Из проводящей ткани образуются элементы растений

Из проводящей ткани образуются элементы растений

Тема: Проводящие ткани

Материалы. Стебель тыквы (Cucurbita pepo); сернокислый анилин; постоянные микропрепараты: «Продольный срез древесины сосны (Pinus sylvestris)», «Корневище орляка (Pteridium aguilinum)».

Проводящая система растений состоит из ксилемы (древесины), осуществляющей восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных веществ от корней к листьям и флоэмы — ткани, проводящей пластические вещества (нисходящий ток) от листьев к корням. Это сложные ткани, т. к. включают различные по структуре и функциональному значению анатомические элементы.

Проводящие ткани по происхождению могут быть первичными и вторичными. Первичные образуются в результате деятельности прокамбия , а вторичные — камбия.

Ксилему составляет три типа элементов: 1) собственно проводящие (трахеиды и сосуды); 2) механические (древесинные волокна или либриформ); 3) паренхимные.

Некоторые клетки этих тканей остаются живыми на протяжении всей жизни, а другие отмирают, сохраняя определенные функции.

Основными проводящими элементами ксилемы являются трахеиды и членики сосудов (трахеи). В зрелом состоянии оба типа элементов представляют собой более или менее вытянутые клетки, лишенные протопластов и имеющие одревесневшие вторичные оболочки.

Трахеиды — это прозенхимные клетки со скошенными концами. Они отличаются от сосудов тем, что не имеют перфораций. В трахеидах передвижение воды из клетки в клетку осуществляется, главным образом, через пары пор, поровые мембраны (замыкающая пленка пор), которые отличаются высокой проницаемостью для воды и растворенных веществ.

Членики сосудов (трахеи) — это наиболее специализированные водопроводящие элементы, представляющие собой длинные (до многих метров) полые трубки, состоящие из члеников. Они образуются из вертикального ряда прозенхимных меристематических клеток прокамбия. Их боковые стенки с возрастом одревесневают и неравномерно утолщаются, а поперечные — образуют сквозные отверстия (перфорации). Выделяют несколько типов утолщения боковых стенок сосудов — кольчатые, спиральные, лестничные и др.

У покрытосеменных растений в первичной ксилеме обычно развиваются трахеиды, а во вторичной — сосуды.

Флоэма, как и ксилема, состоит из трех типов тканей: 1) собственно проводящей (ситовидные клетки, ситовидные трубки); 2) механической (лубяные волокна); 3) паренхимной.

Наиболее высокоспециализированными элементами флоэмы являются ситовидные элементы. К их характерным особенностям относятся онтогенетически измененные протопласты с ограниченной метаболической активностью и система межклеточных контактов с соседними ситовидными элементами, осуществляемых посредством специализированных участков клеточной оболочки (ситовидных полей), пронизанных отверстиями (перфорациями).

По степени специализации ситовидных полей и особенностям их распределения ситовидные элементы классифицируются на ситовидные клетки и членики ситовидных трубок.

Ситовидная трубка представляет собой вертикальный ряд клеток, соединенных между собой концами посредством ситовидных пластинок. Каждая отдельная клетка, входящая в состав ситовидной трубки называется члеником ситовидной трубки. Оболочки их целлюлозные, первичные. Органические вещества движутся сверху вниз из клетки в клетку по дезорганизованным протопластам (смесь клеточного сока с цитоплазмой). Рядом с ситовидной трубкой обычно расположены сопровождающие клетки (клетки-спутники). Они тесно связаны с члениками ситовидной трубки своим происхождением и функцией, заключающейся в регуляции передвижения веществ по флоэме.

Ситовидные клетки лишены специализированных сопровождающих клеток и в зрелом состоянии содержат ядра. Их ситовидные поля рассеяны на боковых стенках.

Задание 1. Рассмотреть трахеиды на постоянном микропрепарате продольного среза древесины сосны (Pinus sylvestris). Обратить внимание на форму и расположение клеток трахеид; типы пор и их расположение.

Последовательность работы. При малом увеличении видно, что вся древесина состоит из длинных прозенхимных клеток. Это трахеиды (рис. 40). Более широкие и тонкостенные трахеиды весенней древесины постепенно переходят в толстостенные трахеиды осенней древесины с узкой полостью.

Рис. 40. Трахеиды древесины сосны (Pinus sylvestris):

1 — окаймленная пора.

Рассматривая весенние трахеиды при большом увеличении, обратить внимание на то, что между ними нет перфораций, следовательно, вода проникает из трахеиды в трахеиду только через поры, которые расположены на радиальных стенках. Это окаймленные поры, в плане они видны в виде двух концентрических окружностей.

Задание 2. Приготовить временный микропрепарат продольного среза проводящего пучка стебля тыквы (Cucurbita pepo) в сернокислом анилине. Рассмотреть сосуды с разными типами утолщений вторичной оболочки (рис. 41). Сделать рисунок.

Рис. 41. Сосуды стебля тыквы (Cucurbita pepo):

А — пористый; Б — сетчатый; В — спиральный; Г — кольчатый.

Последовательность работы. При изготовлении среза обратить внимание на то, чтобы разрез прошел через середину одного из крупных проводящих пучков. Рассмотреть сосуды очень большого диаметра, расположенные ближе к центру стебля. Они обычно не помещаются целиком в толще среза, и на срезе видна длинная пустая полость сосуда, ограниченная с двух сторон узкими полосками стенки.

Микропрепарат рассмотреть при большом увеличении. Найти очень крупные сосуды, расположенные к центру и рассмотреть их поверхность. Обратить внимание на то, что она покрыта сетью утолщений (сетчато-пористые). Затем передвинуть микропрепарат на соседние сосуды, имеющие меньшие диаметры и найти на их поверхности пористые, спиральные и кольчатые утолщения (рис. 41). Кольчатые сосуды образуются раньше других, они очень тонкие и сильно растянуты в длину, вследствие роста стебля после их возникновения. После кольчатого сосуда и участка мелкоклеточной паренхимы видны ситовидные трубки с сопровождающими клетками. Зарисовать отдельные клетки сосудов с разными типами утолщения клеточной оболочки.

Задание 3. Рассмотреть сосуды, имеющие лестничные утолщения оболочки на постоянном микропрепарате продольного среза корневища папоротника-орляка (Pteridium aguilinum) (рис. 42).

Рис. 42. Лестничный сосуд корневища папоротника-орляка (Pteridium aquilinum):

1 — щелевидная пора.

Последовательность работы. Обратить внимание на горизонтальные промежутки между перекладинами — щелевидные поры и наклонные перегородки, разделяющие членики сосудов с щелевидными перфорациями.

Задание 4. Используя микропрепарат из задания 2 изучить строение ситовидной трубки на продольном срезе стебля тыквы. Сделать рисунок (рис. 43).

Рис. 43. Часть проводящего пучка стебля тыквы (Cucurbita pepo) в продольном разрезе:

1 — ситовидная трубка, 2 — ситовидная пластинка, 3 — сопровождающая клетка, 4 — камбий, 5 — сетчато-пористый сосуд.

Последовательность работы. При большом увеличении микроскопа найти ситовидные трубки, расположенные ближе к периферии стебля, внутрь от слоя древесинных волокон. Их можно узнать по ситовидным пластинкам. Затем рассмотреть клетки-спутники, находящиеся между ситовидными трубками. Обратить внимание на число клеток, соответствующих каждому членику ситовидной трубки. Зарисовать ситовидную трубку с клетками-спутниками.

1. По каким проводящим тканям осуществляется передвижение органических веществ, а по каким — минеральных?

2. В чем сходство онтогенеза ситовидных трубок и сосудов?

3. Что такое сопровождающая клетка? Какие ее функции?

4. В чем отличие ситовидных трубок от сосудов?

5. Как долго функционируют ситовидные трубки и сосуды и с чем связано прекращение их деятельности?

6. В чем отличие сосудов от трахеид?

7. Почему кольчатые и спиральные сосуды свойственны молодым органам растений, а пористые, сетчато-пористые, лестничные — более старым?

8. Какие сосуды имеют наименьший диаметр и какие наибольший?

9. Какие перфорации между члениками сосудов являются более примитивными?

Проводящие ткани. Флоэма

Высшее растение представляет собой сложный организм с четкой дифференциацией тканей и специализацией органов, выполняющих различные жизненно важные функции.

При этом специализированные органы часто удалены друг от друга на значительное. расстояние. Например, фотосинтез происходит главным образом в листьях, поглощение воды и минеральных веществ — в корнях, отложение запасных питательных веществ — в особых запасающих тканях.

Основным условием нормальной жизнедеятельности растения является существование специального аппарата передвижения продуктов метаболизма от одного органа к другому. Передача веществ на большие расстояния осуществляется в растении достаточно экономично и с большой скоростью по специализированным проводящим тканям — флоэме и ксилеме.

Флоэма — ткань, главная функция которой состоит в проведении пластических веществ (нисходящий ток).

Ксилема — ткань, проводящая воду и растворенные в ней вещества (восходящий ток). Обычно обе проводящие ткани объединяются во флоэмно-ксилемные пучки, совокупность которых составляет проводящую систему растения.

Флоэма — сложная ткань, включающая различные по структуре и функциональному значению анатомические элементы. Основным элементом флоэмы являются ситовидные трубки.

Каждая ситовидная трубка состоит из ряда отдельных клеток, соединенных между собой поперечными стенками. Такие трубки обычно тянутся вдоль продольной оси органа, но есть и поперечно идущие ситовидные трубки, входящие в состав анастомозов, тянущихся от одного продольно расположенного сосудисто-волокнистого пучка к другому. Оболочки ситовидных трубок целлюлозные. Лишь к концу вегетации растения некоторые ситовидные трубки одревесневают. В полостях ситовидных трубок весьма долго сохраняется живой протопласт в виде пристенного слоя. Ядро в зрелых ситовидных трубках отсутствует.

Протопласты ситовидных трубок содержат ряд включений. В некоторых ситовидных трубках находили пластиды и митохондрии. Ситовидные трубки предназначены преимущественно для проведения пластических веществ. Особенно важна их роль в проведения азотсодержащих веществ, служащих для построения белков.

Клетки-членики ситовидных трубок живут сравнительно недолго. Как показали электронно-микроскопические исследования, в их протопласте в процессе дифференциации наблюдаются постепенные структурные изменения. В прокамбиальной или камбиальной (меристематической) стадии протопласт молодого ситовидного элемента обладает тонкой структурой, типичной для нормальной клетки. Однако уже на довольно ранней стадии дифференциации в нем происходит заметное разрыхление (разжижение) цитоплазмы. Затем ядро и тонопласт разрушаются, а вакуоля наполняется тонкофибриллярными структурами. Несмотря на отсутствие тонопласта, отделяющего цитоплазму от клеточного сока, митохондрии и пластиды остаются в постенном слое и обычно сохраняются во взрослых ситовидных трубках. Эндоплазматическая сеть и диктиосомы в дифференцированных ситовидных элементах покрытосеменных распадаются на многочисленные пузырьки и теряют свою структуру. У голосеменных эндоплазматическая сеть может некоторое время сохраняться в полостях дифференцированных ситовидных клеток, но в конце концов также разрушается.

Наиболее своеобразной особенностью ситовидных трубок является строение их поперечных стенок, испещренных многочисленными мелкими перфорациями наподобие сита, откуда и сами клетки получили название ситовидных, а поперечные стенки с ситами — ситовидных пластинок. Перфорации обеспечивают непрерывность протопластов элементов ситовидных трубок. Эта непрерывность была показана с помощью электронного микроскопа. Осенью ситовидные пластинки в большинстве случаев затягиваются особым веществом, называемым каллозой. В некоторых ситовидных трубках каллоза закупоривает сита окончательно, а в большинстве трубок она к весне растворяется, открывая сообщение между отдельными члениками.

Ситовидные участки имеются и на продольных стенках. Строение и функция сит на продольных стенках такие же, как и на поперечных. Так как продольные стенки оболочек ситовидных трубок имеют более обширную площадь, чем поперечные, то сита на продольных стенках не занимают всей их поверхности, а собраны в группы, называемые ситовидными полями.

Ситовидные трубки функционально связаны с другими специализированными элементами флоэмы — клетками-спутниками. Ситовидная трубка происходит из той же инициальной клетки, что и сопровождающая ее клетка-спутник.

Инициальная клетка делится продольной перегородкой на две клетки неодинакового диаметра. Более крупная из дочерних клеток дифференцируется как ситовидная трубка, а более мелкая несколько раз делится в поперечном направлении и образует цепочку клеток-спутников. В этих клетках полностью сохраняется живой протопласт с ядрами. Оболочки этих клеток, примыкающие к ситовидным трубкам, тонкие, целлюлозные и имеют простые поры. Связь ситовидных трубок со спутниками настолько прочная, что они не отделяются друг от друга даже при мацерации.

Присутствие в клетках-спутниках ядер и цитоплазмы, а также тесная связь этих клеток с ситовидными трубками, в значительной степени утративших эти атрибуты самостоятельной живой системы, указывают на активную роль спутников в метаболизме флоэмы. Предполагают, что в спутниках с особой интенсивностью вырабатываются различные ферменты, которые передаются в ситовидные трубки.

Ситовидные трубки и спутники соприкасаются не только между собой, но и с клетками лубяной паренхимы. Связь с этими клетками также обеспечивается посредством простых пор. Простые поры, соединяющие продольные стенки ситовидных трубок с паренхимой, собраны группами и со стороны ситовидных трубок вполне напоминают ситовидные пластинки. Клетки паренхимы, соприкасающиеся с ситовидными трубками, более или менее удлинены. Они располагаются среди ситовидных элементов без какого-либо определенного порядка. Эта паренхима называется лубяной. Оболочки таких клеток целлюлозные, тонкие, протопласт содержит ряд пластических веществ, периодически накапливающихся или переходящих в растворенное состояние, как во всякой живой и вполне жизнедеятельной клетке.

У некоторых растений группы ситовидных трубок с клетками-спутниками и лубяной паренхимой перемежаются с группами лубяных волокон. Такая структура особенно характерна для древесных растений (виноградная лоза, липа и др.). Весь комплекс анатомических элементов, состоящий из ситовидных трубок и примыкающих к ним клеток, называется мягким лубом, а пучки лубяных волокон — твердым лубом. Лубяные волокна, как уже говорилось, часто одревесневают и притом весьма рано, элементы же мягкого луба или совсем не одревесневают, или же одревесневают лишь старые элементы (у растения, кончающего свою вегетацию).

Ситовидные трубки не у всех растений хорошо развиты. Особенно широкими ситовидными трубками с ясно выраженной перфорацией отличаются лианы и вообще растения с вьющимися и цепляющимися побегами (тыква, виноградная лоза, глициния) и водные растения (водяной орех, водяная лилия и др.). У многих растений ситовидные трубки очень узкие, перфорации выражены слабо (картофель, лен и др.).

Продолжительность существования ситовидных трубок у различных растений различна и колеблется от одного вегетационного периода до нескольких лет. В общем же ситовидные трубки, лишенные ядер, недолговечны. Срок существования каждой клетки (членика) ситовидной трубки тесно связан с сохранностью ее живого содержимого — протопласта. С разрушением протопласта оболочка каждой клетки ситовидной трубки может одревесневать и сохраняться или же сдавливаться соседними живыми паренхимными клетками. В последнем случае происходит облитерация ситовидной трубки, и она становится трудно различимой.

В редких случаях паренхимные клетки образуют сосочковидные выросты в полость ситовидной трубки. Эти выросты, называемые тиллами, закупоривают ситовидную трубку. Образование тилл в ситовидных трубках можно наблюдать у виноградной лозы в месте срастания привоя и подвоя, причем тиллы в данных случаях имеют неодревесневшие оболочки. Хорошо и часто тиллы развиваются в сосудах.

В общих чертах строение ситовидных трубок у всех растений одинаково, но в деталях имеются различия. Прежде всего, у разных растений различен просвет ситовидных трубок, размеры перфораций и ситовидных полей, составленных из них, очертания ситовидных полей как на поперечных, так и на продольных стенках, и само распределение полей, неодинаковы также толщина оболочек, степень развития каллозы. У голосеменных и папоротникообразных флоэмные элементы имеют ситовидные пластинки только на продольных стенках. Они называются ситовидными клетками.

Даже в одном и том же растении, например, в стеблях виноградной лозы, не все ситовидные трубки построены одинаково. Часть из них не имеет клеток-спутников. Ситовидные трубки, возникшие в начале формирования побега, т. е. первичного происхождения, имеют ситовидные участки только на поперечных стенках, а у ситовидных трубок, возникших позднее (вторичного происхождения), они возникают и на продольных стенках. Тиллы образуются лишь в полостях ситовидных трубок вторичного происхождения. Ситовидные трубки первичного происхождения относительно скоро облитерируются и в дальнейшем, если участок коры, содержащий эти трубки, сохраняется на растении живым, окончательно исчезают, растворяясь соответствующими ферментами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Виды тканей растений и их функции

Содержание

1. Виды тканей у высших растений
2. Образовательная ткань растений
3. Покровная ткань растений
4. Механическая ткань растений
5. Проводящие ткани растений
6. Основная ткань
7. Выделительные ткани
8. Что мы узнали?

Бонус

• Тест по теме

Виды тканей у высших растений

Выделяют следующие виды тканей растений:

• образовательные (меристема);
• покровные;
• механические;
• проводящие;
• основные;
• выделительные.

Все эти ткани имеют свои особенности строения и отличаются друг от друга выполняемыми функциями.

Рис.1 Ткани растений под микроскопом

Образовательная ткань растений

Образовательная ткань – это первичная ткань, из которой образуются все другие ткани растения. Она состоит из особых клеток, способных к многократному делению. Именно из этих клеток состоит зародыш любого растения.

Эта ткань сохраняется и у взрослого растения. Она располагается:

• внизу корневой системы и на верхушках стеблей (обеспечивает рост растения в высоту и развитие корневой системы) – верхушечная образовательная ткань;
• внутри стебля (обеспечивает рост растения в ширину, его утолщение) – боковая образовательная ткань;

Покровная ткань растений

Покровная ткань относится к защитным тканям. Она необходима для того, чтобы защищать растение от резких перепадов температуры, от излишнего испарения воды, от микробов, грибов, животных и от всякого рода механических повреждений.

Покровные ткани растений образованы клетками, живыми и мертвыми, способными пропускать воздух, обеспечивая необходимый для роста растения газообмен.

Строение покровной ткани растений таково:

• сначала расположена кожица или эпидерма, которая покрывает листья растения, стебли и наиболее уязвимые части цветка; клетки кожицы живые, эластичные, они защищают растение от излишней потери влаги;
• далее находится пробка или перидерма, которая также располагается на стеблях и корнях растения (там, где образуется слой пробки, кожица отмирает); пробка защищает растение от неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Также выделяют такой вид покровной ткани как корка. Эта самая прочная покровная ткань, пробка в данном случае образуется не только на поверхности, но и в глубине, причём верхние ее слои потихоньку отмирают. По сути, корка состоит из пробки и мёртвых тканей.

Рис.2 Корка – вид покровной ткани растения

Для дыхания растения в корке образуются трещинки, на дне которых располагаются специальные отростки, чечевички, через которые и происходит газообмен.

Механическая ткань растений

Механические ткани придают растению нужную ему прочность. Именно благодаря их наличию растение может выдерживать сильные порывы ветра и не ломаются под струями дождя и под тяжестью плодов.

Выделяют два основных вида механических тканей: лубяные и древесные волокна.

Проводящие ткани растений

Проводящая ткань обеспечивает транспортировку воды с растворёнными в ней минералами.

Эта ткань образует две транспортные системы:

• восходящую (от корней к листьям);
• нисходящую (от листьев ко всем остальным частям растений).

Восходящая транспортная система состоит из трахеид и сосудов (ксилема или древесина), причём сосуды более совершенные проводящие средства, чем трахеиды.

В нисходящих системах ток воды с продуктами фотосинтеза проходит по ситовидным трубкам (флоэма или луб).

Ксилема и флоэма образуют сосудисто-волокнистые пучки – «кровеносную систему» растения, которая пронизывает его полностью, соединяя в одно целое.

Основная ткань

Основная ткань или паренхима – является основой всего растения. В неё погружены все остальные виды тканей. Это живая ткань и выполняет она разные функции. Именно из-за этого выделяются разные её виды (информация о строении и функциях разных видов основной ткани представлена в таблице ниже).

Урок по биологии на тему «Механические и проводящие ткани растений»

Идёт приём заявок

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

Урок биологии в 5-м классе

по теме «Механические и проводящие ткани растений .»

учитель биологии МБОУ СОШ №18 г. Симферополя

Татьяна Сергеевна Новикова

Создать условия для эффективного усвоения знаний о тканях растительного организма

1. Формировать умение определять основные ткани растений.

2. Формировать умение объяснять особенности строения тканей, их многообразие и роль в жизнедеятельности растения.

3. Формировать умение понимать смысл биологических терминов: ткань, склеренхима, колленхима, склереиды. проводящие ткани, ксилема, флоэма, сосуды, ситовидные трубки.

Метапредметные и личностные результаты:

1. Сформировать умения самостоятельно обнаруживать и формировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности (формулировка вопроса урока).

2. Сф ормировать умение в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки.

3. Сформировать умения п ланировать свою индивидуальную образовательную траекторию, работать по самостоятельно составленному плану, сверяясь с ним и с целью деятельности, исправляя ошибки, используя самостоятельно подобранные средства (в том числе и Интернет).

1. Сформировать умения а нализировать, сравнивать, классифицировать и обобщать факты и явления; выявлять причины и следствия простых явлений (работа с учебником – анализ схем и иллюстраций, подводящий диалог с учителем, выполнение продуктивных заданий).

2. Сформировать умение с троить логическое рассуждение, включающее установление причинно-следственных связей.

1. Сформировать умение самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе.

Тип урока: комбинированный.

Оснащение урока: мультимедиа, УМК “Сферы” по биологии; карточки с определениями, микрофотографии гистологических препаратов, плакаты по теме урока.

I. Организационный момент:

II. Актуализация знаний:

— Дайте определение термина «ткань»

— Из чего же состоит ткань? (клетки и межклеточное вещество).

— Какие ткани растений вы знаете?

— Какие функции выполняют покровные ткани?

— Как устроены устьица?

— Какие функции они выполняют?

III. Изучение нового материала: тема урока: «Механические ткани растений»

Целеполагание: Что должны узнать по теме? (на доске)

Прочность придают растению механические ткани.

Механические ткани — опорные ткани растения, обеспечивающие его прочность

Функции механических тканей:

Основная функция — опорная или арматурная. Растение можно сравнить с железобетонной конструкцией, где механические ткани подобно металлической арматуре образуют удивительно прочную структуру растительного организма

Различают три вида механических тканей:

склеренхиму в которой выделяют лубяные волокна и склереиды, или каменистые клетки.

Начертите таблицу у себя в тетради.

Механические ткани растений

Колленхима (от греч. kolla — клей и enchyma, букв— ткань).

Состоит из более или менее вытянутых клеток (до 1—2 мм). Клетки живые. Их оболочки неравномерно утолщены, то есть одни участки остаются тонкими, когда как другие значительно утолщены. Утолщены оболочки за счет содержания целлюлозы.

По типу утолщений выделяют три группы колленхимы: уголковую, пластинчатую и рыхлую.

Особенно важную роль она играет в молодых растениях. Оставаясь живыми, клетки ее способны расти и растягиваться, так что они не мешают расти другим клеткам, которые находятся рядом с ними.

Склеренхима (от греч. skleros — твёрдый и enchyma — ткань) — основная механическая ткань растений. Ее клетки мертвые, с очень толстыми одревесневшими оболочками, пропитанными лигнином. Длина их колеблется от 1-2 до 400 мм, а диаметр составляет сотые доли миллиметра. Это очень прочная ткань. По прочности она приближается к стали, но уступает ей по упругости и пластичности. По растению волокна проходят не поодиночке, а пучками, в которых отдельные клетки заканчиваются на разном уровне, перекрывая друг друга, что еще больше повышает прочность ткани. Склеренхиму делят на две группы: волокна и склереиды.

Лубяные волокна могут располагаться не только рядом с проводящими тканями (луб и древесина), но и в первичной коре стебля под кожицей в виде сплошного кольца, а также в жилках листа. Волокна ряда растений используются в качестве сырья для текстильной промышленности (лен, рами, кендырь, кенаф, конопля и др.). При этом ценится длина волокон и возможно меньшее их одревеснение. Волокна рами (до 420 мм), льна (до 60 мм), кендыря (до 55 мм) — длинные, слабо одревесневшие, используются для изготовления высококачественных тканей. Волокна конопли (до 40 мм), канатника менее длинные, одревесневшие, поэтому они идут на изготовление грубых тканей, веревок, канатов, шпагата, пакли.

Склереиды, или каменистые клетки (греч. Skleros — твердый и eidos — вид, вид). Стенки их сильно утолщенные, одревесневшие, пропитанные лигнином, иногда кремнеземом и известью. Клетки мертвые, живое содержимое их отмирает. По форме клеток склереиды совершенно разные – округлые. Ветвистые или иной формы. Они придают прочность или жесткость тем структурам, в которых они находятся, причем свойства эти зависят как от числа склереид, так и от их расположения. В плодах груши, например, склереиды располагаются небольшими группами, чем и объясняется характерная консистенция этих плодов, создающая ощущение «зернистости». Иногда склереиды образуют очень упругие плотные слои, как, например, в скорлупе орехов или в косточке косточковых пород. В семенах они обычно повышают жесткость семенной кожуры.

Скажите мне с какой еще тканью растения мы должны познакомиться сегодня на уроке?

Во всех частях растения находятся проводящие ткани.

Проводящие ткани — растительные ткани организма, служащие для транспорта воды, минеральных и органических веществ. Они обеспечивают перенос воды и растворенных в ней веществ.

Функции проводящих тканей:

1) передвижение воды и минеральных веществ, поглощенных корнями из почвы, а также органических веществ, образуемых в корнях, в стебель, листья, репродуктивные органы;

2) передвижение продуктов фотосинтеза из зелёных частей растения в места их использования и запасания: в корни, стебли, плоды и семена;

3) передвижение фитогормонов по растению, что создает определённый их баланс, который определяет темпы роста и развития вегетативных и репродуктивных органов растений;

6) проводящие ткани образуют непрерывную разветвленную систему, связывающую органы растений в единое целое;

Виды проводящих тканей

ксилемой (от греч. xylon – дерево) флоэмой (от греч. phloios – кора).

Состоит из сосудов (трахей)

Состоит из ситовидных трубок и сопровождающих их клеток-спутниц

По ксилеме от корня к надземным частям растения передвигается вода с растворенными в ней минеральными веществами, которую растение поглощает из почвы, а также органические вещества, образующиеся в самом корне.

По флоэме от фотосинтезирующих органов в корень и другие органы поступают органические вещества, преимущественно углеводы.

Обе проводящие ткани образуют единую разветвлённую систему, состоящую из различных проводящих элементов (трахеиды, сосуды, ситовидные трубки и др.) и соединяющую между собой все органы растения – от кончиков корней до верхушек молодых побегов. Обычно проводящие элементы ксилемы и флоэмы в теле растения расположены рядом и вместе с сопутствующими клетками механической и паренхимной тканей образуют тяжи, или проводящие пучки.

Ксилема . Водопроводящие элементы ксилемы представлены трахеидами и трахеями, или сосудами. Трахеиды представляют собой вытянутые замкнутые клетки с косо срезанными, заостренными, закругленными или даже зазубренными концами. Продольные стенки их неравномерно утолщены. Трахеиды приспособлены к выполнению двух функций: проведения воды и механического укрепления органа.

Более совершенным типом водопроводящих элементов являются длинные трубочки — трахеи, или сосуды.

Сосуды – характерные проводящие элементы ксилемы. Они представляют собой очень длинные трубки, образовавшиеся в результате слияния ряда клеток, соединяющихся «конец в конец». Каждая из клеток, образующих сосуд ксилемы, соответствует трахеиде и называется члеником сосуда. Сосуд возникает, когда соседние членики в данном ряду сливаются в результате разрушения перегородок между ними. Внутри сосуда сохраняются в виде ободков остатки разрушенных стенок.

Длина сосудов достигает нескольких метров, а у лиан и некоторых древесных пород — нескольких десятков метров.

Ситовидные трубки – проводники органических веществ. В отличие от сосудов это живые клетки несколько удлиненной формы, расположенные в коре и служащие для проведения по всему растению веществ, вырабатываемых листьями. Оболочки их остаются всегда целлюлозными. Ситовидная трубка возникает, так же как и сосуды, из вертикального ряда удлинившихся клеток, поперечные перегородки которых не исчезают, а продырявливаются в виде сита или решета. Через отверстия ситовидных пластинок протоплазма двух клеток соединяется в единое целое.

Возле каждой ситовидной трубки расположены одна или несколько сопровождающих клеток (спутников) с густой протоплазмой и ядром, роль которых пока еще не выяснена.

К проводящим тканям можно отнести еще млечники, то есть трубки-сосуды, распространенные у растений, выделяющих млечный сок. К таким растениям относятся, например, одуванчик, осот, мак, чистотел, молочай, ваточник и др. Многие из этих растений были распространены (до недавнего времени) в промышленных посевах, например каучуконосы, возделываемые для добывания каучука (тау-сагыз, кок-сагыз, каучуковое дерево – хевея и др.). В значительной мере роль их теперь уменьшилась, так как эти ценные вещества добываются сейчас синтетическим путем.

Млечники пронизывают все органы растения и образуют сложную систему соединенных между собой трубок, состоящих из многих клеток, у которых поперечные перегородки растворяются и развиваются членистые млечники. У растений семейства молочайных, крапивных и некоторых других млечные сосуды развиваются путем разрастания и сильного разветвления отдельных клеток также образующих сложную систему трубок – нечленистых млечников.

Млечный сок – это белая, красная или оранжевая жидкость, содержащая в себе сахар, крахмал, белки, каучук, смолу, алкалоиды. Млечный сок служит защитой от вредителей, так как часто содержит ядовитые вещества – алкалоиды. При соприкосновении с воздухом частицы каучука застывают и закупоривают случайные поранения. Каучук – сырье для получения резины.

Ткани растений

Тканями называются устойчивые комплексы клеток, сходных но строению, имеющих единое происхождение и выполняющих одинаковые функции.

Ткани формируются только у многоклеточных организмов. Таким образом, нет оснований говорить о наличии тканей у бактерий. У грибов также нет тканей. Многоклеточные тела грибов образованы ложной тканью — псевдотканью, которая представляет собой плотно переплетенные, одинаковые по строению клетки.

Растительные ткани возникли в процессе освоения многоклеточными растениями суши и приспособления к наземному образу жизни. Водоросли не имеют дифференциации клеток на ткани, не имеют они и расчлененного на вегетативные органы тела. Ткани начинают формироваться у достаточно сложно организованных бурых водорослей. Совершенствование тканей происходило в процессе эволюции и наибольшего разнообразия достигло у покрытосеменных растений. В формировании тканей растений участвуют не только живые клетки, но также и мертвые клетки и межклетники.

Существуют различные способы классификации тканей. Выделяют первичные, вторичные и третичные ткани, инициальные и производные ткани, простые и сложные. Чаще используют способ распределения тканей но их физиологической роли, по основной функции, которую они выполняют в растительном организме. По этому критерию ткани делят на следующие группы: образовательные или меристемы, основные, покровные, проводящие, механические, выделительные.

Образовательные ткани являются исходными тканями, из которых состоит зародыш и из которых образуются все ткани растений. Благодаря постоянному делению клеток меристемы обеспечивается рост тела растения. Часть образовавшихся клеток дифференцируется, т.е. превращается в клетки других тканей. Морфологически клетки образовательной ткани отличаются рядом признаков. Они относительно мелкие, с тонкими стенками, и поэтому способны к делению и растяжению, имеют крупное ядро, плотно прижаты друг к другу.

В процессе роста и развития растения образовательные ткани сохраняются в точках роста — верхушке стебля и верхушке корня (рис. 8.6), а также вдоль стебля по его периметру. Они обеспечивают постоянный верхушечный рост и утолщение стебля. Существуют меристемы в междоузлиях и в основании черешков листьев, они обуславливают удлинение этих частей. Соответственно положению в растении меристемы называются верхушечные, боковые, вставочные.

Рис. 8.6. Образовательная ткань верхушки корня (а) и верхушки стебля (б)

Меристемы, которые происходят из ткани зародыша, называются первичными (верхушечные, вставочные). Имеются и вторичные образовательные ткани — это боковые ткани — камбий и пробковый камбий, за счет которых происходит рост в толщину многолетних стеблей и корней. К вторичным относится и раневая меристема. Она обеспечивает восстановление поврежденных частей тела растения.

Основные ткани, или паренхимы, составляют большую часть всех органов растений и являются преимущественно питающими тканями. Они дифференцировались из верхушечных меристем, состоят из живых, как правило, тонкостенных и крупных клеток, с развитыми межклетниками. Паренхимы имеют различное строение, так как выполняют разнообразные функции. Различают ассимиляционную, запасающую, воздухоносную и водоносную паренхимы.

В ассимиляционной ткани осуществляется фотосинтез. Клетки этой ткани содержат большое количество хлоропластов, поэтому эту основную ткань часто называют хлореихимой. Она располагается непосредственно под прозрачной кожицей во всех освещенных солнечным светом органах — листьях, молодых зеленых стеблях и плодах. Листья, как правило, имеют более интенсивный зеленый цвет на верхней поверхности. Это происходит потому, что здесь клетки хлоренхимы расположены очень плотно, сплошным слоем. Такая ткань называется столбчатая, или палисадная, паренхима (рис. 8.7).

С нижней стороны листа расположена губчатая паренхима, среди зеленых клеток много заполненных воздухом межклетников, поэтому окрашивание листа более светлое (см. рис. 8.7). Губчатая паренхима в основном выполняет функцию газообмена, тогда как в столбчатой интенсивно происходит фотосинтез.

Рис. 8.7. Хлоренхима:

а — столбчатая; 6 — губчатая

Запасающая паренхима состоит из клеток, накапливающих избыточное питательное вещество, которое потом расходуется растением, например, в период покоя или в начале очередной сезонной вегетации. Она хорошо развита у многолетних растений в стеблях, корнях, в специализированных побегах — клубнях, луковицах, корневищах, а также у всех семенных растений в семенах.

Воздухоносная паренхима (аэренхима) включает тонкостенные клетки и большое количество межклетников, заполненных воздухом и сообщающихся с внешней средой через устьица или чечевички. Она развита у растений, произрастающих в условиях плохой аэрации — у болотных и водных растений в органах, погруженных в воду, ил.

Водоносная ткань хорошо развита в листьях или стеблях, растений засушливых мест обитания (кактусы, молочаи, агавы и др.). В крупных клетках этой паренхимы содержатся слизистые вещества, которые помогают удерживать влагу.

Покровные ткани покрывают все органы растений снаружи, играют роль барьера, отделяя внутренние ткани от окружающей среды. Основное назначение покровов — защита от разнообразных внешних факторов — низких и высоких температур, иссушения, проникновения микроорганизмов, механических повреждений. Находясь в контакте с внешней средой, эти ткани одновременно выполняют и функции регуляции обмена веществами — газообмена, транспирации, всасывания и выделения веществ из почвы.

Различают три типа покровных тканей: кожицу (эпидерму), пробку, корку.

Эпидерма — это первичная покровная ткань, состоит из одного слоя живых, плотно прилегающих друг к другу клеток. Крупная центральная вакуоль клетки содержит прозрачный клеточный сок, т.е. эпидерма хорошо пропускает солнечный свет к лежащей под ней хлоренхиме. Эпидерма покрывает все однолетние части растения — листья, молодые побеги, цветки, плоды.

Наружные стенки клеток эпидермы часто покрыты пленкой кутина, образуется слой — кутикула. Кутикула снижает испарение, делает поверхность органов не смачиваемой. У многих растений эпидерма, особенно на листьях, образует разнообразные по форме и величине выросты — волоски (рис. 8.8). Они бывают одноклеточные и многоклеточные, простые, ветвистые, крючковидные, железистые, живые и мертвые. В целом, они усиливают защитную функцию эпидермы — густое опушение уменьшает нагревание поверхности листьев и испарение влаги, уменьшает воздействие ветра, железистые жгучие волоски защищают от животных.

Одна из важнейших функций эпидермы — регуляция газообмена и транспирация. Газообмен происходит преимущественно через устьица (рис. 8.8). Устьица — это специфические образования эпидермы, состоят из нескольких клеток — двух замыкающих, побочных, и межклетников, которые образуют устьичную щель и воздушную полость. В совокупности это образование называется устьичным аппаратом. Замыкающие клетки содержат множество хлоропластов, в них происходит фотосинтез и образуется концентрированный клеточный сок. Это повышает тургор замыкающих клеток. При снижении интенсивности фотосинтеза тургор уменьшается. Вследствие этого устьичная щель раскрывается или сужается, регулируя объем газообмена и выделения паров воды. Как правило, устьица располагаются на нижней поверхности листа, а у плавающих листьев, наоборот, — на верхней.

Рис. 8.8. Эпидерма:

• 1 — клетки эпидермы; 2 — замыкающие клетки устьица;
• 3 — устьичная щель; 4 — простой волосок; 5 — железистый волосок;
• 6 — побочные клетки; 7 — побочные клетки

Своеобразная первичная ткань покрывает молодой корень. Она называется ризодерма (от греч. rhiza — корень). Это одна из важнейших тканей растения, так как благодаря ей происходит поглощение воды и солей из почвы. Клетки ризодермы живые, лишены кутикулы и устьиц, покрывают окончания молодых корней. Клетки имеют длинные выросты (до 2—8 мм) — корневые волоски, которые многократно увеличивают поглощающую поверхность корневой системы и прочно закрепляют растение в почве.

Пробка — вторичная покровная ткань, образуется на смену эпидерме, покрывает стебли и корни многолетних растений. Пробка состоит из нескольких слоев мертвых, плотно сомкнутых клеток, стенки которых пропитаны суберином. Благодаря этому пробка предохраняет стволы и ветви от потери воды, резких колебаний температуры. В пробке образуются чечевички для газообмена и транспирации.

Корка — комплекс мертвых тканей на поверхности многолетних стволов, корней. Она образуется за счет наращивания изнутри слоев перидермы (вторичной сложной покровной ткани, элементом которой и является пробка). Наружные мертвые клетки не способны к растяжению, поэтому корка покрыта трещинами.

Проводящие ткани обеспечивают перемещение растворенных веществ в растении. Они пронизывают основные ткани и объединяют все органы в единую систему. Вода с растворенными минеральными веществами от корней проводится в побеги (стебли, листья, цветки и плоды) — это восходящий ток. Продукты фотосинтеза направляются от листьев в места их использования или отложения в запас — это составляет нисходящий ток. Эти два потока растворов не смешиваются, так как обеспечиваются двумя типами проводящей ткани — ксилемой (восходящий ток) и флоэмой (нисходящий ток).

Основные элементы ксилемы представлены трахеидами и трахеями или сосудами. Трахеиды — более древние проводящие элементы, сосуды — главные водопроводящие элементы у цветковых растений. И трахеиды, и сосуды представляют собой прозенхим- ные, мертвые клетки, с одревесневевшими стенками. Если у тра- хеид еще сохраняется в порах срединная мембрана, то у трахей между отдельными члениками образуются сквозные отверстия — перфорации. Такое строение способствует более быстрому транзиту воды и веществ.

Флоэма состоит из ситовидных элементов (у цветковых — ситовидные трубки) и клеток-спутниц. Ситовидная трубка состоит из вертикального ряда удлиненных, живых клеток, разделенных поперечными перегородками, продырявленных, как сито. Передвижение тока ассимилянтов происходит по цитоплазме живых клеток, и поэтому его скорость значительно меньше, чем скорость перемещения воды от корней. Клетки-спутницы, по-видимому, выполняют регулирующую роль.

Проводящие ткани являются сложными, так как состоят из клеток, отличающихся друг от друга строением и функциями. Но формируются они из одной и той же меристемы — камбия, и располагаются рядом. Обычно ксилема и флоэма располагаются в определенном порядке и образуют проводящие слои или тяжи — проводящие пучки. В совокупности с механическими тканями образуют сосудисто-волокнистые пучки. В зависимости от строения различают несколько типов пучков, которые характерны для определенных групп растений. Бывают открытые и закрытые пучки, коллатеральные, биколлатеральные и концентрические проводящие пучки.

Механические ткани создают опору и придают прочность тканям и органам растения. Клетки могут располагаться тяжами вдоль осевых органов, сопровождать проводящие пучки, образовывать своеобразные «узлы прочности». Особенно нуждаются в механической арматуре растения, обитающие на суше. Водные растения, живя в более плотной среде, используют свойства воды для поддержания тела. Механические ткани растений выполняют роль каркаса, выдерживающего большие нагрузки как от собственной массы растения, так и от воздействия внешних факторов. Они всегда имеют утолщенные клеточные стенки. Различают два основных типа механических тканей — колленхиму и склеренхиму.

Колленхима — это живые вытянутые клетки, которые имеют утолщенные стенки за счет отложения дополнительных слоев целлюлозы, например, в углах оболочки клетки (уголковая колленхима).

Склеренхима состоит из прозенхимных клеток с одревесневев- шими стенками (отложения лигнина). Чрезмерное утолщение стенок приводит к нарушению обмена веществом, и в зрелом состоянии клетки склеренхимы мертвые. Из-за того что клетки сильно вытянуты, этот тип склеренхимы называют волокнами. По расположению бывают лубяные волокна (в коре) и древесинные волокна (в древесине).

Клетки паренхимной формы с очень утолщенными стенками и малым просветом в центре называются склереиды_у или каменистые клетки (рис. 8.9). Эти мертвые одревеснсвевшие клетки обусловливают твердость косточек сливы, вишни, скорлупы орехов, жесткость мякоти некоторых плодов (айва, груша и др.).

Рис. 8.9. Каменистая клетка скорлупы

В стеблях механические ткани располагаются по периферии, сплошным цилиндром или отдельными тяжами. В корнях механическая ткань сосредоточена в центральной части.

Выделительные (секреторные) ткани, как правило, это производные покровных или основных тканей. Выделительные ткани формируют различные образования, которые изолируют в тканях или выделяют из растения в окружающую среду продукты метаболизма или воду. Их можно найти во всех органах растений. Нектарники, гидатоды, жгучие волоски, пищеварительные железки относятся к образованиям выделительных тканей наружной секреции. Клетки обычно паренхимные, тонкостенные, долго остаются живыми.

Ткани внутренней секреции образуют млечники, смоляные ходы, эфиромасляные ходы. Это полости, образовавшиеся из совокупности межклетников или из разрушенных клеток, заполненные смолами (у хвойных), камедями, эфирным маслами, бальзамами, млечным соком и пр.

Образующиеся вещества преимущественно имеют защитное значение. Они защищают от повреждения насекомыми, поедания, закупоривают раневые поверхности и препятствуют проникновению микроорганизмов.