Недостаток вызывает повреждение концевых меристем у растений

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

Образовательная ткань (меристема) обеспечивает рост растения. Состоит из мелких постоянно делящихся клеток.

Верхушечная меристема обеспечивает рост стебля.
Зона деления корня обеспечивает рост корня.
Камбий – меристема, за счет которой стебель растет в толщину. Откладывает внутрь от себя вторичную ксилему, наружу – вторичную флоэму.

Механическая ткань придаёт прочность органам растений.

Колленхима состоит из живых клеток с утолщенными, но не одревесневшими первичными оболочками. Они способны к росту, поэтому не препятствуют росту органов, в которых они расположены. Для выполнения опорной функции требуется тургор.
Склеренхима. Состоит из клеток с утолщенными одревесневшими оболочками. Клетки мертвые, поэтому не могут расти, но зато работают без тургора.

Проводящая ткань состоит из проводящих элементов, волокон механической ткани и паренхимы.

По ксилеме (древесине) передвигается вода с минеральными солями от корня наверх. Проводящие элементы – сосуды и трахеиды (мёртвые клетки).
По флоэме (лубу) передвигается вода с сахарами. Проводящие элементы – ситовидные трубки. Они живые, но безъядерные, поэтому рядом с ними находятся клетки-спутники, производящие РНК.

Эпидермис состоит из плотно сомкнутых основных клеток (прозрачные, не фотосинтезируют), устьиц (регулируют газообмен и транспирацию, фотосинтезируют) и железистых волосков.
Пробка состоит из мертвых клеток, не пропускает через себя вещества. Всё, что лежит снаружи от пробки, отмирает, не может растягиваться и постепенно лопается (корка).
Ризодерма содержит корневые волоски, покрывает зону всасывания кончика корня.

Как всё это расположено

Еще можно почитать

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. Элементы проводящей системы листа, состоящие из неживых клеток
1) ситовидные трубки
2) волокна
3) сосуды
4) клетки камбия

ОСНОВНАЯ - ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
Установите соответствие между строением, значением ткани растения и её типом: 1) образовательная, 2) запасающая
А) образована крупными живыми клетками с тонкими оболочками
Б) состоит из более или менее однородных клеток, способных делиться
В) расположена в точках роста корней и побегов
Г) расположена в семенах, плодах, сердцевине стебля и других органах
Д) обеспечивает рост растения, образование новых органов и тканей
Е) служит местом отложения запасных веществ: белков, жиров, углеводов

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ - МЕХАНИЧЕСКАЯ - ПРОВОДЯЩАЯ - ПОКРОВНАЯ
Установите соответствие между примерами и типами растительных тканей: 1) проводящая, 2) механическая, 3) образовательная, 4) покровная. Запишите цифры 1-4 в порядке, соответствующем буквам.
А) эпидермис листа
Б) сосуды
В) ситовидные трубки
Г) зона деления корня
Д) кора стебля
Е) волокна древесины

ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ - ПОКРОВНАЯ
1. Установите соответствие между характеристиками и видами растительных тканей: 1) покровная, 2) образовательная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) выполняет защитную функцию
Б) образована плотно прилегающими живыми или мёртвыми клетками
В) обеспечивает рост и развитие растения
Г) является исходной для всех остальных тканей
Д) осуществляет связь растения с окружающей средой
Е) располагается в конусе нарастания

2. Установите соответствие между особенностями и видами растительных тканей: 1) образовательная, 2) покровная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обеспечивает рост растений
Б) клетки тонкостенные без хлоропластов и вакуолей
В) имеются устьица
Г) имеются чечевички
Д) обеспечивает газообмен
Е) клетки интенсивно делятся

ПРОВОДЯЩИЕ ТАБ
Проанализируйте таблицу. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) восходящий ток воды и минеральных солей
2) между корой и древесиной
3) выделение продуктов обмена веществ
4) нисходящий ток органических веществ
5) образовательная ткань
6) ситовидные трубки
7) кора
8) сердцевина

КСИЛЕМА
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных признаков характерны для ксилемы?
1) является основной тканью растения
2) служит для проведения воды от корней к листьям
3) клетки имеют сильно вытянутую форму
4) в клетках есть хлоропласты
5) стенки клеток утолщены
6) клетки живые

ФЛОЭМА
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных признаков характерны для флоэмы?
1) служит для проведения воды от корней к листьям
2) является проводящей тканью растения
3) клетки лишены клеточной стенки
4) в клетках есть хлоропласты
5) клетки лишены ядер
6) клетки имеют клетки-спутницы

КСИЛЕМА - ФЛОЭМА
1. Установите соответствие между признаком проводящей ткани и её типом: 1) ксилема (древесина), 2) флоэма (луб). Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) состоит преимущественно из живых клеток
Б) в стебле расположена снаружи от камбия
В) проводящие элементы — сосуды (трахеи)
Г) проводит воду и органические вещества
Д) обычно проводит воду и минеральные соли

2. Установите соответствие между характеристиками и структурами проводящих тканей растений: 1) сосуды, 2) ситовидные трубки. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) наличие клеток-спутниц
Б) образуют древесину
В) расположение клеток в лубе
Г) передвижение воды с минеральными веществами
Д) обеспечение нисходящего тока веществ
Е) мёртвые толстостенные клетки

3. Установите соответствие между характеристиками и структурами проводящих тканей растений: 1) сосуды, 2) ситовидные трубки, 3) волокна. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) многоклеточные полые трубки с одревесневшими стенками и отмершим содержимым
Б) вертикальные ряды живых клеток
В) длинные клетки с толстыми одревесневающими стенками и отмершим содержимым
Г) обеспечивают нисходящий ток воды с органическими веществами
Д) придают механическую прочность органам растений
Е) обеспечивают восходящий ток воды и минеральных веществ

КСИЛЕМА - ФЛОЭМА РИС
Установите соответствие между характеристиками и частями стебля, обозначенными на рисунке. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) расположение в коре
Б) наличие ситовидных трубок
В) наличие лубяных волокон
Г) проводящие элементы мёртвые
Д) ток веществ только восходящий
Е) транспорт растворённых в воде минеральных веществ

ПРОВОДЯЩИЕ - ПОКРОВНЫЕ
1. Установите соответствие между структурами и группами тканей: 1) проводящие, 2) покровные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) устьице
Б) механическое волокно
В) пробка
Г) корневой волосок
Д) ситовидная трубка
Е) железистый волосок

2. Установите соответствие между примерами и типами растительных тканей: 1) проводящие, 2) покровные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) эпидермис
Б) механическое волокно
В) пробка
Г) трахеиды
Д) ситовидная трубка
Е) корка

ПОКРОВНЫЕ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие структуры растения участвуют в процессе фотосинтеза?
1) камбий
2) луб
3) устьица
4) хлоренхима
5) ксилема

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ТКАНЕЙ
Установите последовательность расположения слоев на спиле дерева, начиная с пробкового слоя
А) камбий
Б) луб
В) пробка
Г) древесина
Д) сердцевина

ТКАНИ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
1. Установите соответствие между тканью и организмом, для которого она свойственна: 1) растение, 2) животное.
А) эпителиальная
Б) запасающая
В) соединительная
Г) механическая
Д) образовательная
Е) покровная

2. Установите соответствие между тканью и царством организмов, для которого эта ткань характерна: 1) растения, 2) животные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) проводящая
Б) мышечная
В) запасающая
Г) основная
Д) соединительная

3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие ткани из перечисленных присутствуют только у растений?
1) покровная
2) проводящая
3) основная
4) соединительная
5) эпителиальная

Вам нужны консультации по Биологии по Skype?
Если да, подайте заявку. Стоимость договорная.
Чтобы закрыть это окно, нажмите "Нет".

Укажите реальные данные, иначе мы не сможем с вами связаться! Отправляя форму, Вы принимаете Условия использования и даёте Согласие на обработку персональных данных

Введение в ботанику

В процессе исторического развития в ботанике появились разные методы изучения растений. Чем более расширялись представления о растениях, тем более дифференцировались научные дисциплины, составляющие ботанику как одну из самых разветвленных естественных наук: морфология в широком понимании, палеоботаника, физиология, биохимия растений, систематика, география, экология растений, геоботаника, палиноморфология, изучающая структуру пыльцевых зерен, и т.д. Особое место среди этих дисциплин занимала и занимает морфология (от греч. morphe — форма и logos — учение).

По морфологическим признакам судят о разнообразии растений, они составляют основу их классификации; без знания структуры невозможно изучать жизненные отправления растений, в том числе их способность благодаря фотосинтезу создавать органические вещества и увеличивать содержание в атмосфере кислорода. Поэтому изучение структурных особенностей растений необходимо для развития других ботанических дисциплин.

Дифференциация методов исследования строения растений привела к разделению морфологии на многочисленные специальные дисциплины: морфологию в узком смысле слова (макроморфологию), изучающую внешнее строение растений; эмбриологию, изучающую начальные этапы развития семенных растений от заложения репродуктивных структур, осуществляющих размножение, до образования семени; анатомию, изучающую строение растений на клеточном и тканевом уровнях. Учение о клетке в настоящее время составляет содержание самостоятельной биологической дисциплины — цитологии.

Разнообразие методов, используемых в морфологии растений, позволяет решать следующие проблемы, нередко имеющие общебиологическое значение.

1. Изучение топографических закономерностей в строении растений. Главным методом исследования служит описательный, созданный К. Линнеем. Сейчас этот метод обычно называют сравнительно-морфологическим.

2. Изучение закономерностей формообразования (морфогенеза) в процессе индивидуального развития растения — его онтогенеза. Это требует изучения структурных преобразований растения на всех этапах его развития — от зиготы до естественной смерти. При этом важное значение имеет анализ всех проявлений морфогенеза: особенностей роста, морфологической и анатомической дифференциации тела растения, возникающих в процессе его развития, полярности, симметрии, корреляции. Естественно, глубина изучения этих вопросов зависит от тесных контактов морфологии с другими ботаническими дисциплинами: физиологией, генетикой, биохимией, биологией развития.

С этой проблемой связано и развитие репродуктивной биологии, основу которой составляет изучение всех структур и процессов, приводящих к размножению растений — одному из главных свойств всех живых организмов, обеспечивающему не только увеличение числа особей, но и их расселение. Большой интерес в настоящее время вызывает раздел репродуктивной биологии, непосредственно связанный с накоплением биомассы, — биотехнологией: культурой изолированных клеток и тканей как способа быстрого размножения растений.

3. Изучение морфогенетических трансформаций в течение длительного процесса эволюции. Развитие этого направления — эволюционной морфологии — основано на синтезе данных онтогенетической морфологии и сравнительной морфологии ныне живущих и вымерших растений. Задача эволюционной морфологии — изучение общих закономерностей преобразования структуры растений в процессе эволюции, без знания которых невозможно решение вопросов, связанных с филогенией растений, отражающей не только родственные отношения между разными таксонами, но и основные направления их эволюции. Таксонами (лат. taxon, во множественном числе taxa) называют любые конкретные систематические группы определенного ранга. Так, таксоном в ранге семейства будет семейство Ranunculaceae (лютиковые), в ранге рода — Ranunculus L. (лютик), а в ранге вида, например, Ranunculus repens L. (лютик ползучий).

О родственных связях прежде всего судят по сходству морфологических признаков. Однако нередко оно может быть не результатом родства, а либо параллельного развития нескольких групп растений от каких-то общих предков, либо следствием конвергенции — появлением сходных особенностей строения под влиянием одинаковых условий существования. Только разностороннее изучение растений и сопоставление данных онтогенетического, сравнительно-морфологического и палеоботанического исследований может восстановить реальный ход их исторического развития, что способствует выявлению родственных связей между таксонами и разработке эволюционной системы растений.

4. Изучение связи между структурой и функцией, между растением и условиями внешней среды.

Реакции растений на неблагоприятные факторы среды их обитания проявляются сначала в биохимических и физиологических нарушениях, затем они затрагивают внутриклеточные структуры и, наконец, возникают изменения морфологического характера, заметные невооруженному глазу. Сначала они проявляются у отдельных растений, а впоследствии распространяются на все сообщество. Оценка уровня деградации растений под действием антропогенных факторов, прогнозирование возможных изменений растений под влиянием неблагоприятных условий составляют сущность ботанического мониторинга (от лат. и англ. monitor — предостерегающий). Его задача — вовремя сигнализировать обо всех случаях превышения отрицательных нагрузок, вызванных деятельностью человека, и принимать действенные меры для изменения режима эксплуатации растительных ресурсов и охраны растительного покрова как части глобальной проблемы сохранения генофонда и охраны окружающей среды.

Само собой очевидно, что морфология растений как фундаментальная ботаническая дисциплина абсолютно необходима для решения разнообразных практических задач: медицинских, лесохозяйственных, природоохранных и многих других. Перечислить все области применения морфологии растений вряд ли возможно.

Предлагаемый учебник посвящен морфологии высших растений. Прежде, чем перейти к анализу закономерностей их строения и демонстрации присущего им морфологического разнообразия, следует определить, что представляет собой растение как объект изучения, каковы его связи с другими живыми организмами, населяющими нашу планету, и, наконец, какое место в мире растений занимают высшие растения.

• Апикальные меристемы делятся, образуя в точках роста новые клетки

• Рост происходит за счет многократного добавления новых модулей роста

• Клетки делятся, увеличиваются в объеме и затем дифференцируются

• За счет массового образования клеток, которое происходит позади кончиков роста, меристема продвигается вперед

Одного взгляда на дерево, покрытое почками, достаточно, чтобы выделить молодые части растения, которые находятся в стадии интенсивного роста и поддерживаются более старыми его частями, расположенными ближе к земле. Рост растения характеризуется повторяющимся характером, поскольку новые модули постоянно добавляются к более старым его частям. Такой способ роста зависит от циклической активности апикальных меристем, в которых за счет появления новых клеток новообразованные части растения распространяются в окружающее пространство.

Перед тем как изложить сущность клеточных процессов, участвующих в росте растения, мы в общих чертах рассмотрим строение первичной меристемы и то, как ее активность определяет форму растения в целом.

Как следует из рисунка ниже, поверхность апикальной меристемы верхушки побега имеет куполообразную форму. Клетки, находящиеся в центре этого апикального купола, делятся, образуя новую ткань, которая обеспечивает рост растения вдоль основной оси. Клетки расположенные по бокам, образуют боковые выпячивания, из которых, в зависимости от внешних условий, формируются либо зачатки листьев, либо цветочные бутоны, расположенные по сторонам от основной оси. Эти органы, расположенные сбоку, образуются на стебле через регулярные интервалы и отличаются сложным расположением. Так, например, они могут располагаться по противоположным сторонам стебля или спирально, вдоль его длины.

Фотография продольного среза растущего кончика побега антирринума (львиного зева).
Места интенсивного деления клеток выделены темным цветом.
Проводили гибридизацию in situ с циклиновой мРНК, в результате чего метились апикальная и пазушная меристема.
Диаграмма справа иллюстрирует, каким образом по мере роста растения апикальная меристема многократно образует модули роста.
Стрелки обозначают, что за счет деления клеток в центре апикальной меристемы в каждом модуле образуются клетки ствола,
в то время как при делении краевых клеток возникают зачатки, развивающиеся в листья или цветы.

На рисунке ниже представлены зачатки латеральных органов, образующихся в регулярном порядке ниже апикальной меристемы, и на рисунке ниже, представлены типы их расположения у растений. Каждая боковая почка, вместе с частью стебля, на которой она расположена, формирует растущий модуль, который время от времени образует апикальная меристема, что обеспечивает рост растения. Эта повторяемость роста включает сложные взаимоотношения между скоростью клеточного деления и внешними условиями, которые регулируются такими гормонами роста растений, как ауксин и цитокинин.

Клетки, образующиеся в центре апикального купола, служат для постепенного формирования растения вдоль основной оси, расположенной от корня к побегам. Одни клетки остаются в меристеме, поддерживая ее структуру и митотическую активность, в то время как другие служат материалом для создания новых частей растения. Поэтому меристема представляет собой мобильный митотический элемент, существующий постоянно. По мере роста верхушки за счет деления, клетки, которые остаются сзади, постепенно прекращают делиться. Затем они сильно увеличивают свой размер и, наконец, дифференцируются в ткань корня или стебля.

При многократном делении клеток в апексе образуются последовательно располагающиеся слои клеток, которые распространяются ниже. Клетки, находящиеся в области деления, характеризуются небольшими размерами и, или обладают небольшими вакуолями, или они у них вообще отсутствуют. Однако, когда клетки попадают в область растяжения, во всех клетках образуются вакуоли. Набухание вакуолей приводит к сильному увеличению размера клеток, который в несколько десятков и сотен раз превышает их размер в области деления. Если бы размеры клетки увеличивались во всех направлениях, подобно тому как это происходит при надувании воздушного шарика, то рост приводил бы лишь к образованию скопления клеток, и растения не вырастали бы больше, чем на высоту несколько см/дюймов над поверхностью почвы. Однако клетки не растягиваются одинаково во всех направлениях.

Существенно, что это происходит вдоль оси роста, причем клетки и все растение удлиняются в этом же направлении. Таким образом, в зоне растяжения клетки не только становятся больше, но и гораздо длиннее. Рисунок ниже иллюстрирует процесс сильного удлинения клеток, происходящий ниже меристемы. В течение этого процесса вакуоли увеличиваются в размерах настолько, что занимают до 95% объема каждой клетки. Это приводит к сжатию цитоплазмы и к образованию тонкого ее слоя, расположенного непосредственно под плазматической мембраной. Именно сильное увеличение размеров клеток, расположенных под апексом, выталкивает делящиеся клетки и вместе с ними боковые органы, на самый кончик меристемы, все дальше во внешнюю среду. Направленное перемещение клеток представляет собой основную стратегию морфогенеза у растений, и позже, в этой главе, мы рассмотрим, как оно регулируется взаимоотношениями между цитоскелетом и клеточной стенкой.

Хотя деление клеток, необходимое для роста, ограничено меристемами, в организме растения многие дифференцированные клетки сохраняют способность к делению. Если, например, какое-нибудь животное обглодало у растения листья, то расположенные рядом клетки могут возобновить деление, чтобы залечить повреждение. Однако способность клеток зрелого взрослого растения к делению простирается гораздо дальше ограниченного типа возможностей, которые наблюдается у нас, например, при образовании ссадины на коже. Многие клетки, не относящиеся к меристеме, могут вступать в митоз и повторно в цикл развития, чтобы образовать новые органы или даже новое растение целиком. Поэтому такие клетки являются тотипотентными.

Садоводы используют это свойство для получения нескольких одинаковых копий (или клонов) растения, в обход обычного пути полового размножения. Например, из небольших кусочков листа узамбарской фиалки можно получить много новых одинаковых растений.

Фотография растущего кончика побега антирринума (львиного зева),
сделанная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Апикальная меристема находится в центре.
Листья и их зачатки, в образовавшихся последовательно растущих модулях, расположены вокруг, по спирали.
Они пронумерованы, начиная столько что образовавшихся.
Дифференцировка зачатков с образованием листа происходит между номерами 6 и 7. Последовательно образующиеся листья располагаются по спирали, ниже точки роста растения. Расположение листьев вдоль стебля растения. Слева представлена фотография участка корня Arabidopsis в световом микроскопе.
Видны три области клеточной активности, расположенные за точкой роста.
Справа показан участок корня с окрашенными микротрубочками при большем увеличении,
что позволяет видеть границы отдельных клеток.
Отмечены примерные размеры и форма клеток,
локализованных в разных местах вдоль длины корня.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Введение в ботанику

4. Изучение связи между структурой и функцией, между растением и условиями внешней среды.

Читайте также: