Стебель

Образования годичных колец

У деревьев, которые живут в климате с сезонными изменениями, в стебле формируются годичные кольца – на поперечном срезе наблюдается чередование темных и светлых концентрических колец. По ним можно определить возраст растения.

За вегетационный период растения, образуется одно годичное кольцо. Светлые кольца – это кольца древесины, имеющей большие тонкостенные клетки, сосуды (трахеиды) большого диаметра, которые образуются весной и при активном делении клеток камбия. Летом клетки немного мельче, имеют более толстые клеточные стенки проводящей ткани. Темные кольца получаются осенью. Клетки древесины мелкие, толстостенные, имеют больше механической ткани. Темные кольца функционируют больше как механическая ткань, светлые – как проводящая. Зимой клетки камбия не делятся. Переход в кольцах постепенный – от весенней к осенней древесине, резко обозначенный – при переходе от осенней к весенней. Весной деятельность камбия возобновляется и формируется новое годичное кольцо.

Толщина годичных колец зависит от климатических условий в данный сезон. Если условия были благоприятными – светлые кольца широкие.

Годичные кольца незаметны у тропических растений, так как они растут на протяжении всего года почти равномерно.

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.

Строение почек

Почка — зачаточный, ещё не развернувшийся побег, на верхушке которого находится конус нарастания.

Вегетативная (листовая почка) — почка, состоящая из укороченного стебля с зачаточными листьями и конуса нарастания.

Генеративная (цветочная) почка — почка, представленная укороченным стеблем с зачатками цветка или соцветия. Цветочная почка, заключающая 1 цветок, называется бутоном.

Верхушечная почка — почка, расположенная на верхушке стебля, прикрытая молодыми зачатками листьев, налегающими друг на друга. За счёт верхушечной почки побег нарастает в длину. Она оказывает тормозящее действие на пазушные почки; удаление её приводит к активности спящих почек. Тормозные реакции нарушаются, и почки распускаются.

На верхушке зачаточного стебля находится ростовая часть побега — конус нарастания. Это верхушечная часть стебля или корня, состоящая из образовательной ткани, клетки которой постоянно делятся путём митоза и дают прирост органу в длину. На верхушке стебля конус нарастания защищён почечными чешуевидными листьями, в нём закладываются все элементы побега — стебель, листья, почки, соцветия, цветки. Конус нарастания корня защищён корневым чехликом.

Боковая пазушная почка — почка, возникающая в пазухе листа, из которой образуется боковой побег ветвления. Пазушные почки имеют такое же строение, как и верхушечная. Боковые ветви, следовательно, также растут своими верхушками, и на каждой боковой ветви конечная почка также является верхушечной.

На вершине побега обычно располагается верхушечная почка, а в пазухах листьев — пазушные почки.

Кроме верхушечных и пазушных почек, у растений часто образуются так называемые придаточные почки. Эти почки не имеют определенной правильности в расположении и возникают из внутренних тканей. Источником их образования могут быть перицикл, камбий, паренхима сердцевинных лучей. Придаточные почки могут образовываться и на стеблях, и на листьях, и даже на корнях. Однако по строению эти почки ничем не отличаются от обычных верхушечных и пазушных. Они обеспечивают интенсивное вегетативное возобновление и размножение и имеют большое биологическое значение. В частности, при помощи придаточных почек размножаются корнеотпрысковые растения.

Спящие почки. Не все почки реализуют свою возможность вырасти в длинный или короткий годичный побег. Некоторые почки не развёртываются в побеги в течение многих лет. При этом они остаются живыми, способными при определённых условиях развиться в листовой или цветоносный побег.

Они словно спят, поэтому их и назвали спящими почками. Когда главный ствол замедляет свой рост или его спиливают, спящие почки трогаются в рост, и из них вырастают облиственные побеги. Таким образом, спящие почки — это очень важный резерв для отрастания побегов. И даже без внешних повреждений старые деревья за счёт них могут «омолаживаться».

Спящие почки, очень характерные для лиственных деревьев, кустарников и ряда многолетних трав. Эти почки не превращаются в нормальные побеги в течение многих лет, нередко они спят в течение всей жизни растения. Обычно спящие почки ежегодно нарастают, ровно настолько, насколько утолщается стебель, именно поэтому они не погребаются нарастающими тканями. Стимулом для пробуждения спящих почек служит обычно гибель ствола. При порубке березы, например, из таких спящих почек образуется пневая поросль. Особую роль спящие почки играют в жизни кустарников. От дерева кустарник отличается своей многоствольностью. Обычно у кустарников главный материнский стволик функционирует недолго несколько лет. При затухании роста главного стволика пробуждаются спящие почки и из них формируются дочерние стволики, которые в росте обгоняют материнский. Таким образом, сама кустарниковая форма возникает в результате деятельности спящих почек.

Смешанная почка — почка, состоящая из укороченного стебля, зачаточных листьев и цветков.

Почка возобновления — зимующая почка многолетнего растения, из которой развивается побег.

Лист

Несмотря на внешнее разнообразие, в большинстве случаев у листьев можно выделить листовую пластинку, черешок, основание листа и прилистники. Листовая пластинка — расширенная часть листа, выполняющая его главные функции. В ней различают основание и верхушку. Черешок — узкая часть листа. Его наружный конец переходит в расширенное основание листа, которым лист прикрепляется к стеблю. За счет черешка листья могут поворачиваться к свету. Листья, имеющие черешок, называются черешковыми, а не имеющие — сидячими. Прилистники располагаются у основания листа. У одних растений они рано опадают (липа, дуб, береза), у других могут выполнять функции листьев (горох, чина), а у третьих превращаются в колючки (робиния, караганник древовидный).

По внешнему строению листья разделяют на простые и сложные. У простых листьев одна листовая пластинка, а у сложных их несколько, и каждая может опадать по отдельности. Простые листья по форме листовой пластинки могут быть линейные, округлые, овальные, яйцевидные, ланцетные, сердцевидные, стреловидные, копьевидные, почковидные, а по характеру края листовой пластинки — пальчато- и перисторасчлененные. Сложные листья по характеру расположения листовых пластинок разделяются на пальчатосложные (каштан, люпин), тройчатосложные (клевер, земляника) и перистосложные (рябина, горох).

Внутреннее строение листа хорошо видно под микроскопом на поперечном срезе листовой пластинки. Снаружи лист покрыт эпидермисом. У горизонтально расположенных листьев различают верхний и нижний эпидермис. На верхнем эпидермисе имеется кутикула, восковой налет или опушение, в нижнем эпидермисе находятся устьица. Функцию фотосинтеза в листьях выполняет в основном столбчатая паренхима. Она лежит под верхним эпидермисом и состоит из одного или двух рядов плотно расположенных вытянутых клеток, содержащих много мелких хлоропластов. Под столбчатой паренхимой находится губчатая паренхима с большими межклетниками, состоящая из округлых клеток, содержащих небольшое количество хлоропластов. Она выполняет функции газообмена и транспирации. В листьях тенелюбивых растений столбчатая паренхима отсутствует. Внутри листа находятся проводящие пучки (жилки), которые выполняют не только проводящую функцию, но и функцию опоры для мягких тканей листа.

Характер расположения жилок называется жилкованием. Для двудольных растений характерно перистое и пальчатое жилкование, а для однодольных — параллельное и дуговое. 

Почки

Почки – это зародышевые побеги с очень укороченными междоузлиями. Они возникли позже, чем стебель и листья. Благодаря почкам происходит ответвление побегов.

Виды почек

Виды почек

По месту расположения почки бывают верхушечными – расположены на верхушке побега, и боковыми или пазушными – расположены в листовых пазухах. Верхушечная почка обеспечивает рост побега, из боковых почек формируются боковые побеги, которые обеспечивают ветвление.

Почки бывают вегетативными (листовыми), генеративными (цветочными) и смешанными. Из вегетативной почки развивается побег с листьями. Из генеративной – побег с цветком или соцветием. Цветочные почки всегда больше по размерам, чем листовые, и имеют округлую форму. Из смешанных почек развиваются побеги с листьями и цветками или соцветиями. Почки, которые закладываются на любой другой части стебля, а также на корнях или листьях, называются придаточными, или адвентивными. Они развиваются из внутренних тканей, обеспечивают вегетативное восстановление и вегетативное размножение.

По наличию чешуек почки бывают закрытые (если чешуйки есть) и открытые (голые, если чешуек нет). Закрытые почки характерны преимущественно для растений холодного и умеренного поясов. Чешуйки у почек плотные, кожистые, могут покрываться кутикулой или смолянистыми веществами.

Большинство почек развивается у растений ежегодно. Почки, которые могут не возобновлять рост побегов на протяжении нескольких лет (даже всю жизнь), но оставаться живыми, называются спящими. Такие почки возобновляют рост побегов при повреждении верхушечной почки, ствола или ветви. Характерны для деревьев, кустов и ряда многолетних трав. По происхождению могут быть пазушными или придаточными.

Внутреннее строение почки

Снаружи почка может быть покрыта коричневыми, серыми или бурыми ороговевшими чешуйками – видоизмененными листьями. Осевой частью вегетативной почки является зародышевый стебель. На нем расположены зародышевые листья и почки. Все части вместе составляют зародышевый побег. Верхушкой зародышевого побега является конус нарастания. Клетки конуса нарастания делятся и обеспечивают рост побега в длину. Вследствие неравномерного роста внешние листовые зачатки направлены вверх и к центру почки, загнуты над внутренними листовыми зачатками и конусом нарастания, покрывают их.

Внутри цветочных (генеративных) почек на зародышевом побеге находится зародышевый цветок, или соцветие.

Когда из почки вырастает побег, чешуйки его отпадают, а на их месте остаются рубцы. По ним определяют длину ежегодных приростов побега.

Транспирация

Транспирация

Транспирация (от лат. trans – сквозь и spiro – дышу). Это выведение растением водяного пара (испарение воды). Растения поглощают много воды, но используют лишь незначительную ее часть. Воду испаряют все части растения, но в особенности – листья. Благодаря испарению вокруг растения возникает особый микроклимат.

Устьичная транспирация

Устьичная транспирация – это испарение воды через устьица. Наиболее интенсивной является устьичная. Устьица регулируют скорость испарения воды. Количество устьиц у разных видов растений разное.

Транспирация способствует поступлению нового количества воды к корню, поднятию воды по стеблю к листьям (с помощью всасывающей силы). Таким образом корневая система образует нижний водный насос, а листья – верхний водный насос.

Одним из факторов, определяющих скорость испарения, является влажность воздуха: чем она выше, тем меньше испарение (испарение прекращается при насыщении воздуха водным паром).

Значение испарения воды: снижает температуру растения и защищает ее от перегрева, обеспечивает восходящий ток веществ от корня к надземной части растения. От интенсивности транспирации зависит интенсивность фотосинтезов, поскольку оба этих процесса регулируются устьичным аппаратом.

Морфология и структура

На уроках биологии по программе 6 класса ученики знакомятся с набором видовых характеристик. Форма и типы листа, контуры края и волосистость — внешние признаки, которые закономерно проявляются ежегодно в процессе роста и опадения. Они помогают определить принадлежность растения к конкретному виду и служат для этого главными критериями, в отличие от корней и стеблей, не прекращающих расти и изменяться в течение всей жизни.

У покрытосеменных растений (дуба, берёзы, яблони, пшеницы, ржи, капусты, пальмы, подорожника) морфология листа представлена следующим образом:

• черешок;
• прилистники;
• листовая пластинка.

Черешковыми называются экземпляры, имеющие черешки. Это необходимо листьям крапивы, липы, берёзы для крепления к стеблю и помогает им расположиться оптимально по отношению к свету. Черешок находится в центре пластинки у щитовидных образцов (настурция) и отсутствует у сидячих (алоэ, цикорий) и обвивающих (орхидея, огурец). Отдельные виды акаций имеют увеличенные филлодии различной формы, иногда целиком заменяющие листья.

Место примыкания черешка к стеблю называется влагалищем, а угол между ним и междоузлием, расположенным выше, именуется пазухой. Здесь образуется почка, цветок или соцветие. Прилистники напоминают маленькие придаточные листки, располагаются попарно на каждой из сторон в основании черешка и присутствуют у большинства двудольных растений. По форме они бывают:

• свободными;
• раструбовидными;
• сросшимися с черешком;
• опоясывающими его основание;
• противолежащими межчерешковыми.

Если прилистники опадают в процессе развития, то на этом месте формируется рубец. У растений семейства розовых и бобовых они не опадают и остаются вместе с листьями. Листовые пластинки — важнейшее место, где происходит фотосинтез. Среди их основных типов различают:

• листовидные отростки у папоротников;
• игловидная и шиловидная хвоя;
• стандартные — у покрытосеменных (цветковых) растений;
• микрофилловые — у семейства плауновидных;
• обвёрточные — у большинства трав.

При внимательном рассмотрении пластинки хорошо заметны жилки — скелет из волокнистых пучков проводящей ткани. Они сообщают жёсткость, подают воду и минеральные соли и удаляют продукты обмена. Основные типы жилкования:

• дуговидное (подорожник, ландыш) — толстые жилки изогнуты по дуге;
• параллельное (пшеница, кукуруза, просо) — крупные жилки образуют параллельные прямые;
• сетчатое (дуб, берёза) — мелкие жилки собраны в сетку вокруг мощной средней;
• пальчатое (клён, лютик) — крупные жилки расходятся от основания пластинки веером и разветвляются;
• перистое (пырей, ландыш) — мелкие жилки идут от главной, напоминая строение пера.

При описании сторон листа удобно пользоваться терминами «абаксиальный» и «адаксиальный». Это позволяет считать материнское растение системой отсчёта, не связываясь с понятиями типа «верх» и «низ», так как природа не всегда однозначно-прямолинейна. Например, для пряморастущих стеблей абаксиальная сторона будет нижней, а адаксиальная — верхней, но когда побег не вертикален, а стелется по земле, его верхние и нижние стороны допускают двоякое трактование.

Жилкование листа

Строение листьев чаще включает в себя жилки – это скелетная и проводящая система листа, которая является частью общей системы растения. Очень немногие листья имеют малозаметные жилки. Обычно это наблюдается у мелких, узких, коротких и иногда мясистых пластинок. У большинства растений жилки заметны хорошо, особенно с нижней стороны фотосинтезирующего органа. Расположение проводящих пучков на листовой пластинке называется жилкованием. Различают открытое жилкование, когда соседние пучки не связаны друг с другом и слепо заканчиваются по краю листа и закрытое, где пучки соединяются между собой анастомозами. Жилкование – наследственный признак, служащий для определения видов. Для распознавания  растений при помощи определителя достаточно запомнить несколько основных типов жилкования:

• параллельное;
• дуговатое;
• пальчатое;
• перистое;
• звездчатое;
• сетчатое;
• дихотомическое.

Параллельное жилкование наблюдается у длинных, узких листьев. Такой лист имеет 3 и более жилок, тянущихся по всей длине, сближающихся у кончика пластинки (овёс, рожь и другие злаки, осоки, амариллис, кливия).

Параллельное жилкование листьев кливии

Дуговатое жилкование бывает у более широких и коротких листьев. При этом на его основание также выходят 3 или более жилок расстояние между которыми к середине увеличивается, а к концу снова уменьшается (подорожник, ландыш).

Параллельное и дуговатое жилкование характерно для однодольных покрытосеменных, хотя иногда встречается и у двудольных (подорожник).

Строение листьев. Дуговатое жилкование листьев ландыша

Перистое жилкование характеризуется наличием одной главной жилки, являющейся продолжением черешка. Вправо и влево она даёт ответвления, похожие на бородки птичьего пера. Боковые проводящие пучки в свою очередь могут разветвляться и давать жилки 2-го и 3-его и 4-го порядка (дуб, вяз, берёза, колокольчик, молочай, плющ, сирень, фикус). Различают:

• перистокраевое жилкование – жилки оканчиваются в краях лопастей, на кончиках зубчиков, в выемках или выступах похожих на щетинки. Оно встречается у вяза, берёзы.
• перистопетлевое жилкование – боковые жилки направляются к краю, не доходя до него делают петлю и возвращаются к основной жилке. Встречается у листьев многих двудольных, например, у молочая, лавра.
• перистосетчатое – жилки второго порядка не доходят до края листа и, многократно ветвясь, образуют густую сеть. Явно выраженные петли отсутствуют. Представлено у айвы, ивы, яблони, груши.

Пальчатое жилкование характеризуется тем, что от основания листовой пластинки веерообразно (лучами) отходят несколько одинаково развитых жилок. Иногда кажется, что они выходят как бы из одной точки, например от вершины черешка (герань, клён, люпин, клевер, бегония). Тоже делится на группы.

• Пальчатокраевое – у клёна, винограда.
• Пальчатопетлевое – у церцидифиллума.
• Пальчатосетчатое – у лукосемянника.

Пальчатое жилкование листьев бегонии

Звездчатое жилкование встречается у листьев, черешок которых прикреплён не к основанию листовой пластинки, а к её центру. Жилки у таких листьев отходят во все стороны (радиально). Звездчатое жилкование можно наблюдать у настурции садовой.

Звездчатое жилкование листьев настурции

Сетчатое жилкование – это тоже пальчатое или перистое, у которого боковые жилки всех порядков по толщине мало отличаются друг от друга, поэтому на нижней стороне листа образуется ясно выраженная сеть (осина).

Пальчатое, перистое, звездчатое и сетчатое жилкования встречаются у двудольных растений. Хотя у некоторых из них есть дуговатое и параллельное расположение пучков.

Лист осины, сетчатое жилкование

Дихотомическое, или вильчатое жилкование отличается отсутствием главной жилки. Пучки делятся на два и самостоятельно доходят до края листа. Встречается у некоторых папоротников и гинкго (Ginkgo).

Вильчатое жилкование листа гинкго (Ginkgo)

У сложных, рассечённых и раздельных листьев иногда наблюдается комбинированное жилкование. При этом основная часть листовой пластинки может быть пальчатой, а его дольки – перистыми (клён, герань, люпин, клевер). У хвойных, хвощей и плаунов в листьях может быть одна или несколько несвязанных друг с другом жилок.

Для определения типа жилкования следует обращать внимание только на основные наиболее толстые жилки. Продолжение про листья читайте здесь: https://tvoiklas.ru/listjapr/

Продолжение про листья читайте здесь: https://tvoiklas.ru/listjapr/

Листорасположение

Листорасположение, или филлотаксис – это порядок размещения листьев на оси побега. Различают несколько основных вариантов листорасположения:

• спиральное, или рассеянное (очерёдное) – на каждом узле расположен один лист и основания листьев одной оси последовательно можно соединить условной спиральной линией: растянутой, если стебель удлинённый, и плоскостной, если он укороченный;
• двурядный вид листорасположения, который можно рассматривать как частный случай спирального. Отражает маятниковую симметрию деятельности апекса. На каждом узле находится один лист, охватывающий основанием всю или почти всю окружность. Средняя линия всех листьев лежит в одной вертикальной плоскости;
• мутовчатое – появляется, если на одном уровне закладывается несколько листовых примордиев, образующих общий узел. Нередко при близком изучении оказывается, что каждый лист мутовки имеет собственный узел, но они сильно сближены;
• супротивное листорасположение – частный случай мутовчатого, когда на одном узле образуется два листа точно напротив друг друга. Часто такое расположение бывает накрест супротивным, т. е. плоскости соседних пар листьев являются взаимно перпендикулярными.

Листорасположение

Хотя тип расположения листьев – это наследственный признак, однако он зависит от среды обитания и в процессе роста растения может меняться. Благодаря неравномерности роста стебель может скручиваться вокруг своей оси. Для сохранения симметрии размещения листьев по стеблю их черешки могут изгибаться, поворачивая листья так, что по их расположению уже не удаётся определить исходную формулу филлотаксиса.

Особенно ярко это выражается на листовой мозаике. При этом листья выстраиваются горизонтально, подставляя пластинки свету, так что становятся одной плоскостью.  Листовая мозаика способствует максимальному использованию рассеянного света. Её можно наблюдать на горизонтальных ветвях в кроне липы, на побегах плюща, герани, подорожника, табака и т.д.

Листовая мозаика

Принципы листорасположения

При формировании и росте стебля листья размещаются на нём в определённом порядке, что позволяет наилучшим образом организовать освещённость солнечными лучами. Почки следуют друг за другом, расходясь точно по спирали, и в углу их расхождения обнаруживается математическая закономерность ряда Фибоначчи, ограниченная окружностью в 360°. Например, листья могут расти по два и три на один оборот, по пять на два оборота, по восемь на три и так далее.

Гораздо чаще для описания листорасположения применяют более простую терминологию:

1. Очерёдное (спиральное). Листья следуют один за другим и располагаются во всех узлах стебля. Такое листорасположение у пшеницы, розы, пеларгонии, берёзы и яблони.
2. Супротивное. Количество листьев в узле увеличивается до двух, а сами они могут ориентироваться перекрёстно-попарно (все последующие повёрнуты на 90° к предыдущим) или располагаться двумя рядами без поворотов. Для иллюстрации может быть использована фуксия, сирень или жасмин.
3. Мутовчатое. Три листа (и более) собираются в узле — мутовке. Они располагаются перекрёстно или сдвигаются на половину оборота по отношению к предыдущему, составляя причудливую мозаику, как это происходит у олеандра и элодеи. Иногда мутовки располагаются только на верхушке стебля и образуют супротивно-мутовчатое сочетание.

Видоизменения побега

Для выполнения дополнительных функций и приспособления к необычным условиям существования стебель и его части видоизменяются. Одним из примеров такой модификации является луковица. Ее стебель тонкий и плоский. Визуально он совсем непохож на этот орган растения. Но это стебель, поскольку на нем расположены почки и придаточные корни.

У пырея, вороньего глаза, валерианы и ландыша стебель располагается под землей. Внешне он напоминает корень. Однако, на стебле этих растений можно отчетливо выделить узлы, на которых находятся редуцированные листья — чешуйки. Такой видоизмененный стебель называется корневище. Он лишен зеленой окраски, поскольку развивается под землей. Поэтому функцию фотосинтеза выполняют листья. Они развиваются весной из почек корневища и являются надземной частью этих растений.

Если междоузлия стебля утолщаются, то формируются стеблевые клубни. У кольраби они надземные. В них откладываются запасные питательные вещества. А вот примером растений с подземными стеблевыми клубнями является всем хорошо известный картофель. Они используются не только как источник углеводов, но и для вегетативного размножения. На каждом клубне расположено несколько почек, которые называются глазки.

У винограда, дыни и огурца развиваются усики. Это вьющиеся стебли, с помощью которых растение обвивается вокруг опоры и крепится к ней. В результате стебель удерживается в определенном положении, которое наиболее благоприятно для протекания фотосинтеза.

Совсем другая функция у усов клубники и земляники. Их тонкие стебли имеют удлиненные междоузлия. Они способны укореняться в узлах и давать начало новым растениям.

Вегетативное размножение растений