Рекомендована література:

1. Астахова Л.Є. Ботаніка в таблицях і схемах: Посіб. для учн. загальноосвіт. навч. закл., абітур. та вчит. / Л.Є. Астахова, Д.А. Гарбар, Г.Є. Киричук / [за заг. ред. Киричук Г.Є.] – 2-ге вид., випр. та доп. – Житомир, 2012. – 272 с.: іл.

2. Біологічний словник / [за ред. К.М. Ситника, В.О. Топачевського.] – К.: Головна редакція Української Радянської енциклопедії, 1986. – 680 с.

3. Ботаніка. Водорості та гриби: навч. посібник. – К.: Арістей, 2007. – 476 сБрайон О.В. Анатомія рослин / О.В. Брайон, В.Г. Чикаленко – К.: Вища школа, 1992. – 272 с.

4. Васильев А.Е. Ботаника: Морфология и анатомия растений: учебн. пособие / Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г. и др. – М.: Просвещение, 1988. – 480 с.

5. Горышина Т.К. Экология растений / Горышина Т.К. – М.: Высш. школа, 1979. – 368 с. (Учеб. пособие).

6. Киричук Г.Є. Ботаніка (морфологія рослин) в таблицях та схемах: навч. посіб. для студентів вищ. навч. закл. / Г.Є. Киричук, Н.М. Корнійчук, Ю.С. Шелюк та ін. – Житомир, 2012. – 242 с.: іл.

7. Стеблянко М. І. / Ботаніка / Стеблянко М. І., Ковтун В.А., Морозюк С.С. – К.: Рад. школа, 1981. – 161 с.

8. Стеблянко М.І. / Ботаніка. Анатомія і морфологія рослин: навч. посібник / Стеблянко М.І., Гончарова К.Д., Закорко Н.Г. – К.: Вища шк., 1995. – 384 с.

9. Яковлев Г.П. Ботаника для учителя / Г.П. Яковлев, Л.В. Аверьянов. – М.: Просвещение: АО «Учеб. лит.», 1996. – 224 с. – (В 2 ч. Ч. 1).

10. Яковлев Г.П. Ботаника для учителя / Г.П. Яковлев, Л.В. Аверьянов – М.: Просвещение: Учеб. лит., 1997. – 336с. – (В 2ч. Ч.2.).

Тема №5. Механічні тканини

Мета: ознайомити студентів із видами механічних тканин та особливостями їх розподілу для виконання арматурної функції.

Професійна спрямованість: ознайомити студентів із особливостями будови механічних тканин, для покращеного виконання лабораторних робіт при викладанні біології у загальноосвітній школі.

План .

1. Значення та типи механічних тканин:

а) коленхіма;

б) склеренхіма.

2. Розподіл механічних тканин в тілі рослин.

Обрані методи: лекція із використанням мультимедійної презентації.

Основні поняття теми: коленхіма, склеренхіма, первинні луб’яні волокна, вторинні луб’яні волокна, лібриформ, або деревні волокна.

Питання для самостійного вивчення:

1. Поняття про арматурні тканини.

2. Нариси про розвиток науки біоніки (вивчення рослин).

Запитання для самоаналізу та самоперевірки:

1. У чому полягує функція склареїдів?

2. Яка речовина обумовлює міцність клітин механічних тканин?

3. Народногосподарське значення механічних тканин.

Як говорилось вище, кожна клітина рослинного організму, маючи особливу целюлозну оболонку, певним чином виконує роль опори, або спеціального скелету. Але для великих наземних рослин цієї підтримки недостатньо. У них є спеціалізовані механічні тканини. Ці тканини виконують свої функції разом із іншими тканинами, утворюючи серед них арматуру. Тому їх називають арматурними, або стереом, як їх назвав спеціаліст в галузі архітектоніки рослин Раздорський В. Ф.

Кожний тип механічної тканини має свої особливості, але спільною рисою всіх є потовщення клітинних оболонок.

Коленхіма (гр. „колла” – клей) складається з видовжених живих клітин. Особливістю коленхіми є нерівномірне потовщення клітинних оболонок, що надає їй своєрідного вигляду.

Друга особливість коленхіми полягає в тому, що виконувати свою функцію вона може тільки в стані тургору клітин коленхіми. Якщо орган (листки, молоді пагони) гублять воду, то тоненькі (непотовщені) ділянки оболонок коленхіми складаються у “гармошку” і органи в’януть. Наявність хлоропластів в клітинах коленхіми має пряме відношення до підтримання тургору.

Коленхіма виникає у вигляді поздовжніх тяжів целюлози ще в молоденьких органах, коли ще продовжується ріст. Клітини коленхіми здатні теж поздовжньо розтягуватись. В потовщених ділянках шари, багаті пектином та геміцелюлозою із великим вмістом води, чергуються із шарами, що утворені виключно целюлозою. Границі – межі між первинною та вторинною оболонками виявити неможливо. Деякі автори ( Проценко, Брайон) взагалі вважають, що оболонки коленхіми залишаються первинними.

Розрізняють кутову, пластинчасту та нещільну (рихлу, пухку) коленхіму.

У кутової коленхіми потовщення формується по кутах – 3-5 сусідніх клітин, вони утворюють 3- та 5-кутники. Завдяки цьому тканина стає пружною і може пом’якшувати зовнішні поштовхи. Кутова коленхіма частіше зустрічається у дводольних рослин (черешок листка буряка).

У пластинчастій коленхімі потовщені ділянки оболонок розміщені паралельними шарами, тобто тільки на тангентальних стінках клітини. Такий тип коленхіми зустрічається в стеблах соняшника, бузини.

У пухкій коленхімі потовщуються ті ділянки клітин, що межують із міжклітинниками. Така коленхіма є у рослин, які мешкають в умовах, що вимагають розвитку аеренхіми (підбіл, гірчак, ревінь (черешки)).

Розрізняють коленхіму тимчасову і постійну. Коли відбуваються вторинні зміни в стеблах, тимчасова коленхіма руйнується – сплющується або розчиняється. Постійна коленхіма функціонує весь час. Вона характерна для пагонів (липа, яблуня, бузина), плодоніжок та черешків і жилок листків. У стовбурах деревних рослин зустрічається рідше, а у коренів - зовсім немає.

Склеренхіма. Її клітини із рівномірно потовщеними стінками завдяки просочуванню лігніном. Отже стінки дерев’яніють і вміст клітини відмирає. Таким чином, склеренхіма виконує свою функцію вже після відмирання протопласту.

Розрізняють два основних типи склеренхіми – волокна та склереїди. Волокна мають форму прозенхімних клітин із загостреними кінцями, оболонки товсті, клітинна порожнина вузька. Міцність стінок підвищується і тим, що фібрили целюлози проходять у них гвинтоподібно, а направлення витків у зовнішніх та внутрішніх шарах чергуються.

Первинні луб’яні волокна - видовжені клітини. Їх довжина сягає до 0,5 м. Утворюються з прокамбію, або з камбію. Первинні луб’яні волокна властиві майже всім рослинам. У льону та соняшника є лише первинні. Спочатку прокамбій формує живі клітини з живим протопластом, з кількома ядрами. Клітини ростуть, видовжуються за допомогою симпластичного росту, коли стебло вже не росте їм притаманний апікальний ріст. Згодом протопласти відмирають. Клітини-волокна з’єднані у пучечок завдяки з’єднанню пектином. Він здатен розчинятися (мацерація) - це використовується у текстильній промисловості.

Оболонки клітин целюлозні, еластичні. З них виготовляють (із волокон) тканини: батист, гардинне полотно.

Вторинні луб’яні волокна утворює камбій. Довжина їх 5 – 10 мм, вони значно коротші, входять до складу вторинної флоеми – лубу. Вони не такі еластичні, як первинні, тому що оболонки клітин лігніфіковані. З них виговляють мішковину, мотузки, шпат. Рослини із вторинними луб’яними волокнами: канат, джут, конопля, кендир.

Лібриформ, або деревні волокна входять до складу вторинної ксилеми – деревини. Вони ще коротші – 2 мм, мають повністю лігніфіковані оболонки, вони крихкі. Деревина, яка містить такі волокна виключно міцна – тверда і щільна (граб, кизил, каштан).

Склереїди у флоемі та у вторинній корі виконує механічну функцію. Утворюються із паренхімних клітин лубу, в яких відбувається процес склерифікації – сильне суцільне просочування лігніном. Їх ще називають кам’янисті клітини. Вони зустрічаються поодиноко і у вигляді скупчень.

Залежно від форми їх поділяють на: брахісклереїди – короткі ізодіаметричні склереїдні клітини паренхімного типу (у плодоніжках яблунь, оболонці плодів горіха, ліщини, дуба; у м’якуші айви, груші, є і в корені хрону, бульбах жоржини).

Остеосклереїди – довго циліндричні або призматичні форми склереїд.

Астросклереїди – у вигляді зірки (у листках камелії, чаю).

Поодинокі склереїди називаються ідіобластами.

Рослини завдяки наявності комплексу арматурних тканин і окремих клітин здатні витримувати всілякі навантаження – це і утримання власної ваги (статичне навантаження) і протистояння поривам вітру, удари краплин дощу, вилив тварин і т. д.

Рослинний організм повинен забезпечувати себе трьом вимогам міцності:

• опір стискуванню в стовбурі великих дерев,

• опір зламові в стеблах усіх рослин,

• опір розривові в коренях та плодоніжках.

Практично все це забезпечується. Яким чином ? Ще Галілей, Роберт Гук і інші цікавилися цим питанням. Але тільки у 1874 році нім. ботанік Швенденер розглянув механічні (арматурні тканини) з точки зору механіки, інженерних розрахунків).

Він довів, що не тільки особливі властивості клітин механічних тканин забезпечують міцність і пружність рослин, а саме їх розподіл в тілі рослини.

Для того, щоб зрозуміти це, слід звернутися до теорії опору матеріалів. Якщо на стрижень, що стоїть на двох опорах накласти вагу (тобто перевірити його на міцність), то яка частина буде потерпати більше всього? Нижня сторона буде розтягуватися, протидіяти силам розриву, а верхня буде згортатися, протидіяти розчавлюванню.

Та частина стрижня, що знаходиться на середині залишається нейтральним.

Отже, з точки зору інженерного матеріалу слід зосередити не вверху і внизу стрижня, де буде виконуватися найбільше навантаження, а з метою економії і полегшення конструкції в центрі його треба небагато, щоб не відбувалося порушення її впоперек. Так виникла двотаврова балка.

Таку конструкцію нагадують механічни тканини в листках. Якщо взяти вертикальне стебло, то в ньому механічні тканини розміщуються за цим же принципом. Отже механічні тканини повинні розміщуватися по периферії. Так і є в природі.

Теорія опору матеріалів пояснює і розміщення механічних тканин в корені. Основна функція якого “заякорювання” протидіє силам, що можуть вирвати його. Тому механічні тканини знаходяться в центрі.