Контрольная работа по "Ботанике"

Вопрос 1. Способы питания растений. Привести примеры разных групп.

По способу питания растения подразделяются на 2 групп это автотрофы и гетеротрофы.

 Автотрофы-это организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений. По характеру используемой энергии автотрофы делятся на 2 группы - фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.

  1.Фотоавтотрофы используют для синтеза органических веществ неисчерпаемую энергию солнечного света в процессе фотосинтеза. Большинство автотрофов являются фотоавтотрофами. Все они содержат хлорофилл. К ним относят зеленые растения и цианобактерии (сине-зеленые водоросли). У зеленых растений в процессе фотосинтеза СО2 восстанавливается до углеводов, а вода окисляется с высвобождением кислорода.        

2. Хемоавтотрофы- (хемосинтезирующи

бактерии серобактерии, метанобактерии, железобактерии и др.) для синтеза органических веществ используют энергию, образующуюся за счет химического окисления простых неорганических соединений (аммония, нитрита, сульфида, закиси железа). Большинство хемоавтотрофов являются анаэробными бактериями

Гетеротрофы- это организмы, существующие за счёт использования готовых органических веществ, синтезированных автотрофами. Эти вещества, разлагаясь до более простых соединений, дают гетеротрофам как материал для построения тела, так и энергию для жизненных процессов. К гетеротрофам относятся растения и микроорганизмы, не обладающие способностью к фотосинтезу и хемосинтезу – образованию органических веществ за счёт энергии химических реакций. Особыми типами гетеротрофного питания являются паразитизм, сапрофитизм и хищничество.

 Сапрфиты. Все многочисленные отбросы жизни, экскременты животных, палый лист осеннего листопада, мертвый ствол дерева, наконец, все мертвые растения и животные или их отмершие части становятся добычей плесеней и бактерий. Питающиеся трупами бактерии разлагают углеводы, жиры и белки данного организма, превращают их в другие менее сложные соединения- аммиак, углекислоту и воду. Благодаря сапрофитам все вещества, необходимые для жизни, постоянно переходят из одного организма в другой, почему и получается круговорот веществ.

Вещества, поддерживающие жизнь, одни и те же, но в природе они попадают в различном соединении то в один, то в другой организм благодаря сапрофитам — бактериям и грибам. К числу сапрофитных растений относятся и некоторые высшие растения, например, некоторые бесхлорофилльные орхидеи.

Высшие растения-паразиты – это высокоспециализированные однолетники или многолетники с редуцированными или полностью утраченными в ходе эволюции листьями и корнями. Имеются виды, совершенно лишенные хлорофилла и не способные к фотосинтезу. На полях клевера или льна можно иногда наблюдать, что растения перепутаны какими-то белыми или красноватыми нитками- это так называемая повилика или чортовы нитки. Повилика не имеет ни корней, ни листьев. Это травянистое растение состоит из мясистых, тонких, как нити, стеблей, которые опутывают другие растения и врастают в них присосками— гаусториями, с помощью которых они высасывают из питающего их растения соки и за их счет развивают громадное количество цветов и семян. Семена падают на землю, прорастают, проростки сначала имеют корень и стебель, стебель растет, а корень понемногу сходит на-нет, вещества же, его составляющие, идут на подкормку и рост стебля. Стебель этот производит своим верхним концом круговые движения, которыми захватывает стебель какого-либо из соседних аутотрофных зеленых растений, присасывается к нему и начинает расти уже за его счет.  Обычно паразиты отличаются еще и тем, что органы, не нужные им для поддержания жизни, у них исчезают: у повилики исчезают листья и корни, последние заменяются присосками, развивающимися из клеток наружной кожицы.

Растения- хищники. К этой группе растений относятся такие, которые способны сами вырабатывать углеводы, например, сахар, но растут в таких условиях, в которых из почвы не могут получить соединений азота. Такие растения ловят насекомых и извлекают азот путем переваривания последних.В торфяных болотах можно разыскать так называемую мухоловку. Она состоит из розетки листьев и пучка корней, всасывающих воду; цветочная стрелка ее с белыми цветами, как и вся мухоловка, крупнее, чем у росянки. Листья у мухоловки построены еще интереснее, чем у росянки. Каждый лист состоит из двух симметричных половинок, имеющих зубчатые края с сильно удлиненными зубчиками, расположенными так, что зубчики одного края приходятся против промежутков другого. Насекомое, севшее на такой лист, может долго гулять по нему, не вызывая никаких изменений, но если оно коснется одной из трех щетинок, симметрично расположенных на каждой из двух половинок листа, то возникает раздражение, которое передается средней жилке. Лист захлопывается, и насекомое оказывается внутри глухого мешка. Теперь начинают действовать красные сидячие железки, рассеянные по всей поверхности листа. Они выделяют пищеварительный фермент, близкий пепсину, и муравьиную кислоту, все белки насекомого растворяются, остается только хитиновый покров, который сдувает ветер, когда лист снова раскроется. 

Вопрос 2. Выделительные ткани растений. Вещества, выделяемые растениями их роль в жизни растений и хозяйственной деятельности человека.

К выделительным тканям относятся разного рода структурные образования, способные выделять из растения или изолировать в его тканях продукты метаболизма и капельно- жидкую воду. Выделяемые наружу или накапливаемые внутри жидкие и твердые продукты метаболизма получили название секретов.

Все выделительные ткани можно сгруппировать в две большие группы в зависимости от того, выделяют ли они вещества наружу или эти выделенные вещества остаются внутри растения.

1) Наружные (экскреторные) выделительные  ткани;

2) Внутренние (секреторные) выделительные ткани.

Наружные (экскреторные) выделительные ткани.

Они бывают нескольких типов.

1. Железистые волоски- это производные эпидермы. Состоят из одно- или многоклеточной ножки и одно- или многоклеточной головки. Головка выделяет эфирные масла в пространство между целлюлозной оболочкой и кутикулой. При разрыве кутикулы экскрет изливается наружу, затем образуется новая кутикула и опять накапливается новая капля экскрета. Железистые волоски бывают сидячими, без ножки. Кроме эфирных масел они могут выделять соли и воду (например, у мари и лебеды). Более сложными по строению являются пельтатные желёзки. В их образовании принимает участие не только эпидерма, но и глубже лежащие ткани (такие структуры называются эмергенцами). Они имеют вид щитка на ножке и встречаются, например, у смородины.Резких границ между трихомами и желёзками нет, и их иногда трудно различить.

К наружным железистым эмергенцам относят и жгучие волоски крапивы (выделяют муравьиную кислоту), желёзки насекомоядных растений, выделяющие пищеварительные соки и нектар.

2. Нектарники.Чаще всего они встречаются в цветках (флоральные нектарники), реже на вегетативных частях растения стеблях и листьях (экстрафлоральные нектарники). Они выделяют сахаристую жидкость - нектар, привлекающий насекомых-опылителей. По форме нектарники варьируют от железистых участков на поверхности органов (цветков) до специализированных желёзок с собственной проводящей системой. Выделительные клетки нектарников имеют густую цитоплазму и высокую активность обмена веществ. К нектарнику может подходить проводящий пучок, состоящий преимущественно из флоэмных элементов, по которому поступают растворы сахаров. Нектар экскретируется либо через клеточную оболочку и разрыв кутикулы, либо у менее специализированных – через устьица.

3. Гидатоды – это структуры, выделяющие наружу капли воды и растворённые в ней соли. К гидатоде тоже подходит проводящий пучок, но состоит он преимущественно из трахеальных элементов ксилемы, по которым идет передвижение воды. По строению многие гидатоды похожи на устьица. Они состоят из 2 клеток, но они немного другой формы и всегда открыты. Обычно гидатоды располагаются по краю листа, и при избыточном поступлении воды в растение и слабой транспирации (что обычно бывает при высокой влажности воздуха) через гидатоды выдавливается избыток воды наружу (растение «плачет»). Этот процесс называется гуттация. Гуттация происходит у многих тропических растений (монстера, филодендрон, сциндапсус), у наших растений средней полосы утром, когда влажность воздуха повышена часто выделяется роса (земляника, манжетка, роза), у некоторых околоводных растений (дербенник иволистный – «плакун-трава»). Значение гуттации: растение освобождается от избытка воды и солей. В качестве гидатод могут функционировать и некоторые трихомы, особенно у молодых листьев. Они могут как выделять воду, так и поглощать её.

4. Осмофоры -часто аромат у цветков обусловлен эфирными маслами, которые выделяют клетки эпидермы листочков околоцветника. Но у некоторых растений аромат создаётся благодаря работе особых желёзок – осмофоров. Осмофоры встречаются у растений семейства орхидных, кирказоновых, ластовневых и др.. Они могут быть разной формы: ресничек, волосков, крыльев. В осмофорах есть экскреторная ткань, состоящая из нескольких слоёв клеток, может быть развита специальная проводящая система или система межклетников. Выделяемые масла обычно сразу же испаряются и служат для привлечения насекомых-опылителей.

Внутренние (секреторные) выделительные ткани.

1. Выделительные клетки часто располагаются среди других тканей и поэтому являются идиобластами. В них накапливаются различные вещества-шлаки: оксалат кальция, слизи, танины, терпены, полисахариды, и др. Например, в эфирно-масляных клетках лавра первоначально терпены накапливаются в виде маленького пузырька, прикреплённого изнутри к стенке клетки. По мере накопления терпенов, пузырёк растёт и занимает всю полость клетки. Одновременно изнутри на клеточную оболочку откладывается суберин, и ядовитый секрет изолируется от окружающих живых тканей. Эфирно-масляные идиобласты характерны для семейств лавровых, магнолиевых, кирказоновых, перечных.

2. Вместилища выделений.Они очень разнообразны по форме и величине. По происхождению вместилища делятся на: схизогенные (греч. схизейн – расщеплять) и лизигенные (греч. лизис – растворять).Схизогенные вместилища – возникают из межклетников, которые заполняются выделяемыми веществами. Межклетники окружены живыми клетками эпителия, выделяющими вещества. Находятся в стеблях и листьях. К схизогенным вместилищам относятся смоляные каналы (смоляные ходы) у хвойных, аралиевых, зонтичных, сложноцветных и др.. Смоляной канал представляет собой длинный трубчатый межклетник, заполненный смолами и окружённый клетками эпителия, выделяющими смолистый секрет внутрь смоляного канала. Клетки эпителия одновременно изолируют смоляной канал от живых тканей. Смоляные каналы могут быть простыми, неразветвлёнными или ветвиться, образуя друг с другом перемычки-анастомозы.Кроме того, схизогенные вместилища бывают короткими и округлыми и накапливают слизи.

Лизигенные вместилища – образуются из группы клеток, которые распадаются (лизируются) после накопления выделенных веществ. Изнутри стенки вместилища опробковевают, изолируя секрет. Лизигенные вместилища с эфирными маслами встречаются, например, в кожуре цитрусовых. Чёткой границы между схизогенными и лизигенными вместилищами часто нет, часто нет так как существуют переходные типы вместилищ.

А-лизигенное вместилище     Б-схизогенное вместилище1-клетки эпителия 2-капля эфирного масла 3- полостьсмоляного хода 4- капля смолы 5- склеренхима

3. Млечники (млечные трубки) – живые клетки, в вакуолях которых накапливается млечный сок. Часто молочно-белый, реже желтоватый, у чистотела – ярко оранжевый.В млечниках смолы, терпены, каучук накапливаются в виде гидрофобных капелек в водном растворе клеточного сока, и, таким образом, в вакуоли образуется эмульсия, похожая на молоко. Млечный сок может содержать смолы, каучук, эфирные масла, белки, алкалоиды и называется латексом. Могут распологатся в стеблях, корнях и листьях. По строению млечники бывают 2 типов: членистые и нечленистые.

1-членистый млечник  2-нечленистый млечник

Членистый млечник возникает из многих отдельных клеток, расположенных друг над другом. В местах соприкосновения клетки растворяют оболочки, их протопласты и вакуоли сливаются в единую разветвлённую систему. Такие млечники характерны для сложноцветных, маковых, колокольчиковых.

Нечленистый млечник - это одна гигантская клетка, которая не делится, а постоянно растёт, удлиняется, ветвится. Такие млечники характерны для семейств молочайных и тутовых.

Вещества, которые выделяют растения, имеют большую роль как для человека, так и для самого растения. Многие растения выделяют летучие вещества, которые способны убивать микробов, вызывающих опасные заболевания (дизентерию, брюшной тиф, туберкулез и др.) Такие вещества, названные фитонцидами, образуют не только лекарственные растения — кровохлебка, шалфей, крапива, алоэ и т. п., но и обычные хвойные деревья — сосна, ель, пихта, можжевельник; лиственные — черемуха, тополь, дуб; экзотические древесные виды — самшит, кипарис, тис, цитрусовые и многие травы. Для микробов особенно губительны фитонциды тех растений, которые люди испокон веков используют как острые приправы: чеснок, хрен, горчица, редька, красный перец, лук и др. Борются с вредными микроорганизмами и безобидные овощи: томаты, морковь, свекла, сельдерей и петрушка. Но значение фитонцидов гораздо шире. Некоторые из них могут служить пищей для бактерий, актиномицитов и грибов, другие активизируют многие процессы в организмах. У растений много врагов не только среди микроорганизмов, но и среди насекомых и животных. Фитонциды — это те невидимые средства, при помощи которых растения защищаются от полчищ своих врагов. Были поставлены также опыты по воздействию фитонцидов на важные биохимические процессы в организме человека и в атмосфере. Оказалось, что летучие фитонциды сосны, лавровишни, кипариса активно очищают воздух от туберкулезных бактерий, усиливают тканевое дыхание, помогают организму накоплять необходимый ему органический фосфор. Именно действием фитонцидов часто можно объяснить то, что одно растение угнетает другое, произрастающее вблизи. Так, дуб и орех не могут расти вместе; посаженные рядом капуста и альпийская фиалка погибают, хвойные породы угнетающе действуют на рост своих собратьев — сосен. Это и многое другое говорит нам, что фитонциды — один из решающих факторов естественного отбора растений в их сообществе. Фитонциды применяются как средство протравливания семян, как стимуляторы роста многих растений. Благодаря этому созданы сорта томатов, устойчивые к некоторым бактериальным заболеваниям. Сок листьев пасленовых (к которым относится и томат) используется как средство борьбы с вирусом мозаики табака. Свойства фитонцидов натолкнули на мысль об использовании их при консервации. Ведь до сих пор усиленной стерилизацией убивались замечательные фитонцидные свойства растений, которые сами могли бы способствовать уничтожению бактерий и сохранению консервируемого продукта. Разработанные сокращенные режимы стерилизации помогли улучшить качество консервов, сохранить цвет, аромат и витамины используемых в производстве сельскохозяйственных продуктов. Образующиеся секреты защищают растение от поедания животными, повреждения насекомыми. Часто секреты выделяемые в месте ранения растения играют роль бактерицидного пластыря. Выделяющиеся в цветках вещества привлекают насекомых- опылителей.