Лекция №3

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.