Изучение видоизменённых побегов. Строение клубня картофеля...

Видоизменённые побеги внешне не похожи на стебель с листьями, однако их строение соответствует строению обычного побега.

Видоизменения побегов позволяют растению переживать неблагоприятные для жизнедеятельности сезоны, а также вегетативно размножаться.

В основе вегетативного размножения лежит явление регенерации — способности восстанавливать целостный организм из его части за счёт деления и дальнейшей специализации клеток.

Перечислим основные функции видоизменённых побегов:

1. Запасание питательных веществ и воды.

2. Распространение и вегетативное размножение.

3. Обеспечение перенесения неблагоприятных условий.

4. Механическая защита от повреждений (поедания и вытаптывания животными). 

К видоизменённым побегам относятся: корневище, клубень, клубнелуковица, луковица и другие.

Корневище — это видоизменённый побег, обычно подземный, с чешуевидными, недоразвитыми или рано отмирающими листьями, верхушечными или пазушными почками, придаточными корнями.

Корневища внешне можно спутать с корнями, однако они имеют отличительные черты. Корневище растёт подземно или в подстилке, располагаются горизонтально и укореняется в узлах.

Основная функция корневища — это вегетативное размножение и запас питательных веществ.

К растениям, имеющим корневища относят пырей ползучий, ветреницу дубравную, ландыш майский, ирис.

У одних растений корневище постепенно утрачивают листья и втягиваются корнями в землю, как, например, у земляники и подорожника. У других корневище с самого начала растёт подземно, как у пырея.

У ландыша корневище растёт более или менее параллельно поверхности субстрата.

Клубень — надземный или подземный видоизменённый побег с сильно расширенным стеблем, в котором накапливаются питательные вещества.

Основная функция клубней — это вегетативное размножение. Наиболее хорошо известен подземный клубень картофеля.

От основного стебля в почву отходят тонкие безлистные боковые побеги — столоны. На концах сталонов и развиваются клубни. У картофеля, например, сталоны подземные. У земляники надземные столоны (усы).

Образованные в процессе фотосинтеза органические вещества перемещаются по столонам и там накапливаются.

Сторона клубня, которая соединена со столоном, называется основанием клубня. Со стороны напротив от основания находится верхушка клубня.

В углублениях клубня развиваются боковые и верхушечные почки, называемые глазками. Наибольшее их количество наблюдается со стороны верхушки.

Почка-глазок, которая располагается на верхушке, развивается в молодой зелёный побег. У клубней листья отсутствуют.

К растениям, имеющим клубни, относятся картофель, топинамбур, хохлатка и другие.

Луковица — это видоизменённый подземный (реже надземный) побег, который состоит из сочных листьев, прикреплённых к короткому уплощённому стеблю. Основная функция луковицы — это вегетативное размножение.

Луковица выполняет функцию запасания, а также вегетативного размножения.

Снаружи луковица покрыта подсохшими (кроющими) сухими чешуями, которые выполняют защитную функцию.

В сочных листьях луковицы накапливаются питательные вещества и вода.

Надземный побег вырастает из верхушечной почки, расположенной на верхушке донца. Новые (дочерние) луковицы — детки, из которых может вырасти новое растение, образуются из пазушных почек, расположенные ниже верхушечной.

От стебля (донца) отходят придаточные корни, которые образуют мочковатую корневую систему.

К растениям, имеющим луковицы, относятся тюльпан, лилия, лук и другие.

Клубнелуковица — это видоизменённый подземный побег с толстым стеблем.

Снаружи клубнелуковица покрыта сухими плёнчатыми листьями. В отличие от видоизменённого побега луковицы, клубнелуковица не имеет мясистых листьев.

С нижней стороны клубнелуковицы отходят придаточные корни, сверху расположены 1 или 2 точки роста. 

Питательные вещества клубнелуковичных растений накапливаются в раз­рос­шем­ся мя­си­стом стебле. В отличие от луковиц.

К растениям, имеющим клубнелуковицу, относятся шафран, безвременник, гладиолус.

Изучим строение видоизменённых побегов — клубня картофеля и луковицы репчатого лука.

Ход работы

Рассмотрим внешнее строение клубня картофеля.

Найдём углубления с почками (глазки), рубцы от листочков (бровки), след от столона.

Определим, где почек больше: у основания (со стороны столона) или на верхушке.

Наблюдаем, что глазков-почек находится больше на верхушке клубня.

Найдём верхушечную и пазушную почки.

Сравним внешнее строение клубня с внешним строением побега. Определим общие признаки.

Как на клубне, так и на типичном побеге можно найти верхушечную и пазушную почки, также можно отметить междоузлие (расстояние между двумя узлами). Отмечаем листовой рубец. Это говорит о том, что и у строения клубня, и у строения типичного побега очень много общих признаков.

Разрежем клубень поперёк и сделаем тонкий (2—4 мм) срез. Рассмотрим его на свет. Сравним расположенные на срезе клубня слои со схемой внутреннего строения побега. Укажем общие для них части.

На клубне и на типичном побеге можно обнаружить сердцевину с сердцевинными лучами, древесину, кору и луб.

На срез клубня нанесём каплю раствора йода. Отметим, как изменилась окраска.

После нанесения на срез клубня капли йода, окраска его изменилась на сине-фиолетовую. Такая реакция свидетельствует о нахождении в клубнях крахмала, который при взаимодействии с йодом даёт такую реакцию.

Крахмал — это органическое вещество (сложный углевод), который образуется в растениях в процессе фотосинтеза. И накапливается как запасное питательное вещество.

Следовательно, основная функция клубня — это запасание крахмала в лейкопластах.

Интересно, что при попадании солнечного света лейкопласты картофеля превращаются в хлоропласты. Поэтому на свету картофель зеленеет. Зелёный картофель содержит натуральное ядовитое вещество — соланин. Больше всего его в проростках картофеля и кожуре.

Таким образом, определяем, что клубень является видоизменённым подземным побегом, потому как имеет, как и надземный побег, листья, правда, они редуцированы и называются бровками. Также клубень имеет верхушечные и боковые почки (глазки), из которых происходит развитие надземных побегов.

Луковица сверху прикрыта сухой плёнчатой чешуёй. Это образование выполняет защитную функцию.

Разрежем луковицу вдоль и сравним внутренние чешуи с наружными. Внутренние чешуи мясистые, сочные. Следовательно, в этих чешуях запасаются вода и питательные вещества.

Находим на срезе укороченный стебель. Донце. Находим верхушечные и пазушные почки.

Корни, которые отрастают от вегетативных частей растения, называются придаточные и образуют мочковатую корневую систему.

Корни могут отрастать и в отсутствии почвы, для развития потребуется только вода.

Поместим луковицу репчатого лука в банку или неширокий стакан таким образом, чтобы луковица не проваливалась, а только касалась донцем воды, налитой в сосуд. Через несколько дней у луковицы появятся придаточные корни и зелёные листья, даже при отсутствии почвы.

Сравним строение луковицы и клубня.

Междоузлия у клубня есть, у луковицы нет.

Листья у клубня отсутствуют, однако остались только рубчики (бровка), у луковицы сочные и сухие чешуи.

Почки — у клубня (глазки), у луковицы почки также есть (боковые, и верхушечная), которые располагаются между сочными чешуями.

У клубня стебель сильно разросшийся, содержащий большое количества крахмала. У луковицы стебель плоский называется донце.

Придаточные корни имеются как у клубня, так и у луковицы.

Функции (запасание питательных веществ) у клубня происходит в стебле, у луковицы в сочных чешуях.

При помощи видоизменённых вегетативных побегов растения могут размножаться вегетативным путём.

Например, если ножом разрезать клубень картофеля на части так, чтобы на каждой из них имелся по крайней мере один хорошо развитый глазок (или почка) и высадить, то из каждой части вырастет отдельное растение картофеля.

Луковица также используется при вегетативном размножении.

Например, у тюльпанов луковица после отцветания распадается, оставляя после себя ещё и мелкие луковички. Их можно отсаживать и выращивать новые растения.

Некоторые лилии ниже или выше основной луковицы способны образовывать детки — мелкие луковички. Их также можно осторожно отделить и высадить.

Белая лилия на стебле образует воздушные луковички, которые можно собрать по мере созревания и высадить отдельно.

Луковичные растения также можно размножать надрезанием донца луковиц.

С нижней стороны через донце луковицы гиацинта делают два перекрещивающихся надреза. Луковицу держат в тёплом сухом месте, когда надрезы раскроются. В таких надрезах со временем образуются луковички.

Таким образом, у некоторых растений образуются видоизменённые побеги — клубни, луковицы и другие.

Эти побеги используются растением для запасания питательных веществ, воды, закрепления растений в почве, обеспечивают зимовку растений, а также защищают от поедания животными.