Министерство образования Московской области
Государственное образовательное учреждение высшего образования
Московской области
«Московский государственный областной гуманитарный институт»
Фармацевтический факультет
Кафедра фармакологии и фармацевтических дисциплин
Методические указания для студентов по теме:
«Покровная ткань: первичная (верхний и нижний эпидермис, трихомы), вторичная и третичная. Механическая ткань: колленхима и склеренхима»
Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения темы:
1. Способность и готовность анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1)
2. Способность и готовность работать с научной литературой, анализировать информацию, вести поиск, превращать прочитанное в средство для решения профессиональных задач (выделять основные положения, следствия из них и предложения) (ПК-48)
Методические указания для студентов по теме: «Покровная ткань: первичная (верхний и нижний эпидермис, трихомы), вторичная и третичная. Механическая ткань: колленхима и склеренхима»
По разделу 6 «Растительные ткани»
Цель работы: Изучить особенности строения и классификацию покровных и механических тканей, их местоположение в органе, значение для диагностики ЛРС, гистохимические реакции, помогающие диагностировать вид ткани.
Вопросы для подготовки к занятию
1. Покровные ткани.
– Классификация, особенности строения, функции, локализация в теле растения.
– Значение для диагностики лекарственного растительного сырья.
1. Механические ткани.
– Классификация: колленхима и склеренхима. Характеристика и функции.
– Размещение в теле растения, значение для диагностики лекарственного растительного сырья.
Теоретическая часть
Покровные ткани располагаются на границе с внешней средой. Большинство из них состоит из плотно сомкнутых живых, реже мертвых клеток. Они выполняют барьерную роль, защищая внутренние ткани от высыхания и повреждения. Покровные ткани - барьер для проникновения патогенных микроорганизмов. Одна из функций покровных тканей - регуляция газообмена и транспирации. Некоторые из них способны к всасыванию и выделению, активно регулируя скорость и избирательность проникновения веществ. Подобно прочим постоянным тканям, покровные ткани возникают в процессе онтогенеза из меристем. Эпидерма (первичная покровная ткань) образуется в результате дифференциации клеток первичной меристемы (апикальной или интеркалярной). Перидерма (вторичная покровная ткань) образуется из вторичной меристемы – феллогена (пробковый камбий).
Листья и молодые зеленые побеги покрыты однослойной (редко многослойной) эпидермой как чехлом. Ее главная функция – регуляция транспирации (испарение воды растением) и газообмена. Это сложная ткань, поскольку ее клетки различаются по форме и отчасти по функциям. В частности, резко отличаются клетки, образующие устьица, и клетки трихом. Наружная поверхность клеток эпидермы обычно покрыта слоем кутикулы, которая, у растений засушливых мест обитания, обычно достигает значительной толщины. Нередко ее поверхность покрыта различного рода складками или бородавчатыми выростами. Исключая устьичные щели, клетки эпидермы плотно сомкнуты. Очертания клеток эпидермы различено. Боковые стенки основных клеток эпидермы на листьях растений класса двудольных, как правило, извилистые, что повышает плотность их сцепления друг с другом. Эпидермальные клетки стебля, а также листьев большинства растений класса однодольных, сильно вытянуты вдоль оси органа и являются прямостенными.
Устьица представляют собой высокоспециализированные образования эпидермы, состоящие из двух замыкающих клеток, между которыми имеется своеобразный межклетник, или устьичная щель, которая может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен. Под щелью располагается воздушная полость, окруженная хлоренхимой. Клетки эпидермы, примыкающие к замыкающим, получили название побочных, или околоустьичных. Они участвуют в движении замыкающих клеток. Замыкающие и побочные клетки образуют устьичный аппарат. Число побочных клеток и их расположение относительно устьичной щели позволяют выделять ряд устьичных типов. Наиболее часто встречающиеся устьичные аппаратов: аномоцитный, диацитный, парацитный, анизоцитный, тетрацитный.
Трихомы у растений - это различные по форме, строению и функциям выросты эпидермы – волоски и железки. Размеры трихом варьируют в значительных пределах. Трихомы могут быть живыми и мертвыми и выполнять различные функции. Мертвые волоски называют кроющими - это одноклеточные, многоклеточные, ветвистые и звездчатые трихомы. Чаще всего они образуют опушение, на нижней стороне листьев, где находится большая часть устьиц, и предохраняют растение от избыточной транспирации. Обильное опушение многих пустынных растений способствует отражению мощной солнечной радиации. Многие эпифиты тропиков, напротив, используют трихомы для поглощения атмосферной влаги. Живые волоски растений служат для испарения излишней влаги. Железистые (железки и нектарники) – для синтеза и выделения секреторных веществ (эфирные масла, нектар и др.). Поэтому их рассматривают в качестве элементов выделительной (экзогенной) ткани.
Помимо волосков на эпидерме ряда видов заметны выросты, называемые эмергенцами, в формировании которых принимают участие не только клетки эпидермы, но и слои клеток, лежащие под ней. К ним относятся известные жгучие волоски крапивы, шипы розы, малины, ежевики и др.
Перидерма – сложная, многослойная вторичная покровная ткань стеблей и корней многолетних растений. Она образуется под первичной покровной тканью осевого органа, которая постепенно отмирает и слущивается. Перидерма состоит из пробки (феллема), пробкового камбия (феллоген) и феллодермы. В процессе ее формирования пробковый камбийнаружу откладывает клетки пробки, а во внутрь живые паренхимные клетки феллодермы. Многослойная пробка образует защитный футляр, предохраняющий живые ткани от потери влаги, от резких температурных колебаний и проникновения болезнетворных микроорганизмов. Клетки пробки мертвые и лишенных межклетников. Их оболочка пропитана суберином. Живые ткани, лежащие под пробкой, нуждаются в газообмене и удалении избытка влаги, поэтому в перидерме с самого начала образуются чечевички – участки слабоопробковевших паренхимных клеток с многочисленными межклетниками. В многолетних осевых органах растений обычно развивается несколько перидерм. Каждая последующая закладывается глубже предыдущей. Со временем клетки наружных перидерм и располагающихся между ними тканей отмирают, образуя мощный покровный комплекс – корку (ритидом). Она формируется на стволах, многолетних ветвях и корнях деревьев. В отличие от более или менее гладкой перидермы корка трещиноватая и неровная.
Механические ткани придают прочность органам растений. Они обеспечивают сопротивление статическим (сила тяжести) и динамическим (порывы ветра и т. п.) нагрузкам и могут формироваться как в первичном, так и во вторичном теле растения. В самых молодых участках растущих органов механических тканей нет, так как живые клетки в состоянии высокого тургора обусловливают их форму благодаря своим упругим оболочкам. Механические ткани наиболее развиты в осевой части побега - стебле. Здесь они располагаются по его периферии: либо отдельными участками в ребрах, либо сплошным цилиндром. Тем самым достигается наилучшее использование свойств механической ткани при изгибе органа. В корне, механическая ткань обычно отсутствует. Так как одной из задач этого органа является сопротивление растяжению и разрыву, то расположенные в центре корня одревесневшие механические элементы ксилемы (либриформ), совместно с сосудами и трахеидами, обеспечивают ее выполнение.
Наиболее заметная особенность клеток этой ткани - их значительно утолщенные оболочки, которые могут выполнять опорную функцию даже после отмирания их живого содержимого. Различают два основных вида механических тканей - колленхиму и склеренхиму.
Колленхима - это простая первичная опорная ткань, состоящая из более или менее вытянутых вдоль оси органа клеток с неравномерно утолщенными неодревесневшими первичными оболочками. В зависимости от характера утолщений стенок и соединения клеток между собой различают уголковую и пластинчатую колленхиму. На поперечном срезе первой, утолщенные по углам оболочки соседних клеток зрительно сливаются между собой, образуя трех- пятиугольники. Частным случаем уголковой является рыхлая колленхима, отличающаяся присутствием межклетников.
В пластинчатой - стенки клеток имеют два параллельно утолщенных участка (пластинки).
Колленхима встречается в форме тяжей в выступающих ребрах стеблей травянистых и тех частей деревянистых растений, которые еще не вступили в стадию вторичного роста, в черешках и по обеим сторонам крупных жилок листьев. Пластинчатая – в стеблях древесных растениях класса двудольных в виде сплошного цилиндра по периферии. Корни содержат колленхиму редко. Клетки колленхимы, будучи живыми с неодревесневшими стенками, способны к росту в длину и не препятствуют росту органов, в которых они расположены. Иногда колленхима содержит хлоропласты. Функции арматурной ткани колленхима может выполнять только в состоянии тургора.
Склеренхимой называется механическая ткань, состоящая из клеток с одревесневшими и равномерно утолщенными оболочками. Склеренхимные клетки на определенном этапе дифференциации лишаются протопласта и выполняют опорную функцию, будучи мертвыми. Оболочки склеренхимных клеток толстые, они обладают прочностью, близкой к прочности стали. Отложение в них лигнина повышает прочность склеренхимы. Лишь в редких случаях клетки склеренхимы не одревесневают (лубяные волокна льна). Поры в оболочках склеренхимы немногочисленные, простые. Различают два вида клеток склеренхимы - волокна и склереиды.
Волокна - сильно вытянутые прозенхимные клетки с заостренными концами. У многих растений, обычно у представителей класса однодольных, волокна составляют механическую обкладку проводящих пучков. В стеблях травянистых растений волокна часто образуются перициклом и расположены по краю центрального осевого цилиндра. В стеблях и листьях однодольных они часто образуют субэпидермальные тяжи.
Склереиды - структурные элементы механической ткани, обычно возникают из клеток основной паренхимы в результате утолщения и лигнификации их оболочек. Зрелые склереиды сильно варьируют по форме. Склереиды могут встречаться в виде скоплений либо располагаются поодиночке (клетки-идиобласты ). Считается, что функция склереид - противостоять сдавливанию.
Практическая работа
Задание 1. Изучите строение эпидермы листа однодольного растения
1. 
Поместите кусочек листа ландыша майского в каплю раствора Судана Ш на предметное стекло. Накройте покровным стеклом, при этом следите, чтобы весь лист был погружен в воду и препарат не содержал пузырьков воздуха.
2. 
Сначала на малом, а затем на большом увеличении изучите форму клеток, строение устьичного аппарата, минеральные включения (рис 53).
3. Зарисуйте в крупном масштабе клетки листа с устьицами и минеральными включениями, сделайте обозначения. Запишите в тетради признаки строения эпидермы листа однодольных растений.
Задание 2. Изучите строение эпидермы листа двудольных растений с разными типами устьичных аппаратов:
§ 
Лист растения из семейства губоцветных (мята, душица, мелисса) с диацитным устьичным аппаратом (рис 54).
§ Лист растения из семейств: вересковых (брусника) и хвощевых (хвощ полевой) с парацитным устьичным аппаратом (рис 55, 56).
§ Лист растений из семейств: сложноцветные (череда, гинура) и бобовые (донник) с аномоцитным устьичным аппаратом (рис 57).
§ 
Лист растений из семейств: капустные (пастушья сумка), пасленовые (красавка обыкновенная) или зверобойные (зверобой продырявленный) с анизоцитным устьичным аппаратом (рис 58).
1. 
Поместите кусочек листа в каплю раствора Судана Ш на предметном стекле. Накройте покровным стеклом, при этом следите, чтобы весь лист был погружен в воду и препарат не содержал пузырьков воздуха.
2. Сначала на малом, а затем на большом увеличении изучите форму клеток, строение устьичного аппарата, минеральные включения, трихомы.
3. 
Зарисуйте в крупном масштабе клетки эпидермы листьев с устьицами и минеральными включениями, трихомами, сделайте обозначения. Запишите в тетради признаки строения эпидермы листа двудольных растений.
Задание 3. Рассмотрите ветвистые волоски в листьях коровяка обыкновенного.
1. Поместите кусочек листа в каплю воды на предметном стекле. Накройте покровным стеклом, при этом внимательно следите, чтобы весь лист был погружен в воду и препарат не содержал пузырьков воздуха.
2. Сначала на малом, а затем на большом увеличении изучите строение волоска (рис 58). Зарисуйте в крупном масштабе, запишите в тетради функции разных трихом.
Задание 4. Изучите строение перидермы на готовых препаратах стебля липы, крушины или сделайте поперечный срез стебля древесного растения (рис 59). Зарисуйте, сделайте необходимые обозначения. Запишите качественную реакцию на опробковение в тетради.
Задание 5. Изучите строение механической ткани - колленхимы.
1. 
На поперечном срезе стебля древесного растения, изученном в задании 4, под покровной тканью рассмотрите пластинчатую колленхиму (рис. 62). Зарисуйте участок среза в крупном масштабе. Запишите качественную реакцию на целлюлозные стенки колленхимы в тетрадь.
2. 
Сделайте продольный и поперечный срез черешка свеклы и рассмотрите особенности строения уголковой колленхимы. Зарисуйте необходимый участок среза в крупном масштабе (рис. 63). Сделайте обозначения.
3. Сделайте поперечный срез стебля дурмана (или черешка ревеня) и рассмотрите особенности строения рыхлой колленхимы. Зарисуйте необходимый участок среза в крупном масштабе (рис. 64). Сделайте обозначения. Запишите в тетради, чем рыхлая колленхима отличается от уголковой.
Задание 6. Изучите строение механической ткани - склеренхимы. На поперечном срезе (готовые препараты) купены или кирказона рассмотрите волокна склеренхимы. (Брахисклереиды мы рассматривали на занятии «Строение клеточной стенки»). Зарисуйте участок среза с волокнами. Обратите внимание на результат качественной реакции на одревеснение.
1. Посмотрите строение волокон на продольном срезе на готовом перпарате №40 «Лубяные волокна льна. Продольный разрез» (рис 61). Зарисуйте в тетради, сделайте обозначения.
Задание 7. Заполните таблицу
Признаки механичесих тканей
| Вид механической ткани | гистохимическая реакция для окраски клеточной стенки | Локализация |
| Склеренхима (склереиды) | ||
| Склеренхима (волокна) | ||
| Пластинчатая колленхима | ||
| Уголковая колленхима | ||
| Рыхлая колленхима |
Вопросы для самоконтроля
1. Тип устьичного аппарата, характерный для семейств Lamiaceae, Asteraceae.
2. Типы простых трихом.
3. Функции феллогена, феллодермы, феллемы.
4. Склереиды, особенности строения, классификация.
5. Местонахождение в органе растения пластинчатой и уголковой колленхимы.
Тестовые задания
Выберите один правильный ответ:
| 1. «………….» - относится к простым тканям 1) ксилема 2) флоэма 3) аэренхима 4) эпидерма 5) перидерма | |||
| 2. Склереиды звездчатой формы называются 1) астросклереиды 2) брахисклереиды 3) каменистые клетки 4) макросклереиды 5) остеосклерииды | |||
| 3. Перидерма образуется из 1) апикальной меристемы 2) латеральной первичной меристемы 3) латеральной вторичной меристемы 4) интеркалярной меристемы 5) перицикла | |||
| 4. Ткань, изображенную на рисунке, образует 1) камбий 2) феллоген 3) феллодерма 4) перицикл 5) апикальная меристема | 
| ||
| 5. Клетки этой ткани обычно мертвые 1) эпидерма 2) пробка 3) ризодерма 4) паренхима 5) выделительная ткань | |||
| 6. на рисунке изображено 1) трахеида 2) каменистая клетка 3) трихома 4) астросклереида 5) макросклереида | 
| ||
| 7. на рисунке изображено 1) волокна 2) уголковая колленхима 3) пластинчатая колленхима 4) рыхлая колленхима 5) аэренхима | 
| ||
| 8. ЭПИДЕРМУ МОЖНО ОКРАСИТЬ 1) сульфатом анилина 2) флороглюцином и конц. серной кислотой 3) Суданом III 4) реактивом Люголя 5) глицерином | |||
| 9. на рисунке изображено 1) уголковая колленхима 2) рыхлая колленхима 3) волокна либриформа 4) лубяные волокна 5) каменистые клетки | 
| ||
| 10. тип устьичного аппарата на рисунке 1) аномоцитный 2) диацитный 3) парацитный 4) анизоцитный 5) тетрацитный | 
| ||
Ситуационная задача (образец)
При увеличении микроскопа 15×20 на препарате видно, что среди тонкостенных, богатых клеточным соком клеток, расположены группы более мелких толстостенных клеток с отмершим протопластом. При увеличении 15×40 в толстой стенке клетки видна слоистость, а также узкие, часто ветвящимися поровыми каналами. Определите вид ткани на препарате, укажите какую качественную реакцию можно провести для подтверждения вывода. Предположите значение данных клеток в жизни растения и для диагностики лекарственного растительного сырья. Сделайте рисунок.