Как растут и развиваются растения?
На Земле существует большое количество разных растений. Это водоросли, травы, кустарники, деревья. Водоросли относятся к низшим растениям. Все остальные считаются высшими — у них есть корни, стебли, листья. В основном это наземные растения.
Растения — это неотъемлемая и важная часть живого мира. Они окружают нас повсюду и дают питание всем животным. Человеку они также предоставляют все необходимое для жизни: кислород, пищу, строительные материалы, одежду. Только растения способны создавать органические вещества из углекислого газа и воды с помощью световой энергии. А еще они забирают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород, необходимый нам для дыхания. Благодаря растениям кислород в воздухе никогда не заканчивается. Поэтому растительный мир Земли часто называют легкими нашей планеты.
Мало кто знает, что растения тоже дышат, питаются, чувствуют, двигаются. И в мире растений также ведется напряженная борьба за существование. И сегодня, несмотря на огромный объем знаний, удивительный мир растений хранит еще много тайн и загадок.
Как растут бананы?
Банан — на самом деле гигантская трава. Высота ее составляет 3—4 м, а на стебле могут созревать 250—300 плодов. Одна ветка с плодами может весить более 50 кг. Ствол этой необычной травы находится под землей, а надземная часть образована листьями. Плоды срезают зелеными, а дозревают они в специальных помещениях. После уборки урожая видимая часть растения отмирает. А на следующий год все повторяется вновь.
Растения — это живые организмы, которые образованы множеством маленьких растительных клеток. Они во многом схожи с животными клетками, но имеют и существенные отличия.
Так, растительная клетка, в отличие от животной, ограничена прочной клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы. В растительных клетках также имеются органеллы — лейкопласты, хлоропласта и хромопласты, которых нет в животных клетках. Эти крупные тельца, хорошо видимые под световым микроскопом, называют пластидами. Пластиды каждого типа имеют свое строение и выполняют определенные задачи.
Лейкопласты находятся в клетках неокрашенных частей растений (плодов, семян, корней). В них откладывается крахмал, запасаются белки, а иногда и жиры. На свету лейкопласты превращаются в хлоропласты. Так, позеленение на свету клубней картофеля вызывается перестройкой их лейкопластов в хлоропласты.
Хромопласты находятся в клетках плодов, корнеплодов и цветков и придают им красную, желтую или оранжевую окраску. Яркая окраска цветков привлекает насекомых-опылителей, а плодов — животных и птиц, способствующих распространению семян. Они обладают цветовым зрением и хорошо видят яркие цвета. Хромопласты — это конечный этап развития пластид; в них могут превращаться лейкопласты и хлоропласты, тогда как сами хромопласты в другие виды пластид превращаться не могут.
Растения, как правило, неподвижны. Часть пищи для поддержания жизнедеятельности и строительства собственного тела они получают из земли с водой при помощи своих корней. Также растения умеют эффективно использовать солнечную энергию. Для этого в них имеется особое вещество — хлорофилл.
Как и практически все живые организмы, растения круглые сутки нуждаются в кислороде. Днем они используют «свой» кислород, полученный в результате фотосинтеза, а ночью — добывают его из воздуха. Однако в целом растения используют кислорода меньше, чем выделяют.
Что такое фотосинтез?
В процессе фотосинтеза растения поглощают из атмосферы углекислый газ, а из почвы — воду, затем с помощью солнечной энергии образуют органические вещества (сахара) и выделяют кислород. Это единственный процесс на Земле, в ходе которого световая энергия солнца способна накапливаться и храниться в первичном органическом веществе. Это вещество используют травоядные животные, а через них — и хищные. Значит, вся пища на нашей планете образуется благодаря фотосинтезу. Таким образом, фотосинтез является основой жизни на Земле. Все дальнейшие превращения веществ и энергии в растениях и животных представляют собой перестройки, перекомбинации и переносы вещества и энергии первичных продуктов фотосинтеза.
Как же происходит фотосинтез? Хлоропласта, находящиеся в растительных клетках, содержат хлорофилл. Он поглощает энергию солнечных лучей. Через маленькие отверстия — устьица — в листья проникает углекислый газ. Корни поглощают из почвы воду, и по стеблю она доходит до листьев. Энергия солнца превращает воду и углекислый газ в сахар и кислород.
Жизненный цикл растений
Жизненный цикл растений представляет собой чередование бесполого поколения — спорофита и полового поколения — гаметофита. Обычное растение, состоящее из корня, стебля, листьев, цветка, — это спорофит.
Растения, имеющие цветки, называются цветковыми. Зеленые чашелистики и венчик из лепестков цветка служат защитой для тычинок и пестика. Тычинки — мужские части цветка, а пестик — женская. Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. Тычинки вырабатывают пыльцу, она по столбику попадает в завязь, где происходит оплодотворение и образуется семечко. Из завязи образуется плод, который одновременно защищает семя и позволяет ему распространяться.
У цветковых, или покрытосеменных, растений гаметофит находится в завязи цветка. Женский гаметофит представлен зародышевым мешком, в котором находится яйцеклетка. Мужской гаметофит образуется при прорастании пыльцы. Он состоит из одной вегетативной и одной генеративной клеток — спермиев. Когда два спермин из пыльцевого зерна (мужского гаметофита) прорастают до зародышевого мешка (женского гаметофита), образуется эндосперм. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, при этом образуется зигота, а второй сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, создавая первичную клетку эндосперма, которая развивается в эндосперм. Такой процесс называется двойным оплодотворением. Оплодотворением яйцеклетка дает начало новому поколению растения — спорофиту.
Голосеменные растения, как, например, папоротники, размножаются спорами. То, что мы считаем листьями папоротника, на самом деле побеги, которые называют вайи. На нижней стороне каждой вайи можно заметить маленькие округлые образования, под которыми кучками располагаются спорангии, содержащие споры. Зрелые споры высыпаются и разносятся ветром. Из споры вырастает крошечное растеньице, которое выглядит как сердцевидная пластинка. Это заросток, являющийся гаметофитом, в котором развиваются половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки. После слияния половых клеток образуется одна клетка — зигота. Из нее развивается новый спорофит, который вырастает во взрослое растение — зрелый спорофит, то есть папоротник.
Вопросы для самопроверки
- Чем растения отличаются от животных?
- Почему картошка может позеленеть?
- Почему цветки и плоды имеют яркие цвета?
- Из чего состоят хлоропласты?
- Что является спорофитом у цветкового растения?
- Зачем растению нужен плод?
- В чем заключается двойное оплодотворение?
Ответы
- Они растут в земле и осуществляют фотосинтез.
- Лейкопласты, которые находятся в картошке и накапливают крахмал, на свету превращаются в хлоропласты, которые содержат хлорофилл.
- Они содержат хромопласты, которые и придают цветкам и плодам разнообразную окраску.
- Они состоят из тилакоидов, стопки которых образуют граны.
- Спорофитом у цветкового растения являются все видимые части — корень, стебель, листья и цветки.
- Плод защищает семя и помогает ему распространяться.
- Один спорангий оплодотворяет яйцеклетку, а другой — клетку зародышевого мешка.