ФІЗІОЛОГІЯ ТА БІОХІМІЯ РОСЛИН

Опорний конспект лекцій

2. БУДОВА І ФУНКЦІЇ РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ

Органи, тканини та функціональні системи вищих рослин

Тіло вищих рослин побудоване з двох частин - пагона й кореня, які утворюють головну вісь рослини. До складу пагона входять: стебло, листки, вегетативні бруньки, квіти, плоди; кореневасистема складається з головного, бокових і додаткових коренів.

Стебло в основному виконує опорну та провідну функції. Воно має рухову активність (зона розтягування), часто служить місцем відкладання запасних речовин, у багатьох випадках є органом вегетативного розмноження (столони, вусики). У ході еволюції з’явилися численні модифікації стебла й виникли нові функції. Наприклад, підземні кореневища, бульби, цибулини виконують функції вегетативного розмноження, зберігання запасних речовин, перенесення несприятливих сезонних умов. Соковиті фотосинтезуючі стебла сукулентів являють собою пристосування до нестачі вологи. Функцію підтримання тіла виконують вусики, захисну - колючки.

Листок - спеціалізований орган повітряного живлення, який здійснює фотосинтез, газообмін і транспірацію. Листки можуть виконувати запасну функцію (сім’ядолі), захисну (колючки), опори (вусики), бути ловчим апаратом (комахоїдні рослини).

Корінь - спеціалізований орган ґрунтового живлення, служить для закріплення в ґрунті, володіє руховою активністю (зона розтягування). Корінь може мати запасну функцію (бульби, потовщення), дихальну (болотяні рослини). Виконання нових функцій призводить до виникнення коренів-підпорок, ходульних коренів, коренів-присосок (плющ), повітряних коренів (орхідеї) і т.д.

Вегетативні бруньки - це зачатки пагонів і служать для їхнього нарощування. Розрізняють апікальні, пазушні та додаткові (адвентивні - виникають на будь-якій частині з живих клітин) бруньки. Брунька складається зі стеблової й листкової частин. Стеблова частина називається конусом наростання, який зусібіч покритий лусками, що являють собою зачаткові листки.

Генеративні органи забезпечують процес статевого розмноження з подальшим утворенням насіння і плодів.

Квіткові бруньки в більшості деревних рослин закладаються в рік, який передує цвітінню. Ці бруньки є зачатками квіток.

Квітка - це видозмінений нерозгалужений пагін з обмеженим ростом, пристосований до статевого розмноження з наступним утворенням насіння й плодів. Типова квітка складається із квітконіжки, квітколожа, оцвітини, андроцея, гінецея. Особливості будови квітки зумовлені, насамперед, способом її запилення.

Плід - це орган покритонасінних рослин, який утворюється після запліднення з маточки, а також іноді й з інших частин квітки внаслідок їхнього розростання й видозмінення.

Вегетативні органи забезпечують ріст пагонів та їхнє розгалуження, а генеративні - процес статевого розмноження.

Кожен із перелічених органів рослинного організму побудований з декількох типів тканин (група клітин спільного походження, які виконують певну фізіологічну функцію і мають подібну морфологічну будову, що забезпечує найкраще виконання цієї функції). За функціональним значенням у рослин розрізняють такі типи тканин:

- твірна (меристеми);

- асиміляційна (хлоренхіма, стовбчаста, губчата паренхіма);

- запасна; покривна (епідерма, ризодерма, перидерма, ендодерма);

- видільна;

- механічна;

- провідна;

- аеренхіма.

У рослин існує декілька єдиних для всього організму функціональних систем, кожна з яких складається з кількох типів тканин і спеціалізованих клітин. Це системи автотрофного й ґрунтового живлення; судинно-провідна система, опірна система, рухова система, статева система тощо.

Дихальна й видільна системи мають дифузний характер. Рослина дихає всією своєю поверхнею.

У більшості рослин відсутні спеціалізовані органи чуття. Немає в рослин і нервової системи. Передача електричних імпульсів здійснюється по провідних пучках.

Усі особливості рослинного організму пов’язані з його способом живлення. Автотрофний тип живлення - головна особливість рослинного організму. Він підтримується кореневим живленням. Однак частина клітин і тканин постійно чи тимчасово живляться гетеротрофно.

Основні функції рослинного організму можна представити у вигляді схеми (рис. 1.).

Рис. 1. Основні функції рослинного організму

Центральне місце в обміні речовин цілої рослини займає транспорт речовин. Цей транспорт здійснюється по апопласту (фаза клітинних стінок і міжклітинники), симпласту (синцитію протопластів) і, можливо, по ендопласту (безперервні цистерни ендоплазматичної сітки). Основний шлях дальнього транспорту - провідна система (ксилема й флоема). Поживні речовини при участі дихання використовуються для синтезу специфічних метаболітів і структур клітин. При цьому частина речовин виділяється у вакуолі або назовні. На основі поділу, росту й диференціації клітин здійснюється морфогенез рослин, а також процеси розмноження. У багатьох явищах суттєву роль відіграють рухові реакції рослин. Захисні функції рослини реалізуються за рахунок синтезу захисних речовин, частина з яких виділяється назовні, і за рахунок формування спеціальних анатомічних і морфологічних структур. Для всіх цих процесів необхідна енергія, яка з’являється при диханні.

Таким чином, вища рослина - складна біологічна система, функціональну активність якої забезпечують 10-15 органів, 3-4 десятки різних спеціалізованих тканин, декілька десятків спеціалізованих груп клітин (для порівняння: тіло гідри утворене двома типами тканин і десятьма типами клітин; черв’яка - десятьма-дванадцятьма спеціалізованими тканинами).