботаника». УДК 581.4 ББК 26.06 ISBN 978-5-4263-0238-9 © МПГУ, 2015 © Викторов В. П., 2015
СОДЕРЖАНИЕ Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Глава 1. Вегетативные органы растений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 1.1. Корень и корневая система . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 1.2. Побег и система побегов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 1.3. Метаморфозы вегетативных органов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 1.3.1. Метаморфозы корня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 1.3.2. Метаморфозы побега . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 1.4. Соцветие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Глава 2. Генеративные органы растений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 2.1. Цветок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 2.2. Плод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 2.3. Семя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 2.4. Способы распространения плодов и семян . . . . . . . . . . . . . . . . . .89 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
ВВЕДЕНИЕ Ботаника (от греческого слова «ботанэ» – зелень, трава, растение) – наука о растениях, которая изучает жизнь растений, включая особенности их строения, жизнедеятельности и условий обитания, а также происхождение и эволюционное развитие. Современная ботаника – многоотраслевая наука, подразделяющаяся на отдельные дисциплины. Систематика классифицирует растения на основе общности строения и происхождения. Очень близки к систематике флористика (изучает флору – совокупность видов, распространенных на определенной территории) и ботаническая география (изучает распространение растений по земному шару). Фитоценология исследует растительный покров Земли, его видовой состав, структуру, динамику связей со средой, закономерности распределения и развития растительных сообществ. Физиология растений – наука о процессах, протекающих в растениях (закономерностях роста, развития и жизненных процессах). Анатомия растений изучает внутреннее строение растений. Фундаментом всех перечисленных отдельных наук является морфология растений. Морфология растений (морфо – форма, логос – наука) – наука о закономерностях внешнего строения растений. Внимание к особенностям строения растений человек проявлял с древнейших времен. Однако морфология растений как исходный раздел ботаники стала развиваться в то время, когда возникла необходимость различать и систематизировать растения. В это время особое внимание уделялось хозяйственно ценным, декоративным и лекарственным растениям. В XVII веке были выработаны основные морфологические термины, связанные, прежде всего, с описанием растений. Становление морфологии растений как самостоятельной науки связано с немецким поэтом и естествоиспытателем И. В. Гёте (1749–1832) (рис. 1), который и предложил термин «морфология». В 1790 г. он издал книгу «Опыт о метаморфозе растений», где были заложены теоретические основы морфологии растений. XIX век отмечен значительными достижениями сравнительной морфологии, которые привели к выделению эволюционной морфологии как самостоятельного раздела науки, изучающего основные закономерности возникновения и преобразования разных органов. Большие успехи морфологии растений в XX в. связаны с многогранными исследованиями растений с применением комплексных методов, в том числе статистических. Современная морфология растений имеет сложную
ВВЕДЕНИЕ структуру. Среди основных разделов можно выделить следующие: описательная, сравнительная, онтогенетическая, эволюционная, теоретическая, экспериментальная, экологическая, популяционная, биоморфология, карпология и др. Все эти разделы к настоящему времени имеют статус самостоятельных отраслей структурной ботаники. Рис. 1. И. В. Гёте Морфология растений – фундамент всех наук, объектом изучения которых являются растения. В первую очередь это относится к систематике растений, в которой основным является географо-морфологический метод. Особенности растений выражаются в их внешней форме и внутреннем строении, что является результатом исторического процесса развития организмов (филогенеза). Первые растения жили в водной среде и имели примитивное строение. С выходом растений на сушу и приспособлением их к разнообразным условиям наземного существования происходило усложнение организации, расчленение их тела на органы и ткани. Для каждого организма характерны изменения в строении его органов в процессе индивидуального развития (онтогенеза) в определенных условиях среды.
В. П. ВИКТОРОВ. МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ Орган – часть растения, выполняющая определенные функции. У низших растений тело – слоевище не расчленено на органы. Высшие (листостебельные) растения характеризуются наличием побега. У многих высших растений образуется корень. В результате видоизменения органов, связанных с изменением или усилением отдельных функций, образовались разнообразные метаморфозы (луковицы, колючки, корневища и др.). Метаморфозы носят приспособительный характер и наследственно закреплены. В зависимости от функций выделяют вегетативные и генеративные органы. Вегетативные органы выполняют функции, связанные с индивидуальной жизнью каждой особи. Они осуществляют процессы питания, дыхания, защиты, вегетативного размножения и др. Выделяют два основных вегетативных органа – побег и корень. Генеративные органы осуществляют функции, связанные с формированием особых клеток, участвующих в размножении растений. К ним относятся: цветок, плод с семенами. Они обеспечивают сохранность вида и его распространение на новые территории.
ГЛАВА 1. ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ 1.1. Корень и корневая система Корень – это основной вегетативный орган растения, располагающийся обычно в почве. Большинство корней имеют цилиндрическую форму и радиальную симметрию. Его верхушка вытянута на конус и направлена к центру Земли, т.е. он обладает положительным геотропизмом. Для корней характерен только верхушечный рост (в длину) и боковое ветвление. На меристематическом кончике корня находится чехлик, защищающий верхушечную меристему. Боковые корни закладываются эндогенно. Корни могут образовываться на стебле и листьях. У некоторых растений на корнях формируются почки, однако на корнях никогда не образуются листья и не формируются генеративные органы. Корень образуется из зародышевого корешка семени. При прорастании семени он обычно появляется первым. Корни растений могут осуществлять разные функции. Выполняя опорную функцию, он заякоревывает растение в почве. Корень поглощает из почвы воду с растворенными в ней минеральными солями и проводит их до побега. В клетках корней из солей, поглощенных из почвы, и органических веществ, поступивших в клетки корня из листьев, образуется ряд важных органических соединений (аминокислоты, гормоны, алкалоиды). Синтезированные в корнях вещества передвигаются в другие органы. Так, если привить побег табака на корневую систему томата, листья не будут содержать никотин, т.к. у табака никотин синтезируется в корне. Некоторые вещества в корнях откладываются в запас. У ряда многолетних растений корни способны к сокращению и втягиванию основания побега в почву. Благодаря этому почки на побегах у травянистых растений оказываются погруженными в верхние почвенные слои; там они защищены от зимних холодов и иссушающего летнего зноя. У некоторых растений (осины, облепихи, осота, малины и др.) на корнях закладываются придаточные почки. Из них формируются придаточные корнеотпрысковые побеги, которые могут служить для вегетативного размножения. Корни растений выделяют в почву различные органические вещества – витамины, сахара, органические кислоты, ферменты, гормоны, фенольные соединения.
В. П. ВИКТОРОВ. МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ Некоторые из них переводят трудно растворимые вещества в легко усвояемые. Благодаря корневым выделениям вокруг растений создается ризосфера – наиболее благоприятная зона для развития различных микроорганизмов, деятельность которых имеет большое значение в питании растений. Корневые выделения могут угнетающе воздействовать на рядом растущие растения. Аллелопатия – влияние совместно произрастающих растений друг на друга через изменение среды в результате выделения в нее продуктов жизнедеятельности. В строении корня в соответствии с выполняемыми им функциями выделяют 4 зоны (рис. 2). Резких границ между ними нет, а наблюдается постепенный переход от одной зоны к другой. Рис. 2. А. Зоны корня: 1 – зона проведения (ветвления), 2 – зона всасывания, 3 – зона роста и растяжения (первичной дифференциации), 4 – зона деления. Б. Зона деления в разрезе. а – корневой чехлик
ГЛАВА 1. ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ РАСТЕНИЙ 1. Зона деления расположена на верхушке корня (около 1 мм) и прикрыта корневым чехликом. Корневой чехлик защищают эту зону от повреждений. Самые периферические его клетки постепенно отмирают, отделяются от корня и образуют обильную слизь, которая снижает трение корня о частицы почвы и облегчает его продвижение. 2. Зона роста и растяжения (первичной дифференциации) характеризуется растяжением образовавшихся клеток, что обусловливает рост корня в длину. Протяженность этой зоны несколько миллиметров. 3. Зона всасывания четко заметна благодаря наличию корневых волосков, которые осуществляют поглощение из почвы воды и минеральных солей. Общее число, длина и поверхность корневых волосков достигают огромных величин (у однолетнего сеянца яблони общая длина их достигает 3000 м). Протяженность этой зоны несколько сантиметров. 4. Зона проведения (ветвления). Ветвление корня – это процесс образования на нем новых корней. У всех семенных и многих высших споровых растений ветвление корня боковое, т.к. новые дочерние корни появляются сбоку на материнском. У растения обычно имеется не один корень, а несколько и чаще – много. Все корни одного растения образуют корневую систему. Таким образом, корневой системой называют совокупность всех корней растения. Корневая система обеспечивает более надежное закрепление растения в почве. При множественности корней увеличивается всасывающая поверхность, через которую в растение поступает вода и минеральные соли, т.к. каждый отдельный корень близ верхушки имеет зону всасывания. Корневая система может быть образована корнями разными по происхождению: главным, боковыми и придаточными (рис. 3). Главный корень у растения всегда один, его называют корнем I порядка. Начало ему дает корешок зародыша семени. При ветвлении главного корня (в зоне ветвления) образуются боковые корни (корни II порядка). На них, в случае их ветвления, возникают боковые корни III порядка и т.д. Корни, образующиеся на побегах, называют придаточными («стеблеродные» придаточные корни). Ветвясь, они так же дают начало боковым корням. Придаточные корни могут образовываться и на более старых участках главного корня, их называют «корнеродными».