Orgány – BIOLOGIE

Klasifikace orgánů vyšších rostlin je uvedena na Obr. 8.26. Obr. 8.26.Klasifikace rostlinných orgánů Celkový plán struktury vyšších rostlin je uveden na Obr. 8.27. Dále popíšeme orgány zobrazené na Obr. 8.26. kořen Jedná se o axiální vegetativní orgán, který má neomezený apikální růst, pozitivní geo-, aero- a chemotropismus a má radiální strukturu. Kořenové funkce:

• • posílení rostliny v půdě;
• • vstřebávání minerálů a vody z půdy;
• • syntéza řady specifických látek (fytohormony, alkaloidy atd.);
• • syntéza některých organických látek obsahujících dusík (aminokyseliny atd.);
• • dýchání;
• • vylučovací funkce (hleny, organické kyseliny);
• • ukládání živin;
• • navázání biotických spojení s jinými organismy (bakteriemi, houbami atd.);
• • rozmnožování (u korytovitých rostlin).

Kořeny rostlin tvoří kořenový systém.

Obr. 8.27. Celkový plán struktury vyšších rostlin:

1 – hlavní kořen; 2 – postranní kořen; 3 – kořenové vlásky; 4 – axilární pupen; 5 – řapík listu; 6 – listová čepel; 7 – uzel; 8 – internodium; 9 – poupě; 10 – apikální pupen; 11 – sepal; 12 – okvětní lístek; 13 – palička; 14 – tyčinka; 15 – stopka; 16 – stomie; 17 – asimilační listová tkáň; 18 – jádro 19 – buněčná stěna; 20 – chloroplast; 21 – cytoplazma

Strukturální prvky kořenového systému: hlavní kořen, postranní kořeny (vyrůstají z hlavního kořene), adventivní kořeny (vyrůstají z kmene).

Typy kořenových systémů: kůlový (hlavně u dvouděložných a nahosemenných), vláknitý (hlavně u jednoděložných) (obr. 8.28).

Kořeny podléhají různým modifikacím (obr. 8.29). Kořeny v důsledku úprav mohou být následující:

• kořenová zelenina (masitá, obsahuje velkou zásobu živin; tvoří se u rostlin s kohoutkovým kořenovým systémem; příklady: mrkev, řepa);

Obr. 8.28. Typy kořenových systémů:

а – tyč; b – vláknité; v – smíšené

Obr. 8.29. Některé úpravy kořene:

a – kořenová zelenina; б – kořenové hlízy; v – podpůrné kořeny

• • kořenové hlízy (představují ztluštění adventivních kořenů, obsahují zásobu živin; příklad: jiřina);
• • podpůrné (podpěrné; příklady: kukuřice, rostliny tropických bažin);
• • adventivní kořeny (příklad: břečťan);
• • vzdušné kořeny (boční kořeny pocházející z nadzemní části rostlin; obsahují velké množství vzduchonosného pletiva – aerenchymu a slouží k zásobování rostliny kyslíkem a vodou; charakteristické pro mnoho tropických rostlin rostoucích v podmínkách vysoké vlhkosti) ;
• • dýchací kořeny (jsou to výrůstky postranních kořenů rostoucích vzhůru; porézní struktura jejich pletiv zajišťuje volný přístup kyslíku do podzemní části kořenového systému; nachází se především u tropických stromů rostoucích na bažinatých nebo bahnitých místech) (obr. 8.30) .
• • vodní kořeny (nemají kořenový uzávěr; příklad: rákos);
• • přísavné kořeny (charakteristické pro parazitické rostliny; jsou zaváděny do těla rostliny, která je živí, následuje sjednocení vodivých systémů obou rostlin; příklady: dodder, jmelí).

Struktura kořene je znázorněna na Obr. 8.31. Základní prvky: kořenová čepička, dělící zóna, růstová a prodlužovací zóna,

Obr. 8.30. Dýchající kořeny stromů v mokřadu

Obr. 8.31. Kořenová struktura:

a – vzhled; b – podélný řez; já – kořenová zóna pokrýt; II – divizní zóny и růst; III – zóna sání; IV – oblast konání; 1 – začátek boční růst kořenů; 2 – kořenové vlásky; 3 – pokožka; 4 – primární kůra; 5 – endoderm; 6 — pericyklus; 7 – centrální válec

zóna kořenových vlásků (absorpční zóna; v této zóně se objevují prvky vodivého systému a vzniká kambium), začátek laterální kořenové zóny.

Vzájemná topografie xylému a floému: floém – vně, xylém – uvnitř.

Faktory zajišťující vzestupný tok látek:

• • rozdíl mezi osmotickým tlakem buněčné mízy epidermálních buněk (vysoký obsah minerálů v zóně kořenových vlásků) a půdním roztokem. Tento mechanismus (pasivní) slouží k absorpci vody. K absorpci některých minerálních složek (fosfor, dusičnanový iont atd.) dochází aktivně (se spotřebou energie) pomocí speciálních transportních systémů. Sací síla kořenů se vypočítá jako rozdíl mezi osmotickým a turgorovým tlakem buněčné mízy epiteliálních buněk v zóně kořenového vlásku;
• • kořenový tlak – aktivní uvolňování vody, minerálních a organických látek do cév kořenovými buňkami;
• • kapilární síly v prvcích cévního systému;
• • odpařování vody z povrchu listů.

Výsledná rychlost vzestupného toku látek je 1-2 m/h.

Podívejme se na některé fyziologické rysy kořene.

Výzkumy posledních let ukázaly, že špičky mladých kořenů provádějí migrace v půdě s cílem vyhýbat se překážkám (kamenům atd.) a vyhledávat oblasti s optimálními podmínkami pro absorpci vody a solí. Vedoucí roli ve fungování tohoto mechanismu hraje speciální protein produkovaný buňkami kořenového hrotu, volné radikály a ionty Ca 2+.

Bylo možné identifikovat gen, který řídí růst kořenových vlásků a jejich produkci kyselin a dalších chemických látek, které rozkládají kamenné minerály za vzniku produktů obsahujících fosfor a železo, které rostliny snadno vstřebávají. Je známo, že právě nedostatek těchto prvků v půdě způsobuje „odstávky“ rozsáhlých oblastí v Austrálii, Číně a dalších zemích. Jsou diskutovány možnosti integrace výše uvedeného genu do genomu kulturních rostlin pomocí metod genového inženýrství.

V procesu dlouhodobé společné evoluce vyšších rostlin a půdních organismů vznikl relativně autonomní ekosystém (rhizosféra), zahrnující kořenový systém rostlin a určitý soubor druhů organismů žijících v půdě (bakterie, houby, řasy , prvoci, škrkavky atd.). Koncentrace posledně jmenovaných v zóně kořenového systému je 2–25krát vyšší než v půdě mimo ni. Mezi složkami tohoto společenství byly vytvořeny těsné prostorové, metabolické a další vazby. Některé z těchto vztahů jsou symbiotické. V tomto ohledu je největší zájem o vztahy mezi vyššími rostlinami na jedné straně a houbami, nodulovými bakteriemi a bakteriemi rodu Pseudomonas – s další (blíže viz str. 117).

Poznámka. Když je narušena integrita terminálního úseku hlavního kořene, je pozorován zvýšený vývoj postranních kořenů. Tato vlastnost fyziologie říhání se v praxi široce používá k umělému zvětšení celkové plochy kořenového systému. Postup pro odstranění kořenového hrotu se nazývá štípání.

Jedná se o axiální vegetativní orgán, který má apikální neomezený růst, pozitivní fototropismus a má radiální strukturu. _ч

Obr. 832. Struktura mladého výhonku:

• • podpora;
• • nese listy;
• • vodivá (spojuje listy a kořen);
• • ukládání živin;
• • fotosyntéza (mladé zelené výhonky);
• • vegetativní rozmnožování.
• 1 – apikální pupen; 2 – postranní pupeny; 3 — poslední roční nárůst; 4 – uzly (úlomek výhonku omezený uzly – internodium)

Formy: vzpřímené (bříza), plazivé (okurka; bez zakořenění), popínavé (loach), přilnavé (břečťan), plazivé (jahodník; s odnožováním), vzestupné (pšeničné trávy plazivé).

Struktura mladého výhonku je znázorněna na obr. 8.32.

Strukturální komponenty: hlavní výhon (stonek) a pupeny – základy nových výhonků, listů, květů. Kromě toho existují spící pupeny, které vyklíčí, pokud apikální pupen odumře. Umělým odstraněním fragmentu výhonků obsahujících apikální pupen (tento postup se nazývá prořezávání), je možné vytvořit korunu stromů a keřů v souladu s plány zahradního architekta.

Části výhonu: uzly, internodia. V výhonu je opakující se prvek – metamer, který zahrnuje internodium a uzel s listem a pupenem.

Struktura zralého výhonku je znázorněna na Obr. 8.33. Na zádech

Na kmeni dřevin v mírných a chladných pásmech jsou dobře patrné letokruhy – zóny růstu dřeva tvořené kambiem v důsledku sezónní frekvence jeho činnosti. Podle jejich počtu můžete určit stáří stromu.

Strukturní složky: kůra (epidermis, korek, floém, parenchym, vlákna), kambium, dřevo (hlavně xylém), dřeň (hlavně parenchym) 1.

„Tato otázka je posuzována z pozice autora, která se neshoduje s názorem vědecké komunity, který se scvrkává na následující. První (vnější část stonku) se v botanice nazývá kožní tkáň: epidermis, periderm, kůra; druhá část (pod integumentární vrstvou) je primární kůra stonku: parenchym hlavní tkáně – exoderm, mezoderm, endoderm); třetí částí je centrální válec (stéla): nericykel (obvykle lignifikovaný), lýko (floém a parenchym – měkké lýko), kambium (sekundární vzdělávací tkáň), dřevo (u krytosemenných rostlin obvykle xylém); centrální polohu zaujímá jádro (hlavně parenchym).

Obr. 8.33. Struktura zralého stonku (na příkladu dřevnatých stonků):

1 – kožní tkáně (z vnějšku dovnitř: jedna vrstva epidermis, korek, primární kůra); 2–5 – bast (2 – lýková vlákna; 3 – sítové trubky; 4 – satelitní buňky; 5 — buňky floémového parenchymu); в – buňky kambia; 7–9– dřevěné buňky (7 – vaskulární buňky; 8 – dřevěná vlákna; 9 – buňky dřevěného parenchymu); 10 – dřeňových buněk

Vzájemná topografie xylému a floému: floém – vně, xylém – uvnitř.

Způsoby růstu: apikální (díky dělení buněk v růstovém kuželu), interkalární (díky množení buněk v internodiích; typické pro obilniny).

Hlavní typy větvení výhonků jsou znázorněny na Obr. 8.34. Možné úpravy výhonu jsou na Obr. 8.35.

Obr. 8.34. Typy větvení výhonků:

dichotomický (A – systém; b – řasa dictyota); monopolní (V – systém; G – větev borovice); sympodiální (д, a – systémy; e, h – větve třešně a šeříku); 1–4 – osy prvního a dalších řádů

Obr. 8.35. Úpravy stopky:

A – podzemí; B – nadzemní; a – podzemní hlíza (brambor); b, c – oddenek (pšeničná tráva, kosatec); G – žárovka (cibule); e – nadzemní hlíza (kedlubny); e, g – knír (jahody, hrozny); 1 – stolon; 2 – suché šupiny; 3 – šťavnaté šupiny; 4 –

Mezi ně patří následující.

Oddenek je vytrvalý podzemní nebo nadzemní výhon s vodorovným a vystoupavým růstem. Má redukované pupeny a šupinovité listy, dělí se na uzliny a internodia a tvoří adventivní kořeny. Funkce: ukládání, rozmnožování (příklady: konvalinka, borůvka). Stejné funkce plní všechny níže uvedené struktury.

Hlíza je zesílená část hlavní natě (nadzemní hlíza – kedlubnové zelí) nebo vedlejší výhon – stolon (podzemní hlíza – brambor). Důkazem stonkového původu hlíz bramboru je: přítomnost nedostatečně vyvinutých listů (okrajů) a pupenů (oček), podobnost vnitřní stavby se stavbou natě, možnost tvorby adventivních kořenů.

Cibulka je zkrácený stonek (dole), který má adventivní kořeny a je obklopen upravenými listy – dužnatými a suchými šupinami (příklad: cibule).

Další modifikace jsou trny výhonkového charakteru (saranče, hloh); nadzemní stolony – kníry (jahoda, zlatý knír); úponky generativní povahy (hrozny); hlávka zelí (zelí).

Jedná se o postranní vegetativní orgán, vyrůstající ze stonku, rostoucí na bázi a mající oboustrannou symetrii. Funkce listu:

• • fotosyntéza (je třeba mít na paměti, že k fotosyntéze může docházet i v listových orgánech – stvoly, klasy, sepaly květů, plody, které obsahují i ​​určité množství chloroplastů);
• • transpirace (vypařování) vody;
• • výměna plynu;
• • uvolňování vody ve formě kapek (gutace).

Hlavní prvky listu: stonek, čepel listu, báze listu, palisty.

• • podle způsobu připevnění ke stonku: řízky a přisedlé;
• • podle tvaru – viz obr. 8.36.

Obr. 8.36. Tvary listů:

а – jednoduché listy (1 — nelaločnaté (plné); 2 – zpeřený; 3 – palmát); б – složené listy (4 – trojčetný; 5 – zpeřený;

6 – jako dlaň)

Uspořádání listů na stonku: střídavé (bříza, jabloň), protistojné (šeřík, máta), přeslenité (elodea) (obr. 8.37). V tomto případě jsou listy zpravidla umístěny na výhoncích jedné rostliny tak, že se jejich čepele vzájemně nezastiňují (listová mozaika). To umožňuje rostlině efektivněji využívat sluneční světlo dopadající na ni.

Obr. 837. Způsoby uspořádání listů na stonku:

a – další (broskev); 6 – opak (privet); v – přeslen (oleandr)

Typy žilnatosti: paralelní (ostřice), oblouková (konvalinka), síťovitá (dub), zpeřená (kopřiva), dlanitá (javor) (obr. 8.38).

Obr. 8.38. Žilatina listů:

a, 6 – oblouk; v – paralelní; г_уe – pletivo

U některých rostlin se listy umístěné na stejném výhonku mohou výrazně lišit tvarem a velikostí. Tento jev je nejzřetelněji vidět u vodních rostlin, kde jsou podvodní listy dlouhé a stuhovité (příklady: hrot šípu, vodní hvězda).

Vnitřní struktura listu je znázorněna na obr. 8.39.

Vzájemná topografie xylému a floému v cévních svazcích: xylém směřuje k horní ploše listu, floém směřuje ke spodní ploše.

Poznámka. Buňky horní epidermis jsou díky svému tvaru schopny soustředit sluneční záření a zvýšit jeho intenzitu 15-20krát, což je důležité pro efektivní průběh fotosyntézy. V těchto buňkách se za podmínek intenzivního osvětlení syntetizují speciální pigmenty – angokyany a karotenoidy, které chrání pletiva listů před škodlivými účinky jasného světla. Jejich biosyntéza je regulována speciálními fotoreceptorovými proteiny.

Obr. 8.39. Struktura listu:

1 – epidermis horního povrchu; 2 – epidermis spodního povrchu; 3 – sloupcovitý (palisádový) parenchym; 4 – houbovitý parenchym; 5 – stomatální buňky; 6 – kutikulární vrstva (voskový povlak); 7 – vodivý svazek

• • šupiny (cibule);
• • trny (kaktus);
• • úponky (hrách);
• • silné a masité listy používané k uchovávání vody (aloe);
• • kotyledony (oves);
• • lapací aparát hmyzožravých rostlin. U některých rostlin je představována pastovými listy, ve kterých se poloviny listů se zuby podél okraje pevně zaklapnou (Venus flytrap), u jiných – lepkavými listy, ve kterých chloupky na listech vylučují lepkavou tekutinu, která přitahuje hmyz ( rosnatka, máslovník), v jiných – listy ve tvaru džbánu s víkem naplněným vodou (nepenthes) (obr. 8.40).

Obr. 8.40. Hmyzožravé rostliny:

a – mucholapka Venuše; 6 – rosnatka; v – nepenthes

Fyziologické vlastnosti listů zahrnují růst na bázi a sezónní změny. Spouštěcím signálem pro začátek padání listů je snížení počtu hodin denního světla. Energeticky cenné produkty látkové výměny proudí z listů do zásobních orgánů. Jak se chlorofyl rozpadá, červené (anthokyany) a žlutooranžové (karotenoidy) pigmenty přítomné v listech jsou viditelnější. Na bázi listů je vytvořena separační vrstva, díky které jsou odděleny od stonku, korková vrstva chrání bliznu. Předpokládá se, že faktorem iniciujícím podzimní opad listů je zvýšená produkce reaktivních forem kyslíku v řapíku listu. Biologický význam opadu listů: snížení odpařování vody z povrchu listů, odstranění produktů látkové výměny strusky, odstranění zimujících larev hmyzu, snížení pravděpodobnosti lámání větví pod tíhou ulpěného sněhu a ledu.

Květina

Květ je zkrácený upravený výtrusný výhon určený k rozmnožování (zrání gamet, opylení, oplození, tvorba semen a plodů).