Меню

Что придает прочность стеблю растения

Стебель [растения]

Стебель — осевой орган растения, соединяю­щий все органы воедино.

Стебель выполняет функции опоры, передвижения и запасания веществ. Стебель состоит из коры, древесины и сердцевины. Стебли способны расти в толщину благодаря делению клеток камбия. Стебли могут ветвиться, формируя определенной формы крону и увеличивая листовую поверхность растения.

Функции стебля

Опорная функция

Ствол дерева являет­ся его стеблем. Стебель — это осевая часть побега растения, состоящая из узлов и междоузлий. На нем развиваются ли­стья, почки, цветки и плоды. Таким образом, стебель выпол­няет опорную функцию.

Проводящая функция

Стебель выполняет и проводящую функцию. По стеблю из листьев передвигаются к корням органические вещества, а из корней в листья — вода с растворенными в ней мине­ральными веществами.

Запасающая функция

В стеблях запасаются питательные вещества, иногда — вода (кактусы).

Фотосинтезирующая функция

Часто стебель является фотосинтезирующим органом (у большинства травянистых растений).

Разнообразие стеблей

Стебли бывают длинными и ко­роткими, мясистыми, уплощенными, трубчатыми и т. д. Они могут расти вертикально, наклонно, свисать, стелиться или располагаться в почве. Стебли одних растений прочные и са­мостоятельно удерживают листья и цветки в пространстве. У других растений, например у вьюнка полевого, стебли обвива­ют опору или цепляются за нее (рис. 118). Стебли деревьев и ку­старников многолетние, деревя­нистые. Стебли травянистых рас­тений нежные, гибкие, зеленые, на зиму чаще всего отмирают.

Строение стебля

Внутреннее строение стебля

Рассмотреть строение стебля можно на примере древесного растения. На поперечном спиле дерева даже не­вооруженным глазом можно раз­личить три слоя: кору, древесину и сердцевину (рис. 119).

Молодые стебли снаружи покрыты эпидермисом (кожи­цей) — покровной тканью, которая к осени заменяется пробкой.

Наружный слой коры — пробка, как вы уже знаете, со­стоит из мертвых клеток, заполненных воздухом. Она защи­щает расположенные глубже живые клетки от воздействия факторов внешней среды, излишнего испарения воды, про­никновения микроорганизмов.

Весной в пробке образуются чече­вички — маленькие бугорки с отверсти­ями (рис. 120). Они образованы круп­ными клетками основной ткани с боль­шими межклетниками. Через чечевич­ки осуществляется газообмен. Осенью отверстия чечевичек закупориваются. Чечевички хорошо видны на одревес­невших стеблях (стволах) вишни, бузины, сливы, дуба, черемухи и других рас­тений.

Под пробкой залегают клетки основ­ной ткани. В некоторых из них содер­жатся запасные питательные вещества.

Внутренний слой коры — луб (см. рис. 119). Луб состоит из про­водящей, механической и основной ткани. Проводящая ткань обеспечи­вает передвижение органических ве­ществ из листьев в стебель и в корень (нисходящий ток). Клетки механиче­ской ткани придают коре прочность и гибкость. Клетки основной тка­ни запасают питательные вещества.

Луб особенно хорошо развит в стеблях льна, липы, крапи­вы и некоторых других растений. Из луба льна изготавлива­ют льняное полотно. В старину из луба липы изготавливали обувь — лапти (рис. 121).

К центру от луба находится камбий — слой образователь­ной ткани, обеспечивающий рост стебля в толщину.

Древесина

Под камбием залегает древесина (чем старше стебель, тем толще в нем древесина). По проводящим элементам древеси­ны осуществляется транспорт воды и минеральных веществ из корня в стебель и листья (восходящий ток). На долю дре­весины приходится около 80% всего объема стебля. Древеси­на придает стеблю прочность.

Сердцевина

В центре стебля располагается мягкая сердцевина, в клет­ках которой откладываются в запас питательные вещества.

Рост стебля

Стебель растет в высо­ту за счет деления и роста клеток конуса нарастания верху­шечной почки. Для некоторых растений характерен вставоч­ный рост.

В толщину стебель нарастает за счет деления клеток камбия. Камбий образует к наружной части стебля луб, а к внутренней — древесину. Наибольшей тол­щины достигают стволы деревьев. Деятельность камбия у семен­ных растений носит сезонный характер. В результате образуются хоро­шо различимые годичные кольца (см. рис. 119).

Ветвление стебля

У большинства растений, кроме глав­ного побега, имеются боковые. При развертывании боковых почек образуются боковые побеги — происходит ветвление стебля. Ветвление определяет строение надземной части рас­тения. За счет ветвления на растении увеличивается количе­ство листьев. Материал с сайта http://wiki-med.com

У деревьев главный стебель (ствол) ветвится на некото­рой высоте, образуя крону. Боковые ветви имеют различное направление и интенсивность роста. От их расположения на стволе и в пространстве зависит внешний вид кроны. Обра­зование боковых ветвей можно ускорить, если обрезать вер­хушку главного побега. На этой способности стебля основы­ваются приемы прищипки и обрезки растений. Прищипку проводят у некоторых культурных растений (огурец, тыква). При этом главный стебель, например, огурцов удаляют над третьим листом. Главный стебель перестает расти, но об­разуются многочисленные боковые побеги. Питательные ве­щества, которые направлялись к клеткам конуса нарастания главного побега, теперь поступают в боковые побеги и расхо­дуются на образование и рост цветков и плодов. Пасынкова­ние томатов (удаление боковых побегов), наоборот, направле­но на развитие сильного главного побега.

Читайте также:  Почему растения зеленого цвета 5 класс

Обрезая деревья в парках, скверах, садах, им придают различную форму. Ветви в зеленой изгороди подрезают на одном уровне, чтобы вызвать усиленное ветвление. Много­кратная обрезка способствует образованию большого числа боковых побегов и, как следствие, формированию плотных кустов определенной формы или забавных фигур (рис. 122).

Источник

4.4.2. Ткани высших растений

В процессе эволюции у высших растений совершенствование организации сопровождалось усложнением внутреннего строения — появлением органов и тканей.

Ткань — совокупность клеток, сходных по морфологическим и физиологическим признакам и выполняющих определенные функции. Орган состоит обычно из нескольких тканей.

1. образовательная (меристема) появляется по мере деления зиготы. Формирует тело зародыша, по мере роста растения перемещается во все его точки роста – верхушки корней, стеблей, в основания междоузлий и листьев – это первичные меристемы ( их клетки делятся в поперечном, радиальном и тангенциальном – параллельным поверхности – направлениях; лежат беспорядочно):

Основное свойство меристем – способность делиться митозом и дифференцироваться (преобразовываться в другие ткани).

Меристемы могут возникать и из уже имеющихся тканей – это вторичные меристемы ( клетки делятся только в тангенциальном – параллельным поверхности – направлении; лежат четкими рядами):

Камбий – образовательная ткань корня и стебля, состоящая из клеток, при делении и дифференцировке которых с внутренней стороны от слоя камбия откладывается древесина, с внешней – луб (у голосеменных и двудольных растений)

Феллоген (пробковый камбий)

2. покровные ткани растений находятся на границе с внешней средой и защищают их от высыхания, механического повреждения, действия высоких и низких температур, чрезмерного испарения воды, проникновения микроорганизмов:

Кожица (э пидерма) в виде однорядного слоя клеток покрывает листья и однолетние побеги. Наружная поверхность клеток этой ткани часто покрыта кутикулой или восковым налетом, особенно развитых у растений засушливых местообитаний. Основные функции эпидермы — защитная и регуляция газообмена и испарения воды (связь с внешней средой – через устьица )

Пробка сменяет эпидерму, вследствие чего к осени зеленый цвет побегов переходит в бурый; из нескольких слоев отмерших клеток, стенки которых пропитаны жироподобным веществом суберином, непроницаемым для воды и газов. Т.к. живые ткани, лежащие под пробкой, нуждаются в газообмене и удалении избытка влаги, то связь с внешней средой осуществляется через разрывы в пробке, заполненные рыхло расположенными клетками — чечевички .

Пробка вместе со слоями отмерших клеток других тканей входит в состав корки , которая предохраняет стволы деревьев от механических повреждений, лесных пожаров, резкой смены температур и т. п. Корка ежегодно наращивается за счет клеток находящегося под ней камбия.

3. проводящие ткани служат для распространения по всему растению веществ, всасываемых корнями, и веществ, образующихся в листьях и молодых стеблях.

Дальний или осевой транспорт веществ (от листьев к корням и от корней к листьям)

Ближний или радиальный.

Проводящая система растений состоит из:

Ксилемы или древесины – комплекс тканей, расположенных внутрь ль камбия или в проводящих пучках; обеспечивает восходящий ток воды и минеральных солей.

-сосудов (проводящая ткань)

— древесных волокон (механическая ткань)

-древесной паренхимы (основная ткань)

Флоэмы или луба – комплекс тканей с внешней стороны от камбия или в проводящих пучках; служит для проведения нисходящим током продуктов фотосинтеза к местам их использования или отложения в запас (подземные органы, созревающие плоды и семена и др.).

-ситовидных трубок (проводящая ткань)

-лубяных волокон (механическая ткань)

-лубяной паренхимы (основная ткань)

Дальний, или осевой, восходящий ток осуществляется по трахеидам и сосудам. Трахеиды — мертвые вытянутые клетки, лишенные цитоплазмы, имеющие одревесневшие стенки, в которых находятся поры. Через поровую мембрану происходит фильтрация растворов. Ток жидкости по трахеидам медленный, так как поровая мембрана препятствует движению воды. Трахеиды встречаются у всех высших растений, а у большинства хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных служат единственными проводящими элементами ксилемы. У покрытосеменных развиты сосуды — полые трубки, состоящие из отдельных члеников, расположенных друг над другом. В члениках имеются сквозные отверстия — перфорации, благодаря которым быстрота тока растворов многократно увеличивается. Оболочки сосудов пропитываются лигнином и придают стеблю дополнительную прочность.

Нисходящий ток органических веществ осуществляется по ситовидным трубкам , входящим в состав проводящей ткани — флоэмы (луб). Ситовидные трубки состоят из члеников, поперечные перегородки которых пронизаны мелкими отверстиями, образующими «сито». Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат живую цитоплазму, образующую единое целое с цитоплазмой соседних клеток. Скорость движения по ситовидным трубкам меньше, чем скорость движения по сосудам.

Элементы проводящей системы вместе с волокнами механической ткани образуют пучки . Сосудисто-волокнистые пучки хорошо видны в листьях в виде жилок, они распространены в стебле, корнях, плодах и объединяют растение в единое целое.

4. механические ткани формируют «внутренний скелет» растения; обеспечивают прочность его органов: сопротивление нагрузкам на растяжение, сжатие и изгиб. Прочность и упругость клеток механических тканей достигается утолщением и одревеснением их оболочек. В молодых участках растущих органов механических тканей нет, т.к. живые клетки, находясь в состоянии тургора, благодаря плотным клеточным стенкам приобретают упругость.

Читайте также:  Эволюция животных и растений для детей

Наиболее распространенная классификация механических тканей:

Склеренхима – представлена волокнами – длинными узкими клетками с равномерно утолщенной одревесневающей клеточной стенкой и обычно отмершим протопластом. В корне, стебле, плодах. В составе ксилемы (древесные волокна), флоэмы (лубяные волокна) и т.д.

Склереиды – клетки округлой или кубовидной формы с толстыми стенками, способными раздревесневать (утрачивать лигнин). В тканях мезофилла листа, мякоти сочных плодов (каменистые клетки), «косточек» плодов костянок

Колленхима – свойственна только двудольным, под эпидермой надземных органов. Округлая или кубовидная форма клеток, живой протопласт, неравномерное утолщение клеточных стенок (свойства пружины)

5. основная ткань или паренхима , состоит из живых тонкостенных клеток, располагающихся между другими тканями:

основная паренхима – в сердцевине стеблей

древесная паренхима – между сосудами и древесными волокнами в древесине

лубяная паренхима – между ситовидными трубками и волокнами в лубе

хлорофиллоносная паренхима – столбчатая ткань в листе под верхней эпидермой, губчатая – под нижней

запасающая паренхима – в эндосперме семян, клубнях, корнеплодах, плодах

воздухоносная паренхима – у водных растений с плавающими листьями и стеблями.

Источник

Строение и функции стебля. Рост, ветвление и расположение листьев на стебле

Высшие растения делятся на травяные и древесные, соответственно выделяют два типа строения стебля. Отличительной чертой древесных растений является постоянный рост в толщину, который останавливается только при гибели организма. Травянистые растения ограничены в росте из-за особенностей жизненного цикла. Существенных же различий в строении стеблей растений нет.

Стебель – это ось побега, с расположенными на нем листьями, почками. Строение стебля может быть первичным — при формировании нового растения, когда клетки еще не дифференцированы (у однодольных остается на всю жизнь). Для двудольных и голосеменных характерно быстрое изменение первичного стебля, как следствие образуется вторичное строение стебля (из-за действия камбия и феллогена).

Из чего состоит стебель

Строение стебля древесного растения включает 5 отделов:

Пробка

У только проросших растений внешний слой представлен кожицей, которая, за определенное время, заменяется на пробку. Кожица защищает стебель от испарений влаги и действия вредоносных микроорганизмов, которые приводят к заболеваниям растений.

На поверхности расположены устьица, необходимые для эффективного газообмена. Непосредственное поглощение кислорода осуществляется благодаря чечевичкам – небольшие бугорки на коре, оснащены отверстием. Образуются из клеток с большим межклеточным пространством. Под кожицей располагаются зеленые клетки (в них находятся хлоропласты). После формирования пробки преобразуются в белые и относятся уже к лубу.

Функции клеток наружного покрова стебля: фотосинтезирующая, защитная, газообмена.

Луб делится на мягкий (включает проводящую систему и паренхиматозные структуры) и твердый. Окрас – белесоватый, выделяют такие единицы строения луба: ситовидные трубки, лубяные волокна, клетки основной ткани.

Ситовидные трубки – это совокупность клеток, имеющих не поверхности множество отверстий, через которые протекают органические вещества.

Лубяные волокна – это механическая ткань, имеет клетки вытянутой формы, с плотной стенкой. Придает растениям гибкости и прочности.

Камбий

Между наружным и внутренним шаром клеток находится образовательная сосудистая ткань – камбий. Прекамбий первичной структуры растения служит основой для формирования ткани.

Клетки камбия имеют вытянутую форму, цитоплазма окрашена в зеленый цвет, ядро веретенообразное. На срезе можно увидеть циркулярный слой образовательной ткани, но истинные камбиальные клетки образуют однослойный шар, потому что после деления только одна клетка сохраняет свойства исходной.

Строение стебля

Внутреннее строение стебля

Древесина

Древесина – это главная составляющая стебля. Плотная, широкая, в ее составе видны клетки разного типа и размера. Выделяют такие части: сосудистую ткань, трахеиды, древесные волокна.

Сосуды сформировались из соединенных трубчатых клеток размещенных друг на друге, стенки между ними частично растворились, поэтому жидкость может свободно передвигаться. Основные функции сосудов стебля – это перемещение растворенных солей, питательных веществ из корня в листья, новые побеги.

Трахеиды представляют собой систему отмерших клеток с межклеточными порами, по которым идет ток жидкости. Скорость движения растворенных веществ ниже, чем в проводящих тканях.

Древесные волокна состоят из паренхиматозных клеток, которые накапливают питательные вещества и толстостенных, выполняющих опорную функцию.

Сердцевина

Сердцевина – располагается в центре ствола, формируется из крупных живых и омертвевших клеток. Живая ткань содержит дубильные вещества. Мелкие клетки, расположенные возле древесины, накапливают сахара, крахмал.

Какую функцию выполняет сердцевина стебля?

Основная функция сердцевины стебля – запасание питательных веществ, необходимых для роста растений. В сердцевине есть эфирные масла (бук), смолы, дубильные вещества (чайный куст). В некоторых растений (в корневище, клубнях) клетки сердцевины сохраняют функцию меристемы (образовательной ткани, способной к делению всю жизнь).

Читайте также:  Животные и растение полу пустыне

Внутреннее строение стебля

Какие функции выполняет стебель

  1. Опорная – стебель это стержень растения, осуществляет его поддержку; место для роста листьев, цветков;
  2. проводящая – транспорт растворенных веществ от корневой системы к листьям и веткам, новым побегам;
  3. запасающая – обеспечивает постоянное наличие внутри стебля воды и питательных веществ;
  4. защитная – защищает от действия опасных агентов, поедания животными (развиваются колючки, шипы);
  5. вегетативного размножения – для отдельных растений (цитрусовые, ананас) единственный способ получения потомства;
  6. фотосинтез – наличие хлоропластов в зеленых клетках дает возможность участвовать в процессах преобразования энергии;
  7. ассимиляция органических веществ, пример кактусы, у которых стебель на себя берет функцию листьев;
  8. осевая (механическая) – выносит растение к солнцу (листья — для фотосинтеза, цветки – для опыления).

Рост стебля

Рост стебля в толщину происходит за счет наличия образовательной ткани (камбия).

Благоприятными условиями для утолщения ствола являются наличие тепла и достаточной влаги, в зимний период размножение клеток не происходит. Толщина кадмия не изменяется в процессе деления, так как из двух новообразованных клеток только одна остается в структуре образовательной ткани, а другая переходит к древесине или лубу. Число клеток отошедших к центральной части стебля превышает численность клеток доставшихся лубу в четыре раза.

Годичные кольца, которые видны на поперечном срезе стебля, формируются из-за разной формы клеток образованных в весенний период и осенний. После весеннего пробуждения кадмий начинает активно делиться, образуя крупные клетки с тонкими стенками. С наступлением лета, а особенно осени клетки становятся мельче. Зимой деление образовательной ткани не происходит, а весной снова включается процесс размножения клеток крупных размеров. Такое клеточное чередование легко прослеживается на срезах деревьев. Таким образом, подсчитывают их возраст.

Годичные кольца деревьев

С помощью годичных колец судят о погоде в определенный год. Если кольцо широкое, то дерево получало много влаги и солнечного тепла, если – узкое, то в весенне-осенний период было мало дождей. Также с южной стороны наблюдается более широкая часть кольца, потому что дерево здесь получало больше тепла.

Рост стебля в высоту осуществляется с помощью меристемы конуса нарастания (верхушечной почки). Клетки нижней части конуса дают начало образованию листьев. После чего клетки начинают свой рост, прекращая деление. Увеличение размеров клеток идет за счет разрастания вакуолей.

Если стебель будет сломан или искусственно лишен верхушечной почки, рост в высоту прекращается, начинают развиваться боковые побеги.

Расположение листьев на стебле

Участки стебля, на которых развиваются листья, называются узлами. С одного узла может расти несколько листьев, этим определяется их расположение.

Очередное – из одного узла прорастает один лист, размещены они на стебле спирально, не препятствуют поступлению солнечного света на нижерасположенные листья (береза).

Супротивное – два листа находятся в одном узле, противоположно друг другу (мята).

Мутовчатое – один узел имеет три или больше листьев, такое расположение встречается довольно редко (вороний глаз).

Расположение листьев на стебле

Типы расположения почек на стебле

Верхушечное – почка находится на верхушке побега.

Боковое расположение делится на пазушное и придаточное.

Пазушные почки образуются в пазухах листьев, их количество соответствует числу листьев на стебле, а придаточные почки расположены на междуузелковых участках, корне, листьях. С их помощью осуществляется вегетативное размножение растений.

Типы роста стебля

Встречаются растения с прямостоячими стеблями – растут перпендикулярно относительно почвы (подсолнух, береза);

Ползучими – распространяются по земле, укореняясь в узлах (земляника);

Вьющимися – также стелются по субстрату, но не укореняются в узлах (хмель);

Лазающими, имеющие усики (вспомнить можно фильм «Джек и бобовый стебель» и характерный вид стебля бобового растения, который, разветвляясь, достигал небес);

Укороченными у одуванчика, подорожника.

Разнообразие стеблей

Форма стебля бывает:

  • цилиндрической;
  • трехгранной;
  • многогранной;
  • сплющенной.

Ветвление стебля

Увеличение размеров растение увеличивает его потребности в питательных веществах, энергии. Поэтому стебель начинает ветвление, чтобы увеличить количество листьев и выполнять больше фотосинтезирующих процессов. На стволе формируются стебли второго порядка, из них – третьего, и так дальше. По типу ветвления растения делятся на:

Дихотомические – при этом основной ствол дает два побега, которые также делятся на два, и так происходит многократное деление.

Ложнодихотомические – ветви начинают рост от боковых почек, которые расположены на противоположной стороне стебля.

Моноподиальные – выделяется основная массивная ось растения, от которой идут боковые ответвления.

Симподиальные – стебель первого порядка отмирает или его ось заканчивается цветком, тогда рост продолжается за счет побега от нижерасположенной почки.

Типы ветвления стебля

В зависимости от строения стебля выделяют следующие формы растений:

Травы – имеют не одревесневшие стебли, жизненный цикл которых продолжается один вегетационный период.

Деревья – многолетние растения с одревесневшим стволом.

Кустарники – из корня прорастает большое количество одревесневших стволов.

Источник