Раздел 3. Основные процессы жизнедеятельности растений

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 18Следующая ⇒

Размножение и воспроизведение. Способы размножения растений. Рост и развитие семенных растений. Влияние факторов окружающей среды на рост растений. Ростовые движения. Индивидуальное развитие растений – онтогенез. Филогенез. Фенологические наблюдения.

Обязательным свойством живого организма является воспроизведение потомства, что обеспечивает непрерывность и преемственность жизни. Размножение – это процесс получения нового организма или его части из отдельных органов или их частей, который зависит от обменных реакций организма. Время наступления определяется моментом соответствия гармонии между процессами роста и развития. Выделяют два его вида: бесполое и половое. Собственно бесполое размножение происходит с помощью особых клеток – спор.Они образуются в органах бесполого размножения – спорангиях в результате деления – мейоза. При своем прорастании спора образует новую особь. Подвижные споры, снабженные жгутиками, называются зооспорами и формируются в зооспорангиях. Большинство низших растений (водоросли) размножаются спорами. Высшие растения также размножаются спорами, которые формируются внутри спорангиев, и называются эндоспоры. У разноспоровых растений образуются микроспоры в микроспорангиях и мегаспоры – в мегаспорангиях. Размножение с помощью вегетативных органов, их метаморфозов или делением одноклеточных организмов пополам называется вегетативным, которое широко используется в сельском хозяйстве. Искусственное вегетативное размножение, который называется прививкой – это перенос части одного растения (привой) на другое (подвой). Обычно подвоем выступает растение, выросшее из семян в искусственных или в естественных условиях, а привоем является часть растения с качествами, нужными для человека. Половое воспроизведениесвязано с выделением у живых организмов двух полов: мужского и женского, у которых образуются половые клетки – гаметы в результате редукционного деления. После их слияния появляется новая клетка – зигота, дающая начало новому организму. Поскольку в этом процессе участвуют две клетки, а образуется одна, то этот процесс назван воспроизведением. Растения различаются типами гамет, а отсюда и формами полового процесса. Наиболее совершенен процесс – оогамия, при котором женские половые клетки – яйцеклетки крупные и неподвижные, а мужские – сперматозоиды мелкие и подвижные. У большинства семенных растений они теряют подвижность и называются спермиями. Органы, в которых у высших растений развиваются женские и мужские гаметы, – это архегонии и антеридии. Большинство растений могут размножаться всеми способами, но для некоторых отделов водорослей, высших растений характерно чередование бесполого и полового типа размножений. На бесполом поколении, называемом спорофитом, образуются споры, а на половом поколении – гаметофите, формируются гаметы. После процесса оплодотворения образуется зигота, из которой снова вырастает спорофит. Можно схематично изобразить этот процесс: яйцеклетка (n) + сперматозоид или спермий (n) = зигота (2n). Таким образом, при чередовании поколений происходит смена ядерных фаз.

Рост и развитие растений относится к числу важнейших проявлений жизнедеятельности организмов. Рост – это необратимое увеличение размеров и массы тела растения, связанное с новообразованием элементов их структуры: клеток, тканей, органов. Основные этапы роста растений – деление клеток, их растяжение и дифференцировка – происходят в специально образовательных тканях – меристемах. Рост различных органов определяются расположением меристем. Стебли и корни растут верхушками. У листьев зона нарастания обычно находится у их основания. Общий характер роста растений выражается фазами: начальной, интенсивного роста, замедления роста, стационарного состояния. Признаки роста проявляются в увеличении: размеров (линейные, объемные, поверхностные); числа органов; числа клеток и их объема (количество цитоплазмы структурных элементов клетки); сухой массы. Рост у растений протекает неравномерно. Этапы интенсивного роста чередуется с периодами пониженной активности, после чего рост может вновь усилиться. Смена этапов происходит ритмично, соответственно смене условий среды (сезоны года). Покой растений – физиологическое состояние, при котором резко снижаются скорость роста и интенсивность обмена веществ. Он выражается в задержке прорастания семян, клубней, луковиц и распускания почек. Покой растений – приспособление для переживания неблагоприятных внешних условий в определенные периоды жизненного цикла или сезоны года. В период покоя повышается способность растения выносить без повреждения организма засуху, высокие и низкие температуры. Различают глубокий покой растений, при котором рост не возобновляется даже при оптимальных внешних условиях (вызван внутренними факторами) и вынужденный – (вызван внешними факторами), который прекращается с наступлением благоприятных условий. Растения осенью впадают в глубокий покой, который в конце зимы, задолго до распускания почек, сменяется вынужденным покоем растений. Морозостойкость – способность растений переносит низкие температуры. Холодостойкость – способность переносить низкие положительные температуры, что характерно в основном для южных культур. Рост растений регулируется физиологически активными веществами. Они называются – фитогормоны (от фитон – растение). Это органические вещества, вырабатываемые клетками специализированных тканей, и действующие в ничтожно малых количествах как регуляторы и координаторы индивидуальной жизни организма. В процессе роста органов происходят их движения. Различают два вида движений: ростовые и сократительные. Тропизмы – ростовые движения, вызванные раздражителями (свет, температура, силы притяжения, химические вещества), которые действуют на растение в одном направлении. При положительном тропизме движение направлено в сторону раздражителя, при отрицательном – от него. Благодаря тропизмам происходит ориентация органов в пространстве, обеспечивающая наиболее эффективное использование факторов питания и служащая для защиты от вредных воздействий. Настии – это движения (изгибы) органов растений в ответ на изменение факторов внешней среды, действующих не направленно, т.е. рассеяно. Растущим органам свойственны настии, происходящие в результате неравномерного роста растяжением. Настические движения обеспечивают защиту органов (закрывание цветков, устьиц, опускание листьев) и более совершенны, чем тропизмы. Интересно влияние различных факторов на настии в цветках растений, что приводит к закрыванию или открыванию венчиков.

Развитие – это совокупность качественных морфологических и физиологических изменений в растительном организме, в его жизненном цикле от зарождения до отмирания. Индивидуальное развитие – онтогенез длится от образования зиготы до смерти растения. Период развития от зиготы до формирования зародыша называется эмбриогенез. В процессе онтогенеза семенного растения оно проходит ряд этапов: состояние покоящегося семени, всходов, молодого и взрослого растения, старости. Каждый период сопровождается глубокими физиологическими и биохимическими изменениями органов. Но процессы могут и совпадать при благоприятных условиях. Установлено рядом ученых, что развитие растений состоит из разнокачественных стадий. Первая стадия – яровизация. Только под воздействием определенной температуры, характерных для каждого вида растения (сорта) в клетках происходят изменения, которые приведут к формированию цветков. У хлопчатника +20…+25, у пшеницы – 0....+5. Вторая стадия – световая. Одни растения зацветают только при 10 – 12 часовом дне, другим необходим более длинный день. Поэтому признаку растения делят на две группы: растения короткого и растения длинного дня. Онтогенез (жизненный цикл) у каждого вида имеет различную продолжительность. У одних видов он протекает всего один год, такие растения называются однолетними, причем развитие их может идти от весны до осени – яровые, и с осени до весны – озимые. У двулетних – онтогенез протекает за два года. У многолетних растений процесс роста и развития продолжается довольно долго. Если растение цветет и плодоносит раз в жизни, их называют монокарпиками. Большинство многолетних растений цветет и плодоносит много раз, их называют поликарпиками. В процессе индивидуального развития растение повторяет основные этапы развития своих предков, который называется филогенез. Знание особенностей филогенеза помогает в работе в области селекции, интродукции и акклиматизации растений. На основе изучения взаимодействия растительных организмов и среды их обитания возник особый раздел биологии, носящий название фенологии. Применительно к растительным организмам называется фитофенологией. Это система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. При фенологических исследованиях у растений регистрируется наступление сезонных фенофаз – набухание и раскрывание почек, начало и конец цветения, полное созревание плодов и пр. Фенология также занимается учетом сезонных явлений в природе, таких как пробуждение после зимнего покоя: прорастание семян, начало цветения, плодоношения и т.д. Для каждой местности эти фазы наступают в различные сроки. Фенологические наблюдения ведутся одновременно с наблюдениями за погодой и имеют большое значение для человека. Народные приметы – не суеверия, а результат постоянных наблюдений людей в природном окружении. Наблюдения регистрируются в календарях природы, которые выражаются в виде таблиц, графиков, диаграмм или простыми записями в тетрадях. Для учащихся начальных классов вводятся календари наблюдений за изменениями погодных условий и жизнедеятельности объектов живой природы.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите способы размножения растений и признаки их отличия.

2. Какой способ чаще всего используется при выращивании культурных растений и почему?

3. Дайте определение понятию «рост» и перечислите этапы роста растений.

4. Что такое покой растений, как он связан с климатическими условиями?

5. Перечислите ростовые движения. Чем они отличаются друг от друга?

6. Дайте определение понятию «развитие». Назовите стадии развития семенного растения. Охарактеризуйте каждую стадию.

7. Приведите примеры растений короткого и длинного дня. С чем связано их различие?

8. 10.Дайте определение понятиям: «онтогенез» и «филогенез». Как они связаны между собой?

9. Что изучает фитофенология? Какую роль она играет в жизни человека?

10. Какое значение имеет календарь природы для жизнедеятельности человека?

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒