Учащиеся собирают раствор из флоэмы растения на участке стебля что содержится в данном растворе
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
Проводящие ткани обеспечивают передвижение веществ в растении. Восходящий ток (водные растворы минеральных веществ) от корней к надземным органам проходит по сосудам и трахеидам. Нисходящий ток (раствор органических веществ) движется по ситовидным трубкам флоэмы (луба) от листьев в стебли и корни. Клетки проводящих тканей в теле растений входят в состав специальных комплексов. Трахеи и трахеиды представляют собой часть ксилемы, ситовидные трубки с клетками-спутницами - часть флоэмы. В состав ксилемы и флоэмы, кроме проводящих тканей, входят клетки склеренхимы и паренхимы. Ксилема и флоэма образуются из прокамбия и камбия.
Работа 22 Проводящие ткани в стебле тыквы обыкновенной - Cucúrbita pépo L.
Сосуды (трахеи) - это трубки, образующиеся из вертикального ряда клеток прокамбия или камбия, у которых утолщаются и одревесневают продольные стенки с окаймленными порами, а в поперечных стенках образуются одна или несколько перфораций и отмирает содержимое. По характеру утолщения стенки различают сосуды: кольчатые, спиральные, лестничные, сетчато-пористые и др.
Трахеиды в отличие от сосудов не многоклеточные трубки, а прозенхимные клетки. В стенках их имеются окаймлённые поры. Из трахеиды в трахеиду вода поднимается медленнее, чем в сосуде, т.к. просачивается сквозь поры. Стенки трахеид и сосудов в молодом возрасте целлюлозные. Затем у них появляются вторичные утолщения, которые имеют вид спирали, колец и т.д. Такие утолщения пропитываются лигнином (одревесневают) и придают стенкам прочность.
Ситовидные трубки состоят из удлинённых живых клеток - члеников, расположенных друг над другом. Поперечные стенки члеников ситовидных трубок представляют собой ситовидные пластинки. Они пронизаны множеством мелких отверстий (перфораций), образующих канальцы. Через эти отверстия из клетки в клетку идут тяжи цитоплазмы. Ядер в этих клетках нет. Рядом с члеником ситовидной трубки располагается одна или несколько клеток-спутниц с густой цитоплазмой и ядром.
Постоянный препарат продольного среза стебля тыквы обыкновенной -Cuc ú rbita p é poL. - рассматривают при малом увеличении. Находят участок среза с сосудами и переходят на большое увеличение.
При большом увеличении изучают кольчатые, спиральные, сетчатые, пористые, и сетчато-пористые сосуды. Стенки кольчатых и спиральных сосудов целлюлозные, неодревесневшие. На препарате они голубого цвета с хорошо заметными одревесневшими утолщениями красного цвета. Стенки сосудов большого диаметра, одревесневшие. Они окрашены в красный цвет. Отдельные светлые участки в них - поры. Это сетчато-пористые сосуды.
Зарисовывают сосуды разных типов, одревесневшие стенки раскрашивают красным цветом, делают соответствующие обозначения (рис. 21).
Рис. 21. Типы сосудов.
На том же препарате при малом увеличении находят ситовидные трубки с клетками-спутницами.
Переходят на большое увеличение и изучают строение ситовидных трубок, ситовидных пластинок и клеток спутниц. В ситовидных пластинках видны мелкие отверстия. Узкие клетки-спутницы имеют крупные ядра и густую цитоплазму.
Зарисовывают несколько члеников ситовидной трубки с тяжами цитоплазмы, одной-двумя ситовидными пластинками и клетками спутницами, делают обозначения (рис. 22).
Рис. 22. Элементы флоэмы на продольном срезе
Проводящие пучки
В органах растений ксилема и флоэма располагаются совместно, образуя проводящие пучки. Если между ксилемой и флоэмой есть камбий - пучки открытые, если камбия нет - закрытые. Открытые пучки характерны для двудольных покрытосемянных и голосемянных растений, закрытые - для однодольных покрытосемянных и папоротникообразных. В состав пучков нередко входит механическая ткань - склеренхима. Такие пучки называют сосудисто-волокнистыми.
Ксилема и флоэма в закрытых пучках по происхождению первичны, т.к. формируются из прокамбия. В открытых пучках значительная часть ксилемы и флоэмы возникает в результате деятельности камбия, т.е. они вторичны происхождение, поэтому в составе открытых пучков есть первичная и вторичная ксилема, а также первичная и вторичная флоэма. По взаимному расположению ксилемы и флоэмы, проводящие пучки подразделяются на коллатеральные, биколлатеральные, концентрические и радиальные (рис. 23).
Рис. 23. Схема строения разных типов проводящих пучков:
1 – коллатеральный закрытый; 2 – коллатеральный открытый; 3 – биколлатеральный открытый; 4 – амфивазальный концентрический закрытый, 5 – амфикрибральный концентрический закрытый; 6 – радиальный тетрархный пучок
Работа 23 Закрытый коллатеральный пучок на поперечном срезе стебля кукурузы обыкновенной - Zéa máys L.
При малом увеличении на постоянном препарате поперечного среза стебля кукурузы выбирают наиболее крупный пучок (ближе к центру среза).
При большом увеличении рассматривают пучок. Отмечают, что ксилема и флоэма в нём окружены склеренхимой - сосудисто-волокнистый пучок. На препарате одревесневшие элементы ксилемы и склеренхима окрашены в красный цвет. Под склеренхимой, примыкая друг к другу, располагаются первичная ксилема (обращена к центру стебля) и первичная флоэма, (обращена к периферии стебля). В ксилеме хорошо заметны одревесневшие красные сосуды, а также водоносная полость. Всего на срезе видно три-пять сосудов, два из них наиболее крупные. Это пористые сосуды.
В окрашенной голубым цветом флоэме видны ситовидные трубки и клетки спутницы. Иногда можно увидеть ситовидные пластинки светло-жёлтого цвета. Камбия между ксилемой и флоэмой нет, следовательно, проводящий пучок закрытый.
Схематично зарисовывают проводящий пучок (рис. 24).
Рис. 24. Поперечный срез закрытого коллатерального пучка стебля кукурузы - Z é a m á ys L. А – рисунок, Б – схема.
Работа 24 Открытый биколлатеральный пучок на поперечном срезе стебля тыквы обыкновенной - Cucúrbita pépo L.
На постоянном препарате рассматривают сначала при малом, затем при большом увеличениях один проводящий пучок. Флоэма в пучке находится с двух сторон - наружной и внутренней. Под наружной флоэмой расположены ряды тонкостенных живых клеток камбия. Под камбием хорошо видна вторичная ксилема с крупными сосудами, под ней - первичная ксилема с более мелкими сосудами. Описанный проводящий пучок называют биколлатеральным из-за наличие двух участков флоэмы, примыкающих с двух сторон к ксилеме. Снаружи пучок окружён клетками основной паренхимы.
Схематично зарисовывают открытый биколлатеральный пучок (рис. 25).
Рис. 25. Открытый биколлатеральный проводящий пучок на поперечном срезе стебля тыквы обыкновенной - Cuc ú rbita p é po L.:А – рисунок; Б – схема
Работа 25 Концентрические пучки на поперечных срезах корневищ ландыша майского (Convall á ria maj á lis L.) и папоротника-орляка (Pter í dium aquil í num (L.) Kuhn ex Decken)
На постоянном препарате поперечного среза корневища ландыша при малом увеличении находят проводящий пучок, в котором окрашенные в красный цвет ткани первичной ксилемы окружают в центре пучка первичную флоэму. Такой пучок называют концентрическим амфивазальным.
Переводят микроскоп на большое увеличение и убеждаются в отсутствии камбия - пучок закрытый.
Схематично зарисовывают концентрический амфивазальный пучок.
На постоянном препарате поперечного среза корневища папоротника - орляка при малом увеличении находят проводящий пучок, в котором окрашенные в красный цвет ткани первичной ксилемы расположены в центре пучка; они окружены первичной флоэмой. Такой пучок - концентрический амфикрибральный.
Переводят микроскоп на большое увеличение и убеждаются в отсутствие камбия.
Схематично зарисовывают концентрический амфикрибральный пучок (рис. 26).
Рис. 26.Концентрические амфивазальный (А – рисунок, Б – схема) и амфикрибральный (Г – рисунок, В – схема) пучки на поперечных срезах корневищ ландыша майского - Convall á ria maj á lis L. (А, Б) и папоротника-орляка - Pter í dium aquil í num (L.) Kuhn ex Decken(В, Г)
Вопросы для самоконтроля и подготовки к коллоквиуму по темам модульной единицы 2 "Ткани высших растений"
1. Что такое ткань?
2. Каковы отличия образовательных тканей от постоянных?
3. Какие ткани называют постоянными?
4. Какие признаки положены в основу классификации постоянных тканей?
Образовательной ткани
1. Дайте определение образовательной ткани.
2. Какими особенностями характеризуются клетки образовательных тканей?
3. Какой тип деления характерен для клеток образовательных тканей?
4. Каковы принципы классификации образовательных тканей?
5. Каковы пути возникновения вторичных меристем?
6. Какие меристемы обеспечивают нарастание органов растения в длину? В толщину?
7. Какова роль вставочных меристем?
8. Приведите примеры возникновения раневых меристем.
9 Что такое каллус?
Постоянные ткани
Покровные ткани
1. Какие первичные и вторичные покровные ткани вам известны?
2. Как устроено устьице?
3. Чем отличаются замыкающие клетки устьиц от остальных эпидермальных клеток?
4. Какие функции выполняет устьице? Как замыкающие клетки регулируют размер устьичной щели?
5. Каковы особенности эпидермы засухоустойчивых растений?
6. В состав каких покровных комплексов входит феллема?
7. Из чего и как формируется перидерма? Корка?
8. Дайте сравнительную цитологическую характеристику клеток эпидермы и феллемы.
9. Почему береста березы бородавчатой белого цвета?
10. Какие органы покрыты эпидермой? Перидермой? Коркой?
11. В каком возрасте стебли многолетних деревянистых растений покрываются перидермой? Коркой?
12Чем покрыты. Технически спелые корнеплоды и клубни?
13. По каким признакам можно выделить перидерму на поперечном срезе стебля двудольного растения?
14. Как человек использует покровные ткани растений?
Основные ткани
1. Почему основные ткани получили такое название?
2. Какие основные ткани вы знаете?
3. Какие виды ассимилирующей паренхимы вам известны? В каких органах развивается запасающая паренхима? Какие запасные вещества откладываются в ее клетках?
5. Какие органы растений имеют поглощающую паренхиму?
6.Каковы особенности воздухоносной ткани? Для каких растений она характерна?
7.В какой основной ткани закладывается феллоген?
Механические ткани
1. Какие виды механических тканей вы знаете?
2. Какова роль механических тканей в растении?
3. Как классифицируется колленхима в зависимости от характера утолщения клеточных стенок?
4. Какую функцию, помимо механической, выполняет колленхима?
5. Чем отличаются клетки колленхимы от клеток склеренхимы на поперечном и продольном срезах?
6. Каковы особенности склереид (форма клеток, утолщение клеточных стенок, поровые каналы)?
7. Где и как используется склеренхима человеком?
8. В чем ценность склеренхимы льна как прядильного сырья?
Проводящие ткани
Ксилема
1. Какие функции выполняет ксилема?
2. Какие гистологические элементы входят в состав ксилемы?
3. Как различается ксилема по происхождению? Из каких тканей она образуется?
4. В чем различие между сосудами и трахеидами?
5. Какие типы поровости сосудов и трахеид вам известны?
6. В каком направлении шла эволюция морфологических признаков сосудов и трахеид?
7. У каких растений в ксилеме отсутствуют сосуды?
8. Как долго функционируют проводящие элементы ксилемы?
9. Какие изменения происходят в сосудах и трахеидах с прекращением их деятельности?
10. За счет чего происходит закупорка сосудов и трахеид?
11. Что такое тилла?
Флоэма
1. Какие функции выполняет флоэма?
2. Какие гистологические элементы входят в состав флоэмы?
3. Каков онтогенез ситовидных трубок? Как долго они функционируют?
4. Каковы особенности протопластов члеников ситовидных трубок?
5. Что такое первичная и вторичная флоэма? Из каких тканей они образуются?
6. У каких растений во флоэме отсутствуют клетки-спутники?
7. В чем сходство и различие гистологического состава ксилемы и флоэмы?
Сосудисто-волокнистые проводящие пучки
1. Что такое проводящий пучок?
2. У каких растений встречаются открытые пучки? У каких закрытые?
3. Что такое сосудисто-волокнистый пучок?
4. Что такое листовой след?
5. Как называют проводящий пучок в листе?
6. Перечислите последовательность расположения комплексов тканей в открытом коллатеральном пучке?
7. Сосудисто-волокнистые проводящие пучки каких растений используются человеком?
Вмолекулах белка следующая последовательность аминокислот: аланин-валин-лейцин-изолейцин. какой будет код днк?
Укажите критерий, на основании которого нейтральные жиры принято делить на жиры и масла. удельный вес, прозрачность, крнсистенция при 20 гладусов цельсия, жирнокислотный состав.
Какие процессы жизнедеятельности осуществляет организм простейших? каково их значение? 1,поцессы жизнедеятельности 2,значение
Корень (radix) является осевым органом, характеризуется положительным геотропізмом, неограниченным ростом и выполняет следующие функции:
- закрепляет растение в субстрате;
- поглощает воду и растворы минеральных солей и проводит их в надземных органов;
- служит депо запасных питательных веществ (свекла, морковь);
- участвует в дыхании;
- синтезирует биологически активные вещества (гормоны, алкалоиды, витамины, аминокислоты);
- выделяет в почву различные кислоты (угольную, яблочную);
- осуществляет симбиоз с другими организмами;
- является органом вегетативного размножения.
Количество корней у одного растения может быть очень большой - сотни, тысячи, а иногда и несколько миллионов. Степень их развития зависит от условий окружающей среды. Совокупность всего корня одного растения называется корневой системой. Ее составляют три разновидности корней: главный, боковые и дополнительные.
Главный корень развивается из корешка зародыша при прорастании семечка. Боковые корни есть розгілкуваннями главного или дополнительного корни. Дополнительное корни образуются на стеблях, у некоторых растений на листьях (на этой свойстве основано размножение черенками; окучивание картофеля способствует развития придаточных корней).
Рис. 25. Типы корневой системы: А - стержневая, Б - мочковатая: 1 - главный корень; 2 - боковые корни; 3 - придаточные корни.
Известны два типа корневых систем - стержневая и мичкува и. Корневая система, в которой хорошо выражен главный корень, называется стрижньовою. Она характерна для большинства двудольных растений (щавель, подсолнечник, клевер). Если зародышевый корень рано отмирает или рост его прекращается, а корневая система состоит из массы дополнительного и бокового корни, она носит название мочковатой. Мочковатая корневая система характерна для однодольных и травянистых двудольных растений (хлебные злаки, лук, чеснок, тюльпан).
Размеры корневой системы в различных растений разные. Корни яблони проникает в почву на глубину 3-4 м, а в стороны от ствола до 15 м., у клевера и пшеницы - на глубину до 2 м.; у растений водоемов они располагаются близко к поверхности почвы.
У некоторых растений развивается надземная корни следующих типов:
- воздушные (орхидеи) - образуются на стеблях и свисают вниз;
- ходульные (мангровые растения тропиков) - отходят от ствола, достигают поверхности почвы и погружаются в него;
- дыхательные (болотные растения тропиков) - поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают дыхание растений;
- корни - подпорки (в болотных растений).
Растет корень своей верхушкой, углубляясь в нижние слои почвы. При повреждении кончика главного корня начинается усиленный рост его боковых ответвлений. Это свойство корня используют при выращивании рассады культурных растений со стержневым корнем. У молодых растений отщипывают кончик главного корня, что прекращает его рост в длину и вызывает рост боковых и дополнительных корней в верхнем, плодючому слое почвы. После підщипування части главного корня рассаду высаживают на постоянное место роста за помощью заостренного колышка - пікетки, отсюда этот процесс получил название пикирование.
Морфология корней, глубина и ширина их проникновения в почву зависят от вида растений, условий их существования, методов искусственного воздействия на рост растений. По объему корневые системы растений всегда больше их надземных частей.
Анатомическое строение корня. Корень, как и другие органы растения, имеющую клеточную строение. Разные его участки состоят из неодинаковых клеток, образующих зоны корня. Это хорошо видно на молодых корнях лука, фасоли, подсолнечника, пшеницы и других растений.
Рис. 26. Рост верхушкой корня (а) и усиленный рост боковых корней после удаления верхушки корня (б).
На продольном разрезе главные, дополнительные и боковые корни имеют подобное строение и в них можно выделить такие зоны: зона деления с корневым чехликом (конус нарастания), зона растяжения (собственно роста) и начала дифференциации клеток, зона всасывания и ведущая зона.
Зона деления занимает верхушку корня длиной 2-3 мм. Это зона клеток, которые активно делятся, меристема корня. Все ткани корня возникают с этой образовательной ткани. Зона разделения покрыта корневым чехликом, который защищает верхушку корня от повреждений и облегчает продвижение корня в почве. Клетки корневого чохлика имеют повышенный тургор. Они живут недолго, постепенно отмирают и отшелушиваются. Вместо отмерших клеток постоянно образуются новые за счет зоны деления, которую прикрывает чехлик.
В зоне растяжения клетки растут, увеличиваются в длину и становятся цилиндрическими. В них появляются крупные вакуоли. Совокупный рост клеток этой зоны создает силу, благодаря которой корень углубляется в почву. Эта зона также небольшая и занимает несколько миллиметров. В верхней ее части клетки начинают специализироваться, превращаясь полностью в зоне всасывания в сосуды, трахеїди и другие виды клеток корня.
Рис. 27. Зоны корня и его первичная строение: а - общий вид;
б - продольный разрез; в - поперечный разрез в зоне корневых волосков: И - зона деления с корневым чехликом; II - зона растяжения и начала дифференциации клеток; III - зона всасывания; IV - проводная зона; 1 - начало роста бокового корня; 2 - корневые волоски; 3 - волосконосний слой (эпиблема, різодерма); 4 - кора корня; 5 - перицикл; 6 - центральный цилиндр; 7 - ксилема; 8 - флоэма; 9 - сердцевина.
Зона всасывания (имеет в длину от нескольких миллиметров до 1-6 см.) характеризуется наличием корневых волосков - удлиненных (0,2-1,0 см.) выростов наружных клеток корня. Ядро клеток переходит в корневой волосок и располагается обычно в его верхушке. Благодаря большому количеству волосков (несколько сотен на 1 мм 2 ) всасывающая поверхность растений увеличивается в десятки раз. Например, общая всасывающая зона корневой системы озимой пшеницы может превосходить площадь надземной части в 130 раз и составлять 100 тыс. м 2 на 1 га.
Корневые волоски не долговечны, они живут 10-20 дней, а затем отмирают и отшелушиваются. Новые волоски образуются в процессе роста кончика корня в длину. С ростом корня в глубину перемещается и зона корневых волосков.
В разных условиях на корнях даже одной и той же растения корневые волоски развиваются неодинаково. Так, в сухой почве они развиваются интенсивнее, чем во влажном. Когда влаги много, они совсем не развиваются. В болотных или водных растений корневые волоски обычно отсутствуют, однако они возникают, если эти растения переходят на почвенные условия роста. У эпифитных растений, которые имеют воздушные корни, корневые волоски развиваются, только тогда, когда корень сталкивается с твердым субстратом. У некоторых растений роль корневых волосков выполняют гифы гриба, с которым они вступают в симбиоз.
Ведущая зона, или зона боковых корней, составляет большую часть корня, она расположена над корневыми волосками и достигает корневой шейки (места перехода корня в стебель). В этой зоне образуются проводящие сосуды и боковые корне. Ведущая зона - это посредник между зоной всасывания корня и надземной частью растения.
У корня различают первичную и вторичную строение. Первичную строение имеют молодые корни. В одних растений такое строение сохраняется всю жизнь (большинство однодольных и незначительная часть двудольных), а в большинстве первичная строение корня заменяется вторичной. Первичную строение имеют корни всех растений в зоне корневых волосков. На поперечном разрезе хорошо заметны две обособленные части: центральный цилиндр, в котором имеется радиальный пучок, и периферическая часть, что образует кору корня с корневыми волосками.
Кора корня состоит из ризодерми и первичной коры. Ризодерма (эпиблема) - первичная покровная ткань, клетки которой образуют корневые волоски. С ростом корня клетки ризодерми отмирают, и покровной тканью корня становится екзодерма (при сохранении первичной строения) или перидерма (при вторичной строении). Под ризодермою расположена первичная кора корня. Она состоит из паренхимных клеток, между которыми есть міжклітинники. Внешний слой клеток (екзодерма), расположенный под ризодермою, состоит из больших, живых клеток. В них откладываются крахмал и другие питательные вещества. Эти клетки выполняют защитную функцию и способны пропускать воду и минеральные соли от корневых волосков до центрального цилиндра. После отмирания клеток ризодерми екзодерма превращается в покровную ткань.
От центрального цилиндра кора корня отделена одним слоем мертвых клеток ендодерми. Внутренние стенки этих клеток утолщены, не пропускают воды и газов. Между мертвыми клетками ендодерми расположены живые пропускные клетки. Они тонкостенные, расположенные напротив сосудов центрального цилиндра и легко пропускают растворы веществ к нему.
Центральный цилиндр занимает среднюю часть корня и состоит из различных тканей. В периферической части его есть перицикл, состоящий из одного ряда тонкостенных паренхимных клеток. Клетки перицикла (вторичная образовательная ткань) периодически делятся и дают начало боковым корням (отсюда - коренетвірний слой), камбия, паренхиме корня, дополнительным почкам корнеростковых растений. Основу центрального цилиндра (внутри перицикла) составляет паренхімна ткань, в которой радиально расположен сосудистый пучок корня, состоящий из ксилемы и флоэмы. Сосуды ксилемы образуют лучи, идущие от периферии к центра. их обычно бывает три - пять, редко - около 20. Между лучами ксилемы расположены группы клеток флоэмы.
У большинства растений (двудольных и голосеменных) первичное строение корня хранится недолго и переходит во вторичное строение. Такая перестройка связана с образованием на определенном этапе их развития (после появления первых листьев) в центральном цилиндре корня вторичной меристемы - камбия. За счет клеток камбия образуются вторичные элементы ксилемы и флоэмы. У деревьев и кустов вторичная ксилема и флоэма нарастают кольцами, вследствие чего строение корня подобная строения стебля. Первичная кора и ентодерма постепенно отмирают и отшелушиваются, а из перицикла образуется перидерма. Новые слои перидерми закладываются в низших слоях вторичной флоэмы. Так постепенно возникает вторичная строение корня.
Плодородие почвы. Для нормального развития растения корни должны быть обеспечены влагой, свежим воздухом для дыхания и необходимыми минеральными солями. Все это растения получают из почвы, который является верхним плодородным слоем земли. В состав почвы входит песок, глина, минеральные соли, гумус, воздух и вода. Гумус - сложный комплекс органических веществ, образующийся в почве при разложении остатков растительных и животных организмов (перегной). Он играет важную роль в процессах склеивания агрегатов почвы. Плодородие почвы определяется содержанием в нем питательных веществ. Наиболее плодородные черноземы, слой гумуса в которых достигает 1 м. Подзолистые почвы содержат мало перегноя (до 20 см). Еще бедные перегноем глинистые и песчаные почвы.
Поглощение корнями воды и растворенных в ней минеральных веществ - важнейшая их функция, неразрывно связана со всем комплексом процесса обмена веществ растительного организма. Вода, поступившая в корневых волосков, проходит сложный путь по растению, но, к сожалению, факторы, которые обеспечивают как процесс поступления воды в корневые волоски, так и ее движение, изучены еще недостаточно. Есть много разных теорий, которые объясняют эти процессы. Согласно гидростатических законов величина тургорного давления во всех частях клетки одинакова, поэтому сила всасывания большая в части, где выше осмотическое давление (S = Г - Т, где S - сила всасывания; Р - осмотическое давление; Т - тургорного давления).
Тургор (лат. turgor - вздутие, наполнение) - напряженное состояние клеточной оболочки, создаваемое гидростатическим давлением внутриклеточной жидкости. В растительных клетках внутреннее давление на стену клетки всегда превышает давление на нее внешней среды. Тургор необходим для нормального течения всех физиологических процессов в организме растений. Благодаря тургора ткани растений имеют определенную упругость и конструктивную прочность. Снижением тургора обусловленные процессы увядания, автолиза и старения растений.
Осмос - явление, при котором происходит выравнивание концентраций двух растворов, разделенных полупроницаемой оболочкой (например, клеточной мембраной), за счет перемещения растворителя из менее концентрированного в более концентрированного раствора. Осмотическое давление - избыточное давление со стороны раствора, препятствует проникновению растворителя из менее концентрированного в более концентрированный раствор через полупроницаемую мембрану.
В механизме поглощения питательных веществ корнем различают два качественно отличные процессы: метаболический (активный) и метаболический (пассивный). Метаболическое поглощения питательных веществ связывается, в первую очередь, с дыханием клеток. Дыхание определяет существование активной поверхности цитоплазмы, скорость ее обновление, насыщенность акцепторами минеральных соединений, возможность взаимодействия с ними.
Не метаболический механизм поглощения веществ связывают с проникновением их в клетку за градиентом концентрации. Этот процесс не зависит от обмена веществ живой клетки. Основной движущей силой его признают диффузию и осмос.
Через корневые волоски вода поступает в клетки основных тканей корня. Далее через пропускные клетки - в сосуды центрального цилиндра, а затем в надземную часть растения по сосудам проводящей зоны. Сосуды корня и надземной части растения становятся сосудами стебли. Место перехода корня в стебель несколько утолщенное и называется корневой шейкой. Восходящий (от корня к листьям) движение воды объясняется корневым давлением и присисною действием (транспірацією) листьев.
Наряду с этим корень выполняет выделительную функцию. Через корневые волоски выделяются органические кислоты (уксусная, угольная, муравьиная). Корни выделяют также ферменты и витамины, участвующие в превращении питательных веществ при участии микрофлоры (ризосферы) в доступные для растений формы. Корень в течение всей жизни растения не прекращает своего роста, имеет радиальную симметрию.
Для повышения плодородия почвы в него вносят различные удобрения. Внесение удобрений во время роста растений называют подпиткой. В зависимости от формы внесения удобрения подкормки может быть сухим или жидким.
Удобрения подразделяют на две основные группы:
1. Минеральные удобрения (или минеральные соли) - азотные (селитра, мочевина, сульфат аммония), фосфорные (суперфосфат), калийные (хлорид калия, зола). Полные удобрения содержат азот, фосфор и калий (нитрофоска); к ним относят и органическое удобрение - навоз. Если отсутствует один из компонентов, удобрение называется неполным.
2. Органические удобрения-это вещества органического происхождения (навоз, птичий помет, торф, гумус).
Внесение удобрений в почву должно быть строго нормированным. Оно зависит от типа почвы и потребностей растения. Азотные удобрения хорошо растворяются в воде и способствуют росту надземных частей растений, поэтому их вносят в почву перед посевом. Калий необходим для роста и развития корневой системы. Фосфор ускоряет созревание плодов и вместе с калием повышает холодостойкость растений. Калийные удобрения хорошо растворяются в воде, и их вносят в почву в первой половине лета. Фосфорные удобрения плохо растворимы в воде, поэтому их вносят в почву осенью вместе с навозом. Самое распространенное органическое удобрение - навоз - содержит азот, фосфор и калий усваиваются растением после разложения навоза микроорганизмами. Процесс этот длительный, поэтому навоз вносят в почву осенью.
Для нормального роста и развития растений в почву в незначительном количестве вносят микроэлементы - бор, медь, марганец, молибден, цинк, алюминий.
Минеральные соли поступают в растения в виде растворов, поэтому подкормку лучше проводить после дождя, когда грунт насыщен влагой.
Вода необходима растению для поддержания тургора клеток, для набухания и прорастание семян. Особенно много воды требуется в период роста. Поливать растения рекомендуется вечером, когда спадает жара, изредка, но обильно. Для полива посадок на больших площадях применяют специальные дождевальные установки. В засушливых районах для орошения почвы создают оросительные каналы и пруды.
Основные видоизменения корней. В процессе приспособления растений к условиям существование корней приобрело кроме основных (удержание растения в почве и всасывание растворов) некоторые дополнительные функции. К ним относится накопление запасных питательных веществ, особенно в дву - и многолетних травянистых растений, которые ежегодно теряют надземные побеги. Утолщенное в результате отложения питательных веществ главное корни называется корнеплодом (свекла, брюква, репа, морковь, турнепс, петрушка). Утолщения придаточных корней (ятрышник, георгин) называются корневыми клубнями. У большинства растений с видоизменениями стебля (корневищные, луковичные и другие) кроме обычных корней развиваются сократительные, или втянуты, корни. Например, у видов крокуса (шафрана) с семейства ирисовых в период цветения низкое междоузлия побега превращается на бульбу, которая покрывается затем измененным листьями (клубнелуковица).
В некоторых тропических древесных растений, живущих на бедных кислородом болотистых почвах, развивается дыхательные корни. Это отростки боковых корней, которые растут вертикально вверх и возвышаются над водой или почвой. Они богаты повітроносною тканью - аеренхімою - с большими межклеточными пространствами, через которые атмосферный воздух проникает в подземные части корней.
Корни водяных растений, которые укореняются в почве, лишены корневых волосков. У растений - паразитов (повилика, омела) корни превращаются в сосущие органы.
Рис. 28. Симбіотічна фиксация азота в корневых бульбочках бобовых: 1 - корень из гороха бульбочками; 2 - бульбочки в разрезе; С - проникновение бактерий сквозь куприки корневых волосков.
У большинства видов цветковых растений молодые корни срастаются с гифами грибов, образуя микоризу (грибокорінь). Растение и гриб получают из такого симбиоза обоюдную пользу. Некоторые виды (например, орхидные) даже не могут развиваться без заражения мікоризним грибом. Другие (большинство деревьев, кустарники) растут и без микоризы, но при контакте с грибом развиваются значительно лучше.
В клетках корней некоторых растений (бобовые, а также березовые, маслинкові, жостерові и другие) поселяются почвенные бактерии, вызвать разрастание паренхимы и формирование так называемых клубеньков (рис. 28). Клубневые бактерии-нітрифікатори фиксируют атмосферный азот в виде соединений, которые могут усваиваться растением. Часть связанного азота используется растением, а часть остается в почве. Такие бобы, как клевер и люцерна, накапливают в клубнях азота от 150 до 300 кг/га. Посевы бобовых применяют в сельском хозяйстве для обогащения почвы азотом.
Все стебли древесных растений, произрастающие в умеренных широтах, характеризуются определенным строением. Так из чего же состоит стебель? Стебель состоит из:
- древесина. Это центральная часть стебля;
- камбий. Это тонкий слой образовательной ткани;
- кора. Она находится снаружи.
Остановимся на строении стебля подробнее и рассмотрим элементы стебля: кору, древесину и сердцевину.
Древесина
Почти весь объем древесины представляет собой отмершие клетки. В основном — сосуды и трахеи, выполняющие проводящую функцию, а также склеренхимные клетки (то есть механические).
Древесина (ксилема) является основной частью стебля. Она включает сосуды (трахеи), трахеиды, древесные волокна (механическая ткань). Одно кольцо древесины образуется в течение года. Годичные кольца древесины служат для определения возраста растения.
Но в случае с тропическими растениями, сделать это довольно сложно: тропические растения растут постоянно на протяжении года, поэтому их кольца почти незаметны.
Годичные кольца хорошо видны весной, с пробуждением растения, и осенью, когда растение засыпает на зиму. Весенняя древесина включает тонкостенные клетки, а осенняя — толстостенные. Это говорит о том, что переход от весны к осени постепенный, а от осени к весне — внезапный.
Древесина также состоит из паренхимных клеток, которые в основном концентрируются в центральной части и образуют сердцевину.
Сердцевина — центральная часть стебля.
Внешний слой сердцевины включает живые паренхимные клетки и служит местом откладывания питательных веществ, а центральный слой — из больших и часто отмерших клеток.
Клетки сердцевины характеризуются наличием между ними межклеточного пространства. Также стоит отметить сердцевидный луч.
Сердцевидный луч — это ряд паренхимных клеток, которые берут начало в сердцевине и двигаются к первичной коре: они направлены радиально через древесину и луб. Луч выполняет важные функции: запасающую и проводящую.
Различают первичную и вторичную кору, так как у коры есть два отдела: луб и пробка.
Первичная кора — это участок стебля, состоящий из двух слоев: колленхимы или механической ткани, которая находится под перидермой, и паренхимы первичной коры, выполняющей запасающую функцию.
Первичная кора с типом ткани покрывным выполняет свою функцию недолго — сразу же за ней образуется вторичная покровная ткань — перидерма. Она включает 3 слоя клеток:
- пробку (внешний слой);
- пробковый камбий (средний слой);
- феллодерму (внутренний слой).
Пробка находится снаружи и возникает в результате многоразового заложения слоев перидермы. Таким образом она выполняет защитную функцию. На поверхности пробки можно обнаружить трещины. Их появление — результат утолщения стебля: пробковые клетки мертвые и не могут растягиваться.
Вторичная кора — это луб или флоэма. Луб включает в себя ситоподобные элементы, паренхимные клетки и лубовые волокна. Он прилегает к камбию.
Лубовые волокна — механическая ткань, поэтому они выполняют опорную функцию. Они образуют слой, получивший название твердый луб. Другие элементы луба образуют мягкий луб.
Появление клеток луба — результат деления и дифференциации камбия.
Камбий
Какую роль играет камбий? Камбий представляет собой образовательную ткань. Снаружи вторичную кору образуют клетки луба, а внутри — клетки древесины.
Стебель растет в толщину за счет деления клеток камбия. Зимой клетки камбия не делятся — их деление возобновляется весной.
Проводящие элементы древесины (ксилемы) обеспечивают перемещение воды и растворенных в ней веществ от корней до листьев.
Проводящие элементы луба (флоэмы) перемещают продукты ассимиляции от листков до корней.
Распределение флоэмы и ксилемы при образовании проводящих пучков осуществляется в определенном порядке и с учетом расположения других структур стебля. Ксилема входит в состав древесины и располагается в середине от камбия. Флоэма — составляющая луба: она располагается снаружи от камбия.
Мы рассмотрели внутреннее строение стеблей.
Первичное и вторичное анатомическое строение стебля
Анатомия стебля
Первичное строение стебля характеризуется наличием центрального цилиндра и первичной корки, между которыми граница определяется довольно условно.
Первичная кора состоит из следующих тканей:
- механические;
- ассимиляционные;
- запасающие;
- выделительные;
- воздухоносные.
Участки паренхимы разделяют проводящие пучки, которые собраны из первичных проводящих тканей. Расположение первичной флоэмы — периферия пучка. Первичная ксилема направлена к середине стебля. Расположение сердцевины — центральная часть.
Возникновение первичного камбия происходит вначале в первичных пучках. Поэтому между прослойками пучкового камбия появляются перемычки межпучкового камбия. Проводящие пучки легко различимы, так как пучковый камбий закладывает проводящие элементы, а межпучковый — паренхиму.
Строение стеблей древесных растений отдельных видов отличаются не пучковым типом вторичного утолщения.
Проводящие пучки сближаются и образуют 3 концентрических слоя:
- Древесину или вторичную ксилему.
- Камбий.
- Луб или вторичную флоэму.
Центральная часть — это сердцевина, которую составляют живые тонкостенные паренхимные клетки. Функция таких клеток заключается в накапливании питательных веществ.
Древесина занимает около 90% объема ствола и располагается снаружи от сердцевины.
Отдельно нужно отметить механические древесные волокна, обеспечивающие стволу прочность.
Древесина также включает паренхимные клетки (они образуют сердцевинные лучи) и клетки вертикальной паренхимы. Камбий находится между корой и древесиной и состоит из образовательной ткани. Последняя, в свою очередь, образует ксилему и флоэму.
Снаружи от камбия — вторичная кора или луб: ее образует камбий.
В луб входят ситовидные трубки, лубяные волокна и лубяная паренхима. Луб также может выполнять функцию накапливания питательных веществ. Около луба располагается запасающая паренхима, а за ней — перидерма или вторичная покровная ткань. Слой перидермы, который выполняет функцию защиты — это пробка. Пробка трансформируется в корку (третичную покровную ткань) спустя несколько лет.
Как минеральные вещества передвигаются по стеблю
Корни всасывают воду и минеральные соли из почвы, и они перемещаются по стеблю к листьям, цветам и плодам. Такое движение называют восходящим током. Оно осуществляется по древесине с помощью основных проводящих сосудов. Эти сосуды — мертвые пустые трубки, которые образуются из живых паренхимных клеток. Восходящий ток может осуществляться трахеидами: мертвыми клетками, которые связаны друг с другом при помощи окаймленных пор.
Образование органических веществ происходит в листьях. Затем они доставляются во всех органы растения, в том числе корень и стебель.
Нисходящий ток — это обратная транспортировка. В ней принимают участи луб (по нему перемещаются) и ситовидные трубки (с их помощью). Ситовидные трубки — это живые клетки, которые связаны между собой ситечками: тонкими перегородками с отверстиями. Эти трубки находятся в продольных и поперечных стенках. При помощи сердцевидных лучей питательные вещества у древесных растений перемещаются в горизонтальной плоскости.
Как органические вещества откладываются в стеблях
Внутреннее строение стебля создано для откладывания питательных веществ. Органические вещества внутри клеток или в оболочках клеток накапливаются в специальных запасающих тканях. Эти ткани образуются из паренхимных клеток. Среди таких органических веществ — крахмал, аминокислоты, инсулин, сахара, масла, белки.
Органические вещества откладываются в стебле в разных местах: в паренхимных клетках первичной коры, в живых клетках сердцевины, в сердцевидных лучах.
Запасающие ткани играют важную роль в питании растения органическими веществами. Запас органических веществ растениями — это еще и продукт питания для животных и человека. Питательные вещества растений используются людьми в качестве сырья.
Читайте также: