что такое побег в биологии 6 класс
Побег. Строение и виды почек
Вопрос 1. Что такое побег? Из каких частей он состоит?
Побег — это сложный орган, который состоит из оси — стебля, листьев и почек. Участки стебля, на которых развиваются листья, называют узлами; участки стебля между двумя ближайшими узлами одного побега — междоузлиями; угол, образованный листом и вышерасположенным участком стебля, — пазухой листа. Междоузлия бывают удлиненными и укороченными.
Первый побег развивается из побега зародыша. С ростом растения главный побег формируется из верхушечной почки, а из пазушных почек образуются боковые побеги.
Вопрос 2. Какие виды листорасположения вы знаете?
Различают три основных вида листорасположения:
1) очередное, или спиральное, — листья растут по одному от узла и располагаются на стебле поочередно, по спирали (береза, ива, рожь, подсолнечник);
2) супротивное — листья растут по два в узле, один лист располагается на стебле против другого (клен, сирень, крапива, фуксия);
3) мутовчатое — листья развиваются по три и более на одном узле (элодея, олеандр).
Вопрос 3. Что такое почка?
Почка представляет собой характерное образование побега. Снаружи почка одета, плотными чешуйками. Под чешуйками в центре почки находятся зачаточный стебель и маленькие зачаточные листья. В пазухах зачаточных листьев расположены зачаточные пазушные почки. Верхушка почки состоит из образовательной ткани и называется конусом нарастания. Конус нарастания отвечает за формирование всех органов и тканей побега. За счет деления клеток конуса нарастания побег растет в длину. Таким образом, почку можно определить как зачаточный побег.
Вопрос 4. Как различают почки?
Различают верхушечные и боковые почки. Верхушечная почка — это верхушка стебля, которая включает состоящий из камбиальных клеток конус нарастания. Размножение клеток конуса нарастания обеспечивает рост стебля в длину формирование листьев и боковых почек. Следовательно, из верхушечной почки вырастает главный побег, а из боковых почек — боковые побеги (побеги второго порядка). Верхушечная почка регулирует рост боковых почек. Она выделяет гормон, который тормозит рост и развитие боковых почек. При повреждении и отмирании верхушечной почки в рост трогаются боковые, или спящие почки. Таким образом, рост растения продолжается.
Помимо верхушечных и боковых почек растения способны образовывать почки на любой части стебля, на корнях и на листьях. Такие почки называют придаточными, они обеспечивают вегетативное размножение растений.
Кроме верхушечных, боковых и придаточные почек выделяют еще вегетативные и генеративные. Из вегетативной почки образуется стебель с листьями и почками, а из генеративной — одиночный щиток или соцветие.
Вопрос 5. Как почки располагаются на побегах?
Часто на вершине побега располагается верхушечная почка, остальные почки — боковые. Их делят на пазушные и придаточные. Расположение пазушных почек повторяет расположение листьев на стебле. Для каждого вида растений характерно определенное расположение почек на побегах. Тополь, вишня, береза, черемуха, орешник имеют очередное расположение почек. Почки расположены супротивно на побегах сирени, бузины, жасмина, жимолости и комнатных растений: фуксии, пилеи, колеуса, для которых характерно такое же листорасположение. Пазушные почки располагаются в пазухах листьев. Придаточные почки развиваются не в пазухе листа, а на междоузлиях, листьях, корнях.
Вопрос 6. Какое строение имеет вегетативная почка?
Вегетативная (листовая) почка состоит из зачаточного стебля с тесно сближенными зачаточными листьями. В пазухах этих листьев находятся зачаточные почки. На верхушке стебля находится конус нарастания, состоящий из образовательной ткани. У большинства растений снаружи почка защищена почечными чешуями.
Вопрос 7. Чем отличаются генеративные почки от вегетативных?
Генеративные (цветочные) почки, в отличие от вегетативных (листовых) почек, содержат зачаточные бутоны или соцветия, они крупнее и имеют более круглую форму.
Вопрос 8. Как происходит рост побега в длину?
Побег удлиняется за счет деления клеток конуса нарастания (образовательная ткань) на верхушке побега. Молодые клетки растут, образуя новые участки стебля с листьями и почками. По мере удаления от верхушечной точки роста способность клеток к делению ослабевает и вскоре совсем утрачивается. Если удалить верхушечную почку, то побег перестаёт расти в длину, но зато у него появляются боковые побеги. Если срезать верхушку бокового побега, то он тоже перестанет расти в длину и начнет ветпиться.
Побеги (биология)
Побе́г (лат. córmus ) — один из основных вегетативных органов высших растений, состоящий из стебля с расположенными на нём листьями, почками, соцветиями и плодами.
Содержание
Филогенез побега
В филогенезе побеги возникли как приспособление к наземному образу жизни в результате преобразования безлистных цилиндрических органов — теломов — у риниофитов. Возникновение побегов (то есть листостебельности) — крупнейший ароморфоз в истории растительного мира на Земле. Благодаря плоской форме листьев резко возросла фотосинтезирующая поверхность, а связанное с этим увеличение транспирации способствовало развитию у растений настоящих корней как совершенных органов поглощения воды и минеральных солей.
Онтогенез побега
В онтогенезе побег развивается из почек зародыша либо из пазушной или придаточной (адвентивной) почки. Таким образом, почка является зачаточным побегом. При прорастании семени из зародышевой почечки формируется первый побег растения — его главный побег, или побег первого порядка.
Из главного побега формируются боковые побеги, или побеги второго порядка, а при повторении ветвления — третьего порядка и т. д.
Придаточные побеги формируются из придаточных почек.
Так формируется система побегов, представленная главным побегом и боковыми побегами второго и последующего порядков. Система побегов увеличивает общую площадь соприкосновения растения с воздушной средой.
В зависимости от выполняемой функции различают побеги вегетативные, вегетативно-генеративные и генеративные. Вегетативные (невидоизменённые) побеги, состоящие из стебля, листьев и почек и вегетативно-генеративные (частично видоизменённые), состоящие дополнительно из цветка или соцветия, выполняют функции воздушного питания и обеспечивают синтез органических и неорганических веществ. В генеративных (полностью видоизменённых) побегах фотосинтез чаще всего не происходит, зато там образуются спорангии, задача которых сводится к обеспечению размножения растения (к таким побегам относится и цветок).
Побег, на котором образуются цветки, называется цветоносным побегом, или цветоносом (иногда термин «цветонос» понимают в более узком смысле — как участок стебля, на котором находятся цветки).
Основные органы побега
Вегетативный невидоизменённый побег — единый орган растения, состоящий из стебля, листьев и почек, формирующийся из общего массива меристемы (конуса нарастания побега) и обладающие единой проводящей системой. Стебли и листья, являющиеся основными структурными элементами побега — часто рассматриваются как его составные органы, то есть органы второго порядка. Кроме того, обязательная принадлежность побега — почки. Главная внешняя черта, отличающая побег от корня — наличие листьев.
Для побега характерна метамерность, то есть чередование одинаковых частей — метамеров. Листья располагаются на стебле в определённом порядке, в соответствии с типом листорасположения, а участок стебля на уровне отхождения листа называется узлом. Если основание листа полностью окружает стебель, узел называется закрытым, в противном случае — открытым. Промежутки стебля между соседними узлами называют междоузлиями. Каждый повторяемый отрезок побега, который включает в себя узел с находящимся под ним междоузлием, а также расположенные на этом отрезке листья и почки называют метамером. Угол между листом и вышележащим междоузлием называют листовой пазухой, или пазухой листа.
Особенности роста побегов
В сезонном климате умеренных широт рост и развитие побегов из почек носит периодический характер. У кустарников и деревьев, а также у большинства многолетних трав это происходит один раз в году — весной или в начале лета, после чего формируются зимующие почки будущего года, а в конце лета — осенью рост побегов заканчивается. Побеги, вырастающие из почек за один вегетационный период раз в год, называют годичными.
Однако формирование новых побегов из почек в течение астрономического года может быть и неоднократным. У растений, когда их вегетационный цикл состоит из нескольких периодов роста, разделённых слабо выраженными периодами покоя, нарастающие побеги называются элементарными. Так, два элементарных побега в год нередко образуются у дуба: первый — весной, второй — в середине лета; побеги летнего периода называют ивановыми побегами. У цитрусовых, чайного куста, многих тропических деревьев образуется 3—7 элементарных побегов в год. У многих многолетних трав годичные и элементарные побеги чётко не разграничены.
Побеговая система травянистых поликарпиков состоит из побегов, которые после плодоношения не отмирают полностью, а их базальные участки с почками возобновления сохраняются. Это так называемые монокарпические побеги. В зависимости от длительности периода от раскрытия почки до плодоношения их делят на моноциклические (цикл развития побега завершается в течение одного вегетационного периода), дициклические (два года) и полициклические (три и более лет). Побеги, отмирающие, не доходя до цветения и плодоношения, называют побегами с неполным циклом развития.
Ветвление побегов
Поскольку побег является осевым органом, у него присутствует апикальная меристема, которая обеспечивает неограниченное нарастание в длину. Такой рост сопровождается более или менее регулярным ветвлением побега. У низших растений в результате ветвления возникает разветвлённый таллом (слоевище), у высших — образуются системы побегов и корней. Ветвление позволяет многократно увеличивать фотосинтетическую поверхность и обеспечивать растение органическими веществами.
Типы ветвления
У различных растений наблюдается несколько типов ветвления: дихотомическое, моноподиальное, симподиальное. При дихотомическом ветвлении конус нарастания расщепляется надвое. При моноподиальном ветвлении верхушечная почка функционирует в течение всей жизни, образуя главный побег (ось первого порядка), на котором в акропетальной последовательности развиваются оси второго порядка, на них — третьего порядка и т. д. При симподиальном ветвлении одна из верхних пазушных почек образует ось второго порядка, которая растёт в том же направлении, что и ось первого порядка, смещая в сторону её отмирающую часть. Впервые такое деление было предложено немецким ботаником Пфитцером в конце XIX века.
Дихотомическое ветвление
Различают так называемое изотомическое дихотомическое ветвление (образующиеся ветви равны по размеру) и анизотомическое (при котором образующиеся ветви неравны). [4]
Моноподиальное ветвление
Моноподиальные растения — термин, наиболее часто используемый в описании растений тропической и субтропической флоры, а также в научно-популярной литературе по комнатному и оранжерейному цветоводству.
Моноподиальные растения могут существенно различаться внешне. Среди них есть розеточные, с удлиненным побегом, кустовидные.
Phalaenopsis braceana. Ботаническая иллюстрация из книги J. D. Hooker; «A Century of Indian Orchids» 1895 г.
Phalaenopsis amabilis. Ботаническая иллюстрация из книги «Reichenbachia. Orchids illustrated and described», 1888 г.
Gastrochilus pseudodistichus. Ботаническая иллюстрация из книги G. King and R. Pantling. «The Orchids of the Sikkim-Himalaya» 1898 г.
Vanda cristata. Ботаническая иллюстрация из книги Curtis’s botanical magazine vol. 73 ser. 3 nr. 3 tab. 4304, 1847 г.
Симподиальное ветвление
Симподиальное ветвление характерно для многих покрытосеменных растений: например, для лип, ив [7] и многих орхидных.
У орхидных, помимо верхушечных, у части симподиальных орхидей образуются и боковые соцветия, развиваясь из почек, расположенных у основания побега (Пафиния гребенчатая). Часть побега, прижатая к субстрату, назвается ризомой. Располагается, как правило, горизонтально и не имеет настоящих листьев, только чешуевидные. Редуцированной, почти неразличимой ризома бывает у многих масдеваллий, дендробиумов и онцидиумов; хорошо различимой и утолщенной — у каттлей и лелий, удлиненной — у бульбофиллюмов и целогин, достигая 10 и более сантиметров. Вертикальная часть побега часто бывает утолщенной, образующей так называемый туберидий, или псевдобульбу. Псевдобульбы могут быть различной формы — от почти сферической до цилиндрической, конусовидной, булавовидной и удлиненной, напоминающей стебли тростника. Псевдобульбы являются запасающими органами.
Симподиальные растения — термин, наиболее часто используемый в описании растений тропической и субтропической флоры, а так же в научно-популярной литературе по комнатнуму и оранжерейному цветоводству.
Bulbophyllum grandiflorum. Curtis’s botanical magazine vol. 127 ser. 3 nr. 57 tab. 7787, 1901 г.
Cirrhopetalum macraei. Curtis’s botanical magazine vol. 127 ser. 3 nr. 57 tab. 7787, 1901 г.
Oncidium dasystyle. Curtis’s botanical magazine vol. 127 ser. 3 nr. 57 tab. 7787, 1901 г.
Dendrobium senile. Curtis’s botanical magazine vol. 127 ser. 3 nr. 57 tab. 7787, 1901 г.
Эволюция типов ветвления
Видоизменения побегов (метаморфоз)
Побег — самый изменчивый по внешнему облику орган растения. Это связано не только с общей мультифункциональностью вегетативных органов, возникшей в процессе эволюции, но и с изменениями, происходящими в процессе онтогенеза растений, обусловленными адаптацией к разнообразию условий окружающей среды, а у культурных растений — под воздействием человека.
Диапазон метаморфозов побега очень широк: от небольшого уклонения от типичного строения до сильно изменённых форм. Метаморфизироваться могут главные и боковые побеги растений, почки и листья.
Основной тип побега зелёного растения — надземный (воздушный) ассимилирующий побег, несущий на оси зелёные листья срединной формации. Однако и ассимилирующие побеги не одинаковы. Нередко наряду с основной функцией фотосинтеза у этих побегов выступают и другие: отложение запасов и опорная функция (большей частью в многолетних стеблях), вегетативное размножение (ползучие побеги, плети).
Видоизменение подземных побегов
Побеги, живущие под землёй, под влиянием комплекса условий, резко отличных от наземной среды, почти полностью утратили функции фотосинтеза и приобрели другие не менее важные жизненные функции, такие как органы перенесения неблагоприятного периода, запасания питательных веществ, вегетативного возобновления и размножения растений. К подземным видоизменённым побегам относятся: корневище, каудекс, подземные столон и клубень, луковица, клубнелуковица.
Корневище, или ризом — подземный побег с чешуевидными листьями низовой формации, почками и придаточными корнями. Толстые, сильно разветвлённые ползучие корневища характерны для пырея, короткие и довольно мясистые — для купены, ириса, очень толстые — для кубышки, кувшинки.
Каудекс — многолетний орган побегового происхождения многолетних трав и полукустарничков с хорошо развитым стержневым корнем, сохраняющимся в течение всей жизни растения. Вместе с корнем он служит местом отложения запасных веществ и несёт на себе множество почек возобновления, часть которых могут быть спящими. Каудексовых растений много среди зонтичных (бедренец, ферула), бобовых (люцерны, люпины), сложноцветных (одуванчик, полыни, василёк шероховатый).
Подземный столон — однолетний удлинённый тонкий подземный побег с недоразвитыми чешуевидными листьями. На утолщённых концах столонов растения могут накапливать запасные вещества, образуя клубни или луковицы (картофель, седмичник, адокса).
Стеблевой клубень — видоизменённый побег с ярко выраженной запасающей функцией стебля, наличием чешуевидных листьев, которые быстро сшелушиваются, и почек, формирующихся в пазухах листьев и называемых глазками (картофель, топинамбур).
Луковица — подземный (реже надземный) сильно укороченный специализированный побег, в котором запасные вещества откладываются в чешуях листовой природы, а стебель преобразован в донце. Луковица — типичный орган вегетативного возобновления и размножения. Луковицы свойственны однодольным растениям из семейства Лилейные (лилия, тюльпан, лук), Амариллисовые (амариллис, нарцисс, гиацинт) и др. Как исключение, они встречаются и у двудольных — у некоторых видов кислицы и жирянки.
Клубнелуковица — видоизменённый подземный укороченный побег с толстым стеблем, запасающим ассимилянты, придаточными корнями, отрастающими с нижней стороны клубнелуковицы, и сохраняющимися засохшими основаниями листьев (плёнчатые чешуи), в совокупности составляющими защитный покров. Клубнелуковицы имеют шафран, гладиолус, безвременник.
Видоизменения надземных побегов
Необычный образ жизни и/или приспособления к особым условиям существования растений приводят к различным видоизменениям побегов. При этом побеги могут служить не только для хранения питательных веществ, воспроизведения и размножения растений, но и выполнять другие функции. Нередки случаи, когда видоизменяется не весь побег, а только его листья, причём некоторые их метаморфозы внешне и функционально сходы с метаморфозами побега (колючки, усики).
Колючка — сильно одревесневающий безлистный укороченный побег с острой верхушкой. Колючки побегового происхождения выполняют главным образом защитную функцию. У дикой яблони, дикой груши, крушины слабительной (Rhamnus cathartica) в колючки превращаются укороченные побеги, имеющие ограниченный рост и оканчивающиеся остриём. У гледичии (Gleditschia triacanthos) мощные разветвлённые колючки образуются на стволах из спящих почек. Многие виды боярышника имеют колючки, формирующиеся из пазушных почек листьев, что топографически соответствует боковым побегам.
Усик — жгутовидный ветвистый или неразветвлённый побег метамерного строения, в типичном случае лишённый листьев. Стеблевые усики, как узкоспециализированный побег, выполняют опорную функцию. Неветвящаяся прямая часть усика представляет собой первое междоузлие пазушного побега, а закручивающаяся часть соответствует листу. Усики характерны для растений, которые не могут самостоятельно поддерживать вертикальное (ортотропное) положение. У страстоцвета голубого (Passiflora edulis) усики — это пазушные побеги моноподия, находящиеся в пазухах листьев, как и цветки. Ветвистые усики винограда (Vitis) представляют собой концы боковых побегов монохазия. У девичьего винограда (Parthenocissus) концы усиков преобразованы в прикрепительные присоски. Усики побегового происхождения образовываются также у представителей семейства Тыквенные (огурец, дыня, арбуз, тыква).
Кладодий — видоизменённый боковой побег, обладающий способностью к длительному росту, с зелёными плоскими длинными стеблями, выполняющими функции листа. Как орган фотосинтеза, кладодий имеет хорошо развитую хлорофиллоносную ткань, расположенную под эпидермой. К растениям с кладодиями относятся мюленбекия плоскоцветочная (Muhlenbekia platyclada), кактус-декабрист (Zygocactus truncates), кармихелия южная (Carmichaelia australis), коллеция (Colletia cruciata) и опунция (Opuntia).
Филлокладий — видоизменённый листовидно уплощённый боковой побег, обладающий ограниченным ростом и выполняющим функции листа. Филлокладии развиваются из боковых почек, поэтому всегда находятся в пазухе небольшого плёнчатого или чешуевидного листа. Выполняя функцию фотосинтеза, побеги филлокладиев и внешне приобретают сходство с листом, которое проявляется в ограниченном росте и полной потере метамерной структуры. Явление филлокладии свойственно таким растениям, как иглица, смела, видам родов спаржа (Asparagus), филлантус (Phyllanhtus). Филлокладии встречаются не только у покрытосеменных, но и у некоторых голосеменных, в частности, у хвойного растения из семейства Ногоплодниковые — филлокладуса.
Розеточные побеги — ненормальные побеги, образующиеся на соснах вследствие вреда, нанесённого соснам некоторыми вредными насекомыми, например, бабочкой-монашенкой и др.; такие побеги чрезвычайно коротки и имеют пучки коротких и широких игл.
Что такое побег в биологии 6 класс
Все органы растения делятся на вегетативные и генеративные (рис. 1):
Рис. 1. Органы растения
Вегетативные органы — органы, осуществляющие вегетативные процессы: рост, питание, дыхание, обмен веществ растения.
Генеративные органы растения — органы, участвующие в размножении.
Побег — надземная часть растения.
Корень — подземная часть растения.
Побег состоит из стебля, несущего почки, листья и генеративные органы.
Так как почки и цветки представляют по сути укороченные побеги, всю надземную часть растения рассматривают как систему побегов.
строение побега
Побег обладает неограниченным апикальным (верхушечным) ростом.
Рис. 2. Конус нарастания
Боковые почки располагаются в узлах стебля (рис. 3). Из них развиваются листья.
Междоузлие — расстояние между узлами.
Рис. 3. Строение побега
Первоначально, в области под верхушечной почкой, междоузлия невелики, но по мере роста стебля они растягиваются, достигая величины, характерной для данного вида растений в данных условиях. Длина междоузлий зависит, например, от освещенности: при хорошем освещении они короче, а при затенении — длиннее.
Пазуха листа — угол между черешком листа и стеблем.
Пазушная почка — почка в пазухе на стебле.
В пазухах листьев обычно формируется по одной почке. Однако у некоторых растений, например у малины, жимолости, грецкого ореха, в пазухе листа находится несколько почек, расположенных друг над другом (рис. 5).
Рис. 4. Почки Рис. 5. Пазушные почки жимолости
Придаточные почки — почки, возникающие из внутренних тканей на стеблях, листьях, корнях (рис. 6). По строению эти почки ничем не отличаются от обычных верхушечных и пазушных. Они обеспечивают интенсивный рост и вегетативное размножение (размножение корневыми отпрысками).
Рис. 6. Придаточные почки Рис. 7. Спящие почки Рис. 8. Спящая почка (схема)
По выполняемым функциям почки делят на вегетативные (зачаточный вегетативный побег) и генеративные (зачаточный генеративный побег) (рис. 9).
Рис. 9. Внутреннее строение почек
ЛИСТОРАСПОЛОЖЕНИЕ
Число листьев в узле бывает разным и обычно характерно для каждого вида растений. Оно определяет тип листорасположения.
Выделяют три типа листорасположения (рис. 10):
Рис. 10. Листорасположение
Очередное, или спиральное, листорасположение: листья в узлах расположены по одному, но отходят поочередно в разные стороны, и если соединить линией места прикрепления таких листьев, получится спираль (рис. 11).
Рис. 11. Спиральное листорасположение
Примеры растений со спиральным листорасположением: яблоня, дуб, береза, шиповник. Такой тип листорасположения встречается наиболее часто.
Супротивное листорасположение: от одного узла отходит два листа, направленных в противоположные стороны. Листья в следующем узле чаще всего повернуты на 90°, хотя есть растения, у которых все пары листьев располагаются в одной плоскости. Примеры растений с супротивным листорасположением: сирень, ясень, мята, флокс, иван-чай, бересклет.
Мутовчатое листорасположение: одного узла отходит три или более листа. У некоторых растений число листьев в мутовке постоянно, у других может варьировать.
Примеры: хвощ, вороний глаз, элодея, подмаренник, олеандр.
ветвление побега
Ветвление — это образование боковых побегов из пазушных почек. Сильно разветвлённая система побегов получается, когда на одном («материнском») побеге вырастают боковые, а на них, следующие боковые и так далее. Таким способом захватывается как можно больше среды для воздушного питания. Разветвлённая крона дерева создаёт громадную листовую поверхность.
В зависимости от расположения и происхождения боковых побегов выделяют несколько типов ветвления (рис. 12).
Рис. 12. Типы ветвления побегов
Дихотомическое ветвление — самый древний тип ветвления, который сохранился у примитивных форм. Ветвление происходит за счёт раздвоения точки роста. При этом образуется два побега, которые в свою очередь могут ветвиться таким же образом.
Примеры: водоросли, лишайники, мохообразные, заростки некоторых хвощей и папоротников.
У семенных растений ветвление происходит за счёт развития побегов из пазушных почек.
Пример: хвойные деревья — сосна, ель, кипарис и др.
Пример: большинство лиственных деревьев — яблоня, осина, липа и др.
В случае супротивного расположения листьев в узле имеется две пазушные почки. При симподиальном ветвлении и при одновременном и одинаковом развитии обоих боковых побегов образуется ветвление, называемое ложнодихотомическим.
Пример: сирень, клен, чубушник.
Кущение — это ветвление, при котором крупные боковые побеги вырастают из самых нижних почек, находящихся у поверхности земли или даже под землёй. В результате кущения формируется куст.
Очень плотные многолетние кусты называют дерновинами.