С чего начинается жизнь цветкового растения
Прочитайте онлайн Окружающий мир. 3 класс. Часть 1 | Жизнь растений
Все растения питаются, дышат, растут, размножаются и умирают.
Жизнь цветкового растения начинается с семени. Но прежде семя должно попасть в плодородную и влажную почву. Здесь оно прорастёт, и из него разовьётся новое растение.
Чтобы растение росло, в него должны постоянно поступать питательные вещества, то есть растение должно питаться. В этом ему помогают корень и листья.
Корень обеспечивает поступление в растение воды и питательных веществ.
Лист – тоже важный орган питания. Именно в нём из частиц воды и углекислого газа образуются главные питательные вещества – сахар и крахмал.
Углекислый газ листья поглощают из воздуха, а вода поступает из почвы благодаря корню.
Учёные установили, что образование питательных веществ возможно только на свету и при наличии в листьях красящего вещества – хлорофи́лла. При этом образуется кислород, который растения выделяют в воздух. Если бы на Земле не было растений, то в воздухе совсем не было бы кислорода и всё живое погибло.
Как и все живые организмы, растения дышат, то есть поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
Рост у растений продолжается в течение всей жизни. В условиях нашего климата их рост и развитие происходят неравномерно.
Подумай, почему весной и в начале лета растения растут наиболее быстро. Почему осенью их рост приостанавливается?
Растения размножаются семенами, спорами или частями (листьями, стеблями, корнями).
Семена растений распространяются с помощью ветра, насекомых, птиц, зверей или самостоятельно (бешеный огурец).
Растения – живые организмы. Они образуют питательные вещества в зелёных листьях на свету из воды и углекислого газа.
Вопросы
1. Как питаются растения?
2. Чем дышат растения?
3. Почему без растений невозможна жизнь животных и человека?
4. Чем растения отличаются от животных?
5. Почему растения не могут жить без света?
Растения растут ночью за счёт веществ, которые образовались и накопились в них в течение дня.
Появление цветковых растений и победа их в борьбе за существование
Резкий переход от господства голосеменных к господству покрытосеменных заставляет предполагать наличие каких-то резких изменений в условиях существования растений, охвативших всю планету. Профессор М. И. Голенкин высказал предположение, что в меловую эпоху происходили какие-то изменения на Земле, которые привели к тому, что облака, окутывавшие до этого Землю, рассеялись и солнечные лучи стали непосредственно падать на листья растений.
Древние типы голосеменных и папоротникообразных растений, приспособленных к обитанию в условиях влажного климата и большой облачности, оказались в неблагоприятных условиях, не могли перестроиться и начали вымирать. Вместе с ними начали вымирать и гиганты- пресмыкающиеся, узко специализировавшиеся в своём питании голосеменными растениями. Молодой же тип цветковых растений мог приспособиться к новым условиям и быстро завоевал сушу.
* ( Цветки очень разнообразны: тычинки и пестики могут находиться в разных цветках (мужские и женские цветки) или же в одном цветке (обоеполый цветок). Покровы цветка могут быть представлены и венчиком и чашечкой или же одним из них. Есть цветки с одним и многими пестиками и т. д.)
Честь открытия «двойного оплодотворения» принадлежит русскому ученому академику С. Г. Навашину. Биологическое значение впервые появившегося в растительном мире «двойного оплодотворения» огромно. Двойственная наследственность, появляющаяся в результате оплодотворения яйцеклетки и связанная с повышением жизненности организма, обогащением наследственной основы, ещё более усиливается благодаря питанию зародыша «двойственной» пищей, возникшей также в результате полового процесса. Вполне возможно допустить, что одним из важнейших условий «победы» покрытосеменных растений и было появление у них двойного оплодотворения, благодаря которому повысилась их жизненная стойкость и приспособляемость к новым и разнообразным условиям среды.
Рис. 42. Двойное оплодотворение (а) и развитие в результате его зародыша и питающей ткани (эндосперма) у покрытосеменного растения (б, в)
После оплодотворения из семяпочки формируется семя, а из стенки завязи возникает околоплодник. В целом же из пестика формируется плод.
Описанные нами картины строения пестика, протекающих в нем процессов двойного оплодотворения и образования из пестика плода явились новыми и наиболее крупными изменениями на данном этапе развития растительного мира.
Скачок от голосеменности к покрытосеменности был одним из крупнейших скачков в истории растительной формы жизни. Он настолько отдалил покрытосеменные растения от своих предков среди голосеменных, что ботаники, несмотря на углублённые исследования в течение более полустолетия, не могут решить, кто же был предком цветковых растений. Ни изучение ископаемых, ни сравнительные исследования ныне живущих форм не дают прямых ответов на этот вопрос. Существует масса теорий и гипотез о происхождении цветка и цветковых растений, но ни одна из них не завоевала общего признания.
Рис. 43. Цветок и ветка магнолии
Они отнесены к порядку многоплодниковых (или лютикоцветных), и с них большинство современных систематиков (в СССР это общепринятая точка зрения) начинает родословную цветковых растений. Признание многоплодниковых за наиболее древний тип среди известных нам цветковых растений даёт некоторые основания увязывать его происхождение от саговниковых или близких к ним беннетитов (рис. 44), т. е. считать эти голосеменные предками цветковых растений.
Рис. 44. Шишка (‘цветок’) беннетита (а): цветок магнолии (б) (часть органов удалена)
Появление на арене жизни цветковых растений и победа их в борьбе за существование в корне изменили облик растительного покрова Земли и, можно сказать, революционизировали всю органическую природу. Мрачные, однотонные и однообразные леса из голосеменных и папоротникообразных сменились разнообразными по форме и по яркой окраске своих цветов и плодов покрытосеменными растениями.
Приспособляясь ко всё более и более изменяющимся условиям среды, цветковые растения прошли длительный путь развития от деревьев и кустарников до травянистых многолетних и однолетних растений. Среди них оказались формы, которые выработали приспособления к жизни в водной среде: не только в пресноводных реках и озёрах, но и в солёных морях. Такой приспособительной гибкостью совершенно не обладали голосеменные растения, среди которых нет и не было ни одной травянистой формы и ни одного водного растения.
Цветковые растения создали новую, несравненно лучшую и разнообразную кормовую базу для животных. Нет никаких сомнений в том, что в бурном развитии млекопитающих с начала третичной эпохи очень важную роль сыграли цветковые растения. В истории птиц и особенно насекомых роль цветковых растений также очевидна. Вместе с тем и роль животных в дальнейшем развитии цветковых растений была чрезвычайно важной. Известно, как многообразны приспособления у растений для перекрёстного опыления при помощи насекомых (а у тропических растений и при помощи птиц и даже летучих мышей), для расселения плодов и семян при помощи птиц и млекопитающих.
История многих животных была связана с приспособлением их к лучшему питанию растениями. Можно определённо утверждать, что целые группы животных, как, например, плодоядные и семеноядные обезьяны, могли возникнуть и развиваться дальше лишь в окружении цветковых растений. Следовательно, и в возникновении человека цветковые растения сыграли определённую роль.
Хвойные растения, как известно, сохранились до наших дней и играют важную роль в современном растительном покрове умеренных зон. Они образуют в этих зонах огромные массивы лесов. В СССР хвойные леса из сосны, ели, лиственницы и других пород занимают значительно большую площадь, чем лиственные леса.
Начался период великого оледенения («ледниковый период»). Оледенение не было постоянным явлением. Ледники то надвигались от полюсов в более низкие широты, то отступали, и тогда бывали периоды потепления климата. На территории Европейской части СССР языки фенноскандинавского ледника спускались довольно далеко на юг: по Днепру до Кременчуга и по Дону до г. Серафимовича (устье р. Медведицы).
Понятно, какие огромные изменения должно было внести похолодание в растительный покров Земли и какой резкий отпечаток наложить на дальнейшее развитие растительного мира.
Уже первые этапы похолодания ознаменовались массовым вымиранием наиболее теплолюбивых форм. Из состава третичных лесов Европы выбывают пальмы, магнолии, лавры, гинкго и многие др. упоминавшиеся нами представители лесной раннетретичной флоры. Леса умеренной зоны формируются из граба, бука, тополя, дуба, ольхи, берёзы, сосны и других родов, обычных и теперь
для лесов этой зоны. Теплолюбивые же формы сохраняются вплоть до наших дней как представители тропической и субтропической флор. В массе начинают появляться более приспособленные к перенесению холодных условий кустарниковые и полукустарниковые формы древесных растений.
Дальнейшее похолодание, особенно связанное с оледенением, вызвало направленное образование травянистых форм, у которых почки для развития новых побегов сосредоточивались в зоне корневой шейки под прикрытием почвы, а надземная травянистая часть на зиму отмирала. Следующим этапом в приспособительных изменениях цветковых растений явились однолетние травянистые формы. У них весь цикл развития укладывается в рамки одного теплого периода года (или, как говорят, одного вегетационного периода). Растение начинает развиваться из семени весной и до наступления холодного периода успевает принести семена. Растение само отмирает, но продление рода обеспечено семенами, хорошо приспособленными для перенесения низких температур и других неблагоприятных условий (например высыхания).
Кроме изменений температурного режима на Земле, вызвавших соответственные изменения в распределении растительности, шло изменение и режима влажности, что, в свою очередь, сопровождалось соответственными изменениями у растений. На Земле определились с большей резкостью, чем в прошлые эпохи, зоны повышенной влажности, повышенной сухости и многие промежуточные между ними.
Для зон повышенной сухости опять-таки наиболее приспособленной формой являлись многолетние травянистые растения. Так, например, в засушливых зонах сформировалась степная растительность, целиком состоящая из травянистых растений.
В конце третичной эпохи, т. е. еще до великого оледенения, на Земле появились непосредственные предки человека. За миллион лет до нашего времени уже жили наши предки, представленные ископаемыми остатками питекантропа, синантропа, неандертальца и др. От этих полуживотных предков в процессе овладения орудиями труда сформировался человек. В лице человека появился новый мощный фактор, преобразующий, изменяющий природу. «Лишь человеку удалось наложить свою печать
* ( Фридрих Энгельс, Диалектика природы, 1950, стр. 14.)
Человек появился во время широкого распространения на Земле цветковых растений. Эти растения дали ему пищу, одежду, жилище, лекарства и многое другое, что необходимо для жизни. Овладение тем или иным полезным свойством растительного организма знаменовало собой шаг вперёд в развитии культуры человека. Человек с первых дней своего существования широко использовал растительный мир. Известно, что теперь люди пользуются в том или ином отношении 23 тысячами видов растений, и из них 20 тысяч, т. е. подавляющее большинство, приходится на цветковые растения (всего же в настоящее время описано свыше 150 тысяч видов цветковых).
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Рост и развитие растения
Рост и развитие растения обеспечивается за счет деления клеток. Изменение массы, размера и объема проростка семени можно наблюдать при его прорастании.
Рост растений. Вспомните строение клеток и тип тканей верхушечной почки и зоны деления корня. Как вы помните, там расположена образовательная ткань. Благодаря непрерывному делению ее клеток происходит рост корней и побегов. Рост растений связан с размножением — увеличением количества клеток и с перераспределением веществ, входящих в состав растения. На свету благодаря фотосинтезу рост зеленых растений обычно приводит к увеличению массы тела, так как накопление органических веществ преобладает над расходом их на дыхание. В темноте рост зеленых растений происходит благодаря имеющимся органическим веществам при одновременной трате их на процесс дыхания.
При изучении корня, стебля и листа выяснялись способы роста этих органов: корень растет концом, и зона роста его не превышает 8-10 мм, в то время как стебель растет верхушкой и верхними междоузлиями. Зона роста стебля имеет несколько сантиметров, а иногда достигает 10 см и больше.
Рост стеблей злаков и других однодольных растений происходит преимущественно в междоузлиях. Их образовательная ткань расположена в основаниях листьев (узлах), поэтому рост стебля можно сравнить с тем, как раздвигается подзорная труба (вставочный рост) (рис.1).
Рис.1 Вставочный рост стебля злаковых растений
Если ежедневно в одно и то же время длину стебля фасоли измерять линейкой с миллиметровыми делениями, то можно заметить изменения на протяжении всего жизненного цикла растения. Сначала рост стебля идет медленно, затем ускоряется, достигает максимума, а затем замедляется и совершенно прекращается. Наблюдения показывают, что и все растения растут подобным же образом. Молодое дерево вначале растет медленно, затем рост его ускоряется, достигает максимума, затем замедляется и прекращается, Но даже у старых деревьев образуются новые веточки и каждую весну распускаются и растут новые листья.
Человек может регулировать рост растения в нужном ему направлении. Например, можно остановить рост стебля в длину, удалив верхушечную почку. Такой способ называется прищипыванием (выщипыванием) (рис.2). Дерево станет сильнее ветвиться.
Рис.2 Метод прищипывания (удаление верхушки стебля)
Можно удалить кончик корня (пикировка), это стимулирует сильное развитие боковых корней (рис.3). В результате улучшится питание растения и увеличится его продуктивность. При окучивании (присыпании земли к стеблю) растений из-за притока дополнительного кислорода также улучшается рост и стимулируется развитие придаточных корней. При обрезании молодых стеблей у яблони, малины, огурцов рост в высоту приостанавливается и начинается развитие боковых стеблей. В связи с этим весной в парках и во дворах производится обрезка деревьев и кустов, таким способом регулируют их рост.
Рис. 3 Пикировка корня
На рост растений влияют различные условия: количество влаги в почве и воздухе, наличие минеральных веществ, состав воздуха, свет, температура. У растений, которые произрастают во влажной почве, стебли и листья более сочные, чем у растений, которые растут на сухой почве. В полутемных и темных местах длина растений увеличивается быстрее, чем на свету. Например, побеги картофеля при хранении в темноте могут вырасти до нескольких метров. Свет уменьшает рост растения в длину. Когда вы наблюдали за ростом семени, вы могли заметить, что этот процесс связан с температурой. Для многих растений самая благоприятная температура 25-30°С. Более высокая температура замедляет рост. Многие весенние растения (подснежник, безвременник) вырастают сразу же после таяния снега. У разных растений устойчивость к холоду и жаре разная.
Рост растений также зависит от минеральных солей, поступающих из корневой системы. Если нет хоть одного нужного вещества, рост растения останавливается.
Для роста также нужен кислород, так как рост напрямую связан с затратами энергии. Зная необходимые условия для роста растений, нужно вовремя поливать, обеспечивать питательными веществами, обрабатывать почву, охранять от вредителей.
Используя эти знания, можно получать хороший урожай культурных растений.
Развитие растений. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. В ходе развития формируются новые свойства, органы.
Развитие организма начинается с появления зародыша. Первый этап в развитии растений называется зародышевый. Он охватывает время от начала формирования зародыша до момента прорастания семян. В этот момент главными факторами, влияющими на прорастание растений, являются температура и влажность. При низкой температуре семена не прорастают. Так же не способны прорастать и сухие семена.
Второй этап в развитии растений — молодость. Он длится от момента прорастания семени до первого цветения. В этот период жизни растение активно растет, значительно увеличивая свою зеленую массу. Оно ветвится, образует новые молодые побеги (веточки) и листья, растет в высоту (рис. 4).
Рис.4 Развитие растения
Как только растение приступило к цветению, начинается третий этап — зрелость. В этот период растение обязательно образует плоды с семенами. Большинство многолетних древесных растений в период зрелости, так же как и в период молодости, продолжают активно увеличивать свой рост. А однолетние растения тратят питательные вещества в основном на формирование плодов и семян, поэтому в период зрелости они растут незначительно или вообще прекращают рост.
Четвертый и последний период в жизни растительного организма — старость. В это время почти полностью прекращается рост растения, его цветение и плодоношение. Растение переходит в пассивное состояние и постепенно отмирает.
Сроки жизни у разных растений неодинаковы. Как вы уже знаете, есть однолетние растения. У них все четыре этапа завершаются за один весенне-летний сезон. Это такие растения, как пшеница, редис, фасоль и многие другие. Есть двулетние растения, которые зимуют в виде корнеплодов, а зрелость (цветение и формирование семян) происходит только в следующее лето. Это такие растения, как свекла, морковь, капуста, редька и многие другие. Многолетние цветковые растения, живущие на территории нашей страны, переходят зимой в период «зимнего покоя», а весной их жизнедеятельность возобновляется. Большую часть своей жизни они находятся в состоянии зрелости. Это многие деревья (дуб, яблоня, урюк и др.) и кустарники (виноград, смородина и др.). Есть и многолетние травянистые растения: пырей, хрен, календула и др.
Растения являются целостными организмами. Все процессы в них взаимосвязаны и зависят как от самого растения (однолетнее или многолетнее), так и от условий окружающей среды.
Рост растения обеспечивает размножение клеток образовательной ткани. Рост в высоту — конус нарастания или верхушечная почка, рост в глубину — зона деления корня; рост деревьев в толщину — клетки камбия; рост в высоту у злаков — образовательняя ткань в основаниях междоузлий. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. Развитие имеет свои этапы: первый — зародышевый; второй — молодость (до полового размножения); третий — зрелость; четвертый и последний — старость. По срокам жизни растения подразделяются на однолетние (редис, пшеница, фасоль), двулетние (свекла, морковь, капуста) и многолетние (дуб, яблоня, виноград, смородина).
Побег и почка
Стебель
Строение семян двудольных и однодольных растений
Строение цветка
Рост и развитие растительного организма
Рост растения
В отличие от всех других живых существ растения растут на протяжении всей своей жизни.
Выдающийся отечественный ученых К.А. Тимирязев написал: «Наиболее выдающаяся черта в жизни растения заключается в том, что оно растет: на это указывает самое название его».
Жизнь цветкового растения начинается с образования зиготы, из которой вскоре развивается зародыш семени. При прорастании из семени образуется маленький проросток растения. При благоприятных условиях он быстро растет, увеличивая подземную и надземную части. Благодаря деятельности корней и побегов с листьями растение быстро наращивает вегетативную массу тела.
Прожив какое-то время, растение умирает от старости. За период от прорастания семени и до старости растительный организм растет, увеличиваясь в размерах.
Рост — это необратимое увеличение размеров и массы организма, связанное в том числе с появлением у него новых частей (клеток, тканей, органов). Рост выражает количественные изменения тела растения.
Рост растения происходит на всех этапах его жизни. Он обусловлен не только сложными процессами обмена веществ, происходящими в органах, тканях и клетках растения, но и условиями, в которых произрастает это растение.
Основным способом увеличения размеров растения (его роста) является деление клеток в зонах роста и последующее из растяжение.
С помощью роста в длину корень продвигается в почве, и место всасывания питательных веществ все время меняется. В этом характерная особенность растений, которые (в отличие от животных) являются прикрепленными к одному и тому же месту. Именно вследствие роста корней растение находит достаточно пищи в почве (минеральные соли и воду) и «уходит» с того участка, куда через корни выделило ненужные ему продукты обмена веществ.
Также благодаря постоянному росту побегов (из верхушечных и боковых почек) растение увеличивает свое тело и при этом увеличивает охват нового пространства, где оно будет лучше и больше улавливать свет и углекислый газ, необходимые ему для жизни.
Растение увеличивается в размерах — растет. Вместе с тем оно меняет свои свойства, т. е. развивается.
Развитие растений
Качественное изменение в строении и жизнедеятельности живого организма и его частей называется развитием.
Развитие организма от зарождения (от зиготы) до естественной смерти выражается в изменении размеров и качественного состояния растения. У него реализуются свойства, присущие ему, с учетом условий среды обитания.
Преобразование организма от зарождения до конца его жизни называют индивидуальным развитием. В процессе индивидуального развития организма можно наблюдать все его возрастные изменения. При прорастании семени появляется проросток — это молодое растение. Когда растение начинает цвести и плодоносить, – это взрослое растение. А когда оно стареет, то перестает размножаться.
Все растения растут и развиваются по-своему и в зависимости от условий окружающей среды. В течение жизни растений реализуются их свойства. У однолетних зеленых растений жизнь длится один год, у многолетних — несколько лет. Так, продолжительность жизни секвойи составляет свыше 3000 лет, дуба — 1500 лет, капусты — 2 года, петунии — 1 год, а крупки весенней — 25-30 дней.
Рост и развитие растений тесно взаимосвязаны. Кроме того, протекание роста и развития зависит от условий окружающей среды.