Загальна характеристика покритонасінних

Більша половина відомих видів рослин, які живуть у різних середовищах, є представниками відділу Покритонасінні. Перші з них з’явились наприкінці юрського періоду і уже в середині крейдового, який характеризувався посушливим кліматом, покритонасінні завоювали суходіл.

Розквіт квіткових визначався їх структурно-фізіологічними особливостями: здатність переносити інтенсивне освітлення і сухість повітря, пристосуванням і витривалістю до різних кліматичних і ґрунтових умов існування (засолення ґрунту ).

Покритонасінні мають характерні ознаки будови:

> наявність квітки;

> зав’язь і плід зберігають насінний зачаток і насіння;

> запилюються вітром, комахами, водою, птахами;

> жіночий заросток - восьмиклітинний зародковий мішок без архегоніїв;

> чоловічий зародок - пилкове зерно (пилок) складається з двох клітин: вегетативної і генеративної;

> подвійне запліднення завершується наступними перетвореннями: з зав’язі утворюється плід, з насінного зачатку - насіння, зиготи - зародок насіння (диплоїдний), з заплідненого вторинного ядра - вторинний ендосперм;

> ендосперм представлений тканиною з триплоїдним набором хромосом. Формується одночасно з зародком насіння, і в ньому відкладаються запасні поживні речовини (білки, вуглеводи, ліпіди);

> при проростанні з надходженням води всередину насіння починається процес набухання, запасні речовини розчиняються і живлять зародок. Частина запасних речовин ендосперму розщеплюється дихальними ферментами і звільняється енергія АТФ, що необхідна для росту та розвитку;

> триплоїдність ядер клітин ендосперму, які несуть спадкову інформацію батьківських організмів, підвищує пристосованість молодої рослини до різних умов існування;

> із зародка насіння виростає спорофіт (безстатеве диплоїдне покоління), яке може бути різними життєвими формами - трав’янистою (однорічні та багаторічні), кущі, дерева, ліани.

> всі життєві форми рослин мають основні органи: вегетативні - корінь, стебло, листки та їх видозміни і генеративні - квітка, плід, насіння.

Серед покритонасінних рослин є такі життєві форми: трави, кущі та дерева. Трави представляють собою більш прогресивну форму рослин, у їхньому онтогенезі швидше утворюється насіння, площа живлення для кожної рослини порівняно невелика. Вегетативні органи квіткової рослини досягають складності і різноманітності. Квіткові мають досконалу провідну систему, що забезпечує краще водозабезпечення рослини. Також у них відбулась редукція гаметофіту, жіночий гаметофіт представлений зародковим мішком і складається з восьми клітин. Але найголовніше це поява нового органа - квітки. Квітка - орган насінного розмноження, в якому відбувається процеси запилення та запліднення. Запилення відбувається різними шляхами: вітром, водою, тваринами і також самозапиленням. Квітковим притаманне подвійне запліднення, результатом якого є утворення диплоїдного зародка і триплоїдного ендосперму. Насінина розвивається у середині зав’язі, з якої розвивається плід захищений покривами.

Покритонасінні є вищими рослинами, основною ознакою яких є диференціація на органи та тканини. Тканина - це група клітин, подібних за походженням, будовою та виконанням однієї або декількох функцій. У тканинах рослин відсутній міжклітинний простір і тому обмін речовинами між сусідніми клітинами відбувається через цитоплазматичні нитки. Тіло їх побудовано з таких тканин як: покривні, механічні, провідні, основні, видільні і твірні.

Твірні тканини - це тканини, які дають початок всім тканинам організму. Клітини цих тканин живі і мають дуже тонкі стінки, густу цитоплазму з погано розвиненими вакуолями, велике ядро і здатні до багаторазового методичного поділу. Клітинні стінки щільно розташовані, тобто не відділяються міжклітинниками. Розрізняють твірні тканини відповідно до місця розташування: верхівкові, вставні та бічні. Верхівкові розташовані на верхівці коренів та пагонів і забезпечують ріст у довжину.

Покривні тканини - це тканини, які покривають органи рослини і у зв’язку з цим виконують ряд функцій, які пов’язані з захистом від несприятливих умов середовища: надлишкового випаровування, різких коливань температур, біологічного та механічного впливів. Серед покривних тканин можемо виділити: покривну шкірочку (епідерміс), пробку та кору. Епідерміс покриває листки, частини квітки та однолітні зелені пагони. Клітини цієї тканини живі, щільно зімкнуті і мають потовщені зовнішні стінки, які розташовані в один ряд, утворюють еластичний чохлик, який надійно захищає органи рослини. Зовні клітини цієї тканини покриті кутикулою, це плівка з жироподібної речовини кутину, яку виробляють самі клітини шкірочки. Листки багатьох (злакових, евкаліпт) і плоди (слива, виноград) покриті сизуватим восковим нальотом. На шкірочці можуть бути багаточисленні волоски, які є виростами клітин і можуть бути одноклітинні чи багатоклітинні, лінійні чи розгалужені, живі чи мертві. Функцією яких є захист від втрати води. В епідермісі є продихові клітини - це отвори, що утворені двома півмісяцевими клітинами. Їх функція - регуляція газообміну і транспірація..

Пробка - покриває пагін і корені багаторічних рослин, тому що їх ніжна, одношарова шкірочка не може захистити.Пробка утворюється під шкірочкою, внаслідок поділу якої, розташовуються клітин самої шкірочки. Пробка складається з мертвих щільно зімкнутих клітини з рівномірно потовщеними стінками. Стінки клітин просякнуті особливою жироподібною речовиною - суберином, який не пропускає воду і повітря, тому їх цитоплазма і ядро відмирають. Пробка надійно захищає рослину від несприятливих впливів зовнішнього середовища. Для газообміну і транспірації в пробці є особливі утворення сичовички, заповнені не щільною гіроскопічною тканиною, яка побудована з живих тонкостінних клітин. (рис.10.1).

Корок - покриває старі гілки, стволи і корені дерев та кущів. Утворення їх пов’язано з формуванням пробки не тільки на поверхні органа, але й у глибоких шарах тканини. Глибше розташована пробка, що ізолює зовнішні ділянки живої тканини, яка відмирає тому, що не отримує води та поживних речовин. Кора - це складний комплекс, утворений з шарів, які межують з шарами інших відмерлих тканин. Для газообміну в корку є тріщини, на дні яких знаходяться сичевички. Кора слугує більш надійним захистом ніж корок.

Механічна тканина - надає органам рослини міцність. Їх клітини відрізняються великим потовщенням стінок, тому вони можуть протистояти вітру і дощу, а також витримують важкі пагони з листям. Механічні тканини є каркасом рослини. Найбільш важливими є такі механічні тканини, як луб та деревина, які мають довгі клітини з рівномірно потовщеними целюлозними або здерев’янілими стінками. (рис.10.1).

Провідні тканини - виконують функцію руху речовин. Від коренів до всіх органів рослини по висхідних потоках рухається вода з розчиненими мінеральними речовинами. Цей провідний шлях утворений судинами і трахеями, які утворені мертвими з нерівномірно потовщеними здерев’янілими стінками. Трахеїди - це давні водоносні шляхи побудовані клітинами з загостреними кінцями та витягнутими вздовж органа, в стінках яких є заглиблення, а саме - пори з замикаючою плівкою. Вода з однієї трахеїди в іншу просочується через замикаючі плівки шляхом осмосу. Оскільки замикаючі плівки перешкоджають швидкому плину води, то вона рухається повільно. У покритонасінних, крім трахеїд, є ще судини. Судини -це трубки, які складаються з декількох клітин, що розташовані в один ряд один за одним, у яких на поперечних стінках утворюються наскрізні отвори і стінки повністю відсутні. По судинах вода рухається значно швидше, ніж по трахеїдам, тому що водоносні елементи досконаліші. Від листків органічні речовини, продукти фотосинтезу рухаються до всіх органів, створюючи низхідний рух, який забезпечують ситоподібні трубки.

Основна тканина - (паренхіма) займає найбільший об’єм рослини і є основою органів. У неї занурені механічні, провідні та інші тканини, які складається з живих клітин. Основна тканина виконує додаткові функції і тому розрізняють такі види : асиміляційну, запасаючу і повітряноносну паренхіму. Асиміляційна паренхіма виконує функцію фотосинтезу і тому розташована безпосередньо під шкірочкою листків молодих зелених пагонів та плодів. Клітини асиміляційної тканини містять багато хлоропластів. При горизонтальній орієнтації пластинки листка, асиміляційна паренхіма диференційована на стовбчасту і губчасту тканини. (рис. 10.1).

Запасаюча паренхіма зазвичай має тонкостінні клітини, які заповнені крохмалем, іншими вуглеводами, білками та жирами. Вона добре розвинена в коренеплодах, бульбах, цибулинах, насінні. У рослин посушливих місць (кактус) утворюється водоносна паренхіма. (рис.10.1).

Повітряноносна паренхіма (аеренхіма) - нещільна тканина з клітин з тонкими стінками, яка утворює повітряноносні міжклітинники, що з’єднуються з атмосферним повітрям через продихи та сичевички, а повітря яке надходить забезпечує дихання. Ця тканина переважно розвинена у мешканців води і заболочених місць, де обмаль кисню. (рис.10.1).

Видільні тканини поділяють на два види: тканини внутрішньої секреції - молочники, смоляні ходи хвойних, ефіромасляні ходи цитрусових і тканини зовнішньої секреції: залозисті волоски, нектарники, омофори, які виробляють ефірні масла, що надають аромат квітам.(рис.10.1).

Рис.10.1. Тканини покритонасінних рослин:

1 - твірна тканина у конусі наростання стебла; 2 - шкірна листка; 3 - корок; 4 - ситоподібна трубка; 5 - різні види судин; 6 - механічна клітина, що складається з мертвих клітин; 7 - запасаюча тканина; 8 - механічна тканина, що складається із живих клітин; 9 - фото синтезуюча тканина; а - продихові клітини; б - безбарвна клітина шкірки.

Тіло покритонасінних рослин поділяється на органи відносно виконання функцій: вегетативні та генеративні. Вегетативні органи забезпечують основні життєві функції рослин: корінь, пагін, листок. Генеративні забезпечують статеве розмноження: квітка, плід і насіння. (рис.10.2).Онтогенез починається з насіння.

Рис. 10.2. Органи квіткової рослини.

Запитання для самоконтролю

I.Які особливості будови покритонасінних забезпечили їх процвітання?

2. Які ознаки притаманні покритонасінним?

3. Якими життєвими формами представлені покритонасінні?

4. Які органи мають покритонасінні?

5. Що являє собою жіночий гаметофіт?

6. Що таке тканина рослин?

7. У яких рослин вперше з'явились тканини?

8. Які групи тканин виділяють у рослин?

9. Як класифікують твірні тканини?

10. Яка тканина знаходиться у деревині і яка її функція?

II.Яка провідна тканина знаходиться у лубові?

12.З яких тканин утворений внутрішній «скелет» рослин?

13. Яка тканина утворює серцевину стебла, запасає поживні речовини, в якій відбувається фотосинтез, накопичується вода та повітря?

10.2.