Ботаника для ЕГЭ по биологии: полный курс подготовки

Растительные ткани и вегетативные органы: анатомия и морфология корня, стебля и листа

Приветствую вас на первом занятии нашего полного курса подготовки к ЕГЭ по биологии! Ботаника — это фундамент, с которого начинается изучение биологии как науки. В вариантах ЕГЭ вопросы по ботанике встречаются в первой части (задания 9–10, иногда 3) и во второй части (задания 22, 23, 25).

Сегодня мы разберем «строительные блоки» растений — ткани, а также изучим строение вегетативных органов, которые обеспечивают жизнь растения.

Растительные ткани

У низших растений (водорослей) тканей нет. Ткани появляются только у высших растений в связи с выходом на сушу.

Ткань — это группа клеток, сходных по строению, происхождению и выполняющих общую функцию.

!Классификация основных групп растительных тканей

1. Образовательные ткани (Меристемы)

Именно благодаря им растение растет всю жизнь. Клетки меристемы мелкие, с тонкими стенками и крупным ядром, постоянно делятся.

Виды меристем: * Верхушечная (апикальная): находится на верхушке побега (конус нарастания) и кончике корня (зона деления). Обеспечивает рост в длину. * Боковая (латеральная): камбий и феллоген. Обеспечивает рост в толщину (вторичное утолщение). * Вставочная (интеркалярная): находится в узлах стебля (характерно для злаков). Обеспечивает быстрый вставочный рост.

2. Покровные ткани

Защищают растение от высыхания, перепадов температур и повреждений. Также участвуют в газообмене.

| Тип ткани | Описание | Где встречается | | :--- | :--- | :--- | | Эпидерма (кожица) | Живые прозрачные клетки. Содержит устьица для газообмена и транспирации. Часто покрыта кутикулой (восковым слоем). | Листья, молодые стебли | | Перидерма (пробка) | Мертвые клетки, пропитанные суберином. Газообмен через чечевички. Образуется за счет феллогена. | Стебли деревьев и кустарников, корни | | Ритидом (корка) | Многослойная мертвая ткань, совокупность нескольких слоев перидермы. | Стволы старых деревьев |

3. Механические ткани

Создают каркас (скелет) растения, обеспечивая прочность.

* Колленхима: Живые клетки с неравномерно утолщенными клеточными стенками. Дает упругость (черешки листьев, молодые стебли). Склеренхима: Мертвые клетки с равномерно утолщенными одревесневшими стенками. Бывает двух видов: волокна (лен, конопля) и склереиды* (каменистые клетки в мякоти груши, косточках вишни).

4. Проводящие ткани

Обеспечивают транспорт веществ. Это одна из самых частых тем в ЕГЭ.

!Транспорт веществ по проводящим тканям

* Ксилема (древесина): Состоит из мертвых клеток — сосудов (у покрытосеменных) или трахеид (у голосеменных и папоротников). Функция:* Восходящий ток (вода и минеральные соли от корней к листьям). * Флоэма (луб): Состоит из живых клеток — ситовидных трубок с клетками-спутницами. Функция:* Нисходящий ток (растворы органических веществ от листьев к корням и плодам).

5. Основные ткани (Паренхима)

Заполняют пространство между другими тканями.

* Ассимиляционная (хлоренхима): содержит хлоропласты, отвечает за фотосинтез (мякоть листа). * Запасающая: накапливает крахмал, белки, воду (клубни картофеля, эндосперм, мякоть кактуса). * Воздухоносная (аэренхима): имеет большие межклетники с воздухом (у водных растений).

---

Вегетативные органы

Органы растений делятся на вегетативные (корень, стебель, лист) и генеративные (цветок, плод, семя). Вегетативные органы обеспечивают обмен веществ и рост, но не половое размножение.

Корень

Корень — осевой подземный орган, обладающий неограниченным верхушечным ростом и положительным геотропизмом (растет вниз).

Функции корня:

Закрепление в почве.

Минеральное питание (всасывание воды и солей).

Запас питательных веществ.

Синтез биологически активных веществ.

#### Виды корней и корневые системы

* Главный корень: развивается из зародышевого корешка семени. * Придаточные корни: растут от стебля или листьев. * Боковые корни: ответвляются от главного или придаточных.

Типы корневых систем: Стержневая:* хорошо выражен главный корень (характерно для двудольных). Мочковатая:* главный корень не выражен или отмирает, преобладают придаточные (характерно для однодольных).

#### Зоны корня (снизу вверх)

Это критически важная схема для ЕГЭ.

!Анатомическое строение корня: зоны

Корневой чехлик: защищает верхушку корня, выделяет слизь для скольжения.

Зона деления: образована апикальной меристемой, клетки активно делятся.

Зона растяжения (роста): клетки растут, вытягиваются в длину.

Зона всасывания: содержит корневые волоски (выросты клеток эпидермы). Именно здесь происходит поглощение воды и минералов.

Зона проведения: здесь вода переходит в сосуды ксилемы и идет вверх к стеблю. Здесь же образуются боковые корни.

Стебель

Стебель — осевой орган, соединяющий корни и листья. Вместе с листьями и почками образует побег.

#### Внутреннее строение стебля (на примере древесного)

Если рассмотреть спил дерева, мы увидим слои:

Кора:

Кожица или пробка* (покровная ткань). Луб (флоэма)* — внутренний слой коры, по которому идет нисходящий ток. Также содержит лубяные волокна (механическая ткань).

Камбий: тонкий слой образовательной ткани между корой и древесиной. Клетки делятся, откладывая внутрь клетки древесины, а наружу — клетки луба. Благодаря камбию образуются годичные кольца.

Древесина (ксилема): основной объем ствола. Содержит сосуды (восходящий ток) и древесные волокна.

Сердцевина: центральная часть, состоит из запасающей паренхимы.

Лист

Лист — боковой орган побега, обладающий ограниченным ростом.

Функции листа:

Фотосинтез: образование органических веществ.

Транспирация: испарение воды.

Газообмен: дыхание и выделение кислорода.

Процесс фотосинтеза можно описать суммарным уравнением:

где — углекислый газ, — вода, — энергия света, — глюкоза (органическое вещество), — кислород.

#### Анатомия листа

Сверху и снизу лист покрыт эпидермой. На нижней стороне (у наземных растений) находятся устьица — две замыкающие клетки с хлоропластами и устьичная щель между ними. Они регулируют испарение воды и газообмен.

Внутри листа находится мякоть (мезофилл): * Столбчатая ткань: клетки плотно прилегают друг к другу, содержат много хлоропластов. Основная функция — фотосинтез. * Губчатая ткань: клетки расположены рыхло, много межклетников. Функция — газообмен и транспирация.

Жилка листа — это сосудисто-волокнистый пучок. Она содержит сосуды (ксилема), ситовидные трубки (флоэма) и механические волокна.

!Внутреннее строение листовой пластинки

Видоизменения вегетативных органов

В ЕГЭ часто просят определить, чем является тот или иной орган.

Видоизменения корня:

Корнеплод* (морковь, свекла) — утолщение главного корня. Корнеклубни* (георгин, батат) — утолщение придаточных корней. Микориза* — симбиоз корня с грибом.

Видоизменения побега (стебля):

Корневище* (ландыш, пырей) — подземный побег, имеет чешуевидные листья и почки. Клубень* (картофель, топинамбур) — подземный побег, имеет «глазки» (почки). Луковица* (лук, тюльпан, лилия) — укороченный стебель (донце) и сочные листья.

> Важно запомнить: Клубень картофеля — это видоизмененный ПОБЕГ, а не корень. Доказательство: наличие почек (глазков), которые по спирали расположены на клубне, как листья на стебле.

На этом мы завершаем разбор анатомии вегетативных органов. В следующей статье мы перейдем к изучению размножения растений и генеративных органов.

Генеративные органы и размножение: строение цветка, плода, семени и двойное оплодотворение

Рад видеть вас на втором занятии нашего курса! В прошлой статье мы разобрали вегетативные органы, которые обеспечивают индивидуальную жизнь растения (питание, рост, дыхание). Сегодня мы переходим к самому главному для сохранения вида — генеративным органам.

В ЕГЭ по биологии тема размножения растений (особенно покрытосеменных) является одной из самых «дорогих» по баллам. Ошибки здесь часто возникают из-за путаницы в наборах хромосом и типах плодов. Давайте разберем всё по порядку.

Типы размножения растений

Растения, как и другие организмы, могут размножаться двумя основными способами:

Бесполое размножение:

Спорообразование:* характерно для мхов, папоротников, хвощей и плаунов. Спора — это специализированная гаплоидная клетка. Вегетативное размножение:* происходит частями тела (корневищами, усами, черенками, клубнями). Новые организмы являются точными генетическими копиями материнского (клонами).

Половое размножение:

* Происходит с участием половых клеток — гамет. * Обеспечивает генетическое разнообразие потомства. * Органом полового размножения у покрытосеменных растений является цветок.

Строение цветка

Цветок — это видоизмененный укороченный побег, служащий для семенного размножения. Он развивается из генеративной почки.

!Строение обоеполого цветка

Основные части цветка

Стеблевая часть:

Цветоножка* — прикрепляет цветок к стеблю. Цветоложе* — расширенная часть, на которой располагаются все остальные части цветка.

Околоцветник (покров цветка):

Двойной:* есть и чашечка (зеленые чашелистики), и венчик (яркие лепестки). Пример: роза, картофель, яблоня. Простой:* листочки одинаковые, нет разделения на чашечку и венчик. Пример: тюльпан, ландыш (простой венчиковидный), крапива (простой чашечковидный).

Главные части (репродуктивные):

Андроцей (совокупность тычинок): мужская часть цветка. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника*. В пыльнике созревает пыльца. Гинецей (совокупность пестиков): женская часть цветка. Пестик состоит из рыльца (улавливает пыльцу), столбика (проводит пыльцевую трубку) и завязи* (содержит семязачатки, защищает их). Из завязи в будущем образуется плод.

Классификация цветков по наличию органов

* Обоеполые: содержат и тычинки, и пестики (картофель, тюльпан). * Раздельнополые: Тычиночные (мужские):* только тычинки. Пестичные (женские):* только пестики.

Растения с раздельнополыми цветками делятся на: * Однодомные: мужские и женские цветки находятся на одном растении (огурец, кукуруза, береза). * Двудомные: мужские и женские цветки находятся на разных особях (облепиха, ива, тополь, крапива двудомная).

Соцветия

Цветки могут быть одиночными (тюльпан, мак), но чаще они собраны в группы — соцветия.

Биологическое значение соцветий:

Повышают вероятность опыления (яркое пятно лучше видно насекомым).

У ветроопыляемых растений облегчают отдачу и улавливание пыльцы.

В ЕГЭ нужно знать основные типы соцветий:

| Тип соцветия | Описание | Примеры | | :--- | :--- | :--- | | Кисть | Цветки на цветоножках сидят на удлиненной главной оси поочередно. | Ландыш, черемуха, капуста | | Зонтик | Цветоножки выходят из одной точки (как спицы зонта). | Вишня, примула, лук | | Початок | Толстая мясистая ось, цветки сидячие (без цветоножек). | Кукуруза (женское соцветие), калла | | Головка | Укороченная толстая ось, цветки сидячие или на коротких ножках. | Клевер | | Корзинка | Расширенное плоское ложе, множество мелких сидячих цветков. Снизу окружено оберткой из листьев. | Подсолнечник, одуванчик, астра, ромашка | | Сложный зонтик | От главной оси отходят простые зонтики. | Укроп, морковь, петрушка | | Сложный колос | На главной оси сидят простые колоски. | Пшеница, рожь, ячмень | | Метелка | Сложная кисть, многократно ветвящаяся. | Сирень, овес, мужское соцветие кукурузы |

Опыление

Опыление — это перенос пыльцы с пыльника тычинки на рыльце пестика. Не путайте с оплодотворением!

Самоопыление: пыльца попадает на рыльце того же цветка (горох, пшеница). Часто происходит в закрытом бутоне.

Перекрестное опыление: пыльца переносится на другой цветок. Это прогрессивный способ, так как происходит обмен генетическим материалом.

Ветроопыляемые:* невзрачные цветки, много сухой пыльцы, цветут до распускания листьев (береза, орешник). Насекомоопыляемые:* яркий околоцветник, нектар, запах, липкая пыльца.

Двойное оплодотворение

Это уникальный процесс, характерный только для цветковых (покрытосеменных) растений. Его открыл русский ученый С.Г. Навашин в 1898 году.

Подготовка к процессу

В пыльнике тычинки образуется пыльцевое зерно (мужской гаметофит). Оно состоит из двух клеток:

Вегетативная клетка (крупная) — из нее вырастет пыльцевая трубка.

Генеративная клетка (мелкая) — она поделится и образует два спермия.

В завязи пестика находится семязачаток. Внутри него формируется зародышевый мешок (женский гаметофит). Он 8-ядерный (или 7-клеточный), главные участники:

Яйцеклетка (гаплоидная, ) — находится у входа (микропиле).

Центральная клетка (диплоидная, ) — находится в центре, образуется слиянием двух ядер.

Механизм оплодотворения

Когда пыльца попадает на рыльце пестика, вегетативная клетка прорастает в пыльцевую трубку, которая движется к завязи. Генеративная клетка делится митозом, образуя два спермия (неподвижные гаметы).

Пыльцевая трубка доставляет два спермия в зародышевый мешок, где происходит два слияния:

1. Образование зародыша:

где первый — это гаплоидный набор хромосом спермия, второй — гаплоидный набор яйцеклетки, а — диплоидная зигота, из которой разовьется зародыш семени.

2. Образование эндосперма:

где — гаплоидный спермий, — диплоидная центральная клетка, а — триплоидный эндосперм (запасающая ткань).

> Важно для ЕГЭ: У голосеменных (ель, сосна) эндосперм гаплоидный () и образуется до оплодотворения. У покрытосеменных эндосперм триплоидный () и образуется в результате оплодотворения.

Строение семени

После оплодотворения из семязачатка развивается семя.

Семя состоит из трех компонентов:

Семенная кожура: образуется из покровов семязачатка. Защищает семя.

Зародыш: зачаточное растение (корешок, стебелек, почечка, семядоли). Диплоидный ().

Запас питательных веществ: находится либо в эндосперме, либо в самих семядолях зародыша.

!Сравнение семян двудольных и однодольных

Различия семян Однодольных и Двудольных

* Двудольные (фасоль, горох, тыква): Зародыш имеет две семядоли. У многих (бобовые, тыквенные) запас веществ перекачивается из эндосперма в семядоли, поэтому эндосперма в зрелом семени нет. Однодольные (злаки, лилейные): Зародыш имеет одну семядолю (у злаков она называется щиток*). Питательные вещества остаются в эндосперме.

Плод

Плод — это генеративный орган, который развивается из цветка (преимущественно из завязи) и служит для защиты и распространения семян.

Стенка плода называется околоплодник (перикарпий).

Классификация плодов

Плоды делят по количеству семян (односемянные и многосемянные) и по характеру околоплодника (сухие и сочные).

#### 1. Сухие плоды

Односемянные: Зерновка:* околоплодник срастается с семенной кожурой (пшеница, кукуруза, рожь). Семянка:* околоплодник не срастается с семенем (подсолнечник, астра, одуванчик). Орех:* околоплодник деревянистый (лещина, фундук).

Многосемянные: Боб:* семена лежат на створках плода, перегородки нет (горох, фасоль, акация). Стручок:* семена лежат на перегородке между створками (капуста, редис, горчица). Коробочка:* открывается крышечкой или дырочками (мак, тюльпан, дурман).

#### 2. Сочные плоды

Односемянные: Костянка:* имеет одревесневший внутренний слой — косточку (вишня, слива, персик, абрикос). Многокостянка:* сборный плод из костянок (малина, ежевика).

Многосемянные: Ягода:* сочная мякоть, семена погружены в нее, покрыта тонкой кожицей (томат, виноград, картофель, смородина). Яблоко:* семена лежат в пленчатых камерах в центре (яблоня, груша, рябина). Тыквина:* твердый наружный слой, мясистый средний (тыква, огурец, арбуз, дыня). Померанец (гесперидий):* плод цитрусовых (апельсин, лимон).

> Ловушка ЕГЭ: Плод картофеля — ягода, а не клубень! Клубень — это видоизмененный подземный побег. Плод клубники — многоорешек (мелкие семечки на поверхности разросшегося цветоложа), а то, что мы едим — разросшееся цветоложе.

На этом мы завершаем изучение анатомии растений. Вы теперь знаете, как растения устроены «от корней до плодов». В следующих статьях мы перейдем к систематике и разнообразию растительного мира.