Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Билет по ботанике №4.
1.Корень и его функции. Ткани корня и их функции. Ризосфера. Симбиоз корней с другими организмами ( грибами, бактериями).
2.Вертикальная поясность. Привести пример.
1.Корень и его функции.
Ко́рень (лат. radix) — осевой, обычно подземный вегетативный орган высших растений (сосудистых растений), обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень осуществляет закрепление растения в почве и обеспечивает поглощение и проведение воды с растворёнными минеральными веществами к стеблю и листьям[1].
На корне нет листьев, в клетках корня нет хлоропластов.
Кроме основного корня, многие растения имеют боковые и придаточные корни. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. В случае, когда главный корень незначительно выражен, а придаточные корни выражены значительно, корневая система называется мочковатой. Если главный корень выражен значительно, корневая система называется стержневой.
Некоторые растения откладывают в корне запасные питательные вещества, такие образования называют корнеплодами.
Основные функции корня.
У многих растений корни выполняют особые функции (воздушные корни, корни-присоски).
Корни некоторых строений имеют склонность к метаморфозу.
Видоизменения корней:
Особенности строения корней.
Совокупность корней одного растения называют корневой системой.
В состав корневых систем входят корни различной природы.
Различают:
Главный корень развивается из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на любом корне в качестве бокового ответвления. Придаточные корни образованы побегом и его частями.
Ткани корня и их функции.
Для того чтобы познакомиться с системой поглощения и передвижения воды по корню, необходимо рассмотреть внутреннее строение корня. В зоне роста клетки начинают дифференцироваться на ткани и в зоне всасывания и проведения формируются проводящие ткани, обеспечивающие подъем питательных растворов в надземную часть растения.
Уже в самом начале зоны роста корня масса клеток дифференцируется на три зоны: ризодерму, кору и осевой цилиндр.
Ризодерма — покровная ткань, которой снаружи покрыты молодые корневые окончания. Она содержит корневые волоски и участвует в процессах всасывания. В зоне всасывания ризодерма пассивно или активно поглощает элементы минерального питания, затрачивая в последнем случае энергию. В связи с этим клетки ризодермы богаты митохондриями.
Экзодерма — опробковевшая покровная ткань, приходящая на смену отмирающей ризодерме.
Веламен — многослойная ризодерма, относится к первичным покровным тканям и происходит из поверхностного слоя апикальной меристемы корня. Состоит из пустотелых клеток с тонкими, опробковевшими оболочками.
Кора — образована паренхимой, обычно дифференцируется на уровне зоны растяжения. Она рыхлая и имеет систему межклетников, по которой вдоль оси корня циркулируют газы, необходимые для дыхания и поддержания обмена веществ. У болотных и водных растений межклетники коры особенно обширны. Кора является той частью корня, через которую активно проходит радиальный (ближний) транспорт воды и растворенных солей от ризодермы к осевому цилиндру. В тканях коры осуществляется активный синтез метаболитов и откладываются запасные питательные вещества.
Осевой цилиндр — представляет собой сложный комплекс из проводящей, образовательной и основной тканей.
Ризосфе́ра — узкий участок почвы, прилегающий к корням растения и попадающий под непосредственное действие корневых выделений и почвенных микроорганизмов. Почва, не являющаяся частью ризосферы, называется основной почвой (англ. Bulk soil). В ризосфере содержится множество бактерий, питающихся отшелушивающимися растительными клетками, а также белками и сахарами, образуемых корнем. Кроме того, в ризосфере обитают многочисленные протисты и нематоды, питающиеся бактериями. Таким образом, большая часть круговорота питательных веществ и подавление растением различных патологических процессов происходят в непосредственной близости от корней.
Растения выделяют в ризосферу множество веществ, выполняющих различные функции. Стриголактон, растительный гормон, оказывающий влияние на микоризный гриб, стимулирует прорастание спор и порождает изменения, позволяющие грибу оплести корень растения и образовать микоризу. Паразитическое растение Striga также чувствительно к стриголактону и начинает прорастание при его обнаружении. Потом молодое растение прикрепится к корню и будет получать от него питательные вещества. Симбиотические азотофиксирующие бактерии, такие как представители рода Rhizobium, распознают неизвестное вещество, выделяемое корнями растений семейства Бобовые (лат. Fabaceae) и выделяют Nod-фактор, сообщающий растению о присутствии в близлежащей почве этих бактерий. После этого на корнях растения образуются корневые клубеньки, в которых поселяются бактерии и, снабжаемые питательными веществами, переводят азот в форму, усваиваемую растением. Несимбиотические (или «свободноживущие») азотофиксирующие бактерии поселяются в ризосфере, но только снаружи от корней нескольких растений (в том числе многих злаков) и схожим образом «фиксируют» азот в богатой азотом ризосфере растения. Хотя считается, что эти бактерии в своём местообитании не имеют прочной связи с растениями, они очень сильно отвечают на состояние растения. Например, азотофиксирующие бактерии, обитающие в ризосфере риса, проявляют суточные циклы, имитирующие таковые у растений, и, как правило, поставляют в почву больше связанного азота на стадии роста растения, когда потребность в нём особенно велика[3].
Корни некоторых растений секретируют аллелопатические вещества, подавляющие развитие других организмов. Например, чесночник лекарственный (лат. Alliaria petiolata) образует вещество, которое, возможно, препятствует образованию микоризы у деревьев в смешанных лесах Северной Америки.
Симбиоз — это длительное сожительство организмов двух или нескольких разных видов растений или животных, когда их отношения друг с другом очень тесны и обычно взаимно выгодны. Симбиоз обеспечивает этим организмам лучшее питание. Благодаря симбиозу организмам легче преодолевать неблагоприятные воздействия окружающей среды.
Подавляющее большинство деревьев в наших широтах и очень много травянистых растений (в том числе и пшеница) образуют с грибами микоризу. Ученые установили, что нормальный рост многих деревьев невозможен без участия гриба, хотя есть деревья, которые могут развиваться и без них, например береза, липа. Симбиоз гриба с высшим растением существовал еще на заре наземной флоры. Первые высшие растения — псилотовые — уже имели подземные органы, тесно связанные с гифами грибов. Чаще всего гриб лишь оплетает корень своими гифами и образует чехол, как бы наружную ткань корня. Реже встречаются формы симбиоза, когда гриб поселяется в самих клетках корня. Особенно ярко такой симбиоз выражен у орхидей, которые вообще не могут развиваться без участия гриба.
Можно предполагать, что гриб использует для своего питания углеводы (сахар), выделяемые корнями, а высшее растение получает от гриба продукты разложения азотистых органических веществ в почве. Сам древесный корень получить эти продукты не может. Предполагают также, что грибы вырабатывают витаминоподобные вещества, усиливающие рост высшего растения. Кроме того, несомненно, что грибной чехол, облекающий корень дерева и имеющий многочисленные разветвления в почве, намного увеличивает поверхность корневой системы, поглощающей воду, что очень существенно в жизни растения.
Симбиоз гриба и высшего растения следует учитывать во многих практических мероприятиях. Так, например, при разведении леса, при закладке полезащитных лесных полос обязательно надо «заразить» почву грибами, вступающими в симбиоз с той породой деревьев, которую сажают.
Огромное практическое значение имеет симбиоз усваивающих азот бактерий с высшими растениями из семейства бобовых (бобы, горох, фасоль, люцерна и многие другие). На корнях бобового растения обычно возникают утолщения — клубеньки, в клетках которых находятся бактерии, обогащающие растение, а затем и почву азотом.
2.Вертикальная поясность. Привести пример.
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ (лат. verticalis — направление по отвесу и греч. zone — пояс, зона) — закономерное изменение природных комплексов и составляющих их компонентов, как в высоту, так и в глубину. Главная причина вертикальной зональности — изменение баланса тепла и влаги в горах, а в глубинах океана — тепла и солнечного света. К ней можно отнести распределение атмосферных и внутриземных сфер, что зависит от истории формирования планеты: земная кора (литосфера) с ее осадочной оболочкой, гранитным и базальтовым слоями; мантия; ядро. Понятие вертикальной зональности шире, чем высотная зональность (поясность), которая справедлива лишь применительно к наземно-сухопутной географической закономерности. (1.)
Высотная поясность горных систем многообразна. Она тесно связана с широтными зонами. С высотой трансформируются климат, почвенно-растительный покров, гидрологические и геоморфологические процессы, резко выступает фактор экспозиции склонов и т.д. С изменением компонентов природы изменяются природные комплексы — образуются высотные природные пояса. Явление смены природно-территориальных комплексов с высотой называют высотной поясностью, или вертикальной высотной зональностью. В горных странах широтные природные (географические) зоны сменяются высотными, а на возвышенностях варьируются в пределах двух соседних зон.
По мере нарастания высоты происходит смена ландшафтных поясов, в некоторой степени аналогичная широтной зональности. Величина солнечной радиации увеличивается вместе с радиационным балансом поверхности. В результате температура воздуха снижается по мере роста высоты. Кроме того, происходит уменьшение количества осадков из-за барьерного эффекта.
Наиболее сложные спектры высотных поясов свойственны высокогориям, находящимся близ экватора. К полюсам уровни высотных поясов снижаются, а их разнообразие уменьшается. Изменяется спектр высотных поясов и при удалении от берега моря.
Одни и те же природные зоны встречаются на разных материках, однако леса и горы, степи и пустыни имеют свои особенности на различных континентах. Различаются и растения и животные, приспособившиеся к существованию в этих природных зонах. В биогеографии выделяют шесть биогеографических областей:
- Палеарктическая область (Евразия без Индии и Индокитая, Северная Африка);
- Неарктическая область (Северная Америка и Гренландия);
- Восточная область (Индостан и Индокитай, Малайский архипелаг);
- Неотропическая область (Центральная и Южная Америка);
- Эфиопская область (практически вся Африка);
- Австралийская область (Австралия и Океания). (2)
Живые организмы населяют не только сушу, но и Мировой океан. В океане обитает порядка десяти тысяч видов растений и сотни тысяч видов животных (в том чиле более 15 тысяч видов позвоночных). Растения и животные заселяют в мировом океане две сильно отличающиеся друг от друга области – пелагиаль (поверхностные слои воды) и бенталь (морское дно). Широтные зоны хорошо выражены только в приповерхностных водах океана; с увеличением глубины влияние солнца и климата уменьшается, а температура воды приближается к характерным для толщи океана +4 °С. (3)
Причины возникновения вертикальной зональности
Высотная поясность в горах вызвана падением с высотой температуры воздуха и испаряемости, а также с увеличением количества осадков и атмосферного увлажнения. В самых общих чертах вертикальные климатические изменения аналогичны широтным, но не равны им. Интенсивность солнечной радиации с высотой в горах возрастает, а в направлении от экватора к полюсам падает. Атмосферное давление в горах постепенно уменьшается, тогда как между экватором и полюсами есть зоны максимального и минимального давления. В горизонтальном направлении сухие и влажные области чередуются , а в вертикальном — количество осадков с высотой возрастает. При движении от экватора к полюсам не наблюдается увеличение стока вод, а с подъемом в горы он увеличивается. Исходя из данного сравнения, можно только в общих чертах считать вертикальную зональность аналогичной горизонтальной. Кроме того, высотные пояса каждого хребта и даже отдельных его склонов качественно индивидуальны. Это объясняется как историей развития горной страны, так и сложностью мозаики современных климатических условий на склонах разной высоты, ориентации по отношению к путям движения воздушных масс.
С климатической высотной поясностью связана смена условий речного стока, типа почв, растительности, животного мира, некоторых геоморфологических процессов, т. е. почти всех компонентов природного комплекса. Наиболее чётко высотная поясность проявляется в изменчивости гидроклиматических и почвенно-биологических компонентов ландшафта по вертикали. В рельефе высотная поясность выражена не только в связи с различиями климатических условий, но и с тем, что области разрушения и сноса, воздействий древнего и современного оледенения относятся к верхним поясам гор, а области аккумуляции материала — к их подножиям. Кроме того, высотная поясность усложняется многоярусной ступенчатостью рельефа, отражающей различные этапы истории формирования гор, сохранением на разных уровнях остатков древних поверхностей выравнивания, разделённых более крутыми уступами и ярусами эрозионного врезания.
Наиболее полно вертикальная поясность выражена в горах, расположенных у экватора, где можно встретить наибольший диапазон природных поясов. Но вертикальная поясность изменяется с географической широтой: изменяется количество поясов и их высотные пределы.(4)
Формирование типов высотной поясности горных систем определяют следующие факторы:
-Географическое положение горной системы. Количество горных высотных поясов в каждой горной системе и их высотное положение в основных чертах определяются широтой места и положением территории по отношению к морям и океанам. По мере продвижения с севера на юг высотное положение природных поясов в горах и их набор постепенно увеличиваются. Например, на Северном Урале леса поднимаются по склонам до высоты 700-800 м, на Южном — до 1000-1100 м, а на Кавказе — до 1800-2000 м. Самый нижний пояс в горной системе является продолжением той широтной зоны, которая расположена у подножия.
-Абсолютная высота горной системы. Чем выше поднимаются горы и чем ближе они расположены к экватору, тем большее количество высотных поясов они имеют. Поэтому в каждой горной системе развивается свой набор высотных поясов.
-Рельеф. Рельеф горных систем (орографический рисунок, степень расчлененности и выравненности) определяет распределение снежного покрова, условия увлажнения, сохранность или вынос продуктов выветривания, влияет на развитие почвенно-растительного покрова и тем самым определяет разнообразие природных комплексов в горах. Например, развитие поверхностей выравнивания способствует увеличению площадей высотных поясов и формированию более однородных природных комплексов.
-Климат. Это один из важнейших факторов, формирующих высотную поясность. С поднятием в горы меняются температура, увлажнение, солнечная радиация, направление и сила ветра, типы погоды. Климат определяет характер и распространение почв, растительности, животного мира и т.д., а следовательно, разнообразие природных комплексов.
-Экспозиция склонов. Она играет существенную роль в распределении тепла, влаги, ветровой деятельности, а следовательно, процессов выветривания и распределения почвенно-растительного покрова. На северных склонах каждой горной системы высотные пояса расположены обычно ниже, чем на южных склонах.(5)
В толще воды, особенно до глубины 500 м, существует вертикальная зональность, проявляющаяся в температурах, химическом составе вод и характере донных отложений. Главная причина вертикальной зональности в глубинах океана- изменение баланса тепла и солнечного света. Вертикальная зональность в океане определяется общими особенностями рельефа литосферы. Соответственно этому различают две зоны: бенталь и пелагиаль. Бенталь - экологическая зона Мирового океана; область водоемов, заселенная донными организмами. В составе бентали различают супралитораль, литораль, сублитораль, элитораль, батиаль, абиссаль и ультраабиссаль. Пелагиаль - водная масса Мирового океана, его морей и озер. Вертикально пелагиаль подразделяется на экологические зоны эпипелагиали, батипелагиали и абиссопелагиали; горизонтально - на неретическую и океаническую области.(3)
Каждой ландшафтной зоне свойственен свой тип высотной поясности, свой поясной ряд, характеризуемый числом поясов и их последовательностью, высотными границами. По мере приближения к экватору возможное число поясов увеличивается. На равнинах различают низкий (низменности) и высокий (возвышенности) ярусы. Граница между ними проходит на уровне 200 м.В горах различают три яруса:
* Низкие горы — до 1000 м;
* Средние горы — до 2000 м;
* Высокие горы — выше 2000 м.
Приведем краткую характеристику вертикальных поясов.
1. Степной пояс.
Имеет очень ограниченное распространение на Северном Алтае в пределах Алтайского края, а также представлен островными степями Центрального и опустыненными степями Южного Алтая. Здесь же фрагментарно встречаются растительные формации полупустынного типа, не образующие самостоятельного пояса растительности. Существование их объясняется дефицитом влаги, а также иссушающими ветрами - фенами, максимум которых наблюдается зимой и осенью.
2. Лесостепной пояс.
Также небольшой по площади пояс, окаймляющий степные районы и связанный с возрастающей пересеченностью местности и появлением по северным склонам хребтов лесных фитоценозов. Помимо лиственницы лесной элемент лесостепного комплекса составляет береза и сосна, а степная растительность представлена формациями луговых степей. В растительном покрове степные травянистые и лесные формации занимают одинаковые площади. Их дифференциация связана с экспозиционными различиями в условиях освещенности и увлажнения. Так, на южных склонах развиваются степные сообщества, состоящие из ксеропетрофильных видов травянистых растений и некоторых кустарников, среди которых можно выделить таволгу. На этих же высотах, но на склонах северной экспозиции, распространены лесные формации с участием березы, осины, сосны, лиственницы.
3. Лесной пояс.
В нем выделяется два подпояса: таежных и светлохвойных лесов.
Светлохвойный с преобладанием лиственницы, занимает значительные пространства в бассейне средней Катуни, на Теректинском и Курайском хребтах. В девственных лиственничных лесах развивается негустой кустарниковый подлесок, богатый и разнообразный травяной покров. К подтаежному подпоясу относятся прежде всего парковые лиственничные леса, располагающиеся по долинам рек, подгорным шлейфам и на пологих склонах. Некогда они были широко распространены на Алтае, но в связи с хозяйственным освоением подверглись существенному сокращению, особенно около населенных пунктов и по долинам рек.
Сосновые леса распространены преимущественно по долинам рек (Катунь, Чулышман). Здесь можно выделить участки парковых сосновых боров с хорошо развитым травостоем, в котором преобладают злаки.
Таежный подпояс занимает наибольшие площади. В его пределах значительный интерес представляет черневая тайга, которая широко распространена по западным предгорьям Алтая, в Северо-Восточном Алтае (бассейн Телецкого озера). В древесном ярусе наряду с пихтой может доминировать и сосна сибирская (кедр).
Травяной ярус составляют крупнотравные и высокотравные виды.
Собственно таежные леса отличаются на Алтае большим разнообразием. Ведущее положение занимает полидоминантная темнохвойная тайга, где основными ценозообразователями выступают три породы: пихта сибирская, ель обыкновенная и сосна сибирская (кедр). Наряду с полидоминантностью, ведущая роль может принадлежать одному из трех вышеназванных видов. Тогда формируются ассоциации пихтовой темнохвойной тайги, приуроченной преимущественно к средней части горных склонов, кедровой тайги, тяготеющей, главным образом, к верхним частям лесного пояса, и еловой тайги, занимающей долины рек. В отличие от черневой, темнохвойная тайга характеризуется хорошим развитием напочвенного покрова, состоящего из мхов и лишайников, наличием кустарникового и кустарничкового яруса и слабым развитием травяного яруса. Верхняя граница таежного подпояса лежит в пределах высот от 1600-1800 до 1700-2465м (верхняя граница леса). Для нее характерны кедрово-лиственничные и кедровые леса с примесью пихты и развитым кустарниковым и травяно-кустарниковым ярусами.
4. Высокогорный пояс.
В упрощенном виде высокогорный пояс можно разделить на два подпояса: субальпийский и альпийско-тундровый.
Субальпийский подпояс представлен субальпийскими лугами и зарослями кустарников (ерников), чередующимися с кедровыми и лиственничными редколесьями.
Альпийско-тундровый подпояс характеризуется комплексом южно-сибирских альпинотипных формаций, распространенных на абсолютных высотах 2000-3500м. наиболее типично он представлен на хребтах Западного и Центрального Алтая, при продвижении на юг и восток площади альпийских лугов сокращаются.
А.В. Куминова (1960) выделяет четыре формации альпийских лугов: крупнотравные, мелкотравные, злаково-осоковые и кобрезиевые.
Наибольшие площади в подпоясе занимают тундры, представленные луговыми, мохово-лишайниковыми, кустарниковыми и каменистыми формациями.
5. Нивальный пояс.
Более однородный на всем своем протяжении ввиду практически полного отсутствия растительности и наличия современного и следов древнего оледенения.
В основном он расположен на высотах выше 3000м.
Особую интрапоясную растительную формацию образуют болота, распространенные повсеместно и на разных высотах, но главным образом, на плоских водораздельных пространствах (например, Тюгуркские болота на Теректинском хребте), плоских понижениях рельефа плоскогорий (Чулышманское, Укок), в днищах троговых долин. Крупные массивы болот образовались в результате зарастания и заиления высокогорных озер.(6)
В вертикальной зональности Мирового океана различают две основные зоны: бенталь и пелагиаль. Соответственно этому для бентали различают зону заплеска иштормовых выбросов- супралитораль, приливно-отливную зону- литораль, зону материковой отмели или шельфа- сублитораль, зону континентального склона- батиаль, зону океанического ложа- абиссаль, зону глубоководных океанических желобов- ультраабиссаль; в пелагиали различают эципелагиаль, мезопелагиаль, баципелагиаль, абссисопелагиаль и ультраабиссаль. Общепринятой во всех странах схемы вертикальных зон океана не существует.