Царство Растения

Науку о растениях называют ботаникой. Древнегреческий учёный Теофраст в III в. до н. э. первым систематизировал имеющиеся в то время знания земледельцев и лекарей о растениях, обобщил их и сопроводил своими теоретическими умозаключениями. Теофраст, таким образом, был основателем науки о растениях, поэтому его называют «отцом ботаники».

Современная ботаника — это наука о морфологии, анатомии, физиологии, экологии и систематике растений.

Особенности строения растительной клетки

Схема строения растительной клетки

Растительные клетки, в отличии от животных, имеют:

• клеточную стенку — жёсткий и прочный каркас, сохраняющий форму и защищающий содержимое клетки;
• крупные вакуоли, в которых запасается клеточный сок — водный раствор минеральных и органических веществ;
• хлоропласты — особые органоиды клетки, в которых содержится пигмент хлорофилл, необходимый для фотосинтеза.

Особенности строения растительной клетки

• Клеточная стенка из целлюлозы

Клеточная стенка препятствует проникновению в клетку пищевых частиц и крупных молекул, поэтому клетки растений поглощают только низкомолекулярные вещества. Такой способ питания клетки называют осмотрофным. Растения поглощают из окружающей среды воду, углекислый газ и кислород, для которых клеточная мембрана проницаема, а также минеральные соли, для которых в клеточной мембране существуют каналы и переносчики.

• Пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты)

В клетках находятся зелёные пластиды — хлоропласты, содержащие зелёный пигмент хлорофилл. Они осуществляют фотосинтез — процесс получения органических веществ из неорганических веществ с использованием энергии света. Благодаря хлоропластам большинство растений имеют зелёный цвет. Хромопласты придают яркую окраску плодам и осенним листьям, а в лейкопластах откладываются запасные вещества.

• Крупная центральная вакуоль

Вакуоль — это пузырь с клеточным соком, окружённый мембраной (тонопластом). В тонопласте имеется система регулируемых переносчиков, которые переносят в вакуоль различные вещества, поддерживая нужную концентрацию солей и кислотность в цитоплазме. Кроме того, вакуоль обеспечивает нужное осмотическое давление в клетке, что приводит к появлению тургора — напряжения на клеточной стенке, которое поддерживает форму растения. Вакуоль служит также местом запасания питательных веществ и накопления отходов метаболизма.

• Отсутствие центриолей в клеточных центрах

Исключение составляют водоросли, в их клетках центриоли есть.

Систематика и классификация растений

Основные ранги таксонов растений распределены по принципу иерархичности (соподчинения): более крупные таксоны объединяют в себе более мелкие.

Иерархия таксонов царства растений

Научная классификация растений (пример)

Высшие и низшие растения

Различные группы растений значительно отличаются по строению.

Низшие растения не имеют органов и тканей. К этой группе растений относятся водоросли. Их тело называют слоевищем, или талломом. Клетки слоевища в большинстве случаев имеют однотипное строение. Отсутствие специализации клеток к выполнению отдельных функций — фотосинтезу, всасыванию и проведению растворов, обеспечению прочности тела — связано с обитанием водорослей в воде. Все или большая часть клеток этих растений находятся на свету и способны к фотосинтезу. В условиях водной среды низшие растения получают питательные вещества, поглощая их всей поверхностью тела. Поэтому у них нет необходимости в быстром перемещении веществ по организму, а значит, нет необходимости в проводящей системе. Плотность воды достаточно высока, и низшим растениям не приходится удерживать тело в вертикальном положении, противостоять силе тяжести, поэтому у них не развиты механические ткани.

Высшие растения имеют функционально различные органы, образованные специализированными клетками. К высшим растениям относятся мохообразные и сосудистые растения — папоротниковидные, плауновидные, голосеменные и покрытосеменные.

Основные группы царства Растения

В основном высшие растения обитают на суше. Воду и минеральное питание они получают из почвы, а для осуществления фотосинтеза должны подниматься над её поверхностью. Поэтому у высших растений развиты ткани, отвечающие за перемещение веществ между частями организма (проводящая ткань) и за прочность и опору наземной части (механическая и покровная ткани).

Наличие специализированных клеток, тканей и органов позволило высшим растениям достигать больших размеров и освоить все среды обитания. Многие представители высших растений вторично вернулись в воду (рис. 5). На суше и в пресных водоёмах они составляют основную массу растительности.

 Обитатель пруда кубышка жёлтая — вторичноводное цветковое растение

Жизненные формы растений

Жизненная форма — это внешний облик растения. У растений выделяют четыре основные жизненные формы: дерево, кустарник, кустарничек и травы.

Основные жизненные формы растений

Дерево — это многолетнее растение с одним крупным одревесневшим стволом. Примеры: ель, яблоня, дуб, пальма.

Кустарник — растение с многочисленными некрупными одревесневшими стволами, обычно живёт не более 10–20 лет. Примеры: боярышник, калина, смородина, малина.

Кустарничек — низкорослое многолетнее растение с одревесневшими стволами, высотой до 40 см. Примеры: черника, клюква, вереск.

Травы, или травянистые растения, — это растения с ежегодно отмирающими зелёными надземными побегами. Травы бывают однолетними (например, василёк, ромашка), двулетними (морковь, капуста) и многолетними (одуванчик, клевер). У двулетних и многолетних трав весной из зимующих почек отрастают новые побеги.