5. Продукты обмена веществ в клетке.

Включения – это компоненты клетки, представляющие собой отложения веществ, временно выведенные из обмена, или конечные его продукты. Это структуры непостоянные, появляющиеся или исчезающие в разные периоды деятельности клетки. Поэтому наличие их характеризует физиологическое состояние и возраст клетки. Из запасных питательных веществ наиболее распространен крахмал. Крахмал встречается в виде зерен в лейкопластах.

Когда в амилопласте закладывается один центр крахмалообразования, то возникают простые крахмальные зерна; если два и более – сложные. Под давлением – разрушаются, распадаются. Полусложное зерно формируется, когда крахмал вначале откладывается вокруг нескольких центров, а потом после соприкосновения простых зерен вокруг них возникают общие слои. Форма, размеры, строение крахмальных зерен является систематическим и диагностическим признаками. Даже каждый сорт муки отличается своими крахмальными зернами.

Около 90% видов покрытосеменных запасает липиды. Запасными формами липидов являются жиры и масла. Масло и жир – это глицериды некоторых органических кислот. Масла и жиры различаются в основном по физическим свойствам: жиры при обычной температуре – твердые вещества, а масла – жидкие.

Липидные капли обычно размещаются в гиалоплазме, в хлоропластах, митохондриях. Липидные капли не имеют мембраны, но могут быть покрыты белком.

Запасные белки относятся к категории простых белков – протеинов в отличие от сложных белков – протеидов, составляющих основу протопласта.

Карбонат кальция или кремнезем могут быть в форме цистолитов (греч. цистис – пузырь, литос – камень). Это кистевидные образования, возникающие на выростах клеточной оболочки, так называемой целлюлозной ножки, в сторону протопласта. Цистолиты имеют физиологическое значение, характерны для растений семейств крапивные, тутовые.

Кристаллы часто классифицируют как экскреторные вещества, но, возможно, что часть кальция повторно включается в обмен веществ.

9. Растительные ткани

Группы клеток, сходных по строению, выполняемым функциям и происхождению, называют тканями.

1.Образовательные ткани (меристемы) - (от греч. Meristos – делимый).

СОСТАВ:

Состоят из живых недифференцированных клеток 2 типов (паренхимных и прозенхимных) способных постоянно делиться. Клетки меристем мелкие с тонкими стенками способными к растяжению. Крупное ядро занимает центральное положение. Плотно прилегают друг к другу. Вакуоли либо отсутствуют, либо совсем мелкие.

ФУНКЦИИ:

• образование всех постоянных тканей

• рост растения.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕРИСТЕМ:

По длительности существования

1.  Длительноживущие - инициальные клетки или инициали, способные делиться неопределенное число раз.

2. Короткоживущие это клетки меристемы, являющиеся производными инициалей. Они делятся ограниченное число раз и превращаются в постоянные ткани.

По происхождению

Первичные меристемы берут начало с момента деления зиготы и образования зародыша и сохраняются в конусе нарастания стебля и кончике корня.

К первичным меристемам относят: протодерму, прокамбий и основную меристему. Позднее из них образуются постоянные первичные ткани: покровная, проводящая и основная паренхима.

Своеобразную первичную образовательную ткань представляет собой перицикл - наружный слой прокамбия. Принимая участие в формировании постоянных тканей и камбия, перицикл в тоже время является корнеродным слоем, так как в нем закладываются боковые корни.

2. Вторичные меристемы возникают из первичной меристемы (например, камбий из прокамбия) или из какой-либо постоянной ткани (например, феллоген - в эпидерме или первичной коре). К вторичным относятся также раневые меристемы, которые образуются при повреждении тканей и органов растения . За счет деятельности вторичных меристем обычно осуществляется рост органа в толщину.

По положению в теле растения

1.Апикальные (верхушечные) (лат. Apex – верхушка). Расположены на апексах побега и корня. Обеспечивают рост растения в длину. Первичные.

2.Латеральные (лат. Lateralis – боковой). Размещены вдоль осевых органов. Обеспечивают рост растения в толщину. Первичные (прокамбий, перицикл) и вторичные (камбий, феллоген).

3.Интеркалярные (лат. Intercalaris – вставочный). Интеркалярные меристемы находятся в узлах побега (особенно долго у злаков), в основании тычинок, листовых зачатков, черешков, цветоносов. Эти меристемы в отличие от верхушечных имеют ряд особенностей. Во-первых, в них нет инициалей, во-вторых, их меристематическая деятельность менее длительна, в-третьих, в них имеются некоторые дифференцированные элементы, например про­водящие. Первичные. Обеспечивают рост растения в длину.

4.Раневые. Образуются в местах поранения растения. Возникают из постоянных тканей, следовательно, вторичные. Раневые меристемы дают начало каллюсу – особой ткани, состоящей из однородных паренхимных клеток, прикрывающих место повреждения. Каллюсообразовательная способность растений используется в практике вегетативного размножения растений черенками и прививками.

2. ПОКРОВНЫЕ ТКАНИ - комплекс клеток, расположенных снаружи всех органов растения.

СОСТАВ:

Живые и мертвые клетки.

Имеют толстые и прочные оболочки

Прочно соединены друг с другом

ПО ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОМУ ПРОИСХОЖДЕНИЮ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ И МОРФОЛОГИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ ВЫДЕЛЯЮТ: первичную покровную ткань – эпидерму или кожицу, вторичную покровную ткань – перидерму и третичный покровный комплекс – ритидом (корку).

ФУНКЦИИ:

• Защита растения от высыхания, от попадания вредных микроорганизмов, солнечных ожогов, механических повреждений.

• Регуляция обмена веществ между растением и окружающей средой (транспирация и газообмен)

• Восприятие раздражения.

ЭПИДЕРМА (эпидермис, кожица) - первичная покровная ткань, расположенная на поверхности листьев и молодых зеленых побегов.

СОСТАВ:

1. основные эпидермальные клетки

2. клетки устьичного аппарата

3. трихомы.

Основные эпидермальные клетки - один слой живых, плотно сомкнутых клеток, не имеющих хлоропластов. Оболочки клеток обычно извилистые, что обусловливает их прочное смыкание. Наружная поверхность клеток этой ткани часто покрыта кутикулой или восковым налетом, что является дополнительным защитным приспособлением.

Устьичный аппарат - состоящий из устьица и функционально связанных с ним околоустьичных (побочных) клеток. Устьице представляет собой образование из двух замыкающих клеток и устьичной щели между ними, которая является межклетником.

Трихомы (греч.«трихома» – волос) – разнообразные по форме, строению, функциям выросты клеток эпидермы. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными, простыми и разветвленными, звездчатыми и головчатыми и др. Трихомы формируют опушение. В функциональном отношении трихомы делят на кроющие и железистые. Одни из них остаются живыми (узамбарские фиалки), другие утрачивают живое содержимое и оказываются мертвыми. Кроющие трихомы выполняют функции защиты растения от перегрева (листья мать-и-мачехи), от избыточной транспирации (многие растения пустынь), от повреждения животными и насекомыми.

Если наземные органы растения покрыты эпидермой, то первичной покровной тканью корня является ризодерма (от греч. rhyza – корень и derma – кожа) или эпиблема, образующая корневые волоски. Функция: поглощение воды и минеральных веществ из почвы, т. е. осуществляется корневое питание растения.

Корневые волоски обычно одноклеточные, не отделены, в отличие

от трихом эпидермы, клеточной перегородкой, существуют короткое время. Достигая в длину 1–2 мм, корневые волоски живут 15–20 дней, а затем отмирают.

ПЕРИДЕРМА - (греч.«пери» – вокруг, «дерма» – кожица) – вторичная покровная ткань, расположена в стеблях многолетних древесных растений (деревьев и кустарников), а также на корнях голосеменных и двудольных растений. Эта ткань приходит на смену эпидерме, когда зеленый цвет однолетних побегов сменяется на коричневый.

СОСТАВ:

Перидерма состоит из феллогена ( пробкового камбия) - Феллоген относится ко вторичной латеральной меристеме. Клетки его имеют таблитчатую форму. Они делятся параллельно поверхности органа, последовательно отделяя вовнутрь клетки феллодермы, или пробковой кожицы, а кнаружи – клетки феллемы, или пробки. Клетки феллогена образуют больше клеток феллемы, нежели клеток феллодермы.

Феллодерма - состоит чаще всего из 1–3 слоев живых паренхимных клеток, содержащих запасные вещества и выполняющих трофическую функцию по отношению к феллогену.

Феллема - клетки плотно сомкнуты между собой, строго таблитчатой формы, без межклетников, расположены вертикальными рядами. Молодые клетки феллемы живые, однако, впоследствии, часто еще до окончания роста клетки, на первичную оболочку изнутри откладывается суберин, иногда в чередовании с воском. Так как в стенках клеток феллемы пор нет, протопласт опробковевших клеток отмирает ( клетки мертвые). Их полости заполняются воздухом либо смолистыми или дубильными веществами, имеющими темную окраску, поэтому зеленый цвет побегов переходит в бурый. Клетки пробки водо- и газонепроницаемы, хорошо предохраняют внутренние ткани растения от высыхания, колебаний температуры, болезнетворных организмов.

При образовании перидермы первыми начинают формироваться чечевички – специальные образования, которые обеспечивают проветривание внутренних тканей.

Таким образом, перидерма является сложной комплексной тканью, в состав которой входят как живые (феллоген, феллодерма), так и отмирающие клетки (феллема).

РИТИДОМ (корка)- третичная покровная ткань. Характерна только для древесных форм растений. Со временем ткани перидермы отмирают, образуя мощный покровный комплекс - корку. Изнутри корка ежегодно прирастает, а с поверхности растрескивается, разрушается и сбрасывается. Многослойная мертвая ткань. Основной функцией корки является защита от механических и термических повреждений.

3.МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ - или арматурные ткани – это опорные ткани, обеспечивающие прочность органов растения, их способность противостоять нагрузкам на растяжение, сжатие и изгиб.

Общим и главным их признаком является утолщение клеточных оболочек и тесная сомкнутость конструктивных элементов.

ФУНКЦИИ:

• Придают определенную конфигурацию.

• обеспечивают прочность органов.

• обеспечивают сопротивление растения статическим (сила тяжести) и динамическим (порывы ветра, удары дождя и т. д.) нагрузкам.

СОСТАВ:

Различают два вида механических тканей — колленхиму и склерен­химу.

Колленхима (от греч. colla – клей и enchyme – налитое)- она находится в тех частях органов, где расположены сочные, а также растущие ткани: стеблях, черешках, средних жилках листьев, реже цветоножках и плодоножках.

Строение:

Живые толстостенные клетки. Содержат целлюлозу, пектин. Поскольку пектиновые вещества гидрофильны, оболочки клеток колленхимы богаты водой, сильная оводненность оболочек способствует их растяжению.

Функция: Опора растения.

Склеренхима- (от греч. scleros –твердый). Она встречается во всех органах растения и располагается не только под эпидермисом, как колленхима.

Строение: клетки склеренхимы имеют равномерно утолщенные клеточные стенки, в которых располагаются немногочисленные простые поры. Как правило, оболочки зрелых клеток склеренхимы пропитываются лигнином, одревесневают, а живое содержимое клеток постепенно отмирает. Таким образом, зрелые клетки склеренхимы, в отличие от колленхимы, чаще всего мертвые. Оболочки склеренхимных клеток обладают высокой прочностью, близкой к прочности стали. Они хорошо выдерживают динамические нагрузки и не испытывают остаточной деформации.

Функция: обеспечивают прочность на сжатие, разрыв, изгиб.

В зависимости от строения выделяют два типа склеренхимы – во-

локна и склереиды.

Волокна — это длинные тонкие клетки ( прозенхимные), обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна, волокна льна).

Склереиды — это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы, абрикоса; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер.

В теле растения механические ткани имеют определенную локализацию: в корнях они располагаются в центре органа, а в стеблях – в виде кольца.

4.ПРОВОДЯЩИЕ ТКАНИ- обеспечивают «восходящий» и «нисходящий» ток питательных веществ и представлены ксилемой (от греч. xylon – дерево) и флоэмой (от греч. phloios – кора). Проводящие ткани дифференцируются из клеток прокамбия. Следовательно, первичные ткани. Встречаются у однодольных и двудольных. Находятся в листьях, молодых побегах, корнях. Только у двудольных возникают вторичные ткани, которые дифференцируются из камбия.

ФУНКЦИЯ: служат для перемещения по растению питательных веществ.

СОСТАВ:

Ксилема- служит для передвижения от корня к надземным частям растения воды с растворенными в ней минеральными веществами, («восходящий ток») которую растение поглощает из почвы, а также органических веществ, образующхся в самом корне.

Гистологический состав:

1)трахеальные элементы. Функция: проведения воды и растворенных в ней веществ;

2)паренхимные клетки. Функция: запасание и передвижение пластических веществ;

3)волокна. Функция: опорная, иногда функция запасания.