Лекция №3. Опорные функции у растений тургор, особые клетки механических тканей

Механические ткани.

Опорные функции у растений тургор, особые клетки механических тканей. Физические нагрузки действующие на растения:

1) Статические – вертикальные (сжатии и растяжение)

2) Динамические перпендикулярные (по длине органа)

Располагаются клетки механических тканей в разных частях органов. Существуют несколько типов механических тканей, но у них есть общие признаки:

a) Клетки механических тканей плотно прилегают друг к другу.

b) Оболочки утолщены

c) Большинство клеток удлинённой формы (т.е. прозенхимные)

Все типы механических тканей делятся:

1) Колленхима

2) Склеренхима

a) Лубяные волокна

b) Древесные волокна

3) Склереиды

Колленхима.

Самая мягкая, самая эластичная, пластичная ткань. Располагается, как правило, под покровной тканью, под эпидермисом или перидермой. Обычно на зелёных частях растений. Особенно хорошо можно видеть ее в углах ребристых стеблей.

Обычно клетки колленхимы живые и часть содержит хлоропласты. На поперечном сечении клетки можно видеть оболочку, обычно вторичную, она состоит из целлюлозы, и в определенных местах клетки оболочки имеют локальные утолщения. В связи с утолщением клетки различают: уголковые или пластинчатые колленхимы. Все утолщения у колленхимы состоят из целлюлозы и имеют крупную вакуоль, большое количество цитоплазмы.

Склеренхима.

Характеризующиеся равномерным утолщением клеточной оболочки клетки склеренхима сильно прозенхимные (их длина может достигать разных размеров, у разных растений).

Например: у льна может достигать 20-40 мм; у конопли до 10мм; у крапивы до 77мм; т.е. эти клетки очень длинные и имеют скошенные концы. Они составляют волокна.

Плазмодесмы и поры зарастают, и поэтому у клеток склеренхимы всегда мертвые лубяные волокна. Оболочка утолщена почти полностью целлюлозой, они мягкие, упругие, а у одревесневших – целлюлозой и лигнином, твердые.

Лубяные волокна, их клетки длинные, а одревесневшие – значительно короче.

Склереиды.

Клетки склереид резко отличаются по форме от предыдущих, они всегда паренхимные. Плотно прилегают друг к другу. Все они мертвые. Оболочка утолщена чистым лигнином (каменистые клетки). Они располагаются очень часто в разных плодах, в коре разных растений.

Общее у всех – плотное прилегание друг к другу, имеют плотные оболочки.

Проводящие ткани.

У растений существует два органа питания: листья и корни. Корень является органом почвенного (минерального) питания. Лист – орган воздушного органического питания.

Всегда проходят два потока веществ: у корней вверх поднимаются вода и растворенные в ней минеральные соли. А из листьев вниз, к другим органам проходят растворы органических веществ. Эти растворы разные по физ. – хим. свойствам, распространяющиеся по различным структурам, называемые проводящие ткани.

Существует два подхода к понятию проводящие ткани:

1) Простые ткани

a) Сосуды (трахеи, трахеиты)

b) Ситовидные трубки

2) Сложные ткани

a) Ксилемы, отвечают за передвижение растворов сложных солей.

b) Флоэма – отвечает за передвижение органических веществ

Простые проводящие ткани

Сосуды

сосуд представляет собой комплекс клеток. Расположенных друг над другом в 1 ряд. Клетки прозенхимной формы, имеют утолщённые продольные стенки, а поперечные стенки разрушены. Клетки мертвые. Диаметр клеток различен, то эти сосуды имеют дополнительные утолщения оболочек.

У сосудов небольшого диаметра утолщения могут быть в виде колец, спиралей, сплошными лентами вдоль сосуда:

– спиральный

– лестничный

– пористый

– сетчатый

трахеиды

более древний и примитивный вид сосудов. Поперечные стенки не разрушены. Утолщения у сосудов состоят из целлюлозы и лигнина.

Ситовидные трубки.

Представляют собой 1 ряд вертикальный, клеток, стенки не утолщены состоят из целлюлозы, а поперечные стенки не разрушены, а перфориваны, т.е.

Тонопласт клетки ситовидных клеток разрушается и содержимое вакуолей смешивается с цитоплазмой. Такая сильно измененная цитоплазма переходит через сито, трубки в виде тяжей, из одной клетки в другую. таким образом макромолекулы перемещаются. Это полуживые клетки. Быстро отмирают.

Такие проводящие ткани всегда окружены клетками активно-живой паренхимой, и она управляет передвижением веществ по сосудам или ситовидным трубкам.

Проводящий пучок.

Это комплекс трех (или двух) типов тканей:

a) Проводящая

b) Паренхима

c) Склеренхимной

Они участвуют в передвижении веществ по растению в двух направлениях.

Поэтому разные части проводящего пучка получили название:

a) Ксилемная часть, отвечающая за передвижением воды или соли.

b) Флоэмная часть, отвечающая за передвижением органических веществ.

Проводящие пучки возникают из образовательной ткани.

–– прокамбий – дает первичную флоэму и ксилему.

–– камбий – вторичную флоэму и ксилему.

С одной стороны идет образование элементов ксилемы, а с другой стороны элементов флоэмы.

По происхождению различают закрытые и проводящие пучки.

–––– закрытые небольших размеров, число проводящих элементов небольшое количество, дальнейшего изменения к росту не имеют. Формирование таких пучков связано с высокой скоростью специализации клеток прокамбия. Характерно всем однодольным растениям.

–––– открытые возникают когда скорость деления клеток прокамбия выше скорости специализации клеток.

В результате между флоэмой и ксилемой сохраняется участок меристемы (камбий).

Открытые проводящие пучки больших размеров в них формируется большое количество проводящих элементов характерны для двудольных растений.

Различают несколько видов пучков по их расположению:

–– коллатеральном пучки (1 ксилема, 1 флоэма, они граничат первой стороной)(у стеблей, листьев, корневища двудольных).

–– биколлатеральные пучки (2 флоэмы и 1 ксилема)(стебель двудольных).

–– концентрические пучки (1 ксилема и вокруг флоэма или наоборот)(у корневища однодольных)

–– радиальный пучок (у корней)

Лекция №4

Тема: Вегетативные органы цветковых растений.

Введение (понятие об органах растений)

По мере выхода на сушу, тело растений изменилось из однородной структуры возникли специализированные части тела, существующие в разных условиях среды обитания и выполняющие каждый свою функцию, т.е. возникли органы растений.

Все органы цветковых растений принято разделить:

1) вегетативные. Обеспечивают питания и увеличивают вегетативные массы, к ним относятся: стебель, лист, корень.

2) Генеративные. Обеспечивают семенное размножение и распространение растений: цветок, семя, плод.

Морфология и анатомия корня.

Функции корня:

1) корень - это орган минерального и почвенного питания растения. Поглощая воду и растворенные в ней минеральные соли и подает надземной части растения.

2) механическая. Закрепление растения в почве.

3) корень обеспечивает растению тесную связь с другими организмами, создавая вокруг себя определенную почвенную микрофлору. Это способствует совместному участию в процессе поглощения, и переработка питательных веществ. А у некоторых видов взаимно выгодное взаимоотношение –– симбиоз.

Например: микориза - симбиоз корней и некоторых видов грибов.

4) в корнях могут откладываться запасные питательные вещества: морковь, репа, георгин, которые потом израсходуются на рост и формирование новых органов.

5) корни могут участвовать в вегетативном размножение: слива, вишня....

Морфология корневой системы.

Корень - корешок зародыша.

Совокупность всех корней одной особи называют корневой системы. Различают следующие типы корней в корневой системе:

· Главный корень, возникает из зародыша корешка семени.

· Боковой корень, возникает из особой образовательной ткани (перицикл). Может быть второго, третьего порядка.

· Придаточный корень, возникает на любом органе растения. Они формируются из вторичной меристемы (камбий), или из делящихся клеток основной паренхимы.

Морфология или классификация по внешнему облику.

–– длинные и короткие

–– клубневидные, нитевидные, шнуровидные.(по ширине)

В зависимости от степени развития этих видов корней принято делить корневые системы на типы:

1. стержневая корневая система (у большинства двудольных)
2. мочковатая корневая система (у всех видов однодольных (например: подорожник))
3. ветвистая корневая система (у древесных форм)

общая длина корневой системы у тыквы составляет 2-5 км, у пшеницы 250 метров.

Основная масса корней располагается в верхнем слое почве (50-60 см.), а в засушливых местах уходят в глубь.

Физиологические зоны корня.

Живой функционирующий корень имеет неодинаковое строение по его длине. Различают:

a) на самом кончике (1 мм) - зона деления, защищенная корневым чехликом.

b) Зона растяжения и специализация клеток (1см)

c) Зона всасывания (или зона корневых волосков, или зона первичного строения клеток)(10см)

d) Вся остальная часть - зона проведения веществ.

Зона деления – состоит из клеток первичной верхушечной меристемы. Зона деления защищена от раздавливания, повреждения специальной структурой корневым чехликом. Клетки корневого чехлика от клеток верхушечной меристемы имеют паренхимную форму. В живых клетках находятся подвижные крахмальные зерна не для запаса питательных веществ, которые выполняют функцию роста корня к центру тяжести.

Зона растяжения и специализация веток - клетки этой зоны теряют способность к делению и растут и растягиваются в длину, одновременно с этим приобретают черты строения, характерные для конкретных видов данной ткани. Эти ткани называют первичными постоянными тканями. И такие же ткани имеют зоны всасывания.

Зона всасывания - её принято называть зоной первичного строения клеток. Снаружи имеется 1 слой клеток первичной покровной ткани - эпиблема. Клетки эпиблемы плотно прилегают друг к другу, не имеют кутикулы, среди их нет устьиц, зато имеются длинные выросты от 0.15-8мм, одноклеточные.

Корневой волосок имеет тонкую первичную оболочку, которая легко расстегивается, через которую легко проникают соответствующие вещества. Число корневых волосков варьирует у различных растений. На 1кв.мм. эпиблемы может развиться у гороха 230 штук, корневых волосков у кукурузы - 435 штук.

Корневые волоски нужны для лучшего поглощения минеральных солей из почвы. Корневые волоски плотно прилегают к почвенным комочкам. Осмотическое давление корневых волосков выше, чем у почвенных растворов, и вода по закону осмоса заходит в эти клетки.

Вода поступает в следующую структуру корня, называемая первичной корой. Первичная кора корня состоит из клеток основной паренхимы. Живые, активные расположены рыхло, оболочки тонкие, целлюлозные, не препятствующие проникновению веществ. Клетки основной паренхимы в различных участках коры несколько различны. Под эпиблемой обычно выделяются клетки более крупных размеров (2-3 слоя), которые называются экзодермой. Основная масса первичной коры состоит из клеток паренхимной формы, составляющие мезодерму и внутренний слой коры, 1 слой клеток - эндодерма.

Первичная кора: Экзодерма

Мезодерма

Эндодерма

Вода перемещается по клеткам первичной коры в радиальном направлении за счет осмотического давления и доходит до эндодермы. Она представляет собой кольцо клеток. Большинство этих клеток мёртвые. Оболочки утолщены суберином, с трех сторон. А кроме них есть тонкостенные живые клетки, называемые пропускными. Такое строение способствует созданию корневого давления.

И эти растворы под большим давлением поступают в центральный цилиндр, то есть первичная кора обеспечивает передвижение веществ в радиальном направлении и создает корневое давление.

Центральный осевой цилиндр, он находиться в срединой части корня и состоит из двух структур:

–– перицикл

–– радиальный проводящий пучок

Функции перицикла: это своеобразная меристема. Клетки перицикла в покое, но могут размножаться, и из них могут возникнуть:

a) Боковые корни

b) Феллоген

c) Камбий

Радиальный проводящий пучок может иметь разное число лучей ксилемы, у однодольных их много: у двудольных 2,3,5 лучей ксилемы.

Функции центрального цилиндра - формирование боковых корней и проведение веществ в двух направлениях. В зоне всасывания объем первичной коры в 3 раза превышает объем центрального цилиндра, это связано с функцией корня в зоне всасывания.

Зона проведения однодольных и двудольных растений.

У однодольных в связи с типом корневой системы в дальнейшем изменяется мало. Корневые волоски отмирают. Стенки оболочки эпиблемы и экзодермы опробковевают и в таком виде корни однодольных растений выполняют функцию проведения веществ, т.е. у них сохраняется первичное строение.

У двудольных растений имеется стержневая корневая система, т.к. в зоне проведения происходит существенные изменения структуры и увеличивается объем проводящих тканей. Это связано с ветвлением корней.

Изменение в корне двудольных начинается с закладки (с формирования) бокового корешка из перицикла. Он начинается делиться (т.е. эта ткань). Формируется конус нарастания бокового корешка, который прободает (прорывает) первичную кору и выйдет наружу в почву. Дальше его строение будет формироваться аналогично данного корня. Одновременно с закладкой боковых корней в центральном цилиндре клетки паренхимы находящиеся между ксилемными и флоэмными элементами приобретают способность к делению, и таким образом возникает вторичная боковая меристема - камбий.

Камбий и его работа.

Клетки камбия слегка прозенхимной формы призматические с одним или двух скатными концами, способные к делению в тангентальном и реже в радиальном направление.

В результате тангентального деления формируются вторичные элементы ксилемы или флоэмы, а в результате радиального деления возникают дополнительные клетки камбия. За счет работы камбия корень будет увеличиваться в диаметре (в толщину).

Удобней рассмотреть работу камбиальных клеток, представить их поперечное сечение.

Ф – флоэма

К – ксилема

Это камбиальная клетка, она делиться и уже из одной получается 2, одна из них сохраняет способность к делению, а другая формируется в элемент флоэмы. На 1 элемент флоэмы специализируется 2-3 клетки. По мере работы камбий увеличивается объем вторичной проводящей ткани, центральный цилиндр разрастается, утолщается, давит на первичную кору, она первое время растягивается, а затем разрывается и сбрасывается. Функционально в этой части корню она не нужна. Кроме того, она сбрасывается ещё и по другой причине: из клеток перицикла формируется вторичная боковая меристема – феллоген. Как и камбий, он делиться тангентальном, и редко радиально, но в отличие от камбия работает преимущественно односторонне.

Феллоген производит вторичную покровную ткань перидермы. Перидерма в корне чаще всего состоит из небольшого числа слоёв клеток мертвых, и в практике её называют просто пробкой. Феллоген может быть активен, и уже истрагенным.

Таким образом корень двудольных растений в зоне проведения будет иметь следующее строение:

1) в центре – первичная ксилема

2) вокруг – вторичная ксилема

3) камбий

4) Вторичная флоэма (вторичная кора)

5) Теоретически можно предложить расположение участков первичной флоэмы.

6) Практически первичная флоэма не сохраняется.

7) Вторичная покровная ткань – перидерма.

Облитерация – раздавливание, разрушение.

ПРИЧИНЫ: ситовидные трубки недолговечны, и идет рост клеток и флоэма раздавливается.(т.е. происходит облитерация – разрушение, раздавливание)

Над вторичной флоэмой будут располагаться вторичная покровная ткань – перидерма.

Во вторичных флоэме и ксилеме можно различить участки паренхимы. Располагающихся лучами. Таких лучей может быть много и тогда они узкие или небольшое количество, тогда они широкие. Такие участки паренхимы и флоэмы и ксилемы называют – радиальными лучи.

Паренхима радиальных лучей отвечает за передвижение веществ в радиальном направление. Клетки паренхимы здесь живые, активные, а также отвечает за хранение этих веществ (в прозапас).

В практике вторичная ксилема вместе с первичной часто называют древесиной, а вторичную флоэму – вторичной корой (или вторичным лубом). Они очень легко отделяются друг от друга по слою камбия.

Функции вторичной коры:

· Проведение веществ

· Запасание питательных веществ

Функции древесины:

· Проведение минеральных солей

· Опорная функция

· Запасание питательных веществ в сердцевинных лучах.

Корни во вторичном строении могут различаться по:

· По ширине радиальных лучей

· По пучковому и лучистому строению

Не всегда сбрасывается первичная кора, это происходит когда корень не слишком разросся (валериана, подорожник)

Видоизменения корней.

Корень – орган минерального питания, опорный орган, запасания питательных веществ (корни плода, клубней).

· Воздушные корни (эпифиты) – которые всасывают воздух, влагу.

· Дыхательные или вентиляционные корни.

Функции корней: у некоторых растений развиваются присоски (гаустории) (например: повилика)

· Опорные корни – для механической устойчивости (у кукурузы).

Видоизменение, связаны с запасанием минеральных веществ.

Если видоизменяется главный корень корневой системы то формируется корнеплод (морковь, свекла. редис).

Корнеплоды развиваются по обычной схеме вторичного строения корня, но питательные вещества могут откладываться в паренхиме флоэмной части (морковь, петрушка) или в паренхиме ксилеме (редька, репа).

Видоизменение боковых корней

мочковатой корневой системы.

Такое строение как и у двудольных растений.

Характерные признаки корней.

1) Корни могут появляться на всех органах растений (листьях, стеблях, корнях)

2) Корень не формирует листьев и пазушных почек.

3) Корень удлиняется верхушечным ростом, и растут по направлению силы тяжести. От света и влаги, проявляется при этом тропизм (изгибы).

4) Верхушечная меристема корня защищена корневым чехликом.

5) Корень обладает характерным анатомическим строением. При первом строение центрального цилиндра имеет 1 радиальный пучок, а при вторичном строение у двудольных вместо первого радиального пучка имеется сильно разросшийся цилиндр в середине которого имеется первичная, а затем вторичная ксилема, с периферии вторичная флоэма, покрытая перидермой и радиальные лучи. Именно в радиальных лучах откладываются различные вещества.

В корне всегда един радиальный пучок; лучей ксилемы может быть много. у двудольных не более 5.

Дата добавления: 2014-01-07