Меню

Элементов органов растений построенных из паренхимных клеток

ОСНОВНЫЕ ПАРЕНХИМНЫЕ ТКАНИ, ИХ СТРОЕНИЕ, РАСПОЛОЖЕНИЕ В ОРГАНАХ РАСТЕНИЙ, ФУНКЦИИ

Паренхима — основная ткань, составляющая большую часть тела растений, внутри которой дифференцируются высокоспециализированные ткани. Термин «основные ткани», предложенный немецким ботаником Ю. Саксом, стал общепринятым. Ткани являются основ­ными потому, что в ходе онтогенеза, при развитии из семени пророс­тка, служат монолитной основой апексов, из которых развиваются разнообразные по структуре органы растений. Спектр функций основ­ных тканей может меняться благодаря физиологической пластично­сти паренхимных клеток. Однако на всех уровнях специализации основные ткани сохраняют свои характерные черты. Клетки паренхимы всегда живые, изодиаметрической формы. Оболочки тонкие, с про­стыми порами, реже утолщенные и одревесневшие. В типичных слу­чаях хорошо развиты межклетники. Клетки основной паренхимы не теряют способности к делению и могут возвращаться к меристемати-ческому состоянию, например, при заживлении ран, регенерации, образовании придаточных корней. Выделяют несколько групп основ­ных тканей.

АССИМИЛЯЦИОННЫЕ, ИЛИ ХЛОРОФИЛЛОНОСНЫЕ, ТКАНИ (ХЛОРЕНХИМА)

Главная функция ассимиляционных тканей — фотосинтез. Имен­но в этих тканях синтезируется основная масса органических веществ и связывается энергия, получаемая растениями от солнца.

Клетки хлоренхимы тонкостенны, содержат хлоропласты, которые располагаются одним слоем вдоль стенок, не затемняя друг дру­га. Хлоренхима, обращенная к солнечной стороне, имеет продолго­ватой формы клетки и называется столбчатой, или палисадной. В этом типе хлоренхимы активно идут реакции фотосинтеза. С тыльной стороны клетки хлоренхимы округлой формы, с большими межклет­никами, называются губчатой хлоренхимой. Хлоренхима залегает не­посредственно под эпидермисом, что обеспечивает хорошее освеще­ние и газообмен в стебле. Просвечивая сквозь прозрачную кожицу, хлоренхима окрашивает в зеленый цвет молодые части растений. Иногда она располагается в глубине стебля вокруг пучков или более поверхностно под механической тканью. В этом случае ее функция связана со снабжением внутренних тканей стебля и, в первую очередь, живых клеток проводящих пучков кислородом, который образуется в процессе фотосинтеза. В редких случаях хлоренхима образуется в корнях, доступных свету (в воздушных, в корнях водных растений).

Вещества, поступающие из внешней среды или синтезированные растением, могут запасаться. Массовое отложение органических веществ происходит только в специализированных запасающих тканях, являющихся основным типом тканей ряда органов.

Запасные вещества накапливаются в определенных частях растения: у деревьев и кустарников — в паренхимных клетках коры, сердце­винных лучей, древесинной паренхимы стволов и корней, а у молодых побегов — в клетках сердцевины. У многолетних травянистых растений имеются специализированные органы запаса — корнеплоды, луковицы, клубни, корневища. Накопленные летом запасы органических веществ расходуются весной на образование молодых побегов и корней. В пло­дах и семенах запасающая паренхима составляет основу органов.

Специализация запасающих тканей определяется в значительной степени составом аккумулируемых продуктов. Вещества накапливаются в растворимом или твердом состоянии. В семенах откладывают­ся высокомолекулярные запасные соединения в виде твердых зерен (белки, крахмал); жиры представлены гидрофобными липидами. Чаще всего в запасающих тканях семян присутствуют одновременно два (белок и крахмал или белок и жиры) или все три типа основных запасных веществ. В клубнях, корневищах, околоплодниках уровень оводненности лишь незначительно изменяется по мере созревания, поэтому здесь редко накапливаются белки и липиды. В этих органах запасными продуктами обычно являются высокомолекулярные уг­леводы (крахмал, инулин, гемицеллюлоза) или водорастворимые са­хара (корнеплоды свеклы, моркови, мякоть плодов, арбуза).

Различие химической природы запасных веществ приводит к специализации тканей. Так, отложение крахмала происходит в амилопластах, местом запасания белков и сахаров служат вакуоли, липидные капли накапливаются непосредственно в гиалоплазме, а гемицеллюлоза — в клеточной оболочке.

Растения, периодически испытывающие недостаток воды, иногда образуют особые водоносные запасающие ткани. Чаще всего эти ткани состоят из крупных тонкостенных паренхимных клеток, которые за­полнены смесью слизи и воды. Водоносная паренхима встречается в стеблях и листьях растений-суккулентов (кактусы, агавы, алоэ).

ВОЗДУХОНОСНЫЕ ТКАНИ (АЭРЕНХИМА)

Во всех органах и тканях растений имеются межклетники, осуществляющие газообмен и сообщающиеся с внешней средой через отверстия покровных тканей. В процессе жизнедеятельности (фотосинтез, дыхание, испарение) растения выделяют в межклетники одни газы и поглощают другие, поэтому газовый состав в межклетниках сильно отличается от атмосферного. Характер циркуляции газов по межклетникам, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность, обусловлен типом растения, условиями обитания. Во многих случаях в растениях образуется ткань с крупными межклетниками и пре­обладающей функцией газообмена (вентиляции). Такая ткань называется аэренхимой.

Рис. 15. Воздухоносная паренхима в стебле рдеста блестящего:

1 — кутикула, 2 — эпидермис, 3 — клетки воздухоносной паренхимы, 4 — воздухоносные полости, 5 – эндодерма

Аэренхима бывает разнообразной конфигурации. В одних случаях крупные паренхимные клетки звездчатой формы образуют перемычки и между ними остаются большие полости, заполненные воз­духом (камыш, ситник), в других — небольшого размера паренхимные клетки, располагаясь цепочкой, окружают воздушную полость (рдест, кубышка, белокрыльник).

Аэренхима хорошо развита у болотных и водных растений, у которых затруднен нормальный газообмен. Помимо аэрации, воздушные полости внутри стебля и в листьях позволяют растению свободно плавать в воде. Аэренхима выполняет также и механическую функцию: ее структура, напоминающая пчелиные соты, наиболее плотно и экономно обеспечивает прочность и эластичность органов тела рас­тений в водной среде.

Всасывающие ткани играют важную роль в жизнедеятельности растений, обеспечивая поступление воды и растворенных веществ. Они очень разнообразны по структуре и распространенности среди высших растений. Наиболее типично эта ткань представлена в погло­щающей зоне молодого корешка — ризодерме (наружный слой клеток с выростами — корневыми волосками), таким образом осуществляет­ся почвенное питание. Всасывающая ткань присосок (гаусторий) хо­рошо развита у растений-паразитов, а также у насекомоядных и сап-рофитов, веламен — на воздушных корнях орхидей. Поглощающие ткани развиваются в прорастающих семенах (на щитке у зародышей злаков) и в водопоглощающих волосках листьев. У водных растений известны гидроподы, состоящие из одной или группы клеток, кото­рые способны избирательно поглощать растворенные в воде вещества (кубышка желтая). К поглощающим тканям можно отнести ризоиды многих низших растений, а также микоризу.

Читайте также:  Лампы е14 для аквариума для растений

В отличие от животных, обмен у которых всегда связан с непрерывным выделением азотистых продуктов распада, у растений происходит реутилизация, или накопление, как поступающих, так и син­тезируемых веществ в течение всей жизни с частичными потерями в виде листопада, веткопада, слущивания наружных слоев корки и т. п. Мно­гие древесные растения в течение сотен лет сохраняют органические вещества в виде отмерших тканей, не прерывая роста и наращивая фитомассу.

Рис. 16. Выделительные ткани различных растений:

А — уфиро масличная наружная железа на листе петрушки, Б — выделительный ход в корне петрушки на поперечном срезе, видны эпителиальные клетки, окружающие выделительный ход, В — идиобласты с эфирным маслом, в центральной части черешка листа герани, Г — смоляной ход в древесине сосны эльдарской на продольно-тангентальном срезе, Д — вместилище эфирного масла в кожуре плода мандарина, Е — группа клеток в листе бука кавказского с дубильными веществами (1 и 2); указанные клетки размещены вокруг проводящего пучка (3) поперек листовой пластинки от нижнего до верхнего эпидермиса

Классификация секреторных (выделительных) комплексов основана на их расположении. Одни располагаются на поверхности над­земных частей растения и выделяют секрет наружу — наружные вы­делительные ткани; другие локализованы внутри органов, не связаны непосредственно с наружной средой и имеют вид каналов (ходов) или полостей — внутренние выделительные ткани.

Дата добавления: 2015-01-19 ; просмотров: 9305 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Ткани растений: Меристема, Паренхима и Покровные

Типы растительных тканей

Различают такие типы растительных тканей: образовательные (меристема), покровные, основные (паренхима), проводящие, механические и выделительные. Простые ткани состоят из одинаковых по форме и функциям клеток. Это – образовательные, основные, механические ткани. Сложные ткани состоят из клеток, неодинаковых по форме и функциям. Например, покровные, проводящие. В процессе эволюции наиболее совершенные ткани сформировались у покрытосеменных растений.

Меристема (Образовательная ткань)

Меристема (Образовательная ткань)

Образовательная или Меристема (от греч. меристос – делимый). Клетки живые, тонкостенные, имеют тонкие клеточные стенки с незначительным количеством целлюлозы, с большим ядром, часто делятся. Дают начало почти всем клеткам других типов тканей и обеспечивают рост растения на протяжении всей жизни. При каждом делении одна из новообразовавшихся клеток остается меристематической, а вторая превращается в клетку какой-нибудь ткани. Деление регулируется фитогормонами.

Виды образовательных тканей

По месту расположения различают верхушечную, вставочную и боковую меристемы. Верхушечная (апикальная) находится в зоне деления корня и конусе нарастания на верхушке побега. Она обеспечивает их рост в длину. Закладывается в теле зародыша. На каждом боковом побеге и боковом корне образуется собственная верхушечная меристема.

Боковая находится внутри стебля или корня, охватывает их центральную часть. Обеспечивает рост этих органов в толщину. Например, камбий встречается преимущественно у деревьев, иногда – у травянистых.

Вставочная (интеркалярная) содержится в основе междоузлий стебля у некоторых растений (злаковых, хвощей) и обеспечивает вставочный рост. Эта меристема перестает существовать и превращается в постоянные ткани, когда заканчивается рост стебельного участка или листка.

Различают также первичную и вторичную меристемы. Первичная меристема развивается в зародыше, обусловливает рост и развитие проростка. Закладывается она на верхушках зародышевых корешка и стебелька. Вторичная образуется из первичной и закладывается позднее. Вторичные меристемы обеспечивают вторичный рост в толщину стебля и корня (камбий и феллоген). Из клеток основной ткани или эпидермы возникает пробковый камбий. Среди вторичных меристем различают раневую, которая дает начало особой защитной ткани в местах повреждения.

Паренхима (Основная ткань)

Паренхима (Основная ткань)

Основная ткань или паренхима (от греч. паренхима – налитое рядом). Составляет большую часть всех органов растений. Она заполняет промежутки между проводящими и механическими тканями, имеется во всех органах. Состоит паренхима из живых клеток, имеющих относительно тонкие стенки. Они могут иметь большие промежутки – межклетники. Отдельные клетки паренхимы могут выполнять секреторную функцию. При определенных условиях клетки паренхимы могут восстанавливать способность к делению и образуют пробковый камбий и т. п.

Виды основной ткани

Различают: ассимиляционную, запасающую, воздухоносную, водоносную паренхимы.

Ассимиляционная, или хлорофиллоносная (хлоренхима). В ней осуществляется фотосинтез. Состоит из живых клеток, содержащих хлоропласты. Встречается в зеленых органах растения, преимущественно в листьях. В листьях ее называют еще мезофилл.

Запасающая. Встречается во всех органах растения (стебель, корень, корневище и т. п.). Иногда образует отдельные пласты. Запасающую паренхиму составляют бесцветные клетки с большим количеством включений. В клетках расположены лейкопласты, в паренхиме цветков, плодов – иногда еще и хромопласты. Запасающие вещества – углеводы, белки, жиры.

Читайте также:  Растения с названиями и описаниями

Воздухоносная, или аэренхима (от греч. аэр – воздух). Эта ткань имеет большие межклетники, заполненные воздухом. Выполняет функции газообмена и перенесения газов в разные ткани. Характерна преимущественно для водных растений.

Водоносная. Клетки имеют вакуоли, способствующие удержанию влаги. Характерна для растений, которые растут в засушливых местах.

Покровные ткани

Они отделяют органы растений от внешней среды. Основная функция – это защита растений от ее неблагоприятного воздействия. Различают первичную (эпидерма, или кожица) и вторичные.

Эпидерма

Эпидерма (от греч. эпи – над, сверху и дерма – кожа) состоит из одного или нескольких слоев бесцветных живых клеток. Образуется из апикальной (верхушечной) меристемы. Клетки плотно прилегают одна к другой. Они некоторое время сохраняют способность к делению. Их внешняя стенка утолщена, может быть пропитана минеральными веществами. У хвощей, например, откладывается двуоксид кремния (Si02). Извне эпидерма покрыта слоем кутикулы (от лат. cuticula – кожа), которая является продуктом секреции эпидермальных клеток и состоит из липопротеидного вещества кутина и полисахарида пектина. Иногда эпидерма покрыта слоем воска разной толщины. Кутикула предупреждает интенсивное испарение воды через ее поверхность, поэтому особенно хорошо развита у растений, которые растут в засушливом климате.

В эпидермальных клетках отсутствуют хлоропласты, но есть лейкопласты. Хлоропласты содержат особые клетки эпидермы – замыкающие клетки устьиц. Устьица окружены опорными клетками. Замыкающие клетки имеют бобовидную форму, окружают устьичные щели. Под щелью расположена большая полость, которая называется дыхательной. Она окружена клетками мезофилла листа. Устьица расположены преимущественно на листьях, иногда на стебле.

Покровные ткани. Устьица. Вид сверху

Стенки замыкающих клеток утолщены неравномерно. Те стенки, которые формируют устьичную щель, значительно утолщены по сравнению с другими. Размеры щели могут регулироваться в зависимости от интенсивности процессов фотосинтеза. При солнечном освещении в хлоропластах замыкающих клеток происходит интенсивно процесс фотосинтеза. Насыщение клеток продуктами фотосинтеза (крахмалом, сахарами) ведет к активному поступлению в клетку ионов калия, вследствие чего концентрация клеточного сока повышается. Возникает различие концентраций клеточного сока опорных и замыкающих клеток. Вода из опорных клеток поступает в замыкающие клетки, что приводит к увеличению их объема, возрастанию тургора. Замыкающие клетки приобретают выраженную бобовидную форму и устьичная щель открывается. При понижении интенсивности освещения уменьшается процесс образования сахаров, крахмала в замыкающих клетках. Ионы калия не поступают. Концентрация клеточного сока в замыкающих клетках по сравнению с опорными падает. Вода путем осмоса выходит из замыкающих клеток, и тургор снижается, что ведет к закрытию устьичной щели.

Устьичные клетки расположены на нижней стороне листьев. У водных растений, листья которых плавают, устьица расположены на внешней поверхности листа. Основные функции устьиц – газообмен и транспирация (испарение воды).

Часто из эпидермы развиваются одно- или многоклеточные волоски. Они имеют разнообразное строение и выполняют разные функции (защищают растение от перегревания, от поедания животными, выполняют секреторную функцию), могут быть живыми или мертвыми.

Покровная ткань всасывательной зоны корня имеет корневые волоски и называется эпиблемой, или ризодермой (от греч. ризь – корень). Корневые волоски поглощают воду с минеральными веществами.

Вторичная покровная ткань

К ней преимущественно относятся пробка и кора. Вторичная покровная ткань заменяет эпидерму или возникает в глубинных слоях коры. Осенью зеленая окраска побегов заменяется на бурую. Из части клеток основной ткани, которые входят в состав коры и восстанавливают способность к делению, образуется слой вторичной меристемы – пробковый камбий или феллоген. Он производит наружу пробку – слой клеток, которые имеют утолщенные стенки, пропитанные жирообразным веществом, становятся непроницаемыми для газов и воды, содержимое которых отмирает. Клетки пробки имеют прямоугольную форму, плотно прилегают одна к другой, расположены рядами. Пробка сохраняет внутренние живые клетки от потери влаги, резких колебаний температуры, проникновения микроорганизмов. Чтобы живые клетки могли под пробкой дышать, удалять остатки влаги, феллоген под устьицами откладывает живые клетки паренхимы с большими межклетниками, которые разрывают эпидерму и образуют чечевички. Чечевички четко видны на поверхности коры деревьев и кустов. Они не способны открываться и закрываться. Зимой закупориваются особым веществом.

Пробковый камбий сохраняет активность на протяжении всей жизни растения и образует новые пробковые слои. Верхние слои коры постоянно отшелушиваются. Внутрь растения пробковый камбий производит живые клетки основной ткани.

Вследствие многоразового формирования слоев пробки и отмирания живых клеток между ними образуется характерная для деревьев кора, которая включает еще и низшие слои клеток.

Источник

Элементов органов растений построенных из паренхимных клеток

Строение паренхимы представлено на рисунке. Паренхимные клетки имеют по большей части округлую (изодиаметрическую) форму, но могут быть и вытянугыми.

Функции и распределение паренхимы

1. Паренхиму называют выполняющей тканью, поскольку ее неспециализированные клетки заполняют пространство между более специализированными тканями, как это можно видеть, например, в сердцевине стебля или в наружной коре стебля и корня (рис. 6.1.). Клетки этой ткани составляют основную массу молодого растения.

Читайте также:  Строение зародыша семени двудольных и однодольных растений

2. Важную роль играют осмотические свойства паренхимных клеток, потому что в тургесцентном состоянии эти клетки оказываются плотно упакованными и, следовательно, обеспечивают опору тем органам, в которых они находятся. Это особенно важно для стеблей травянистых растений, где подобная опора является, по существу, единственной. В засушливые периоды клетки таких растений теряют воду и растения завядают.

3. Неспециализированные в структурном отношении клетки паренхимы тем не менее метаболически активны: многие важные для растительного организма процессы протекают именно в них.

4. Через систему заполненных воздухом межклетников идет газообмен между живыми клетками и внешней средой, с которой связывают эту систему устьица (особые поры листа) или чечевички (специализированные шели в стеблях древесных пород). По этим межклетникам к живым клеткам поступают кислород для дыхания и диоксид углерода для фотосинтеза. Особенно развита система воздухоносных межклетников в губчатой паренхиме.

5. Паренхимные клетки часто служат хранилищем питательных вешеств, главным образом в запасающих органах, например в клубнях картофеля, где в амилопластах этих клеток хранится крахмал. Редкий случай отложения запасов в утолщенных стенках паренхимных клеток известен у финиковой пальмы: здесь таким образом в эндосперме семян откладываются в запас гемицеллюлозы.

6. Стенки паренхимных клеток — важный путь, по которому перемешаются в растении вода и минеральные соли (часть «апопластного пути», который будет описан в нашей статье). Вещества могут перемещаться также и по плазмодесмам, связывающим соседние клетки.

7. В некоторых частях растения паренхимные клетки, видоизменяясь, становятся более специализированными. Мы перечислим здесь некоторые из тканей, которые могут рассматриваться как модифицированная паренхима.

Эпидермис.

Эпидермисом называют тонкую покровную ткань, состоящую из одного слоя клеток; он покрывает целиком все первичное тело растения. Основная функция эпидермиса — защита растения от высыхания и от проникновения болезнетворных организмов. Во время вторичного роста эпидермис может разрываться и замещаться слоем пробки (гл. 22). Типичное строение клеток эпидермиса показано на рисунке.

Клетки эпидермиса выделяют воскообразное вещество, называемое кутаном. Кугин часто пропитывает стенки клеток эпидермиса и образует на ее внешней поверхности различной толщины пленку — кутикулу. Это снижает потери воды (ограничивает транспирацию) и служит дополнительной зашитой от патогенов (болезнетворных организмов).

Рассматривая поверхность листьев в световом микроскопе, можно заметить, что у двудольных клетки эпидермиса имеют неправильную форму и извилистые стенки, тогда как у однодольных форма их более правильная, приближающаяся к прямоугольной (рис. 6.3., В). На определенных расстояниях друг от друга на поверхности листа рассеяны особые, специализированные клетки эпидермиса, так называемые замыкающие клетки. Они всегда располагаются парами — две клетки рядом, и между ними видно отверстие; это так называемое устьице. Замыкающие клетки имеют характерную форму, отличную от других клеток эпидермиса. Кроме того, это единственные клетки эпидермиса, в которых есть хлоропласты; все прочие клетки эпидермиса бесцветны. Размеры устьичного отверстия (устьичной щели) зависят от тургесцентности замыкающих клеток. Устьица обеспечивают газообмен при фотосинтезе и дыхании, поэтому их больше всего в эпидермисе листьев, хотя они встречаются также и на стебле. Через устьица выходят из растения наружу и пары воды, что составляет часть общего процесса, называемого транспирацией.

Некоторые клетки эпидермиса имеют выросты в виде тонких волосков. Эти волоски могут быть одноклеточными или многоклеточными и выполняют разнообразные функции. На корнях, в зоне, расположенной непосредственно за кончиком корня, вырастают одноклеточные волоски, увеличивающие площадь поверхности, через которую идет поглощение воды и минеральных солей. У подмаренника цепкого (Galium aparlne) на стеблях и на листьях имеются загнутые волоски в виде крючочков (шипики), которые помогают растению цепляться за опору и не дают соскальзывать с нее.

Часто волоски выполняют еще и различные защитные функции. Вместе с кутикулой они способствуют снижению потерь воды, удерживая у самой поверхности растений слой влажного воздуха и отражая солнечный свет. Некоторые волоски, в основном у ксерофитов (растений, приспособленных к обитанию в засушливых условиях), обладают способностью всасывать воду. Механической защитой растению могут служить короткие колючие волоски. Жгучие волоски крапивы двудомной (Urtica dioica) имеют жесткую клеточную стенку и заканчиваются хрупким кончиком. Стоит животному задеть такой волосок, как его кончик отламывается и зазубренный острый конец пронзает кожу. Через него в ранку изливается содержимое пузыревидного основания клетки, содержащее жгучие вещества. Иногда волоски образуют своего рода барьер вокруг нектарника цветка. Этот барьер не допускает к цветку ползающих насекомых и тем самым способствует перекрестному опылению, которое осуществляется более крупными летающими насекомыми.

В эпидермисе встречаются и железистые клетки, по форме иногда напоминающие волоски. Они могут выделять клейкое вещество, которое служит растению для улавливания насекомых — прилипая к нему, насекомые гибнут. Это приспособление либо выполняет только защитные функции, либо, если эксудат содержит ферменты, позволяет растению переваривать и усваивать ткани насекомого. Такие растения могут рассматриваться как насекомоядные. В некоторых случаях, например у листьев лаванды (Lavendula), от железистых волосков зависит и аромат растения.

Источник