Тема: Ткани растений, их строение и функции
1. Понятие о растительных тканях. Классификация тканей.
2. Образовательные ткани (меристемы).
3. Покровные ткани.
4. Основные ткани.
5. Механические ткани.
6. Проводящие ткани. Флоэма и ксилема. Проводящие пучки.
7. Выделительные ткани (секреторные структуры).
Понятие о растительных тканях. Классификация тканей.
Покровные ткани.
Это ткани, расположенные снаружи всех органов растений. Функция их – защита от высыхания и повреждения внутренних, более нижних тканей. Кроме того они выполняют выделительную функцию и участвуют в газообмене с окружающей средой.
Различают 3 типа покровной ткани:
1. Первичная - эпидерма (кожица),
2. Вторичная - перидерма (пробка)
3. Третичная - ритидом (корка).
Эпидерма – первичная покровная ткань листьев и стеблей. Клетки э. живые, с целлюлозными оболочками. Т. к. эта ткань выполняет защитную функцию, эта ткань плотная; в плане клетки имеют извилистые очертания, благодаря чему они прочно смыкаются. Клетки органов, вытянутых в длину (линейные листья) имеют вытянутую форму.
Поверхность кожицы покрыта плёнкой – кутикулой (надкожица), состоящей из кутина. Кутикула защищает клетки от высыхания, с её гладкой поверхности скатываются капли воды (капуста, фикус). Клетки эпидермы не имеют окрашенных пластид. Клетки эти прозрачны (они покрывают лист – орган фотосинтеза) (сравнить с окном) и свободно пропускают свет во внутренние ткани.
Сообщение с внешней средой внутренних тканей осуществляется при посредстве устьиц. Через устьица происходит газообмен и транспирация (испарение воды).
Устьице состоит из 2-х замыкающих клеток и щели между ними (устьичная щель).замыкающие клетки имеют чаще всего бобовидную форму. Оболочки со стороны щели утолщены. Устьичная щель представлена передним двориком, центральной щелью и задним двориком.
Открывание и закрывание устьиц обуславливается тургорными явлениями.
Это может быть подвядание (клетки в состоянии плазмолиза) – закрывание. Наполнение водой – тургор – открывание. Из-за неравномерного утолщения клеточной оболочки.
Изменение тургора в замыкающих клетках обуславливается процессом фотосинтеза и превращением крахмала в сахар и обратно – сахара в крахмал. При осахаривании крахмала сахар переходит в клеточный сок, концентрация клеточного сока растёт, увеличивается сосущая сила, вода из соседних клеток поступает вы замыкающие клетки. Увеличивается объём вакуолей, щель открывается. Т. к. фотосинтез выше утром, когда больше ультрафиолетовых лучей, то утром устьица открыты (косить траву). Коси коса, пока роса, роса долой и мы домой.
На эпидерме встречаются защитные образования – различного рода волоски (трихомы). Они могут быть одноклеточными и многоклеточными, ветвистыми и звёздчатыми. Некоторые из них служат защитой от поедания растений животными. Другие, имеющие белый цвет отражают солнечные лучи и предохраняют растение от ожогов.
Жгучие волоски крапивы выполняют защитную функцию. Это клетки с пузыревидным основанием, клеточный сок содержит жгучие в-ва. Волосок имеет клеточную оболочку, пропитанную известью и кремнезёмом, благодаря чему он твёрдый и хрупкий. Вонзаясь в тело он ломается и клеточный сок впрыскивается, как из шприца.
Клетки кожицы покрывают молодые, растущие органы растений. Существует эпидерма от нескольких недель до нескольких месяцев. К концу лета эпидерма на стеблях древесных растений начинает замещаться вторичной покровной тканью – пробкой.
Пробка.
Из клеток эпидермы или из клеток субэпидермальной ткани образуется меристематическая ткань, которая называется пробковым камбием или феллогеном. Делятся клетки феллогена только в тангентальном направлении. При этом внутренняя дочерняя клетка может стать клеткой живой ткани – феллодермы, тогда наружная остаётся меристематической (клетки феллогена), она снова делится и наружная становится клеткой пробки (феллемы). Этих клеток откладывается больше. Оболочки их пробковеют, клетки отмирают, полости их наполняются воздухом. Таким образом образуется покровная пробковая ткань. Весь комплекс (феллоген, феллодерма и феллема) носит название перидермы. Покровной здесь является лишь пробка. Т.к. клетки феллогена делятся только в тангентальном направлении, они откладывают клетки феллемы и феллодермы только над собой и под собой и все клетки перидермы оказываются расположенными строго одна над другой. По этому признаку под микроскопом перидерма отличается от других тканей.
Корка.
Долговечность пробкового камбия неодинакова у разных растений. Обычно через несколько месяцев он отмирает. Из более глубоких слоёв коры стебля образуется новый пробковый камбий, он производит новую перидерму, а феллодерма первой перидермы, изолированная новой пробкой, не получал питания, отмирает. Так постепенно образуется комплекс отмерших перидерм, который называется коркой. Корка является третичной покровной тканью. Стебель дерева растёт в толщину, под его напором корка трескается. Она отделяется либо кольцами, либо чешуйками. Поэтому различают корку кольчатую (вишня, эвкалипт) и чешуйчатую (сосна).
Пробка водо- и газопроницаемая ткань, клетки под ними усиленно делятся, образуется бугорок, разрывающий наружные ткани – пробку и эпидерму и образуется чечевичка. Вот через чечевички и осуществляется сообщение внутренних тканей с внешней средой.
Чечевички легко распознаются по бугоркам на ветках деревьев и кустарников. У берёзы они имеют вид тёмных поперечных полосок, хорошо различимых на белой поверхности перидермы.
Механические ткани.
Первые растения зародились в воде. Т.к. вода – это плотная среда (плотнее, чем воздух. То она сама) служила опорой телу водорослей. Даже у гигантской водоросли Macrocystis слоевище неск. десятков м, а «ветви» достигающие 180 м могут держаться близ поверхности воды, где они колышутся в океанических течениях.
С выходом растений на сушу у них возникает необходимость выносить свои стебли вверх, к свету и поддерживать их без помощи воды, которой вокруг них уже не было. Ветви наземных растений должны противодействовать силе тяжести листьев, цветков, плодов.
Необходимую прочность растению обеспечивает тургор клеток живых тканей, прочность покровных тканей. Кроме того растение имеет систему механических тканей, являющихся арматурой, скелетом тела растения.
Различают 3 типа механических тканей: колленхима, склеренхима и склереиды (каменистые клетки).
Колленхима встречается чаще всего у двудольных растений у периферии стеблей, черешков листа. Это живая ткань клетки её имеют целлюлозные оболочки. Оболочки клеток утолщены, но не по всей поверхности, а в определённых участках. В зависимости от этого различают:
- уголковую к. – оболочки утолщаются за счёт наслоения целлюлозы в уголках клеток.
- Пластинчатую к. – утолщаются тангентальные стенки клеток.
- Рыхлую к. – клетки на ранних стадиях разъединяются в углах и образуются межклетники, стенки клеток утолщаются в тех местах, где они примыкают к межклетникам.
Т. к. колленхима – ткань живая, то она не препятствует росту органа в толщину, хоть и находится на периферии органа. Поэтому она характерна для двудольных.
Склеренхима – наиболее распространённая в органах растений арматурная ткань. Состоит она из мёртвых клеток прозенхимной формы, с заострёнными концами. Оболочки клеток одревесневшие, сильно утолщённые. Материал клеточных стенок склеренхимы по прочности и упругости не уступает строительной стали. Склеренхима имеется в вегетативных органах почти всех высших растений. Клетки склеренхимы называют волокнами.
Склереиды – это механические клетки, имеющие паренхимную форму и сильно утолщённые одревесневшие оболочки. Наиболее распространены т.н. Каменистые клетки, которые образуют скорлупу орехов (лещина, жёлудь, грецкий орех), косточки плодов (вишен, слив, абрикосов), встречаются они в мякоти плодов айвы и груши. В листьях чая, камелии встречаются склереиды с ответвлениями (астеросклереиды).
Общим для всех мех. тканей явл. утолщение клеточных оболочек, благодаря чему достигается прочность этих тканей.
Проводящие ткани.
Жизнь растения неразрывно связана с проведением и распределением питательных веществ. От корней по стеблю к листьям, цветкам и плодам постоянно продвигается вода с растворёнными в ней минеральными веществами. Этот ток веществ называется восходящим током.
В листьях растений вырабатываются органические вещества. Они проводятся во все органы растений, где идут на построение клеток растения и откладываются про запас. Этот ток веществ называется нисходящим.
Продвижение в-в в обоих направлениях совершается при помощи проводящих тканей. Клетки всех проводящих тканей вытянуты в длину и имеют форму трубочек.
Восходящий ток в-в продвигается по трахеидам и сосудам.
Трахеиды являются более древними по происхождению. Это узкие, длинные прозенхимные клетки, заострённые на концах. Оболочки их одревесневшие, утолщённые, а сами клетки мёртвые, утолщение оболочек неравномерное. Может быть спиральным, лестничным, кольчатым.
Трахеиды примыкают друг к другу и сообщение между ними осуществляется через поры промежутки между утолщениями и перфорации. Эти отверстия, как правило, не сплошные, поэтому они обеспечивают медленный ток.
Сосуды – это соединения трубчатых клеток (как трубопровод, сваренный из относительно коротких труб). Клетки сосудов мёртвые, перегородки между ними нарушены. Клеточные оболочки сосудов одревесневшие. Длина сосудов может быть от неск. см до 1-1,5 м. В процессе онтогенеза сосуд формируется следующим образом:
Различают типы сосудов:
1. кольчатые
2. спиральные
3. лестничные
4. сетчатые
5. пористые
Трахеиды являются более древними по происхождению и более примитивными проводящими элементами. Характерны они для голосеменных растений, есть и у цветковых. А трахеи – более прогрессивны и присущи только цветковым растениям.
Нисходящий ток в-в проводится по ситовидным трубкам с клетками-спутницами. В отличие от трахеид и сосудов ситовидные трубки (решётчатые трубки) – живые, имеют цитоплазму. Ситовидные трубки состоят из вытянутых в длину трубчатых клеток. Перегородки между ними продырявлены наподобие сита. Эти перегородки называются ситовидными (решётчатыми) пластинками.
Длина ситовидных трубок – от долей мм до 2 мм. В процессе онтогенеза ситовидные трубки образуются таким образом:
Предполагают, что клетки ситовидных трубок не имеют ядра, но они живые.Очевидно, ядра клеток-спутниц как-то регулируют функции ситовидных трубок.
Проводящие ткани в органах растений расположены в определённом порядке, они образуют различного вида пучки, которые ещё называют сосудисто-волокнистыми пучками.
Основными частями проводящего пучка являются ксилема (она обеспечивает восходящий ток) и флоэма (обеспечивает нисходящий ток). Ксилема и флоэма являются комплексами тканей.
Рассмотрим, какие ткани входят в их состав. Заполним таблицу:
Гистологический состав флоэмы и ксилемы
| Функциональные типы тканей | Проводящие | Механические | Запасающие |
| Флоэма | Ситовидные трубки с клетками-спутницами ж | Лубяные волокна (флоэмная склеренхима) м | Флоэмная (лубяная) паренхима ж |
| Ксилема | Трахеиды и сосуды (трахеи) м | Древесные волокна (ксилемная склеренхима) м | Ксилемная паренхима ж |
В проводящих пучках обязательны проводящие элементы и паренхима, а волокна имеются не всегда. Поэтому термин «сосудисто-волокнистые пучки» относится не ко всем пучкам.
Флоэма и ксилема образуются в результате деятельности камбия, который к периферии стебля или корня откладывает обычно флоэму, а к центру ксилему.
Если при этом вся образовательная ткань (т.е камбий) расходуется на образование Кс и Фл, то пучок называется закрытым. Если же в пучке сохраняется прослойка камбия, то пучок называется открытым. В открытом проводящем пучке продолжается образование элементов Фл и Кс, пучок может увеличиваться, расти.
В зависимости от взаимного расположения Кс и Фл сосудисто-волокнистые пучки бывают разных типов.
Наиболее распространены коллатеральные (бокобочные) пучки. Коллатеральным называется такой пучок, в кот. Фл. И Кс располагаются на одном и том же радиусе органа. Коллатеральные пучки бывают закрытыми и открытыми.
Коллатеральные
закрытый открытый
Закрытые коллатеральные пучки характерны для стеблей однодольных растений и листьев. Открытые коллатеральные пучки свойственныкорням и стеблям двудольных растений, очень редко встречаются в листьях.
Биколлатеральный пучок (двубокобочный).
На одном и том же радиусе органа располагаются 2 участка Фл(снаружи и внутри) и 1 участок Кс. Между наружной Фл и Кс находится прослойка камбия. Встречаются такие пучки в стеблях паслёновых и тыквенных растений (табл. ст. тыквы).
Радиальный пучок — Фл и Кс располагаются, чередуясь на разных радиусах. Характерны для корней первичного строения (ирис).
Концентрический (либо Фл окружает Кс, либо — наоборот). Амфивазальный (Кс окружает Фл) (корневище ландыша). Амфикрибральный (Фл окружает Кс) (корневище папоротника).