Раздел 1. Строение и многообразие покрытосеменных растений

Определения и обозначения

Покрытосеменные растения — растения, у которых семязачатки находятся внутри завязи, а после оплодотворения образуются семена и плод. Завязь — часть цветка, внутри которой расположены семязачатки. Такое устройство защищает будущие семена, а плод помогает им сохраняться и распространяться.

Вегетативные органы — корень и побег; они обеспечивают питание, рост и связь растения с окружающей средой. Побег состоит из стебля и листьев, а у многих растений на нём также расположены почки. Эти органы помогают растению получать воду и свет, удерживаться в почве и создавать вещества для жизни.

Генеративные органы — цветок, плод и семя; они участвуют в размножении и распространении растения. Цветок нужен для образования семян, а плод защищает их и может помогать переносить их на новые места. Разделение органов на вегетативные и генеративные показывает, какие задачи они выполняют.

Жизненная форма — внешний облик растения, связанный с особенностями его строения и условиями жизни; основные формы — деревья, кустарники и травы. У дерева обычно один главный ствол, у кустарника — несколько стеблей от основания, а у трав стебли чаще мягкие. По жизненной форме можно описать растение и сравнить, как оно приспособлено к месту обитания.

Как это устроено

Корень, стебель и листья связаны в побег и действуют как части единой системы. Корень поглощает из почвы воду и растворённые минеральные вещества, а стебель проводит их к листьям и поддерживает надземную часть. В листьях на свету образуются органические вещества, которые нужны растению; затем они поступают к другим органам. Поэтому повреждение одного органа может сказаться на работе остальных.

Строение корня и побега соответствует жизни на суше. Корень разветвляется в почве: множество его участков соприкасается с почвенной влагой, а само растение получает опору. Стебель удерживает листья и цветки над землёй, где им доступнее свет и воздух. Листья имеют широкую поверхность, чтобы улавливать свет, а их покров уменьшает потерю воды, хотя испарение всё равно происходит.

Цветок участвует в размножении, потому что в нём образуются структуры, необходимые для появления семян. При опылении пыльца попадает на рыльце пестика, после чего может произойти оплодотворение — слияние половых клеток. Затем из семязачатка развивается семя, а завязь обычно превращается в плод. Плод окружает семена и у разных растений помогает им распространяться ветром, водой или животными.

Различия в строении органов и жизненных формах помогают покрытосеменным жить в разных условиях. Например, у растений сухих мест могут быть небольшие листья или развитые корни, а у водных растений части, соприкасающиеся с водой, устроены иначе. Дерево может поднимать листья высоко над землёй, кустарник — ветвиться от основания, а трава — быстро отрастать после повреждения. Такие особенности позволяют использовать доступные ресурсы и выдерживать условия среды.

Покрытосеменные разнообразны, но у них есть общие признаки строения и размножения. У них есть органы, выполняющие вегетативные и генеративные функции, а размножение связано с цветком и образованием семян. Различия в размере, форме листьев или жизненной форме не отменяют этого общего плана. Благодаря общим признакам растения можно объединить в одну группу, а по различиям — сравнивать и распознавать.

Органы покрытосеменного растения и их функции

Сначала определите, какой орган или группа органов указаны в первом столбце, затем найдите их принадлежность и функцию. Примеры помогают связать общую характеристику с конкретным растением. Помните, что побег включает стебель и листья, а плод и семя — разные органы.

Разбор задач

Задача 1. Распределите корень, лист, цветок, плод и семя на вегетативные и генеративные органы.

Нужно разделить пять органов на две группы по их роли в жизни растения. Вегетативные органы обеспечивают рост и питание, а генеративные связаны с размножением. Поэтому при классификации важно выяснить не только название органа, но и его основную задачу.

1. Вспоминаем, что к вегетативным органам относятся корень и побег.
2. Лист является частью побега, значит, он тоже вегетативный орган.
3. Цветок, плод и семя связаны с образованием нового растения и распространением семян, поэтому они генеративные.

Ответ: корень и лист — вегетативные органы; цветок, плод и семя — генеративные органы. Цветок нельзя отнести к вегетативным только потому, что он находится на побеге: решающей является его функция. Такая проверка помогает не путать расположение органа с его ролью.

Задача 2. У растения повреждён корень. Объясните, какие процессы могут нарушиться и почему.

Представим, что часть корня сломана или сильно повреждена. Нужно проследить, какие задачи корень выполняет и что происходит с растением, если эти задачи выполняются хуже. Не следует считать, что повреждение обязательно сразу погубит растение: последствия зависят от того, насколько сильно пострадал корень.

1. Корень поглощает воду и растворённые минеральные вещества из почвы, поэтому при повреждении их поступление может уменьшиться.
2. Корень закрепляет растение, значит, ослабленное растение может хуже удерживаться в почве.
3. Если к листьям поступает мало воды, нарушается их нормальная работа, в том числе образование органических веществ.

Ответ: могут ухудшиться поглощение воды и минеральных веществ, закрепление растения и снабжение надземных органов. Из-за недостатка воды листья могут увядать, а рост — замедляться. Связь функций объясняет, почему состояние корня влияет не только на подземную часть.

Задача 3. Сравните дерево, кустарник и траву по строению надземной части и продолжительности жизни стеблей.

Для сравнения нужно использовать два признака: как устроены надземные стебли и как долго они сохраняются. Одного размера растения недостаточно: высокое растение не обязательно дерево, а низкое — не обязательно трава. Сравниваем общий план строения, характерный для каждой жизненной формы.

1. У дерева обычно есть один хорошо выраженный главный ствол, который ветвится выше земли; его ствол и крупные ветви сохраняются много лет.
2. У кустарника несколько одревесневших стеблей отходят от основания, и они тоже живут несколько лет.
3. У трав надземные стебли чаще мягкие и не одревесневают; у многих трав они живут один сезон, хотя подземные части могут сохраняться дольше.

Ответ: дерево отличается одним главным стволом, кустарник — несколькими стеблями от основания, трава — обычно мягкими стеблями. Стебли деревьев и кустарников сохраняются несколько лет, а надземные стебли многих трав живут недолго. При определении жизненной формы учитывайте оба признака, а не только высоту.

Типичные ошибки

Ошибка: называть цветок вегетативным органом. Иногда так думают, потому что цветок растёт на побеге, но его главная роль — размножение. Проверьте себя вопросом: участвует ли орган в образовании семян? Если да, цветок относится к генеративным органам.

Ошибка: считать плод и семя одним и тем же. Их часто путают, потому что семена находятся внутри плода, однако семя развивается из семязачатка, а плод — главным образом из завязи. Чтобы проверить себя, представьте яблоко: его мякоть относится к плоду, а семечки внутри — это семена.

Ошибка: сводить роль листа только к фотосинтезу. Фотосинтез заметен как важная функция, поэтому о других задачах легко забыть. Листья также участвуют в газообмене и испарении воды; проверьте ответ, если в нём названа только одна функция.

Ошибка: считать, что все покрытосеменные имеют одинаковое строение и жизненную форму. Общие признаки группы не означают полного сходства: растения различаются органами и приспособлениями к условиям жизни. Сверьте себя: у них есть цветки и образуются семена, но они могут быть деревьями, кустарниками или травами и занимать разные места обитания.

Связь с другими темами

Чтобы понять строение растения, нужно знать, что оно состоит из клеток и тканей, а органы выполняют разные функции. Это помогает увидеть, почему корень, стебель и листья не могут заменить друг друга, хотя работают совместно. В следующих темах подробнее изучаются корень, побег, цветок, плод и семя, поэтому их общие роли пригодятся для понимания деталей.

Знание органов и жизненных форм полезно не только при изучении строения растений. Оно помогает распознавать растения вокруг и объяснять, как особенности их строения связаны со средой обитания. Например, сравнение корней, листьев и стеблей подсказывает, какие условия растение способно переносить.

Что запомнить

• Покрытосеменные образуют цветки, плоды и семена.
• Корень и побег относятся к вегетативным органам.
• Цветок, плод и семя связаны с размножением растения.
• Органы растения работают взаимосвязанно.
• Деревья, кустарники и травы — основные жизненные формы растений.
• Покрытосеменные разнообразны, но имеют общие признаки строения и размножения.