Провідні тканини. 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 та міжклітинниками, деякими клітинами основної паренхіми та спеціалізованими передатними клітинами утворюють провідну систему, яка забезпечує дальній 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 значенняу радіальному транспорті мають передавальні клітини з численними випинаннями клітинної оболонки, що знаходяться між провідними та 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;
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.
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 більше стародавнє походження. Вони зустрічаються у вищих спорових рослин, Голонасінний 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 оболонкахє 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.
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.
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 простір клітини 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.
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 ситоподібних 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.
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.
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 ситоподібних 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 тканиниЯк 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 частинпучків може змінюватися 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 внутрішньому кордоніфлоеми. Метаксилема представлена двома великими судинами, розташованими поруч із метафлоемою перпендикулярно ланцюжку судин протоксилеми. І тут судини розташовуються Т-образно. Відомо також V-, Y-і-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 в 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. В 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 рослин і 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.
1.Організаційний момент
2.Перевірка домашнього завдання
2.1. Фронтальне опитування
Кожен урок, хлопці, ви розкриваєте собі частину таємниці будови рослинного організму. Вами вже відкрито будову кореня, а минулого уроці ви познайомилися з будовою втечі, нирки і листя. Хотілося б з'ясувати рівень засвоєння вами цієї теми.
- Що таке втеча? З яких частин він складається?
- Які види листорозташування ви знаєте?
- Що таке нирка?
- Як розрізняють нирки?
- Як нирки розташовуються на пагонах?
- Яку будову має вегетативна брунька?
- Чим відрізняються генеративні бруньки від вегетативних?
- Як відбувається зростання втечі у довжину?
- Яке листя називається складним, а яке простим?
- Як однодольні рослини відрізняються від дводольного по жилкуванню листя?
- Яку функцію виконують жилки аркуша?
Відповіді на запитання показують ваше засвоєння теми, а тепер для отримання кожного з вас оцінки виконайте тест.
- Втеча рослини - це:
а) ділянка стебла без бруньок та листя,
б) стебло з нирками та листям,
в) стовбур дерева,
г) підземна частина втечі.
2. Вегетативні нирки рослин складаються з
а) зародкового листя,
б) зародкового стебла,
в) зародкового листя, зародкового стебла та нирок,
г) зародкового стебла, зародкового листя, нирок та квіток.
3. Листя рослин забезпечується в основному
а) повітряне харчування та газообмін,
б) розмноження та запасання речовин,
в) транспорт речовин та розмноження,
г) випаровування води та транспорт речовин,
4. Простий лист складається з
а) однією листової пластини,
б) однієї листової пластини та черешка,
в) декількох листових пластинок та черешка,
г) однієї чи кількох листових пластинок.
5. Які з перерахованих рослин мають складне листя
а) клен, акація, дуб,
б) дуб, шипшина, липа,
в) липа, суниця, акація,
г) акація, шипшина, суниця.
6. Сидячий лист
а) не має черешка,
б) має черешок,
в) має одну листову пластинку,
г) має кілька листових платівок,
7. Черешковий лист
а) має одну листову пластинку,
б) не має черешка,
в) має черешок,
8. Складний лист
а) має черешок,
б) має одну листову пластинку,
в) не має черешка,
г) має кілька листових пластин.
9. Просте листя має
б) горобина,
в) конюшина,
г) береза.
10. Більшість дводольних рослин мають жилкування
а) сітчасте,
б) паралельне,
в) дугове,
г) паралельне та дугове.
2.2. Підбиття підсумків 1 частини уроку(Заповнення таблиці результативності).
Перевірку правильності виконання завдання перевірити у парах.
3. Підведення учнів до самостійного визначеннятеми та навчальних завдань уроку.
4. Вивчення нового матеріалу.
Діти, ви познайомилися на минулому уроці з особливостями зовнішньої будови. Напевно, у вас виник інтерес до внутрішньої його будівлі. Адже листя рослин виконує дуже важливу функцію, Давайте згадаємо, яку?
- Головна функціялиста - фотосинтез, газообмін та випаровування води.
Щоб виконати ці функції, лист повинен мати особливу будову?
Тож визначте тему уроку.
- Я думаю, ми вивчимо внутрішню будову аркуша.
- Познайомимося із клітинною будовою листа.
Так, ви правильно сказали. Тема уроку: « Клітинна будовалиста» (Слайд № 1).
Визначте, які навчальні завдання можна виділити з теми?
- Напевно, ми познайомимося з тканинами аркуша, що його утворює;
Правильно.
- На мій погляд, з'ясуємо, яка частина аркуша бере участь у процесі утворення органічних речовин.
- Також познайомимося з тканиною листа, яка бере участь у випаровуванні води та газообміні.
Ви маєте рацію, хлопці. Навчальні завданнявизначено правильно, подивіться на них, це план сьогоднішнього уроку.
Будова м'якоті листа.
Будова жилок аркуш.
(слайд №2)
Отже, лист – це важливий вегетативний орган рослини, який є головним компонентом у перетворенні сонячної енергіїорганічні речовини. Тому будова його складна та практично універсальна. Зверху та знизу лист покритий щільною оболонкою. З'ясуймо, яку функцію вона виконує. Для цього подивимось на екран.
Запобігає пошкодженню
та висихання.
Шкірка листа
Через клітини продихів відбувається газообмін і випаровування води.
(Слайд № 3)
Кількість продихів для кожної групи рослин індивідуально. Це залежить від довкілля, кількість вологи в грунті. В основному продихи знаходяться на нижній частині листа, крім водних рослин (слайд №4).
Це пов'язано з особливостями існування наземних та водних рослин (Слайд № 5).
Подивіться на таблицю на сторінці 111 і зробіть висновок.
- Рослини водні мають найбільша кількістьпродихів, тому що вони мешкають у надмірній кількості води і продихи у них розташовані на верхній частині листа для максимального випаровування води.
- Рослини, що мешкають на суші, менше випаровують води, тому й менше кількостіпродихів мають.
Правильно. А тепер подивимося на внутрішню будову аркуша (Слайд № 6).
Розглянемо слайд. Скажіть, а якими тканинами утворена м'якоть листа?
- Виходячи із зовнішньої будови клітин, стовпчастої та губчастої тканинами.
Молодці. Це добре помітно під верхньою шкіркою листа. У цю частину проникає максимальна кількість сонячних променівтому тут зосереджена велика кількість зерен хлорофілу в клітинах ( слайд №7).
На малюнку ви можете також побачити судини, ситоподібні трубки та волокна. Вони є внутрішнім каркасом аркуша, з його лист має постійну форму.
Щоб насправді переконатися у особливостях внутрішнього листаВиконаємо лабораторну роботу на сторінці 110 підручника.
5. Виконання лабораторної роботи№ 14. Вивчення будови листа.
Підіб'ємо підсумки уроку.
6. Закріплення.
- Які клітини утворюють листову платівку?
- Яке значення має шкірка листа? Клітками якої тканини вона утворена?
- Що таке продихання і де вони розташовані?
- Яку будову мають клітини м'якоті аркуша? До якого типу тканин вони належать?
- У яких клітинах листа особливо багато хлоропластів?
- Яку функцію виконують пучки листа, що проводять? Клітками яких тканин вони утворені?
(слайд №8)
- Рефлексія
З якою темою ви познайомилися на уроці?
Вам було цікаво на уроці?
Що ви дізналися нового на уроці?
Як ви вважаєте, вам знадобляться знання про внутрішній будовілиста?
Чи була вам відома інформація, яку ви отримали на уроці?
Як би Ви оцінили свою участь на уроці?
(Слайд № 9)
(Слайд № 10)
8. Домашнє завдання.
На "3" параграф 24.
На «4» та «5» параграф 24 заповнити таблицю: