Строение вегетативных и генеративных почек вывод


Чем отличается вегетативная почка от генеративной

Почки на растениях представлены в 2 основных разновидностях — вегетативные и генеративные. В чем заключается специфика обеих их разновидностей?

Что представляет собой вегетативная почка?

Любая почка — это зачаток побега какого-либо растения. Как правило, она образуется в пазухе листа или же в конечной части побега. Иногда осуществляется формирование почек на стеблях, корнях. Вегетативный зачаток побега включает в себя зачаточный стебель и листья.

Вегетативная почка

Рассматриваемая почка растений может формироваться из спящей почки, образующейся на ветке дерева. Побеги вырастают из соответствующих зачатков в рамках различных этапов вегетации — например, весной.

к содержанию ↑

Что представляет собой генеративная почка?

Данный вид почек представляет собой зачаток побега, из которого затем вырастают цветки и соцветия растений. В принципе, возможны случаи формирования из генеративных почек участков стеблей либо листьев (их зачатки также имеются в структуре соответствующей почки некоторых растений).

Генеративная почкак содержанию ↑

Сравнение

Главное отличие вегетативной почки от генеративной заключается в том, что из зачатка первого типа вырастают стебли и листья растений, из зачатка второго типа — цветки либо соцветия.

Следует отметить, что бывают и смешанные, то есть вегетативно-генеративные почки. Как мы упомянули выше, в структуре генеративных почек некоторых растений имеются также зачатки стеблей и листьев.

Генеративные почки обычно крупнее вегетативных. Их верхушка во многих случаях более округлая, чем у вегетативных зачатков.

Определив, в чем разница между вегетативной и генеративной почкой, отразим выводы в таблице.

к содержанию ↑

Таблица

Вегетативная почкаГенеративная почка
Что общего между ними?
У многих растений есть смешанные, вегетативно-генеративные зачатки
В чем разница между ними?
Представляет собой зачаток, из которого вырастают стебли и листьяПредставляет собой зачаток, из которого вырастает цветок или соцветие
Имеет меньший размер, более заостреннаяИмеет больший размер, более округлая

"Строение почек. Расположение почек на стебле".

Лабораторная работа №5

по теме: «Строение почек. Расположение почек на стебле».

Цель работы: познакомиться со строением почек и их расположением на стебле.

Оборудование: черенки побегов сирени, вишни, смородины, абрикоса, рисунки учебника (страница 27).

Ход работы:

  1. Рассмотрите побеги разных растений. Зарисуйте и определите расположение почек на стебле.

2. Отделите почку от побега, рассмотрите ее внешнее строение. Какие приспособления имеются у почек к перенесению неблагоприятных условий?

3. Рассмотрите разрезанную вдоль вегетативную почку. В учебнике найдите изображение вегетативной почки в разрезе, сопоставьте с изображением на инструктивной карте, зарисуйте её и подпишите названия ее частей.

4. Изучите генеративную почку, найдите ее части. В чем сходство и различия вегетативных и генеративных почек. Используйте для сравнения рисунок учебника.

5. Сделайте вывод о сходстве и различиях в строении вегетативной и генеративной почек. Составьте схему.

Выполните задание. Верно ли утверждение?

1. Почка – это зачаточный побег.

2. Из вегетативной почки появляются цветки.

3. Почки покрыты почечными чешуями.

4. Почечные чешуи защищают почку от неблагоприятных условий.

5. Из генеративной почки развиваются листья.

6. Вегетативная почка состоит из почечных чешуй, зачаточных стебелька, листьев и почек.

7. С наступлением тепла почки набухают, лопаются, и появляются молодые листья или бутоны цветов.

Лабораторная работа № 4 Тема: Строение вегетативных и генеративных почек Цель: изучить внутреннее строение почек.

Лабораторная работа4

Тема: Строение вегетативных и генеративных почек

Цель: изучить внутреннее строение почек.

Оборудование: учебник, видеоурок и таблица «Вегетативные и генеративные почки», презентация.

Ход работы:

1. Используя параграф 16, рисунок 52 рассмотрите внутреннее строение почек.

2. Сделайте схематические рисунки строения вегетативной и генеративной почек и подпишите их части.

Ответы:

Части почки

Внутреннее строение почек

1

2

3

4

5

6

3. Вставьте пропущенные слова:

1. Снаружи почки покрыты плотными кожистыми …………………………….., защищающими их от воздействия неблагоприятных условий внешней среды.

2. В лупу на продольном разрезе почки хорошо виден зачаточный стебель, на верхушке которого находится ………………………………., состоящий из клеток образовательной ткани.

3. На стебле расположены очень мелкие зачаточные листья. В пазухах этих листьев находятся ………………………; они так мелки, что их можно разглядеть только в лупу.

4. Внутри одних почек на зачаточном стебле расположены только зачаточные листья. Такие почки называют вегетативными, или …………………………….

5. Генеративные, или……………………….., почки представляют собой зачаточные бутоны или соцветия, они крупнее вегетативных и имеют более округлую форму.

 Ответы:

4. Запишите вывод в тетрадь: Почка представляет собой зачаточный побег.

Лабораторная работа4. ПРОВЕРКА.

Тема: Строение вегетативных и генеративных почек

2. Ответы:

Части почки

Внутреннее строение почек

1

конус нарастания

2

зачаточные цветки

3

зачаточные листья

4

зачаточные почки

5

почечные чешуи

6

зачаточный стебель

3. Вставьте пропущенные слова:

Ответы:

1

2

3

4

5

почечными чешуями

конус нарастания

зачаточные почки

листовыми

цветочные

Подсчет баллов за два задания: максимум 11 баллов

0-1 ошибки - «5»;

2-3 ошибки - «4»;

4-7 ошибок - «3»;

8-11 ошибок - «2»

§ 5. Побег и почки

17. Закончите определение. Побегом называют — стебель с расположенными на нём листьями и почками.

18. Подпишите части побега, обозначенные на рисунках. 

19, Выполнив лабораторную работу «Строение почек. Расположение почек на стебле» (см. с. 28 учебника), зарисуйте расположение почек на стебле.


Лабораторная работа: Строение почек. Расположение почек на стебле

1. Рассмотрите побеги разных растений. Определите, как расположены почки на стебле, и зарисуйте их.

Почки на стеблях могут быть расположены тремя способами: 

  • последовательно — очередное (спиральное) расположение, характерное для липы, тополя, дуба, берёзы, ивы, ольхи и черёмухи;
  • по две почки друг напротив друга — супротивное расположение, характерное для жимолости, осины и клёна;
  • пучками по четыре почки в одном узле — мутовчатое расположение, характерное для олеандра и элодеи.

2. Отделите почки от побега, рассмотрите их внешнее строение. Какие приспособления помогают почкам переносить неблагоприятные условия?

Неблагоприятные условия почкам помогает переносить плотная кожистая почечная чешуя, которая отпадает когда почка распускается.

3. Разрежьте вегетативную почку вдоль, рассмотрите её под лупой. С помощью рисунка 19 найдите чешуйки, зачаточный стебель, зачаточные листья и конус нарастания. Зарисуйте вегетативную почку в разрезе и подпишите названия её частей.

4. Изучите генеративную почку. Что общего у вегетативных и цветочных почек и чем они различаются? Используйте для сравнения рисунок 19.

И у вегетативных, и у генеративных почек имеется зачаточный стебель, зачаточные листья, конус нарастания и чешуйки. 

Генеративные точки отличаются от вегетативных тем, что у них на конусе нарастания имеется ещё зачаточные цветки (бутоны). Эти почки крупнее и выглядят более округлыми.

5. Сравните строение почки и побега. Сделайте вывод.

Строение почки и побега очень похоже:

  • у побега есть стебель, а у почки — зачаточный стебель;
  • у побега есть листья, а у почки — зачаточные листья;
  • у побега есть верхняя и боковые почки, а у почки — зачаточная верхняя и зачаточные боковые почки.

Вывод: почка представляет собой зачаточный побег.


Подпишите части почек на рисунке. Укажите, какая из них вегетативная, а какая — генеративная.

Вывод:

Вегетативные и генеративные почки практически идентичные, но у генеративной почки на конусе нарастания имеются ещё и зачаточные цветки. Кроме того, генеративные почки на вид больше и округлее. Из вегетативной почки развиваются стебли и листья, а из генеративной почки цветы или соцветия. 

20. Какие приспособления помогают почкам переносить неблагоприятные условия?

Почки покрыты толстой защитной чешуёй, которая помогает им переносить засуху и сильные морозы.

21. Закончите заполнение схем.

22. Рассмотрите рисунок. Сравните строение почки и побега. Соедините стрелками соответствующие части почки и побега.

Вывод:

Почка является зачаточным побегом: из зачаточного стебля развивается стебель, из зачаточных боковых почек развиваются боковые почки, из зачаточных листьев развиваются листья, а х конуса нарастания развивается верхушечная почка. Чешуя почки отпадает, поэтому на стебле её еже нет.

Почка, подготовка к ЕГЭ по биологии

Почка представляет собой зачаточный побег, с очень укороченными междоузлиями. Образовавшись, почка может не проявлять никакой активности, в этом случае ее называют - спящей.

В определенный момент спящая почка может наконец выспаться и активироваться :) Рост побега из нее обычно начинается в случае повреждения растения. Давайте классифицируем почки растений, чтобы во всем разобраться.

По расположению

В зависимость от места нахождения на растении, встречаются следующие почки:

  • Верхушечная почка
  • По-другому называется терминальная (от лат. terminus - предел, граница). Располагается на верхушке побега.

  • Пазушная почка
  • Расположена в пазухе листа растения.

  • Придаточная почка
  • Так называют почки, развивающиеся на любой части растения, кроме привычных - пазухи листа, верхушки. Придаточные почки развиваются на стебле, часто у основания главной почки или побега, могут располагаться на корне. Распускаются в случае повреждения главной почки.

По строению
  • Закрытые
  • Так называют почки покрытые видоизмененными листьями - чешуями, это характерно для умеренного климата. Другое название этих почек - защищенные.

  • Открытые
  • В случае отсутствия покрывающих почку чешуй их называют открытыми или незащищенными.

По функции

Функция является продолжением строения, поэтому здесь нужно заглянуть внутрь почки. В зависимости от внутреннего содержимого все почки делятся на:

  • Вегетативные
  • По-другому называется листовые, в них обнаруживаются зачатки стебля, листьев. Имеет конус нарастания.

  • Генеративные
  • Содержат исключительно зачатки цветов.

  • Смешанные
  • Помимо стебля и листьев, содержат зачатки цветов. Конус нарастания превращен в зачаточный цветок или соцветие.

Заметим факт: кочан капусты (или вилок) является верхушечной почкой, чрезвычайно разросшейся и состоящей из большого числа листьев, находящихся на укороченном побеге - кочерыге.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Внешнее строение побега растений. Строение вегетативной и генеративной почек. Лабораторная Цель Изучить строение побега как сложного органа растения.

Внешнее строение побега растений. Строение вегетативной и генеративной почек. Лабораторная
Цель Изучить строение побега как сложного органа растения.
Изучить особенности строения вегетативной и генеративной почек.
Выявить отличия в строении вегетативной и генеративной почек.
Побег сирени (бузины, липы, клёна) в безлистном состоянии с набухшими почками, ручная лупа, препаровальная игла, пинцет.
Изучение внешнего строения побега
Рассмотрите побеги сирени (бузины, липы, клёна).
Изобразите схематично внешнее строение побега. Определите и подпишите его части.
Изучение строения вегетативной и генеративной почек
На побеге найдите вегетативные и генеративные почки.
Отделите вегетативную почку. Положите на предметное стекло. Расчлените почку препаровальной иглой и рассмотрите под лупой её строение.
Определите и зарисуйте части почки, подпишите их.
Отделите генеративную почку. Положите на предметное стекло. Расчлените почку препаровальной иглой и рассмотрите под лупой её строение.
Определите и зарисуйте части почки, подпишите их.
На основе наблюдений заполните таблицу «Сравнение строения вегетативной и генеративной почек». Наличие той или иной части почки отмечайте знаком « + ».
ВЫВОДЫ: О взаимосвязи строения почки и её функций.

Генеративными называют органы, в которых они развиваются ... Генеративные органы растений

Строение каждого органа растений обусловлено выполнением определенных функций. И каждый из них выполняет определенную роль, что для них очень важно.

Что такое орган

Орган - это часть организма, имеющая определенное строение, занимающая определенное положение и выполняющая определенные функции. Он должен состоять из нескольких видов тканей. Например, сердце состоит из мышечного и соединительного, а лист - из покровного, проводящего и основного.

Вегетативные и генеративные органы растений

В зависимости от выполняемых функций существует определенная классификация этих частей растительного организма. Так называются генеративные органы, в которых половые клетки развиваются в гамете. Они бывают женского пола (яйцеклетка) и мужского пола (сперма). Последние отличаются от сперматозоидов тем, что не могут двигаться самостоятельно. Для удобрения им нужен ветер или вода.

Половые органы выполняют функцию полового размножения.Вегетативные растения, в состав которых входят корень и побеги, обеспечивают рост, питание минеральными и органическими веществами.

Escape и его модификации

Надземная часть любого растения называется calledescape. Прежде всего, это ось - стебель. Побеги разнообразны по форме: прямостоячие, стелющиеся, вьющиеся, цепляющиеся ... К оси прикрепляются листья. Для выполнения дополнительных функций, например водоснабжения, защиты, вегетативного размножения, у некоторых растений побег можно модифицировать. Примеры таких структур - корневище ирисов, луковица чеснока, клубень топинамбура или колючки.

Вегетативные и генеративные органы выполняют свои функции в дружественном тандеме. В конце концов, для развития семян и созревания плодов необходимы питательные вещества, которые фотосинтезируются в листьях и поглощаются корнями из земли.

Корень

Этот подземный орган надежно фиксирует растение и отвечает за минеральное питание. Вода между частицами почвы содержит ионы ценных металлов и остатки кислот. Они являются предпосылкой для роста растения.Эти вещества поднимаются по проводящей ткани - к стеблю и листьям. Это движение называется восходящим током. Но глюкоза, образовавшаяся в листьях, перемещается к корням. Это течение называется нисходящим.

Подземный орган тоже образует модификации. Итак, корнеплоды моркови и клубневой спаржи запасают необходимые вещества. Прицепы плюща позволяют ему расти на абсолютно вертикальной поверхности, а дыхательные корни орхидеи способны впитывать влагу прямо из воздуха.

Генеративные органы цветковых растений

Яркие и красивые цветы давно стали любимым украшением и подарком на любой праздник. Помимо визуальной привлекательности они осуществляют процесс полового размножения растений. Генеративными органами растений также являются семена. В них есть зародыш, который со временем превращается во взрослое растение.

Поскольку так называются половые органы, в которых развиваются половые клетки, к этой группе принадлежит и плод. Именно он защищает семена от воздействия неблагоприятных условий, перепада температур и способствует их распространению.

Цветок

Половые органы возникают из одной почки. Его развитие начинается весной, когда продолжительность светового дня значительно увеличивается. И цветы появляются раньше листьев.

Генеративные органы цветка, а точнее его часть, представлены пестиком и тычинкой. Именно в них соответственно развиваются женские и мужские гаметы. Яркие лепестки, совокупность которых называется венчиком, необходимы для привлечения насекомых, осуществляющих процесс опыления.Нижняя, увеличенная часть цветка - это корень цветка. К нему прикреплены плодолистики. Их совокупность называется чашей.

Цветки довольно разнообразны по особенностям, строение которых зависит от особенностей опыления. Если это происходит с помощью ветра, у них чаще всего нет околоцветника - венчика и чашечки. Или он очень маленький. Это специальный прибор, который предназначен для улавливания пыльцы. А сами цветки мелкие, некрасивые, без запаха и аромата нектара.Их пыльца легкая, рыхлая и в больших количествах развивается на ветру. Цветки собраны в длинные соцветия, которые раскачиваются на ветру.

Если опыление происходит с помощью насекомых, наоборот, нужна яркая окраска, крупные соцветия и привлекательный аромат для их привлечения.

В результате цветения образуются плоды. Их классифицируют по количеству семян и строению околоплодника. Например, яблоко многосемянное и сочное, а орех - односемянный и сухой.У каждого типа плода есть определенное устройство для распространения семян. Крылатки ясеня и клена разносятся ветром, осенью отскакивают от семян дуба и каштана. С помощью животных выкладываются вкусные и сочные плоды.

Что такое двойное оплодотворение?

Оплодотворение - это процесс слияния гамет. Особенностью этого процесса у цветковых (покрытосеменных) растений является то, что ему предшествует опыление - перенос пыльцы с пыльника тычинки на рыльце пестика.Это может быть естественное - с помощью ветра или насекомых - или искусственное - с помощью человека.

Попав на рыльце пестика, два сперматозоида с помощью эмбриональной трубки попадают в ее нижнюю расширенную часть - яичник. Один из них оплодотворяет яйцо. Результатом этого процесса является плод. Он имеет все черты взрослого организма и состоит из зародышевого корня, почки, стебля и листа.

Второй сперматозоид оплодотворяет центральную клетку зародыша, а есть запасное питательное вещество - эндосперм.Он окружает зародыш и вместе с ним образует семя. Когда наступают благоприятные условия, он прорастает.

Семя и его структура

Генеративное относится к телам, в которых развиваются гаметы, а семя является результатом слияния гамет. Поэтому его тоже относят к этой группе. Именно из него формируются вегетативные и генеративные органы растений.

Ас

.

Вегетативное размножение растений - Science Learning Hub

Размножение растений - это процесс увеличения количества растений определенного вида или сорта. Размножение может происходить половым или бесполым путем. На протяжении многих лет садоводы разработали методы бесполого размножения с использованием вегетативных частей растений. Это позволяет создавать растения такими способами, которые природа не может воспроизвести.

Бесполое или вегетативное размножение растений

Методы бесполого размножения растений дают новые растения из вегетативных частей исходного растения, таких как листья, стебли и корни.Эти методы обычно называют вегетативным размножением. Многие растения могут воспроизводиться таким образом естественным путем, но вегетативное размножение также можно вызвать искусственно.

Преимущества вегетативного размножения

Основным преимуществом методов вегетативного размножения является то, что новые растения содержат генетический материал только одного родителя, поэтому они по сути являются клонами родительского растения. Это означает, что, получив растение с желаемыми характеристиками, вы можете воспроизводить те же самые черты бесконечно, пока условия выращивания остаются схожими.Это особенно важно для коммерческих производителей, которые хотят воспроизводить растения высочайшего качества и обеспечивать однородность различных растений или культур для продажи. Это также может помочь сохранить неизменное качество и вкус продуктов, изготовленных из растений или сельскохозяйственных культур. Например, на чайной плантации Зилонга новые чайные кусты выращивают с помощью черенков, чтобы обеспечить постоянство вкуса и качества чая.

При вегетативном размножении растения также обходят фазу незрелых проростков и, следовательно, быстрее достигают зрелой фазы.Это может сэкономить много времени и денег для коммерческого производства растений. Например, чайному кусту требуется 3–4 года, чтобы вырасти достаточно большими (из черенка), чтобы его можно было собирать и перерабатывать в чай. Выращивание из семян займет еще больше времени.

Изображение: Ученые обсуждают новый сорт яблони

Селекция яблок с красной мякотью
Селекция нового сорта яблони занимает много времени и включает много шагов. Как только селекционеры развили желаемые черты яблони и дерева, они используют ve

.

частей вегетативных растений | OSU Extension Service

Внешние структуры растений, такие как листья, стебли, корни, цветы, плоды и семена, известны как растения , органы . Каждый орган - это организованная группа тканей, которые работают вместе для выполнения определенной функции. Эти структуры можно разделить на две группы: половых репродуктивных, и вегетативных. Вегетативные части (рис. 1) включают корни, стебли, почки побегов и листья; они не принимают непосредственного участия в половом размножении.Вегетативные части часто используются при бесполых формах размножения, таких как черенки, бутонизация или прививка.

Корни

Часто корни упускаются из виду, вероятно, потому, что они менее заметны, чем остальная часть растения. Тем не менее, важно понимать корневые системы растений, потому что они оказывают заметное влияние на размер и жизнеспособность растений, способ размножения, адаптацию к типам почвы и реакцию на культурные обычаи и орошение.

Корни обычно происходят из нижней части растения или черенка.У них есть корневая шляпка, но отсутствуют узлы, и они никогда не имеют листьев или цветов напрямую. Их основные функции - поглощать питательные вещества и влагу, закреплять растение в почве, поддерживать стебель и хранить пищу. У некоторых растений их можно использовать для размножения.

Строение

Внутри корень состоит из трех основных частей (рис. 2):

  • Меристема находится на вершине и производит новые клетки; это область деления и роста клеток.
  • За меристемой находится зона удлинения .В этой области клетки увеличиваются в размере за счет поглощения пищи и воды. По мере роста они проталкивают корень через почву.
  • Зона созревания находится непосредственно под стеблем. Здесь клетки становятся специфическими тканями, такими как эпидермис, кора или сосудистая ткань.

Эпидермис корня - это самый внешний слой клеток (рис. 3). Эти клетки отвечают за поглощение воды и минералов, растворенных в воде. Клетки коры участвуют в перемещении воды из эпидермиса в сосудистой ткани (ксилему и флоэму) и в хранении пищи.Сосудистая ткань расположена в центре корня и проводит пищу и воду.

С внешней точки зрения важны две области: корневой покров и корневые волоски (рис. 2). Корневой колпачок - это самый внешний кончик корня. Он состоит из клеток, которые отшелушиваются по мере прорастания корня в почве. Его функция - защита корневой меристемы.

Корневые волоски - это тонкие удлиненные эпидермальные клетки, которые располагаются в небольшой зоне сразу за кончиком растущего корня.Обычно они кажутся прекрасными невооруженным глазом. Их функция заключается в увеличении площади поверхности корня и поглощающей способности. Корневые волоски обычно живут 1-2 дня. Когда растение пересаживают, они легко срываются или могут засохнуть на солнце.

Многие корни имеют естественные симбиотические (взаимовыгодные) отношения с определенными грибами, что улучшает способность растения поглощать воду и питательные вещества. Эта полезная ассоциация называется микоризы (гриб + корень).

Виды корней

Есть два основных типа корней: первичный, и боковой. Первичный корень берет свое начало на нижнем конце зародыша саженца. Если первичный корень продолжает вытягиваться вниз, становится центральным элементом корневой системы и имеет ограниченное вторичное ветвление, он называется стержневым корнем (рис. 4). У гикори и орехов пекан, а также у моркови есть стержневой корень.

Боковой корень , или вторичный, корень - это боковой корень или корень ветви, который возникает из другого корня.Если первичный корень перестает удлиняться и развиваются многочисленные боковые корни, образуется мочковатая корневая система. Эти боковые корни многократно разветвляются, образуя сеть питающих корней, которая есть у большинства растений.

Некоторые растения, такие как травы, естественным образом дают волокнистую корневую систему . В других случаях отрубание главного корня растения путем его подрезания может стимулировать образование волокнистой корневой системы. Питомники используют эту технику для деревьев, которые естественным образом дают стержневой корень, поскольку деревья с компактной мочковатой корневой системой пересаживаются более успешно.

Как растут корни

На раннем этапе развития саженец впитывает питательные вещества и влагу из почвы вокруг прорастающих семян. Полоса удобрений в нескольких дюймах с каждой стороны и немного ниже посаженных семян способствует раннему росту большинства пропашных культур.

По мере того, как растение становится устойчивым, количество и распределение его корней сильно влияют на его способность поглощать влагу и питательные вещества. У большинства растений большая часть поглощающих (питающих) корней находится в верхних 12-дюймовых слоях почвы.Почвенная среда в этом регионе обычно лучше всего подходит для роста корней, с хорошим балансом плодородия, влажности и воздушного пространства.

Для роста корней важны следующие факторы:

  • Корни в водонасыщенной почве плохо растут и в конечном итоге могут погибнуть из-за недостатка кислорода.
  • В рыхлой, хорошо дренированной почве корни проникают намного глубже, чем в тяжелой, плохо дренированной.
  • Плотный уплотненный слой почвы может ограничить или остановить рост корней.
  • Контейнерные растения не только имеют ограниченную зону для роста корней, но также подвержены повреждениям от холода, потому что ограниченное количество почвы, окружающей их корни, может не обеспечить адекватную изоляцию.
  • Помимо роста вниз, корни растут в стороны и часто выходят далеко за пределы капельной линии растения. Помните об этой обширной корневой системе, нарушая почву вокруг существующих деревьев и кустарников.

Корни в пищу

Увеличенный корень - съедобная часть некоторых овощных культур.Сладкий картофель - это набухший клубневидный корень; а морковь, пастернак, салсиф и редис - удлиненные стержневые корни.

Стебли

Стебли поддерживают почки и листья и служат проводниками для переноса воды, минералов и пищи (фотосинтатов). Сосудистая система внутри стебля образует непрерывный путь от корня через стебель и, наконец, к листьям. Именно через эту систему движутся вода и пищевые продукты.

Терминология стержня

  • Стрельба : Молодой стебель (возрастом до 1 года) с листьями.
  • Веточка : Молодой стебель (возрастом 1 год или меньше), находящийся в стадии покоя зимой (без листьев).
  • Ветвь : Стебель возрастом более 1 года, обычно с отходящими от него боковыми стволами.
  • Ствол : Главный стебель древесного растения.

Конструкция

Сосудистая система

Эта система состоит из ксилемы , флоэмы и сосудистого камбия . Его можно рассматривать как водопровод для растений. Трубки Xylem проводят воду и растворенные минералы; флоэма пробирки содержат пищу, например сахар. Камбий представляет собой слой меристематической ткани, которая разделяет ксилему и флоэму и постоянно производит новые клетки ксилемы и флоэмы. Эта новая ткань отвечает за увеличение обхвата ствола.

Сосудистый камбий важен для садоводов. Например, ткани на привитом привое и подвое должны совпадать. Кроме того, неосторожная обрезка сорняков может сорвать кору с дерева, тем самым повредив камбий и заставив дерево погибнуть.

Сосудистые системы однодольных и двудольных различаются (рис. 5). Хотя оба содержат ксилему и флоэму, эти структуры устроены в каждой по-разному. У однодольных ксилема и флоэма объединены в пучки, которые рассредоточены по стеблю. У двудольных растений сосудистая система называется непрерывной, потому что она образует кольца внутри стебля. Кольцо флоэмы находится рядом с корой и со временем становится частью коры зрелых древесных стеблей. Ксилема образует внутреннее кольцо. У древесных растений это называется заболонью и сердцевиной.

Разница в сосудистой системе однодольных и двудольных представляет практический интерес для садоводов, поскольку некоторые гербициды действуют только на одну группу. Например, 2,4-Д убивает только растения с непрерывной сосудистой системой (двудольные). С другой стороны, неселективные гербициды (например, глифосат) убивают растения независимо от типа их сосудистой системы.

Узлы

Узел - это участок на стебле, где расположены почки (рис. 6). Это место высокой клеточной активности и роста, где маленькие бутоны развиваются в листья, стебли или цветы.При обрезке важно найти узлы растения. Как правило, вы хотите сделать обрезку чуть выше, но не слишком близко к узлу. Такая обрезка побуждает бутоны на этом узле начать развитие и в конечном итоге сформировать новые стебли или листья.

Область между двумя узлами называется междоузлиями . Его длина зависит от многих факторов, в том числе от генетики. Несколько других факторов также могут влиять на длину междоузлия:

  • Пониженное плодородие почвы уменьшает длину междоузлий, а внесение удобрений с высоким содержанием азота может значительно увеличить ее.
  • Недостаток света увеличивает длину междоузлия и делает стержень веретенообразным. Эта ситуация известна как растяжение, или этиоляция , и часто возникает у рассады, выращенной в помещении, и у комнатных растений, которые не получают достаточно солнечного света.
  • Длина междоузлия также меняется в зависимости от сезона. Рост в начале сезона имеет длинные междоузлия, в то время как рост в конце сезона обычно имеет гораздо более короткие междоузлия.
  • Если энергия стебля делится между тремя или четырьмя боковыми стеблями или направляется на рост и развитие плодов, длина междоузлий сокращается.
  • Вещества, регулирующие рост растений, и гербициды также могут влиять на длину междоузлий.

Типы стержней

Стебли могут быть длинными, с большими расстояниями между листьями и почками (например, ветки деревьев, побеги клубники) или сжатыми, с небольшими расстояниями между почками или листьями (например, кроны клубники, плодовые шпоры и африканские фиалки) . Хотя стебли обычно растут над землей, иногда они растут под землей в виде корневищ, клубней, клубнелуковиц или луковиц.Все стебли должны иметь бутоны или листья, чтобы их можно было классифицировать как ткань стебля.

Надземные стебли специализированные

У некоторых растений есть специализированные надземные стебли, известные как кроны , шпор или столонов (рис. 7). Короны (клубника, одуванчики и африканские фиалки) представляют собой сжатые стебли с листьями и цветами на коротких междоузлиях. Шпоры - короткие, короткие боковые штанги, которые отходят от основного штока. Это плодовые стебли груши, яблони и вишни.Если провести сильную обрезку рядом с плодоносящими отрогами, они могут вернуться к неплодоносящим стеблям, тем самым исключив потенциальный урожай плодов в этом году.

Столоны - это мясистые или полудревесные, удлиненные, горизонтальные стебли, часто лежащие вдоль поверхности почвы. Побеги клубники - это столоны с небольшими листьями в узлах. Из этих узлов развиваются корни, и образуется дочернее растение. Этот тип вегетативного размножения - простой способ увеличить размер клубники.Растения-пауки также производят столоны, которые в конечном итоге могут стать совершенно новыми растениями.

Специализированные подземные стволы

Клубни картофеля, корневища ириса и луковицы тюльпанов - это подземные стебли, на которых хранится пища для растения (рис. 8). Иногда бывает трудно отличить корни от стеблей, но верный способ - поиск узлов. Стебли имеют узла ; корней нет.

У картофеля клубни , например, «глазки» на самом деле являются узлами стебля, и каждый глазок содержит скопление почек.При выращивании картофеля из кусков семян важно, чтобы каждый кусочек имел хотя бы один глазок и был размером с мяч для гольфа, чтобы у него было достаточно энергии для раннего роста побегов и корней.

Корневища напоминают столоны, потому что они растут горизонтально от растения к растению. Некоторые корневища сжатые и мясистые (например, радужная оболочка), в то время как другие тонкие и имеют удлиненные междоузлия (например, полевица). Johnsongrass - коварный сорняк, главным образом из-за способности его корневищ к распространению.

Тюльпаны, лилии, нарциссы и лук дают луковиц , которые представляют собой укороченные сжатые подземные стебли, окруженные мясистыми чешуями (листьями), которые охватывают центральный бутон на кончике стебля. В ноябре вы можете разрезать луковицу тюльпана или нарцисса пополам и увидеть все части цветка в миниатюре.

После цветения луковичного растения его флоэма переносит запасы пищи с листьев на чешуйки луковицы. Когда луковица начинает расти весной, она использует накопленную пищу.По этой причине важно не удалять листья с нарциссов, тюльпанов и других растений, производящих луковицы, до тех пор, пока они не пожелтят и не засохнут. К тому времени они закончили производство корма, который будет использоваться для цветения в следующем году.

Есть два типа ламп: оболочковые и несвязанные (Рисунок 8). Tunicate Луковицы (например, нарциссов, тюльпанов и лука) имеют тонкое бумажное покрытие, которое на самом деле представляет собой модифицированный лист.Это помогает защитить луковицу от повреждений во время перекопки и от высыхания после выхода из почвы. Несвязанные луковицы (например, лилии) не имеют бумажного покрытия. Они очень подвержены повреждениям и высыханию, поэтому обращайтесь с ними очень осторожно.

Клубнелуковицы - еще один вид подземных стеблей. Хотя луковицы и клубнелуковицы состоят из стеблевой ткани, они не одинаковы. Клубнелуковицы имеют форму луковиц, но не содержат мясистых чешуек. Клубнелуковица - это твердый вздутый стебель с сухими чешуевидными листьями.Гладиолусы и крокусы производят клубнелуковицы.

Некоторые растения (например, клубневые бегонии и цикламены) производят модифицированный подземный стебель, называемый клубневым стеблем . Эти стебли короткие, плоские и увеличенные. Почки и побеги возникают сверху (кроны), а снизу растут мочковатые корни.

Другие растения (например, георгины и сладкий картофель) производят подземные запасающие органы, называемые клубневые корни . которые часто путают с луковицами и клубнями. Однако это ткань корня, а не ткань ствола, и у нее нет ни узлов, ни междоузлий.

Стебли и размножение

Стебли часто используются для вегетативного размножения растений. Использование участков надземных стеблей, содержащих узлы и междоузлия, является эффективным способом размножения многих декоративных растений. Эти стеблевые черенки дают корни и, в конечном итоге, новые растения.

Подземные стебли также являются хорошими тканями для размножения. Можно корневища разделить на части; удалите с их родителей мелкие луковицы или кормели; и разрезать клубни на части, содержащие глазки и узлы.Все эти ткани дадут новые растения.

Виды растений и их стебли

Деревья обычно имеют один, но иногда и несколько основных стволов, которые обычно достигают высоты более 12 футов в зрелом возрасте. Напротив, кусты обычно имеют несколько основных стеблей, которые в зрелом возрасте обычно достигают менее 12 футов в высоту.

Большинство фруктовых деревьев, декоративных деревьев и кустарников имеют древесные стебли. Эти стебли содержат относительно большое количество затвердевшей ткани ксилемы в центральном ядре (сердцевине или заболони).

Травянистые или сочные стебли содержат лишь немного ткани ксилемы и обычно живут только один вегетационный период. У многолетних растений новые стебли травянистых растений развиваются из кроны (поверхности раздела корень-стебель) каждый год.

Трость (рис. 9а) представляет собой стержень с относительно большой сердцевиной (центральная ткань, придающая силу). Обычно они живут всего 1-2 года. Примеры растений с тростником: розы, виноград, ежевика и малина. Для производства фруктов важно знать, какие стебли обрезать, как обрезать и когда обрезать.

Виноградная лоза (рис. 9b) - это растение с длинными висящими стеблями. Некоторые виноградные лозы растут по земле, в то время как другие должны поддерживаться другим растением или строением. Вьющиеся лозы окружают конструкцию для поддержки. Некоторые кружатся по часовой стрелке (например, хмель и жимолость), а другие - против часовой стрелки (например, бобы и лоза голландца). Вьющиеся лозы поддерживаются либо воздушными корнями (например, английский плющ и ядовитый плющ), либо тонкими усиками, которые окружают поддерживающий объект (например, английский плющ и ядовитый плющ).g., огурцы, тыквы, виноград и пассифлоры) или усиками с липкими кончиками (например, вирджиния и японская лиана).

Стебли в пищу

Съедобная часть некоторых культурных растений, таких как спаржа и кольраби, представляет собой увеличенный сочный стебель. Съедобные части брокколи состоят из стеблевой ткани, цветочных почек и нескольких маленьких листочков. Съедобный клубень картофеля - это мясистый подземный стебель. И хотя название говорит об обратном, съедобная часть цветной капусты на самом деле представляет собой разросшуюся стеблевую ткань.

Почки

Бутон - это неразвитый побег, из которого растут листья или части цветка. На почках деревьев и кустарников умеренного пояса обычно образуется защитный внешний слой из мелких кожистых чешуек. Однолетние растения и травянистые многолетники имеют голые бутоны с зелеными, немного сочными внешними листьями.

Почки многих растений требуют выдержки в течение определенного количества дней при температуре ниже критической, прежде чем возобновить рост весной. Этот период, часто называемый покоем, у разных растений различен.Например, форзиция требует относительно короткого периода отдыха и растет при первых признаках теплой погоды. С другой стороны, многим сортам персиков требуется от 700 до 1000 часов при температуре ниже 45 ° F. Во время покоя спящие почки могут выдерживать очень низкие температуры, но после того, как период покоя насыщен, они более подвержены повреждению холодными температурами или морозами.

Листовая почка состоит из короткого стебля с зародышевыми листьями. Листовые почки часто менее пухлые и более заостренные, чем цветочные почки (рис. 10а).Бутон цветка состоит из короткого стебля с зародышевыми частями цветка. В случае плодовых культур цветочные почки иногда называют плодовыми. Однако эта терминология неточна; Хотя цветы могут развиваться в плоды, это может не произойти из-за неблагоприятных погодных условий, отсутствия опыления или других неблагоприятных обстоятельств.

Расположение

Почки названы в честь их расположения на стебле (рис. 10b). Терминал почек расположены на вершине (кончик) стебля.Боковые ( пазушные, ) зачатки расположены по бокам стебля и обычно возникают там, где лист встречается со стеблем (пазуха ). В некоторых случаях пазуха содержит более одной почки.

Придаточные зародыши возникают в местах, отличных от терминального или подмышечного положения. Они могут развиваться из корней, стебля , междоузлия , края листовой пластинки или костной ткани на отрезанном конце стебля или корня. Придаточные почки позволяют черенкам стебля, листьев и корней развиваться в совершенно новые растения.

Почки в пищу

Увеличенные почки или части бутонов составляют съедобную часть некоторых садовых культур. Кочанная капуста и кочанный салат - примеры необычайно крупных верхушечных почек. Сочные пазушные почки - съедобная часть брюссельской капусты. В случае шарообразного артишока поедается мясистая базальная часть прицветников бутона вместе с его твердым стеблем. Брокколи - важнейшее садовое растение со съедобными цветочными бутонами. В этом случае поедаются части стебля, а также небольшие листья, связанные с цветочными бутонами.

Листья

Функции и устройство

Основная функция листьев - поглощение солнечного света для производства растительных сахаров посредством процесса, называемого фотосинтез . Поверхности листьев сплющены, чтобы обеспечить большую площадь для эффективного поглощения света. Лезвие представляет собой расширенную тонкую структуру по обе стороны от средней жилки и обычно является самой большой и наиболее заметной частью листа (рис. 11).

Лист удерживается от стебля стеблевидным отростком, называемым черешком , а основание черешка прикреплено к стеблю в узле .Черешки различаются по длине или могут отсутствовать полностью, в этом случае листовая пластинка описывается как сидячая, или бесстебельная.

Узел, где черешок встречается со стеблем, называется пазухой листа . В пазухе расположены отдельные почки или скопления почек, называемые пазушными почками. Они могут быть активными или бездействующими; в правильных условиях они разовьются в стебли или листья.

Листовая пластинка состоит из нескольких слоев (Рисунок 12a и Рисунок 12b). Сверху и снизу находится слой толстых твердых клеток, который называется эпидермисом .Его основная функция - защита других слоев ткани листа. Расположение клеток эпидермиса определяет текстуру поверхности листа. У некоторых листьев, например у африканской фиалки, есть волоски (опушение , ), которые являются продолжением эпидермальных клеток, благодаря которым листья кажутся бархатными.

Кутикула является частью эпидермиса. Он образует восковой слой, называемый , кутин , который защищает лист от обезвоживания и болезней. Количество кутина на листе увеличивается с увеличением интенсивности света.По этой причине, перемещая растения из тени на солнечный свет, делайте это постепенно в течение нескольких недель. Постепенное воздействие солнечного света позволяет нарастить слой кутина и защитить листья от быстрой потери воды или солнечного ожога.

Восковый кутин также отталкивает воду. По этой причине многие пестициды содержат аэрозольные добавки, которые помогают продукту прилипать или проникать через слой кутина.

Специальные клетки эпидермиса, называемые замыкающими клетками . открываются и закрываются в ответ на внешние раздражители, такие как изменения погоды и света.Они регулируют прохождение воды, кислорода и углекислого газа в лист и из него через крошечные отверстия, называемые устьицами . У большинства видов большая часть устьиц находится на нижней стороне листьев.

Условия, при которых растения теряют много воды (высокая температура, низкая влажность), стимулируют закрытие замыкающих клеток. В мягкую погоду они остаются открытыми. Сторожевые клетки также закрываются при отсутствии света.

Между верхним и нижним эпидермисом находится мезофилл .Он разделен на плотный верхний слой (палисадный мезофилл) и нижний слой, содержащий много воздушного пространства (губчатый мезофилл). Внутри клеток мезофилла находятся хлоропластов , где происходит фотосинтез.

Виды листьев

Есть много видов листьев растений. Наиболее распространенные и заметные листья называются листвой и являются основным местом фотосинтеза. Однако есть много других видов модифицированных листьев:

  • Чешуйчатые листья (катафиллы) встречаются на корневищах и почках, которые они закрывают и защищают.
  • Семядоли ( семядолей ) встречаются на зародышевых растениях. В них хранится корм для развивающегося саженца.
  • Колючки и усики , такие как те, что встречаются на растениях барбариса и гороха, защищают растение или помогают поддерживать его стебли.
  • Листья для хранения , например, на луковичных и суккулентных растениях, служат для хранения продуктов.
  • Прицветники часто ярко окрашены. Например, эффектные структуры на кизилах и пуансеттиях представляют собой прицветники, а не лепестки.

Жилкование

Сосудистые пучки ксилемы и флоэмы проходят от стебля через черешок до листовой пластинки в виде жилок. Термин жилкование относится к тому, как жилки распределены в лезвии. Существует два основных типа жилкования: с параллельными жилками и с сетчатыми жилками (рисунок 13).

В листах с параллельными прожилками многочисленные жилки идут по существу параллельно друг другу и соединяются сбоку мельчайшими прямыми прожилками.Листья с параллельными жилками чаще всего встречаются у однодольных растений. Наиболее распространенный тип параллельных жилок встречается у растений семейства злаковых, жилки которых проходят от основания листа к его вершине. Другой тип параллельного жилкования встречается у таких растений, как банан, калла и пикерник, жилки которых идут сбоку от средней жилки.

В сетчато-прожилковых листьях (также называемых сетчато-прожилковыми ) жилки ответвляются от главного ребра или ребер и разделяются на более тонкие прожилки.Затем эти прожилки объединяются в сложную сеть. Эта система переплетенных жилок делает лист более устойчивым к разрыву, чем структура с параллельными жилками. Листья с сетчатыми прожилками встречаются у двудольных растений.

Сетчатое жилкование может быть перистым или пальчатым. У перистого жилкования жилки проходят латерально от средней жилки к краю (например, у яблок, вишен и персиков). В жилковании пальчато- основные жилки выходят наружу, как ребра веера, от основания листовой пластинки (e.г., виноград и клены).

Листья как идентификаторы растений

Листья используются для идентификации растений. Жилкование листа (Рисунок 13), форма лезвия и края (Рисунки 14 и 15), а также форма вершины и основания (Рисунок 16) могут быть важными отличительными характеристиками.

Тип листа (рисунок 17) также важен для идентификации. Есть два типа листьев: простые и сложные . В простых листах листовая пластина представляет собой единый сплошной блок. Сложные листья состоят из нескольких отдельных листочков, растущих на одном черешке. Некоторые листья сложны вдвойне. Тип листа может сбивать с толку, потому что простой лист с глубокими лопастями может выглядеть как сложный.

Расположение листьев вдоль стебля также используется при идентификации растений (рис. 18). Есть четыре типа расположения створок:

  • Противоположные листья расположены поперек стебля друг от друга, по два листа на каждом узле.
  • Альтернативные (спиральные) листья расположены попеременно вдоль стебля, только по одному листу в каждом узле.
  • Мутовчатые листья расположены по кругу вдоль стебля.
  • Рошеобразные листья расположены в виде розетки вокруг стебля с очень короткими узлами.

Листья в пищу

Листовая пластинка является основной съедобной частью некоторых садовых культур, в том числе чеснока, капусты, одуванчиков, эндивий, капусты, листового салата, горчицы, петрушки, шпината, мангольда и другой зелени. Съедобная часть лука-порея, лука и флорентийского фенхеля представляет собой группу мясистых оснований листьев.Черешок - это съедобный продукт сельдерея и ревеня.

.

садоводство | Определение, типы, методы и использование

Умеренные зоны для садоводства не могут быть определены точно по широте или долготе, но обычно рассматриваются как включающие те районы, где зимой бывают заморозки, хотя и редко. Таким образом, включены большая часть Европы, Северной Америки и Северной Азии, хотя некоторые части Соединенных Штатов, такие как южная Флорида, считаются субтропическими. Некоторые части северного побережья Средиземного моря и средиземноморских островов также являются субтропическими.В Южном полушарии практически вся Новая Зеландия, некоторые части Австралии и южная часть Южной Америки имеют умеренный климат. Для садоводческих целей высота также является фактором; включены нижние склоны больших горных хребтов, таких как Гималаи и Анды. Таким образом, умеренные зоны очень широки, и диапазон растений, которые можно выращивать в них, огромен, вероятно, больше, чем в субтропических или тропических зонах. В зоне умеренного климата находятся великие хвойные и лиственные леса: сосна, ель, пихта, большинство кипарисов, лиственные дубы (за исключением многих вечнозеленых), ясень, береза ​​и липа.

Сэкономьте 30% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Умеренные зоны - это также области травяных - лучшие газоны особенно находятся в регионах с умеренным или сильным выпадением осадков - и прекрасных зерновых культур. Рис исключен как тропический, но пшеница, ячмень, кукуруза (кукуруза) и рожь хорошо растут в зонах умеренного климата.

Растения в зонах умеренного климата получают выгоду от зимнего периода отдыха, который четко отличает их от тропических растений, которые имеют тенденцию к непрерывному росту.Луковицы, однолетники, травянистые многолетники и лиственные деревья становятся более морозостойкими с падением сока и, следовательно, имеют больше шансов провести сезон отдыха неповрежденными. Другое влияние - различная продолжительность темноты и света в течение года, поэтому многие растения, такие как хризантемы, обладают сильным фотопериодизмом. Хризантемы цветут только в короткие периоды светового дня, хотя искусственное освещение в питомниках может давать цветы круглый год.

Большинство великих садов мира были созданы в зонах умеренного климата.Такие особенности, как розарии, травянистые бордюры, однолетние бордюры, лесные сады и альпинарии, также характерны для садов умеренной зоны. Практически все их успехи зависят от периода зимнего отдыха.

Нет резкой границы между тропиками и субтропиками. Подобно тому, как многие тропические растения можно выращивать в субтропиках, многие субтропические и даже умеренные растения можно удовлетворительно выращивать в тропиках. Высота - определяющий фактор.Например, алая стручковая фасоль, обычное растение в регионах с умеренным климатом, обычно растет, цветет и развивает стручки на высоких склонах горы Меру в Африке около экватора, но она не создает стручки в Гонконге, в субтропической ситуации. немного южнее Тропика Рака, но на небольшой высоте.

Помимо высоты над уровнем моря, еще одним определяющим фактором является годовое распределение осадков. Растения, которые растут и цветут в районах с дождливыми сезонами, как в Индии, не будут иметь успеха там, где климат постоянно влажный, как на Бугенвиле на Соломоновых островах.Еще один фактор - продолжительность дня, количество часов, в течение которых Солнце находится над горизонтом; некоторые растения цветут только при длинном дне, но другие развивают свой рост в течение долгих дней и цветут, когда день короткий. Некоторые сорта космических растений настолько чувствительны к свету, что там, где день всегда длится около 12 часов, например, вблизи экватора, они цветут, когда их высота составляет всего несколько дюймов; если их выращивать около тропика Рака или тропика Козерога, они достигают высоты нескольких футов, если семена сеять весной, до цветения в короткие осенние и зимние дни.Пуансеттия - это растение короткого дня, которое можно увидеть в цвету в Сингапуре в любой день года, в то время как на Тринидаде это сияние славы только в конце декабря.

В тропиках Азии и некоторых частях Центральной и Южной Америки доминирующими элементами садов являются цветущие деревья, кусты и вьющиеся растения. Травянистых растений относительно немного, но можно выращивать многие виды орхидей.

Овощные культуры различаются по виду и качеству в зависимости от наличия или отсутствия периодических засушливых сезонов.В равномерно влажных тропиках выбор ограничен несколькими корнеплодами и еще меньшим количеством зелени. Сладкий картофель растет и дает хорошие урожаи там, где среднемесячное количество осадков в течение года превышает 25 см (10 дюймов), но он растет еще лучше в сухой сезон. То же самое можно сказать о таро, ямсе и маниоке. Тропическая зелень с Малайского полуострова не так хороша, как та, что выращивается в Южном Китае, на Гавайских островах и в Пуэрто-Рико. Они включают несколько шпинатов, из которых лучше всего китайский шпинат или амарант; несколько кочанов капусты; Китайский лук и чеснок; и несколько тыкв, огурцы, а в сухой сезон - арбузы.Широко выращиваются баклажаны, перец и окра. Можно успешно выращивать многие виды фасоли, в том числе французскую фасоль из американских субтропиков, множество разновидностей африканской вигны и фасоль длиной в ярд. Ямс, уроженец тропической Америки, выращивают ради съедобного клубня. В более засушливых районах важными культурами являются голубиный горох, соя, арахис (арахис) и зеленая фасоль Тяньцзинь. Разные культуры включают кресс-салат, имбирь, лотос и бамбук.

Джеффри А.Herklots Патрик Миллингтон Синдж Редакторы энциклопедии Британника.

InfoGAN - Генеративные состязательные сети, часть III | Зак Йост

Оформить заказ на мои YouTube видео на GAN . Эта статья первоначально появилась на blog.zakjost.com

В Части I была представлена ​​оригинальная статья GAN. В части II был дан обзор DCGAN, который значительно улучшил производительность и стабильность GAN. В этой заключительной части будет исследован вклад InfoGAN, который применяет концепции теории информации для преобразования некоторых шумовых терминов в скрытые коды, которые имеют систематическое предсказуемое влияние на результат.

Как видно из примеров части II, можно делать интересные и впечатляющие вещи, выполняя арифметические операции с вектором шума генератора. В приведенном ниже примере из статьи DCGAN входными векторами шума мужчин в очках манипулируют, чтобы получить векторы, которые приводят к появлению женщин в солнечных очках, когда-то подаваемых в генератор. Это показывает, что в векторах шума имеется структур , которые оказывают значимое и последовательное влияние на выходной сигнал генератора.

Однако систематического поиска этих структур не существует.Этот процесс очень ручной: 1) сгенерируйте группу изображений, 2) найдите изображения, которые имеют желаемые характеристики, 3) усредните вместе их векторы шума и надейтесь, что это уловит интересующую структуру.

Единственная «ручка, которую нужно повернуть» для изменения выхода генератора - это шумовой вход. А поскольку это шум, нет никакой интуиции, как изменить его, чтобы получить желаемый эффект. Возникает вопрос: «а что, если вам нужно изображение человека в очках - как изменить шум?» Это проблема, потому что ваше представление запутано .InfoGAN пытается решить эту проблему и предоставляет распутанное представление .

Идея состоит в том, чтобы предоставить скрытый код , который имеет значимые и последовательные эффекты на выходе. Например, предположим, что вы работаете с набором рукописных цифр MNIST. Вы знаете, что есть 10 цифр, поэтому было бы неплохо, если бы вы могли использовать эту структуру, назначив часть ввода дискретной переменной с 10 состояниями. Есть надежда, что если вы сохраните тот же код и случайным образом измените шум, вы получите варианты той же цифры .

Entangled vs Disentangled

Способ, которым InfoGAN решает эту проблему, заключается в разделении входных данных генератора на две части: традиционный вектор шума и новый вектор «скрытого кода». Затем коды становятся значимыми, максимизируя взаимную информацию между кодом и выходом генератора.

Теория

Эта структура реализуется путем простого добавления члена регуляризации (красный прямоугольник) к исходной целевой функции GAN.

Лямбда - это константа регуляризации, которая обычно устанавливается равной единице.Член I (c; G (z, c)) представляет собой взаимную информацию между скрытым кодом c и выходом генератора G (z, c) .

Вычислять взаимную информацию явно нецелесообразно, поэтому нижняя граница приближается с использованием стандартных вариационных аргументов. Это состоит из введения «вспомогательного» распределения Q (c | x) , которое моделируется параметризованной нейронной сетью и предназначено для аппроксимации реального P (c | x) . P (c | x) представляет собой вероятность кода c для сгенерированного ввода x .Затем они используют трюк с повторной параметризацией, чтобы сделать так, чтобы вы могли просто брать выборку из заданного пользователем предварительного (то есть равномерного распределения) вместо неизвестного апостериорного.

Вышеупомянутый термин регуляризатора переводится в следующий процесс: выборка значения для скрытого кода c из априорного кода по вашему выбору; Выберите значение шума z по вашему выбору; Сгенерировать x = G (c, z) ; Вычислите Q (c | x = G (c, z)) .

Окончательная форма целевой функции затем задается этой нижней границей приближения к взаимной информации:

Архитектура

Как упоминалось выше, теперь есть второй вход для генератора: скрытый код.Вспомогательное распределение, представленное в разделе теории, моделируется другой нейронной сетью, которая на самом деле является просто полносвязным слоем, прикрепленным к последнему слою представления дискриминатора. Сеть Q по сути пытается предсказать, что это за код (см. Нюанс ниже). Это используется только при подаче фальшивого ввода, так как это единственный раз, когда известен код.

Архитектура InfoGAN. Новые компоненты обведены красным.

Здесь есть один нюанс, который бывает трудно понять.Чтобы вычислить условие регуляризации, вам не нужна оценка самого кода, но вам нужно оценить вероятность увидеть этот код для данного сгенерированного ввода. Следовательно, вывод Q - это не само значение кода, а статистика распределения, которое вы выбрали для моделирования кода. Как только вы знаете достаточную статистику распределения вероятностей, вы можете рассчитать вероятность.

Например, если вы использовали код с непрерывным значением (т.е.е. между -1 и +1), вы можете смоделировать Q (c | x) как нормальное / гауссово распределение. В этом случае Q выведет два значения для этой части кода: среднее и стандартное отклонение. Как только вы знаете среднее значение и стандартное отклонение, вы можете рассчитать вероятность Q (c | x), , что вам и нужно для члена регуляризации.

Первоначальные результаты были получены при обучении на наборе рукописных цифровых данных MNIST. Авторы указали дискретный код с 10 состояниями (надеясь, что он будет отображаться в рукописное цифровое значение), а также два непрерывных кода от -1 до +1.Для сравнения, они обучили обычную сеть GAN с той же структурой, но не использовали термин регуляризации, который максимизирует взаимную информацию.

На изображениях ниже показан процесс, в котором конкретный вектор шума поддерживается постоянным (каждая строка), но изменяется скрытый код (каждый столбец). В частях и вы видите дискретный код, последовательно меняющий цифру. Часть b показывает, что в обычном GAN практически отсутствуют значимые или последовательные изменения.

Части c и d показывают непрерывные коды, изменяемые для InfoGAN.Это явно влияет на такие вещи, как наклон и ширина цифры. Интересно, что они фактически меняются от -2 до +2, хотя при обучении использовались только значения от -1 до +1, что показывает, что эти коды значимо экстраполируют.

Сравнение InfoGAN с обычным GAN при изменении значений кодов. Из бумаги InfoGAN.

Вот некоторые результаты по изображениям лиц. Пожалуйста, смотрите документ для получения дополнительных результатов и объяснений.

Результаты по набору данных 3D-модели лицаРезультаты по набору данных CelebA

Стоит подчеркнуть, что никогда заранее не оговаривалось, что наклон или толщина цифр могут быть полезны для разделения в виде кодов.Процедура обучения InfoGAN обнаружила эти атрибуты сама - то есть неконтролируемым образом. Единственное, что делает исследование, - это уточняет структуру скрытого кода.

Мы видели, что, просто добавляя термин, который максимизирует взаимную информацию между частью входа генератора и его выходом, процесс обучения распутывает значимые атрибуты в данных и присваивает их этой навязанной скрытой структуре кода.

Я обнаружил, что исходное репо сложно запускать, поскольку его зависимости очень старые.Я обновил код, чтобы вы могли работать с современными API-интерфейсами Tensorflow (версия 1.3.0).

В этой серии из трех частей мы рассмотрели несколько основных достижений и увидели, как GAN делают удивительные вещи. Тем не менее, это почти не царапает поверхность. Существует несколько репозиториев на github с большим и постоянно растущим списком исследовательских работ. Вот одно, а вот другое. Это захватывающая область исследований, которая становится все более зрелой и эффективной. Если вы найдете здесь конкретную статью, которую хотите рецензировать, оставьте сообщение в комментариях.

.

покрытосеменных | Описание, эволюция, характеристики и таксономия

Покрытосеменные , любой из примерно 300 000 видов цветковых растений, самая большая и самая разнообразная группа в королевстве Plantae. Покрытосеменные составляют примерно 80 процентов всех известных ныне существующих зеленых растений. Покрытосеменные - это сосудистые семенные растения, у которых семяпочка (яйцеклетка) оплодотворяется и развивается в семя в закрытой полой завязи. Сама завязь обычно заключена в цветок, ту часть покрытосемянного растения, которая содержит мужские или женские репродуктивные органы или и то, и другое.Плоды происходят из созревающих органов цветков покрытосеменных растений, поэтому они характерны для покрытосеменных растений. Напротив, у голосеменных растений (например, хвойных и саговниковых), другой большой группы сосудистых семенных растений, семена не развиваются внутри завязи, а обычно выходят на поверхности репродуктивных структур, таких как шишки.

Популярные вопросы

Что такое покрытосеменные?

Покрытосеменные - это растения, которые дают цветы и приносят плоды из семян.Это самая большая и самая разнообразная группа в королевстве Plantae, насчитывающая около 300 000 видов. Покрытосеменные составляют примерно 80 процентов всех известных живых зеленых растений. Примеры варьируются от одуванчика и трав до древних магнолий и высокоразвитых орхидей. Покрытосеменные также составляют подавляющее большинство всей растительной пищи, которую мы едим, включая зерно, бобы, фрукты, овощи и большинство орехов.

Чем покрытосеменные отличаются от голосеменных?

Ключевое различие между покрытосеменными и голосеменными заключается в том, как развиваются их семена.Семена покрытосеменных развиваются в завязях цветков и окружены защитным плодом. Семена голосеменных обычно образуются в виде однополых шишек, известных как стробилы, а у растений отсутствуют плоды и цветы. Кроме того, все, кроме самых древних покрытосеменных, содержат проводящие ткани, известные как сосуды, а голосеменные (за исключением Gnetum ) - нет. Покрытосеменные имеют большее разнообразие привычек роста и экологических ролей, чем голосеменные.

Чем похожи покрытосеменные и голосеменные?

Как сосудистые растения, обе группы содержат ксилему и флоэму.За исключением очень немногих видов покрытосеменных (например, облигатных паразитов и микогетеротрофов), обе группы полагаются на фотосинтез для получения энергии. И покрытосеменные, и голосеменные используют семена в качестве основного средства размножения, и оба используют пыльцу для облегчения оплодотворения. У голосеменных и покрытосеменных есть жизненный цикл, который включает смену поколений, и оба имеют стадию редуцированного гаметофита.

Узнайте, как покрытосеменные и голосеменные растения хранят свои семена.

Видео-презентация, описывающая различия в хранении семян между покрытосеменными и голосеменными.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео для этой статьи

В отличие от таких несосудистых растений, как мохообразные, у которых все клетки в организме растения участвуют во всех функциях, необходимых для поддержки, питания и расширения тела растения (например, питание , фотосинтез и деление клеток) покрытосеменные развили специализированные клетки и ткани, которые выполняют эти функции, и в дальнейшем развились специализированные сосудистые ткани (ксилема и флоэма), которые перемещают воду и питательные вещества во все области тела растения.Специализация тела растения, которая эволюционировала как адаптация к преимущественно наземной среде обитания, включает обширные корневые системы, которые закрепляют растение и поглощают воду и минералы из почвы; стебель, поддерживающий растущее тело растения; и листья, которые являются основными участками фотосинтеза большинства покрытосеменных растений. Другим значительным эволюционным прогрессом по сравнению с несосудистыми и более примитивными сосудистыми растениями является наличие локализованных областей для роста растений, называемых меристемами и камбиями, которые увеличивают длину и ширину тела растения соответственно.За исключением определенных условий, эти области являются единственными областями, в которых происходит деление митотических клеток в организме растения, хотя дифференцировка клеток продолжает происходить в течение всей жизни растения.

Покрытосеменные преобладают на поверхности Земли и растительности в большем количестве сред, особенно в наземных средах обитания, чем любая другая группа растений. В результате покрытосеменные являются важнейшим источником пищи для птиц и млекопитающих, включая человека. Кроме того, цветковые растения представляют собой наиболее экономически важную группу зеленых растений, служащих источником фармацевтических препаратов, волокнистых продуктов, древесины, декоративных растений и других коммерческих продуктов.

Хотя таксономия покрытосеменных растений еще не полностью известна, последняя система классификации включает в себя большой массив сравнительных данных, полученных в результате исследований последовательностей ДНК. Он известен как ботаническая классификация по группе IV филогении покрытосеменных (APG IV). Покрытосеменные стали считаться группой на уровне подразделения (сравнимом с уровнем филума в системах классификации животных) под названием Anthophyta, хотя система APG распознает только неформальные группы выше уровня порядка.

жимолость

Жимолость желто-оранжевая ( Lonicera tellmanniana ).

© Юрген Боссе — Photodisc / Getty Images Сэкономьте 30% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В этой статье заказы или семейства приводятся, обычно в скобках, после общеупотребительного или научного названия растения. В соответствии с таксономическими соглашениями роды и виды выделены курсивом. Высшие таксоны легко идентифицировать по суффиксам: семейства оканчиваются на -aceae , а порядки - на -ales .

Для сравнения покрытосеменных с другими основными группами растений: см. растение, мохообразный, папоротник, низшие сосудистые растения и голосеменные.

.

Смотрите также

Свежие записи
Июнь 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Авг    
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930