что такое ткани растений
Ткани растений
Хлопковые, льняные, синтетические — это ткани, из которых люди шьют себе одежду. Она нужна им для красоты, защиты от холода и удобства. Из тканей, выполняющих разные задачи, «сшиты» и сложные существа, в том числе и преобладающая часть растений. У одноклеточных организмов всю работу делает одна клетка. У многоклеточных есть разные типы клеток: разной формы, лежащие близко друг к другу или расположенные рыхло, с большим количеством хлоропластов или совсем без органоидов, с омертвевшими утолщёнными оболочками. Из них и собраны ткани. Сегодня нам предстоит выяснить, что такое ткани растений, зачем они им нужны, какие виды тканей бывают и как они появились в результате эволюции.
Как появились ткани у растений? Понятие о ткани
С появлением в истории Земли многоклеточных существ появилась возможность дифференциации их клеток. Первые признаки их различий наблюдаются у колониальных протист, например у вольвокса, похожего на шар. Его наружные клетки, снабжённые жгутиками, решают необходимые для жизни проблемы: питания, фотосинтеза, движения и др. Другие клетки вольвокса способны к размножению и основанию новых колоний.
Тело многоклеточных зелёных, не прикреплённых к субстрату водорослей построено из цепочки однотипных клеток. У прикреплённых водорослей нижняя часть клеток лишилась хроматофор с хлорофиллом и стала ризоидами (нити для прикрепления к субстрату), клетки верхней части осуществляют функции получения питания и размножения. Продвинутые бурые водоросли имеют специальные группы клеток, осуществляющие функции опоры и защиты. В их талломе есть фотосинтезирующие, проводящие и запасающие клетки. Но водоросли ещё не имеют настоящих тканей и органов.
Рис. 1. Фотосинтезирующая ткань
Разнообразные сложные группы специализированных клеток появляются у высших наземных растений. Примитивные ткани имеют мхи, папоротники. Особенно развиты в этом плане цветковые растения. С выходом из воды им пришлось приспособиться ко многим вещам. Для сохранения влаги у них появилась кожица, для проведения веществ клетки объединились в трубки, в качестве защиты от ветра они приобрели опорные ткани. Став строго специализированными, многие клетки потеряли способность делиться. Поэтому у растений есть такие участки, где расположены молодые клетки, делящиеся и образующие новые ткани. От них зависит рост растения.
Ткани растений и всех живых организмов вообще — это комплексы из одинаковых или нескольких разных типов клеток, отвечающих за определённые функции. Если ткань состоит только из одинаковых клеток, то она называется простой, если она построена из нескольких разных клеток, то она именуется сложной. Как и ткани нашей одежды — одни защищают от холода, другие от дождя, третьи согревают, четвёртые смягчают прикосновения, так и у растений одна группа клеток защищает, другая проводит вещества, третья придаёт им прочность и др.
Какие основные типы тканей встречаются у растений?
Учёные-гистологи разделили все ткани по следующим признакам:
Опираясь на эти признаки, они выделили у растений 6 видов тканей: основные, выделительные, покровные, образовательные, проводящие и механические.
Образовательные растительные ткани
Их ещё называют меристемами. Они состоят из тонкостенных, мелких клеток с крупным ядром, содержат митохондрии, пропластиды и мелкие вакуоли. Их клетки делятся митотически и обеспечивают развитие и рост растений. Когда клетка удваивается, одна из них сохраняет способность к делению и остаётся меристематической, другая изменяется и становится частью какой-либо ткани. Меристемы подразделяют на две группы:
Меристемы у растений находятся в определённых участках тела. По этой причине их делят на несколько групп:
Покровные ткани растений
Находятся снаружи, отграничивают внутреннюю часть растения от внешней среды, выполняя роль барьера. Главные функции покровной ткани:
— предохранять органы растения от солнечных ожогов, перегрева и высыхания, от повреждений и попадания микробов;
— участвовать в обмене веществ между внешней средой и организмом (всасывание, газообмен и испарение).
Среди покровных тканей выделяют первичные и вторичные:
Эпидерма — сложная ткань, помимо основных клеток в ней есть и другие. Одни из них составляют трихомы, или волоски. Встречаются одноклеточные, многоклеточные, реже чешуйчатые или ветвящиеся трихомы. Волоски снижают испарение, помогают растению цепляться за опоры, защищают от перегрева. Железистые трихомы накапливают и выделяют различные вещества.
Особенности строения покровной ткани в том, что в эпидерме растений есть группа специализированных клеток, образующих устьица. Через них происходит испарение воды и газообмен растений.
Паренхима, или основная ткань растений
Паренхима заполняет пространство внутри органов растения, располагаясь между другими тканями. Клетки основной ткани крупные, тонкостенные, живые, чаще округлые. В зависимости от того, какую работу они выполняют, существует несколько видов основных тканей.
Механические (опорные) ткани
Благодаря давлению наполненных вакуолей большинство растительных клеток уже имеет опору. Это очень важно для молодых растений. Но по мере роста у наземных видов возникает необходимость в развитии более прочной «арматуры». Им нужен надёжный «скелет», удерживающий их в воздушной среде. В качестве такой «арматуры» выступают специализированные механические ткани, состоящие из клеток с толстыми стенками. В корне механическая ткань располагается по большей части в центре, обеспечивая прочность при растяжении. В стеблях трав — ближе к эпидерме, способствуя упругости и гибкости органа.
В зависимости от способа нарастания стенок клеток и их формы различают два типа механической ткани: склеренхиму и колленхиму.
Выделительные ткани растений
Всем клеткам нужно удалять вредные и лишние вещества. У животных они выводятся наружу, у растений чаще накапливаются внутри в вакуолях, в полостях межклетников или в мёртвых клетках. У животных есть разные типы выделительной системы: трубочки, почки и др. У растений существуют только отдельные структуры для выделения веществ, они бывают внутренние и наружные. Основные свойства этих тканей — удаление и выведение веществ.
Проводящие ткани растений
Водоросли впитывают минералы и воду всеми клетками тела. Наземным растениям нужна «водопроводная» система, чтобы переправлять органические вещества из листьев ко всем клеткам организма и воду с растворёнными химическими элементами вверх от корня. Такая система появилась у них с выходом на сушу — это проводящие ткани. Существует два вида проводящих тканей растений: древесина (ксилема) и луб (флоэма). По ксилеме осуществляется ток вверх от корня, по флоэме — от листьев.
В растении проводящие ткани (ксилема и флоэма) образуют особые структуры — проводящие пучки.
Что такое ткани растений
Ткани возникли у высших растений в связи с выходом на сушу и наибольшей специализации достигли упокрытосеменных, у которых их выделяют до 80 видов. Важнейшие ткани растений:
Ткани могут быть простыми и сложными. Простые ткани состоят из одного вида клеток (например, колленхима, меристема), а сложные — из различных по строению клеток, выполняющих кроме основных и дополнительные функции (эпидерма, ксилема, флоэма и др.).
Клетки образовательной ткани тонкостенные, многогранные, плотно сомкнутые, с густой цитоплазмой, с крупным ядром и очень мелкими вакуолями. Они способны делиться в разных направлениях.
По происхождению меристемы бывают первичные и вторичные. Первичная меристема составляет зародыш семени, а у взрослого растения сохраняется на кончике корней и верхушках побегов, что делает возможным их нарастание в длину. Дальнейшее разрастание корня и стебля по диаметру (вторичный рост) обеспечивается вторичными меристемами — камбием и феллоге-ном. По расположению в теле растения различают верхушечные (апикальные), боковые (латеральные), вставочные (интеркаляр-ные) и раневые (травматические) меристемы.
Покровные ткани располагаются на поверхности всех органов растения. Они выполняют главным образом защитную функцию — защищают растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т. п. В зависимости от происхождения различают три группы покровных тканей —эпидермис, перидерму и корку.
Эпидермис (эпидерма, кожица) — первичная покровная ткань, расположенная на поверхности листьев и молодых зеленых побегов (рис. 8.1). Она состоит из одного слоя живых, плотно сомкнутых клеток, не имеющих хлоропластов. Оболочки клеток обычно извилистые, что обусловливает их прочное смыкание. Наружная поверхность клеток этой ткани часто одета кутикулой или восковым налетом, что является дополнительным защитным приспособлением. В эпидерме листьев и зеленых стеблей имеются устьица, которые регулируют транспирацию и газообмен растения.
Перидерма — вторичная покровная ткань стеблей и корней, сменяющая эпидермис у многолетних (реже однолетних) растений (рис. 8.2.). Ее образование связано с деятельностью вторичной меристемы —феллогена (пробкового камбия), клетки которого делятся и дифференцируются в центробежном направлении (наружу) в пробку (феллему), а в центростремительном, (внутрь) — в слой живых паренхимных клеток (феллодерму). Пробка, феллоген и феллодерма составляют перидерму.
Рис. 8.1. Эпидерма листа различных растений: а— хлорофитум; 6 — плющ обыкновенный: в — герань душистая; г — шелковица белая; 1— клетки эпидермы; 2 — замыкающие клетки устьиц; 3 — устьичная щель.
Рис 8.2. Перидерма стебля бузины (а — поперечный разрез побега, б — чечевички): I— выполняющая ткань; 2 — остатки эпидермы; 3 — пробка (феллема); 4 — феллоген; 5 — феллодерма.
Клетки пробки пропитаны жироподобным веществом — суберином —и не пропускают воду и воздух, поэтому содержимое клетки отмирает и она заполняется воздухом. Многослойная пробка образует своеобразный чехол стебля, надежно предохраняющий растение от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Для газообмена и транспирации живых тканей, лежащих под пробкой, в последней имеются особые образования — чечевички; это разрывы в пробке, заполненные рыхло расположенными клетками.
Корка образуется у деревьев и кустарников на смену пробке. В более глубоко лежащих тканях коры закладываются новые участки феллогена, формирующие новые слои пробки. Вследствие этого наружные ткани изолируются от центральной части стебля, деформируются и отмирают, На поверхности стебля постепенно образуется комплекс мертвых тканей, состоящий из нескольких слоев пробки и отмерших участков коры. Толстая корка служит более надежной защитой для растения, чем пробка.
Проводящие ткани обеспечивают передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ по растению. Различают два вида проводящей ткани — ксилему (древесину) и флоэму (луб).
Ксилема —это главная водопроводящая ткань высших сосудистых растений, обеспечивающая передвижение воды с растворенными в ней минеральными веществами от корней к листьям и другим частям растения (восходящий ток). Она также выполняет опорную функцию. В состав ксилемы входят трахеиды и трахеи (сосуды) (рис. 8.3), древесинная паренхима и механическая ткань.
Трахеиды представляют собой узкие, сильно вытянутые в длину мертвые клетки с заостренными концами и одревесневшими оболочками. Проникновение растворов из одной трахеиды в другую происходит путем фильтрации через поры — углубления, затянутые мембраной. Жидкость по трахеидам протекает медленно, так как поровая мембрана препятствует движению воды. Трахеиды встречаются у всех высших растений, а у большинства хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных служат единственным проводящим элементом ксилемы. У покрытосеменных растений наряду с трахеидами имеются сосуды.
Рис 8.3. Элементы ксилемы (а) и флоэмы (6): 1—5 — кольчатая, спиральная, лестничная и пористая (4, 5) трахеи соответственно; 6 — коль чатая и пористая трахеиды; 7 — ситовидная трубка с клеткой-спутницей.
Трахеи (сосуды) —это полые трубки, состоящие из отдельных члеников, расположенных друг над другом. В члениках на поперечных стенках образуются сквозные отверстия — перфорации, или эти стенки полностью разрушаются, благодаря чему скорость тока растворов по сосудам многократно увеличивается. Оболочки сосудов пропитываются лигнином и придают стеблю дополнительную прочность. В зависимости от характера утолщения оболочек различают трахеи кольчатые, спиральные, лестничные и др. (см. рис. 8.3).
Флоэма проводит органические вещества, синтезированные в листьях, ко всем органам растения (нисходящий ток). Как и ксилема, она является сложной тканью и состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами (см. рис. 8.3), паренхимы и механической ткани. Ситовидные трубки образованы живыми клетками, расположенными одна над другой. Их поперечные стенки пронизаны мелкими отверстиями, образующими как бы сито. Клетки ситовидных трубок лишены ядер, но содержат в центральной части цитоплазму, тяжи которой через сквозные отверстия в поперечных перегородках проходят в соседние клетки. Ситовидные трубки, как и сосуды, тянутся по всей длине растения. Клетки-спутницы соединены с члениками ситовидных трубок многочисленными плазмодесмами и, по-видимому, выполняют часть функций, утраченных ситовидными трубками (синтез ферментов, образование АТФ).
Ксилема и флоэма находятся в тесном взаимодействии друг с другом и образуют в органах растения особые комплексные группы — проводящие пучки.
Механические ткани обеспечивают прочность органов растений. Они составляют каркас, поддерживающий все органы растений, противодействуя их излому, сжатию, разрыву. Основными характеристиками строения механических тканей, обеспечивающими их прочность и упругость, являются мощное утолщение и одревеснение их оболочек, тесное смыкание между клетками, отсутствие перфораций в клеточных стенках.
Механические ткани наиболее развиты в стебле, где они представлены лубяными и древесинными волокнами. В корнях механическая ткань сосредоточена в центре органа.
В зависимости от формы клеток, их строения, физиологического состояния и способа утолщения клеточных оболочек различают два вида механической ткани: колленхиму и склеренхиму, (рис. 8.4).
Колленхима представлена живыми паренхимными клетками с неравномерно утолщенными оболочками, делающими их особенно хорошо приспособленными для укрепления молодых растущих органов. Будучи первичными, клетки колленхимы легко растягиваются и практически не мешают удлинению той части растения, в которой находятся. Обычно колленхима располагается отдельными тяжами или непрерывным цилиндром под эпидермой молодого стебля и черешков листьев, а также окаймляет жилки в листьях двудольных. Иногда колленхима содержит хлоропласты.
Склеренхима состоит из вытянутых клеток с равномерно утолщенными, часто одревесневшими оболочками, содержимое которых отмирает на ранних стадиях. Оболочки склеренхимных клеток обладают высокой прочностью, близкой к прочности стали. Эта ткань широко представлена в вегетативных органах наземных растений и составляет их осевую опору.
Различают два типа склеренхимных клеток: волокна и склереиды. Волокна — это длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна). 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.
Рис 8.5. Паренхимные ткани: 1—3 — хлорофиллоносная (столбчатая, губчатая и складчатая соответственно); 4—запасающая (клетки с зернами крахмала); 5 — воздухоносная, или аэренхима.
Клетки ассимиляционной ткани содержат хлоропласты и выполняют функцию фотосинтеза. Основная масса этой ткани сосредоточена в листьях, меньшая часть — в молодых зеленых стеблях.
Урок Бесплатно Ткани растений
Введение
Очень давно средой обитания всего живого, в том числе и растений, была вода.
Эволюция вынуждала растения приспосабливаться к новым условиям окружающей среды.
Следовательно, для этого им были необходимы новые «умения и способности»: впитывать питательные вещества и влагу из земли, расти вверх, формировать новые корешки или листья.
Все мы видели, как из почки весной пробиваются новые листочки, или, снимая кору с дерева, обнаруживали под ней светлую рыхлую ткань.
Все это совершенно различные виды тканей, причем каждый из них играет определенную роль.
Виды тканей растений
Ткань- это группа клеток, сходных по размеру, строению, выполняемым функциям и соединенных между собой межклеточным веществом.
Иначе можно сказать, что это совокупность клеток и межклеточного вещества, а объединяют их общая функция, одинаковое происхождение и схожее строение.
Можно выделить две основные группы тканей растений:
В каждый вид ткани входят еще некоторые дополнительные подтипы, у которых есть специфические «обязанности».
По сути, это своеобразное распределение ролей. Каждая из разновидностей тканей выполняет свои задачи, определенные для нее природой.
В зависимости от того, для чего предназначена ткань, какие она выполняет функции, все ткани растений делятся на несколько видов:
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
У растений нет мозга, но есть подобие нервной системы. Биологи обнаружили, что повреждённый лист «предупреждает» другие листья, используя те же сигналы, что и клетки животных.
Животные нервные клетки общаются друг с другом с помощью аминокислоты, называемой глутаматом, которая после высвобождения из нервной клетки вызывает волну ионов кальция в соседних клетках. Эта волна перемещается к следующей нервной клетке, которая передаёт сигнал дальше, обеспечивая связь на дальние расстояния.
Ученые разработали молекулярный датчик, который обнаруживает увеличение концентрации кальция в клетках растений (на видео они начинают светиться ярче). После того, как исследователи повредили один из листьев резуховидки (Arabidopsis, растение из семейства капустных), «свечение» кальция распространилось по всему растению. Дальнейшее изучение выявило глутамат в качестве триггера волны кальция.
Хотя биологи уже знали, что изменения в одной части растения ощущается всем организмом, они понятия не имели, как именно передаётся эта информация. Открытие того факта, что глутамат задействован в «нервной» системе растений так же, как у животных, поможет в будущем лучше контролировать внутренние механизмы растений.
Ткани растений
Название
Особенности строения
Место расположения
Функции
Покровная
Живые клетки с тонкими и бесцветными оболочками (кожица).
Мертвые клетки, одеревеневшие, плотно прилегающие (пробка).
Специальные образования- устьица и чечевички (дышат и испаряют).
Листья, молодые ветки, стволы, корни.
Кожица с устьицами.
Пробка с чечевичками.
Защита от неблагоприятных условий.
Дыхание и испарение воды. Придают прочность растению.
Проводящая
1) Живые- луб (подкорка)
2) Мертвые (древесина)
Мертвые клетки в трубках и сосудах, вытянутые в длину.
Ситовидные трубки- живые вытянутые клетки без ядра, вакуолей и пластид.
Корень, стебель, лист, почки, цветки.
Лист – стебель- корень.
Передвижение воды с растворенными в ней веществами (органическими и минеральными).
Механическая
1) Колленхима- вытянутые
2) Паренхима- внутренние
3) Склеренхима- внутренние
4) Каменистые клетки- склереиды
Живые и мертвые клетки с толстой оболочкой.
Каменистые клетки или склереиды- мертвые клетки с одеревеневшими оболочками. Содержатся в плодах, листьях, стеблях, перемешаны с паренхимными клетками, либо существует самостоятельно, без межклеточного вещества.
Стволы молодых веток, пробка и корки стволов, скорлупа грецкого ореха, покровы семян, мякоть плодов.
Придают прочность и упругость, способность выдерживать сильную нагрузку.
Основная
Клетки живые, крупные, есть вакуоли, много межклеточного вещества, заполненного млечным соком.
В клетках мякоти листа содержатся хлоропласты, участвующие в фотосинтезе.
Мякоть листа, мякоть плодов, соцветий, стебля, корней.
Образование, накопление питательных веществ.
Образовательная
Живые маленькие клетки с крупными ядрами, без вакуолей.
Кончик корня, верхушка побега, зародыши, почки, ростковая часть стебля и листа, в коре (между лубом и древесиной).
Постоянное деление и рост растений, образование тканей.
Секреторная
(выделительная)
Живые тонкостенные клетки.
Участвуют в метаболизме или запасают вещества в вакуолях.
Вырабатывают, выделяют и сохраняют секреторные продукты (защита, привлечение животных и пр.)
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Покровные ткани
Покровные ткани— это своеобразная «верхняя одежда» растений.
Их основная задача- защита от негативных внешних воздействий.
Иногда они выполняют всасывающую или резервную функцию (хранение воды в засушливый сезон).
Растению в природе много что угрожает:
√ механические повреждения (когда ветки ломаются от ветра или их пытаются сломать птицы или животные)
√ проникновение микроорганизмов и вредителей
√ колебания температуры (перегрев или переохлаждение)
К покровным тканям относятся:
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Проводящие ткани
Проводящие ткани— это тот вид, который обеспечивает связь различных тканей между собой.
Без такого взаимодействия полноценный рост растений был бы невозможен: корни не могут выполнять фотосинтез, а ветви не обладают достаточным количеством воды.
Так что растения «обзавелись» специальными проводящими тканями:
Эти клетки называются ситовидные. Они собираются вместе и образуют ситовидные трубки.
Сложного здесь ничего нет: жидкость идет от корня вверх под давлением, для чего стенки трубок должны быть прочными (сосуды ксилемы состоят из прочных мертвых клеток).
Чтобы все этажи дерева получили воду, в трубках должны быть отверстия (поры в сосудах ксилемы).
Добравшись до вершины, жидкость медленно стекает вниз, как ручеек (прочность здесь не нужна: сосуды флоэмы живые), наполняясь произведенными наземной частью растения веществами, для того чтобы и корень кое- что получил.
Осенью деревья уменьшают круговорот своих соков (но не прекращают его), из- за чего опадают листья и дерево засыпает до весны!
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Циркуляция соков у растения очень похожа на водопровод в доме!
Он состоит из двух труб.По одной вода под давлением поднимается вверх и вытекает из открытых кранов всех этажей (как поры в жестких сосудах ксилемы), а добравшись до самого верха стекает по другой трубе, где кранов уже нет (ситовидные трубки флоэмы).
Весь этот круговорот нужен для того, чтобы вода не застаивалась и не испортилась!
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации