Реферат: Значение растений

Избыток воды, окружающей водные растения, делает для них неактуальными все задачи, связанные с защитой растения от высыхания. Поэтому у водорослей и сильно приспособившихся к обитанию в воде высших водных растений, как правило, нет плотных защитных оболочек в виде специализированных покровных тканей.

Более того, в условиях пониженного содержания кислорода (в воде его примерно в 30 раз меньше, чем в аналогичном объеме воздуха) и с учетом факта высокой растворяющей способности воды (содержит практически все элементы, необходимые для фотосинтеза), растения, обитающие в воде, развивают особые механизмы для всасывания питательных веществ всей поверхностью тела. Одним из таких механизмов является сильное расчленение тела, прежде всего - его ассимиляционной части. Наиболее ярко это выражено у так называемых земноводных растений. У этой группы высших водных растений часто одновременно развиваются и надводные, и подводные листья. При этом первые - цельные, плотные, толстые, вторые - мелкорассеченные, нежные, тонкие. В целом у всех водных растений относительная поверхность тела превышает таковую у наземных растений.

Высокая теплоемкость воды. Означает отсутствие резких перепадов температуры и влечет за собой ненужность механизмов защиты от экстремальных температур. Это означает отсутствие у настоящих водных растений покровной ткани и существенную её редукцию у многих представителей мягкой высшей водной растительности.

Высокая растворительная способность воды. Возможность выделять и растворять отходы непосредственно в окружающую среду (воду) делает ненужным для водных растений образование специализированных приспособлений по выделению отходов, т.е. выделительной ткани. В дополнение к этому возможность получения минерального питания из любой точки пространства в сочетании со слабой дифференцировкой клеток водорослей по функциям (практически все они занимаются фотосинтезом) делает ненужным формирование высокоспециализированных проводящих тканей.

Таким образом, у настоящих водных растений практически отсутствуют все виды тканей, имеющиеся у наземных растений - покровные, проводящие, выделительные и другие.

Особенности высших водных растений (ВВР).

Высшие водные растения, т.е. сухопутные растения, вторично вернувшиеся к обитанию в водной среде, характеризуются смешанным типом приспособленности. В них сочетаются приспособления и для наземного, и для водного, точнее -полуводного, обитания.

Приспособления к наземному обитанию:

- деление тела на настоящие вегетативные органы (корень, стебель, лист);

- наличие комплекса разнообразных тканей;

- опыление цветов, а также формирование спор и семян в воздушной среде.

Приспособления к водной среде обитания:

- сильная расчлененность и рассеченность подводных листьев (лентовидные, многодольные, нитевидные), их мягкость, тонкость, прозрачность,

- развитие мощных корневищ с запасом питательных веществ (сохранение во время засухи и длительных отливов),

- губчатая ткань в стеблях, дыхательные корни (облегчение дыхания всего тела под водой и корней в плотном илистом грунте),

- различные поплавки и несмачиваемость покровов у плавающих растений,

- прекращение роста и цветения в маловодный период,

- особые органы на листьях для усваивания воды и минеральных солей (гидропоты), а также ловушек для ловли мелких обитателей водоема в условиях недостаточного минерального питания (пузырчатка).

1.5 Растительная клетка. Одноклеточные растения

Биология как наука построена на базе трех теорий: теории клетки, теории гена и теории эволюции. Клеточная теория утверждает, что:

1ЖИЗНЬ СУЩЕСТВУЕТ ТОЛЬКО В ФОРМЕ КЛЕТОК;

2 В ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ ЖИЗНИ ЛЕЖИТ КЛЕТКА;

3 СУЩЕСТВУЕТ ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ И ФУНКЦИЕЙ КЛЕТКИ (принцип комплиментарности).

· Фрагменты истории становления клеточной теории.

1665г. - англичанин Роберт Гук первым увидел под микроскопом клетку. Помимо Р.Гука изучением микромира занимались: итальянец Мальпиги (1671), англичанин Н.Грю (1672), Левенгук и др. В клетках открыты крахмальные зерна, кристаллы, хлорофилльные зерна.

1831г. - Р.Броун открывает ядро и дает ему название.

1839г. - Ян Пуркинье - открывает цитоплазму и дает ей название.

В 1838 и 1839г.г. немецкие ученые Матиас Якоб Шлейден (ботаник) и Теодор Шванн (зоолог), собрав все доступные им разрозненные идеи и наблюдения, свели их (независимо друг от друга) в некоторую общую систему представлений под названием "клеточной теории", главной мыслью которой было утверждение о том, что «клетки содержащие ядра, представляют структурную и функциональную основу всех живых существ».

* Замечание. Последнее утверждение в свете современного знания должно быть скорректировано, т.к. существуют безъядерные клеточные организмы (прокариоты). Кроме того, выделяют и так называемые неклеточные формы жизни (вирусы).

Особенности растительной клетки (РК).

4 признака: 1) клеточная оболочка, 2) пластиды, 3) центральная вакуоль, 4) плазмодесмы.

Менее всего эти признаки выражены у клеток образовательной (меристематической) ткани. По мере дифференциации клеток и формирования других тканей эти особенности РК становятся все более выраженными.

Формы РК.

Паренхимные - компактные. Прозенхимные - удлиненные («протяженные»)

Размеры РК..

Средние 10-100мкм (0,01-0,1мм). Мелкие - 0,001мм. Крупные удлиненные - от 40-200мм до нескольких метров у волокнистых растений (хлопчатник, лен, крапива, конопля и др.).

Компоненты растительной клетки.

Клеточная оболочка (производная протопласта, неживая, целлюлозная, расположена снаружи клетки).

Вакуоль (центральная или несколько мелких, в ней клеточный сок, запасные и экскреторные вещества).

- Цитоплазма (оболочки - плазмалемма и тонопласт, мезоплазма и гиалоплазма, эндоплазматическая сеть, рибосомы, диктиосомы, митохондрии, сферосомы, лизосомы).

- Пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты - амилопласты, олеопласты, протеопласты).

- Ядро (ядерная оболочка, кариоплазма - ядерный сок, хромосомы, ядрышки).

Водные растения бывают многоклеточными и одноклеточными.

Среди высших водных растений (вторично-водных) преобладают многоклеточные формы.

Среди низших водных растений (водорослей) преобладают одноклеточные.

· Примечание. Часто одноклеточные водные растения относятся к особому царству простейших.

Из десяти групп (отделов) низших водных растений одноклеточные формы имеются у:

- сине-зеленых «водорослей» (многие виды);

- зеленых (вольвоксовые и протококковые) и желто-зеленых (некоторые виды);

- золотистых (многие виды);

- пирофитовых, диатомовых и эвгленовых водорослей (практически все).

Одноклеточные растительные формы, как правило, представлены в двух экологических группах водных растений - в составе фитопланктона (в толще воды) и в составе перифитона (пленочные обрастания на поверхности подводных предметов).

Значение одноклеточных водных растений.

Одноклеточные водные растения являются важнейшей составляющей практически всех существующих водных экосистем. Во многих случаях являются единственным первичным источником пищи и кислорода для водных обитателей. Имеют высокие показатели П/Б коэффициента. Многие виды являются прекрасным кормом для мелких водных животных, в частности ракообразных, личинок и мальков рыб. У многих представителей одноклеточных водорослей - высокое содержание в цитоплазме ценных жиров и белков. Некоторые виды являются активными «санитарами» в сильно загрязненных водоемах. При массовом развитии могут вызвать «цветение» водоемов. При чрезмерном развитии - привести к заморным ситуациям и гибели рыб.

1.6 Растительные ткани. Особенности тканевого строения водных и околоводных растений

Определение. Растительная ткань - это совокупность морфологически однородных клеток, выполняющих одну работу и объединяемых общностью происхождения (историей развития).

Типы растительных тканей. Чаще всего выделяют 6 типов растительных тканей:

1. Образовательная (меристематическая, эмбриональная);

2. Покровная;

3. Основная (выполняющая);

4. Механическая;

5. Проводящая;

6. Выделительная.

Образовательная ткань.

Состоит из интенсивно делящихся, плотно сомкнутых между собой клеток. Полость клетки - цитоплазма. Вакуолей обычно нет. Ядро крупное - в центре. Оболочки тонкие. В дальнейшем могут преобразовываться в клетки всех прочих тканей. Основные свойства - деление и преобразование.

Делят на первичную меристему (эти ткани появляются первыми, в точках роста, дают рост в длину) и вторичную меристему (появляются позже, дают рост в толщину).

По месту положения разделяют на:

- верхушечную (апикальную) - на полюсах и осях;

- боковую (латеральную) или камбий - вдоль боковых поверхностей (дают рост в толщину);

- интеркалярную (вставочную) - закладываются у оснований междоузлий;

- раневую (травматическую) - в любом месте из живых клеток.

Покровная ткань.

Предохраняет от высыхания, резких перепадов температуры и других неблагоприятных условий.

Разделяют на эпидерму, перидерму и корку.

Эпидерма (кожицу) - состоит из одного слоя живых, плотно сомкнутых клеток. Хлоропластов нет. Наружная стенка толще. Налет воска или кутикулы. Обмен со средой - через устьица (замыкающие клетки с хлоропластами). Перидерма - включает три слоя (пробка, пробковый камбий, перидерма). Корка - включает слои пробки и мертвых клеток, которые образуются в процессе утолщения ствола.

Особые органы и образования, связанные с покровной тканью:

- устьица (для газообмена с внешней средой);

- гитадоты - испарение воды;

- волоски - в виде пустых клеток (серебристый пушок на листьях),

железистые, ядовитые (крапива); волокна, иногда очень длинные (волокна хлопчатника);

- кутикула (кутин).

Основная ткань.

Часто называется паренхимой, т.к. клетки преимущественно паренхимные (многогранные, размеры по всем направлениям различаются слабо). Основная - потому, что клетки выполняют основные для растения функции (фотосинтез, накопление питательных веществ, всасывание воды и солей).

Разделяют на:ассимиляционную паренхиму (листья, зеленые стебли, фотосинтез); запасающую паренхиму (осевые органы - стебель, корень, семена, плоды, луковицы, клубни. Клетки забиты крахмалом, белком, жиром); поглощающую паренхиму (всасывающая зона корней, где корневые волоски); аэренхиму (подводные органы растений. Обычна у высших водных.)

Механическая ткань.

Составляет остов (каркас) растения. Клетки имеют толстые стенки. Часто клетки уже мертвые. В осевых органах - вытянутые, в листьях и плодах - паренхимные.

Делят на:колленхиму (живая ткань, опора растущих органов, стенки не одревесневшие, утолщены неравномерно - по углам и пластинками); склеренхиму (мертвая ткань, в виде волокон - лубяных и древесинных, волокна очень прочные, самая распространенная механическая ткань, стенки у клеток равномерно утолщенные); склереиды (каменистые клетки, т.е. группы паренхимных клеток с толстыми стенками, расположены в плодах, например, айвы или груши).

Выделительная ткань.

Главная задача - выведение или складирование веществ, образованных растением. Представлена органами внутренней и внешней секреции.

Органы внутренней секреции: особые вместилища (схизогенные и лизигенные ходы) и млечники. В них могут откладываться дубильные в-ва, смолы, эфирные масла и другие вещества.

Органы внешней секреции: железистые волоски, железки. Выделяют смолы, эфирные масла, нектар, воду.

Проводящая ткань.

У низших растений отсутствует, у высших хорошо развита. Редуцирована у высших водных. Служит для переноса воды,

минеральных солей (восходящий ток) и растворов органических веществ, сахаров (нисходящий ток).

Проводящие элементы:

ВОСХОДЯЩЕГО ТОКА:трахеи или сосуды (вертикальный ряд клеток полностью или частично без перегородок, мертвых, с спиральным утолщением стенок) и трахеиды -длинные одиночные клетки с отверстиями в стенках и заостренными концами

НИСХОДЯЩЕГО ТОКА: ситовидные трубки с клетками-спутницами.

*Примечание. Часто клеточная оболочка утолщена, т.е. укреплена целлюлозой. Типы утолщений: кольчатые, спиральные, лестничные, сетчатые.

У высокоорганизованных растений проводящие элементы (трахеи, трахеиды и ситовидные трубки) расположны не беспорядочно, а собраны в особые группы - проводящие пучки.

Типы проводящих пучков:

- простые - содержат один элемент

- общие - содержат все три элемента

- сложные - добавляются клетки паренхимы