Реферат Ботаника

Ботаника

Вариант 16

Содержание
1 Охарактеризовать структуру, свойства цитоплазмы 3
2 Типы сосудисто-волокнистых пучков в растении 5
3 Сущность и условия протекания фотосинтеза 8
4 Процесс оплодотворения в цветке 10
5 Отличительные признаки структуры стеблей однодольных и двудольных растений 13
6 Луковица 16
7 Роль водорослей в жизни пресных водоемов и морей 18
8 Эволюция плодового тела у грибов 19
9 Различие полового и бесполого размножения 20
10 Система Гроссгейма. Особенности ее построения 21
Список использованных источников 23

1 Охарактеризовать структуру, свойства цитоплазмы
Цитоплазма — внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает в себя гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения.
В состав цитоплазмы входят все виды органических и неорганических веществ. В ней присутствуют также нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества. Основное вещество цитоплазмы — вода.
Цитоплазма постоянно движется, перетекает внутри живой клетки, перемещая вместе с собой различные вещества, включения и органоиды. Это движение называется циклозом. В ней протекают все процессы обмена веществ.
Цитоплазма способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться. Однако нормально функционирует цитоплазма только в присутствии ядра. Без него долго существовать цитоплазма не может, так же как и ядро без цитоплазмы.
Важнейшая роль цитоплазмы заключается в объединении всех клеточных структур (компонентов) и обеспечении их химического взаимодействия. Так же цитоплазма поддерживает тургор(объём) клетки, поддержание температуры.
В состав цитоплазмы входят многочисленные химические соединения. Она представляет собой не однородное химическое вещество, а сложную, постоянно изменяющуюся физико-химическую систему, характеризующуюся щелочной реакцией и высоким содержанием воды. Компоненты цитоплазмы взаимодействуют между собой внутри клетки, а также с органоидами соседних клеток и с внешней средой, поглощая одни вещества и выделяя другие.
В цитоплазме осуществляются все процессы клеточного :метаболизма, кроме синтеза нуклеиновых кислот, происходящего в ядре. Под контролем ядра цитоплазма способна к росту и воспроизведению, при частичном удалении она полностью регенерирует. Цитоплазма, как правило, не способна к длительному автономному существованию. В животных клетках различают два слоя цитоплазмы. Наружный — эктоплазма (лишена большинства органоидов, обладает относительно высокой вязкостью).
Внутренний слой цитоплазмы — эндоплазма (содержит основные органоиды).
В цитоплазме растительных клеток имеются специальные органоиды — пластиды (лейкопласты, хлоропласта, хромопласты).
Одно из основных свойств цитоплазмы живой клетки — способность к движению, которое обеспечивает связь органоидов.
Цитоплазма проявляет свойства сравнительно вязкой жидкости, но одновременно и некоторые свойства твердого тела (эластичность). Подобное сочетание свойств возможно благодаря тому, что молекулы биополимеров способны образовывать временные ассоциации различных размеров. Разрушение этих ассоциаций способствует проявлению жидкостных свойств, их восстановлению — проявлению свойств твердого тела.
Вязкость — одно из важнейших свойств цитоплазмы. Она очень сильно колеблется в зависимости от вида растения, а также от фаз его развития. У некоторых растений вязкость цитоплазмы немного превышает вязкость воды, а у других достигает вязкости глицерина, превосходящего в этом отношении воду в 87 раз. Вязкость цитоплазмы тесно связана с обменом веществ: чем выше вязкость, тем обычно менее интенсивен обмен. У созревших семян цитоплазма переходит в студенистое состояние — гель. Высокая вязкость цитоплазмы способствует увеличению устойчивости растений к повышенной температуре.

2 Типы сосудисто-волокнистых пучков в растении
Сосудисто-волокнистый пучок — это проводящий пучок с примыкающей к нему механической тканью, возникающей вследствие дифференцировки клеток прокамбия. У двудольных растений механическая ткань обычно представлена одревесневшими волокнами, относящимися к первичной флоэме (стебли подсолнечника, клевера, лютика). У однодольных склеренхимные волокна нередко окружают весь пучок (стебель кукурузы, листья тростника, вейника), образуя т. н. местомное влагалище, или обкладку пучка.
Классификация сосудисто-волокнистых пучков:
I . По элементарному составу:

  1. Простые пучки — наиболее примитивные по структуре и состоят из одних гистологических элементов:
    а) из одних трахеид (в листьях, ближе к их краям);
    б) из одних ситовидных трубок (в цветочных стрелках лука).
  2. Общие пучки — трахеиды, сосуды и ситовидные трубки расположены бок о бок.
  3. Сложные пучки — содержат проводящие и паренхимные элементы.
  4. Сосудисто-волокнистые пучки — включают все элементы ксилемы и флоэмы.
    II. По наличию или отсутствию камбия:
  5. Открытые — между ксилемой и флоэмой есть камбий.
    Открытые пучки имеют камбий между флоэмой и ксилемой. В результате деятельности камбия пучок разрастается и происходит утолщение органа. Открытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются во всех осевых органах двудольных и голосеменных растений.
  6. Закрытые — камбия нет.
    Закрытые пучки состоят из ксилемы и флоэмы, между которыми отсутствует камбий, и, таким образом, образования новых элементов флоэмы и ксилемы не происходит. Закрытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются в стеблях и корневищах однодольных растений.
    III. По взаимному расположению ксилемы и флоэмы:
  7. Коллатеральные (бокобочные), когда ксилема и флоэма располагаются бок о бок, т.е. на одном радиусе.
    Они могут быть как закрытыми, так и открытыми. Закрытые коллатеральные пучки встречаются у стеблей и корневищ однодольных растений, а открытые — у стеблей, корневищ и корней двудольных растений.
  8. Биколлатеральные (дважды бокобочные пучки) — флоэма прилегает к ксилеме с обеих сторон. Наружный участок флоэмы более мощный.
    Биколлатеральные пучки — это такие пучки, в которых фло¬эма примыкает к ксилеме с двух сторон (сверху и снизу). Верхний, более мощный участок флоэмы, обращен к периферии органа и отделен от ксилемы слоями камбия. Нижний участок — внутренняя флоэма — развит слабо и примыкает к ксилеме без камбия. Биколлатеральные пучки встречаются у стеблей, корней и корневищ двудольных растений.
  9. Концентрические:
    а) амфивазальные — ксилема замкнутым кольцом окружает флоэму;
    б) амфикрибральные — флоэма окружает ксилему.
    Концентрические пучки представляют собой круг. Если в центре круга располагается флоэма, окруженная кольцом ксилемы, то такой пучок называется центрофлоэмным (у большинства корневищ однодольных); если в центре круга расположена ксилема, окруженная флоэмой, то такой пучок называется концентрическим центроксилем-ным (у корневищ папоротников).
  10. Радиальные — ксилема расходится лучами от центра, а флоэма располагается между лучами.
    Радиальные пучки составлены в основном ксилемой, которая располагается по радиусам. Между лучами ксилемы находятся участки флоэмы. Эти пучки не имеют камбия и встречаются у корней в первичном строении.
    IV. По количеству лучей ксилемы:
  11. монархные (однолучевые);
    2 . диархные (двулучевые);
  12. триархные (трехлучевые);
  13. тетрархные (четырехлучевые);
  14. пентархные (пятилучевые).

Рис. 1 — Типы проводящих пучков (А — открытый коллатеральный; Б — открытый биколлатеральный; В — закрытый коллатеральный; Г, Д — концентрические (Г — амфивазальный, Д — амфикрибральный); Е — радиальный. 1 — флоэма, 2 — камбий, 3 — ксилема)

3 Сущность и условия протекания фотосинтеза
Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений,бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.
Сущность фотосинтеза заключается в том, что в растении, освещенном солнечным лучом, кванты лучистой энергии поглощаются молекулами пигментов, которые передают избыток энергии молекулам хлорофилла. Возбужденный хлорофилл вступает во взаимодействие с ферментами и другими веществами, в результате чего происходит фотоокисление воды. Выделяющийся водород участвует в реакциях восстановления углекислого газа, поглощаемого листьями из воздуха. Углерод остается в растении, а кислород выделяется в атмосферу. Таким образом, фотосинтез обеспечивает атмосферу кислородом и очищает ее от углекислого газа, способствуя существованию и развитию живых организмов. Солнечная радиация обеспечивает постоянный круговорот массы веществ, пополняя запасы энергии на Земле.
Основными условиями для протекания фотосинтеза является наличие в листе воды, углекислого газа и солнечное излучение, которое служит источником энергии. Для нормального протекания процесса фотосинтеза необходимы определенные внешние и внутренние условия (освещенность, температурный фактор, концентрация СО2, водный баланс, минеральное питание, концентрация пигментов фотосинтеза, скорость оттока ассимилятов, возраст растения и пр. Фотосинтетический аппарат в первую очередь подвергается воздействию стрессовых факторов.
Адаптационные возможности ассимиляционного аппарата растений включают как иммобилизацию уже имеющихся приспособительных процессов, так и новые защитные механизмы.

4 Процесс оплодотворения в цветке
Большинство растений размножается половым путем. В процессе оплодотворения мужские и женские половые клетки взаимно ассимилируются. В результате образуется одна клетка, дающая начало новому растению.
Органами размножения цветковых растений являются цветки.
По внешнему виду цветки очень разнообразны и мало похожи друг на друга, но внутреннее устройство их сходно, так как все они имеют общие по строению органы размножения.
Постоянными частями цветков являются мужские органы — тычинки и женские — пестики.
Тычинки обычно имеют вид тонкой, короткой или длинной нити. На конце каждой такой нити находится утолщение — пыльник.
Пыльник чаще состоит из двух пыльцевых мешков. Внутри пыльника находится пыльца — порошкообразная масса, различная по окраске у разных цветков; эту пыльцу и собирают пчелы.
Нижняя часть пестика обычно утолщена и называется завязью. Ее называют так потому, что именно здесь происходит оплодотворение, «завязывание» семени и развитие плода. Внутри завязи имеются зачатки семян в виде маленьких семяпочек. После оплодотворения из этих семяпочек развиваются семена.
Кверху завязь обычно суживается, образуя столбик. Верхушка столбика несколько расширяется и переходит в рыльце.
Рыльце имеет неровную — бороздчатую или ворсинистую, иногда липкую поверхность. Вследствие этого к рыльцу легко пристает пыльца. В целом пестик по форме напоминает бутылку с длинным и тонким горлышком. У некоторых растений, например, у мака, столбик отсутствует, и рыльце сидит прямо на верхушке завязи.
У различных растений рыльце устроено по-разному. В одних случаях, например, у гречихи, липы, вишни, оно имеет вид небольшого утолщения или головки, в других случаях — у мака — оно расширено в виде кружка или колеса, в третьих — похоже на мохнатое перышко или кисточку, как это наблюдается у ржи, пшеницы и других хлебных злаков.
Оплодотворению предшествует опыление. Для этого пыльца каким-либо способом должна быть перенесена с тычинки на рыльце пестика.
Попав на рыльце, пыльца прорастает, выпуская тончайшую нитевидную трубочку. Эта нить внедряется в рыльце, опускается по столбику, доходит до завязи и приходит в соприкосновение с семяпочками. При этом содержимое пыльцевидного зерна ассимилируется женской клеткой, в результате чего и происходит оплодотворение. В оплодотворенном цветке начинает развиваться зародыш, а семяпочки превращаются в семена. Если почему-либо оплодотворение не произойдет, семяпочка и вся завязь засыхают, не давая ни семян, ни плодов.
Уникальная особенность цветковых растений — двойное оплодотворение.
В завязь покрытосеменных растений проникает два спермия, один из них сливается с яйцеклеткой, дав начало диплоидному зародышу. Другой соединяется с центральной диплоидной клеткой. Образуется триплоидная клетка, из которой возникнет эндосперм — питательный материал для развивающегося зародыша (рис. 2). Этот процесс, характерный для всех покрытосеменных, открыт в конце прошлого века С.Г. Навашиным и получил название двойного оплодотворения. Значение двойного оплодотворения, по- видимому, заключается в том, что обеспечивается активное развитие питательной ткани уже после оплодотворения. Поэтому семяпочка у покрытосеменных не запасает питательных веществ впрок и, следовательно, развивается гораздо быстрее, чем у многих других растений, например у голосеменных.

Рис. 2 – Оплодотворение цветка (1 — пыльник с пыльцевыми зернами; 2 — прорастающее пыльцевое зерно; 3 — рыльце; 4 — тычиночная нить; 5 — завязь; 6 — зародышевый мешок; 7 — лепесток; 8 — чашелистик; 9 — пыльцевая трубка; 10 — вегетативное ядро; 11 — спермии; 12 — яйцеклетка; 13 — центральные клетки; 14 — зачаток эндосперма)

5 Отличительные признаки структуры стеблей однодольных и двудольных растений
Анатомическое строение стебля соответствует его главным функциям. В стебле развита сложная система проводящих тканей, которая связывает в единое целое все органы растения; наличие механических тканей обеспечивает выполнение опорной функции. Стебель, как и в целом побег, представляет собой «открытую» систему роста, он длительное время нарастает и на нем возникают новые органы.
Первичная структура стебля у споровых и однодольных растений сохраняется в течение всей жизни. У голосеменных и двудольных внутри прокамбия возникает камбий, который откладывает вторичные проводящие ткани, что приводит к вторичному утолщению стебля.
У однодольных растений отсутствует камбий, и первичное строение сохраняется в течение всей жизни. Характерной особенностью стеблей однодольных является всегда пучковое строение, причем закрытые проводящие пучки располагаются без видимого порядка по всему поперечному сечению (рис. 3 ).

Рис. 3 — Строение стебля однодольного растения (кукуруза): А – поперечный срез; Б – общая схема; 1 – эпидерма; 2 – склеренхима; 3 – закрытые коллатеральные пучки; 4 – основная паренхима.
У большинства двудольных и голосеменных растений довольно рано возникают вторичные изменения анатомической структуры стебля. Они связаны, главным образом, с активностью боковой вторичной меристемы – камбия и, отчасти, — другой вторичной меристемы –феллогена.
Камбий возникает из остатков прокамбия, на границе первичных ксилемы и флоэмы. Он состоит из тонкостенных клеток, заостренных на концах и вытянутых вдоль оси стебля (рис. 4).

Рис. 4 — Схема строения и работы камбия : 1 – форма инициальной веретеновидной клетки камбия; 2 – порядок двустороннего отложения элементов (а….е); К – инициальная клетка камбия (пунктиром показана плоскость следующего деления).

Плоские широкие стороны каждой клетки обращены внутрь, в сторону ксилемы, и наружу, в сторону флоэмы. Деление клетки происходит тангенциально, т. е. параллельно плоским сторонам. После каждого деления одна из дочерних клеток остается в составе инициалей, другая может еще разделиться два-три раза, но судьба ее производных предрешена. Если они расположены внутрь от инициальной клетки, то превращаются в элементы ксилемы, если наружу, то в элементы флоэмы. Обычно внутрь откладывается большее число производных, чем наружу, и ксилема нарастает быстрее флоэмы. Поскольку дифференциация производных камбия происходит не сразу, формируется камбиальная зона, в составе которой имеется только один слой инициалей, способных сохранять свою активность очень долго.

6 Луковица
Различают метаморфозы надземных и подземных побегов.
Метаморфизированные подземные побеги служат вместилищами запасных продуктов, с их помощью растения размножаются вегетативно и благодаря им переживают неблагоприятный сезон года (жару, засуху, морозы). К метаморфозам подземных побегов относятся луковицы, корневища, клубни и клубнелуковицы. На метаморфизированных органах развиваются придаточные корни. Истинную — побеговую природу этих органов всегда можно установить по чешуям, заменяющим листья, по пазушным и верхушечным почкам, а также по микроскопической структуре.
Луковица представляет собой видоизмененный побег. Укороченная стеблевая часть его называется донцем, на вершине которого находится верхушечная почка. От донца отходят тесно расположенные мясистые незеленые листья, в пазухах которых развиваются пазушные почки. Снаружи луковица покрыта сухими буроватыми чешуями. От донца отходят многочисленные придаточные корни, а из верхушечной и пазушных почек развиваются надземные побеги. Луковичные растения чаще встречаются в полупустынных и пустынных районах, на альпийских лугах, в высокогорных степях и т. д. В среднеазиатских пустынях и полупустынях эти растения переживают неблагоприятный период в состоянии покоящихся луковиц в течение 8—10 месяцев. Больше всего луковичных растений среди представителей семейств лилейных и амариллисовых. В природных условиях многие луковичные растения являются многолетними. В культуре некоторые из них, например лук, возделывают как двулетники. В первый год формируются листовая розетка и луковица, а на второй год образуется цветущий побег. Многие дикорастущие луковичные растения размножаются только вегетативным способом — при помощи луковиц.

Рис. 5 — Строение луковицы (слева — продольный разрез, справа — поперечный): 1 — сухая покровная чешуя; 2 — открытые сочные чешуи; 3 — закрытые сочные чешуи; 4 — зачатки; 5 — донце; б — пятка; 7 — шейка

7 Роль водорослей в жизни пресных водоемов и морей
Водоросли – бессосудистые споровые растения, содержащие в клетках хлорофилл и, следовательно, способные к фотосинтезу.
Водоросли играют важную роль в жизни пресных водоемов. В процессе фотосинтеза водоросли поглощают из воды углекислый газ, накапливают органические вещества и выделяют кислород. Таким образом, с одной стороны они создают благоприятные условия для дыхания животных, а с другой — служат источником пищи для животных, в том числе рыб.
Водоросли — начальное звено пищевой цепи, определяющей богатство водоемов рыбой и другими животными.
Водоросли соленых водоемов. Эти водоросли вегетируют при повышенной концентрации в воде солей, достигающей 285 г/л в озерах с преобладанием поваренной соли и 347 г/л в глауберовых (содовых) озерах. По мере увеличения солености количество видов водорослей уменьшается, очень высокую соленость переносят лишь немногие из них. В крайне засоленных (гипергалинных) водоемах преобладают одноклеточные подвижные зеленые водоросли. Нередко они вызывают красное или зеленое «цветение» соленых водоемов. Дно гипергалинных водоемов иногда сплошь покрыто синезелеными водорослями. они играют большую роль в жизни соленых водоемов. Сочетание органической массы, образуемой водорослями, и большого количества растворенных в воде солей обуславливает ряд своеобразных биохимических процессов, свойственных этим водоемам. Например, хлороглея сарциноидная (Chlorogloea sarcinoides) из синезеленых, в огромных количествах развивающаяся в некоторых соленых озерах, а также ряд других массово растущих водорослей, участвуют в процессе образования лечебных грязей.

8 Эволюция плодового тела у грибов
Трюфелевые грибы представляют прекрасный пример влияния условий существования на эволюцию плодового тела. Аскокарпы трюфелей вторично смыкаются, защищая с помощью перидия сумки, развивающиеся внутри, от давления почвы. Типичный гимений дискомицетов теряет свои первоначальные черты, а сумки — свою цилиндрическую форму и упорядоченное расположение, что объясняется отсутствием необходимости рассеивать активно споры, и они освобождаются лишь при общем разрушении плодового тела.
Пути развития плодовых тел трюфелевых грибов из типичных апотециев наглядно представлены на рисунке 6.

Рис. 6 – Пути эволюции плодовых тел трюфелевых грибов

9 Различие полового и бесполого размножения
Основные отличия полового и бесполого размножения:
1) В бесполом размножении участвует один организм, а в половом – два.
2) В бесполом размножении участвуют соматические клетки, размножающиеся митозом, а в половом – половые клетки (гаметы), полученные путем мейоза. Следовательно, при бесполом размножении дети получаются одинаковые, а при половом – разные.
3) При половом размножении происходят большие затраты энергии (на поиск полового партнера и т.п.). При бесполом размножении затраты энергии меньше. Сдедовательно, при одинаковых затратах бесполым путем можно получить больше потомства и в более короткие сроки.
Главным отличием полового размножения от бесполого является рекомбинация (разные дети; за счет этого создается материал для естественного отбора).

10 Система Гроссгейма. Особенности ее построения
Академик А. А. Гроссгейм свою систему покрытосеменных изобразил также в виде кроны дерева, показав это дерево в плане, как проекцию (рис. 7). В этой схеме самые древние порядки, являющиеся родоначальниками остальных покрыто­семенных, находятся в центре. Это порядок лютикоцветные, представленный в основном травянистыми растениями и дав­ший в дальнейшем многочисленные боковые ветви эволюции, и порядок магнолиецветные, представленный только древесными растениями, от которого в дальнейшем образовались немного­численные ветви. На схеме порядки изображены окружностями, величина которых приближенно отражает размер порядка.

Рис. 7 — Схема системы А.А.Гроссгейма.

А. А. Гроссгейм различает три ступени в развитии цветка покрытосеменных и границы этих ступеней на схеме отмечает двумя окружностями. К первой ступени развития отнесены по­рядки с наиболее просто устроенными цветками: с неопределенным числом частей цветка, со спиральным их расположе­нием, с многочисленными пестиками, развившимися каждый из одного плодолистика, с верхними завязями. Эти порядки по­мещены внутри меньшей окружности, что подчеркивает их бли­зость к древним формам.
Ко второй ступени развития отнесены порядки с более сложным строением цветка. В цветках уменьшается число ча­стей до трех — пяти, расположены они чаще кругами. Пестик чаще образован несколькими плодолистиками, иногда с ниж­ней завязью. Эти порядки в схеме расположены между внут­ренней и внешней окружностями.
К третьей ступени развития отнесены порядки с ярко вы­раженной приспособленностью цветков к определенному типу опыления, что отразилось на сложности их строения. Растения группы насекомоопыляемых имеют цветки с наиболее сложным строением, сросшийся неправильный венчик, нижнюю завязь. Ветроопыляемые отличаются вторичным упрощением цветка — редукцией венчика, верхней завязью. Эти порядки в схеме рас­положены за пределами второй окружности.

Список использованных источников

  1. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. М.: КолосС, 2008.
  2. Большая Советская Энциклопедия. М.: Научное издательство «Большая российская энциклопедия», 2002.
  3. Корчагина В.А. Биология: Растения, бактерии, грибы, лишайники. М.: Просвещение, 2003.
  4. Хржановский В.Г. Курс общей ботаники: Ч. I: Цитология, гистология, органография, размножение. М.: Высшая школа, 1982.
  5. Энциклопедия: Т. 2. Биология. М.: Аванта+, 2007.
  6. www.ru.wikipedia.org – Википедия. Свободная энциклопедия.
Оцените статью
Поделиться с друзьями
BazaDiplomov