Раздаточный материал по биологии к уроку по теме "Растительные ткани"

5

Растения, как и животные, имеют клеточное строение. Клетки в растениях не обособлены, они взаимодействуют друг с другом, находятся в определенных частях тела, имеют различное строение и выполняют разные функции.

Группа сходных по происхождению и строению клеток, выполняющая конкретную функцию, называется тканью. Важнейшими тканями растений являются образовательные, основные, покровные, механические, проводящие. Ткани могут быть простыми и сложными, простые ткани состоят только из одного вида клеток (меристема, покровная ткань молодого корня). По мере старения растения совершенствуется и строение его тканей, они становятся сложными, т.е. представляют собой совокупность различных клеток, и наряду с основной начинают выполнять и другие функции.

Образовательные ткани, или меристемы, принимают участие в образовании всех постоянных тканей растения и фактически формируют его тело. Основной особенностью клеток меристемы является способность к длительному делению, а некоторые клетки делятся в течение всей жизни растения. Клетки меристемы тонкостенные, с густой невакуолизированной цитоплазмой, с ядром, расположенным в центре. Они многогранные (до 14 граней), плотно прилегают друг к другу и могут делиться в разных направлениях. Клетки меристемы располагаются в строго определенных частях растения: на верхушках корня и стебля, в основании цветоносного побега (у амариллиса, тюльпана), узлах побега (у злаков), т.е. там, где энергично образуются новые клетки, за счет чего и происходит рост растения.

Ткани, возникшие из меристематических, называются постоянными, так как выполняют определенную функцию в течение какого-то времени и, как правило, не превращаются в другие ткани.

Основная ткань, или паренхима, — это ткань, которая составляет основную и большую часть тела растения. Клетки паренхимы изодиаметричны (длина клетки равна ширине) или имеют таблитчатую форму (длина не более чем в 2 раза превышает ширину). Это одна из немногих тканей, которая в зависимости от положения в теле растения и особенностей его обитания способна выполнять различные Функции. По функциям различают хлорофиллоносную (хлоренхима, или ассимиляционная ткань), запасающую, воздухоносную (аэренхима) паренхиму.

Хлорофиллоносная паренхима образуется в зеленых листьях и ста5лях растений и выполняет функцию фотосинтеза (рис. 8.1). В клетках этой ткани содержатся хлоропласты. В зависимости от формы, размеров и расположения клеток у покрытосеменных растений различают столбчатую (палисадную) и губчатую (рыхлую) хлррофиллоносную паренхиму. ф1фференцировка на столбчатую и губчатую ткани в листьях связана с особенностью освещения. Если нижняя и верхняя стороны листа освещены одинаково, дифференцировка отсутствует. В игловидных листьях голосеменных развивается особый тип хлорофиллоносной паренхимы — складчатая. Так как хлоропласты расположены в постенном слое цитоплазмы, то складчатость клеточной стенки — это приспособление к увеличению числа хлоропласгов, а следовательно, и фотосинтезирующей поверхности.

Запасные питательные вещества

В клетках запасающей паренхимы откладываются запасные питательные вещества (крахмал, жиры, белки) в твердом или растворенном виде, которые впоследствии используются растением в процессе жизнедеятельности. У растений, периодически испытывающих острый недостаток в воде, она накапливается в запасающих тканях стебля (кактусы) или листьев (молодило, очиток, алоэ) накапливается вода. Большое количество запасающей паренхимы имеется в стеблях древесных растений, луковицах, клубнях, корневищах, зерновках злаков, в сочных плодах. Иногда в запасающих тканях накапливаются вещества, которые выводятся из процесса метаболизма (смолы, органические кислоты, оксалат кальция).

У высших растений, обитающих в воде (кувшинки, кубышки), развивается особый тип основной ткани — воздухоносная паренхима. Ее основная функция — обеспечение нормального газообмена в теле растения в условиях пониженной аэрации. Клетки воздухоносной паренхимы могут иметь разнообразную форму (округлую, звездчатую) и расположены рыхло, так как между ними имеются крупные межклетники, по которым циркулируют газообразные вещества, поступающие из атмосферы и образующиеся в растении.

Покровные ткани находятся на поверхности всех ор генов растений. Они выполняют главным образом защитную функцию — предохраняют растения от перегрева и переохлаждения, излишних испарения воды и сухости воздуха, болезнетворных организмов и т.д. Покровная ткань может быть простой и сложной.

Корни и стебли

Молодые корни, стебли травянистых растений, листья покрыты простой однослойной покровной тканью — кожицей (эпидермой, эпидермисом). Клетки кожицы тонкостенные, изодиаметричные или вытянутые, с более или менее извилистыми стенками, плотно прилегают одна к другой, не содержат хлоропластов. Очень часто эпидермис покрыт восковым налетом или волосками, что является дополнительным защитным приспособлением. В листьях и зеленых стеблях между клетками кожицы разбросаны устьица, которые открываются и закрываются автоматически и регулируют водный и воздушный режим растения. Активная работа устьиц связана с процессом фотосинтеза.

У деревьев и кустарников на стебле, а также на корнях со временем кожица заменяется более прочными и сложно устроенными покровными тканями.

К осени стебли кустарников и веточки деревьев начинают буреть. Это свидетельствует о том, что кожица заменяется вторичной, многослойной покровной тканью — перидермой, в которой защитную функцию выполняет пробка

Клетки пробки имеют таблитчатую форму и расположены друг над другом правильными рядами. Оболочки клеток постепенно пропитываются суберином, и клетки опробковевают. Через опробковевшую оболочку не могут поступать ни питательные вещества, ни воздух, поэтому содержимое клетки отмирает и она заполняется воздухом. Связь растения с внешней средой осуществляется через особые прорывы в покровной ткани — чечевички, через которые газообразные вещества свободно проникают в растение и таким же образом выводятся наружу.

Покровная ткань

На старых ветках и стволах деревьев по мере их старения образуется еще более сложная покровная ткань — корка. Она возникает благодаря тому, что вторичная покровная ткань у древесных растений каждый год образуется все дальше от поверхности среди живой паренхимной ткани. Как только участки паренхимы оказываются между двумя слоями пробки, они отмирают. Таким образом, корка — тоже мертвая покровная ткань, но более плотная и толстая. Так как ствол дерева ежегодно нарастает в толщину, а мертвые клетки растягиваться не могут, корка на поверхности лопается и отделяется кусками. Поверхность дерева становится корявой, шероховатой.

На старых корнях образуются только вторичные покровные ткани, корки на них, как правило, не бывает.

Механические ткани придают прочность различным частям растения. В стебле механические ткани находятся главным образом на периферии, а также входят в состав проводящих пучков. В листьях они хорошо развиты в черешках. Форма, строение, физиологическое состояние клеток, образующих механические ткани, различны. В черешках листьев и молодых стеблях возникает живая механическая ткань (колленхима). Ее клетки благодаря неравномерному отложению пектиновых веществ имеют неравномерно утолщенные оболочки. Пектиновые вещества способны легко поглощать воду из окружающих клетки межклетных пространств и отдавать ее. Благодаря этому поддерживается тургорное состояние листа, черешка и других частей растения и осуществляется их ориентация в пространстве (листья у многих растений, соцветия могут поворачиваться вслед за солнцем). Эта ткань не препятствует растяжению клеток, а следовательно, и росту органа. В листе она сохраняется до конца его жизни.

Механическая ткань

В стебле по мере его старения живая механическая ткань заменяется мертвой (склеренхимой). Ее клетки имеют равномерно утолщенные одревесневшие или неодревесневшие оболочки. Длинные механические клетки называются волокнами, округлые клетки с очень толстыми оболочками — каменистыми. Волокна располагаются чаще всего в стеблях, много их в стеблях льна, конопли, липы, канатника. Волокна многих растений используются в текстильной промышленности. Каменистые клетки располагаются группами в незрелых плодах груши или поодиночке в листьях фикуса, чайного куста, камелии.

Чем сильнее развита механическая ткань в стебле, тем более мощную надземную массу может формировать растение.

Проводящие ткани служат для передвижения воды с растворенными в ней минеральными веществами от корней к листьям и другим частям растения, а также для доставки к ним органических веществ, которые синтезировались в органах, содержащих хлорофиллоносную ткань.

В растениях различают два вида проводящей ткани — ксилему (древесину) и флоэму (луб). Ксилема — это водопроводящая система растения. Она представляет собой сложную ткань, в состав которой входят специализированные элементы, проводящие воду, -трахеиты и трахеи (сосуды), а также клетки паренхимных и механических тканей. Трахеиты — узкие, мертвые клетки с заостренными концами и одревесневшими оболочками. Одревеснение оболочек происходило постепенно и способствовало укреплению стенок водопроводящих Элементов, а следовательно, помогало создать непрерывный водоток. У примитивных организмов на тонкостенных оболочках сначала появились кольчатые и спиральные утолщения и возникли кольчатые и спиральные трахеиты.

Тонкостенный поры

В процессе эволюции одревеснение распространилось почти на всю оболочку, но в ней остались тонкостенные участки (поры), расположенные в определенном порядке и имеющие округлую или продолговатую форму. Так образовались разные типы трахеит. Трахеиты входят в состав водопроводящей системы папоротников, плаунов, хвощей, голосеменных. Образуются они и у примитивных покрытосеменных (кувщинковые), но у большинства покрытосеменных растений передвижение воды происходит по трахеям. Трахеи — тоже мертвые элементы проводящей ткани. Они состоят из коротких широких клеток (члеников сосудов), которые расположены одна над другой. У этих клеток исчезли поперечные перегородки, а боковые стенки постепенно одревеснели. Как и трахеиты, трахеи бывают кольчатыми, спиральными, лестничными, пористыми. Они проходят через все тело растения, длина их фактически равна длине растения. Трахеи значительно шире трахеит, поэтому вода, не встречая на своем пути преград в виде поперечных перегородок, передвигается по ним очень быстро.

Флоэма — это ткань, по которой происходит отток ассимилятор. Как и ксилема, она является сложной тканью, в ее состав входят ситовидные трубки с клетками спутницами, а также паренхимные и механические ткани.

Ситовидные трубки образованы живыми клетками, в которых нет ядра, цитоплазма расположена в центральной части и тяжи ее через сквозные отверстия в поперечных перегородках (ситовидные пластинки) проходят в соседние клетки. Благодаря этому клетки сообщаются друг с другом. Ситовидные трубки, как и сосуды, проходят по всей длине растения. Клетки-спутницы прилегают к ситовидным трубкам. Они имеют типичное для растительных клеток строение и, очевидно, играют каталитическую роль, помогая передвижению органических веществ.

Ситовидные трубки у древесных растений функционируют 1 -3 года. Потом они могут выполнять запасающую функцию или разрушаются. Взамен их образуются новые элементы флоэмы.

Ксилема и флоэма обычно находятся во взаимодействии друг с другом и образуют пучки, которые можно видеть невооруженным глазом в листьях в виде жилок. Пучки расположены также в центральной части стебля и корня. Кроме проводящих элементов в пучках есть и элементы основных и механических тканей.