Як і де відбувається процес фотосинтезу рослин?

Кожна жива істота на планеті потребує їжі або енергії, щоб вижити. Деякі організми харчуються іншими істотами, тоді як інші можуть виробляти свої власні поживні елементи.

Фотосинтез і дихання взаємопов'язані. Результатом фотосинтезу є глюкоза, яка зберігається як хімічна енергія в рослинних клітинах.

Крім продуктів, які вони виробляють, рослинам також необхідний вуглець, водень та кисень, щоб вижити. амінокислоти (амінокислота - інгредієнт для вироблення білка). Цьому вони потребують магнію для виробництва хлорофілу.

Нотатка: Живі істоти, які залежать від інших продуктів харчування, називаються гетеротрофами.

У цій статті ви дізнаєтеся більше про те, як відбувається фотосинтез у рослин і про необхідні для цього процесу умови.

Визначення фотосинтезу

Фотосинтез - це хімічний процес, за допомогою якого рослини, деякі бактерії та водорості виробляють глюкозу та кисень з вуглекислого газу та води, використовуючи тільки світло як джерело енергії.

Цей процес є надзвичайно важливим для життя на Землі, оскільки завдяки йому виділяється кисень, від якого залежить все життя.

Навіщо рослинам потрібна глюкоза (їжа)?

Подібно до людей та інших живих істот, рослини також потребують харчування для підтримки життєдіяльності. Значення глюкози для рослин полягає в наступному:

• Глюкоза, отримана в результаті фотосинтезу, використовується під час дихання для вивільнення енергії, яка потрібна рослині для інших життєво важливих процесів.
• Рослинні клітини також перетворюють частину глюкози на крохмаль, який використовують при необхідності. З цієї причини мертві рослини використовуються як біомаса, адже в них зберігається хімічна енергія.
• Глюкоза також необхідна, щоб виробляти інші хімічні речовини, такі як білки, жири та рослинні цукри, необхідні для забезпечення росту та інших важливих процесів.

Фази фотосинтезу

Процес фотосинтезу поділено на дві фази: світлову та темнову.

Світлова фаза фотосинтезу

Як випливає з назви, світлові фази потребують сонячного світла. У світлозалежних реакціях енергія сонячного світла поглинається хлорофілом і перетворюється на запасену хімічну енергію у вигляді молекули електронного носія НАДФН (нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат) та молекули енергії АТФ (аденозинтрифосфат). Світлові фази протікають у тилакоїдних мембранах у межах хлоропласту.

Темнова фаза фотосинтезу чи цикл Кальвіна

У темновій фазі або циклі Кальвіна збуджені електрони із світлової фази забезпечують енергію для утворення вуглеводів із молекул вуглекислого газу. Не залежні від світла фази іноді називають циклом Кальвіна через циклічність процесу.

Хоча темнові фази не використовують світло як реагент (і, як результат, можуть відбуватися вдень або вночі), їм необхідно, щоб продукти світлозалежних реакцій функціонували. Незалежні від світла молекули залежить від молекул енергоносіїв — АТФ і НАДФН — до створення нових молекул вуглеводів. Після передачі енергії молекули енергоносії повертаються до світлових фаз для більш енергійних електронів. З іншого боку, кілька ферментів темнової фази активуються з допомогою світла.

Схема фаз фотосинтезу

Нотатка: Це означає, що темнові фази не будуть продовжуватися, якщо рослини будуть позбавлені світла занадто довго, оскільки вони використовують продукти світлових фаз.

Будова листя рослин

Ми не можемо повністю вивчити фотосинтез, не знаючи більше про будову листа. Аркуш адаптований для того, щоб відігравати життєво важливу роль у процесі фотосинтезу.

Зовнішня будова листя

Площа

Однією з найголовніших особливостей рослин є велика площа поверхні листя. Більшість зелених рослин мають широке, плоске і відкрите листя, яке здатне захоплювати стільки сонячної енергії (сонячного світла), скільки необхідно для фотосинтезу.

Центральна жилка та черешок

Центральна жилка та черешок з'єднуються разом і є основою листа. Черешок має лист таким чином, щоб він отримував якомога більше світла.

Листова платівка

Просте листя має одну листову пластину, а складне - кілька.Листова платівка - одна з найголовніших складових аркуша, яка бере участь безпосередньо в процесі фотосинтезу.

Жили

Мережа жилок у листі переносить воду від стебел до листя. Глюкоза, що виділяється, також направляється в інші частини рослини з листя через жилки. Крім того, ці частини листа підтримують та утримують листову пластину плоскою для більшого захоплення сонячного світла. Розташування жилок (жилкування) залежить від виду рослини.

Основа листа

Підставою листа виступає найнижча його частина, яка зчленована зі стеблом. Найчастіше, біля основи листа розташовується парна кількість прилистків.

Край листа

Залежно від виду рослини, край листа може мати різну форму, включаючи: цілокраї, зубчасті, пильчасті, виїмчасті, городчасті і т.п.

Верхівкадоа листа

Як і край листа, верхівка буває різної форми, включаючи: гостру, округлу, тупу, витягнуту, відтягнуту і т.д.

Внутрішня будова листя

Нижче представлена ​​близька схема внутрішньої будови тканин листя:

Кутикула

Кутикула є головним, захисним шаром на поверхні рослини. Як правило, вона товща на верхній частині листа. Кутикула покрита речовиною, подібною до віску, завдяки якому захищає рослину від води.

Епідерміс

Епідерміс – шар клітин, який є покривною тканиною листка. Його головна функція – захист внутрішніх тканин листа від зневоднення, механічних пошкоджень та інфекцій. Він також регулює процес газообміну та транспірації.

Мезофіл

Мезофіл - це основна тканина рослини. Тут відбувається процес фотосинтезу. У більшості рослин мезофіл розділений на два шари: верхній - палісадний і нижній - губчастий.

Захисні клітини

Захисні клітини - спеціалізовані клітини в епідермісі листя, що використовується для контролю газообміну. Вони виконують захисну функцію для продиху. Устьичні пори стають більшими, коли вода є у вільному доступі, інакше, захисні клітини стають млявими.

Устьиці

Фотосинтез залежить від проникнення вуглекислого газу (CO2) з повітря через продихи в тканини мезофілу. Кисень (O2), отриманий як побічний продукт фотосинтезу, виходить із рослини через продихи. Коли продихи відкриті, вода втрачається в результаті випаровування і повинна бути заповнена через потік транспірації, водою, поглиненою корінням. Рослини змушені врівноважувати кількість поглиненого СО2 з повітря та втрату води через устьичні пори.

Умови, необхідні для фотосинтезу

Нижче наведено умови, які необхідні рослинам для здійснення процесу фотосинтезу:

• Вуглекислий газ. Безбарвний природний газ без запаху, виявлений у повітрі та має наукове позначення CO2. Він утворюється при горінні вуглецю та органічних сполук, а також виникає у процесі дихання.
• Вода. Прозора рідка хімічна речовина без запаху та смаку (в нормальних умовах).
• Світло. Хоча штучне світло також підходить для рослин, природне сонячне світло, як правило, створює кращі умови для фотосинтезу, тому що в ньому є природне ультрафіолетове випромінювання, яке позитивно впливає на рослини.
• Хлорофіл. Це зелений пігмент, знайдений у листі рослин.
• Поживні речовини та мінерали. Хімічні речовини та органічні сполуки, які корені рослин поглинають із ґрунту.

Що утворюється внаслідок фотосинтезу?

Нотатка: Рослини отримують CO2 з повітря через їх листя, і воду з ґрунту через коріння. Світлова енергія походить від Сонця. Отриманий кисень виділяється у повітря з листя. Отримувану глюкозу можна перетворити на інші речовини, такі як крохмаль, який використовується як запас енергії.

Якщо фактори, що сприяють фотосинтезу, відсутні або відсутні в недостатній кількості, це може негативно вплинути на рослину. Наприклад, менша кількість світла створює сприятливі умови для комах, які їдять листя рослини, а нестача води уповільнює.

Де відбувається фотосинтез?

Фотосинтез відбувається усередині рослинних клітин, у дрібних пластидах, званих хлоропластами. Хлоропласти (переважно які у шарі мезофілу) містять зелене речовина, зване хлорофілом. Нижче наведені інші частини клітини, які працюють із хлоропластом, щоб здійснити фотосинтез.

Будова рослинної клітини

Функції частин рослинної клітини

• Клітинна стінка: забезпечує структурну та механічну підтримку, захищає клітини від патогенів, фіксує та визначає форму клітини, контролює швидкість та напрямок росту, а також надає форму рослинам.
• Цитоплазма забезпечує платформу для більшості хімічних процесів, контрольованих ферментами.
• Мембрана: діє як бар'єр, контролюючи рух речовин у клітину та з неї.
• Хлоропласти: як було описано вище, вони містять хлорофіл, зелену речовину, яка поглинає світлову енергію у процесі фотосинтезу.
• Вакуоля: порожнина всередині клітинної цитоплазми, яка накопичує воду.
• Клітинне ядро ​​містить генетичну марку (ДНК), яка контролює діяльність клітини.

Хлорофіл поглинає світлову енергію, необхідну для фотосинтезу. Важливо, що поглинаються в повному обсязі колірні довжини хвилі світла. Рослини переважно поглинають червону та синю хвилі — вони не поглинають світло в зеленому діапазоні.

Вуглекислий газ у процесі фотосинтезу

Рослини отримують вуглекислий газ з повітря через їх листя. Вуглекислий газ просочується через маленький отвір у нижній частині листа - продиху.

Нижня частина листа має вільно розташовані клітини, щоб вуглекислий газ досяг інших клітин у листі. Це також дозволяє кисню, що утворюється під час фотосинтезу, легко залишати лист.

Вуглекислий газ присутній у повітрі, яким ми дихаємо, у дуже низьких концентраціях і є необхідним фактором темнової фази фотосинтезу.

Світло в процесі фотосинтезу

Лист зазвичай має велику площу поверхні, тому він може поглинати багато світла. Його верхня поверхня захищена від втрати води, хвороб та впливу погоди восковим шаром (кутикулою). Верх аркуша знаходиться там, де падає світло. Цей шар мезофілу називається палісадним. Він пристосований для поглинання великої кількості світла, адже в ньому є багато хлоропластів.

У світлових фазах процес фотосинтезу збільшується з великою кількістю світла. Більше молекул хлорофілу іонізується і більше генерується АТФ та НАДФН, якщо світлові фотони зосереджені на зеленому листі. Хоча світло надзвичайно важливе у світлових фазах, слід зазначити, що надмірна його кількість може пошкодити хлорофіл, і зменшити процес фотосинтезу.

Світлові фази не дуже залежать від температури, води або вуглекислого газу, хоча всі вони потрібні для завершення процесу фотосинтезу.

Вода у процесі фотосинтезу

Рослини отримують воду, необхідну для фотосинтезу через своє коріння. Вони мають кореневі волоски, які розростаються у ґрунті. Коріння характеризується великою площею поверхні та тонкими стінками, що дозволяє воді легко проходити крізь них.

На зображенні представлені рослини та їх клітини з достатньою кількістю води (ліворуч) та її нестачею (праворуч).

Нотатка: Кореневі клітини не містять хлоропластів, оскільки вони зазвичай знаходяться в темряві і не можуть фотосинтезувати.

Якщо рослина не вбирає достатню кількість води, вона в'яне. Без води рослина буде не здатна фотосинтезувати досить швидко, і може навіть загинути.

Яке значення має вода для рослин?

• Забезпечує розчиненими мінералами, що підтримують здоров'я рослин;
• Є середовищем для транспортування мінеральних ресурсів;
• Підтримує стійкість та прямостояння;
• Охолоджує та насичує вологою;
• Дає можливість проводити різні хімічні реакції у рослинних клітинах.

Значення фотосинтезу у природі

Біохімічний процес фотосинтезу використовує енергію сонячного світла для перетворення води та вуглекислого газу на кисень та глюкозу. Глюкоза використовується як будівельні блоки в рослинах для росту тканин. Таким чином, фотосинтез - це спосіб, завдяки якому формуються коріння, стебла, листя, квіти та плоди. Без процесу фотосинтезу рослини не зможуть рости чи розмножуватися.

Продуценти

Через фотосинтетичну здатність, рослини відомі як продуценти і служать основою майже кожного харчового ланцюга на Землі. (Ворості є еквівалентом рослин у водних екосистемах). Вся їжа, яку ми їмо, походить від організмів, які є фотосинтетиками. Ми харчуємося цими рослинами безпосередньо або їмо тварин, таких як корови чи свині, які споживають рослинну їжу.

Основа харчового ланцюга

Усередині водних систем, рослини та водорості також становлять основу харчового ланцюга. Водорості служать їжею для безхребетних, які, своєю чергою, виступають джерелом харчування більших організмів. Без фотосинтезу у водному середовищі життя було б неможливим.

Видалення вуглекислого газу

Фотосинтез перетворює вуглекислий газ на кисень. Під час фотосинтезу вуглекислий газ з атмосфери надходить у рослину, а потім виділяється у вигляді кисню. У сьогоднішньому світі, де рівні двоокису вуглецю ростуть жахливими темпами, будь-який процес, який усуває вуглекислий газ з атмосфери, є екологічно важливим.

Кругообіг поживних речовин

Рослини та інші фотосинтезують організми відіграють життєво важливу роль у кругообігу поживних речовин. Азот у повітрі фіксується у рослинних тканинах і стає доступним для створення білків. Мікроелементи, що знаходяться в грунті, також можуть бути включені до рослинної тканини і стати доступними для травоїдних тварин, далі по харчовому ланцюгу.

Фотосинтетична залежність

Фотосинтез залежить від інтенсивності та якості світла. На екваторі, де сонячне світло рясніє весь рік і вода не є обмежуючим фактором, рослини мають високі темпи зростання і можуть стати досить великими.І навпаки, фотосинтез у глибших частинах океану зустрічається рідше, оскільки світло не проникає в ці верстви, і в результаті ця екосистема виявляється безплідною.

Дихання та обмін речовин у рослин

Дихання рослин. Рослини, як і всі живі організми, постійно дихають. Для цього їм потрібен кисень. Він потрібний і одноклітинним, і багатоклітинним рослинам. Кисень необхідний для процесів життєдіяльності клітин, тканин та органів рослини.

Дихання - неодмінна умова життя рослин.

Більшість рослин отримує кисень з повітря через продихи і сочевички. Водні рослини споживають кисень, розчинений у воді, усією поверхнею тіла. Деякі рослини, що виростають на заболочених місцях, мають особливе дихальне коріння, за допомогою якого вони поглинають кисень з повітря.

Дихання - складний процес, що протікає у клітинах живого організму. У ході цього процесу під дією кисню відбувається розпад органічних речовин на вуглекислий газ та воду. При цьому виділяється енергія, що використовується рослиною для процесів життєдіяльності. Основною органічною речовиною, що бере участь у дихальному процесі, є вуглеводи (цукри, особливо глюкоза). Інтенсивність дихання рослин залежить від кількості вуглеводів, накопичених пагонами на світлі.

Весь процес дихання протікає у клітинах рослинного організму. Він складається з двох етапів, у ході яких органічні речовини розщеплюються на вуглекислий газ та воду. На першому етапі за участю спеціальних білків (ферментів) відбувається розпад молекул глюкози на простіші органічні сполуки і виділяється трохи енергії. Цей етап дихального процесу відбувається у цитоплазмі клітин.

На другому етапі прості органічні речовини, що утворилися на першому етапі, під дією кисню розпадаються на вуглекислий газ та воду. У цьому вивільняється багато енергії. Другий етап дихального процесу протікає лише за участю кисню у спеціальних тільцях клітини.

Дихання – процес, протилежний фотосинтезу. Порівняємо процеси дихання та фотосинтезу у клітинах зеленого листка рослини.

Газообмін у ході фотосинтезу та дихання

Процес дихання пов'язаний з безперервним споживанням кисню вдень та вночі. Особливо інтенсивно йде процес дихання у молодих тканинах та органах рослини. Інтенсивність дихання обумовлена ​​потребами росту та розвитку рослин. Багато кисню потрібно для розподілу та зростання клітин, утворення квіток та плодів. Після закінчення зростання, з пожовтінням листя і особливо в зимовий час інтенсивність дихання помітно знижується, але не припиняється.

Обмін речовин. Щоб жити, рослина обов'язково має отримувати з навколишнього середовища шляхом живлення та дихання необхідні йому речовини та енергію. Поглинені речовини в процесі перетворень у клітинах та тканинах стають речовинами, з яких рослина будує своє тіло. Усі перетворення речовин, які у організмі, завжди супроводжуються споживанням енергії. Зелена рослина (як автотрофний організм), поглинаючи світлову енергію Сонця, накопичує в органічних сполуках. У процесі дихання при розщепленні органічних речовин ця енергія вивільняється та використовується рослиною для процесів життєдіяльності, що відбуваються у клітинах.

Обидва ці процеси – фотосинтез і дихання – йдуть шляхом послідовних численних хімічних реакцій, у яких одні речовини перетворюються на інші.

Так, у процесі фотосинтезу з вуглекислого газу та води, отриманих рослиною з навколишнього середовища, утворюються цукру, які потім перетворюються на крохмаль, клітковину або білки, жири та вітаміни – речовини, необхідні рослині для харчування та запасання енергії. відбувається розщеплення створених у процесі фотосинтезу органічних речовин на неорганічні сполуки - вуглекислий газ та воду. отримує енергію, що вивільняється. Ці перетворення речовин в організмі називають. обміном речовинОбмін речовин - одна з важливих ознак життя: із припиненням обміну речовин припиняється життя рослини.

Обмін речовин це сукупність різних хімічних перетворень, що протікають в організмі, що забезпечують зростання і розвиток організму, його відтворення і постійний контакт з навколишнім середовищем.

Дихання - процес, що забезпечує рослинний організм енергією, що вивільняється при розпаді органічних речовин, створених у процесі фотосинтезу.

1. Яке значення у житті рослин має дихання?
2. Подумайте, що станеться з рослиною, якщо інтенсивність дихання буде вищою за інтенсивність фотосинтезу.
3. Звідки в рослині беруться речовини, які беруть участь у обміні речовин?
4. Як у процесі обміну речовин здійснюється зв'язок організму із середовищем?

Особливості будови та структура рослин

Хоча окремі види рослин унікальні, всі вони мають загальну структуру: рослинне тіло, що складається з стебел, коріння та листя. Ці органи транспортують воду, мінерали та цукру, отримані в результаті фотосинтезу, через тіло рослини. середовища, такі як світло, гравітація, конкуренція, температура та хижацтво.

Тіло людини включає в себе системи органів, що складаються з окремих органів, які працюють разом, щоб виконувати певні функції. м'язової тканини, що полегшує рух їжі, і залізистої тканини, що виділяє ферменти для розщеплення молекул їжі. за формою, розміром та компонентами органел.

Рослини теж складаються з органів, які, у свою чергу, складаються з тканин.

Клітини рослин

Рослинні клітини багато в чому нагадують інші еукаріотичні клітини. Наприклад, вони укладені в плазматичну мембрану і мають ядро ​​та інші мембранозв'язані органели.

Структури, які є в рослинних клітинах, але немає в клітинах тварин, включають велику центральну вакуоль, клітинну стінку та пластиди, такі як хлоропласти.

• Велика центральна вакуоль оточена власною мембраною і містить воду та розчинені речовини.Її основна роль полягає у підтримці тиску на внутрішню частину клітинної стінки, надаючи клітині форму та допомагаючи підтримувати рослину.
• Клітинна стінка розташована поза клітинною мембраною. Вона складається в основному з целюлози і може містити лігнін, що надає їй жорсткості. Клітинна стінка формує, підтримує та захищає клітину. Вона запобігає поглинанню клітиною надто великої кількості води та її розриву, а також захищає від великих молекул поза клітиною.
• Пластиди - це мембранозв'язані органели зі своєю ДНК. Прикладами є хлоропласти та хромопласти. Хлоропласти містять зелений пігмент хлорофіл і здійснюють фотосинтез. Хромопласти виробляють та зберігають інші пігменти. Вони надають пелюсткам квітів їх яскраві кольори.

Типи рослинних клітин

У більшості рослин є три основні типи клітин. Ці клітини складають основні тканини, з якими ми ознайомимося нижче. Різні види рослинних клітин відрізняються за своєю структурою та функціями.

Таблиця. Особливості основних клітин рослин

Тканини рослин

Рослини - багатоклітинні еукаріоти з тканинними системами, що складаються з різних типів клітин, які виконують певні функції. Системи рослинних тканин поділяються на два основні типи: меристематичні (освітні) та постійні (основні) тканини. Клітини меристематичної тканини перебувають у меристемах, які є області безперервного клітинного поділу і зростання. Меристематичні клітини тканини або недиференційовані, або не повністю диференційовані, і вони продовжують ділитися і робити свій внесок у зростання рослини. Навпаки, постійна тканина складається з клітин, які активно не діляться.

Меристематичні тканини бувають трьох типів, залежно від їхнього розташування в рослині. Апікальні (верхівкові) меристеми розташовані на кінчиках стебел і коріння і дозволяють рослині збільшуватися в довжину. Латеральні (бічні) меристеми сприяють зростанню завтовшки. Інтеркалярні (вставні) меристеми зустрічаються тільки у однодольних, біля основ листових пластинок та у вузлах (областях, де листя прикріплюються до стебла). Ця тканина дозволяє листовій платівці збільшуватися в довжину від основи листа; наприклад, вона забезпечує повторне відростання листя газонної трави навіть після багаторазового скошування.

Мерістеми виробляють клітини, які швидко диференціюються або спеціалізуються та стають постійною тканиною. Такі клітини беруть він певні функції і втрачають здатність до подальшого поділу. Вони поділяються на три основні типи: покривні, механічні та провідні тканини.Покривна тканина покриває і захищає рослину, а тканина, що проводить, транспортує воду, мінерали і цукру в різні частини рослини. Механічна тканина служить місцем для фотосинтезу, забезпечує підтримуючу матрицю для судинної тканини та допомагає накопичувати воду та цукри.

Вторинні тканини бувають або простими (що складаються з однакових типів клітин), або складними (що складаються з різних типів клітин). Епідерма, наприклад, є простою тканиною, яка покриває зовнішню поверхню рослини і контролює газообмін. Провідна тканина є прикладом складної тканини і складається з двох спеціалізованих провідних тканин: ксилеми та флоеми. Тканина ксилеми транспортує воду і поживні речовини від коренів до різних частин рослини і включає судини, трахеїди, волокна ксилеми і паренхіму ксилеми. Тканина флоеми, яка транспортує органічні сполуки від місця фотосинтезу до інших частин рослини, складається з чотирьох різних типів клітин: волокна флоеми, ситоподібні трубки, паренхіму флоеми та клітини-компаньйони. На відміну від ксилемних провідних клітин, флоемні залишаються живими у зрілості.

Покривна тканина

Покривна тканина стебла складається в основному з епідермісу, одного шару клітин, що покривають та захищають інші тканини. Деревні рослини мають жорсткий, водонепроникний зовнішній шар коркових клітин, широко відомий як кора, яка додатково захищає рослину від пошкоджень. Епідермальні клітини - найчисленніші і найменш диференційовані з клітин епідермісу. Епідерміс листа також містить отвори, відомі як продихи, через які відбувається обмін газами.Дві захисні клітини, оточують кожну листову стому, контролюючи її відкриття та закриття і, таким чином, регулюючи поглинання вуглекислого газу та виділення кисню та водяної пари. Трихоми – це волоскоподібні структури на поверхні епідермісу. Вони допомагають уповільнювати транспірацію (втрату води надземними частинами рослин), підвищувати сонячну здатність, що відбиває, і накопичувати сполуки, які захищають листя від травоїдних тварин.

Провідна тканина

Ксилема і флоема, що становлять судинну тканину стебла, розташовані у вигляді окремих ниток, які називаються судинними пучками, які проходять вгору і вниз по довжині стебла. При огляді стебла у поперечному перерізі судинні пучки дводольних стебел розташовуються кільцем. У рослин із стеблами, які живуть більше одного року, окремі пучки ростуть разом і утворюють характерні кільця росту. У стеблах однодольних судинні пучки безладно розкидані по всій механічній тканині.

Тканина ксилеми має три типи клітин: паренхіму ксилеми, трахеїди та судинні елементи. Трахеїди - це ксилемні клітини з товстими вторинними клітинними стінками, які здерев'янюють. Вода рухається від однієї трахеїди до іншої через області на бічних стінках відомі як ями, де вторинні стінки відсутні. Судинні елементи є клітинами ксилеми з більш тонкими стінками; вони коротші за трахеїд. Кожен елемент судини з'єднаний з наступним за допомогою перфораційної пластини на стінках торцевих елемента. Вода рухається через перфораційні пластини вгору рослиною.

Тканина флоеми складається з волокна флоеми, ситоподібні трубки, паренхіму флоеми та клітини-компаньйони.Ряд клітин ситовидних трубок розташовані впритул один до одного, утворюючи довгу трубку, якою транспортуються органічні речовини, такі як цукру та амінокислоти. Цукру перетікають з однієї клітини ситовидної трубки в іншу через перфоровані решітчасті пластини, які знаходяться в кінцевих з'єднаннях між двома клітинами. У зрілому віці ядро ​​та інші структури клітин ситоподібних трубок розпадаються. Клітини-компаньйони знаходяться поруч із клітинами ситоподібних трубок, забезпечуючи їм метаболічну підтримку. Клітини-компаньйони містять більше рибосом та мітохондрій, ніж клітини ситоподібних трубок, у яких відсутні деякі органели.

Механічна тканина

Механічна тканина в основному складається з клітин паренхіми, але може також містити клітини коленхіми та склеренхіми, які допомагають підтримувати стебло. Основна тканина у напрямку внутрішньої частини судинної тканини в стеблі або корені відома як серцевина, тоді як шар тканини між судинною тканиною та епідермісом відомий як кора.

Органи рослин

Як і тварини, рослини містять клітини з органелами, у яких відбувається специфічна метаболічна діяльність. Однак, на відміну від тварин, рослини використовують енергію сонячного світла для утворення цукрів у процесі фотосинтезу. Крім того, рослинні клітини мають клітинні стінки, пластиди та велику центральну вакуоль, які не зустрічаються у клітинах тварин. Кожна з цих клітинних структур відіграє певну роль у будові та функціонуванні рослин.

У рослин, як і тварин, подібні клітини, працюючи разом, утворюють тканину.Коли різні типи тканин працюють спільно, щоб виконувати унікальну функцію, вони утворюють орган; органи, що працюють разом, утворюють системи органів. Судинні рослини мають дві різні системи органів: пагонову та кореневу. Пагінна система складається з двох частин: вегетативних (не репродуктивних) частин рослини, таких як листя та стебла, та репродуктивних частин рослини, які включають квіти та плоди. Втеча система зазвичай знаходиться над землею, де вона поглинає світло, необхідне для фотосинтезу. Коренева система, яка підтримує рослини та поглинає воду та мінерали з ґрунту, зазвичай розташована під землею.

Стебло

Стебла є частиною пагонової системи рослини. Вони можуть змінюватись в довжину від декількох міліметрів до сотень метрів, а також відрізнятимуться в діаметрі, залежно від типу рослини. Стебла зазвичай перебувають над землею, хоча стебла деяких рослин ростуть під землею. Стебла можуть бути трав'янистими (м'якими) або дерев'яними. Їхня основна функція - це підтримка рослини, утримуючи листя, квіти, плоди та нирки; у деяких випадках стебла також зберігають їжу для рослин. Стебло може бути нерозгалуженим, як у пальми, або сильно розгалуженим, як у магнолії. Стебло з'єднує коріння з листям, допомагаючи транспортувати поглинену воду та мінерали у різні частини рослини. Він також допомагає транспортувати продукти фотосинтезу, а саме цукру, від листя до решти рослини.

Стебла рослин, як надземні, і підземні, характеризуються наявністю вузлів і междоузлий. Вузли - це точки прикріплення листя, повітряного коріння і квітів. Область стебла між двома вузлами називається міжвузлям.Стебло, яке простягається від основного стебла до основи листа, називається черешком. Пазушна нирка зазвичай знаходиться в пазусі – області між основою листа та стеблом – де вона може дати початок гілці або квітці. Верхівка (кінчик) пагона містить апікальну меристему всередині апікальної нирки.

Листя

Листя є основними органами реалізації фотосинтезу — процесу, з якого рослини синтезують їжу. Більшість листя зазвичай зелені, через присутність хлорофілу у їхніх клітинах. Однак деякі листки можуть мати різні кольори, спричинені іншими рослинними пігментами, які маскують зелений хлорофіл.

Товщина, форма та розмір листя адаптовані до навколишнього середовища. Кожна варіація допомагає рослині максимізувати свої шанси на виживання у певному середовищі. Зазвичай листя рослин, що ростуть у тропічних лісах, мають більшу площу поверхні, ніж листя рослин, що ростуть у пустелях або дуже холодних умовах, які мають меншу площу поверхні, щоб мінімізувати втрату води.

Коріння

Два типи кореневої системи рослин: (A) - Мочковата коренева система і (В) - стрижнева коренева система. Зображення: KaitlinLiu / Wikimedia Commons

Коріння насіннєвих рослин виконують три основні функції: закріплюють рослину в ґрунті, поглинають воду та мінерали та транспортують їх вгору, а також зберігають продукти фотосинтезу. Деякі корені модифіковані для поглинання вологи та обміну газів. Більшість коренів знаходяться під землею. Деякі рослини, однак, також мають придаткове коріння, яке з'являється над землею з втечі.

Кореневі системи переважно бувають двох типів (приклад малюнку вище).Дводольні мають стрижневу кореневу систему, а однодольні – мочкувату. Стрижнева коренева система має головний корінь, який росте вертикально вниз, і з якого виникає багато менших бічних коренів. Хорошим прикладом є кульбаби; їх стрижневі корені зазвичай обриваються при спробі вирвати ці бур'яни, і вони можуть відростити ще один втечу з кореня, що залишився). Стрижнева коренева система глибоко проникає у ґрунт. Навпаки, мочкувата коренева система розташована ближче до поверхні ґрунту та утворює щільну мережу коренів, яка також допомагає запобігти ерозії ґрунту (хорошим прикладом є газонні трави, а також пшениця, рис та кукурудза). Деякі рослини мають поєднання стрижневих та волокнистих коренів. Рослини, що ростуть у посушливих районах, часто мають глибоку кореневу систему, у той час як рослини, що ростуть в районах з великою кількістю води, як правило, мають більш дрібні кореневі системи.