Східний струм води. Будова рослинної клітини

Значення та різноманітність провідних тканин

Провідні тканини є найважливішою складовою більшості вищих рослин. Вони є обов'язковим структурним компонентом вегетативних та репродуктивних органів спорових та насіннєвих рослин. Провідні тканини в сукупності з клітинними стінками і міжклітинниками, деякими клітинами основної паренхіми та спеціалізованими передатними клітинами утворюють провідну систему, яка забезпечує далекий та радіальний транспорт речовин. Завдяки особливій конструкції клітин та їх розташування в тілі рослин провідна система виконує численні, але взаємопов'язані функції:

1) пересування води та мінеральних речовин, поглинених корінням із ґрунту, а також органічних речовин, що утворюються в коренях, у стебло, листя, репродуктивні органи;

2) пересування продуктів фотосинтезу із зелених частин рослини у місця їх використання та запасання: у коріння, стебла, плоди та насіння;

3) пересування фітогормонів по рослині, що створює певний їх баланс, який визначає темпи зростання та розвитку вегетативних та репродуктивних органів рослин;

4) радіальний транспорт речовин з провідних тканин у поруч розташовані живі клітини інших тканин, наприклад, в асимілюючі клітини мезофілу листа і клітини меристем, що діляться. У ньому можуть також брати участь паренхімні клітини серцевих променів деревини та кори. Велике значення в радіальний транспортмають передавальні клітини з численними випинання клітинної оболонки, що знаходяться між провідними і паренхімними тканинами;

5) провідні тканини підвищують стійкість органів рослин до деформуючих навантажень;

6) провідні тканини утворюють безперервну розгалужену систему, яка зв'язує органи рослин в єдине ціле;

Виникнення провідних тканин є результатом еволюційних структурних перетворень, пов'язаних з виходом рослин на сушу та поділом їх повітряного та ґрунтового харчування. Найбільш древні провідні тканини – трахеїди виявлені у копалин рініофітів. Найвищого розвитку вони досягли у сучасних покритонасінних.

У процесі індивідуального розвитку первинні провідні тканини утворюються з прокамбію в точках зростання зародка насіння та нирок відновлення. Вторинні провідні тканини, характерні для дводольних покритонасінних, породжуються камбієм.

Залежно від виконуваних функцій провідні тканини поділяються на тканини висхідного струму та тканини низхідного струму. Основним призначенням тканин висхідного струму є транспорт води та розчинених у ній мінеральних речовин від кореня до вище розташованих надземних органів. Крім того, по них переміщуються органічні речовини, що утворюються в корені та стеблі, наприклад, органічні кислоти, вуглеводи та фітогормони. Однак термін "висхідний струм" не слід сприймати однозначно як пересування знизу - вгору. Тканини висхідного струму забезпечують потік речовин у напрямку від зони всмоктування до апексу втечі. При цьому речовини, що транспортуються, використовуються як самим коренем, так і стеблом, гілками, листям, репродуктивними органами, незалежно від того, вище або нижче рівня коренів вони знаходяться. Наприклад, у картоплі вода та елементи мінерального живлення надходять по тканинах висхідного струму в столони та бульби, що утворюються у ґрунті, а також у надземні органи.

Тканини низхідного струму забезпечують відтік продуктів фотосинтезу в частини рослин і в запасні органи. У цьому просторове становище фотосинтезирующих органів немає значення. Наприклад, у пшениці органічні речовини надходять у зернівки, що розвиваються, з листя різних ярусів. Тому до назв «висхідні» і «низхідні» тканини слід відноситися не більше як до традиції, що склалася.

Провідні тканини висхідного струму

До тканин висхідного струму відносяться трахеїди та судини (трахеї), які розташовуються в деревинній (ксилемній) частині органів рослин. У цих тканинах пересування води та розчинених у ній речовин відбувається пасивно під дією кореневого тиску та випаровуванням води з поверхні рослини.

Трахеїди мають більш давнє походження. Вони зустрічаються у вищих спорових рослин, голонасінних і рідше – у покритонасінних. У покритонасінних вони типові для найдрібніших розгалужень жилок листа. Клітини трахеїд мертві. Вони мають витягнуту, часто веретеноподібну форму. Їхня довжина становить 1 – 4 мм. Однак у голонасінних, наприклад, у араукарії, вона досягає 10 мм. Стіни клітин товсті, целюлозні, часто просочуються лігніном. У клітинних оболонках є численні облямовані пори.

Судини сформувалися більш пізніх етапах еволюції. Вони характерні для покритонасінних, хоча зустрічаються і в деяких сучасних представників відділів Плауни (рід Селлагінелла), Хвощі, Папороті та Голосонасінні (рід Гнетум).

Судини складаються з подовжених мертвих клітин, розташованих одна над іншою і званих члениками судини. У торцевих стінках члеників судини є великі наскрізні отвори – перфорації, якими здійснюється далекий транспорт речовин. Перфорації виникли в ході еволюції з облямованих пір трахеїд. У складі судин вони бувають сходовими та простими. Численні сходові перфорації утворюються на торцевих стінках члеників судини за її косому закладенні. Отвори таких перфорацій мають подовжену форму, а перегородки, що їх розділяють, розташовуються паралельно один одному, нагадуючи сходи сходів. Судини зі сходовою перфорацією характерні для рослин сімейств Лютикові, Лимонникові, Березові, Пальмові, Частухові.

Прості перфорації відомі у еволюційно молодших сімейств, таких як Пасльонові, Гарбузові, Астрові, Мятлікові. Вони є одним великим отвіром в торцевій стінці членика, розташованої перпендикулярно осі судини. У ряді сімейств, наприклад, у Магнолієвих, Рожевих, Ірисових, Астрових, у судинах зустрічаються як прості, так і сходові перфорації.

Бічні стінки мають нерівномірні целюлозні потовщення, які оберігають судини від надлишкового тиску, що створюється поруч розташованими живими клітинами інших тканин. У бічних стінках можуть бути численні пори, які забезпечують вихід води межі судини.

Залежно від характеру потовщень, типів і характеру розташування пір судини поділяються на кільчасті, спіральні, біспіральні, сітчасті, сходові та точково-порові. У кільчастих та спіральних судин целюлозні потовщення розташовуються у вигляді кілець або спіралей. Через непотовщені ділянки здійснюється дифузія розчинів, що транспортуються в навколишні тканини. Діаметр цих судин порівняно невеликий. У сітчастих, сходових і точково-порових судин вся бічна стінка, за винятком місць розташування простого часу, потовщена і часто просочена лігніном. Тому радіальний транспорт речовин у них здійснюється через численні подовжені та точкові пори.

Судини мають обмежений термін. Вони можуть руйнуватися внаслідок закупорки тилами – виростами сусідніх паренхімних клітин, а також під дією доцентрових сил тиску нових клітин деревини, що утворюються камбієм. У ході еволюції судини зазнають змін. Членники судин стають коротшими і товстішими, косі поперечні перегородки змінюються прямими, а сходові перфорації - простими.

Провідні тканини низхідного струму

До тканин низхідного струму відносяться ситоподібні клітини та ситоподібні трубки з клітинами-супутницями. Ситоподібні клітини мають більш давнє походження. Вони зустрічаються у вищих спорових рослин та голонасінних. Це живі, видовжені клітини із загостреними кінцями. У зрілому стані вони містять ядра у складі протопласту. У їх бокових стінках, у місцях зіткнення суміжних клітин, є дрібні наскрізні перфорації, які зібрані групами і утворюють ситоподібні поля, якими здійснюється пересування речовин.

Ситоподібні трубки складаються з вертикального ряду подовжених клітин, розділених між собою поперечними стінками та званими ситоподібними пластинками, в яких розташовані ситоподібні поля. Якщо ситоподібна пластинка має одне ситоподібне поле, вона вважається простою, а якщо декількома – то складною. Ситоподібні поля утворюються численними наскрізними отворами – ситоподібними перфораціями невеликого діаметра. Через ці перфорації з однієї клітини до іншої проходять плазмодесми. На стінках перфорацій розміщується полісахарид калозу, що зменшує просвіт перфорацій. У міру старіння ситовидної трубки калоз повністю закупорює перфорації і трубка припиняє роботу.

При формуванні ситовидної трубки у клітинах, що їх утворюють, синтезується спеціальний флоемний білок (Ф-білок) і розвивається велика вакуоля. Вона відтісняє цитоплазму та ядро ​​до стінки клітини. Потім мембрана вакуолі руйнується і внутрішній простірклітини заповнюється сумішшю цитоплазми та клітинного соку. Тільця Ф-білка втрачають чіткі контури, зливаються, утворюючи тяжи біля ситоподібних пластинок. Їхні фібрили проходять через перфорації з одного членика ситовидної трубки в інший. До члеників ситовидної трубки щільно прилягають одна або дві клітини-супутниці, які мають подовжену форму, тонкі стінки та живу цитоплазму з ядром та численними мітохондріями. У мітохондріях синтезується АТФ, необхідна для транспортування речовин ситоподібними трубками. У стінках клітин-супутниць є велика кількість пір з плазмадесмами, яка майже в 10 разів перевищує їх кількість в інших клітинах мезофілу листа. Поверхня протопласту цих клітин значно збільшена за рахунок численних складок, що утворюються плазмалемою.

Швидкість пересування асимілятів ситоподібними трубками значно перевищує швидкість вільної дифузії речовин і досягає 50 - 150 см/год, що вказує на активний транспорт речовин з використанням енергії АТФ.

Тривалість роботи ситоподібних трубоку багаторічних дводольних становить 1 – 2 роки. На зміну їм камбій постійно утворює нові провідні елементи. У однодольних, позбавлених камбію, ситоподібні трубки є набагато довше.

Провідні пучки

Провідні тканини розташовуються в органах рослин у вигляді поздовжніх тяжів, утворюючи пучки, що проводять. Розрізняють чотири типи провідних пучків: прості, загальні, складні та судинно-волокнисті.

Прості пучки складаються з одного типу провідних тканин. Наприклад, у крайових частинах листових пластинок багатьох рослин зустрічаються невеликі по діаметру пучки з судин і трахеїд, а в квітконосних пагонах у лілейних - лише з ситовидних трубок.

Загальні пучки утворюються трахеїдами, судинами та ситоподібними трубками. Іноді цей термін використовується для позначення пучків метамеру, які проходять у міжвузлі та є листовими слідами. До складу складних пучків входять провідні та паренхімні тканини. Найбільш досконалими, різноманітними за будовою та місцем розташування є судинно-волокнисті пучки.

Судинно-волокнисті пучки характерні для багатьох вищих спорових рослин та голонасінних. Однак вони найбільш типові для покритонасінних. У таких пучках виділяються функціонально різні частини – флоема та ксилема. Флоема забезпечує відтік асимілятів з листа та пересування їх у місця використання чи запасання. По ксилемі вода та розчинені в ній речовини пересуваються з кореневої системи в лист та інші органи. Об'єм ксилемної частини в кілька разів перевищує обсяг флоемної, оскільки обсяг води, що надходить в рослину, перевищує обсяг утворюваних асимілятів, так як значна частина води випаровується рослиною.

Різноманітність судинно-волокнистих пучків визначається їх походженням, гістологічним складом та місцезнаходженням у рослині. Якщо пучки утворюються з прокамбію і завершують свій розвиток у міру використання запасу клітин освітньої тканини, як у однодольних, вони називаються закритими для зростання. На відміну від них, у дводольних відкриті пучки не обмежені у зростанні, оскільки вони формуються камбієм і збільшуються в діаметрі протягом усього життя рослини. До складу судинно-волокнистих пучків крім провідних можуть входити основні та механічні тканини. Наприклад, у дводольних флоема утворюється ситовидними трубками (провідна тканина висхідного струму), луб'яною паренхімою (основна тканина) і луб'яними волокнами (механічна тканина). До складу ксилеми входять судини та трахеїди (що проводить тканину низхідного струму), деревна паренхіма (основна тканина) та деревні волокна (механічна тканина). Гістологічний склад ксілеми та флоеми генетично детермінований і може бути використаний у систематиці рослин для діагностики різних таксонів. Крім того, ступінь розвитку складових частин пучків може змінюватись під впливом умов зростання рослин.

Відомо кілька видів судинно-волокнистих пучків.

Закриті колатеральні провідні пучки характерні для листя та стебел однодольних покритонасінних. Вони відсутні камбій. Флоема і ксилема розташовуються пліч-о-пліч. Їх характерні деякі конструктивні особливості. Так, у пшениці, що відрізняється С 3 шляхом фотосинтезу, пучки утворюються з прокамбію і мають первинну флоему і первинну ксилему. У флоемі виділяють більш ранню протофлоему і пізнішу за часом утворення, але більш великоклітинну метафлоему. У флоемній частині відсутні луб'яна паренхіма та луб'яні волокна. У ксілемі спочатку утворюються дрібніші судини протоксилеми, розташовані в одну лінію перпендикулярно до внутрішньої межі флоеми. Метаксилема представлена ​​двома великими судинами, розташованими поруч із метафлоемою перпендикулярно ланцюжку судин протоксилеми. І тут судини розташовуються Т-образно. Відомо також V-, Y- та È-подібне розташування судин. Між судинами метаксилеми в 1 - 2 ряди розташована дрібноклітинна склеренхіма з потовщеними стінками, які в міру розвитку стебла просочуються лігніном. Ця склеренхіма відокремлює зону ксілеми від флоеми. По обидва боки від судин протоксилеми розташовуються клітини деревинної паренхіми, які, ймовірно, виконують трансфузійну роль, оскільки при переході пучка з міжвузля в листову подушку стеблового вузла вони беруть участь в утворенні клітин. Навколо пучка стебла пшениці, що проводить, розташовується склеренхімна обкладка, краще розвинена з боку протоксилеми і протофлоеми, біля бічних сторін пучка клітини обкладки розташовуються в один ряд.

У рослин з 4-типом фотосинтезу (кукурудза, просо та ін) в листі навколо закритих провідних пучків розташовується обкладка з великих клітин хлоренхіми.

Відкриті колатеральні пучки характерні для дводольних стебел. Наявність шару камбію між флоемою та ксилемою, а також відсутність склеренхімної обкладки навколо пучків забезпечує їх тривале зростання у товщину. У ксилемній та флоемній частинах таких пучків є клітини основної та механічної тканин.

Відкриті колатеральні пучки можуть бути утворені двома шляхами. По-перше, це пучки, які первинно утворюються прокамбієм. Потім у них із клітин основної паренхіми розвивається камбій, що виробляє вторинні елементи флоеми та ксилеми. В результаті пучки поєднують гістологічні елементи первинного та вторинного походження. Такі пучки характерні для багатьох трав'янистих квіткових рослин класу дводольних, що мають пучковий тип будови стебла (бобові, рожеві та ін.).

По-друге, відкриті колатеральні пучки можуть бути утворені лише камбієм і складатися з ксилеми та флоеми вторинного походження. Вони типові для трав'янистих дводольних з перехідним типом анатомічної будови стебла (астрові та ін), а також для коренеплодів типу буряків.

У стеблах рослин ряду сімейств (Гарбузові, Пасльонові, Дзвіночкові та ін) зустрічаються відкриті біколатеральні пучки, де ксилема з двох сторін оточена флоемою. При цьому зовнішня ділянка флоеми, звернена до поверхні стебла, розвинена краще внутрішнього, а смужка камбію, як правило, розташовується між ксилемою і зовнішньою ділянкою флоеми.

Концентричні пучки бувають двох типів. У амфікрибральних пучках, характерних для кореневищ папороті, флоема оточує ксилему, в амфівазальних – ксилема кільцем розташована навколо флоеми (кореневища ірису, конвалії та ін.). Рідше концентричні пучки зустрічаються у дводольних (кліщевина).

Закриті радіальні провідні пучки утворюються в ділянках коренів, що мають первинну анатомічну будову. Радіальний пучок входить до складу центрального циліндра та проходить через середину кореня. Його ксилема має вигляд багатопроменевої зірки. Між променями ксілеми розташовуються клітини флоеми. Число променів ксілеми значною мірою залежить від генетичної природи рослин. Наприклад, у моркви, буряків, капусти та інших дводольних ксилема радіального пучка має лише два промені. У яблуні та груші їх може бути 3 – 5, у гарбуза та бобів – ксилема чотирипроменева, а у однодольних – багатопроменева. Радіальне розташування променів ксілеми має пристосувальне значення. Воно скорочує шлях води від поверхні, що всмоктує, кореня до судин центрального циліндра.

У багаторічних деревних рослині деяких трав'янистих однорічників, наприклад, у льону, провідні тканини розташовуються в стеблі, не утворюючи чітко виражених провідних пучків. Тоді говорять про непучковий тип будови стебла.

Тканини, що регулюють радіальний транспорт речовин

До специфічних тканин, що регулюють радіальний транспорт речовин відносяться екзодерми та ендодерма.

Екзодерма є зовнішнім шаром первинної кори кореня. Вона утворюється безпосередньо під первинною покривною тканиною епіблемою в зоні кореневих волосків і складається з одного або декількох шарів щільно зімкнутих клітин з потовщеними целюлозними оболонками. В екзодермі вода, що надійшла в корінь кореневими волосками, відчуває опір в'язкої цитоплазми і переміщається в целюлозні оболонки клітин екзодерми, а потім виходить з них в міжклітини середнього шару первинної кори, або мезодерми. Це забезпечує ефективне надходження води у глибші шари кореня.

У зоні проведення корені однодольних, де клітини епіблеми відмирають і злущуються, екзодерма виявляється на поверхні кореня. Її клітинні стінки просочуються суберином і перешкоджають надходженню води із ґрунту в корінь. У дводольних екзодерми у складі первинної кори злущується при линянні кореня і заміщається перидермою.

Ендодерма, або внутрішній шар первинної кори кореня, розташований навколо центрального циліндра. Вона утворюється одним шаром щільно зімкнутих клітин неоднакової будови. Одні з них, названі пропускними, мають тонкі оболонки і легко проникні для води. За ними вода з первинної кори надходить у радіальний провідний пучок кореня. Інші клітини мають специфічні целюлозні потовщення радіальних та внутрішніх тангентальних стінок. Ці потовщення, просочені суберином, називаються поясками Каспарі. Вони непроникні для води. Тому вода надходить у центральний циліндр лише через пропускні клітини. А оскільки поглинаюча поверхня кореня значно перевищує сумарну площу перерізу пропускних клітин ендодерми, то при цьому виникає кореневий тиск, який є одним із механізмів надходження води в стебло, лист та репродуктивні органи.

Ендодерма входить також до складу кори молодого стебла. У деяких трав'янистих покритонасінних вона, як і в корені, може мати пояски Каспарі. Крім того, в молодих стеблах ендодерма може бути представлена ​​крохмалоносною піхвою. Таким чином, ендодерма може регулювати транспорт води у рослині та запасати поживні речовини.

Поняття про стелу та її еволюцію

Виникненню, розвитку в онтогенезі та еволюційним структурним перетворенням провідної системи приділяється велика увага, оскільки вона забезпечує взаємозв'язок органів рослин та з нею пов'язана еволюція великих таксонів.

На пропозицію французьких ботаніків Ф. Ван Тигема і А. Дуліо (1886) сукупність первинних провідних тканин разом із іншими тканинами і перициклом, що прилягають до кори, була названа стелою. До складу стели може також входити серцевина і утворена її місці порожнину, як, наприклад, у мятликових. Поняття "стела" відповідає поняттю "центральний циліндр". Стела кореня та стебла функціонально єдина. Вивчення стели у представників різних відділів вищих рослин призвело до формування стелярної теорії.

Розрізняють два основні типи стели: протостелу та еустелу. Найбільш давньою є протостела. Її провідні тканини розташовуються в середині осьових органів, причому в центрі знаходиться ксилема, оточена суцільним шаром флоеми. Серцевина чи порожнина у стеблі відсутні.

Існує кілька еволюційно пов'язаних між собою видів протостели: гаплостела, актиностела та плектостела.

Вихідним, примітивним виглядом є гаплостели. У неї ксилема має округлу форму поперечного перерізу і оточена безперервним рівним шаром флоеми. Навколо провідних тканин одним - двома шарами розташовується перицикл. Гаплостела була відома у копалин рініофітів і збереглася у деяких псилотофітів (тмезіптер).

Більше розвиненим видомпротостели є актиностела, в якій ксилема на поперечному перерізі набуває форми багатопроменевої зірки. Вона виявлена ​​у викопного астероксилону та деяких примітивних плауноподібних.

Подальше роз'єднання ксилеми на окремі ділянки, розташовані радіально або паралельно один до одного, призвело до утворення плектостели, характерної для плауноподібних стебел. У актиностели та плектостели флоема, як і раніше, оточує ксилему з усіх боків.

У ході еволюції з протостели виникла сифоностела, відмінною рисою якої є трубчаста будова. У центрі такої стели розташовується серцевина чи порожнина. У провідній частині сифоностели з'являються листові щілини, завдяки яким виникає безперервний зв'язок серцевини з корою. Залежно від способу взаємного розташування ксилеми і флоеми сифоностела буває ектофлою та амфіфлою. У першому випадку флоема з однієї, зовнішньої сторони оточує ксилему. У другому – флоема оточує ксилему із двох сторін, із зовнішньої та внутрішньої.

При поділі амфіфлойної сифоностели на мережу або ряди поздовжніх тяжів виникає розсічена стела, або диктіостела, характерна для багатьох папоротеподібних. Її провідна частина представлена ​​численними концентричними пучками, що проводять.

У хвощів з ектофлойної сифоностели виникла артростела, яка має членисту будову. Вона відрізняється наявністю однієї великої центральної порожнини та відокремлених провідних пучків з протоксилемними порожнинами (каринальними каналами).

У квіткових рослин на основі ектофлойної сифоностели утворилася еустела, характерна для дводольних, і атактостела, типова для однодольних. В еустелі провідна частина складається з відокремлених колатеральних пучків, що мають кругове розташування. У центрі стели в стеблі розташовується серцевина, яка за допомогою серцевих променів з'єднується з корою. В атактостелі провідні пучки мають розсіяне розташування, між ними знаходяться паренхімні клітини центрального циліндра. Таке розташування пучків приховує трубчасту конструкціюсифоностели.

Виникнення різних варіантівсифоностели є важливим пристосуванням вищих рослин до збільшення діаметра осьових органів – кореня та стебла.



У будь-якому живому чи рослинному організмі тканину утворюють подібні за походженням та будовою клітини. Будь-яка тканина пристосована до виконання однієї чи відразу кілька важливих для тваринного чи рослинного організму функцій.

Види тканин у вищих рослин

Виділяють такі види тканин рослин:

• освітні (меристема);
• покривні;
• механічні;
• провідні;
• основні;
• видільні.

Всі ці тканини мають свої особливості будови та відрізняються одна від одної виконуваними функціями.

Тканини рослин під мікроскопом

Освітня тканина рослин

Освітня тканина- Це первинна тканина, з якої утворюються всі інші тканини рослини. Вона складається з спеціальних клітин, здатних до багаторазового поділу. Саме з цих клітин складається зародок будь-якої рослини.

Ця тканина зберігається і у дорослої рослини. Вона розташовується:

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

• внизу кореневої системи та на верхівках стебел (забезпечує зростання рослини у висоту та розвиток кореневої системи) – верхівкова освітня тканина;
• всередині стебла (забезпечує зростання рослини завширшки, його потовщення) – бічна освітня тканина;

Покривна тканина рослин

Покривна тканина відноситься до захисних тканин. Вона необхідна для того, щоб захищати рослину від різких перепадів температури, від зайвого випаровування води, від мікробів, грибів, тварин і від механічних пошкоджень.

Покривні тканини рослин утворені клітинами, живими та мертвими, здатними пропускати повітря, забезпечуючи необхідний зростання рослини газообмін.

Будова покривної тканинирослин таке:

• спочатку розташована шкірка або епідерма, яка покриває листя рослини, стебла та найбільш уразливі частини квітки; клітини шкірки живі, еластичні, вони захищають рослину від зайвої втрати вологи;
• далі знаходиться пробка або перидерма, яка також розташовується на стеблах та коренях рослини (там, де утворюється шар пробки, шкірка відмирає); пробка захищає рослину від несприятливих впливів довкілля.

Також виділяють такий вид покривної тканини, як кірка. Ця міцна покривна тканина, пробка в даному випадку утворюється не тільки на поверхні, але і в глибині, причому верхні її шари потихеньку відмирають. По суті, кірка складається із пробки та мертвих тканин.

Рис.2 Корка – вид покривної тканини рослини

Для дихання рослини в кірці утворюються тріщини, на дні яких розташовуються спеціальні відростки, чечевички, через які відбувається газообмін.

Механічна тканина рослин

Механічні тканини надають рослині необхідну йому міцність. Саме завдяки наявності рослина може витримувати сильні пориви вітру і не ламаються під струменями дощу і під вагою плодів.

Виділяють два основні види механічних тканин: луб'яні та дерев'яні волокна .

Проводять тканини рослин

Тканина, що проводить, забезпечує транспортування води з розчиненими в ній мінералами.

Ця тканина утворює дві транспортні системи:

• висхідну(від коріння до листя);
• низхідну(Від листя до всіх інших частин рослин).

Висхідна транспортна система складається з трахеїд і судин (ксилема або деревина), причому судини більш досконалі провідні засоби, ніж трахеїди.

У низхідних системах струм води з продуктами фотосинтезу проходить ситоподібними трубками (флоема або луб).

Ксилема та флоема утворюють судинно-волокнисті пучки – «кровоносну систему» ​​рослини, яка пронизує її повністю, з'єднуючи в одне ціле.

Основна тканина

Основна тканина чи паренхіма– є основою рослини. У неї занурені всі інші види тканин. Це жива тканина і виконує різні функції. Саме через це виділяються різні її види (інформація про будову та функції різних видівосновна тканина представлена ​​в таблиці нижче).

Види основної тканини	Де знаходиться в рослині	Функції	Будова
Асиміляційна	листя та інші зелені частини рослини	сприяє синтезу органічних речовин	складається з фотосинтезуючих клітин
Запасаюча	бульби, плоди, нирки, насіння, цибулини, коренеплоди	сприяє накопиченню необхідних для розвитку рослини органічних речовин	тонкостінні клітини
Водоносна	стебло, листя	сприяє накопиченню води	пухка тканина, що складається з тонкостінних клітин
Повітроносна	стебло, листя, коріння	сприяє проведенню повітря по рослині	тонкостінні клітини

Мал. 3 Основна тканина або паренхіма рослини

Видільні тканини

Назва цієї тканини свідчить, яку саме функцію вона грає. Ці тканини сприяють насиченню плодів рослин оліями та соками, а також сприяють виділенню листям, квітками та плодами особливого аромату. Таким чином, виділяють два види цієї тканини:

• тканини внутрішньої секреції;
• тканини зовнішньої секреції

Що ми дізналися?

Учням 6 класу до уроку біології слід запам'ятати, що тварини та рослини складаються з безлічі клітин, які, у свою чергу, упорядковано вишиковуються, утворюють ту чи іншу тканину. Ми з'ясували які види тканин існують у рослин – освітня, покривна, механічна, провідна, основна та видільна. Кожна тканина виконує свою, строго певну функцію, захищаючи рослину або забезпечуючи доступ усіх її частин до води чи повітря.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 3.9. Усього отримано оцінок: 1552.

Мал.Клітинна будова однорічного стебла липи. Поздовжній та поперечний зрізи: 1 - система покривних тканин (зовні всередину; один шар епідермісу, корок, первинна кора); 2-5 - луб : 2 - луб'яні волокна, 3 - ситоподібні трубки, 4 - клітини-супутники, 5 - Клітини луб'яної паренхіми; 6 - Клітини камбію, в крайніх шарах розтягнуті, що диференціюються; 7-9 клітинні елементи деревини: 7 - клітини судин, 8 - Деревні волокна, 9 - Клітини деревної паренхіми ( 7 , 8 і 9 показані також крупно); 10 - Клітини серцевини.

Вода і мінеральні речовини, що надходять через корінь, повинні досягати всіх частин рослини, водночас речовини, що утворюються в листі в процесі фотосинтезу, також призначені для всіх клітин. Таким чином, у тілі рослини має існувати спеціальна система, що забезпечує транспорт та перерозподіл усіх речовин. Цю функцію у рослин виконують провідні тканини.Існує два типи провідних тканин: ксилема (деревина)і флоема (луб).По ксилемі здійснюється висхідний струм:пересування води з мінеральними солями з кореня у всі органи рослини. Флоемою йде низхідний струм:транспорт органічних речовин, що надходять із листя. Провідні тканини є складними тканинами, Оскільки складаються з декількох типів по-різному диференційованих клітин.

Ксилема (деревина).Ксилема складається з провідних елементів: судин,або трахей,і трахеїд,а також з клітин, що виконують механічну та запасну функцію.

Трахеїди.Це мертві витягнуті клітини з косо зрізаними загостреними кінцями (рис.12).

Їхні дерев'яні стіни сильно потовщені. Зазвичай довжина трахеїд становить 1-4 мм. Розташовуючись в ланцюжок один за одним, трахеїди утворюють водопровідну систему у папоротеподібних і голонасінних рослин. Зв'язок між сусідніми трахеїдами здійснюється через пори. Шляхом фільтрації крізь мембрану пори здійснюється і вертикальний і горизонтальний транспорт води з розчиненими мінеральними речовинами. Рух води трахеїдами йде з повільною швидкістю.

Судини (трахеї).Судини утворюють найбільш досконалу провідну систему, характерну для покритонасінних рослин. Вони є довгою порожнистою трубкою, що складається з ланцюжка мертвих клітин - члеників судини, в поперечних стінках яких знаходяться великі отвори - перфорації. Завдяки цим отворам здійснюється швидкий струм води. Судини рідко бувають одиночними, зазвичай розташовуються групами. Діаметр судини – 0,1 – 0,2 мм. На ранній стадії розвитку з прокамбію ксилеми на внутрішніх стінках судин утворюються целюлозні, згодом одревесневаючі, потовщення. Ці потовщення перешкоджають зминання судин під тиском сусідніх клітин, що ростуть. Спочатку утворюються кільчастіі спіральніпотовщення, які не перешкоджають подальшому подовженню клітин. Пізніше виникають ширші судини з сходовимипотовщеннями, а потім пористісудини, котрим характерна найбільша площа потовщення (рис.13).

Через непотовщені ділянки судин (пори) здійснюється горизонтальний транспорт води до сусідніх судин і клітин паренхіми. Поява судин у процесі еволюції забезпечила покритонасінним рослинам високу пристосованість до життя на суші і, як наслідок, їх панування в сучасному рослинному покриві Землі.

Інші елементи ксилеми.До складу ксилеми крім провідних елементів входять також дерев'яна паренхімаі механічні елементи - деревні волокна, або лібриформ.Волокна, як і судини, виникли у процесі еволюції з трахеїд. Однак на відміну від судин у волокон зменшилася кількість пір і сформувалася ще більш потовщена вторинна оболонка.

Флоема (луб).Флоема здійснює низхідний струм органічних речовин - продуктів фотосинтезу. До складу флоеми входять ситоподібні трубки, клітини-супутниці,механічні (луб'яні) волокна та луб'яна паренхіма.

Ситоподібні трубки.На відміну від провідних елементів ксилеми, ситоподібні трубки є ланцюжком живих клітин (рис.14).

Поперечні стінки двох суміжних клітин, що входять до складу ситовидної трубки, пронизані великою кількістю наскрізних отворів, що утворюють структуру, що нагадує сито. З цим і пов'язана назва ситоподібних трубок. Стінки, що несуть ці отвори, називають ситоподібними платівками.Через ці отвори здійснюється транспорт органічних речовин з одного членика в інший.

Членники ситовидної трубки з'єднані своєрідними порами з клітинами-супутницями (див. нижче). З паренхімними клітинами трубки повідомляються через прості пори. У зрілих ситоподібних клітинах відсутні ядро, рибосоми та комплекс Гольджі, а їхня функціональна активність та життєдіяльність підтримується клітинами-супутницями.

Клітини-супутниці (супроводжуючі клітини).Розташовуються вздовж поздовжніх стінок членика ситоподібної трубки. Клітини-супутниці та членики ситоподібних трубок утворюються із загальних материнських клітин. Материнська клітина ділиться поздовжньою перегородкою, і з двох клітин, що утворилися, одна перетворюється на членик ситовидної трубки, а з іншої розвиваються одна або кілька клітин-супутниць. Клітини-супутниці мають ядро, цитоплазму з численними мітохондріями, у них відбувається активний обмін речовин, що пов'язано з їхньою функцією: забезпечувати життєдіяльність без'ядерних ситоподібних клітин.

Інші елементи флоеми.До складу флоеми поряд із провідними елементами входять механічні луб'яні (флоемні) волокнаі луб'яна (флоемна) паренхіма.

Проводять пучки.У рослині провідні тканини (ксилема та флоема) утворюють особливі структури - провідні пучки.Якщо пучки частково або повністю оточені тяжами механічної тканини, їх називають судинно-волокнистими пучками.Ці пучки пронизують все тіло рослини, утворюючи єдину провідну систему.

Спочатку провідні тканини утворюються з клітин первинної меристеми. прокамбію.Якщо при утворенні пучка прокамбій повністю витрачається на формування первинних провідних тканин, то такий пучок називають закритим(Рис.15).

Він не здатний до подальшого (вторинного) потовщення, тому що в ньому немає камбіальних клітин. Такі пучки притаманні однодольних рослин.

У дводольних і голонасінних рослин між первинними ксилемою та флоемою залишається частина прокамбію, яка надалі стає пучковим камбієм.Його клітини здатні ділитися, утворюючи нові провідні та механічні елементи, що забезпечує вторинне потовщення пучка і, як наслідок, зростання стебла у товщину. Провідний пучок, що містить камбій, називають відкритим(Див. рис.15).

Залежно від взаємного розташування ксилеми і флоеми розрізняють кілька типів пучків, що проводять (мал.16)

Колатеральні пучки. Ксилема і флоема примикають один до одного пліч-о-пліч. Такі пучки характерні для стебел та листя більшості сучасних насіннєвих рослин. Зазвичай таких пучках ксилема займає становище ближче до центру осьового органу, а флоэма звернена до периферії.

Біколлатеральні пучки. До ксилеми примикають пліч-о-пліч два тяжи флоеми: один - з внутрішньої сторони, інший – з периферії. Периферичний тяж флоеми переважно складається з вторинної флоеми, внутрішній - первинної, оскільки розвивається з прокамбію.

Концентричні пучки. Одна провідна тканина оточує іншу провідну тканину: ксилема - флоему або флоема - ксилему.

Радіальні пучки. Характерні коріння рослин. Ксилема розташовується по радіусах органу, між якими знаходяться тяжі флоеми.

У процесі еволюції є однією з причин, які уможливили вихід рослин на сушу. У нашій статті ми розглянемо особливості будови та функціонування її елементів – ситоподібних трубок та судин.

Особливості провідної тканини

Коли на планеті відбулися серйозні зміни кліматичних умов, рослинам довелося пристосовуватися до них До цього всі вони мешкали виключно у воді. У наземно-повітряному середовищі став необхідним видобуток води з ґрунту та його транспортування до всіх органів рослини.

Розрізняють два види провідної тканини, елементами якої є судини та ситоподібні трубки:

1. Луб, або флоема – розташована ближче до поверхні стебла. По ній органічні речовини, утворені в аркуші під час фотосинтезу, пересуваються до кореня.
2. Другий тип провідної тканини називається деревина, або ксилема. Вона забезпечує висхідний струм: від кореня до листя.

Ситоподібні трубки рослин

Це провідні клітини лубу. Між собою вони розділені численними перегородками. Зовні їхню будову нагадує сито. Звідси і походить назва. Ситоподібні трубки рослин живі. Це слабким тиском низхідного струму.

Їхні поперечні стінки пронизані густою мережею отворів. А клітини містять багато наскрізних отворів. Усі вони є прокаріотичними. Це означає, що вони не мають оформленого ядра.

Живими елементи цитоплазми ситоподібних трубок залишаються лише певний час. Тривалість цього періоду варіює в широких межах – від 2 до 15 років. Цей показник залежить від виду рослини та умов її зростання. Ситоподібні трубки транспортують воду та органічні речовини, синтезовані у процесі фотосинтезу від листя до кореня.

Судини

На відміну від ситоподібних трубок, ці елементи провідної тканини є мертвими клітинами. Візуально вони нагадують трубочки. Судини мають щільні оболонки. З внутрішньої сторони вони утворюють потовщення, які мають вигляд кілець чи спіралей.

Завдяки такій будові судини здатні виконувати свою функцію. Вона полягає у пересуванні ґрунтових розчинів мінеральних речовин від кореня до листя.

Механізм ґрунтового харчування

Таким чином, у рослині одночасно здійснюється пересування речовин у протилежних напрямках. У ботаніці цей процес називають висхідним і низхідним струмом.

Але які сили змушують воду з ґрунту рухатися вгору? Виявляється, що це відбувається під впливом кореневого тиску та транспірації – випаровування води з поверхні листя.

Для рослин цей процес є життєво необхідним. Справа в тому, що тільки в ґрунті знаходяться мінерали, без яких розвиток тканин та органів буде неможливим. Так, азот необхідний розвитку кореневої системи. У повітрі цього елемента достатньо - 75%. Але рослини не здатні фіксувати атмосферний азот, тому мінеральне харчування так важливе для них.

Піднімаючись, молекули води щільно зчіплюються між собою та стінками судин. При цьому виникають сили, здатні підняти воду на пристойну висоту - до 140 м. Такий тиск змушує ґрунтові розчини через кореневі волоски проникати в кору і далі до судин ксилеми. По них вода піднімається до стебла. Далі, під дією транспірації, вода надходить у листя.

У жилках поруч із судинами перебувають і ситоподібні трубки. Ці елементи здійснюють низхідний струм. Під впливом сонячного світлау хлоропластах листа синтезується полісахарид глюкоза. Ця органічна речовина рослина витрачає на здійснення зростання та процесів життєдіяльності.

Отже, провідна тканина рослини забезпечує пересування водних розчинів органічних та мінеральних речовин рослиною. Її структурними елементами є судини та ситоподібні трубки.

ПРОВОДНІ ТКАНИНИ

Провідні тканини транспортують поживні речовини у двох напрямках. Висхідний (транспіраційний) струмрідини ( водні розчиниі солі) йде по судині трахеїдівксилеми (рис. 32) від коріння вгору по стеблі до листя та інших органів рослини. Східний струм (асиміляційний)органічних речовин здійснюється від листя по стеблі до підземних органів рослини

спеціальним ситоподібним трубкамфлоеми (рис. 33). Тканина рослини, що проводить, чимось нагадує кровоносну систему людини, оскільки має осьову і радіальну сильно розгалужену мережу; поживні речовини потрапляють у кожну клітину живої рослини. У кожному органі рослини ксилема і флоема розташовуються поруч і представлені у вигляді тяжів - пучків, що проводять.

Існують первинні та вторинні провідні тканини. Первинні диференціюються з прокамбію і закладаються в молодих органах рослини, вторинні провідні тканини потужніші, формуються з камбію.

Ксилема (деревина)представлена трахеїдамиі трахеями, або судинами.

Трахеїди- витягнуті замкнуті клітини з косо зрізаними зазубреними кінцями, у зрілому стані представлені мертвими прозенхімними клітинами. Довжина клітин середньому 1 - 4 мм. Повідомлення із сусідніми трахеїдами відбувається через прості або облямовані пори. Стінки нерівномірно потовщені, характером потовщення стінок розрізняють трахеїди кільчасті, спіральні, сходові, сітчасті і пористі (рис. 34). У пористих трахеїд завжди облямовані пори (рис. 35). Спорофити всіх вищих рослин мають трахеїди, а у більшості хвощеподібних, плауновидних, папоротеподібних і голонасінних вони служать єдиними провідними елементами ксілеми. Трахеїди

виконують дві основні функції: проведення води та механічне зміцнення органу.

Трахеї, або судини, - Найголовніші водопровідні елементи ксілеми покритонасінних рослин. Трахеї є порожнистими трубками, що складаються з окремих члеників; у перегородках між члениками знаходяться отвори - перфораціїзавдяки яким здійснюється струм рідини. Трахеї, як і трахеїди, - це замкнута система: кінці кожної трахеї мають скошені поперечні стінки з облямованими порами. Членники трахей більші, ніж трахеїди: у поперечнику становлять у різних видів рослин від 0,1 - 0,15 до 0,3 - 0,7 мм. Довжина трахей від кількох метрів до кількох десятків метрів (ліан). Трахеї складаються з мертвих клітин, хоча на початкових стадіях формування вони живі. Вважають, що трахеї в процесі еволюції виникли з трахеїдів.

Судини і трахеїди крім первинної оболонки здебільшого мають вторинні потовщення як кілець, спіралей, сходів тощо. Вторинні потовщення утворюються на внутрішній стінці судин (див. рис. 34). Так, у кільчастій посудині внутрішні потовщення стінок у вигляді кілець, що знаходяться на відстані один від одного. Кільця розташовані впоперек судини і трохи похило. У спіральній посудині вторинна оболонка нашаровується зсередини клітини у вигляді спіралі; у сітчастій посудині потовщені місця оболонки виглядають у вигляді щілин, що нагадують сітки; у сходовій посудині потовщені місця чергуються з непотовщеними, утворюючи подобу сходів.

Трахеїди і судини - трахеальні елементи - розподіляються в ксілемі по-різному: на поперечному зрізі суцільними кільцями, утворюючи кільцесудинну деревину, або розсіяно більш менш рівномірно по всій ксилемі, утворюючи розсіяно-судинну деревину. Вторинна оболонка, як правило, просочується лігніном, надаючи рослині додаткову міцність, але водночас обмежуючи її зростання завдовжки.

Крім судин і трахеїд ксилема включає променеві елементи, що складаються з клітин, що утворюють серцеві промені. Серцевинні промені складаються з тонкостінних живих паренхімних клітин, якими поживні речовини відтікають у горизонтальному напрямі. У ксілемі присутні також живі клітини деревинної паренхіми, які функціонують як ближній транспорт, і є місцем зберігання запасних речовин. Усі елементи ксилеми походять із камбію.

Флоема- провідна тканина, по якій транспортується глюкоза та інші органічні речовини - продукти фотосинтезу від листя до місць їх використання та відкладення (до конусів наростання, бульб, цибулин, кореневищ, коренів, плодів, насіння та ін.). Флоема також буває первинна та вторинна.

Первинна флоема формується з прокамбію, вторинна (луб) - з камбію. У первинній флоемі відсутні серцевинні промені та менш потужна система ситоподібних елементів, ніж у трахеїд. У процесі формування ситовидної трубки в протопласті клітин - члеників ситовидної трубки з'являються слизові тільця, що беруть участь в утворенні слизового тяжу біля ситоподібних пластин (рис. 36). У цьому формування членика ситовидной трубки закінчується. Функціонують ситоподібні трубки у більшості трав'янистих рослинодин вегетаційний період та до 3-4 років у деревно-чагарникових рослин. Ситоподібні трубки складаються з ряду подовжених клітин, сполучених один з одним за допомогою продірявлених перегородок. ситечок. Оболонки функціонуючих ситоподібних трубок не здерев'язують і залишаються живими. Старі клітини закупорюються так званим мозолистим тілом, а потім відмирають і під тиском на них молодших функціонуючих клітин сплющуються.

До флоеми відноситься луб'яна паренхіма, що складається з тонкостінних клітин, у яких відкладаються запасні поживні речовини за серцевим променямвторинної флоеми здійснюється також ближне транспортування органічних поживних речовин- продуктів фотосинтезу.

Провідні пучки- тяжі, що утворюються, як правило, ксилемою та флоемою. Якщо до провідних пучок примикають тяжі

механічної тканини (частіше склеренхіми), то такі пучки називають судинно-волокнистими. У провідні пучки можуть бути включені й інші тканини - жива паренхіма, млечники та ін. , або луб'яний, що проводить пучок).

Пучки, що проводять, спочатку утворилися з прокамбію. Вирізняють кілька типів провідних пучків (рис. 37). Частина прокамбію може зберегтися і потім перетворитися на камбій, тоді пучок здатний до вторинного потовщення. Це відкритіпучки (рис. 38). Такі провідні пучки переважають у більшості дводольних та голонасінних рослин. Рослини, що мають відкриті пучки, здатні розростатися в товщину за рахунок діяльності камбію, причому дерев'яні ділянки (рис. 39, 5) приблизно в три рази більші за луб'яні ділянки (рис. 39, 2) . Якщо при диференціюванні провідного пучка з прокамбіального тяжу вся освітня тканина повністю витрачається на формування постійних тканин, то пучок називається закритим(Рис. 40). Закриті

провідні пучки зустрічаються в стеблах однодольних рослин. Деревина та луб у пучках можуть мати різне взаємне розташування. У зв'язку з цим виділяють кілька типів провідних пучків: колатеральні, біколатеральні (рис. 41), концентричні та радіальні. Колатеральні, або бічні, - Пучки, в яких ксилема і флоема примикають один до одного. Біколатеральні, або двобокобочні, - Пучки, в яких до ксилем примикають пліч-о-пліч два тяжа флоеми. У концентричнихпучках тканина ксилеми повністю оточує тканину флоеми або навпаки (рис. 42). У першому випадку такий пучок називають центрофлоемним. Центрофлоемні пучки є у стебел і кореневищ деяких дводольних і однодольних рослин (бегонія, щавель, ірис, багато осокових і лілейних). Ними мають папороті. Існують і

проміжні провідні пучки між закритими колатеральними та центрофлоемними. У корінні зустрічаються радіальніпучки, у яких центральну частину та промені по радіусах залишає деревина, причому кожен промінь деревини складається з центральних великих судин, поступово зменшуючись по радіусах (рис. 43). Число променів у різних рослиннеоднаково. Між деревними променями розташовуються луб'яні ділянки. Типи пучків, що проводять, схематично представлені на рис. 37. Провідні пучки тягнуться вздовж усієї рослини у вигляді тяжів, які починаються в корінні і проходять вздовж усієї рослини по стеблі до листя та інших органів. У листі вони називаються жилками. Головна функція їх - проведення низхідного та висхідного струмів води та поживних речовин.