Как растение растёт, развивается и размножается
Отделим рост от развития и семенное размножение от вегетативного; разберём меристемы, почки, черенки и клоны.
Федеральная программа · базовый уровень · 6 класс
Жизнедеятельность растительного организма
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Прорастание семян и развитие проростков
- Образовательные ткани, верхушечный и вставочный рост, камбий
- Фитогормоны и ростовые движения растений
- Семенное и вегетативное размножение; черенкование и клоны
Как это устроено
Рост отвечает на вопрос «сколько стало ткани или размера», а развитие — «какие новые структуры и стадии появились». Проросток может быстро удлиняться, а затем перейти к образованию новых листьев и позже цветков. Деление клеток происходит в образовательных тканях, но увеличение органа зависит также от растяжения клеток и поступления веществ.
Корень и побег часто растут в длину за счёт верхушек. У злаков есть и вставочные зоны роста вблизи оснований междоузлий. Камбий многих древесных растений добавляет ткани в толщину. Поэтому фраза «всё растение растёт только кончиками» неверна: разные меристемы работают в разных местах и в разные периоды.
Ростовые движения, например изгиб побега к свету, связаны с разной скоростью роста клеток на противоположных сторонах органа. Фитогормоны участвуют в регуляции, но реакция зависит также от освещения, возраста, состояния и вида растения. Нельзя по одному наклонённому стеблю доказать конкретный гормональный механизм без опыта.
При семенном размножении зародыш возникает после полового процесса, что создаёт новые сочетания наследственных признаков. При вегетативном размножении новое растение развивается из части уже существующего; так удобно сохранять ценные свойства сорта. Но одинаковое происхождение черенков не гарантирует одинаковый внешний вид при разных условиях выращивания.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Рост растения
Необратимое увеличение размеров или массы растения и его частей вследствие деления и увеличения клеток и накопления веществ. Разные участки растут с разной скоростью.
Пример: Молодой корень фасоли удлиняется главным образом близ кончика, а не равномерно по всей длине.
- Развитие растения
Закономерное изменение строения и функций растения на протяжении жизненного цикла: появление новых органов, переход к цветению, плодоношение и другие стадии.
Пример: Появление первых настоящих листьев после семядолей — изменение строения проростка.
- Образовательная ткань (меристема)
Ткань с клетками, которые способны делиться и давать начало новым клеткам разных тканей. Меристемы находятся на верхушках и в других участках растения.
Пример: Меристема на кончике побега образует клетки для новых листьев и стебля.
- Верхушечный рост
Удлинение корня или побега за счёт деления клеток верхушечной меристемы и последующего увеличения молодых клеток.
Пример: Верхушка молодого побега фасоли образует новый участок стебля и листья.
- Вставочный рост
Удлинение органа за счёт деления и растяжения клеток в участках, расположенных не на самой верхушке, например у основания междоузлий многих злаков.
Пример: Стебель пшеницы может продолжать удлиняться благодаря вставочным зонам роста.
- Камбий
Боковая меристема, которая у многих древесных растений образует новые клетки древесины и луба, увеличивая толщину стебля и корня.
Пример: Камбий ствола берёзы добавляет новые слои проводящих тканей в сезон роста.
- Фитогормон
Вещество, которое в малых количествах участвует в согласовании роста, развития и реакций растения. Эффект зависит от вида вещества, его концентрации и ткани.
Пример: Ауксины участвуют в ростовых реакциях побега на направленный свет.
Важно: Нельзя сводить все движения растения к действию одного «гормона роста».
- Фототропизм
Направленная ростовая реакция органа растения на свет. Побег многих растений изгибается к источнику света из-за неодинакового роста его сторон.
Пример: Стоящий у окна проросток может постепенно наклоняться к свету.
- Семенное размножение
Образование новых растений из семян, внутри которых развились зародыши после полового процесса. Потомки получают наследственный материал от родительских клеток.
Пример: Из семени гороха вырастает новое растение после опыления и оплодотворения родительского цветка.
- Вегетативное размножение
Образование нового растения из части вегетативного органа — например, стебля, листа или корня — без образования нового зародыша из половых клеток.
Пример: Из части клубня картофеля с почкой может развиться новое растение.
- Черенок
Отделённая часть побега, листа или корня, которую используют для получения нового растения при подходящих условиях.
Пример: Побег традесканции, поставленный в воду, может образовать придаточные корни.
- Клон
Совокупность организмов или клеток, происходящих от одной исходной клетки или особи путём бесполого размножения. Их наследственный материал обычно очень близок, но изменения всё же возможны.
Пример: Растения, полученные черенкованием от одного куста, образуют клон исходного растения.
Важно: «Клон» не означает абсолютную неизменность всех признаков: условия среды и возникшие изменения могут влиять на потомков.
Пример по шагам
Два черенка взяли с одного растения, но один вырос высоким, другой — низким. Опровергает ли это их принадлежность к одному клону?
- Оба черенка произошли от одной исходной особи вегетативным способом.
- Высота зависит от условий: света, воды, объёма горшка, питания и времени роста.
- Для вывода о наследственных различиях нужно исключить влияние условий и исследовать материал отдельно.
Вывод: Нет. Клональное происхождение не означает одинаковый внешний вид при любых условиях.
Практическая работа
Черенкование и наблюдение за развитием
- Под руководством взрослого возьмите разрешённый черенок обычного комнатного растения, например традесканции.
- Поместите его в чистую воду или рекомендованный субстрат и каждую неделю отмечайте появление корней и новых листьев отдельно от измерения длины.
- Запишите условия освещения и полива; не называйте первое набухание ткани образованием корней без наблюдения.
Что можно заключить: Из вегетативной части может развиться новое растение; рост размера и появление новых органов фиксируют разными наблюдениями.
Безопасность: Не работайте с ядовитыми или раздражающими растениями, не используйте острый инструмент без взрослого и вымойте руки после опыта.
Практическая работа
Где удлиняется молодой корень
- Под наблюдением учителя нанесите на живой молодой корень проростка несколько тонких безопасных меток на равном расстоянии; не сдавливайте и не травмируйте корень.
- Сфотографируйте корень с линейкой, повторите снимок через установленное время и сравните расстояния между теми же метками.
- Укажите, какие участки удлинились сильнее; не делайте вывод о частоте деления клеток только по фото.
Что можно заключить: Удлинение сильнее близ молодого кончика, но само наблюдение длины не показывает деление отдельных клеток.
Безопасность: Способ нанесения меток и безопасный материал выбирает учитель; не используйте токсичные красители. Если пометить корень без повреждения нельзя, разберите подготовленную серию фотографий.
Практическая работа
Длина побега и появление новых органов
- Выберите один безопасный комнатный побег и раз в несколько дней измеряйте его длину от постоянной точки до верхушки.
- Отдельно отмечайте число новых листьев и почек, фотографируя объект в одинаковом положении.
- Сравните рост длины с появлением новых частей; запишите полив и освещение.
Что можно заключить: Изменение длины и появление новых органов отражают связанные, но разные стороны роста и развития.
Безопасность: Не используйте редкие или раздражающие растения; не прикрепляйте тугие метки к растущему побегу.
Практическая работа
Развитие фасоли по дневнику наблюдений
- Посейте пищевую фасоль в подходящий субстрат и запишите дату посева, условия воды и освещения.
- Фотографируйте последовательность: выход корешка, появление побега, семядолей и настоящих листьев.
- Для каждого снимка отделите наблюдаемый орган от объяснения его функции и укажите время после посева.
Что можно заключить: Последовательность стадий показывает развитие растения; скорость зависит от условий и индивидуальных особенностей семян.
Безопасность: Не употребляйте семена и ростки после учебного опыта; при плесени прекратите опыт и сообщите взрослому.
Попробуйте сами
Вы посадили два одинаковых черенка: один у окна, второй далеко от него. Оба наклонились к окну. Как описать наблюдение и как осторожно сформулировать возможное объяснение?
Показать ориентир для ответа
Наблюдение: направление роста побегов изменилось в сторону окна. Возможное объяснение: направленный свет вызвал неодинаковый рост сторон побега — фототропизм; для проверки нужно сравнить освещение и другие условия.
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.