Стебель представляет собой осевую часть побега. Он служит для проведения веществ от корня к листьям и наоборот и выносит листья к свету. На стебле развиваются цветки, плоды и семена. В нем могут откладываться запасные питательные вещества (капуста кольраби). Он может служить для размножения, чем пользуются при черенковании в лесоводстве и плодоводстве. Иногда он функционально заменяет листья (стебель кактуса), служит для защиты растения (колючки боярышника), для лазания (усики тыквы, винограда).
Разнообразие стеблей . Различают два основных типа стеблей: травянистый и деревянистый. Травянистый существует обычно один вегетационный сезон и отличается слабым утолщением; деревянистый обычно многолетний, утолщающийся неопределенно долго.
Стебли различных растений весьма разнообразны, особенно в поперечном сечении. Стебли картофеля, томатов, злаков в поперечном сечении округлые; стебель тыквы — многогранный, шалфея — четырехгранный, а осок — трехгранный.
По форме роста и расположению в пространстве различают прямостоячие стебли (травянистый подсолнечника, деревянистый — ствол березы, дуба); ползучие (гусиная лапка, земляника), их называют усами; вьющиеся (вьюнок полевой, хмель); лазающие, которые прикрепляются к опоре при помощи усиков (горох, вика).
У некоторых растений стебель недоразвивается и листья у них образуют прикорневую розетку (одуванчик, подорожник, свекла, морковь).
Продолжительность жизни стеблей очень различна. У некоторых однолетних растений она длится 30-45 дней, у большинства трав — 120-150 дней, у деревьев — до нескольких сот лет. Стебли некоторых растений живут более тысячи лет (дуб, ель), а иногда и несколько тысяч лет (3-5 тыс. лет у Мамонтова дерева, тисса, кипариса).
Размеры стеблей также отличаются большим разнообразием. Максимальной длины (200-300 м) достигают стебли некоторых тропических лазящих пальм — лиан. Высота стеблей, не требующих опоры, достигает, например у эвкалиптов, 120-150 м (выше 50-этажного дома), у мамонтова дерева — 140 м, у пальм — 60 м, у ели — 50 м, у дуба — 40 м.
Стебель древесного растения . На распиле ствола сосны или дуба хорошо заметна занимающая большую часть его древесина , окруженная узким слоем более мягких тканей — корой.
Молодой однолетний стебель снаружи покрыт кожицей, которая уже к концу первого лета сменяется пробкой. Несколько слоев плотно сомкнутых, не пропускающих ни воды, ни воздуха клеток пробки предохраняют живые ткани ствола от неблагоприятных условий среды. В пробке имеются специальные образования — чечевички, состоящие из мертвых, рыхло расположенных клеток. Летом через них осуществляется танспирация и газообмен, зимой чечевички закупориваются. У старых деревьев стволы обычно покрываются толстой многослойной коркой (например, корка сосны). Под покровом пробки или корки расположена кора . Она состоит из разных тканей. Здесь есть проводящая ткань, по ситовидным трубкам которой сверху вниз передвигаются растворы органических веществ. Здесь же находятся и вытянутые клетки механической ткани — лубяные волокна . Они придают стеблям гибкость и прочность и издавна используются человеком (например, из лубяных волокон липы изготовляют мочало).
На границе коры и древесины залегает слой образовательной ткани — камбия .Деление клеток камбия обеспечивает нарастание ствола в толщину. Клетки камбия делятся, откладывая внутрь клетки древесины, а кнаружи — клетки коры. Внутрь ствола камбий образует большее количество клеток, чем кнаружи, поэтому древесина в стволе больше развита, чем кора.
Деление клеток камбия начинается весной и прекращается осенью. Весной, когда начинают распускаться листья, клетки камбия делятся очень энергично, образуя внутрь от себя крупные сосуды. Осенью камбий в основном отчленяет клетки механической ткани. Граница между осенней древесиной прошлого года, состоящей из механической ткани, и весенней древесиной, состоящей из сосудов, видна на спиле. Поэтому в древесине хорошо заметны концентрические кольца — годичные приросты древесины. По числу годичных колец легко определить возраст дерева.
По сосудам древесины вода с растворенными в ней минеральными веществами движется от корней к листьям (восходящий ток), а органические вещества, синтезированные в листьях, по ситовидным трубкам коры спускаются к корням (нисходящий ток). Для передвижения веществ в горизонтальном направлении служат радиальные лучи, состоящие из клеток основной ткани. Они тянутся от сердцевины через древесину и кору. В древесине они узкие, а в коре сильно расширяются.
В центре стебля располагается сердцевина . Она состоит из рыхло расположенных округлых клеток (основная ткань), в которых в осенне-зимний период скапливаются питательные вещества — крахмал, жир и др. Таким образом, в стебле древесного растения от периферии к центру последовательно сменяются корка (покровный комплекс тканей), кора (ситовидные трубки и лубяные волокна), камбий (образовательная ткань), годичные кольца древесины (сосуды и механическая ткань) и сердцевина. Древесина занимает подавляющую часть ствола.
Древесина широко применяется в хозяйстве. Значительное количество ее используется в качестве топлива. Древесина — весьма распространенный строительный материал и сырье для деревообрабатывающей промышленности. Из нее вырабатывают бумагу, картон, искусственные ткани, пластические материалы, получают спирт и синтетический каучук. Сухая перегонка древесины также дает разнообразные ценные продукты: метан, уксусную кислоту, ацетон, деготь.
Стебель травянистого растения покрыт кожицей, под которой располагается ассимилирующая ткань с хлоропластами, а глубже — механическая ткань. Далее находится слой ситовидных трубок, затем следует камбий, внутрь от которого размещаются сосуды и трахеиды. Так как камбий функционирует в травянистых растениях лишь один вегетационный сезон, годичные кольца в стебле отсутствуют. У других травянистых растений передвижение веществ может осуществляться и по отдельным проводящим пучкам, состоящим из сосудов и ситовидных трубок.
Из стеблей льна, конопли, джута получают волокна, состоящие из механической ткани. Эти волокна служат сырьем для текстильной промышленности. Стебли, в которых откладывается большое количество запасных питательных веществ, используются в пищу (например, стебли капусты кольраби). Стебли сахарного тростника обеспечивают сахаром больше половины человечества. Стебли луговых трав — основа кормового рациона животных.
Внешнее строение стебля. Стебель - это осевая часть побега. Стебель слагается из узлов и междоузлий. В зависимости от степени вытянутости междоузлий стебель может быть удлиненным или укороченным. Так, у подсолничника, кукурузы, астр, гладиолуса стебель удлиненный. А у подорожника , одуванчика, маргаритки, примулы, эхеверии, сенполии стебель укороченный.
На поперечном разрезе видно, что стебель чаще всего имеет округлую форму. Но он может быть и трехгранным (у осоки ), и четырехгранным (у крапивы ) или иметь другую форму.
Внутреннее строение стебля. Рассмотрим внутреннее строение стебля на поперечном разрезе. Снаружи стебель защищен покровными тканями. У молодых стеблей весной клетки покровной ткани покрыты тонкой кожицей . У многолетних растений к концу первого года жизни кожица замещается многослойной пробкой , состоящей из мертвых клеток, заполненных воздухом. Для дыхания в кожице (у молодых побегов) имеются устьица, а позже образуются чечевички - крупные, рыхло расположенные клетки с большими межклетниками.
К покровной ткани прилегает кора , 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 называется лубом .
В состав луба входят ситовидные 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 виде лубяных 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 из сосудов (трахей), трахеид и древесных 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, - это сердцевина .
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. В жизни растений стебель выполняет разные функции. Он проводит воду с растворами минеральных солей от корня к листьям и отводит образующиеся в них органические вещества. Проводящая - главная функция стебля.
Стебель служит опорой растению, он держит на себе тяжесть находящихся на нем листьев, цветков и плодов. Опорная - другая важная функция стебля.
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.
Все эти функции стебель выполняет посредством проводящих, механических и запасающих образовательных тканей.
Интерактивный урок-тренажёр. (Выполните все задания урока)
Стебель - важная часть побега. Он выполняет различные функции: осевую, проводящую, опорную, запасающую. Внешнее и внутреннее строение стебля обусловлено теми функциями, которые стебель выполняет в жизни растения. По древесине стебля идет восходящий ток, а по лубу - нисходящий ток. Посредством деления клеток камбия стебель растет в толщину. По годичным кольцам можно определить возраст растения и условия, в которых оно произрастало.
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
- Закрепление растения в субстрате
- Всасывание, проведение воды и минеральных веществ
- Запас питательных веществ
- Взаимодействие с корнями других растений, грибами, микроорганизмами, обитающими в почве (микориза, клубеньки бобовых)
- Вегетативное размножение
- Синтез биологически активных веществ
- У многих растений корни выполняют особые функции (воздушные корни, корни-присоски)
- Видоизменения и специализация корней
- 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.
