Тема 3. Механические ткани

Материалы и оборудование.Готовые препараты поперечного раз­реза стебля льна, тыквы, свежие или фиксированные стебли тыквы, герани, черешки листьев свеклы и бегонии, плоды груши, пробирки с мацерированными стеблями льна, конопли или крапивы, флороглюцин и соляная кислота, хлор-цинк-йод, микроскоп, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, вода.

Общие пояснения

Надземные органы растений, особенно стебли и листья испытывают большие механические нагрузки (действие ветра, дождя, снега, тяжесть ветвей, листьев, плодов и др.). Некоторую прочность растению обеспечивают тургорное давление клеток и совокупность целлюлозных клеточных оболочек, однако основная роль принадлежит механическим тканям, общим свойством которых являет­ся утолщенность клеточных оболочек.

К механическим тканям относятся кол­ленхима и склеренхима. Для клеток колленхимыхарактерны неравномерно утолщенные клеточные оболочки целлюлозой и пектиновыми веществами. Клетки живые, во многом схожие с хлоренхимой по строению и функциям. Различают колленхиму уголковую, пластинчатую и рыхлую. В пер­вом случае утолщения расположены в углах клетки, во втором – на тангентальных стен­ках, в третьем – в местах клеток, граничащих с межклетниками. Расположена колленхима на пери­ферии органов. Появляясь раньше других механических тканей, колленхима служит для укрепления молодых растущих органов.

Склеренхима– механическая ткань, формирующаяся в органах растения, закончивший свой рост. Для нее характерны мертвые прозенхимные клетки с равномерно утолщенными оболочками. Целлюлозные оболочки пропитываются лигнином, что приводит к их одревеснению. Среди склеренхимы выделяют волокна и склереиды. Кволокнамотносят клетки прозенхимной формы с заострен­ными концами, у которых длина намного превышает ширину, полость клетки в виде узкого канала, а поры немногочисленные, щелевидные. Различают лубяные и древе­синные волокна (либриформ). Лубяные волокна распо­ложены в коре стебля, а древесинные – в древесине и отличаются от лубяных тем, что клетки их более короткие, а стенки менее толстые и, как правило, одревесневшие. Лубяные же волокна могут не одревесневать, оставаясь целлюлозными, которые используется в качестве прядильного материала в текстильной промышленности.

Склереидычаще всего паренхимные или иногда ветвистые, обыкновенно мертвыес небольшой полостью и многочисленными поровыми ка­налами в утолщенной оболочке. Встречаются склереиды в плодах, листьях, стеблях и корнях различных растений.

Работа 3.1 Колленхима в черешках листьев

Задания:

1. Изучить поперечное и продольное строение колленхимы в черешках листьев свеклы (Beta vulgaris L.).

2. Зарисовать несколько клеток колленхимы, обозначить утолщенную клеточную стенку, ядро, цитоплазму, вакуоль.

3. Изучить и зарисовать строение склеренхимных волокон в стеблях растений.

4. Изучить и зарисовать строение склереид в плодах.

Ход работы:

• Изготавливают препарат поперечного среза черешка листа свеклы в капле воды.

• При малом увеличении видно, что выступающие ребра черешка заполнены блестящей мелкоклеточной тканью, похожей на сетку из чередующихся белых и темных пятен (рисунок 8), – это и есть колленхима. Зарисовывают небольшой участок колленхимы.

• При большом увеличении легко различить белые блестящие утолщении стенок, связанные между со­бой тонкими, часто еле заметными участками. Темная полость клетки при­нимает форму неправиль­ного ромба или пяти-, ше­стиугольника с вогнутыми сторонами.Поль­зуясь микрометренным винтом рассмот­реть срединную пластинкувнутри утолщений и таким образом восстановить пер­воначальную форму кле­ток. Если для среза был взят живой материал, то в клетках колленхимы видно живое содержимое с хлоропластами.

• Сделать препарат продольного среза клеток уголковой колленхимы, рассмотреть их форму, которая имеет вид более или менее вытянутых прямоугольников с утолщен­ными углами.

• Удалить воду и подействовать на срез хлор-цинк-йодом, стенки клеток колленхимы должны окраситься в фиолетовую ок­раску, так как они состоят из целлюлозы.

Рисунок 8. Колленхима черешка листа свеклы. А – при малом увеличении, Б – при большом увеличении. 1 – утолщенные стенки, 2 – полость клеток.

Работа 3.2 Склеренхимные волокна в стебле герани

Задания:

1. Изучить поперечное и продольное строение склеренхимных волокон стебля герани (Geranium preterm).

2. Зарисовывать несколько древесинных волокон и обозначить срединную пластинку, утолщенную стенку, поровые каналы, полость клетки.

Ход работы:

• Сделать не­сколько тонких поперечных срезов стебля герани(Geranium preterm)с участком наружных тканей.

• При малом увеличении на поперечном срезе стебля на некотором расстоянии от поверхности видно желтоватое кольцо мелкоклеточной плотной ткани склеренхимы, к которому с внутренней стороны примыкают овальные проводящие пучки (рисунок 9А). Зарисовать общий план строения.

• Действуют на срез флороглюцином и соляной кислотой. Ткань принимает красную окраску, так как стенки склеренхимных волокон всегда пропитаны лигнином.

• При большом увеличении видны клетки, плотно прилегающие друг к другу и лишенные живого содержимого. Стенки этих клеток утол­щены равномерно, кое-где они пронизаны поровыми каналами. При медленном движении микрометренного винта можно заметить слоистость стенок и тонкую темную полоску между стенками двух соседних клеток. Это срединная пластинка. На рисунок наносят детали строения.

• Делают препарат продольного строения стебля герани, для этого разрезают его вдоль по диаметру и делают тонкий срез ближе к эпидерме.

• Действуют на срез флороглюцином и соляной кислотой, через 2-3 минуты переносят объект в каплю воды, накрывают покровным стеклом.

• При малом увеличении находят слой древесинных волокон, рассмат­ривают, а затем зарисовывают его, выбрав наиболее тонкое место (рисунок 9В).

• при большом увеличении на продольном разрезе видны древесинные волокна очень длинные и часто не умещаются в поле зрения микроскопа. Концы этих клеток большей частью заострены благодаря наклонному положению поперечных стенок. В боковых стенках видны поровые каналы. На сделанный ранее рисунок наносят детали, затушевывают их соответствующими цветами.

Рисунок 9. Склеренхимные волокна стебля герани (Geranium preterm). А, Б – поперечный разрез; В – продольный разрез. 1 – оболочка клетки, 2 – простая пора, 3 – полость клетки.

Работа 3.3 Лубяные волокна в стебле льна ( Linum usitatisimum L.)

Задания:

1. Изучить поперечное и продольное строение лубяных волокон стебля льна.

2. Зарисовывают строение волокон в поперечном и продольном сечениях. На рисунках показывают заостренные концы, слоистую обо­лочку, поры, полость клетки.

Ход работы:

Лубяные волокна имеют такую же структуру, что и древесинные, однако стенки их состоят в основном из целлюлозы.

• При малом увеличении рассматривают готовый препарат поперечного разреза стебля льна, на­ходят лубяные волокна, которое расположены группами – пучками и выделяются светлыми оболочками (рисунок 10). Зарисовывают в альбоме общий план строения сегмента стебля с лубяными пучками.

• При большом увеличении рассмотреть лубяные волокна, установив один из пучков в центре поля зрения. На рисунок наносят детали строения.

• Обращают внимание на то, что весь пучок со­стоит из множества клеток, плотно соединенных между собой; каждая клетка имеет равномерно утолщенную оболочку и полость, которая часто видна в виде тёмной точки. У некоторых волокон хорошо видна слоистость, которая свидетельствует о наличии в составе оболочки 2-3 неодинаковой толщины слоев.

• При малом увеличении на готовых препаратах рассматривают продольное строение отдельных лубяных волокон льна (можно взять препараты конопли, крапивы, канатника). Зарисовывают общий план строения.

• При большом увеличении постепенно передвигая препарат, замечают, что волокно представляет собой од­ну прозенхимную клетку с заостренными концами. Длина отдельных волокон колеблется от 4 до 66 мм. По­лость клетки заметна в виде узкого канала, все осталь­ное – оболочка волокна. На рисунок наносят детали строения.

• Чтобы лучше обнаружить наличие протоплазмы в волокне, можно использовать срезы живых объектов, на которые нужно подействовать хлор-цинк-йодом; при этом стенки волокна окрашиваются в фиолетовый цвет, а остатки протоплазмы в золотисто-желтый.

Рисунок 10. Стебель льна. А – поперечный срез; Б – волокно (продольный срез); В – волокно (поперечный срез). 1 – эпидерма, 2 – кора, 3 – лубяные волокна, 4 – флоэма (луб), 5 – камбий, 6 – ксилема (древесина), 7 – простая пора, 8 – полость клетки, 9 – слоистая оболочка.

Работа 3.4 Склереиды в плодах груши (Pyrus communis)

Задания:

1. Изучить общее строение склереид в плодах груши.

2. Зарисовать склереиды, обозначить стенку клетки, ее полость и поры, замыкающую пленку поры.

Ход работы:

• Для того чтобы рассмотреть группу склереид в незрелом плоде груши, надо сделать тонкий срез мякоти плода (или взять иглой часть мякоти и размять ее).

• Перенести мякоть плода на предметное стекло в каплю воды, накрыть покровным стеклом.

• При малом увеличении видно, что среди бесцветных паренхимных клеток разбросаны группы мелких клеток с толстыми стенками. Тонкостенные удлиненные клетки мякоти плода расходятся от них, как лучи (рисунок 11Б). Зарисовать общий вид.

• При большом увеличении рассматривают группу склереид из 2-5 клеток. В чрезвычайно толстой стенке клетки видна слоистость, а также узкие, часто разветвленные поровые каналы. Если, пользуясь микрометренным винтом, рассмотреть наружную поверхность клетки, то поры видны в виде кружочков (рисунок 11В). Живого содержимого в полостях клеток не сохранилось.

• Подействовать на срез флороглюцином и соляной кислотой, через 2-3 минуты перенести объект в каплю воды, Ткань принимает красную окраску, – качественная реакция на древесину.

Рисунок 11. Склереиды плода груши (Pyrus communis L.). А – плод груши (продольный разрез); Б – группы склереид среди клеток мякоти плода; В – склереиды. 1 – паренхимная клетка мякоти, 2 – оболочка клетки, 3 – простая пора и плане, 4 – про­стая нора в разрезе, 5 – замыкающая пленка поры, 6 – полость клетки.

Задание для самоконтроля

1. Заполнить таблицу сравнительной характеристики механических тканей.

№	Название растения	Орган, содержащий механическую ткань	Тип механической ткани	Характеристика клеток
				характер утолщения оболочек	форма клеток		наличие живого содержимого	наличие и число пор
					поперечный срез	продольный срез
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	Свекла
2.	Герань
3.	Лен
4.	Груша