1. Понятие об основных вегетативных органах растений. Основные закономерности строения: симметрия, полярность, тропизмы. Понятие о метаморфозах основных органов.

Корень – орган прикрепления растения в грунте и орган питания. Главный, или стержневой, корень в большинстве случаев растет в направлении побега. От главного корня идут боковые корни первого порядка, которые в свою очередь развиваются в корни второго порядка. У многих растений в начале их развития главный корень отмирает и заменяется придаточными, возникающими на корневищах и стеблях. На концах молодых корней развивается корневой чехлик. Корни растения, разрастаясь, образуют корневую систему (стержневую или мочковатую). Корневая система называется стержневой, если главный корень сильно развит и резко отличается от боковых, значительно менее развитых. Корневая система будет мочковатой, если главный корень и боковые корни одинаковы и обильно разветвлены (часто главный корень отсутствует). Обычно корень имеет цилиндрическую или нитевидную форму.  Корневая система обладает способностью поглощать из грунта необходимые для роста растения минеральные и органические вещества, которые всасываются корнями только в виде очень слабых растворов.

Тропизмы корня:

«-« - фототропизм

«+» - геотропизм

Лист состоит из листовой пластинки, черешка и влагалища. У многих растений может отсутствовать одна из этих частей листа, чаще всего черешок или влагалище, реже – пластинка. По прикреплению к стеблю листья различаются: сидячие (не имеющие черешка), черешковые (на более или менее развитом черешке) и влагалищные (с хорошо развитым влагалищем, охватывающим часть стебля). Листья, расположенные на стебле один против другого, называются супротивными, расположенные кольцами на участках стебля – мутовчатыми, а расположенные поодиночке – очередными, или спиральными. Листья могут быть простые с одной пластинкой, сидячие или на черешке, и сложные – с несколькими пластинками на одном черешке; отдельные самостоятельные части сложного листа называются листочками. Сложные листья делятся на пальчатые и перистосложные. В первом случае пластинки прикреплены к концу черешка и расходятся веерообразно (пальчато), во втором случае пластинки расположены по сторонам черешка. Пальчатосложный лист из трех листочков получил название тройчатого. Перистосложные листья делятся на парноперистые и непарноперистые. Листовые пластинки как простых, так и сложных листьев разнообразны по форме: игольчатые, линейные, ланцетовидные, эллиптические, овальные, обратнояйцевидные, округлые, ромбические, треугольные, щитовидные. Если у основания пластинки листа имеется вырез и основание его двулопастное, то лист называется сердцевидным, при округлых лопастях – почковидным; когда лопасти заостренные – стреловидным, а если последние оттянуты в стороны – копьевидным. Форма основания пластинки может быть округлой, клиновидной, острой. У листовой пластинки любой из перечисленных форм края могут быть ровные, волнистые и зубчатые. Различают листья с параллельным и с сетчатонервным жилкованием, которые подразделяются на перистонервные (с ответвлениями в обе стороны от заметной, сильно выдающейся средней жилки) и пальчатонервные с 3,5,7 жилками, расходящимися веерообразно. У основания черешка многих растений развиваются парные, листовидные или чешуевидные образования – прилистники. Прилистники иногда срастаются вместе, иногда они свободные, не сросшиеся; форма их весьма разнообразна.

Стебель является опорой для листьев и одновременно служит проводником питательных веществ, соединяя корневую и листовую части. Стебель имеет и другое важное значение в жизни растения: он выносит листья и цветки к свету. Стебли у водных растений травянистые. По направлению роста стебли могут быть прямостоячими, стелющимися и восходящими. По очертанию на поперечном разрезе стебли делят на округлые (гладкие или ребристые), двух-, трех - четырехгранные (грани хорошо заметны на ощупь) или сплюснутые. Поверхность стебля бывает гладкой, голой или же с волосками, шипиками или колючками, покрывающими всю поверхность стебля или только ребра.

Тропизмы у стебля:

«-« - геотропизм

«+» фототропизм

2. Механические (опорные) ткани. Их типы, расположение в теле растения.

Механическая ткань — вид ткани в растительном организме, волокна из живых и мёртвых клеток с сильно утолщённой клеточной стенкой, придающие механическую прочность организму. Возникает из верхушечной меристемы, а также в результате деятельности прокамбия и камбия.

Степень развития механических тканей во многом зависит от условий обитания: они почти отсутствуют у растений влажных лесов, у многих прибрежных растений, но зато хорошо развиты у большинства растений засушливых местообитаний. Прочность этих растений в большой степени определяет упругость оболочек составляющих их живых клеток, насыщенных водой. Дополнительная прочность достигается развитием ксилемы, состоящей из толстостенных одревесневших элементов. Одревеснение сначала было свойственно элементам ксилемы, а после распространилось и на оболочки клеток других тканей. Этот процесс, которому предшествовало утолщение оболочек, и определил появление у растений специализированной механической ткани – склеренхимы. Другая механическая ткань – колленхима, характерна, главным образом, для двудольных покрытосеменных растений. Обе механические ткани характеризуются плотным смыканием клеток и сильным утолщением их оболочек. Но эти ткани различаются другими признаками.

Колленхима — производная основной меристемы. Является эластичной опорной тканью первичной коры молодых стеблей двудольных растений, а также листьев. Состоит из живых клеток с неравномерно утолщёнными не одревесневшими первичными оболочками, вытянутые вдоль оси органа; Клетки колленхимы живые, долго сохраняющие способность к делению, обычно содержат хлоропласты, поэтому участвуют в фотосинтезе. Колленхима бывает 3 типов: уголковатая, пластинчатая и рыхлая. В уголковатой колленхиме утолщены стенки в углах многогранных клеток. Пластинчатая колленхима состоит из клеток более вытянутых параллельно поверхности стебля. Утолщены наружные и внутренние стенки клеток. В богатой межклетниками рыхлой колленхиме утолщены стенки клеток, ограничивающие межклетники. Встречается в однолетних стеблях и листьях, в сочленениях между черешками и листочками сложных листьев.

Склеренхима — (лубяные волокна) прочная ткань из быстро отмирающих клеток с одревесневшими и равномерно утолщенными оболочками, обеспечивает прочность органов и всего тела растений. Склеренхима – ткань мертвая. Различают два типа склеренхимных клеток: волокна и склереиды. Волокна — это длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна). Склереиды — это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер. Склереиды возникают в следствие склерификации первоначально живых тонкостенных клеток.

Склереиды развиваются либо из клеток основной меристемы, либо из дифференцированных паренхимных клеток. Склеренхима, как и колленхима – ткань первичная.

Механические ткани присутствуют во всех органах растения, но наиболее они развиты по периферии стебля и в центральной части корня.

Наряду с волокнами и склереидами, составляющими склеренхиму, у высших растений, клетки, специализирующиеся в выполнении механической функции, входят в состав проводящих тканей. Это древесинные волокна (волокна либриформа), лубяные, или флоэмные волокна.

3. Основные ткани растения. Их типы, функции, расположение в теле растения.

Ткани растений– это группы клеток, которые в определенном порядке располагаются в теле растения и предназначены для выполнения различных функций в жизнедеятельности растения. Все многоклеточные организмы имеют клетки различной структуры, совокупности которых являются тканями. Степень дифференцировки клеток тканей растений возрастает от низших растений к высшим. В отличие от тканей животных, у растений процесс образования тканей из первичных клеток можно наблюдать не на зародыше, а в растущих частях тела растения. Первичные клетки растения однородны, имеют примерно равные размеры и пропорции, состоят из протоплазмы и ядра. Из этих клеток формируется первоначальная меристема. Она в свою очередь позднее делится на составляющие: первый внешний слой (протодерм), из которого образуется кожица; срединный слой (прокамбий), являющийся предшественником сосудисто-волокнистых пучков; слой основной меристемы, который находится между протодермом и прокамбием и называется основной паренхимой или основной тканью растений, из нее появляется сердцевина, часть проводящей паренхимы. Это образовательная ткань растений.

О том, как проходит сосудисто-волокнистый пучок, можно судить по нервации листьев. Образуется характерная сеть, причем пучки листьев соединены с пучками стеблей, которые формируют разветвленную систему, переходящую в корень. Это проводящая ткань растения. Если изучать строение этой системы, можно увидеть, что образуется сплошной скелет во всем теле растения. Он состоит из правильно связанных друг с другом пучков, хотя они соединены по-разному у разных растений. Скелет растения из проводящих волокон, по которым перемещаются питательные вещества от листьев к корню и наоборот, представляет собой механическую ткань растения. У растений формируется практически замкнутое кольцо сосудисто-волокнистых структур, а парехима центральной части ствола тесно связана с паренхимой коры через маленькие «окна» в сосудисто-волокнистом кольце, в которых находятся паренхиматические клетки. В процессе длительного преобразования клеток камбия образуется ряд слоев сосудисто-волокнистых образований. У многих деревьев это внутренний слой (наиболее древний) – первичная древесина, камбий и вторичная кора (паренхима, включающая луб). Под кожицей формируется пробковая ткань растения, основная функция которой – защитная так же, как и кожицы. Таким образом, кожица и пробковая ткань являются покровными тканями растений. Функции покровной ткани растения – предохранение органов растения от высыхания, влияния высоких и низких температур, повреждений и других неблагоприятных факторов внешней среды. Классификация тканей растений разработана по генетическим и морфологическим признакам. Характеристика тканей растений определяется расположением ткани и выполняемым ею функциям. К системам защиты относится покровная ткань (кожица, корка, пробка) и механическая ткань или система скелета (толстостенный луб, склеренхима, колленхима, либриформ). Система питания включает всасывающую систему (ризоиды, кожица корня, корневые волоски), усвояющую (ассимиляционную) систему (губчатая ткань, хлорофиллоносная паренхима), проводящую ткань (сосудистые пучки, проводящая паренхима, млечные сосуды), накапливающую систему (водоносная ткань, ткань с запасами питательных веществ) и выделительную ткань (железки, хранилища слизей, смол, масла). Функции тканей растений разнообразны в зависимости от типа ткани растения. Покровная ткань выполняет защитную функцию. Благодаря проводящей ткани, обеспечивается передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ внутри растения. Функция механической ткани – обеспечение прочности органов растения. Элементы ткани этого вида формируют каркас для поддержания всех составных частей растения и противодействия любым механическим повреждениям. Как заметно из названия «основная ткань», именно она представляет собой основу органов растения. Основная ткань выполняет множество различных функций. Поэтому выделяют ее подтипы - ассимиляционная, запасающая, воздухоносная и водоносная паренхима. Клетки ассимиляционной ткани ответственны за фотосинтез, в клетках запасающей паренхимы содержатся запасы белков, жиров, углеводов, других веществ. Водоносная паренхима обеспечивает накопление воды. А воздухоносная ткань (аэропаренхима), имеющаяся у водных растений, обеспечивает доставку воздуха к тем частям растения, куда его доступ затруднен.

4. Образование системы побегов: направление роста, типы и степень ветвления, положение боковых побегов на материнском.

По направлению роста различают побегипрямостоячие, поникающие, восходящие, лежачие (или стелющиеся), ползучие, вьющиеся, лазающие.

Линейный рост обеспечивается за счет работы интеркалярных, апикальных меристем. Вследствие образования новых метамеров (междоузлие + узел с листом + пазушная почка) осуществляется верхушечный (апикальный) рост.

Из верхушечной почки развивается главный стебель – ось 1 порядка, из его боковых почек – боковые стебли (оси 2 порядка), которые, в свою очередь, ветвятся, образуя оси 3 порядка. Ветвление бывает дихотомическим (верхушечное) ( мхи, плауны, папоротники, водоросли) когда конус нарастания расщепляется надвое, т.е. образуются 2 побега: равный и неравный имоноподиальное (боковое),когда именно 1 апекс обеспечивает нарастание побега, образуется 1 главный побег и когда основной побег развивается из верхушечной почки, а из боковых почек вырастают тонкие боковые побеги (хвойные).

Симподиальное -одна из верхних пазушных почек образует ось 2 порядка, которая растёт в том же направлении, что и ось 1 порядка, смещая в сторону её отмирающую часть (покрытосеменные, лиственные деревья)

Ложнодихотомическоеветвление - когда верхушечная почка не развивается, или когда развивающийся из нее побег быстро отмирает, а из 2 других боковых почек вырастают 2 равноценных побега.

Монохазиальный побег, когда 1 боковой побег на материнском, дихазий (2),плейохазий (3).

Интенсивность ветвления– это число порядков образовавшихся в процессе ветвления.

Обилие ветвления– это процент реализованных почек.

Расположение на материнском побеге: акротонное (на верхушке стебля), базитонное (у основания), мезотонное (посередине).

5. Почки растений. Их строение, типы, Листосложение в почке.

Почка - зачаток побега. В почке различают зачаточный стебель, имеющий конус нарастания, зачаточные цветки или листья (в зависимости от вида  почки). Расположение почек в пазухах листьев: по одной либо группами:

Сериальноерасположение (жимолость) – почки находятся 1 под другой, нижняя самая крупная.Коллатеральное расположение - находятся в одной плоскости, поперечно по отношению к стеблю, по обеим сторонам от наиболее крупной средней почки (у лука, бамбука).

Не приурочены к пазухам листьев - адвентивные (придаточные) - на междоузлиях, гипокотиле, корнях, листьях, часто образуются после механических повреждений или при вегетативном размножении, обеспечивая формирование системы побегов и их ветвление. Придаточные и пазушные почки, долгое время находятся в состоянии покоя -спящие.

Верхушечные - образование почки происходит на конце побега, осуществляется рост побега в длину.

Почки  возобновления - у многолетних  растений, которые находятся в течение определенного промежутка времени в покое в связи с неблагоприятные условия внешней среды, а при наступлении теплой влажной погоды образуют побеги.

Зимующие почки:

закрытые - в основании находятся плотные кожистые кроющие чешуи могут быть опушены простыми или железистыми волосками, перидерма (защита от неблагоприятных факторов).Высокое осмотическое давление в клетках, дубильные вещества.

Открытые - без кроющих чешуй, опушены. Уст-ть к низким температурам определяется осмотическим давлением.

Типы листосложения:

Плоское (сирень) - листья не сложены.

Сложенное (липа, черёмуха) - листья сложены по средней жилке.

Складчатое (клён, ольха)- многочисленные складки вдоль боковых жилок.

Свёрнутое (фикус) - скручены по всей длине в виде трубочки.

Завёрнутое (тополь) - края пластинки завернуты на верхнюю сторону.

Улиткообразное (папоротники).

Скомканное (лопух).

Зимующие почки:

Вегетативные - содержат сформировавшийся зачаток олиственного побега;

генеративные - зачаток цветка или соцветия;

смешанные.

6. Строение многолетних стеблей хвойных растений. Гистологические элементы древесины и луба.

У голосеменных растений до окончания дифференциации прокамбия в первичные проводящие ткани, из среднего слоя его клеток, делящихся периклинально, вычленяются клетки камбия, имеющие более или менее таблитчатые очертания поперечных сечений. Наружу и внутрь они откладывают клетки, дифференцирующиеся в элементы вторичной флоэмы и ксилемы. Начавшееся вторичное утолщение некоторое время идет одновременно с продолжающейся дифференциацией клеток прокамбия в элементы первичных проводящих тканей. После её окончания увеличение объёма проводящих тканей осуществляется только камбием. Вторичное утолщение, обусловленное деятельностью камбия, по своему характеру напоминает вставочный рост: вторичные ткани вклиниваются между первичными, отодвигая к периферии первичную флоэму. Развивающийся таким образом коллатеральный проводящий пучок называют открытым, в отличие от закрытого, состоящего только из первичных проводящих тканей. При формировании биколлатерального проводящего пучка первичная флоэма дифференцируется и из наружных, и из внутренних клеток прокамбия, а затем эндархно закладывается первичная ксилема. Дальнейшее развитие биколлатерального пучка происходить так же, как и коллатерального; биколлатеральные пучки всегда открытые. Флоэма и ксилема будут располагаться на поперечном срезе стебля двумя кольцами, вставленными одно в другое.

Основные элементы древесины хвойных пород – трахеиды, осуществляющие восходящий ток воды, и паренхимные клетки лучей. У хвойных встречаются также тяжевая паренхима и смоляные ходы, окруженные обкладкой из паренхимных клеток, а в лучах – лучевые трахеиды, по которым вода перемещается в радиальных направлениях.

Обязательные компоненты луба хвойных – ситовидные клетки, осуществляющие транспорт продуктов ассимиляции, а также клетки тяжевой и лучевой паренхимы.

7. Видоизменения побега. Их строение и функции.

Видоизменение побега (или метаморфоз) – это глубокое анатомо-морфологическое изменение органов (в данном случае побега) приводящее к гипертрофированному выполнению одной из функций и, как правило, связано с изменением внешних факторов.

Степень метаморфизма весьма различна.

Метаморфозы наземных побегов:

1. Функциональное разделение побега:

а) скелетные побеги

б) побеги обрастания

в) побеги обогащения – разветвляются из силлептических почек и определяют рост плотности и размера кроны.

У травянистых есть ещё одна группа – Монокарпический побег – "однолетние" репродуктивные побеги, отмирающие после цветения.

2. Суккуленты – одна из форм ксероморфизма, основная функция – запас влаги. Различают стеблевые и листовые суккуленты. Наличествует процесс превращения листовых суккулентов в стеблевые: л. суккулент => глохидий => колючка.

3. Колючка – её образование связано с уменьшением размеров листа/побега, значительной склерификацией и выполнением защитной функции. Колючка может быть листового или стеблевого происхождения. Превращаться в Колючку могут: лист, прилистники, центральная жилка. Если превращается побег то только весь.

4. Усик выполняет в основном опорную функцию.

5. Кладодий и Филлокладий– полное срастание листа со стеблем до потери границ между ними. Оба являются видоизмененными боковыми побегами. Кладодий достаточно редок. В случае Филлокладия видоизмененный побег имеет форму листа со всем ему характерным. На филлокладии также есть видоизмененные листья. Оба выполняют функции листа. Отличие – у Кладодия наличествует способность к длительному росту т.к. форма в виде зелёных побегов, а у филлокладия рост ограничен – лист.

6. Резид – укороченный побег. Формируется в первые годы жизни на поверхности почвы. Верхние части очень быстро отмирают.

7. Столоны (наземные) – "усы" или "плети" основная функция – расселение. Недолговечны. (предположительно однолетние.)

8. Бульбиллы – маленькие луковицы в пазухах листа.

9. Кочан капусты

Метаморфозы подземных побегов:

1. Клубень – главная функция – запасающая, чаще всего в стеблевой части, сохранение возможности апекального роста, участвует в размножении. Расположение почек-глазков соответствует листорасположению.

а) Лигнотубер – клубни разнообразной формы свойственные тропическим формам с очень сильной степенью одревеснения, образуется из нижнего междоузлия.

2. Луковица – запас питательных веществ, участие в размножении.

а) Плёнчатая луковица (репчатый лук) – есть листья запасающие и кроющие, а стебель – донце с отходящими придаточными корнями.

б) Чешуйчатая луковица (лилия) – все листья одного типа.

в) Луковица чеснока.

Луковицы ветвятся моно- и симподиально. При моноподиальном ветвлении – цветок образуется из верхушечной почки, а всё остальное из боковых почек. При симподиальном ветвлении. – цветок образуется из боковых почек, а новая луковица из верхушечной почки.

г) "надземные" луковицы – треть луковицы над поверхностью, остальное - под.

3. Корневище – функция запас и расселение.

а) с длинными междоузлиями (злаки, пырей и т.д.)

б) с короткими междоузлиями.

Ветвление моно- и симподиальное. При моноп. ветвлении – цветок образуется из верхушечной почки, а всё остальное из боковых почек. При симп. в. – цветок образуется из боковых почек, а всё остальное из верхушечной почки.

У некоторых видов образуется ксилоподий – одревесневшее корневище (Диаскарея Японская).

Также встречается Чешуйчатое корневище – Ахименос.

Корневища также подразделяют на гипогенное (в почве) и геогипогенное (сначала на поверхности => под землёй).

4. Клубнелуковица – функция - запас веществ в теблевой части. Сверху покрыта кроющими чешуйками (крокус).

5. Каудекс – запас питательных веществ, участие в размножении.

6. Столоны (подземные) – предназначены для расселения. Недолговечны. (предположительно однолетние.)