Какая ткань придает листовой пластинке прочность. Образовательный портал

Проводящие ткани. Значение и разнообразие проводящих тканей

Проводящие ткани являются важнейшей составной частью большинства высших растений. Они являются обязательным структурным компонентом вегетативных и репродуктивных органов споровых и семенных растений. Проводящие ткани в совокупности с клеточными стенками и межклетниками, некоторыми клетками основной паренхимы и специализированными передаточными клетками образуют проводящую систему, которая обеспечивает дальний и радиальный транспорт веществ. Благодаря особой конструкции клеток и их расположению в теле растений проводящая система выполняет многочисленные, но взаимосвязанные функции:

1) передвижение воды и минеральных веществ, поглощенных корнями из почвы, а также органических веществ, образуемых в корнях, в стебель, листья, репродуктивные органы;

2) передвижение продуктов фотосинтеза из зелёных частей растения в места их использования и запасания: в корни, стебли, плоды и семена;

3) передвижение фитогормонов по растению, что создает определённый их баланс, который определяет темпы роста и развития вегетативных и репродуктивных органов растений;

4) радиальный транспорт веществ из проводящих тканей в рядом расположенные живые клетки других тканей, например, в ассимилирующие клетки мезофилла листа и делящиеся клетки меристем. В нем могут также принимать участие паренхимные клетки сердцевинных лучей древесины и коры. Большое значение в радиальном транспорте имеют передаточные клетки с многочисленными выпячиваниями клеточной оболочки, находящиеся между проводящими и паренхимными тканями;

5) проводящие ткани повышают устойчивость органов растений к деформирующим нагрузкам;

6) проводящие ткани образуют непрерывную разветвленную систему, связывающую органы растений в единое целое;

В зависимости от выполняемых функций проводящие ткани подразделяются на ткани восходящего тока и ткани нисходящего тока. Основным назначением тканей восходящего тока является транспорт воды и растворенных в ней минеральных веществ от корня к выше расположенным надземным органам. Кроме того, по ним перемещаются органические вещества, образуемые в корне и стебле, например, органические кислоты, углеводы и фитогормоны. Однако термин «восходящий ток» не следует воспринимать однозначно как передвижение снизу - вверх. Ткани восходящего тока обеспечивают поток веществ по направлению от зоны всасывания к апексу побега. При этом транспортируемые вещества используются как самим корнем, так и стеблем, ветвями, листьями, репродуктивными органами, независимо от того, выше или ниже уровня корней они находятся. Например, у картофеля вода и элементы минерального питания поступают по тканям восходящего тока в столоны и клубни, образуемые в почве, а также в надземные органы.

Ткани нисходящего тока обеспечивают отток продуктов фотосинтеза в растущие части растений и в запасающие органы.

Проводящие ткани восходящего тока

К тканям восходящего тока относятся трахеиды и сосуды (трахеи), которые располагаются в древесинной (ксилемной) части органов растений. В этих тканях передвижение воды и растворенных в ней веществ происходит пассивно под действием корневого давления и испарением воды с поверхности растения.

Трахеиды имеют более древнее происхождение. Они встречаются у высших споровых растений, голосеменных и реже - у покрытосеменных. У покрытосеменных они типичны для мельчайших разветвлений жилок листа. Клетки трахеид мертвые. Они имеют вытянутую, часто веретеновидную форму. Их длина составляет 1 - 4 мм. Однако у голосеменных, например у араукарии, она достигает 10 мм. Стенки клеток толстые, целлюлозные, часто пропитываются лигнином. В клеточных оболочках имеются многочисленные окаймленные поры.

Сосуды сформировались на более поздних этапах эволюции. Они характерны для покрытосеменных, хотя встречаются и у некоторых современных представителей отделов Плауны (род Селлагинелла), Хвощи, Папоротники и Голосеменные (род Гнетум).

Сосуды состоят из удлиненных мертвых клеток, расположенных одна над другой и называемых члениками сосуда. В торцевых стенках члеников сосуда имеются крупные сквозные отверстия - перфорации, через которые осуществляется дальний транспорт веществ. Перфорации возникли в ходе эволюции из окаймленных пор трахеид. В составе сосудов они бывают лестничными и простыми. Многочисленные лестничные перфорации образуются на торцевых стенках члеников сосуда при их косом заложении.

Боковые стенки имеют неравномерные целлюлозные утолщения, которые предохраняют сосуды от избыточного давления, создаваемого рядом расположенными живыми клетками других тканей. В боковых стенках могут находиться многочисленные поры, обеспечивающие выход воды за пределы сосуда.

Сосуды имеют ограниченный срок деятельности. Они могут разрушаться в результате закупорки тиллами - выростами соседних паренхимных клеток, а также под действием центростремительных сил давления новых клеток древесины, образуемых камбием. В ходе эволюции сосуды подвергаются изменениям. Членики сосудов становятся короче и толще, косые поперечные перегородки сменяются прямыми, а лестничные перфорации - простыми.

Проводящие ткани нисходящего тока

К тканям нисходящего тока относятся ситовидные клетки и ситовидные трубки с клетками-спутницами. Ситовидные клетки имеют более древнее происхождение. Они встречаются у высших споровых растений и голосеменных. Это живые, удлиненные клетки с заостренными концами. В зрелом состоянии они содержат ядра в составе протопласта. В их боковых стенках, в местах соприкосновения смежных клеток, имеются мелкие сквозные перфорации, которые собраны группами и образуют ситовидные поля, через которые осуществляется передвижение веществ.

Ситовидные трубки состоят из вертикального ряда удлиненных клеток, разделенных между собой поперечными стенками и называемыми ситовидными пластинками, в которых расположены ситовидные поля. Если ситовидная пластинка обладает одним ситовидным полем, она считается простой, а если несколькими - то сложной. Ситовидные поля образуются многочисленными сквозными отверстиями - ситовидными перфорациями небольшого диаметра. Через эти перфорации из одной клетки в другую проходят плазмодесмы. На стенках перфораций размещается полисахарид каллоза, которая уменьшает просвет перфораций. По мере старения ситовидной трубки каллоза полностью закупоривает перфорации и трубка прекращает работу.

При формировании ситовидной трубки в образующих их клетках синтезируется специальный флоэмный белок (Ф-белок) и развивается крупная вакуоль. Она оттесняет цитоплазму и ядро к стенке клетки. Затем мембрана вакуоли разрушается и внутреннее пространство клетки заполняется смесью цитоплазмы и клеточного сока. Тельца Ф-белка теряют отчетливые очертания, сливаются, образуя тяжи около ситовидных пластинок. Их фибриллы проходят через перфорации из одного членика ситовидной трубки в другой. К членикам ситовидной трубки плотно прилегают одна или две клетки-спутницы, которые имеют удлиненную форму, тонкие стенки и живую цитоплазму с ядром и многочисленными митохондриями.

Проводящие пучки

Проводящие ткани располагаются в органах растений в виде продольных тяжей, образуя проводящие пучки. Различают четыре типа проводящих пучков: простые, общие, сложные и сосудисто-волокнистые.

Простые пучки состоят из одного типа проводящих тканей. Например, в краевых частях листовых пластинок многих растений встречаются небольшие по диаметру пучки из сосудов и трахеид, а в цветоносных побегах у лилейных - из одних лишь ситовидных трубок.

Общие пучки образуются трахеидами, сосудами и ситовидными трубками. Иногда этот термин используется для обозначения пучков метамера, которые проходят в междоузлии и являются листовыми следами. В состав сложных пучков входят проводящие и паренхимные ткани. Наиболее совершенными, многообразными по строению и местоположению являются сосудисто-волокнистые пучки.

В таких пучках выделяются функционально разные части - флоэма и ксилема. Флоэма обеспечивает отток ассимилятов из листа и передвижение их в места использования или запасания. По ксилеме вода и растворенные в ней вещества передвигаются из корневой системы в лист и другие органы. Объем ксилемной части в несколько раз превосходит объем флоэмной, поскольку объем поступающей в растение воды превышает объем образуемых ассимилятов, так как значительная часть воды испаряется растением.

Разнообразие сосудисто-волокнистых пучков определяется их происхождением, гистологическим составом и местонахождением в растении. Если пучки образуются из прокамбия и завершают своё развитие по мере использования запаса клеток образовательной ткани, как у однодольных, они называются закрытыми для роста. В отличие от них, у двудольных открытые пучки не ограничены в росте, поскольку они формируются камбием и увеличиваются в диаметре на протяжении всей жизни растения. В состав сосудисто-волокнистых пучков кроме проводящих могут входить основные и механические ткани. Например, у двудольных флоэма образуется ситовидными трубками (проводящая ткань восходящего тока), лубяной паренхимой (основная ткань) и лубяными волокнами (механическая ткань). В состав ксилемы входят сосуды и трахеиды (проводящая ткань нисходящего тока), древесинная паренхима (основная ткань) и древесинные волокна (механическая ткань). Гистологический состав ксилемы и флоэмы генетически детерминирован и может быть использован в систематике растений для диагностики разных таксонов. Кроме того, степень развития составных частей пучков может изменяться под влиянием условий произрастания растений.

Сосудисто-волокнистые пучки характерны для многих высших споровых растений и голосеменных. Однако они наиболее типичны для покрытосеменных. В таких пучках выделяются функционально разные части - флоэма и ксилема. Флоэма обеспечивает отток ассимилятов из листа и передвижение их в места использования или запасания. По ксилеме вода и растворенные в ней вещества передвигаются из корневой системы в лист и другие органы. Объем ксилемной части в несколько раз превосходит объем флоэмной, поскольку объем поступающей в растение воды превышает объем образуемых ассимилятов, так как значительная часть воды испаряется растением.

Известно несколько видов сосудисто-волокнистых пучков.

Закрытые коллатеральные проводящие пучки характерны для листьев и стеблей однодольных покрытосеменных. В них отсутствует камбий. Флоэма и ксилема располагаются бок-о-бок. Для них характерны некоторые конструктивные особенности. Так, у пшеницы, отличающейся С 3 -путём фотосинтеза, пучки образуются из прокамбия и имеют первичную флоэму и первичную ксилему. Во флоэме выделяют более раннюю протофлоэму и более позднюю по времени образования, но более крупноклеточную метафлоэму. Во флоэмной части отсутствуют лубяная паренхима и лубяные волокна. В ксилеме первоначально образуются более мелкие сосуды протоксилемы, расположенные в одну линию перпендикулярно к внутренней границе флоэмы. Метаксилема представлена двумя крупными сосудами, расположенными рядом с метафлоэмой перпендикулярно цепочке сосудов протоксилемы. В этом случае сосуды располагаются Т-образно. Известно также V-, Y- и -образное расположение сосудов. Между сосудами метаксилемы в 1 - 2 ряда расположена мелкоклеточная склеренхима с утолщенными стенками, которые по мере развития стебля пропитываются лигнином. Эта склеренхима отделяет зону ксилемы от флоэмы. По обе стороны от сосудов протоксилемы располагаются клетки древесинной паренхимы, которые, вероятно, выполняют трансфузионную роль, поскольку при переходе пучка из междоузлия в листовую подушку стеблевого узла они участвуют в образовании передаточных клеток. Вокруг проводящего пучка стебля пшеницы располагается склеренхимная обкладка, лучше развитая со стороны протоксилемы и протофлоэмы, около боковых сторон пучка клетки обкладки располагаются в один ряд.

У растений с С 4 -типом фотосинтеза (кукуруза, просо и др.) в листьях вокруг закрытых проводящих пучков располагается обкладка из крупных клеток хлоренхимы.

Открытые коллатеральные пучки характерны для стеблей двудольных. Наличие слоя камбия между флоэмой и ксилемой, а также отсутствие склеренхимной обкладки вокруг пучков обеспечивает их длительный рост в толщину. В ксилемной и флоэмной частях таких пучков имеются клетки основной и механической тканей.

Открытые коллатеральные пучки могут быть образованы двумя путями. Во-первых, это пучки, первично образуемые прокамбием. Затем в них из клеток основной паренхимы развивается камбий, производящий вторичные элементы флоэмы и ксилемы. В результате пучки будут сочетать гистологические элементы первичного и вторичного происхождения. Такие пучки характерны для многих травянистых цветковых растений класса Двудольные, имеющих пучковый тип строения стебля (бобовые, розоцветные и др.).

Во-вторых, открытые коллатеральные пучки могут быть образованы только камбием и состоять из ксилемы и флоэмы вторичного происхождения. Они типичны для травянистых двудольных с переходным типом анатомического строения стебля (астровые и др.), а также для корнеплодов типа свёклы.

В стеблях растений ряда семейств (Тыквенные, Пасленовые, Колокольчиковые и др.) встречаются открытые биколлатеральные пучки, где ксилема с двух сторон окружена флоэмой. При этом наружный участок флоэмы, обращенный к поверхности стебля, развит лучше внутреннего, а полоска камбия, как правило, располагается между ксилемой и наружным участком флоэмы.

Концентрические пучки бывают двух типов. В амфикрибральных пучках, характерных для корневищ папоротников, флоэма окружает ксилему, в амфивазальных - ксилема кольцом расположена вокруг флоэмы (корневища ириса, ландыша и др.). Реже концентрические пучки встречаются у двудольных (клещевина).

Закрытые радиальные проводящие пучки образуются в участках корней, имеющих первичное анатомическое строение. Радиальный пучок входит в состав центрального цилиндра и проходит через середину корня. Его ксилема имеет вид многолучевой звезды. Между лучами ксилемы располагаются клетки флоэмы. Число лучей ксилемы в значительной мере зависит от генетической природы растений. Например, у моркови, свеклы, капусты и других двудольных ксилема радиального пучка имеет только два луча. У яблони и груши их может быть 3 - 5, у тыквы и бобов - ксилема четырехлучевая, а у однодольных - многолучевая. Радиальное расположение лучей ксилемы имеет приспособительное значение. Оно сокращает путь воды от всасывающей поверхности корня к сосудам центрального цилиндра.

У многолетних древесных растений и некоторых травянистых однолетников, например у льна, проводящие ткани располагаются в стебле, не образуя четко выраженных проводящих пучков. Тогда говорят о непучковом типе строения стебля.

1.Организационный момент

2.Проверка домашнего задания

2.1. Фронтальный опрос

Каждый урок, ребята, вы раскрываете для себя часть тайны строения растительного организма. Вами уже открыто строение корня, а на прошлом уроке вы познакомились со строением побега, почки и листа. Хотелось бы выяснить степень усвоения вами этой темы.

Что такое побег? Из каких частей он состоит?
Какие виды листорасположения вы знаете?
Что такое почка?
Как различают почки?
Как почки располагаются на побегах?
Какое строение имеет вегетативная почка?
Чем отличаются генеративные почки от вегетативных?
Как происходит рост побега в длину?
Какие листья называются сложными, а какие простыми?
Как однодольные растения отличаются от двудольных по жилкованию листьев?
Какую функцию выполняют жилки листа?

Ответы на вопросы показывают ваше усвоение темы, а теперь для получения каждым из вас оценки выполните тест.

Побег растения - это:

а) участок стебля без почек и листьев,

б) стебель с почками и листьями,

в) ствол дерева,

г) подземная часть побега.

2. Вегетативные почки растений состоят из

а) зачаточных листьев,

б) зачаточного стебля,

в) зачаточных листьев, зачаточного стебля и почек,

г) зачаточного стебля, зачаточных листьев, почек и цветков.

3. Листья растений обеспечивают в основном

а) воздушное питание и газообмен,

б) размножение и запасание веществ,

в) транспорт веществ и размножение,

г) испарение воды и транспорт веществ,

4. Простой лист состоит из

а) одной листовой пластины,

б) одной листовой пластины и черешка,

в) нескольких листовых пластинок и черешка,

г) одной или нескольких листовых пластинок.

5. Какие из перечисленных растений имеют сложные листья

а) клен, акация, дуб,

б) дуб, шиповник, липа,

в) липа, земляника, акация,

г) акация, шиповник, земляника.

6. Сидячий лист

а) не имеет черешка,

б) имеет черешок,

в) имеет одну листовую пластинку,

г) имеет несколько листовых пластинок,

7. Черешковый лист

а) имеет одну листовую пластинку,

б) не имеет черешка,

в) имеет черешок,

8. Сложный лист

а) имеет черешок,

б) имеет одну листовую пластинку,

в) не имеет черешка,

г) имеет несколько листовых пластинок.

9. Простые листья имеет

б) рябина,

в) клевер,

г) береза.

10. Большинство двудольных растений имеют жилкование

а) сетчатое,

б) параллельное,

в) дуговое,

г) параллельное и дуговое.

2.2. Подведение итогов 1 части урока (заполнение таблицы результативности).

Проверку правильности выполнения задания проверти в парах.

3. Подведение учащихся к самостоятельному определению темы и учебных задач урока.

4. Изучение нового материала.

Ребята, вы познакомились на прошлом уроке с особенностями внешнего строения. Наверное, у вас возник интерес к внутреннему его строению. Ведь листья растений выполняют очень важную функцию, давайте вспомним, какую?

- Главная функция листа - фотосинтез, газообмен и испарение воды.

Чтобы выполнить эти функции, лист должен иметь особое строение?

Так определите тему урока.

- Я думаю, мы изучим внутренне строение листа.

- Познакомимся с клеточным строением листа.

Да, правильно вы сказали. Тема урока: «Клеточное строение листа» (слайд № 1).

Определите, какие учебные задачи можно выделить исходя из темы?

- Наверное, мы познакомимся с тканями листа, которые его образуют;

Правильно.

- На мой взгляд, выясним, какая часть листа участвует в процессе образования органических веществ.

- Также познакомимся с тканью листа, которая участвует в испарении воды и газообмене.

Вы совершенно правы, ребята. Учебные задачи определены правильно, посмотрите на них, это план сегодняшнего урока.

Строение кожицы листа.

Строение мякоти листа.

Строение жилок листа.

(слайд № 2)

Итак, лист - это важный вегетативный орган растения, который является главным компонентом в преобразовании солнечной энергии в органические вещества. Поэтому строение его сложное и практически универсальное. Сверху и снизу лист покрыт плотной оболочкой. Выясним, какую функцию она выполняет. Для этого посмотрим на экран.

Предохраняет от повреждений

и высыхания.

Кожица листа

Через клетки устьица происходит газообмен и испарение воды.

(слайд № 3)

Количество устьиц для каждой группы растений индивидуально. Это зависит от среды обитания, количество влаги в почве. В основном устьица находятся на нижней части листа, кроме водных растений (слайд № 4 ).

Это связано с особенностями существования наземных и водных растений(слайд № 5).

Посмотрите на таблицу на странице 111 и сделайте по ней вывод.

- Растения водные имеют наибольшее количество устьиц, потому что они обитают в избыточном количестве воды и устьица у них расположены на верхней части листа для максимального испарения воды.

- Растения, обитающие на суше, меньше испаряют воды, поэтому и меньше количества устьиц имеют.

Правильно. А теперь посмотрим на внутренне строение листа (слайд № 6).

Рассмотрим слайд. Скажите, а какими тканями образована мякоть листа?

- Исходя из внешнего строения клеток, столбчатой и губчатой тканями.

Молодцы. Это хорошо заметно под верхней кожицей листа. В эту часть проникает максимальное количество солнечных лучей, поэтому здесь сосредоточено большое количество зерен хлорофилла в клетках (слайд № 7).

На рисунке вы можете также увидеть сосуды, ситовидные трубки и волокна. Они являются внутренним каркасом листа, за счет него лист имеет постоянную форму.

Чтобы в действительности убедиться в особенностях внутреннего листа, выполним лабораторную работу на странице 110 учебника.

5. Выполнение лабораторной работы № 14. Изучение строения листа.

Подведем итоги урока.

6. Закрепление.

Какие клетки образуют листовую пластинку?
Какое значение имеет кожица листа? Клетками какой ткани она образована?
Что такое устьица и где они расположены?
Какое строение имеют клетки мякоти листа? К какому типу ткани они относятся?
В каких клетках листа особенно много хлоропластов?
Какую функцию выполняют проводящие пучки листа? Клетками каких тканей они образованы?

(слайд № 8)

Рефлексия

С какой темой вы познакомились на уроке?

Вам было интересно на уроке?

Что вы узнали нового на уроке?

Как вы считаете, вам пригодятся знания о внутреннем строении листа?

Вам была известна информация, которую вы получили на уроке?

Как бы вы оценили свое участие на уроке?

(слайд № 9)

(слайд № 10)

8. Домашнее задание.

На «3» параграф 24.

На «4» и «5» параграф 24, заполнить таблицу: