Способы размножения растительной клетки

Размножение – одно из основных свойств растительной и животной клетки. Клетки в растении размножаются путём деления. Известны 4 способа деления р.к.: амитоз, митоз, эндомитоз, мейоз.

Амитоз – прямое деление – суть его состоит в том, что при этом способе в начале происходит простое деление ядра на 2 путём образования перетяжки. Затем начинает делится протопласт. При амитозе ядерное вещество иногда делится неравномерно. Описан впервые Железновым ( 1840)

Митоз –кариокинез – является характерным типом деления для всех высших и большинства низших р. Происходит в вегетативных ( соматических) клетках. Митоз как способ деления ядра в растениях впервые открыт и описан Чистяковым ( 1874). Митотическое деление – сложный процесс, основная суть которого заключается в передаче дочерним клеткам такого количества, вида и типа хромосом, которые были у родительской клетки. Смысл деления заключается в равномерном распределении ядерного вещества в дочерних клетках. Это достигается в результате редупликации ДНК в теле хромосомы. Этот процесс идёт в интерфазе. Митозу предшествует деление пластид, митохондрий. Митоз имеет 4 фазы 1) профаза, 2) метафаза, 3) анафаза, 4) телофаза и цитокинез – делится сама клетка. Каждый вид растения, животные, человек имеет определенный набор хромосом в соматических клетках. Кариотип – представлен 2-м набором хромосом ( диполооидный). Он может изменяться под воздействием внешней среды (увеличение числа хромосом – полиплоидия). В природе могут возникать новые виды. Научились искусственно получать полиплоиды. Для этого на семена или взрослое растение воздействуют хим. Или радиоакт. факторами. Подавляющее большинство плодов, ягод – полиплоидны.

Эндомитоз – внутриклеточное деление. При эндомитозе нормально идет редупликация, но ядро и клетка не делятся, хромосомы к полюсам не расходятся. Ядро оказывается с удвоенным количеством хромосом. Эндомитоз – пример полиплоидии. В результате его образуются 2 дочерние клетки с полным набором хромосом.

Растительные ткани, их классификация.

Все органы тела растений состоят из тканей. Ткань – группа клеток, сходных по строению, выполняемым функциям и происхождению. Связь в ткани между клетками достигается порами и плазмодесмами. Поэтому организм – единое целое, где все клетки находятся во взаимозависимости.

При некотором округлении клеток между ними возникают пространства – межклетники. Иногда образуются целые межклетные ходы. Они способствуют лучшему испарению воды, газообмену. Иногда там могут откладываться запасные питательные вещества и продукты обмена веществ. По наличию межклетников ткани делят на рыхлые и плотные. Существуют различные классификации тканей – Линк 1807 ( паренхиматические и прозенхиматические), Ван-Тигем ( живые и отмершие) Первая, более детальная и естественная классификация была предложена Саксом ( 1868) – покровные, проводящие и основные. Физиолого-анатомическая классификация самая лучшая.

Ткани
Образовательные ( меристемы)	Постоянные
	Покровные:	проводящие	основные
	Эпидерма (кожица)	Сосуды и трахеи (ксилема)	Механические: колленхима, склеренхима, склереиды
	Перидерма (пробка)	Ситовидные трубки (флоэма)	Ассимиляционные: столбчатые, губчатые
	корка		Запасающая
			Выделительные ( секреторные)

Образовательные ткани, или меристемы. Меристема — это спе­циализированная ткань, клетки которой делятся и дают начало новым клеткам. Таким образом, основная функция меристемы — образо­вание новых клеток, которые затем дифференцируются в клетки по­стоянных тканей. Благодаря делению клеток меристемы обеспечива­ется рост растения и образование новых тканей и органов.

По положению в теле растения меристема может быть верхушеч­ной, вставочной, боковой. С учетом относительного времени появ­ления меристем в процессе развития органа их делят на первичные и вторичные. Первичными называют меристемы, которые пер­выми обособляются в каждом вновь формирующемся органе растения и обеспечивают первичный рост этого органа. Развитие первичной меристемы может идти двумя путями 1) вся меристема образуется из 1 инициальной клетки, расположенной на самой верхушке – папоротникообразные, большинство однодольных; 2) или из группы инициальных клеток

Первичная меристема располагается на верхушках побегов и на верхушках корней, поэтому ее называют верхушечной. Клетки верхушечной меристемы характеризуются небольшими размерами, поэтому ядро кажется довольно крупным; по форме клетки изодиаметричны, т. е. имеют одинаковую протяжен­ность в разных направлениях. Их оболочка тонкая, первичная. Ци­топлазма заполняет всю полость клетки, так как центральной крупной вакуоли нет, а имеются отдельные вакуолярные пузырьки. ЭПС еще не полностью сформирована, и, соответственно, многие рибосомы находятся в свободном состоянии, размещаясь в цитоплазме. Пластиды находятся на начальных этапах развития; их называют пропластидами

Верхушки побегов и корней, сложенные меристематической тканью, получили название конусов нарастания

У з е л — это участок стебля, от которого отходит лист. Междоузлием называют участок стебля меж­ду двумя соседними узлами. Рост междоузлий идет за счет деления клеток вставочной меристемы. Благодаря вставочной мери­стеме разрастаются и увеличиваются в размерах листья на взрослом побеге. После завершения роста листьев и междоузлий клетки вста­вочной меристемы дифференцируются в постоянные ткани стебля и листьев. По происхождению вставочная меристема является пер­вичной.

Разрастание осевых органов (стебля и корня) по диаметру обес­печивается камбием и феллогеном^. Камбий и феллоген — это вторичные меристемы. Вторичные меристемы возникают из постоянных тканей, клетки которых приобретают способность к делению. А сами постоянные ткани когда-то возникли из первичных меристем. В результате деятельности вторичных меристем образуются вторичные постоянные ткани. Меристемы могут образовываться из живых постоянных тканей при повреждениях. На месте раны образуется вторичная образовательная ткань – феллоген. Он делится и даёт покровные ткани, они закрывают рану. Поэтому эта ткань называется раневая перидерма.

Покровные ткани. Покровная ткань — это ткань, покрывающая снаружи органы растения и защищающая его от неблагоприятных воз­действий внешней среды. Через покровную ткань осуществляются поглощение веществ из внешней среды и выделение. Покровные тка­ни различны. По происхождению они могут быть первичными (эпи­дермис, эпиблема и экзодерма) и вторичными (перидерма).

Эпидермис, или кожица, покрывает стебель, листья семена, плоды, части цветка. У разных растений и, особенно на разных его органах строение ткани различно. Но в целом для кожицы характерно наличие одного слоя плотно расположенных клеток. Очень часто клетки имеют извилистые боковые стенки, что усиливает прочность их соединения. Клетки кожицы живые, протопласт зани­мает постенное положение, в центре находится вакуоль. Характерно неравномерное утолщение клеточной оболочки, и ее наружная стенка бывает толще. Утолщение наружной оболочки и образование кутику­лы усиливают защитные свойства ткани. Этому назначению служат и волоски — выросты эпидермальных клеток. Волоски на эпидер­мисе могут быть разными. Одни из них отмирают и заполняются воз­духом. Подобные волоски называют кроющими; они защищают орган от перегрева и чрезмерной потери воды при испарении. Другие волос­ки могут долго оставаться живыми и часто являются образованиями железистыми; в клетках этих волосков синтезируются раз­личные вещества (часто — эфирные масла). Жгучие волоски, в клет­ках которых накапливаются жгучие ядовитые вещества, защищают растение от поедания животными. У крапивы жгучий волосок пред­ставлен единственной клеткой, расширенной у основания и заострен­но вытянутой к верхушке, где образуется головка (небольших размеров закругленная часть клетки). Под головкой участок оболочки тонкий и хрупкий, а ниже на заостренно вытянутой части клетки обо­лочка утолщенная и прочная. При надавливании головка отламыва­ется и клетка с утолщенной оболочкой, подобно шприцу, вонзается в кожу животного (или человека) и из нее в ранку выпрыскивается жгучее содержимое. У малины и шиповника волоски одревесневают называются шипами ( вырост коровой части).

В кожице, помимо собственно эпидермальных (или основных эпи­дермальных) клеток, имеются устьица. Устьице образовано двумя клетками (замыкающие клетки), которые плотно соединены с окру­жающими их эпидермальными клетками. Особенностью этих клеток является их способность так изменять форму, что в месте их соприкос­новения друг с другом образуется щель, которую называют у с т ь и ч-н о и. Через устьичную щель осуществляются газообмен и выход пара при испарении. В ночные часы, а также днем при недостаточном водоснабжении растения щель закрывается. Есть растения, у кото­рых щели открыты ночью и закрыты днем .Регулирует процессом открывания и закрывания тургор замыкающих клеток

Кончик, корня, чуть выше его меристематической верхушки, по­крыт э п и б л е м о й — однослойной тканью, состоящей из живых тонкостенных клеток, всасывающих из почвы воду и растворенные минеральные вещества; через эти же клетки осуществляется выделение продуктов обмена. Ряд клеток эпиблемы с наружной стороны обра­зуют выросты — корневые волоски, благодаря чему пло­щадь соприкосновения ткани с почвой значительно возрастает. На большем протяжении, выше участка с эмблемой, корень покрыт экзодермой — слоем клеток, принадлежащих первичной коре корня. Оболочки клеток экзодермы опробковевают, что повышает защитные свойства покровной ткани.

На многолетних стеблях и корнях первичные покровные ткани сохраняются недолго и заменяются многослойной вторичной тканью -перидермой. Сама по себе перидерма образоваться не может. Для её образования необходимо заложение вторичной образовательной ткани. Такой тканью является феллоген или пробковый камбий.

Механические ткани — это ткани с ярко выраженной опорной функцией. Они образуют скелет растения. Ткани эти неодинаковые, поэтому различают колленхиму и склеренхиму и склереиды

К о л л е н х и м а это типичная опорная ткань растущих орга­нов, ибо клетки этой ткани начинают дифференцироваться очень рано, и благодаря сохранению способности к растяжению они не пре­пятствуют росту органа в целом, обеспечивая при этом его прочность. Колленхима характерна для надземных органов и размещается по периферии коры стебля, по краю листовой пластинки и в области расположения главной жилки листа. Клетки колленхимы живые, не­редко содержат хлоропласта. Они несколько вытянуты по оси органа, а на поперечном _ сечении . многоугольные или в очертании при­ближаются к прямоугольнику. Оболочки их целлюлозные, но неравно­мерно утолщенные. По характеру утолщения оболочек различают колленхиму пластинчатую, когда наибольшего утолщения достигают стенки, параллельные поверхности стебля, и уголковую колленхиму, когда утолщаются оболочки по углам клеток. Клетки пластинчатой и уголковой колленхимы обычно рас­полагаются плотно, не образуя межклетников. При рыхлом распо­ложении клеток утолщается стенка, обращенная в сторону межклет­ника. Такую колленхиму называют рыхлой.

Склеренхима наиболее важная механическая ткань для растений. Склеренхимные волокна — это обычно мертвые клет­ки, с толстостенной, чаще одревесневшей оболочкой, с немногочис­ленными порами. У некоторых растений (виноград, кирказон) волок­нистая клетка имеет поперечные перегородки. Механические волокна есть в лубе. Они обеспечивают сопротивление стебля на излом и изгиб. Обычны они и в составе древесины. При их наличии повышается проч­ность стебля древесного растения на сжатие под тяжестью кроны. В корнях, проявляющих сопротивление на разрыв от натяжения, волокна размещаются ближе к центру органа. Из волокон образуется механическая обкладка вокруг проводящих пучков листа и т. д.

Склереиды, или каменистые клетки, очень ши­роко представлены в разных частях растения: в стебле, в кожуре семян, в стенке околоплодника, в листьях. Клетки обычно мертвые, толстостенные, с одревесневшей оболочкой, пронизанной многочис­ленными порами.

Проводящие ткани. Перемещение питательных веществ, поглощен­ных из почвы и синтезируемых в растении, происходит по всем жи­вым клеткам, а также по клеткам специализированным; последние входят в состав проводящих тканей.

Собственно проводящие элементы в теле растения группируются в комплексы с клетками, выполняющими иные функции (механичес­кую и запасающую). В совокупности они нередко образуют прово­дящие пучки, пронизывающие тело растения в разных направлениях и обеспечивающие направленную передачу питательных веществ и механическую прочность органов.

Пучки состоят из л у б а (ф л о э м ы) и древесины (к с и л е м ы). Такие пучки называются сложными. Реже формиру­ются простые пучки, состоящие или только из флоэмы, или только из ксилемы. Пучки могут быть открытыми, если в них имеется камбий, благодаря работе которого пучки разрастаются и увеличиваются. В закрытых пучках камбия нет. Сложные пучки с учетом взаимного расположения флоэмы и ксилемы подразде­ляют набокобочные (коллатеральные), когда флоэ­ма и ксилема располагаются рядом, бок о бок; дважды б о к о-бочные (биколлатеральные), когда к ксилеме с двух сторон примыкает флоэма; концентрические, когда флоэма окружена ксилемой или ксилема окружена флоэмой; р а д и а л ь-н ы е, когда по кругу лучи ксилемы чередуются с лучами флоэмы. Последний тип пучка характерен для корней при первичном их строе­нии .

Древесина, или ксилема, — сложная ткань, где, по­мимо собственно проводящих элементов (трахеид и сосудов), имеются клетки, выполняющие механическую и запасающую функции. Т р а-х е и д ы — это мертвые, вытянутые, нередко на концах несколько заостренные клетки, располагающиеся так, что конец одной клетки заходит за другую клетку. Оболочки трахеид утолщаются и одревес­невают. Поры трахеид окаймленного типа. Через поры осуществляется дви­жение растворов из одной клетки в другую.

Трахеиды характерны для древесины папоротникообразных и го­лосеменных только трахеиды. Вода поступает очень медленно – поэтому листья иголки. Здесь отчетливо выступает их двуфункциональность — и как проводящих элементов, и как механических.

Трахеиды характерны и для древесины покрытосеменных растений. Но у последних ксилема представлена более разнородными клеточ­ными элементами. Помимо трахеид, здесь есть и более совершенные механические ткани, в частности склеренхимные волокна, и более совершенные водопроводящие элементы — сосуды. Иногда трахеиды в древесине покрытосеменных вообще отсутствуют и проводящую функ­цию выполняют сосуды.

Сосуд состоит из продольного ряда мертвых клеток, каждую из которых называют члеником сосуда. В поперечных стенках этих клеток имеются отверстия, что обеспечивает беспрепятственное движение растворов по сосуду на гораздо большем протяжении, чем в трахеидах. Кроме того, сосуды, в отличие от трахеид, имеют обычно больший диаметр. На концах сосуды замкнуты. Оболочки их утолще­ны и пропитаны лигнином. По характеру утолщения оболочек разли­чают сосуды кольчатые, спиральные, лестничные, сетчатые, точечно-пористые. Поры у сосудов окайм­ленные

По сосудам и трахеидам древесины движутся поглощенные кор­нями из почвы вода и минеральные соли. По этим же проводящим путям вместе с током воды перемещаются и органические вещества, ранее отложенные в. запасающих тканях, а также вещества, синтези­руемые в клетках корней. Эволюция сосудов и трахеид разработана Роттертом, Яценко и Хмелевским. Своими работами они показали, что в процессе эволюции сосуды образовались из трахеид.

Луб, или флоэма, — сложная ткань, где имеются собственно проводящие элементы — ситовидные трубки с клетками-спутницами, а также механические и запасающие клетки. Ситовидная трубка состоит из продольного ряда живых клеток, расположенных друг над другом. Каждую клетку трубки называют члеником. В поперечных стенках смежных клеток имеются небольшие отверстия, в совокупности напоминающие сито, поэтому образованная клетками трубка получила название ситовидной. Стенки отверстий ситовидной пластинки выстланы каллезой — сложным органическим веществом углеводного характера. Через отверстия из одной клетки в другую проходят цитоплазматические тяжи .

Особенностью клеток, образующих ситовидную трубку, является отсутствие в них, как правило, морфологически оформленного ядра, хотя оно было на ранних этапах развития членика ситовидной труб­ки. В отдельных случаях ядра сохраняются. В этих клетках, кроме того, отсутствует тонопласт. Однако при этом живое содержимое чле­ника не смешивается с вакуолярным соком, что является косвенным доказательством структурной организации цитоплазмы. В митохон­дриях ситовидных трубок нет внутренней складчатой мембраны.

К членикам, слагающим трубку, тесно примыкают клетки-спутницы. Членик и клетка-спутница возникают из одной исходной клетки благодаря ее продольному делению. Одна, более круп­ная по диаметру клетка, возникшая в результате этого деления, диф­ференцируется в членик ситовидной трубки, а другая, обычно мень­шая — в клетку-спутницу. При нескольких продольных делениях возможно образование при ситовидном членике нескольких клеток-спутниц. Их число может быть увеличено за- счет деления исходной для спутницы клетки поперечными перегородками. Клетки-спутницы богаты цитоплазмой, в них имеются ядро и многочисленные митохон­дрии. Между члеником трубки и клеткой-спутницей обнаруживаются многочисленные плазменные нити, объединяющие воедино их живое содержимое. Предполагают, что отсутствие ядра в клетках трубки компенсируется ядерным влиянием со стороны клеток-спутниц. Зна­чительная роль им, видимо, принадлежит в общем энергетическом об­мене. На тесную физиологическую связь между клетками трубки и клетками-спутницами указывает тот факт, что обычно с отмиранием первых прекращают функционировать и клетки-спутницы. Ситовид­ные трубки — образования недолговечные. Как правило, они функцио­нируют в течение одного вегетационного периода. Отмиранию трубок предшествует закупорка каллезой отверстий в ситовидной пластинке и прекращение связи между живым содержимым расположенных друг над другом члеников.

По проводящим элементам луба от листьев ко всем органам рас­тения в нисходящем (к корням и подземным побегам) и в восходящем (к растущим верхушкам побегов и к генеративным органам) направле­ниях перемещаются органические вещества, синтезируемые в хлорофиллоносных клетках.