Побег, почки и стебель: узлы, ткани, рост и транспорт
Разберём побег как систему органов, типы почек и поперечный срез стебля; проследим отдельно пути воды и сахаров.
Федеральная программа · углублённый уровень · 7 класс
Архепластидные, или «растения»
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Морфология побега: узел, междоузлие, метамерность, удлинённый и укороченный побег
- Вегетативные, генеративные и смешанные почки, расположение почек
- Стебли травянистых однодольных и двудольных, древесные стебли
- Проводящие ткани и транспорт веществ, видоизменения побега
- Лабораторные работы: почки, срезы стебля, транспорт и метаморфозы
Как это устроено
Побег — не один стебель: он включает листья и почки. Повторяющиеся узлы с листьями и междоузлия помогают описывать его метамерность. Укороченный побег имеет короткие междоузлия, удлинённый — заметно вытянутые. Почка может содержать будущий листовой побег, цветок или оба набора структур. По месту различают верхушечные, пазушные и придаточные почки; классификации по содержимому и по месту независимы.
На срезе типичного травянистого двудольного растения проводящие пучки часто расположены кольцом, а у многих однодольных — распределены в основной ткани. У древесного стебля камбий создаёт вторичную ксилему внутрь и флоэму наружу. Спил с годичными слоями показывает динамику прироста, но ширина кольца зависит от вида, возраста и условий; по одному спилу нельзя уверенно назвать единственную причину узкого года.
Ксилема переносит преимущественно воду с минеральными веществами от корней к надземным частям, флоэма — продукты фотосинтеза от источников к потребителям или запасам. Фраза «по стеблю всё идёт только вверх» неверна: вещества во флоэме могут идти к корням и растущим органам, а направления зависят от источников и стоков. Проводящие ткани одновременно связаны с опорой и работой других тканей.
Клубень картофеля, корневище и луковица относятся к видоизменённым побегам, хотя могут находиться под землёй. Их распознают по почкам, узлам, листовым чешуям и происхождению. Корнеплод моркови и клубень картофеля выполняют сходную функцию запаса, но имеют разное органное происхождение; функция сама по себе не определяет орган.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Побег
Ось растения — стебель — с расположенными на ней листьями и почками; цветки могут быть частью специализированных побегов.
Пример: Годичный участок ветки с листьями и почками — побег.
- Узел и междоузлие
Узел — участок стебля, где прикрепляются листья и могут находиться пазушные почки; междоузлие — часть стебля между соседними узлами.
Пример: На стебле пшеницы заметны узлы, а между ними вытянутые междоузлия.
- Метамерность побега
Повторение по длине побега сходных участков, включающих узел, лист, почку и прилежащее междоузлие.
Пример: У молодого побега фасоли можно последовательно отмечать лист и участок стебля до следующего листа.
- Почка
Зачаточный побег с образовательной тканью и зачатками листьев или цветочных структур, часто защищённый чешуями.
Пример: Из боковой почки яблони может развиться новый боковой побег.
- Вегетативная, генеративная и смешанная почка
Вегетативная содержит зачатки листового побега, генеративная — цветка или соцветия, смешанная — и вегетативных, и генеративных частей.
Пример: При сравнении почек яблони нужно рассмотреть внутренние зачатки, а не судить только по размеру.
- Верхушечная, пазушная и придаточная почка
Почки, различаемые по месту возникновения: на вершине побега, в пазухе листа или вне типичных мест соответственно.
Пример: Почки на клубне картофеля — «глазки» видоизменённого подземного побега; некоторые придаточные почки возникают на корнях или листьях.
- Камбий
Боковая образовательная ткань многих двудольных и голосеменных, образующая вторичные проводящие ткани и обеспечивающая увеличение толщины.
Пример: В древесном стволе камбий откладывает ксилему внутрь и флоэму наружу.
Важно: У типичного травянистого однодольного стебля расположение и вторичный рост обычно иные; не переносите схему дерева на злак.
- Проводящий пучок
Совместно расположенные элементы ксилемы и флоэмы с окружающими тканями в органе растения.
Пример: На поперечном срезе стебля кукурузы проводящие пучки распределены иначе, чем у типичной травянистой двудольной фасоли.
- Древесина
Вторичная ксилема древесного стебля, выполняющая проводящую и опорную функции.
Пример: Годичные слои древесины на спиле дерева отражают сезонный прирост и условия, но один слой не равен одинаковому объёму роста у всех деревьев.
- Луб
Часть коры, включающая вторичную флоэму и связанные ткани древесного стебля.
Пример: Органические вещества от листьев могут двигаться через флоэму луба к корням.
- Видоизменённый побег
Побег, строение которого изменилось в связи с запасанием, расселением или иной функцией при сохранении побегового происхождения.
Пример: Клубень картофеля имеет почки-глазки, поэтому это видоизменённый побег, а не корень.
Пример по шагам
Под землёй найден утолщённый орган с несколькими «глазками». Его назвали корнем, потому что он не виден над почвой. Что проверить?
- Найдите почки-глазки и возможные узлы или следы листьев.
- Почки — признак побегового происхождения, не типичный для обычного корня.
- Сравните с клубнем картофеля и корнеплодом моркови, не полагаясь на местоположение.
Вывод: Орган с глазками, как клубень картофеля, является видоизменённым побегом, несмотря на подземное положение.
Практическая работа
Почки, срезы стебля и транспорт
- На готовых веточках найдите узлы, междоузлия, верхушечные и пазушные почки; разберите только разрешённые учителем почки под лупой.
- Сравните готовые срезы травянистого двудольного, злака и древесного стебля, отметив ксилему и флоэму; подпишите масштаб.
- По готовому опыту с окрашенной водой опишите наблюдаемый путь красителя, но не делайте из него вывода, что флоэма отсутствует.
Что можно заключить: Внешняя морфология и внутренний срез дополняют друг друга; окрашенная вода показывает часть проводящего пути, но не весь транспорт растения.
Безопасность: Не делайте срезы острыми инструментами без учителя, не пробуйте красители и не повреждайте живые деревья ради годичных колец.
Практическая работа
Изучение морфологии побега на живых объектах или гербарных образцах
- На подписанном живом побеге или гербарии найдите верхушку, узлы, междоузлия, листья и боковые почки; отметьте ориентацию и возрастную стадию.
- Сравните удлинённый и укороченный побеги указанного вида, составьте схему последовательных метамеров и отделите настоящие листья от листовых рубцов.
- Запишите, что на гербарии видно положение органов, но нельзя непосредственно измерить скорость роста или движение веществ.
Что можно заключить: Побег — упорядоченная система стебля, листьев и почек; его морфология не равна измерению физиологических процессов.
Безопасность: Используйте разрешённые комнатные растения и подготовленный гербарий; не срезайте побеги охраняемых или неизвестных растений.
Практическая работа
Изучение строения вегетативных, генеративных и смешанных почек
- Получите заранее подготовленные продольные разрезы подписанных почек конкретного древесного вида и установите их положение на побеге.
- Под увеличением различите почечные чешуи, зачаточные листья, зачаточный побег и цветочные зачатки там, где они видны; классифицируйте каждую почку по её содержимому.
- Сверьте внешний размер и форму с внутренним строением и объясните, почему по одному силуэту нельзя надёжно назвать почку генеративной у любого вида.
Что можно заключить: Тип почки подтверждается её зачаточными структурами и видом растения, а не универсальным правилом «крупная значит цветочная».
Безопасность: Работайте с подготовленными срезами и муляжами; не вскрывайте почки острым лезвием самостоятельно.
Практическая работа
Разнообразие почек у древесных растений
- По подписанным зимним побегам или музейным фото трёх древесных видов отметьте верхушечные, пазушные и при наличии придаточные почки.
- Сравните покрытые чешуями и открытые почки, их расположение и связь с листовыми рубцами; для каждого вида запишите несколько признаков вместо одного размера.
- Используйте региональный определитель для предположения о виде и укажите недостающие данные, если побег без листьев и соцветий допускает несколько вариантов.
Что можно заключить: Разнообразие почек помогает распознавать древесные растения, но определение зависит от набора признаков и сезона.
Безопасность: Не обрывайте почки с живых деревьев в парках и охраняемых местах; используйте опавшие или заранее разрешённые ветви.
Практическая работа
Изучение поперечного спила ствола и анализ влияния экологических условий
- На законно полученном спиле известной древесной породы найдите сердцевину, древесину, возможные годовые границы, кору и отметьте сторону, где образец повреждён или неполон.
- Сравните ширину нескольких последовательных зон роста на датированном учебном образце с независимыми сведениями о погоде и возрасте; ищите ложные и пропущенные кольца, не приравнивая каждую полосу одному году без проверки.
- Предложите несколько объяснений узкого кольца — засуха, низкая температура, конкуренция, повреждение — и укажите, какие дополнительные деревья или данные позволили бы различить причины.
Что можно заключить: Ширина зон роста может отражать условия, но одиночный спил не доказывает причину и не всегда даёт точный возраст без дендрохронологической проверки.
Безопасность: Не спиливайте деревья и не используйте сверло на живом стволе; изучайте музейный образец или опубликованные снимки с подтверждённым происхождением.
Практическая работа
Изучение анатомического строения стебля двудольных и однодольных травянистых растений
- На готовых поперечных срезах двух указанных травянистых видов запишите ориентацию, масштаб и окраску; найдите эпидерму, основную ткань и проводящие пучки.
- Сравните типичное кольцевое и более рассеянное размещение пучков, отметив ксилему и флоэму на каждом ориентированном пучке.
- Сформулируйте различие для выбранных образцов и отдельно укажите, почему по одному срезу и одному признаку нельзя безошибочно определить любую однодольную или эвдикотную линию.
Что можно заключить: Анатомия травянистого стебля отражает организацию проводящих тканей, но таксономический вывод требует нескольких признаков.
Безопасность: Используйте готовые срезы и микрофотографии; не делайте тонкие срезы лезвием самостоятельно.
Практическая работа
Изучение анатомического строения стебля древесных растений
- По подписанному готовому поперечному срезу древесного стебля укажите наружные покровы, флоэму, камбий, вторичную ксилему и сердцевину там, где они различимы.
- Сопоставьте положение камбия и направления образования новых тканей по последовательным схемам развития, не выдавая один фиксированный срез за прямое наблюдение деления клеток.
- Сравните молодой и старый участки известного вида и объясните роль вторичного роста в увеличении толщины; отметьте, какие структуры требуют микроскопа.
Что можно заключить: Камбий образует вторичные проводящие ткани, а древесина и покровы изменяются во времени; структура и процесс наблюдаются разными методами.
Безопасность: Используйте готовые препараты и спилы без острых краёв; не повреждайте живые деревья ради школьной работы.
Практическая работа
Изучение транспорта веществ в стебле
- В подготовленном учителем безопасном опыте поставьте срезанный побег сельдерея или другой разрешённой травы в окрашенную воду рядом с неокрашенным контролем; зафиксируйте время и условия.
- По готовому поперечному срезу через известное время найдите окрашенные проводящие участки и сопоставьте их с ксилемой на анатомической схеме, отделяя видимое движение красителя от предполагаемого движения минеральных ионов.
- Отдельно по проверенной схеме разберите перенос сахаров флоэмой от источника к потребителю; поясните, почему окрашенная вода не доказывает направление и скорость переноса органических веществ во флоэме.
Что можно заключить: Краситель показывает маршрут воды преимущественно по ксилеме в этом опыте; транспорт сахаров флоэмой требует иных методов и данных.
Безопасность: Работайте с пищевым красителем и срезанным растением под руководством учителя; не используйте токсичные красители и не пробуйте опытный материал.
Практическая работа
Изучение метаморфозов побега
- Сравните подписанные образцы клубня картофеля, корневища ириса и луковицы лука или их безопасные изображения; укажите предполагаемую ось побега, почки, чешуевидные листья и места отхождения корней.
- Для каждого назовите наблюдаемые признаки побегового происхождения и отличите его от типичного корня, не полагаясь лишь на подземное положение.
- Свяжите изменения формы с запасанием, переживанием неблагоприятного времени или вегетативным размножением и отметьте, какая функция требует отдельного опыта.
Что можно заключить: Подземное положение не делает орган корнем: почки, узлы и листья помогают распознать изменённый побег.
Безопасность: Используйте пищевые или учебные образцы; не ешьте лабораторный материал и не собирайте ядовитые или охраняемые растения.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.