Внутреннее строение и виды: побег, почки и стебель

Литература

• Андреева И. И., Родман Л. С. Ботаника. — М.: КолосС, 2005. — С. 172—175. — 3000 экз. — ISBN 5-9532-0114-1.
• Барабанов Е. И., Зайчикова С. Г. Ботаника: учеб. для студ. вузов. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — С. 82—85. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2656-4.
• Ботаника. Учебник для вузов: в 4 т. Т. 1. Клеточная биология. Анатомия. Морфология. На основе учебника Э. Страсбургера / Под ред. А. К. Тимонина, В. В. Чуба. — М.: Издательский центра «Академия», 2007. — Т. 1. — С. 261—266. — 3000 экз. — ISBN 978-5-7695-2744-9.
• Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений: Учеб. для вузов / Серебрякова Т. И. и др. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. — С. 341—365. — 2000 экз. — ISBN 978-5-94628-237-6.
• Коровкин О. А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. — М.: Дрофа, 2007. — 272 с. — ISBN 978-5-358-01214-1.
• Лотова Л. И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений: Учебник. — М.: КомКнига, 2007. — С. 312—321. — 1500 экз. — ISBN 978-5-484-00698-4.
• Нухимовский Е. Л. Основы биоморфологии семенных растений: Габитус и формы роста в организации биоморф. — М.: Оверлей, 2002. — Т. 2. — 859 с. — 750 экз. — ISBN 5-85493-067-6.
• Смирнова Е. С. Морфология побеговых систем орхидных. — М.: Наука, 1990.
• Тимонин А. К. Ботаника: в 4 т. — М.: Издательский центра «Академия», 2007. — Т. 3. — С. 52—69. — 3000 экз. — ISBN 978-5-7695-3184-2.
• Тропические и субтропические растения. Фонды Главного ботанического сада АН СССР (Cactaceae-Compositae). — М.: Наука, 1976.

Основные органы побега

Двухнедельный побег авокадо

Вегетативный невидоизменённый побег — единый орган растения, состоящий из стебля, листьев и почек, формирующийся из общего массива меристемы (конуса нарастания побега) и обладающие единой проводящей системой. Стебли и листья, являющиеся основными структурными элементами побега — часто рассматриваются как его составные органы, то есть органы второго порядка. Кроме того, обязательная принадлежность побега — почки. Главная внешняя черта, отличающая побег от корня — наличие листьев.

Для побега характерна метамерность, то есть чередование одинаковых частей — метамеров. Листья располагаются на стебле в определённом порядке, в соответствии с типом листорасположения, а участок стебля на уровне отхождения листа называется узлом. Если основание листа полностью окружает стебель, узел называется закрытым, в противном случае — открытым. Промежутки стебля между соседними узлами называют междоузлиями. Каждый повторяемый отрезок побега, который включает в себя узел с находящимся под ним междоузлием, а также расположенные на этом отрезке листья и почки называют метамером. Угол между листом и вышележащим междоузлием называют листовой пазухой, или пазухой листа.

Основные понятия

Возможность видоизменения побегов объясняется стремлением растений к выживанию в различных условиях. Так как климат непостоянен, флора неизменно подвергается воздействию человека и различных других природных факторов. Поэтому только подстраиваясь под такие изменения, можно сохранить и успешно распространять свой вид растений. Результатом преобразований является появление колючек, клубней, усиков, одеревенелых побегов и так далее.

Лучше всего такие примеры эволюции наземных и подземных побегов изображены на фотографиях садовых и сельскохозяйственных растений. Такие видоизменения могут закрепляться в последующем, являясь уже неотъемлемыми чертами того или иного вида, что наделяет его конкурентными преимуществами, обеспечивая выживаемость даже в суровых условиях. У однолетних растений и флоры субтропиков такое разнообразие видоизменений бывает чаще всего, что объясняется особенностями биологии и быстрыми протекающими процессами в тканях клеток.

Вегетативное размножение растений

При вегетативном размножении дочернее растение образуется из части старого. В биологии такого рода размножение называют бесполым. В искусственной форме широко применяется садоводами.

В таблице ниже схематически представлены основные виды вегетативного размножения.

Превращение почки в побег

В момент, когда семя прорастает, формируется так называемый главный побег, также называемый побегом первого порядка.В семени семенных растений выделяют гипокотиль или зачаток стебля растения и семядоли, являющиеся зачатками листьев. Исходя из расположения, эту почку причисляют к верхушечным. Из пазушных почек, относящихся к главному побегу, формируются побеги следующих порядков (второго, третьего и так далее), которые образуют ветви, листья и органы размножения.

Расположение листьев на побеге

Существует несколько типов листорасположения:

• Спиральное. Один листовой узел соответствует одному листу. При спиральном расположении часто применяется формула листорасположения, описываемая дробью, например ⅓. В числителе указывается число оборотов (цикл), в знаменателе — число листьев в указанном цикле.
• Двурядное. Форма спирального расположения, при которой спираль образована двумя рядами листьев.
• Супротивное. Один узел порождает два, расположенных друг напротив друга листа.
• Накрест супротивное. Форма предыдущего типа, при которой плоскости соседних пар расположены крест-накрест друг другу.
• Мутовчатое. На одном узле располагается три и более листьев.

Рис. 2. Внутреннее строение почек

Разветвление

Благодаря ветвлению у растений имеет место формирование системы побегов. Существует два типа роста побега:

• Моноподиальное. Непрерывный рост за счет верхушечной меристемы.
• Симподиальное. Характеризуется временным функционированием верхушечной меристемы (обычно не более одного сезона). Дальнейшее продолжение роста происходит от расположенных ближе всего боковых побегов.

Ветвление также бывает двух типов:

• Верхушечное. Апекс разделяется на несколько самостоятельных образований, из которых формируются побеги нового порядка.
• Боковое. Характеризуется формированием побегов второго и дальнейших уровней из боковых почек. При этом может иметь место как моно-, так и симподиальное ветвление.

Исходя из расположения самых крупных боковых ветвей, выделяют следующие формы ветвления:

• Акротонное. Наиболее мощные ветви располагаются ближе к верху основного побега.
• Базитонное. Самые сильные ветви образуются в нижней части побега.
• Мезотонное. Самые сильные ветви расположены в середине материнского побега.

Особенности роста

Обобщая вышеизложенное, можно сказать, что стебель с листьями и почками, формируемый из меристемы, является невидоизмененным вегетативным побегом. В умеренных широтах их рост и развитие носит периодический характер. Как правило, у большинства кустарников, деревьев и многолетних трав он происходит один раз в год (весной или летом). Такие побеги, вырастающие за один год, называют годичными. У многолетних растений на их конце образуется верхушечная почка она, по сути, является зачатком будущего побега, являющегося продолжением главной оси.

В случаях когда вегетационный период состоит из нескольких этапов роста, которые между собой разделены слабо выраженным периодом покоя, нарастающие побеги называют элементарными. Это характерно в частности для дуба. Дерево образует побеги весной и в середине лета. В тропиках нет четкого деления на сезоны. В связи с этим многие цитрусовые, чайный куст и т. д. могут образовывать от 3 до 7 элементарных побегов за год.

Корневище

Корневище является долговечным подземным побегом растения, выполняющим функции вегетативного возобновления, размножения и очень часто отложения запасов. Как правило, корневище не несет зеленых листьев, но имеет четкую метамерную структуру. В этом его существенное отличие от корня. Узлы корневища выделяют по листовым чешуйкам, рубцам или пазушным почкам. Обычно на корневище формируется множество придаточных корней, которые располагаются или мочками в узлах, или поодиночке. В своей старой части корневище постепенно отмирает, при этом нарастает верхушкой. Если корневище ветвится, образуется целая куртина надземных побегов, фактически принадлежащих одной особи. Подобные куртины называют клоном. Клональная форма роста встречается у многих растений.

В природе существует два способа формирования корневищ.

1. Побег некоторых растений первоначально полностью надземный. Этот побег несет и чешуевидные, и зеленые розеточные листья. Листья со временем отмирают, в свою очередь, стеблевая часть втягивается в почву, где происходит ее утолщение за счет отложения запасных веществ и превращение в корневище. Т.е. структуру побега можно разделить на две фазы: надземную и подземную. В ходе онтогенеза действительно происходит метаморфоз побега, т.е. он претерпевает превращение в буквальном смысле этого слова. Подобные корневища называются погружающимися надземнорожденными. Они характерны, например, для таких растений: медуницы, гравилата, земляники, манжетки и т.д.

Погружающееся надземнорожденное корневище

2. Корневища других растений изначально имеют подземное происхождение. Их фаза роста начинается из почки, расположенной под землей. Это характерно для очень многих многолетних трав и кустарников: купена, пырей, вороний глаз, вероника длиннолистная и т.д. В данном случае корневища, как правило, тонкие и основная их функция — вегетативное размножение.

Корневище подземного происхождения

Разнообразие стеблей и их классификация

Стебли в биологии можно квалифицировать по разному, например, по характеру и направлению роста:

1. Прямостоячие — имеющие прямые побеги (кукуруза, пшеница).
2. Ползучие — лежащие на почве в разные стороны от корня (клубника, лапчатка).
3. Вьющиеся — побеги, поднимающиеся благодаря опоре (хмель, вьюнок).
4. Лазающие — имеющие усики или отрастающие от стебля придаточные корни, которые цепляются за опору (горох, плющ, лиана).
5. Укороченные — наличие стебля определяется по листьям. Перед цветением у некоторых растений он оформляется в стрелку (одуванчик, подорожник).

По расположению побеги бывают:

1. Надземными.
2. Подземными — стебель, как составляющая побега, имеется в клубнях, луковицах, корневищах ландыша, крапивы и т. д.;

По степени одеревенения подразделяются на:

• травянистые;
• древесные.

По форме поперечного сечения бывают:

• округлыми;
• сплюснутыми;
• крылатыми;
• бороздчатыми;
• граненными;
• ребристыми.

Видоизменения в процессе роста

Существуют следующие варианты видоизменения побегов:

1. Клубень — подземная часть побега с утолщением верхушки. Питательные вещества формируются в виде крахмальных зерен. К примеру, картофель имеет короткие междоузлия, глазки клубня — это верхушечные и пазушные почки. Картофельная кожура — это по сути кора стебля, а мякоть — древесина. Клубень не зеленого цвета, т. к. в нем отсутствует хлорофилл. Т.е. клубень является подземным стеблем, на который не падает солнечный свет (кольраби, редис, топинамбур, картофель).
2. Клубнелуковица — видоизмененный мясистый стебель, унизанный сухими пленчатыми листьями, выполняющими функцию защиты. Сам побег выполняет функцию вегетативного размножения и накопления питательных веществ (крокусы, гладиолусы).
3. Луковица — преобразованный стебель с чешуйчатыми листьями. Стеблевая часть называется донцем, к ней прикрепляются мясистые листья-чешуи, наружные листья тонкие и сухие. От нижней части донца отходят придаточные корни. Зеленые листья луковичных называются перьями, а цветочные стебли — стрелами (тюльпаны, лук, чеснок).
4. Корневище — преобразованный горизонтальный стебель с узлами и междоузлиями. В узлах формируются придаточные корни, в междоузлиях — почки, дающие развитие надземным побегам и боковым веткам. Корневища запасают питательные вещества (щавель, пырей, ирис).
5. Отпрыск — подземный и надземный преобразованный боковой побег. Формируется из почки около корневой шейки. Главная задача — размножение (смородина, малина).
6. Ус — преобразованный ползучий побег с длинными междоузлиями. Образуется из почек у основания растения в пазухе листа. Растения укореняются при помощи придаточных корней. Функция — размножение (виноград, тыква).

Эволюционное значение побега

Нужно отметить, что побег как таковой появился у растений при переходе к наземному образу жизни. Дело в том, что положение водного растения поддерживает толща воды, тогда как на воздухе это невозможно. Исходя из этого, растениям потребовалась опора, которой и стал побег. Благодаря ему, растениям удалось выйти на сушу, а появление и развитие корней позволило заселить практически всю поверхность планеты. Впоследствии у разных видов побег претерпевал множество изменений, приобретал новые формы, изменял размеры. Однако, несмотря на это, функция побега как осевого органа оставалась неизменной.Сегодня побег отсутствует только у примитивных форм растений (водоросли, лишайники, мхи).
Рис. 1. Строение побега

Видоизменения побега

Большинство видоизменений (метаморфозы) побега связаны с выполнением дополнительных функций. Видоизменяются как надземные, так и подземные части побега.

Корневище

Корневище — это видоизмененный подземный побег. По внешнему виду похож на корень. Отсутствуют корневой чехлик, корневые волоски. Развиты узлы и междоузлия. Имеет зачатки листьев в виде чешуек, в пазухах которых есть почки. Из этих почек развиваются надземные и подземные побеги. По форме могут быть тонкими и длинными (у пырея, осоки) или толстыми и короткими (у ирисов, щавеля). В почве размещается горизонтально (вороний глаз, ландыш) или вертикально (валериана, чемерица). Растет верхушкой, где размещена верхушечная почка. На корневище могут формироваться дополнительные корни. Выполняет функции отложения питательных веществ, восстановления, иногда – вегетативного размножения. Продолжительность жизни – от 2-3 лет до нескольких десятков.

Образование корневища характерно для многолетних травянистых растений, но иногда встречается у кустарников (брусника, черника и т. п.).

Надземные столоны (усы, кнуты) — это ползучие побеги, которые существуют временно. Служат для вегетативного размножения.

На усах (у земляники и др.) не развиваются листья. Стебли тонкие с очень длинными междоузлиями. Верхушечная почка загибается кверху на конце стебля и развивается розетка листьев, которая легко укореняется. После укоренения столоны отмирают.

Клубни

Клубни – утолщенные, мясистые видоизменения стебля, имеют одно или несколько междоузлий. В клубнях откладывается запас питательных веществ. Бывают надземными и подземными. Надземные – это утолщения главного стебля (кольраби) или боковых побегов (у некоторых видов орхидей). Подземные клубни образовались вследствие утолщения подсемядольного колена (редька) или подземных побегов (верхушки столона) (картофель, цикламен, топинамбур). Листья видоизменены в опадающие чешуйки. В пазухах клубней есть почки, которые называются глазками. Каждый глазок имеет три и больше почки. Одна из них прорастает, а другие остаются спящими. Развиваются преимущественно на дочерних побегах – столонах, которые возникают из почек, расположенных у основания главного побега. Столоны имеют вид белых тонких стеблей, растут горизонтально и несут бесцветные чешуевидные листья. Из верхушечных почек столонов развиваются клубни.

Каудекс

Каудекс – многолетний орган, который бывает подземным или надземным (реже). Встречается у многолетних трав и полукустарников, у которых хорошо развит стержневой корень. Имеет много спящих почек, запасает питательные вещества. Каудекс иногда вместе с корнем называют стеблекорнем. Образуется из коротких основ отмирающих цветоносных побегов (василек) или из погруженных в почву укороченных осей розетковых побегов (клевер горный).

Луковицы

Луковицы – это подземные или надземные очень короткие видоизмененные побеги. Имеют разную форму (шарообразную, яйцеобразную, продолговатую) и плоский, укороченный, недоразвитый стебель, который называется донышком. От него отходят дополнительные корни и листья. Характерны для тюльпанов, лука, чеснока, лилий, нарциссов и т. п. Внутренние листья – толстые, мясистые, сочные, неокрашенные, которые запасают воду и питательные вещества, преимущественно сахара. В пазухах они имеют пазушные почки, из которых потом развиваются зеленые листья. Внешне листья имеют вид сухих, тонких, окрашенных чешуек. Внешние чешуйки выполняют защитную функцию. На верхушке донышка расположена верхушечная почка, которая может развиваться в надземный побег или новую луковицу. У некоторых растений (чеснок) в пазухах чешуек из пазушных почек образуются дочерние луковицы – детки.

Клубнелуковицы

Клубнелуковицы занимают промежуточное положение между клубнем и луковицей. Имеют сухие, пленочные видоизмененные в чешуйки листья, как у луковиц. Питательные вещества откладываются в мясистой стебельной части, которая приближает клубнелуковицы к клубням. Характерны для гладиолусов, шафранов и т. п.

Растения, живущие в засушливых местах (суккуленты), приспособлены для накопления воды. Они утолщены, часто имеют видоизмененную листву (колючки).

Вегетативное размножение растений

Особенности роста побегов

В сезонном климате умеренных широт рост и развитие побегов из почек носит периодический характер. У кустарников и деревьев, а также у большинства многолетних трав это происходит один раз в году — весной или в начале лета, после чего формируются зимующие почки будущего года, а в конце лета — осенью рост побегов заканчивается. Побеги, вырастающие из почек за один вегетационный период раз в год, называют годичными.

Однако формирование новых побегов из почек в течение астрономического года может быть и неоднократным. У растений, когда их вегетационный цикл состоит из нескольких периодов роста, разделённых слабо выраженными периодами покоя, нарастающие побеги называются элементарными. Так, два элементарных побега в год нередко образуются у дуба: первый — весной, второй — в середине лета; побеги летнего периода называют ивановыми (англ.)русск.. У цитрусовых, чайного куста, многих тропических деревьев образуется 3—7 элементарных побегов в год. У многих многолетних трав годичные и элементарные побеги чётко не разграничены.

Побеговая система травянистых поликарпиков состоит из побегов, которые после плодоношения не отмирают полностью, а их базальные участки с почками возобновления сохраняются. Это так называемые монокарпические побеги. В зависимости от длительности периода от раскрытия почки до плодоношения их делят на моноциклические (цикл развития побега завершается в течение одного вегетационного периода), дициклические (два года) и полициклические (три и более лет). Побеги, отмирающие, не доходя до цветения и плодоношения, называют побегами с неполным циклом развития.

Какие ветки называют обрастающими?

Все сравнительно недолговечные, небольшие по размеру веточки (разветвленные и неразветвленные), которые размещаются на основных ветвях и центральном проводнике, называют обрастающими. На них обычно образуются цветковые почки и формируется подавляющая часть урожая. Исключением являются породы и сорта, плодоносящие на однолетних приростах вегетативного типа. Среди обрастающих веток различают плодовые прутики, копьеца, кольчатки, плодухи и плодушки (у семечковых), букетные веточки (у вишни и красной смородины), шпорцы и букетные веточки (у сливы).

Обрастающие ветки

1. — кольчатка с вегетативной почкой;
2. — кольчатка с цветковой почкой;
3. — копьецо с вегетативной почкой;
4. — копьецо с цветковой почкой;
5. — плодовый прутик;
6. — плодовая сумка с двумя кольчатками;
7. — плодовая сумка с кольчаткой и плодовым прутиком;
8. — плодовая сумка с плодовым прутиком и приростом вегетативного типа;
9. — многолетняя кольчатка;
10. — многолетняя плодовая ветка;
11. — букетная веточка вишни;
12. — шпорец;
13. — годичные кольца;
14. — следы плодоношения.

Внешнее строение стебля

Стебель является осевой частью побега. Строение стебля у многих видов растений идентично.

На побеге невооруженным взглядом можно заметить места крепления листьев, они называются узлами. Пространство между ними — это междоузлия.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

Побег и листовая пластина формируют пазуху листа, в которой находятся пазушные (боковые) почки. Благодаря этому стебель ветвится.

Ростом в высоту побег обязан верхушечным почкам растения.

Способы ветвления растений

В зависимости от строения существует несколько способов ветвления побегов:

Дихотомическое. Самый примитивный тип ветвления, при котором из одной точки роста развиваются две, из каждой из них тоже две и т. д. Так растут некоторые водоросли и высшие споровые растения: плауны и папоротники.
Примоподиальное. Такое ветвление можно увидеть как у голосеменных (сосна, ель), так и покрытосеменных растений (дуб, клен). Продолжительное время стебель этих растений рос в длину с последующим образованием бокового ветвления.
Симподиальное. При таком способе верхушечный рост, наоборот, приостанавливается. А боковые почки активно растут, образуя все новые и новые боковые побеги. Груша, вишня и другие цветковые растения являются типичным примером такого типа роста.

Ветвление и кущение побегов

Ветвление — это образование боковых побегов из пазушных почек. Сильно разветвлённая система побегов получается, когда на одном («материнском») побеге вырастают боковые, а на них, следующие боковые и так далее. Таким способом захватывается как можно больше среды для воздушного питания. Разветвлённая крона дерева создаёт громадную листовую поверхность.

Кущение — это ветвление, при котором крупные боковые побеги вырастают из самых нижних почек, находящихся у поверхности земли или даже под землёй. В результате кущения формируется куст. Очень плотные многолетние кусты называют дерновинами.

Типы ветвления побегов

У разных групп растений можно встретить разные виды ветвления. Все их разнообразие сводится к нескольким главным типам: дихотомический, моноподиальный и симподиальный:

• Дихотомический. Верхушечная почка делится надвое, образуя 2 новых побега. Распространена у древних, примитивных форм – водорослей, мхов и папоротников,
• Моноподиальный. Верхушечная почка служит исключительно росту побега. Ветвление происходит в результате развития боковых пазушных почек. Примеры монопоидального ветвления широко представлены у хвойных,
• Симподиальное. Схоже с моноподиальным. Одна из верхних пазушных почек пускает побег, который отклоняет главный стебель в сторону. Цикл повторяется, образуя широкую разветвленную крону. Современные высшие растения, в большинстве, принадлежат к симподиальному типу.

Разбор заданий ЕГЭ по биологии

Для закрепления материала давайте разберем несколько заданий. Кстати, эта тема встречается в заданиях на 1, 2 и на 3 балла, поэтому может очень пригодится вам при написании ЕГЭ.

Пример 1. Побегом являются:

1. клубень картофеля
2. клубенек фасоли
3. усики гороха
4. корневище ландыша
5. луковица тюльпана
6. ягода картофеля

После того, как мы разобрали теорию, задание уже не кажется таким сложным. Видоизмененные побеги – клубень картофеля, корневище ландыша и луковица тюльпана. Клубенек фасоли – это видоизмененный корень, усики гороха – видоизмененные листья, а ягода картофеля – плод.

Ответ: 145

Пример 2. Какой видоизмененный орган представлен на рисунке? Назовите элементы строения, обозначенные на рисунке цифрами 1, 2, 3, и функции, которые они выполняют.

Ответ: 

1. На рисунке изображена луковица – видоизмененный побег.
2. 1 – Видоизмененные листья (чешуи) – в них запасаются органические и неорганические вещества.

    2 – Почки, обеспечивают развитие и рост побега.

    3 – Придаточные корни, отходят от донца, поглощают неорганические вещества из окружающей среды.

Ну что, готов к ЕГЭ по биологии на все 100%? Чтобы убедиться в этом, записывайся на пробный бесплатный урок к нашим преподавателям! Узнаешь, какие темы надо повторить и что нужно доучить перед самым важным днем

Что такое побег у растений

Побегом называют надземную часть растения, состоящую из стебля и листьев. Все эти органы являются вегетативными, обеспечивая рост, питание и бесполое размножение.

Побег растений также содержит зачаточные органы – почки. Существует две разновидности почек: вегетативная и генеративная. Первый вид состоит из зачаточного стебля и листа, сверху которых находится образовательная ткань (меристема), представленная конусом нарастания. Если кроме стебля и листьев почка содержит зачатки цветков или соцветий, она называется генеративной. По внешнему виду такие почки отличают более крупные размеры и округлая форма.

Место, к которому крепится лист на стебле, называют узлом, а расстояние между узлами – междоузлием. Угол между стеблем и листом называют пазухой.

В процессе развития на побеге появляются и органы, отвечающие за генеративное (половое) размножение: цветок, плод и семя.