за счет чего растение растет в длину
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Рост и развитие растения
Рост и развитие растения обеспечивается за счет деления клеток. Изменение массы, размера и объема проростка семени можно наблюдать при его прорастании.
Рост растений. Вспомните строение клеток и тип тканей верхушечной почки и зоны деления корня. Как вы помните, там расположена образовательная ткань. Благодаря непрерывному делению ее клеток происходит рост корней и побегов. Рост растений связан с размножением — увеличением количества клеток и с перераспределением веществ, входящих в состав растения. На свету благодаря фотосинтезу рост зеленых растений обычно приводит к увеличению массы тела, так как накопление органических веществ преобладает над расходом их на дыхание. В темноте рост зеленых растений происходит благодаря имеющимся органическим веществам при одновременной трате их на процесс дыхания.
При изучении корня, стебля и листа выяснялись способы роста этих органов: корень растет концом, и зона роста его не превышает 8-10 мм, в то время как стебель растет верхушкой и верхними междоузлиями. Зона роста стебля имеет несколько сантиметров, а иногда достигает 10 см и больше.
Рост стеблей злаков и других однодольных растений происходит преимущественно в междоузлиях. Их образовательная ткань расположена в основаниях листьев (узлах), поэтому рост стебля можно сравнить с тем, как раздвигается подзорная труба (вставочный рост) (рис.1).
Рис.1 Вставочный рост стебля злаковых растений
Если ежедневно в одно и то же время длину стебля фасоли измерять линейкой с миллиметровыми делениями, то можно заметить изменения на протяжении всего жизненного цикла растения. Сначала рост стебля идет медленно, затем ускоряется, достигает максимума, а затем замедляется и совершенно прекращается. Наблюдения показывают, что и все растения растут подобным же образом. Молодое дерево вначале растет медленно, затем рост его ускоряется, достигает максимума, затем замедляется и прекращается, Но даже у старых деревьев образуются новые веточки и каждую весну распускаются и растут новые листья.
Человек может регулировать рост растения в нужном ему направлении. Например, можно остановить рост стебля в длину, удалив верхушечную почку. Такой способ называется прищипыванием (выщипыванием) (рис.2). Дерево станет сильнее ветвиться.
Рис.2 Метод прищипывания (удаление верхушки стебля)
Можно удалить кончик корня (пикировка), это стимулирует сильное развитие боковых корней (рис.3). В результате улучшится питание растения и увеличится его продуктивность. При окучивании (присыпании земли к стеблю) растений из-за притока дополнительного кислорода также улучшается рост и стимулируется развитие придаточных корней. При обрезании молодых стеблей у яблони, малины, огурцов рост в высоту приостанавливается и начинается развитие боковых стеблей. В связи с этим весной в парках и во дворах производится обрезка деревьев и кустов, таким способом регулируют их рост.
Рис. 3 Пикировка корня
На рост растений влияют различные условия: количество влаги в почве и воздухе, наличие минеральных веществ, состав воздуха, свет, температура. У растений, которые произрастают во влажной почве, стебли и листья более сочные, чем у растений, которые растут на сухой почве. В полутемных и темных местах длина растений увеличивается быстрее, чем на свету. Например, побеги картофеля при хранении в темноте могут вырасти до нескольких метров. Свет уменьшает рост растения в длину. Когда вы наблюдали за ростом семени, вы могли заметить, что этот процесс связан с температурой. Для многих растений самая благоприятная температура 25-30°С. Более высокая температура замедляет рост. Многие весенние растения (подснежник, безвременник) вырастают сразу же после таяния снега. У разных растений устойчивость к холоду и жаре разная.
Рост растений также зависит от минеральных солей, поступающих из корневой системы. Если нет хоть одного нужного вещества, рост растения останавливается.
Для роста также нужен кислород, так как рост напрямую связан с затратами энергии. Зная необходимые условия для роста растений, нужно вовремя поливать, обеспечивать питательными веществами, обрабатывать почву, охранять от вредителей.
Используя эти знания, можно получать хороший урожай культурных растений.
Развитие растений. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. В ходе развития формируются новые свойства, органы.
Развитие организма начинается с появления зародыша. Первый этап в развитии растений называется зародышевый. Он охватывает время от начала формирования зародыша до момента прорастания семян. В этот момент главными факторами, влияющими на прорастание растений, являются температура и влажность. При низкой температуре семена не прорастают. Так же не способны прорастать и сухие семена.
Второй этап в развитии растений — молодость. Он длится от момента прорастания семени до первого цветения. В этот период жизни растение активно растет, значительно увеличивая свою зеленую массу. Оно ветвится, образует новые молодые побеги (веточки) и листья, растет в высоту (рис. 4).
Рис.4 Развитие растения
Как только растение приступило к цветению, начинается третий этап — зрелость. В этот период растение обязательно образует плоды с семенами. Большинство многолетних древесных растений в период зрелости, так же как и в период молодости, продолжают активно увеличивать свой рост. А однолетние растения тратят питательные вещества в основном на формирование плодов и семян, поэтому в период зрелости они растут незначительно или вообще прекращают рост.
Четвертый и последний период в жизни растительного организма — старость. В это время почти полностью прекращается рост растения, его цветение и плодоношение. Растение переходит в пассивное состояние и постепенно отмирает.
Сроки жизни у разных растений неодинаковы. Как вы уже знаете, есть однолетние растения. У них все четыре этапа завершаются за один весенне-летний сезон. Это такие растения, как пшеница, редис, фасоль и многие другие. Есть двулетние растения, которые зимуют в виде корнеплодов, а зрелость (цветение и формирование семян) происходит только в следующее лето. Это такие растения, как свекла, морковь, капуста, редька и многие другие. Многолетние цветковые растения, живущие на территории нашей страны, переходят зимой в период «зимнего покоя», а весной их жизнедеятельность возобновляется. Большую часть своей жизни они находятся в состоянии зрелости. Это многие деревья (дуб, яблоня, урюк и др.) и кустарники (виноград, смородина и др.). Есть и многолетние травянистые растения: пырей, хрен, календула и др.
Растения являются целостными организмами. Все процессы в них взаимосвязаны и зависят как от самого растения (однолетнее или многолетнее), так и от условий окружающей среды.
Рост растения обеспечивает размножение клеток образовательной ткани. Рост в высоту — конус нарастания или верхушечная почка, рост в глубину — зона деления корня; рост деревьев в толщину — клетки камбия; рост в высоту у злаков — образовательняя ткань в основаниях междоузлий. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. Развитие имеет свои этапы: первый — зародышевый; второй — молодость (до полового размножения); третий — зрелость; четвертый и последний — старость. По срокам жизни растения подразделяются на однолетние (редис, пшеница, фасоль), двулетние (свекла, морковь, капуста) и многолетние (дуб, яблоня, виноград, смородина).
Побег и почка
Стебель
Строение семян двудольных и однодольных растений
Строение цветка
Рост стебля
Рост стебля в длину
Стебель вырастает из зачаточного стебля почки. Если это главный стебель растения, то он развивается из зародышевой почечки семени.
После того, как почки набухают и у них раздвигаются защитные чешуйки, начинает расти стебель и разворачиваться листочки. У растущего из почки стебля постепенно увеличивается длина междоузлий.
На самом верху побега находится так называемая верхушечная почка. В ней есть конус нарастания. Деление клеток конуса нарастания приводит к росту стебля в длину.
Конус нарастания состоит из образовательной ткани. Ее клетки способны к постоянному делению.
На более нижних клетках конуса нарастания появляются зачаточные листья, клетки стебля перестают делится и начинают расти. В результате растет сам стебель, и получается что он растет своей верхней частью. Так если нанести на всю длину стебля метки, то через некоторое время расстояние между метками на его верхушке увеличится, так как здесь клетки продолжают расти в длину. В то время как ниже по стеблю расстояние между метками может не измениться.
Однако стебли растут в длину не всегда только за счет конуса нарастания. У многих растений наблюдается вставочный рост, при котором удлиняются междоузлия побега. Обычно при этом делятся и растут клетки оснований междоузлий.
Если у стебля удалить его верхушку вместе с конусом нарастания, то прекратится его рост в длину. Но при этом стебель начнет ветвится, т. е. начнут вырастать боковые побеги.
Рост стебля в толщину
Рост стебля в толщину обеспечивается за счет деления клеток камбия. Рост в толщину наблюдается у деревьев и кустарников, а также у многолетних трав. У деревьев камбий находится под корой. Камбий состоит из образовательной ткани.
Рост стебля в толщину происходит в благоприятный период года. В умеренных широтах это происходит в теплый период. В это время клетки камбия активно делятся.
У деревьев те клетки камбия, которые находятся ближе к коре, становятся клетками луба. Те, что ближе к древесине, становятся древесиной. При этом за вегетационный сезон у дерева клеток древесины образуется больше, чем клеток луба.
В древесине, которая нарастает весной, развиваются достаточно толстые сосуды с тонкими стенками. Сосуды же осенней древесины, наоборот, тонкие с более толстыми оболочками.
Поскольку зимой стебель в толщину не растет, а весной начинают образовываться снова крупные клетки, то на спиле ствола видны отчетливые переходы от мелких клеток к крупным. Клетки древесины одного года называются годичным кольцом. По количеству годовых колец можно определить возраст дерева.
Годичные кольца разных лет могут отличаться между собой. Одни могут быть более узкие, другие — более широкие. Такое различие обусловлено разными погодными условиями. Если год был хороший, дерево получало достаточно влаги и света, то годовое кольцо будет широким. Также ширина каждого отдельно взятого годового кольца не одинакова. С южной стороны кольца обычно шире, чем с северной. Это связано с тем, что с северной стороны камбий обычно меньше прогревается, и поэтому хуже делятся его клетки.
Рост стебля
Что такое рост стебля
Это изменения объёма растения, увеличение его массы, размера по длине или по ширине.
Понятие стебля. Что такое стебель растения
Стебель – это опора побега, на котором есть почки и листья. Он состоит: из пробки, луба, камбия, древесины и сердцевины.
Пробка – это кожица растения, защищающая его от внешних воздействий, заболеваний и испарения влаги.
Луб – это клетки расположенные под пробкой белого цвета.
Камбий – это промежуточный слой клеток, находящийся между наружным и внутренним слоями. Без него невозможен рост растений.
Древесина – это основа стебля, очень твёрдая его часть.
Сердцевина – это средняя составляющая стебелька.
Росту стебля можно уделить особое внимание.
Виды роста стебля
Растение может увеличиваться либо в ширину, либо в длину. Существует боковой, вставочный, верхушечный рост.
Особенности роста стебля
Когда клетки делятся, растягиваются и изменяются, получаются различные органы, ткани. Рост стеблей растений берёт своё начало в образовательных тканях.
Делящиеся ткани находятся на зачаточном этапе. Такие клетки всё время растягиваются и образуют участок удлинения стебля. Как завершение, возникает отрезок сильного прироста органа. Это важное отличие вырастания растений от роста животных. У растений двудольных нет разделения на отдельные участки. Клетки делящиеся растягиваются, и разделение часто совпадает с растяжкой.
Рост стеблей растений осуществляется во время всей жизни или онтогенеза. Онтогенез — это весь период жизни от зарождения зиготы и до смерти растения.
Произрастание стебельков осуществляется в основном верхушками.
У них рост бесконечен и происходит на протяжении всего существования растений. Деревья могут расти сто лет.
Что обеспечивает рост стебля
Стебелёк растёт из почки, и у него происходит увеличение размера междоузлий.
Вверху побега есть почка верхушечная. У неё образуется конус нарастания. Когда его клетки делятся, стебель вырастает по длине.
Этот конус включает в себя меристемы. Они постоянно делятся.
После этого на конусе образуются зародышевые листочки, клетки самого стебля прекращают деление и растут. Наконец, увеличивается в размерах стебель, то есть происходит рост верхней его части. После того, как будут поставлены по всему стеблю пометки, через некоторый промежуток времени можно увидеть, что расстояние между пометками на верхушке станет больше, потому что здесь происходит рост. А в нижнем отрезке увеличения может и не будет.
Виды стеблей по направлению роста
Существуют стебли ползучие, прямостоячие, вьющиеся, цепляющиеся, стелющиеся и другие.
1)При образовании на побегах стелющихся придаточных корней получаются ползучие стебли, например, чай луговой, ползучий клевер, плющ. Лапка гусиная, земляника, ползучая живучка и большое количество других растений обладают ползучими стеблями, на которых есть длинные междоузлия. Эти побеги получили название усы. На их узелках растут листья, имеющие вид чешуек. Из почек, расположенных на верху, формируются короткие побеги в виде розеток с листочками. Таким образом, эта разновидность растений распространяется и заселяет большие площади.
2)Стебли прямостоячие вытягиваются в вертикальном положении в высоту. Им не нужна никакая опора. Они есть у многих травянистых и древесных растений. Побеги у них обычно произрастают вверх по направлению к солнышку. Такие растения можно встретить повсюду: на лугу, в лесах, в полях. Примерами являются: яблоня, ива, клён и много других.
3)Если у растений имеются побеги вьющиеся, то это лианы. В тропиках растёт множество разных лиан. Их можно встретить и в России. Известными представителями лиан являются хмель, огурцы, клематис, виноград, фасоль, плющ, вьюнки и горох. Их также относят к цепляющимся культурам. В квартирах некоторые люди занимаются выращиванием таких лиан, как пассифлора, монстера, клеродендрон и циссус.
Чтобы зацепиться на опорах лиана применяет разные средства – крючки, щетинки, прицепки, усики. Такие приспособления видоизменились со временем из листьев, корней или боковых побегов. Почти все лианы обвиваются вокруг опоры с помощью своих длинных непрямых стеблей.
4)Стебли стелющиеся формируются у отдельных разновидностей кедрового стланика, можжевельника, у некоторых из трав (традесканция, очиток). У них есть маленькие междоузлия, листья. На основном стебле вырастает множество дополнительных побегов. У растений такого типа очень быстро нарастают боковые отростки. Тем самым они занимают немаленькие территории и обеспечивают для себя достойную жизнь.
Рост стебля в толщину
Когда клетки камбия делятся, происходит утолщение кустарников и деревьев. Стволы некоторых деревьев за счёт такого деления очень сильно разрастаются в ширину. Примерами таких огромных деревьев могут служить столетние дубы, диаметр стволов которых иногда бывает до десяти метров.
В толщину стебли вырастают, когда тепло, в это время происходит интенсивное деление клеток камбия. При этом образуются молодая древесина и кора. Но клеток коры нарастает гораздо меньше, чем клеток древесины. Поэтому кора представляет собой только узенькую полосочку, а древесина – это широкая часть стебля.
В последних числах осени рост камбия прекращается. Весной начинается бурное движение сока, и камбий производит большие клетки с тонюсенькими оболочками. В начале осени у многих деревьев молодые клетки древесины маленькие, но оболочки у них становятся более толстыми.
Слои древесины, которые формируются весной, летом и осенью, образуют часть, именуемую годичным кольцом прироста.
Небольшие клетки, сформировавшиеся осенью, очень разнятся с огромными клетками, которые образовались весной следующего года.
Количество колец годичных считают при помощи лупы и определяют сколько лет было дереву или спиленной ветви. В Калифорнии, например, растут секвойи которым около четырёх тысяч лет.
Чтобы узнать, в каких природных условиях произрастали деревья, надо посмотреть на величину их колец. Если они тонкие, то растению было недостаточно воды, лето стояло сухое, дерево росло в тени, либо ему не доставало питания.
Годичные кольца также используют, как компас и определяют, где север, юг, запад, восток.
Они более широкие на южной части дерева и узкие на северной. Это происходит из-за того, что камбий на северном краю растёт плохо. На эту часть дует холодный ветер и почти не греет солнце.
Рост стебля в длину
В весенний период все кустарники и деревья начинают активно расти. У них раскрываются почки, потом развиваются листочки, дополнительные побеги, цветы. Образовательные ткани, которые могут делиться, хранятся всю зиму под чешуями в почках растения. В начале весны начинается их деление, и происходит отрастание новых побегов, в основном из почек, расположенных наверху. На молодых ветках появляются листочки, а в их углублениях –почки боковые.
Если разрезать точку роста вдоль, то даже в зимнее время уже можно увидеть места, где заложены листы и будут формироваться почки в углублениях. Они выглядят, как выпуклости. Растения продолжают развиваться и области, находящиеся между точками образования листочков, расширяются. Формируются междоузлия. Отрезки между расположенными рядом узлами увеличиваются.
От того, как расположены почки во время вегетации, зависит, какие потом сформируются ветки короткие или длинные. К началу осеннего сезона произрастание новых веточек завершается. После этого закладывается почка верхушечная. Она бывает либо цветочной либо листовой.
Плодовые деревья во время всей своей жизни растут не одинаково. Они могут разрастаться по-разному, то медленно, то быстро. Начиная с даты, когда распустятся все почки, где то до первой декады июня, происходит интенсивное формирование и активный рост стеблей. Потом, после пятнадцатого июня, начинается стадия, во время которой наблюдается очень слабый прирост, а то и вообще его не происходит. В последних числах июля побеги опять принимаются отрастать, и заканчивается эта фаза в конце лета.
Когда кустарники и деревья обрезают неправильно, то в начале осени осуществляется 3-я стадия роста. Она крайне нежеланна, потому что формирующиеся в этот период ответвления не успеют в полной мере отвердеть и приобрести все древесные свойства. Более древние деревья могут вырастать именно с такой периодичностью, в отличие от молодняка.
Вставочный рост стебля
Он совершается например, у злаковых, имеющих пустой внутри стебелёк, называемый соломинкой. Такие растения обладают узлами с вставочной образовательной тканью, у их стеблей вырастают и верхушки, и все узлы. Вследствие этого растения семейства злаковых, вырастают за короткое время. Есть злаки, обладающие стеблями, которые заполнены тканью. Это сахарный тростник, кукуруза и многие другие.
Множество злаков увеличиваются посредством такого роста, но растягивающиеся части у них разделены отрезками, закончившими расти. Существуют такие растения, которые в высоту почти не вырастают. Расстояния между местами, где крепятся их листочки в основном не увеличиваются, листочки размещаются в одной связке. Эти растения имеют маленькие побеги и их именуют бесстебельными. Наряду с верхушечными почками, имеются также придаточные, которые образуются на поверхности стеблей, в местах между узлами, на листьях, корнях.
Развитие побега происходит на протяжении двух периодов. Первый период называют эмбриональным. В течении него формируется ветка, как зародыш. Когда развёртывается почка, начальный жизненный этап отростка заканчивается и начинается последующее его развитие и рост. Когда приходит весна, осуществляется дальнейший рост почек, вырастают новые ветки с почками и листочками. Если поместить в конце зимы веточки в воду, то можно дома понаблюдать за тем, как происходит процесс развития побега.
Сначала набухает почка, потом чешуйки у неё расходятся, зародыши листочков постепенно растут и становятся большими. На стеблях появляются углубления после пророста почек и отпадения чешуек, которые формируют круг. Сколько лет ветке кустарника или дерева можно посчитать по числу колец, которые очень долго остаются заметными. Вместе с этим удлиняются расстояния между узлами из-за интенсивно разделяющихся клеток интеркалярной образовательной системы.
При этом осуществляется активное развитие листов наверху, они отклоняются от побегов. Вследствие интеркалярного (вставочного) роста, промеж пластинки и основания листа развивается стебелёк. Образование зачатков отростков сбоку осуществляется либо на этапе, когда ветвь вырастает вне почки, либо в почке материнской.
Верхушечный рост стебля
Важным является рост верхушечный. Он очень много значит в жизни растений.
Существует способ для определения, в какой части стебля наблюдается наиболее ускоренный рост. Он состоит в нанесении маркером штрихов равными отрезками по всему стебельку какого-либо растения двудольного – гороха, фасоли, картофеля. При вырастании стебля отрезки между штрихами будут более широкие наверху, потому что здесь происходит интенсивное деление клеток и увеличение их в размере.
Если есть отличные условия, а именно, благоприятная температура, хорошее питание, весной растения могут подрасти в сутки примерно на один сантиметр.
Быстрее всех вырастает стебель у эвкалипта, который растёт в тропиках. Он достигает за пять лет до десяти метров в высоту. На родине этих огромных деревьев в Австралии множество эвкалиптов до ста пятидесяти метров длинной. Если сравнить с нашими елями, то самая большая ель в четыре раза меньше этих великанов.
Можно осуществлять контроль за ростом растения. Это делают, удаляя верхнюю часть побегов. При этом почки по бокам превратятся во множество ветвей, и будут очень быстро расти. В начале весеннего периода обрезают деревья и кустарники, например, виноград. Этот способ способствует развитию у кустарников дополнительных веток, и они становятся более объёмными, густыми. С этой же целью обрезают верхушки у деревьев на улицах и аллеях. Люди так же делают обрезку в своих садах яблонь и других деревьев.
Для того чтобы груша не росла в высоту, её верхушку обрезают. В результате появляется множество побегов сбоку, дерево начинает расти по высоте медденнее. Бывают случаи, когда отрастает огромное количество веток. Они начинают затенять друг друга, поэтому лишние отростки, которые растут в сторону стволов деревьев удаляют. Устраняют поврежденные, истонченные, сухие побеги у самого ствола деревьев.
Быстрое развитие растения обусловлено наличием необходимого тепла, воды. Теплолюбивое растение должно расти в теплице или парнике и его надо периодически поливать. В некоторых случаях надо, чтобы рост растения замедлился, и тогда прибегают к охлаждению места, в котором они произрастают, начинают меньше их орошать водой. В реальности это обеспечивается путём открытия в теплицах окошек, дверей. Растение начнёт расти медленнее, если будет размещено в затенённом месте. На более светлой территории растения будут быстро увеличиваться в росте. В заключении можно сделать вывод, что для ускоренного вырастания растений, надо создать для них комфортную среду.
Боковой рост стебля
Это расширение частей растения за счёт образовательной ткани, расположенной сбоку – камбия.
Боковые почки также осуществляют рост растений за счёт отрастания из них боковых ветвей и листочков.
Почки пазушные или боковые появляются в углублениях листьев. Из них формируются боковые ветки. Они обладают одинаковым строением с верхушечной почкой. Поэтому ветви боковые тоже отрастают сверху, и на них последняя почка тоже верхушечная.
Вторичный рост стебля
Он начинается, когда у растений заканчивается рост первичный, как результат деятельности боковых образовательных тканей. В конце концов утолщается стебель. Такой рост обусловлен чаще всего образованием множества древесины. Она абсолютно меняет начальный состав и является отличительной чертой кустарников и деревьев.
Травы вторично растут слабо, а некоторые из них вообще не обладают вторичным ростом. В зонах с умеренным климатом побеги такого типа растут только один сезон.
Зона роста стебля
Это часть стеблей, где основой являются образовательные ткани. Она может быть либо верхушечной, либо боковой, либо вставочной. Эта зона состоит из разных видов образовательных тканей (меристем), которые обеспечивают увеличение растения.
Люди могут сами корректировать рост различных растений, как им нужно. Существует много способов это сделать. Можно завершить вырастание в высоту, убрав верхнюю почку. Это называют прищипыванием.
Рост стебля обеспечивает изменение размера растений, их формы, то есть они живут и развиваются.