Главные признаки царства растений. Растения. Высшие и низшие растения

Ботаника (от греч. «ботане » – зелень, трава) – это наука о растениях, изучающая их внешнее и внутреннее строение, процессы их жизнедеятельности, значение и распространение в природе, взаимодействие растений и окружающей среды.
Растения распространены на Земле повсеместно. За исключением высокогорных районов и полюсов, вся суша покрыта растительными сообществами. Исторически сложившуюся совокупность видов растений, обитающих на определенной территории, называют флорой . Ее обычно подразделяют на дикорастущую и культурную. Совокупность растительных сообществ (фитоценозов) Земли или отдельных ее регионов называют растительностью . Распределение растительности зависит от условий обитания (прежде всего, от типа почвы и от климата) и подчиняется законам географической зональности и поясности.

Основные признаки растений

1. Автотрофный тип питания – растения способны синтезировать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза.
2. Особенности строения клетки: наличие жесткой клеточной оболочки из целлюлозы и пектиновых веществ, центральной вакуоли, пластид. В клетках высших растений отсутствует клеточный центр.
3. Поглощение веществ только в виде жидкостей или газов.
4. Неспособность к передвижению (искл.: некоторые одноклеточные водоросли).
5. Рост в течение всей жизни.

Высшие и низшие растения

По морфологической организации выделяют две группы растений: высшие и низшие. Тело низших растений не разделено на органы и ткани, оно представлено одной клеткой или слоевищем (многоклеточное образование). Большинство низших растений обитает в воде. Согласно современным представлениям, к низшим растениям относятся только водоросли.
Высшие растения имеют органы и ткани и преимущественно обитают на суше (хотя встречаются виды, обитающие в воде). К ним относятся споровые (мохообразные и папоротникообразные) и семенные растения (голосеменные и покрытосеменные).

Значение растений

1. Выделение кислорода, необходимого для дыхания живых организмов.

Переводят энергию Солнца в энергию химических связей (космическая роль).

Начальное звено цепей питания.

2. Употребляются в пищу.

Декоративное.

Используются в строительстве.

3. Сырье для текстильной, химической, бумажной, парфюмерной и косметической промышленности.

   Получение лекарств.

Жизненные формы растений

Жизненная форма растения – это внешний облик растения, отражающий приспособленность к определенным условиям среды обитания. Выделяют 4 основные жизненные формы:
Дерево – это многолетнее растение с одним главным стеблем (стволом) и совокупностью боковых побегов, образующих крону. Стебель обычно одревесневший и прямостоячий. Продолжительность жизни может достигать несколько тысяч лет.
Кустарник – это многолетнее растение с несколькими стеблями (стволиками). Стебель обычно также одревесневший и прямостоячий. Продолжительность жизни отдельного стволика составляет от 2 (малина) до 20-25 лет (орешник), но общая продолжительность жизни всего растения может составлять несколько сотен лет. Необходимо отметить, что в зависимости от условий произрастания, некоторые растения могут быть либо кустарниками, либо деревьями (например, рябина).
Кустарничек – это небольшие кустарники, не превышающие в высоту50 см (в среднем – 10-30 см). Часто они имеют длинные корневища. Продолжительность жизни отдельных кустиков составляет в среднем 5-10 лет, растение в целом может существовать несколько сотен лет. К кустарничкам относятся черника, брусника, клюква, мирт, вереск.
Травы – это растения, имеющие неодревесневший стебель. В умеренном поясе надземные побеги трав чаще всего живут всего один вегетационный период, после чего отмирают. По продолжительности жизни травы делят на однолетние, двулетние и многолетние. Однолетние травы за один сезон проходят один или несколько циклов развития от семени до взрослого растения, которое после образования плодов погибает (пастушья сумка, ярутка). Двулетние травы в первый год существования формируют только вегетативные органы, а на второй год образуют генеративные органы и после образования плодов погибают (морковь, свекла, капуста). Многолетние травы живут несколько десятков лет, ежегодно образуя новые надземные побеги, отмирающие в конце вегетационного периода. К многолетним травам относится большинство травянистых растений. Самая большая трава — это банан.

Строение клетки растения

Клетка растений характеризуется наличием оболочки , состоящей из целлюлозы (клетчатки). Оболочка обеспечивает защиту, прочность клетки и растения, форму клетки, участвует в транспорте веществ. Под оболочкой располагается цитоплазматическая мембрана.
Внутри клетки находится цитоплазма с комплексом органоидов, присущих всем эукариотам, и ядро. Необходимо отметить, что в клетке растений содержатся органоиды, не характерные для других эукариот: вакуоль (заполнена клеточным соком) и пластиды.

Ткани растений

Ткань – это группа клеток и межклеточного вещества, схожих по строению, происхождению и приспособленная к выполнению одной или нескольких функций.

Образовательные ткани

Они образуют новые клетки и обеспечивают рост растения. Способность к делению сохраняется только у клеток этих тканей. Эти ткани могут сохраняться в течение всей жизни растений. Все образовательные ткани состоят из недифференцированных клеток. Их клетки характеризуются небольшими размерами, тонкой оболочкой, относительно крупным ядром, занимающим центральное положение, отсутствием крупной центральной вакуоли и хлоропластов. Выделяют верхушечные, боковые, вставочные и раневые образовательные ткани.
Верхушечные – находятся на вершине вегетативных органов (побег, корень). Они наращивают соответствующие органы в длину.
Боковые – находятся в стебле и корне (камбий и феллоген). Они определяет рост органа в толщину.
Вставочные находятся в основаниях междоузлий (у злаков). Они обеспечивают быстрый рост побега, имеют временный характер.
Раневые (травматические) возникают при залечивании поврежденных тканей и органов.

Покровные ткани

Они распо­лагаются на поверхности органов растений. Функции: барьерная, защита от высыхания, повреждения и поедания животными; газообмен, испарение воды, поглощение веществ.

Эпидерма – находится на поверхности листьев, молодых стеблей, цветков. Клетки эпидермы живые, прозрачные и очень прочно соединены друг с другом, межклеточное вещество практически отсутствует. Снаружи находится кутикула (это вещество, состоящее из растительных восков). Эпидерма включает: основные клетки (составляют основную массу; часто эти клетки имеют извилистые стенки для увеличения прочности); устьица (состоят из замыкающих клеток с неравномерно утолщенными оболочками, между которыми находится устьичная щель. Эта щель может изменять свой просвет, регулируя транспирацию и газообмен) и волоски.
Ризодерма –покровная ткань молодого корня. Клетки расположены в один ряд, они живые, с тонкой оболочкой. В зоне всасывания клетки ризодермы образуют выросты – корневые волоски.
Перидерма – образуется на стебле и корне и состоит из нескольких слоев клеток. В умеренном климате у растений появляется в середине лета. В ней выделяют две части: пробку (расположена на поверхности органов и составляет основную массу перидермы; клетки пробки мертвые и плотно прилегают друг к другу), феллоген (боковая образовательная ткань, состоящая из одного слоя клеток; за счет его работы перидерма растет в толщину. В пробке есть участки с рыхло расположенными клетками – чечевичками (служат для газообмена). На зиму чечевички закрываются.
Корка – образуется у большинства деревьев на смену перидерме. Корка состоит из чередующихся слоев пробки и прочих отмерших тканей коры. Все клетки корки мертвые.

Механические ткани

Функции: защитная, поддержание определенного положения органов в пространстве. У водных растений механические ткани развиты слабо или не развиты вообще. Существует две разновидности — колленхима и склеренхима. Колленхима – это первичная механическая ткань молодых побегов, которая состоит из живых клеток с неравномерно утолщенными клеточными стенками, что позволяет расти органу в целом. Склеренхима состоит из мертвых клеток, с очень толстыми, равномерно утолщенными оболочками. Различают два основных типа склеренхимы: волокна и склереиды. Волокна представляют собой сильно вытянутые клетки, с очень толстой оболочкой и узкой полостью. Волокна, входящие в состав флоэмы, называются лубяными, а входящие в состав ксилемы – древесинными. Склереиды могут быть округлыми, ветвистыми или иной формы.

Проводящие ткани

Основная функция – транспорт веществ по растению. Включают две группы – ксилему (древесина) и флоэму (луб). По ксилеме снизу вверх (от корней к листьям – восходящий ток) поднимаются вода с растворенными в ней минеральными веществами; также по ксилеме двигаются органические вещества, синтезируемые в корнях. По флоэме сверху вниз двигаются органические вещества (нисходящий ток); но они могут двигаться и вверх (например, к цветкам, плодам или на вершину побега). Часто ксилема и флоэма располагаются вместе, образуя проводящие пучки.
Ксилема состоит из следующих клеток:

1. Проводящие элементы: сосуды и трахеиды. Трахеиды (у риниофитов, папоротникообразных, голосеменных и покрытосеменных) – сильно вытянутые в длину клетки с ненарушенными первичными стенками. Сосуды (у покрытосеменных) – мертвые клетки с толстой оболочкой, между соседними клетками возникают сквозные отверстия, поэтому сосуд напоминает собой трубку.
2. Механические волокна.
3. Запасающие элементы – живые клетки.
4. Лучевые элементы – образованы живыми клетками, выполняют функцию транспорта веществ в радиальном направлении.

Флоэма состоит из следующих клеток:

Проводящие элементы – это ситовидные трубки. Это живые клетки, также образующие вертикальный ряд, на поперечных перегородках находится множество отверстий (перфораций; поэтому эта сторона напоминает сито – отсюда и название). Около отдельных клеток ситовидных трубок находятся клетки-спутницы, которые обеспечивают питание проводящих элементов. Клетки проводящих элементов в зрелом состоянии не содержат центральной вакуоли и ядер, но остаются живыми.

1. Механические элементы.
2. Запасающие элементы
3. Лучевые элементы.

Выделительные ткани

Функции: удаление продуктов обмена веществ и излишней воды; накопление и изоляция от других органов продуктов обмена веществ.

Основные ткани

Ассимиляционная (фотосинтезирующая) – отвечает за фотосинтез. Состоит из клеток, в которых содержится большое число хлоропластов. Эта ткань располагается в листьях и молодых стеблях.

Запасающая – находится чаще всего в корнях и побегах или в специализированных органах (клубни, луковицы или корневища).

Воздухоносная – это ткань с сильно развитыми межклетниками, основная функция которой – вентиляция. Наиболее сильно она развита у растений, погруженных в воду или обитающих на болоте.

Водоносная – это ткань, чаще всего развивающаяся у растений, обитающих в условиях недостаточного увлажнения (кактусы, агавы, алоэ). Ее основная функция – запасание воды.

Растения имеют несколько отличительных признаков, которые объединяют их в одно царство. Таковыми являются:

• способность к фотосинтезу;
• зависимость от воды;
• размножение спорами или семенами.

Отличительные черты растений

Основным отличием растений от прочих царств многоклеточных организмов является то, что они могут принимать из окружающей среды полезные вещества, среди которых различные минералы (железо, натрий, фосфор и т.д.), углерод. Под воздействием энергии солнца из этих неорганических веществ растениями создаются органические соединения. Данная способность называется автотрофностью. Прочие же группы организмов этого делать не могут, поэтому усваивают уже готовые органические вещества. Таким образом, растения являются основой пищевой цепи для всех организмов.

Другим общим признаком доя всех организмов этого царства является привязанность к конкретному субстрату, т.е. среде, из которой они получают нужные вещества. Эта среда может быть разной. Большая часть растений привязана к почве, однако существуют виды, растущие в водной среде, на скалах, на других растениях и т.д.

Фотосинтез является общим и обязательным явлением для всех растений. По сути, он представляет собой одну из составляющих автотрофности. В процессе фотосинтеза растения с помощью листьев принимают из атмосферы углекислый газ, из которого они усваивают углерод. Освободившиеся молекулы кислорода выбрасываются обратно в воздух. Таким образом, вещество, которым мы дышим, образуется именно благодаря растениям.

Размножение растений

Растения размножаются с помощью специальных органов, которые по своим характеристикам разделяются на две группы: споры и семена. Оба варианта приводят к образованию новой особи. При этом споровый путь размножения является более древним.

Несмотря на то, что споровый и семенной варианты различаются по своим характеристикам, все они основаны на высвобождении гена материнской особи. Плпадая в подходящую среду, и из спор, и из семян вырастает новый экземпляр, генетически полностью схожий с материнским.

Часть 3. Царство Растения

Низшие растения. Группа отделов Водоросли

Отдел Зелёные водоросли

Отдел Красные водоросли (Багрянки)

Отдел Бурые водоросли

Высшие растения

Отдел Моховидные

Отдел Плауновидные

Отдел Хвощевидные

Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения

В современном мире насчитывают более 550 тыс. видов растений. Они составляют около 95 % от биомассы планеты – массы всех населяющих её живых организмов. Растения – основные производители (продуценты) органического вещества на Земле.

Флора наших дней представлена растительными организмами самого разного строения и экологических особенностей. Так, у низших растений – водорослей – тело не разделено на органы, а у высших растений (к ним относятся мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные) есть корни (у мхов корней нет), стебли и листья. С экологической точки зрения растения подразделяют на светолюбивые и теневыносливые, обитающие во влажных (тропики, субтропики) или засушливых местах.

В различных климатических зонах именно сообщества разных растений определяют структуру биомов – совокупностей живых организмов (животных, растений, грибов и микроорганизмов), населяющих определённую местность: тундру, лиственный лес, степь, тропический лес, саванну и др.

Однако при всём многообразии растительные организмы имеют общие черты, совокупность которых отличает их от представителей других царств живой природы.

Основные признаки растений

1. Практически все растительные организмы – автотрофы и способны к фотосинтезу – образованию органических молекул из неорганических за счёт энергии света. Благодаря этому у растений в процессах обмена веществ преобладают реакции биологического синтеза органических молекул над процессами расщепления веществ. В результате растения образуют ту органическую биомассу, которой питаются животные и другие гетеротрофные организмы.

2. У растений имеются особые пигменты, содержащиеся в пластидах – специфических органоидах растений, например хлорофилл. Другие пигменты – оранжево-жёлтые и красные каротиноиды – проявляются при пожелтении листьев, а также придают отдельным частям растений (плодам, цветкам) тот или иной цвет. Эти пигменты играют очень важную роль в жизнедеятельности растений, принимая участие в фотосинтезе.

3. Процессы жизнедеятельности растительного организма регулируют особые растительные гормоны – фитогормоны. Их взаимодействие обеспечивает рост, развитие и другие физиологические процессы, происходящие в растениях. Примером может служить этилен, появляющийся в стареющих тканях растений, или ауксины – вещества, ускоряющие рост растений. Фитогормоны синтезируются в ничтожных количествах и транспортируются по проводящей системе организма.

4. Клетки растений окружены толстой стенкой, лежащей кнаружи от цитоплазматической мембраны. Она состоит в основном из целлюлозы. Такая клеточная стенка – специфическая особенность растений: у животных её нет. Наличие у каждой растительной клетки твёрдой оболочки определило малую подвижность растений. А в результате питание и дыхание растительного организма стали зависеть от поверхности его тела, контактирующей с окружающей средой. В процессе эволюции это привело к сильной, гораздо более выраженной, чем у животных, расчленённости тела – ветвлению корневой системы и побегов.

5. Обязательным продуктом обмена веществ растений является клеточный сок. Это раствор разнообразных органических (аминокислоты, белки, углеводы, органические кислоты, дубильные вещества) и неорганических (нитраты, фосфаты, хлориды) веществ. Накапливаясь в цитоплазме, клеточный сок увеличивает внутриклеточное давление, вызывающее напряжение клеточной стенки – тургор. В результате этого ткани растений приобретают высокую прочность.

6. Растения обладают неограниченным ростом: они увеличиваются в размерах в течение всей своей жизни.

Царство растений включает две крупные группы организмов – Низшие и Высшие растения, различающиеся принципиальными особенностями строения и жизнедеятельности.

Низшие Растения

Разделы на этой странице:

Без растений немыслима жизнь на Земле. Они дают нам кислород для дыхания, пищу, снабжают сырьем промышленность, согревают нас. Каменный уголь, торф, природный газ, нефть – все это результат деятельности растений прошлых эпох.

Растения дарят нам радость, украшают жизнь. Обширные пространства покрыты лесами; поля, луга, степи пестрят разнообразными растениями (рис. 87).

Признаки растений " class="img-responsive img-thumbnail">

Рис. 87. Разнообразие растений. Посмотри, какие они разные и как красивы! Все в них привлекает: форма листьев и цветков, цвет лепестков и плодов

Даже на Крайнем Севере, где земля почти круглый год покрыта снегом, встречаются растения; есть они и в сухих песчаных пустынях. Растения живут и в воде: в громадной толще океанов, мелких речках, прудах.

Таким образом, растения обитают в самых разнообразных условиях. В зависимости от этого они отличаются друг от друга размерами, формой и строением отдельных органов, их окраской и многими другими признаками.

Для растений, как и для других живых организмов, характерны питание, дыхание, рост, размножение. Семена в почве прорастают, появляются светло-зеленые ростки. Постепенно они превращаются в полные жизни растения. В процессе роста накапливается их масса, они становятся взрослыми, после чего начинается старение организма.

Для роста растения необходимы питательные вещества, свет, тепло, воздух, вода.

Как и другие живые организмы, растения дышат. В процессе дыхания они используют кислород воздуха и выделяют углекислый газ. Растения размножаются, оставляя после себя потомство, а по истечении времени – умирают.

Вместе с тем растения имеют признаки, которыми они отличаются от других живых организмов.

Конечно, вы обращали внимание на позолоту и багрянец осеннего леса, на буйное многоцветье цветущего луга. Кто тот искусный мастер, что с такой щедростью разливает по Земле чудесные краски?

В природе очень много растений, в тканях и органах которых накапливаются красящие вещества. Их называют пигментами. Они отличаются друг от друга по цвету. Все многообразие красок обусловлено разнородными пигментами. Они содержатся во всех органах и тканях растений: в листьях, цветках, корнях, стеблях, семенах, древесине, коре.

Человек научился получать красящие вещества из растений и использовать их. Назовем основных «поставщиков» некоторых красок. Красную краску получают из цветков зверобоя, чертополоха, плодов барбариса. Желтую краску извлекают из листьев березы, кожицы лука, цветков резеды. Синюю краску доставляют цветки василька, а фиолетовую – ягоды ежевики. Кожура плодов грецкого ореха и граната – основное сырье для заготовки черной краски.

Но самое главное красящее вещество (пигмент), которое обусловливает зеленый цвет большинства растений, – хлорофилл. Особенно много хлорофилла образуется в клетках листьев (в переводе с греческого «хлорос» означает зеленоватый и «филлон» – лист). С участием этого пигмента, который улавливает энергию солнечного света, в зеленых частях растений происходит удивительный, свойственный растениям процесс. Он получил название фотосинтез (в переводе с греческого «фотос» означает свет и «синтез» – соединение) – синтез органических веществ (крахмала) из неорганических на свету. В процессе фотосинтеза растения выделяют кислород. Образуется крахмал из неорганических веществ – углекислого газа, поглощаемого из атмосферного воздуха, и воды, всасываемой корнями из почвы (рис. 88). (Процесс фотосинтеза очень сложный, подробно вы его будете изучать в старших классах.)

Мир живых существ составляют растения, животные и микроорганизмы, между которыми существует глубокое единение, которое проявляется в подобии клеточного строения, химического состава и обмена веществ. Раздражимость, рост, размножение и другие основные проявления жизнедеятельности характерны для всех живых организмов.

Однако по определённому комплексу признаков растения можно легко отличить от представителей иных царств.

Большинство растений имеют зелёную окраску, но иногда они могут быть другого цвета.

Пример 1

Например, существуют водоросли красного, бурого и жёлтого цветов. Окраска растений определяется присутствием в их клетках особенных соединений - красителей, которые называются пигментами (от лат. пигментум -краска). Зелёный цвет растений вызван особенным, наиболее распространённым, красителем - пигментом хлорофиллом (от греч. хлорос «зелёный» и филлон - «лист».

Именно хлорофилл обеспечивает процесс фотосинтеза, во время которого растения улавливают солнечные лучи и усваивают их энергию. Тем самым растения реализуют свою уникальную возможность: превращают солнечную энергию на химическую энергию созданных ими органических веществ.

Растения непосредственно или косвенно есть источником энергии для животных. Образованием органических веществ из неорганических значение фотосинтеза для существования на нашей планете не ограничивается. В процессе фотосинтеза растения не только усваивают углекислый газ, но и выделяют кислород, которым дышат другие организмы. До появления фотосинтезирующих организмов в атмосфере Земли кислорода не было.

Растения поддерживают необходимый для существования большинства организмов уровень кислорода в атмосфере $(21\%)$ и предупреждают накопление в ней излишка углекислого газа. Важная роль растений состоит также в очищении воздуха от загрязнения вредными веществами.

Все растения характеризуются наличием плотных клеточных оболочек (стенок), которые состоят в основном из целлюлозы. Клеточная стенка является надмембанной структурой. Целлюлоза - углевод, характерный именно растениям. Он придаёт клеткам упругость и сохраняет постоянную форму.

1. Растительные клетки имеют большие вакуоли, заполненные клеточным соком.
2. В растительных клетках отсутствует клеточный центр (центросома).
3. Минеральные соли в цитоплазме могут находиться как в растворённом состоянии, так и в виде кристаллов.

Растения часто отличаются очень сложным строением , однако некоторые из них есть одноклеточными организмами (хламидомонада, хлорелла).

Клетки данных организмов имеют достаточно большие размеры (до нескольких сантиметров), имеют большую центральную вакуоль, которая регулирует тургор (осмотическое давление в клетке, которое приводит к напряжению клеточной оболочки).

Запасным питательным веществом обычно есть зёрна крахмала или близкие по строению и химическим свойствам углеводы (багрянковый крахмал - водоросли, инулин - топинамбур). Клетки растений могут объединяться в ткани, в которых, в свою очередь, практически полностью отсутствует межклеточное вещество. Некоторые ткани, например, склеренхима и пробка, почти полностью состоят из мёртвых клеток.

При этом, в отличие от животных, в состав растений входят различные типы клеток, основу ксилемы составляют водопроводные элементы и волокна древесины.

В основном растения ведут прикреплённый образ жизни. Для них характерны только особенные виды движений : тропизмы - ростовые движения и настии - движения в ответ на раздражитель.

4. Растения не имеют специальных экскреторных органов.
5. Они способны к неограниченному росту , который происходит в определённых участках тела, образованных меристематическими недифференцированными клетками (камбий стебля и конусы наростания на верхушке корня и побега, вставная меристема в узлах злаков).
6. Для большинства растений характерно сильное ветвление тела, что увеличивает его поверхность. Эта особенность обусловлена образом жизни растений - поглощением газообразных (из атмосферы) и жидких (из почвы) компонентов. Благодаря ветвлению создаются более благоприятные условия для улавливания света и поглощения веществ.
7. Все процессы жизнедеятельности растений регулируются специальными веществами - фитогормонами.
8. Для большинства растений характерна сезонность увядания и опадания листьев с наступлением холодов , а также активный рост тканей и образование почек при потеплении.
9. Растения являются первым звеном всех трофических цепей , потому от них зависит жизнь животных.

Замечание 1

Известно около $350$ тыс. видов растений, среди которых есть одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы. Без растений существование подавляющего большинства других живых организмов на нашей планете было бы невозможным. Именно растения поддерживают постоянство газового состава атмосферы, поглощая из неё углекислый газ и выделяя кислород. Они накопляют на Земле органическое вещество (приблизительно $4,5 х 1011$ млрд. т за год).

Растительные сообщества (фитоценозы) формируют ландшафтное разнообразие нашей планеты, а так же неограниченное разнообразие экологических условий для других организмов. Это растения преимущественно и определяют характер конкретного сообщества.

Растения подразделяют на низшие (водоросли) и высшие. У каждой группы тоже, в свою очередь,есть свои характерные признаки.

Характерные черты низших растений :

• Тело представлено одно- или многоклеточной сланью, или таломом.
• Тело не разветвлённое, или дихотомично ветвистое, но не расчленённое на вегетативные органы.
• Тело лишено специальной проводящей ткани.

Характерные черты высших растений :

• Есть более или менее хорошо развитые вегетативные органы.
• Имеют специальную систему проводящих тканей и механических элементов.
• Правильное ритмическое чередование поколений.
• Отсутствие дополнительных пигментов в клетках.
• Развит многоклеточный женский половой орган (архегоний)