Сегодня картофель занимает значительную нишу в рационе питания во многих частях мира. Из-за своей питательности, относительной дешевизны и широкого распространения этот овощ часто называют «вторым хлебом». Несмотря на кажущуюся простоту, строение картофеля значительно сложнее, а детальное рассмотрение этого вопроса станет полезным для многих сельхозпроизводителей и простых дачников.

Как картофель Европу и Россию покорял?

Родина картофеля – Центральная и Латинская Америка. Испанские первооткрыватели начали ввозить картофель в Европу в конце 16 века. Поначалу европейские короли и знать оценили только цветки растения, которые использовали, как декоративное украшение. Крестьяне рьяно отвергали этот овощ, поскольку были плохо проинформированы о питательных свойствах самих клубней. Частые отравления картофельными плодами-ягодами нередко приводили к тому, что в порыве злости крестьяне просто-напросто вырывали растения с корнем и сжигали их в огне. Приятный аромат печеных клубней, очевидно, заставлял людей попробовать их на вкус. Так, постепенно, отношение европейцев к новому овощу кардинально изменилось.

На Руси картофель появился во времена Петра I. Царь, как любитель всего европейского, привез из Голландии небольшую партию картофеля и распорядился передать крестьянам для разведения. Отсутствие необходимых знаний имело горькие последствия, подобные тем, что случались раньше с крестьянами в Европе. Кроме того, многие церковнослужители убеждали неграмотных людей о недопустимости выращивания чужеземного плода и приравнивали это к греховному деянию.

Строение растения

Картофель относится к семейству пасленовых. Это многолетнее растение, однако, в целях аграрного производства, картофель выращивают, как однолетнюю культуру. Общепринятый способ размножения – посадка клубней, однако, специалисты используют для селективной работы также семена. Биологические особенности картофеля, как культуры, заключаются в специфичном формировании корневой системы, клубней и надземной части растения.

Корневая система

Корневая система картофеля бывает двух видов. Растение, выращенное из семени, имеет зародышевый стержневой корень с большим количеством мелких корешков. В основании стебля закладываются также и вторичные корешки. Картофель, выращенный из клубня, имеет мочковатую корневую систему, состоящую из ростковых, пристолонных и столонных корней.

Обычная глубина залегания корневой системы картофеля – 25-40 см, то есть, корневая масса, в основном, находится на глубине пахотного слоя. В некоторых случаях корни могут уходить на глубину 80 см и более. Поздние сорта имеют более развитую корневую систему, чем ранние аналоги.

Интересные факты: увеличить урожайность можно с помощью углубления пахотного слоя, например, до 70 см. Таким образом, количество клубней значительно вырастет.

Помимо обычных корней в подземной части растения есть столоны — побеги, произрастающие из материнского клубня. В процессе развития столоны разрастаются и на молодых побегах начинают формироваться молодые клубни. Столоны легко отличить от корней: они светлые и более толстые.

Клубень

Многие люди считают, что клубень – это и есть плод картофеля. На самом деле, клубень является частью подземного стебля или столона, а если быть точнее, то клубень – это видоизмененный побег. Растение накапливает в нем крахмал, сахар и другие полезные вещества, необходимые для дальнейшего развития.

Клубень картофеля имеет своеобразное строение и внешний вид. На гладкой и плотной поверхности клубня всегда присутствуют, так называемые «глазки», маленькие черные точки и рубцы.

Глазки – это почки, из которых прорастают стебли растения. Строение глазков довольно интересно: возле главной почки в каждом из глазков всегда присутствует еще несколько дополнительных почек, активизирующихся в случае повреждения основной. На каждом клубне может быть от 4 до 15 глазков. Располагаются они на верхней половине клубня.

Строение клубня картофеля включает также чечевички – маленькие точки, через которые в клубнях происходит газообмен. Формирование чечевичек происходит параллельно с образованием кожуры. Если в почве слишком много влаги или грунт забит, то на чечевичках появляются рыхлые новообразования белого цвета, помогающие впитывать воздух. Увеличение размера чечевичек – это плохой сигнал, указывающий на то, что в клубне нарушен газообмен либо он поражен болезнью.

Рубцы, отдаленно напоминающие бровки, являются атрофированными чешуйчатыми листочками, которые появляются на ранней стадии развития клубней. Именно в пазухах этих листочков позже образовываются почки.

Кожура самих клубней может быть гладкой, сетчатой или шелушащейся, в зависимости от конкретного сорта. Толщина перидермы зависит не только от вида, но и от погодных и климатических условий, качества почвы и удобрений. Например, применение удобрений на фосфорной основе значительно утолщает кожуру, а калийные удобрения, наоборот, делают перидерму тонкой.

Стебель

Стебель картофеля формируется из почки клубня. Поскольку почек всегда несколько, то и стеблей тоже вырастает от 2-3 штук и более, в зависимости от сорта и размера самого клубня. Несколько стеблей формируют куст. В поперечном разрезе они имеют граненную форму (3-4 грани), гораздо реже стебель выглядит закругленным. Нередко кусты достигают в высоту 80-90 см, однако, такие роскошные растения часто дают плохой урожай, ведь вся сила уходит в развитие куста. Обычно, такое случается при переизбытке удобрений в почве.

Каждый стебель имеет по всей своей длине крылообразные придатки.

Листья

Каждый сорт картофеля имеет свои особенности, в том числе, количество, размер и форму листьев. Опытный садовод с легкостью определит сорт по внешнему виду зеленой массы. Лист у картофеля прерывисто-непарноперисторассеченный. На главном стержне между парными долями, обычно, формируются меньшие дольки, а между ними, в свою очередь, находятся долечки еще меньшего размера.

Существует три степени рассеченности: слабая, средняя и сильная. На слабо рассеченном листе присутствует одна пара долек, а долечек нет совсем. На сильно рассеченном листе есть более 2-х пар долек и много долечек.

Различается строение листьев и по способу размещения долей, долек и долечек. Если они накладываются друг на дружку, создавая видимость сплошного листа, то такой тип называется густодольным. Если расстояние между элементами листа достаточно большое, значит перед нами редкодольный тип листа.

Цветок

Как известно, несколько веков назад, цветок картофеля, закрепленный на одежде, считался признаком принадлежности к аристократии.

Цветы картофеля имеют довольно сложное строение. Соцветие имеет форму сложного завитка и может быть раскидистым или компактным. Цветонос, цветоножка и цветок формируют соцветие. Кроме этих составляющих, в соцветии некоторых сортов картофеля бывают верховые листочки.

Сам цветок, строение которого мы рассматриваем, состоит из 5-ти чашелистиков, собранных в чашечку, 5-ти лепестков, образующих венчик, 5-ти тычинок и пестика. Цветок может иметь узко-, широкошиловидные и длинные листовидные чашелистики.

Цветок может быть белого, синего, фиолетового или другого цвета. После завершения цветения созревает плод – зеленая ядовитая ягода, достигающая в диаметре 2 см. Строение ягоды довольно простое: она разделена на два гнезда, в каждом из которых находится множество маленьких сплюснутых семян.

Несмотря на относительно низкое содержание полезных веществ в картофеле, этот корнеплод занимает важное место в рационе питания многих народов. Преимущества овоща состоят в относительной простоте выращивания, приличной урожайности, и, конечно же, в отличных вкусовых качествах картофеля.

Теория для подготовки к блоку №4 ЕГЭ по биологии: система и многообразие органического мира.

Корень

Корень - подземный вегетативный орган высших растений, обладающий неограниченным ростом в длину.

Функции корня

1. Закрепление растения в субстрате
2. Всасывание, проведение воды и минеральных веществ
3. Запас питательных веществ
4. Взаимодействие с корнями других растений, грибами, микроорганизмами, обитающими в почве (микориза, клубеньки бобовых)
5. Вегетативное размножение
6. Синтез биологически активных веществ
7. У многих растений корни выполняют особые функции (воздушные корни, корни-присоски)
8. Видоизменения и специализация корней
9. Корни некоторых строений имеют склонность к метаморфозу

Корни бывают различны, а именно могут видоизменяться.

Видоизменения корней

• Корнеплод - видоизменённый сочный корень. В образовании корнеплода участвуют главный корень и нижняя часть стебля. Большинство корнеплодных растений двулетние. Корнеплоды состоят в основном из запасающей основной ткани (репа, морковь, петрушка).
• Корневые клубни - корнеклубни (корневые шишки) образуются в результате утолщения боковых и придаточных корней (тюльпаны, георгины, картофель).
• Воздушные корни - боковые корни, растут вниз. Поглощают дождевую воду и кислород из воздуха. Образуются у многих тропических растений в условиях повышенной влажности.
• Микориза - сожительство корней высших растений с гифами грибов. При таком взаимовыгодном сожительстве, называемом симбиозом, растение получает от гриба воду с растворёнными в ней питательными веществами, а гриб - органические вещества. Микориза характерна для корней многих высших растений, особенно древесных. Грибные гифы, оплетающие толстые одревесневшие корни деревьев и кустарников, выполняют функции корневых волосков.
• Бактериальные клубеньки на корнях высших растений - сожительство высших растений с азотфиксирующими бактериями - представляют собой видоизменённые боковые корни, приспособленные к симбиозу с бактериями. Бактерии проникают через корневые волоски внутрь молодых корней и вызывают у них образование клубеньков.
• Дыхательные корни - у тропических растений - выполняют функцию дополнительного дыхания.

Различают:

• главный корень
• боковые корни
• придаточные корни

Главный корень развивается из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на любом корне в качестве бокового ответвления. Придаточные корни образованы побегом и его частями.

Совокупность корней одного растения называют корневой системой.

Виды корневых систем

• Стержневая
• Мочковатая
• Ветвистая

В стержневой корневой системе главный корень сильно развит и хорошо заметен среди других корней (характерна для двудольных). Стержневая корневая система проникает в почву обычно глубже, чем мочковатая.

В мочковатой корневой системе на ранних этапах развития главный корень, образованный зародышевым корешком, отмирает, а корневая система составляется придаточными корнями (характерна для однодольных). Мочковатая корневая система лучше оплетает прилегающие частицы грунта, особенно в его верхнем плодородном слое.

В ветвистой корневой системе преобладают одинаково развитые главный и несколько боковых корней (у древесных пород, земляника).

Побег

Побег – это стебель с расположенными на нем листьями и почками.

Составными частями побега являются стебель, листья, почки. 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.

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).

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.

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.

Строение побега

А (с листьями). 1 – стебель; 2 – лист; 3 – узел; 4 – междоузлие; 5 – пазуха листа; 6 – пазушная почка; 7 – верхушечная почка.

Б (после листопада). 1 – верхушечные почка; 2 – почечные кольца; 3 – листовые рубцы; 4 - боковые почки.

Типы побегов

1 – прямостоячий; 2 – приподнимающийся; 3 – ползучий; 4 – стелющийся; 5 – вьющийся; 6 – лазающий.

Видоизменения побегов

• 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.
• Усик - жгутовидный ветвистый или неразветвлённый побег метамерного строения, в типичном случае лишённый листьев. Стеблевые усики, как узкоспециализированный побег, выполняют опорную функцию.
• Корневище - 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.
• 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 (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 безвременник, гладиолус, иксия, шафран.

Стебель

Стебель - удлинённый побег высших растений, служащий механической осью, также выполняет роль производящей и опорной базы для листьев, почек, цветков.

Классификация стеблей

По расположению относительно уровня почвы:

надземные

подземные

По степени одревесневания:

• травянистые
• деревянистые (например, ствол - главный многолетний стебель дерева; стебли кустарников называют стволиками)

По направлению и характеру роста:

• прямостоячие (например, подсолнечник)
• лежачие (стелющиеся) - стебли лежат на поверхности почвы, не укореняясь (вербейник монетчатый)
• приподнимающиеся (восходящие) - нижняя часть стебля лежит на поверхности почвы, а верхняя поднимается вертикально (сабельник)
• ползучие - стебли стелются по земле и укореняются благодаря образованию в узлах придаточных корней (будра плющевидная)
• цепляющиеся (лазящие) - прикрепляются к опоре с помощью усиков (горох)
• вьющиеся - тонкие стебли, обвивающие опору (луносемянник)

По форме поперечного сечения:

• округлые
• сплюснутые
• трёх-, четырёх-, многогранные (гранистые)
• ребристые
• бороздчатые (желобчатые)
• крылатые - стебли, у которых по острым граням тянутся плоские травянистые выросты (чина лесная) или низбегающие на стебель основания листьев (окопник лекарственный)

Строение стебля

Снаружи стебель защищен покровными тканями. У молодых стеблей весной клетки покровной ткани покрыты тонкойкожицей. У многолетних растений к концу первого года жизни кожица замещается многослойнойпробкой, состоящей из мертвых клеток, заполненных воздухом. Для дыхания в кожице (у молодых побегов) имеются устьица, а позже образуютсячечевички – крупные, рыхло расположенные клетки с большими межклетниками.

К покровной ткани прилегаеткора, образованная разными тканями. Наружная часть коры представлена слоями клеток механической ткани с утолщенными оболочками и тонкостенных клеток основной ткани. Внутренняя часть коры образована клетками проводящей ткани и называетсялубом.

В состав луба входятситовидные трубки, по которым идет нисходящий ток: органические вещества передвигаются от листьев. Ситовидные трубки состоят из клеток, соединенных концами в длинную трубку. Между соседними клетками имеются мелкие отверстия. Через них, как через сито, передвигаются органические вещества, образующиеся в листьях.

Ситовидные трубки остаются живыми недолго, чаще 2-3 года, изредка – 10-15 лет. На смену им постоянно образуются новые. Ситовидные трубки составляют небольшую часть в лубе и обычно собраны в пучки. Кроме этих пучков в лубе имеются клетки механической ткани, главным образом в виделубяных волокон, и клетки основной ткани.

К центру от луба в стебле расположена другая проводящая ткань –древесина.

Древесина образована разными по форме и величине клетками и состоит изсосудов(трахей),трахеидидревесных волокон. По ним идет восходящий ток: вода с растворенными в ней веществами передвигается от корней к листьям.

В центре стебля лежит толстый слой рыхлых клеток основной ткани, в которых откладываются запасы питательных веществ, – этосердцевина.

У некоторых растений(георгина, тюльпан, огурец, бамбук)сердцевина занята воздушной полостью.

Между древесиной и лубом у двудольных растений находится тонкий слой клеток образовательной ткани –камбий. В результате деления клеток камбия увеличивается (растет) толщина стебля. Клетки камбия делятся вдоль своей оси. Одна из дочерних появляющихся клеток отходит к древесине, а другая – к лубу. Прирост особенно заметен в древесине. Деление клеток камбия зависит от сезонного ритма – весной и летом происходит активно (образуются крупные клетки), осенью замедляется (образуются мелкие клетки), а зимой останавливается. В итоге образуется годичный прирост древесины, хорошо заметный у многих деревьев, называемый годичным кольцом. По числу годичных колец можно подсчитать возраст побега и дерева в целом.

Ширина годичных колец у древесных растений зависит от условий окружающей среды. Так, в холодном климате, на болотных почвах величина годичных колец древесины очень мала. В благоприятных климатических условиях, на богатых почвах толщина годичных колец увеличивается. Сопоставляя чередование широких и узких годичных колец у ствола, можно определить, в каких условиях жило растение, а также установить колебания погодных условий за многие годы.

Функции стебля

• проводящая (главная функция)

Стебель служит опорой растению, он держит на себе тяжесть находящихся на нем листьев, цветков и плодов.

• опорная

В стебле могут откладываться запасные питательные вещества. В этом проявляется запасающая функция стебля.С помощью стебля побег выносит свои листья и почки к свету в ходе роста растения. В этом проявляются важная осевая функция стебля и функция роста.

Лист

Лист - один из важнейших органов растений, основными функциями которого является фотосинтез, газообмен и транспирация.

Внутреннее строение листа

Лист состоит из следующих тканей:

• Эпидермис - слой клеток, которые защищают от вредного воздействия среды и излишнего испарения воды. Часто поверх эпидермиса лист покрыт защитным слоем восковидного происхождения (кутикулой).
• Паренхима - внутренняя хлорофиллоносная ткань, выполняющая основную функцию - фотосинтез.
• Сеть жилок, образованных проводящими пучками, состоящими из сосудов и ситовидных трубок, для перемещения воды, растворённых солей, сахаров и механических элементов.
• Устьица - специальные комплексы клеток, расположенные, в основном, на нижней поверхности листьев; через них происходит испарение воды и газообмен.

Внешнее строение листа

Лист внешне состоит из:

• черешка (стебелька листа)
• листовой пластинки (лопасти)
• прилистников (парных придатков, расположенных по обеим сторонам основания черешка)
• место, где черешок примыкает к стеблю, называется влагалищем листа
• угол, образованный листом (черешком листа) и вышерасположенным междоузлием стебля, называется пазухой листа
• в пазухе листа может образоваться почка (которая в этом случае называется пазушной почкой), цветок (называется пазушным цветком), соцветие (называется пазушным соцветием)

Не все растения имеют все части листьев, у некоторых видов парные прилистники чётко не выражены либо отсутствуют; может отсутствовать черешок, а структура листа может не быть пластинчатой.

ВИДОИЗМЕНЕННЫЕ СТЕБЛИ

Корневища

Корневище - это горизонтально растущий подземный многолетний побег с остатками отмерших листьев, почками и придаточными корнями. В корневище обычно откладываются запасные питательные вещества, однако степень его специализации как запасающего органа у разных видов различна. Кроме того, корневище служит для вегетативного размножения растения. При искусственном размножении его обычно делят после цветения. В это время корневище находится в состоянии готовности к дальнейшему росту и формированию новых корней.

Корневища могут расти двумя способами. У ириса германского (садового) верхушечная почка развивается в цветонос, а рост в горизонтальной плоскости осуществляется за счет боковой почки. В следующий сезон у этого образовавшегося бокового побега формируется собственная верхушечная почка, образующая цветонос, а растение продолжает горизонтально расти, закладывая новые боковые почки. В другом случае, как у мяты или пырея, рост корневища осуществляется за счет продолжительного функционирования верхушечной и иногда боковых почек, которые обычно дают цветоносные побеги.

Корневища разных растений могут отличаться и по внешнему виду: например, корневище спаржи дает очень незначительный

ежегодный прирост, а корневища мяты и пырея характеризуются быстрым и продолжительным ростом, благодаря чему за сравнительно короткое время побеги распространяются на большой площади.

Гораздо лучше других садовых растений размножению корневищами поддается ирис германский. Самое подходящее время для деления и рассаживания корневищ - сразу после окончания цветения, когда отмирает старая корневая система и начинает формироваться молодая. Крупное корневище выкапывают вилами из земли и тщательно отряхивают. Старые части корневища обрезают, оставляя только молодые приросты этого года. Корни подрезают до 5-7-см длины; листовые пластинки также укорачивают, чтобы снизить испарение воды до окоренения.

Общее правило: части корневища высаживают на ту же глубину, на какой они росли раньше; для ириса это практически поверхность почвы. Корни на корневище обычно располагаются продольно в два ряда с нижней стороны. Поэтому при посадке нужно подготовить две небольшие бороздки, одна рядом с другой. Высаженные на гребень корневища укрывают землей. Покровную землю в случае необходимости можно уплотнить, проведя полив.

КРУПНЫЕ МНОГОЛЕТНИЕ КОРНЕВИЩА

Немного сложнее размножать растения с сильноветвящимися крупными корневищами, такими, как у пионов и спаржи. Они образуют то, что иногда называют травянистым многолетним корневым побегом. Чтобы разделить такое мощное корневище, нужно сделать большие разрезы; каждый используемый для размножения кусок должен иметь хотя бы одну хорошо развитую почку.

Поздней осенью, до того как почки станут увеличиваться в размерах и начнет отрастать новая корневая система, корневище делят на

несколько сравнительно крупных частей. Если же необходимо быстрое нарастание биомассы, лучше пользоваться небольшими кусочками корневища, которые высаживают в горшки с почвенной смесью типа «Джон Иннес № 1» и подращивают в благоприятных условиях. Поверхности срезов тщательно обрабатывают порошковидными фунгицидами. Посадочный материал помещают в сухое и теплое (21°С) помещение, чтобы поверхности срезов подсохли и начали заживать. После этого приступают к посадке.

ВИДОИЗМЕНЕННЫЕ СТЕБЛИ

Клубнелуковицы

Клубнелуковица представляет собой подземный утолщенный стебель, который служит для запасания питательных веществ. Внешне он очень похож на луковицу и их часто даже путают, но по строению они сильно различаются. Клубнелуковица короче и шире луковицы; на ней размещаются превратившиеся в тонкие сухие пленки листья, закрывающие ее и предохраняющие от повреждений и подсыхания; в пазухе каждого листа находится почка; верхушка стебля обычно развивается в цветоносный побег; корни вырастают из основания клубнелуковицы, часто имеющего вогнутую форму. У некоторых клубнелуковичных растений в верхней части клубнелуковицы формируется несколько цветочных почек.

Ежегодно у основания каждого стебля образуется новая дочерняя клубнелуковица. Коэффициент размножения, таким образом, находится в прямой зависимости от числа стеблей. В природных условиях растения, образующие клубнелуковицы, именно так и размножаются, но, если необходимо увеличить число вновь образующихся органов, прибегают к специальным методам. При размножении клубнелуковиц очень важно следить за тем, чтобы исходный материал не был заражен.

Непосредственно перед посадкой крупную здоровую клубнелуковицу разрезают на несколько частей, имеющих хотя бы по одной почке. Поверхность срезов обрабатывают порошком фунгицида. Части клубнелуковиц раскладывают на сетчатом подносе и подсушивают в теплом сухом помещении (в хорошо вентилируемом шкафу) в течение 48 часов. Это ускорит заживление ран на срезах. Затем их высаживают по одной в горшочки, устанавливают этикетки.

Если клубнелуковица слишком мала для того, чтобы ее разделить, образование боковых почек можно стимулировать, обрезав основной стебель. Срез обрабатывают фунгицидом и клубнелуковицу незамедлительно высаживают. На протяжении вегетационного периода каждая клубнелуковица образует несколько побегов, которые в конце концов превращаются в новые растения.

КЛУБНЕЛУКОВИЧКИ

Иногда между новой клубнелуковицей и разрушающейся старой могут сформироваться вторичные побеги - мелкие дочерние клубнелуковички. Число их зависит от вида растения - у гладиолуса, например, их образуется до 50 штук.

Способность к образованию деток зависит от глубины посадки материнской клубнелуковицы: чем глубже она сидит в земле, тем больше образуется клубнелуковичек.

Во время осеннего выкапывания клубнелуковички собирают и хранят в сухом хорошо вентилируемом и защищенном от заморозков помещении при температуре не выше 5 °С. Перед посадкой в следующем вегетационном сезоне подсохшие луковички полезно на сутки замочить в тепловатой воде. Затем их довольно плотно высаживают в открытый грунт. Обычно уже через два года молодые клубнелуковички вырастают до размеров взрослой клубнелуковицы, способной образовывать цветоносные побеги.

Размножение делением

Стимуляция образования боковых почек у мелких клубнелуковиц

1. Какие видоизменения корней вы знаете? Какие функции они выполняют?

Основные функции корня – закрепление растения в почве, всасывание из почвы растворов минеральных соединений и их транспорт в надземные его части. Однако корень может выполнять и некоторые дополнительные функции. При этом он приобретает определенные особенности строения, называемые видоизменениями корня.

У многих растений (например, у свеклы, моркови) в главном корне и основании побега откладываются запасные питательные вещества. В результате этого главный корень утолщается и превращается в корнеплод.

У других видов растений (например, у георгин, чистяка весеннего, батата) запасные питательные вещества откладываются в дополнительных или боковых корнях, которые приобретают клубневидную форму. Такие видоизменения называют корневыми клубнями.

У некоторых растений, произрастающих на болотах и переувлажненных почвах, формируются дыхательные корни. Это боковые корни, растущие вверх и поднимающиеся над поверхностью почвы (или воды). В переувлажненных почвах из–за низкого содержания кислорода дыхание подземной части растения усложняется. Поэтому такие видоизмененные корни поглощают кислород непосредственно из влажного воздуха.

Встречаются и корни–прицепки. Это короткие дополнительные корни, отрастающие вдоль надземной части стебля. С их помощью вьющиеся стебли растений цепляются за опору. Вспомните плющ, способный прикрепляться даже к гладким вертикальным стенам домов.

Есть также опорные корни, выполняющие функции подпорок.

Особый тип видоизменений корня наблюдается у орхидей. Некоторые виды этих растений способны поселяться на стволах деревьев влажных тропических лесов. Их воздушные корни свободно свисают и позволяют получать воду из влажного воздуха.

2. Какие видоизменения листьев вам известны? Какова их функция?

Видоизменения листьев - выработанные в ходе эволюции необратимые изменения формы листьев в результате приспособления органов растения к условиям среды обитания (т. е. с выполнением листьями новых функций).

1. Колючки - одно из наиболее часто распространенных видоизменений; они служат защитой от поедания животными (кактусы, молочаи, барбарис, белая акация, верблюжья колючка).

2. Усики (у сложных листьев некоторых видов растений) цепляются за опору, вынося весь побег к свету (горох, вика).

3. Запасающую функцию выполняют сочные чешуи луковиц (лук, чеснок), листья алоэ, кочана капусты.

4. Кроющие чешуи почек защищают нежные зачаточные листья и конус нарастания от неблагоприятных условий внешней среды.

5. Ловчие аппараты обеспечивают жизнь насекомоядных растений на болотах в условиях недостатка азота и других элементов минерального питания. Листья таких растений изменились до неузнаваемости, превратившись в ловушки (венерина мухоловка), кувшинчики (непентес). Листья некоторых растений своими блестящими, ярко окрашенными капельками на волосках привлекают муравьев, мух, комаров, других мелких насекомых; выделяющийся при этом сок содержит пищеварительные ферменты (росянка).

3. Каковы основные функции стебля?

Стебли выполняют две основные функции:

Стебли выносят листья к свету (опорная функция);

По стеблю осуществляется транспорт веществ между листьями и корнями.

4. Что называют побегом?

Стебель с расположенными на нём листьями и почками называют побегом.

Лабораторная работа

Строение клубня

2. Рассмотрите глазки. Каково их расположение на клубне? Рассмотрите почки в глазке, пользуясь лупой.

На поверхности клубня в углублениях находится по 2-3 почки, называемые глазками. Глазков больше на той стороне клубня, которую называют верхушкой. Противоположной стороной - основанием - клубень соединён со столоном.

3. Сделайте тонкий поперечный срез клубня. Рассмотрите его на свет. Сравните поперечный срез клубня с поперечным срезом стебля (рис. 42).

4. Зарисуйте поперечный срез клубня.

См. ответ на вопрос №3.

5. Капните на срез клубня йодом. Объясните, что произошло.

Если капнуть на срез клубня йодом, то он станет сине-фиолетового цвета, т.к. крахмал при взаимодействии с йодом даёт такую реакцию. В картофеле крахмал содержится в больших количествах (это основное запасающее вещество клубней картофеля).

6. Докажите, что клубень - это видоизменённый подземный побег.

Поперечный срез клубня по строению схож с поперечным срезом стебля. При рассмотрении можно выделить пробку, луб, древесину и сердцевину.

Лабораторная работа

Строение луковицы.

Рассмотрите внешнее строение луковицы. Какое значение имеют сухие чешуи?

Наружные чешуи сухие и кожистые – выполняют защитную функцию.

2. Разрежьте луковицу вдоль. Зарисуйте продольный разрез луковицы, обозначьте чешуи, донце, почки, придаточные корни.

3. Докажите, что луковица - это видоизменённый подземный побег.

Как и у наземного побега, на стебле имеются верхушечная и пазушные почки, листья.

Вопросы

1. Какие видоизменённые подземные побеги вы знаете? Назовите растения, имеющие корневище, клубень, луковицу.

Видоизменённые подземные побеги - корневища, клубни и луковицы.

Корневище есть у многих растений, например у крапивы, пырея, ириса, ландыша, комнатного растения аспидистры.

Клубни встречаются, например, у картофеля, хохлатки, кормового растения топинамбура (земляной груши).

Луковицы образуют многолетние растения - лук репчатый, лилия, тюльпан, нарцисс, дикорастущий гусиный лук.

2. Как развивается клубень картофеля?

Подземные побеги, на которых развиваются клубни, отрастают от оснований надземных стеблей. Эти побеги называют столонами. Клубни - это верхушечные утолщения столонов.

Как и у наземного побега, имеются верхушечная и пазушные почки, из которых весной развиваются молодые надземные побеги.

Поперечный срез клубня по строению схож с поперечным срезом стебля. При рассмотрении можно выделить пробку, луб, древесину и сердцевину.

4. Какое строение имеет луковица?

В нижней части луковицы репчатого лука расположен почти плоский стебель - донце. На донце имеются видоизменённые листья - чешуи. Наружные чешуи сухие и кожистые, а внутренние - мясистые и сочные. На донце есть почки, расположенные в пазухах чешуй.

5. Как доказать, что корневище и луковица - это видоизменённые побеги?

Как и у наземного побега на корневище и луковице, имеются верхушечная и пазушные почки, а также видоизменённые листья (плёнчатые чешуйки на корневище, сочные и сухие чешуи на луковице). От корневища и донца (стебель в луковице) отрастают придаточные корни, а из верхушечной или пазушной почки весной развиваются молодые надземные побеги.

6. Какие надземные видоизменения побега вы знаете?

Надземными видоизменениями побега являются колючки дикой яблони, груши, боярышника, защищающие растения от поедания животными. Усики винограда, огурца, тыквы, дыни, усы земляники - тоже видоизменённые побеги. Ещё один пример надземного видоизменённого побега - это утолщение междоузлий стебля капусты кольраби.

Подумайте

По каким признакам можно отличить клубни от корнеплода, корневище от корня?

Клубень и корневище будут иметь почки, а также видоизменённые листья.

Задания

1. Поместите луковицу репчатого лука в банку с узким горлышком так, чтобы она не проваливалась, а только касалась донцем воды, налитой в банку. Наблюдайте за развитием у луковицы придаточных корней и зелёных листьев. Почему она растёт, хотя находится не в почве?

Луковица - это скопление полезных веществ, необходимых для листьев и корней. При наличии тепла и влаги начинается рост. Т. е. луковица и без почвы обеспечивает растение всем необходимым.

2. С наступлением тёплой весенней погоды наблюдайте за цветением луковичных и корневищных растений. Определите названия этих растений. Отметьте начало и окончание цветения, а также укажите, что характерно для этих растений в данный период года.

Луковичные:

1. Простые ранние тюльпаны цветут в начале мая в течение 15–30 дней. Смена поколений луковиц, в отличие от нарциссов, происходит ежегодно. Во время недолгой весенней вегетации тюльпан цветёт, плодоносит и закладывает под землёй молодые луковицы, а отцветшая луковица умирает.

2. Цветут нарциссы в апреле-мае. У нарцисса луковица многолетняя. После окончания цветения листья у отцветших нарциссов не срезают, а ждут, когда они засохнут. В этот период происходит запасание питательных веществ в луковицах.

Корневищные:

1. Ландыши цветут с середины до конца мая. После окончания периода цветения появляются плоды ландыша – мелкие красные ягоды.

2. Ирисы обильно цветут с конца мая и до середины июля. В летнее время у ирисов закладывается цветочная почка, так что зимуют ирисы с уже сформировавшимися почками, из которых в новом сезоне появятся новые цветы.

Строение корня растения изучает наука ботаника. Изучение данного материала поможет узнать особенности этой части растений.

Что такое корень

Корень – постоянно растущий и развивающийся орган. Самая главная его функция – это выполнение роста и жизнедеятельности растения. Это и обеспечение питанием, а также дыхательная функция. Длина и форма его постоянно меняется с ростом стебля.

Внутри этого органа находятся все витамины и вещества, которые получены и образованы путем синтеза.

Зоны корня

Подробные таблицы с описанием зон корневой системы можно посмотреть в учебных пособиях по ботанике. Мы расскажем основные моменты.

В структуре корневой системы выделяют важные зоны от верхушки до хвоста. Корневой чехлик служит прикрытием хвостовой части, защищает конец от повреждений. С каждым ростом конца корня можно наблюдать образующиеся сморщивания чехлика и появления новых его клеток.

Ниже чехлика расположена зона деления. Здесь происходит клеточное размножение. Длина этой зоны обычно составляет всего лишь несколько миллиметров. Над ней располагается зона роста, в которой эти клетки вытягиваются в длину.

Далее идет зона всасывания. Ее длина около одного сантиметра. Здесь образуются проростки. Они носят название корневые волоски. Все они отчетливо видны невооруженным взглядом, и вместе образуют белый тонкий пушок на корешке. Корневые волоски состоят из ядра, оболочки, лейкоцитов и цитоплазмы.

Зона всасывания обеспечивает питание жидкостью и минералами. Корневые волоски проникают между клетками почвы и поглощают питание. Далее питательные вещества продвигаются по внутренним клеткам корня к зоне проведения. Эта зона осуществляет переход необходимых важных элементов питания к клеткам стебля.

Между корнем и стеблем происходит непрерывная взаимосвязь. От стебля в корень попадают все необходимые для его роста органические питательные вещества. Зона проводящей системы находится и в кончике корня. С помощью волокон происходит взаимодействие между элементами корня.

Видоизменения корней

Для выживания в различных условиях у растений могут быть совершенно разные по виду корни. Особенности растения плюща помогают ему забираться на любую возвышенность с помощью корней-прицепок.

Корнеплоды имеются у брюквы, репы, моркови. В основном это двулетние растения. Если человеку надо получить семена, то плод оставляют на будущий год. Но, в основном, корнеплоды едят.

Корневые клубни имеются у лилий, георгинов и других цветов. В них накапливаются все полезные вещества для питания. Они образуются из боковых или придаточных корней.

Корни-подпорки имеются у многих тропических деревьев. Они выпирают из-под почвы, создавая столбовидные опоры для растений. Например, растение баньян, некоторые виды фикусов.

Воздушные корни имеют орхидеи и другие тропические цветы. Рост и жизнь растения происходит при том, что свисающие корешки втягивают воду и питание из воздушной сферы.

Корни-присоски бывают у многих ядовитых растений. С их помощью они присасываются к другим растениям, высасывая из них питательные вещества и влагу.

Виды корней

В биологии есть три вида корней:

1. Придаточными называются отростки, направленные горизонтально, параллельно почве. Отходят от различных органов растения: на стеблях, листьях, главном корне.
2. Главный корень обычно самый большой, уходит вниз в землю, растет вертикально вниз. Он вырастает из зародышевого семени.
3. Боковые могут расти и на придаточных корешках, и на главном.

Типы корневых систем

Есть два типа корневой системы: мочковатая и стержневая . Структура стержневого типа состоит из основного главного корня. Он крепкий и хорошо развит.

Мочковатый тип состоит из одинаковых нескольких отростков, которые переплетаются между собой, по форме напоминают гнездо или пучок.

Внутреннее строение корня

Осмотрим микроскопическое строение корневой системы на поперечном срезе с помощью рисунка с подписями. Продольный разрез может показать, как устроен корень внутри.

У корня известно несколько слоев:

• кожура;
• первичная кора;
• ткань, образующая внешний слой;
• проводящие ткани;
• сосуды, по которым перемещаются питательные вещества, минералы и вода;
• ткань, в которой хранятся запасы питательных веществ.

Заключение

Мы разобрались, какие бывают корни по форме и виду, для чего они служат растениям, какую важную роль играют. Изучив анатомическое строение корневой системы, можно узнать ее значение и функцию.