5. Образовательные ткани (меристемы), их роль и размещение в теле растения.

Среди систем тканей особое место занимают образовательные ткани, из них развиваются все остальные ткани. По происхождению различают меристему первичную и вторичную, по положению - верхушечную, боковую, вставочную и раневую.

Клетки меристемы делятся непрерывно, дочерние клетки, едва достигнув размеров материнской, делятся вновь. В этом состоит биологическое назначение меристемы - непрерывное увеличение числа клеток и рост самого растения. В зависимости от местоположения клетки превращаются в покровные, основные, проводящие или механические ткани. Клетки меристемы мелкие, многогранные, слегка угловаты по форме, лежат плотно, без межклетников.

Первичная меристема. Берет своё начало от зиготы. В результате ряда делений формируется шаровидное тело - предзародыш. Его клетки ещё не дифференцированы и являются меристематическими. Из предзародыша развивается зародыш. В зародыше ткани частично дифференцируются, меристемы становится меньше. Во взрослом растении меристема сохраняется в точках роста. Клетки первичной меристемы могут быть паренхимной и прозенхимной формы, а вторичной - прозенхимной.

Вторичная меристема. Возникает во взрослом растении из какой-либо постоянной ткани, чаще из основной паренхимы. Из вторичной меристемы развиваются постоянные ткани, которые называются вторичными. Растение растет, увеличиваются его масса и размеры, но качественно новых органов не образуется.

Апикальная меристема всегда первична, находится в верхушке стебля и кончике корня. Эти участки называются точками роста. Точку роста стебля называют конусом нарастания. Конус нарастания имеет округло-конусовидную форму; на верхушке конуса располагаются инициальные клети. В верхушечной меристеме конуса нарастания покрытосеменных различают тунику и корпус. Туника — поверхностный слой меристемы. Иногда туника многослойна. Клетки правильной формы и делятся перпендикулярно поверхности конуса нарастания. Основная часть конуса нарастания - корпус. Клетей корпуса делятся во всех направлениях, благодаря чему конус увеличивается в объёме.

Вставочная меристема первична. Она представляет собой растущие меристематические участки, расположенные у оснований стеблевых междоузлий. В ней имеются дифференцированные элементы (проводящие); нет инициальных клеток. Вставочные меристемы хорошо выражены в стеблях злаков, у основания растущих листьев.

Боковая меристема в осевых органах образует цилиндрические слои, на поперечных разрезах имеющие вид колец. Одни возникают вплотную к апексам (верхушкам) и в тесной связи с верхушечными меристемами. Эти меристемы относят к первичным. Их две разновидности - прокамбий и перицикл. Другие боковые меристемы, а именно камбий и феллоген, возникают позже, их считают вторичными.

Раневые меристемы возникают при залечивании повреждённых тканей и органов. Травматические меристемы образуются около поражённого места путём формирования защитной пробки или других тканей. Раневые меристемы по происхождению всегда вторичны.

6. Пограничные (покровные) ткани. Понятие об эпидерме как сложной многофункциональной ткани.

Система покровных тканей складывается из наружных и внутренних тканей. В наружных покровных тканях выделяют: 1) ткани с функцией механической защиты, регуляции газообмена и транспирации; 2) ткани с функцией всасывания. Первые (собственно покровные ткани) представлены эпидермой (эпидермисом, кожицей), перидермой (пробкой) и коркой (ритидомом); вторые – эпиблемой (ризодермой) и веламеном. Среди внутренних (или собственно пограничных) тканей различают экзодерму, эндодерму и обкладочные клетки проводящих пучков в листьях.

Покровные ткани обладают рядом общих особенностей: 1) они регулируют возможность и скорость проникновения веществ; 2) сменяют одна другую при возрастных изменениях органов; 3) предохраняют органы растения от высыхания, температурных воздействий, механических повреждений и других воздействий; 4) многофункциональны.

Эпидерма (от греч. "эпи" – над и "дерма" – кожа) – первичная покровная ткань, которая образуется из протодермы конуса нарастания на всех молодых листьях и стеблях. Клетки эпидермы уплощенные, без межклетников, крепко соединённые друг с другом. Наружные стенки клеток утолщены и покрыты сверху кутикулой, а также растительными восками. В эпидерме формируются устьица. Таким образом, эпидерма является однослойной, живой и сложной тканью. Эпидерма листьев образована различными типами клеток: 1) эпидермальные клетки, составляющие главную массу; 2) замыкающие клетки устьиц, сопровождаемые околоустьичными клетками; 3) трихомобласты, клетки эпидермы, которые образуют волоски – трихомы; 4) пузыревидные; 5) опробковевшие и окаменевшие клетки. У большинства листьев верхняя и нижняя эпидермы различны. У клеток верхней эпидермы наружные клеточные стенки более толстые, как и слой кутикулы. Устьица чаще расположены на нижней эпидерме. Реже устьица встречаются как на верхней, так и на нижней эпидерме. Совсем редко встречаются листья, устьица которых находятся исключительно на верхней эпидерме. Устьице представляет собой устьичную щель, ограниченную двумя замыкающими клетками, имеющими полулунную форму. На поперечном разрезе устьица видно, что стенки замыкающих клеток имеют различную толщину. Стенки, обращённые к клеткам эпидермы, выпуклые и тонкие, а обращённые к устьичной щели – вогнутые и утолщенные.

7. Перидерма и корка (образование, строение, функции).

Перидерма (от греч. "пери" – вокруг, около и "дерма") – вторичная покровная ткань стеблей и корней растений, формирующаяся в результате деятельности феллогена (пробкового камбия), который откладывает снаружи от себя многослойную феллему (пробку), а внутрь – однослойную феллодерму. Клетки феллемы воздухо- и водонепроницаемы, так как оболочки клеток внутри покрыты жироподобным веществом – суберином, чередующимся с плёнками растительного воска. Живое содержимое в этих клетках отмирает без остатка.

Функция – газообмен и испарение; осуществляются через образующиеся в перидерме чечевички. Внешне чечевички выглядят как округлые или вытянутой формы образования на поверхности стебля. Форма чечевичек специфична для каждого вида растений. Чечевички закладываются под устьицами. В области чечевичек феллоген наружу откладывает выполняющие клетки с крупными межклетниками, заполненными воздухом, а внутрь – однослойную феллодерму. Осенью образуется замыкающий слой, и чечевичка закрывается. Весной феллоген в области чечевички снова образует клетки выполняющей ткани. Под их давлением замыкающий слой разрывается, чечевичка открывается, через неё происходит газообмен и транспирация.

У большинства древесных растений перидерма со временем замещается коркой – третичной покровной тканью, образующейся в результате многократного заложения новых прослоек перидермы во всё более глубоких тканях коры. Живые клетки, заключённые между этими прослойками, гибнут. Таким образом, корка состоит из чередующихся слоев пробки и заключённых между ними отмерших тканей коры.

Она защищает растение от излишнего испарения, резких колебаний температуры и др. неблагоприятных воздействий.

8. Механические ткани, их значение, классификация, закономерности размещения в теле растения.

Механические (скелетные, арматурные) ткани обеспечивают прочность растения. В системе механических тканей различают колленхиму и склеренхиму. Колленхима состоит из живых клеток с хлоропластами, поэтому помимо механической она выполняет ассимиляционную функцию. Клетки имеют неравномерно утолщенные неодревесневшие оболочки. Колленхима образуется в стеблях и листьях двудольных растений (у однодольных растений отсутствует).

Склеренхима более широко распространена в растительном мире; она образована мёртвыми клетками с одревесневшими оболочками. Склеренхима представлена клетками двух типов – волокнами и склереидами. Волокна – сильно вытянутые клетки до 1–4 см длины с заострёнными концами. В лубе (флоэме) находятся лубяные волокна, а в древесине (ксилеме) присутствуют древесинные волокна (либриформ). Склереиды не обладают формой волокна. Различают: остеосклереиды, астросклереиды, брахисклереиды (каменистые клетки). Механическую функцию выполняют также толстостенные трахеиды (проводящие элементы ксилемы).

9. Проводящие ткани. Понятие о флоэме и ксилеме как сложных комплексных тканях.

Тело высших растений расчленено на две сферы – воздушную и почвенную. В связи с этим возникли 2 проводящие ткани, по которым вещества передвигаются в двух противоположных направлениях. По одной из них от корней к листьям идет ток воды с растворенными элементами минерального питания и другими веществами. Эта ткань носит название ксилемы (древесины). По другой – от листьев к стеблям и корням передвигаются вещества, синтезированные в листьях. Ткань получила название флоэма (луб). У большинства высших растений ксилема и флоэма встречаются совместно, образуя в совокупности проводящую систему. Растения, имеющие такую систему, выделяют в особую группу – сосудистые растения – Tracheophyta. Сосудистые растения объединяют все высшие растения, кроме мхов.

Особенности системы: 1) образует непрерывную разветвленную систему, соединяющую все органы растений; 2) ксилема и флоэма являются сложными тканями, так как в их состав входят разнородные элементы – проводящие, механические, выделительные, запасающие; 3) проводящие элементы обладают прозенхимным строением, т.е. имеют вид длинно вытянутых клеток; 4) стенки проводящих элементов содержат либо поры, либо сквозные отверстия, облегчающие прохождение растворов.

В подавляющем большинстве случаев ксилема и флоэма расположены рядом, образуя слои или проводящие пучки. Ксилема и флоэма могут располагаться в пучках по-разному. Различают пучки открытые и закрытые. У первых между ксилемой и флоэмой залегает камбий, а у вторых он отсутствует.

Ксилема – сложная ткань, в ее состав входит несколько элементов. Проводящие элементы – трахеальные, паренхимные, механические и другие. Различают первичную и вторичную ксилему. Первичная ксилема формируется из прокамбия, вторичная ксилема образуется камбием. Два типа трахеальных элементов – трахеиды и сосуды. Трахеиды – сильно вытянутые в длину водопроводящие клетки. Сосуды состоят из члеников. Членики расположены друг над другом и образуют трубочку.

Флоэма – проводящая вещества ткань сосудистых растений, по которой происходит транспорт продуктов фотосинтеза к частям растения, где происходит их использование или накопление. В ее состав входят ситовидные элементы – ситовидные клетки, ситовидные трубки и клетки-спутницы, склеренхимные элементы – лубяные волокна и склереиды и паренхимные клетки.

По своему происхождению флоэма делится на первичную, образованную из прокамбия и вторичную, из камбия. У первичной отсутствуют сердцевинные лучи..

Ситовидные элементы споровых (хвощей, плаунов, папоротников) и голосеменных растений представлены ситовидными клетками, эти клетки вытянуты в длину, ситовидные поля разбросаны по боковым стенкам.

10. Проводящие пучки, их типы, размещение в органах растений.

В большинстве случаев ксилема и флоэма расположены рядом, образуя слои или проводящие пучки. Ксилема и флоэма могут располагаться в пучках по-разному. Различают пучки открытые и закрытые. У первых между ксилемой и флоэмой залегает камбий, у вторых он отсутствует. Типы пучков: 1) коллатеральный; 2) биколлатеральный; 3) концентрический амфивазальный (центрофлоэмный); 4) концентрический амфикрибальные (центроксилемный); 5) радиальный

В корнях растений формируются радиальные пучки, в стебле – остальные.

11. Основные и выделительные ткани. Особенности их строения в связи с выполняемыми функциями.

Основные ткани или паренхима. Термином "паренхимная ткань" обозначают ткань, состоящую из тонкостенных, имеющих форму многогранника живых клеток.

Паренхима – основное "вещество", в которое погружены другие ткани. Эта ткань представляется основной, т.е. составляющей основу. Главная функция основной паренхимы - превращение веществ и энергии. В её клетках протекают процессы синтеза и гидролиза, накопления питательных веществ. В зависимости от положения паренхима может выполнять различные функции - запасающую, механическую, ассимиляционную; может давать начало вторичной образовательной ткани.

Ассимиляционная паренхима (хлоренхима). Местонахождение — листья. Она залегает под эпидермой, образуя основной объём – мезофилл. Плотный верхний слой – столбчатая хлоренхима, нижний – губчатая.

Запасающая паренхима. Запасающие ткани могут находиться в разных частях растения. Обычно в семенах, клубнях, луковицах, корневищах, в утолщенных стеблях и листьях.

Вентиляционная паренхима (аэренхима) В результате разрушения срединных пластинок в углах клеток образуется пространство, которое называют межклеточным пространством или межклетником. Межклетные ходы идут по всему телу растения, отсутствуя в апикальной меристеме. Газовый состав межклетников отличается от состава атмосферного воздуха, формируя внутри растения внутреннюю атмосферу. Вентиляционная паренхима есть не у всех растений. Когда у растений образуется ткань с очень большими межклетниками, главная функция которой вентиляция, то это аэренхима. Особенно сильно она развивается у растений с затруднённым газообменом.

Выделительные ткани. В ходе жизнедеятельности образуются вещества и продукты обмена, которые должны быть выведены из цикла обмена веществ. У растений во внешнюю среду выделяется небольшое количество веществ, другие остаются в теле растения и накапливаются в клеточном. В выделительных тканях могут отлагаться терпены, полисахариды, белковые вещества, соли кислот, смолы, вода, эфирные масла, сахара и др.

Выделительные ткани можно разделить на две группы: выделяют ли они вещества наружу или выделенные вещества остаются внутри растения.

Наружные выделительные ткани. К наружным выделительным тканям относятся железистые волоски, нектарники и гидатоды.

Железистые волоски имеются на эпидерме многих растений. Они представляют собой трихомы. Чаще они многоклеточны, но могут быть и одноклеточными. Присутствие сопровождается характерным для растения запахом.

Нектарники обычно расположены в цветках. Они выделяют сахаристую жидкость (нектар), лишённую запаха. Выделительные клетки нектарников отличаются густой цитоплазмой и высокой активностью обмена веществ.

Гидатоды - специальные образования, служащие для выведения капельножидкой воды. По ним вода поступает от проводящего пучка к точкам выделения. При избыточном поступлении воды происходит гуттация, т.е. выдавливание капелек воды.

Пищеварительные желёзки насекомоядных растений.

Внутренние выделительные ткани. К внутренним выделительным тканям относятся млечники, смоляные ходы и отдельные клетки.

Млечники представляют собой систему каналов или ходов, образованных живыми клетками, в вакуолях которых содержится млечный сок. Млечный сок имеет вид жидкости молочно-белого цвета, реже жёлтого или оранжевого.

Смоляные ходы продуцируют смолу и являются её вместилищами. Смоляные ходы могут ветвиться, создавая сложно разветвлённую систему. Они располагаются в разных органах и тканях.

12. Зародыш и проросток – начальные этапы онтогенеза семенных растений. Строение семян покрытосеменных растений.

Семя – орган семенного размножения и расселения растений, развивающийся из семязачатка в завязи у покрытосеменных. Семя состоит из семенной кожуры; зародыша и запасающих тканей.

Семенная кожура образуется из интегументов семязачатка, она многослойна. Функции покровов: защита от механических повреждений; высыхания, преждевременного прорастания. Покровы могут участвовать в распространении семян. Семенная кожура присутствует всегда.

Запасающие ткани могут быть представлены эндоспермом и периспермом. Запасы питательных веществ находятся в семядолях.

Сформированный зародыш имеет зародышевый корешок, гипокотиль, одну или две семядоли, почечку. Семядоли отличаются от настоящих листьев. Прорастание семени начинается при оптимальных условиях среды.

У большинства семян прорастание начинается с роста корня, затем побега. Из зародышевого корня развивается главный корень, на котором формируются боковые корни. Вслед за корнем идёт рост гипокотиля (подсемядольное колено). Он пробивает почву в согнутом состоянии и выносит семядоли и почечку. Такой тип прорастания называют надземным или эпигейным.

У некоторых гипокотиль почти не растёт, и семядоли остаются в почве. У проростков удлиняется эпикотиль (надсемядольное колено), которое выносит почечку. Такой тип прорастания называется подземным или гипогейным.

У однодольных растений имеются как надземный, так и подземный типы прорастания. Для большинства из них характерно раннее развитие на гипокотиле придаточных корней.

У злаков зародышевый корешок и почечка защищены колеоризой и колеоптилем. Колеориза первой пробивается при прорастании зерновки. За колеоризой следует главный корень, который останавливается в росте. После появления главного корня начинает расти колеоптиль, имеющий вид плотного кожистого колпачка. На поверхности почвы колеоптиль разрывается, и из него появляются первые настоящие листочки проростка. Через несколько часов начинают развиваться 2 боковых корешка. Далее на подземном междоузлии образуется узел кущения, из которого развиваются побеги и придаточные корни, главный корень теряется среди придаточных корней. Рост корня и побега зародыша при прорастании семени и их рост в течение всей жизни, происходит за счёт апикальной меристемы.

13. Корень, его функции.

Настоящих корней нет у моховидных и псилотовидных. Наблюдается вторичная утрата корней у некоторых водных, сапрофитных и паразитических форм, у пузырчаток, роголистников, повилик.

По происхождению различают главный, боковые и придаточные корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка. Главный корень у растения всегда один. Боковые корни представляют собой ответвления главного.

Функции корня: