Пористый сосуд проводящего пучка

Проводящая ткань

План лекции • Классификация проводящей ткани. • Характеристика ксилемы. • Характеристика флоэмы • Типы проводящих пучков. • Характеристика типов проводящих пучков.

Проводящие ткани – ткани, по которым происходит массовое передвижение веществ, возникли как неизбежное следствие приспособления к жизни на суше. ксилема флоэма

«Основные элементы ксилемы и флоэмы»

Трахеиды – наиболее древние проводящие элементы ксилемы. 1. Вытянутые клетки с заостренными концами 2. Имеют одревесневшую клеточную стенку с различной степенью утолщения 3. Передвижение воды совершается медленно (т. к. фильтрация растворов происходит через поры) 4. Обеспечивают механическую прочность (у голосеменных) 5. Дали начало древесинным волокнам

Трахеиды и их расположение относительно друга

Ксилема (сосуды) – группа трахеид у которых исчезают поперечные перегородки • 1. Первичная ксилема (протоксилема) – сосуды, которые закладываются на верхушке осевых органов, непосредственно под верхушечной меристемой, там, где окружающие их клетки ещё продолжают вытягиваться.

Утолщение протоксилемы Целлюлозные стенки протоксилемы еще не сплошь одревеснели -лигнин откладывается в них лишь кольцами или по спирали

2. Вторичная ксилема (метоксилема) – зрелые сосуды способны растягиваться и расти 1. Мертвые 2. Полностью одревесневшие трубки. 3. Сосуд состоит из многих клеток (членников), вода по которым движется через перфорации (отверстия в поперечных стенках) 4. У сосудов на продольных стенках тоже имеются поры. 5. У сосудов метаксилемы обнаруживаются три главных типа утолщений (лигнин): лестничные, сетчатые и точечные. 6. Сосуды имеют больший диаметр не

1 – эпидермис; 2 – колленхима; 3 – паренхима коры, 4 – крахмалоносное влагалище; 5 – склеренхима; 6 – паренхима вторичной коры; 7 – ситовидные трубки флоэмы; 8 – камбий; 9 – паренхима ксилемы; 10, 11, 12, 13, 14, 15 – сосуды древесины (ксилемы); 16 – сердцевина; 17 – друза в клетке.

• Таким образом, поры у сосудов образуются и на поперечных и на продольных стенках. • Оболочки лигнифицированные (одревесневшие). • В зрелом состоянии сосуды, как и трахеиды, являются мертвыми клетками, т. к. выполняют функцию проведения воды и растворенных в них веществ.

Флоэма: • Ситовидная трубка • Клетка – спутница • Клетка лубяной паренхимы

Ситовидная пластинка (7) • Возникает на месте соединения торцевых стенок двух соседних члеников ситовидных трубок. • Сначала возникают плазмодесмы • Затем образуют поры и стенки приобретают вид сита

клетки-спутницы 1. цитоплазма очень густая 2. много митохондрий и рибосом (отличается высокой активностью). 3. в случае гибели клетокспутников погибают и ситовидные элементы.

Особенности флоэмы • Членики ситовидных трубок с более тонкими клеточными стенками (целлюлоза и пектиновые вещества) • их ядра при созревании отмирают, а от цитоплазмы остаётся только тонкий слой, прижатый к клеточной стенке. • членики ситовидных трубок остаются живыми, но их существование зависит от примыкающих к ним клеток-спутниц

Проводящие пучки (сосудисто-волокнистые пучки) комплексы проводящих и механических тканей древесинная часть лубяная часть сосуды и древесинные волокна + обкладка из живых или мёртвых паренхимы ситовидных трубок и лубяных волокон + обкладка из живых или мёртвых паренхимы

Классификация проводящих пучков • 1. Полные – состоящие из флоэмы и ксилемы • 2. Неполные – состоящие только из ксилемы или флоэмы. • 3. Закрытые • 4. Открытые

Закрытые проводящие пучки прокамбий полностью дифференцируется в проводящие пучки (между флоэмой и ксилемой отсутствует камбий, и, таким образом, образования новых элементов флоэмы и ксилемы не происходит). a-б – направление от периферии к центру стебля; о – паренхима; м – межклетники; ск – механическая обложка пучка, состоящая из склеренхимы; во флоэме: в – ситовидные трубки, г – сопровождающие клетки; в ксилеме: д – пористые сосуды, ж – спиральный сосуд, е – кольчатый сосуд; стебли и корневища однодольных растений.

Открытые проводящие пучки, способные к вторичному утолщению, за счёт развития из прокамбия – камбия (встречаются у большинства двудольных и голосеменных) о – паренхима вокруг пучка; ск – склеренхима; в, г – флоэма (в – ситовидные трубки, г – сопровождающие клетки); к – камбий; е, ж, д – ксилема (е – кольчатые, ж – спиральные, д – пористые сосуды).

Схема образования флоэмы и ксилемы на разных этапах роста древесного стебля (у двудольных)

Коллатеральный пучок открытый • Флоэма лежит по одну сторону от ксилемы, т. е. флоэма примыкает к ксилеме и обращена к периферии • Между ксилемой и флоэмой лежит камбий • Встречаются у стеблей, корневищ и корней двудольных растений. о – паренхима вокруг пучка; ск – склеренхима; в, г – флоэма (в – ситовидные трубки, г – сопровождающие клетки); к – камбий; е, ж, д – ксилема (е – кольчатые, ж – спиральные, д – пористые сосуды).

Коллатеральный пучок закрытый • Флоэма лежит по одну сторону от ксилемы, т. е. флоэма примыкает к ксилеме и обращена к периферии • Между ксилемой и флоэмой отсутствует камбий • Встречаются у стеблей и корневищ однодольных растений

Биколлатеральный пучок пучки, в которых флоэма примыкает к ксилеме с двух сторон (сверху и снизу). Верхний, более мощный участок флоэмы, обращён к периферии органа и отделён от ксилемы слоями камбия. Нижний участок – внутренняя флоэма – развит слабо и примыкает к ксилеме без камбия. к – камбий; в – флоэма с ситовидными трубками (в некоторых видно ситечко сп) и с сопровождающими клетками (г); в ксилеме: д – крупные точечные сосуды, п – окружающая их паренхима, ж – кольчатый, е – спиральный сосуды; на рисунке ниже ксилемы второй флоэмный тяж Стебель тыквы

Концентрические пучки представляют собой круг • А – амфивазальный пучок корневища ландыша, • Б – амфикрибральный пучок корневища папоротника-орляка 1 – флоэма, 2 – ксилема, 3 – основная паренхима стебля.

Радиальный пучок составлены в основном ксилемой, которая располагается по радиусам. Между лучами ксилемы находятся участки флоэмы. Эти пучки не имеют камбия и встречаются у корней в первичном строении. 1 – луч ксилемы, 2 – участок флоэмы.

Формирование различных типов стеблей • Если прокамбий закладывается в виде отдельных групп клеток, то в дальнейшем, после образования ксилемы и флоэмы формируется пучковый тип строения стебля. После образования камбия будет закладываться вторичная ксилема и флоэма и такие пучки называются открытыми, межпучковый камбий образует клетки паренхимы стебля и образуется эвстела. Если межпучковый камбий формирует ксилему и флоэму, то образуется переходный тип строения стебля, при котором проводящие ткани образуют кольцо неправильной формы. Для древесных растений характерен непучковый тип строения стебля, когда прокамбий образуется сплошным кольцом, формируя первичную ксилему и флоэму, а затем образуется камбий и происходит вторичный рост стебля.

Источник

«В природе нет ничего бесполезного» – Мишель де Монтень

Только вдумайтесь в мощь проводящей ткани! Ведь ей приходится поднимать воду и растворенные в ней минеральные вещества от тончайших волосков корня до клеток листа. Самое высокое дерево на нашей планете, вечнозеленая секвойя по имени Гиперион, растет на севере Калифорнии и достигает (на 2017 год) – 117 метров в высоту. И вода по проводящим тканям преодолевает 117 метров высоты у этого растения, от корней к листьям! Она передвигается по структурам проводящих тканей против силы тяжести, и сегодня вы узнаете о секрете, который таит это уникальное явление.

Запомните, чтобы глубоко изучить любую науку, нужно восхищаться ей, уметь удивляться и проявлять любопытство в этой сфере. В ботанике это можно делать самыми разными путями: вы можете посетить ботанический сад, или, к примеру, приобрести микроскоп и рассматривать ткани и органы растений, самостоятельно приготавливая микропрепараты.

Это действительно важно, поэтому я останавливаюсь на этом. Сам я получаю и всегда призываю своих учеников получать искреннее удовольствие от погружения в науку. Надеюсь, что и вы разделите эту радость новых интересных знаний, я приложу к этому все усилия. Итак, начнем изучать проводящие ткани.

Проводящие ткани можно сравнить с кровеносной системой человека, которая пронизывает весь наш организм, доставляя питательные вещества к клеткам и удаляя продукты обмена веществ из них. Как уже было сказано, эти ткани служат для передвижения по организму растения растворенных питательных веществ. Имеется два направления тока: от корней к листьям (восходящий ток) и от листьев к корням (нисходящий ток).

Логическим путем можно угадать многие научные факты, даже не зная их. К примеру, чем представлен восходящий ток? Что поднимается от корней к листьям? Это конечно же вода и растворенные в ней минеральные вещества, они движутся по сосудам и трахеидам проводящей ткани – ксилемы (древесины). От листьев к корням спускаются органические вещества, образовавшиеся в результате фотосинтеза в листьях, они движутся по ситовидным трубкам проводящей ткани – флоэмы (луба).

Несмотря на то, что настоящие проводящие ткани впервые появились у папоротникообразных, но у мхов в наличии имеются водоносные клетки, благодаря которым они могут накапливать воду, которая в процентном соотношении может составить до 25% от их массы. По этой причине во время Первой мировой войны мох сфагнум использовали в качестве перевозочного материала. Кроме того, он обладает бактерицидными свойствами.

В состав и ксилемы, и флоэмы входят как живые, так и мертвые клетки. Однако отметим, что в ксилеме мертвые клетки преобладают.

Ксилема (древесина)

Обеспечивает восходящий ток (от корней к листьям) воды и растворенных в ней минеральных солей. В толще проводящей ткани находятся отнюдь не только те самые трахеиды и сосуды, ее пронизывают многочисленные механические волокна – древесинные, обеспечивающие каркасность и прочность. В ксилеме содержатся также запасающие структуры, представленные древесинной паренхимой, где накапливаются питательные вещества. Давайте разберемся из каких гистологических элементов состоит ксилема.

• Трахеиды

• Эволюционно наиболее древние структуры. Представлены прозенхимными (вытянутые, с заостренными концами), мертвыми клетками. Через них осуществляется передвижение и фильтрация растворов из нижележащей трахеиды в вышележащую. Их одревесневшая утолщенная клеточная стенка имеет разнообразные формы: пористую, спиралевидную, кольчатую.

  

• Сосуды

• Длинные трубки, представляющие собой слияние отдельных мертвых клеток “члеников” в единый “сосуд”. Ток жидкости идет из нижележащих отделов в вышележащие благодаря отверстиям (перфорациям) между клетками, составляющими сосуд. Так же, как и у трахеид, утолщения клеточных стенок у сосудов бывает самых разных форм.

  

  Во время роста растения проводящие ткани также претерпевают морфологические изменения. Изначальная длина сосуда меняется, благодаря своему строению он растягивается и обеспечивает ток воды и минеральных солей.

  

• Древесинные волокна (либриформ)

• Полагают, что эволюционно эти волокна берут начало от трахеид. Они не проводят воду, имеют более узкий просвет и отличаются хорошо выраженной клеточной стенкой, которая придает ксилеме механическую прочность.

• Паренхимные клетки (древесинная паренхима)

• Эти клетки составляет обкладку вокруг сосуда, имеют одревесневшие оболочки с порами, которым соответствуют окаймленная пора со стороны сосуда. То есть сюда из сосуда могут поступать органические вещества и формировать запасы, которые в дальнейшем пригодятся растению.

Флоэма (луб)

Образовавшиеся в результате фотосинтеза в листьях продукты необходимо доставить в те части растения, где есть потребность в питательных веществах: конусы нарастания, подземные части, или “складировать” на будущее в семенах и плодах. Флоэма обеспечивает нисходящий ток органических веществ в растении, доставляя их по месту назначения. До 90% всех перемещаемых веществ по флоэме составляет углевод – дисахарид сахароза.

Эта ткань представлена ситовидными трубками, генез (от греч. genesis – происхождение) которых различается: первичная флоэма дифференцируется из прокамбия, вторичная флоэма – из камбия. Несмотря на различия генеза, клеточный состав описанных тканей идентичен.

Разберемся с компонентами, которые входят в состав флоэмы:

• Ситовидные элементы

• Это живые клетки, обеспечивающие основной транспорт. Особо стоит выделить ситовидные трубки, образованные множеством безъядерных клеток – “члеников”, соединенных в единую цепь. Между “члениками” имеются поперечные перегородки с порами, благодаря которым содержимое из вышележащих клеток поступает в нижележащие. Эти перегородки похожи на сито – вот откуда берется название ситовидных трубок 🙂

  Клетки-спутницы (сопровождающие клетки) также заслуживают нашего особого внимания. Они примыкают к боковым стенкам ситовидных трубок, из этих клеток через перфорации (поры) АТФ и нуклеиновые кислоты попадают в ситовидные трубки, создавая нисходящий ток. Таким образом, клетки-спутницы контролируют деятельность ситовидных трубок.

  

• Склеренхимные элементы (лубяные волокна)

• Пронизывают флоэму, придавая ей опору. Часть клеток отмирает, что характерно для данной группы тканей.

• Паренхимные элементы (лубяная паренхима)

• Обеспечивают радиальный транспорт веществ из проводящих тканей в рядом расположенные живые клетки других прилежащих тканей.

По мере старения ситовидные трубки закупориваются каллозой (образующей так называемое мозолистое тело) и затем отмирают. Отмершие ситовидные трубки постепенно сплющиваются давящими на них соседними живыми клетками.

Ниже вы найдете продольный срез тканей растения, изучите его.

Жилка

Это сосудисто-волокнистый пучок, образованный ксилемой и флоэмой. Ксилема располагается сверху, флоэма – снизу. Над пучком и под ним располагаются уголковая или пластинчатая колленхима, прилежащая к эпидерме и выполняющая опорную функцию. Склеренхима может располагаться участками или вокруг этих жилок. Жилки развиваются из прокамбия, располагаются в центральном осевом цилиндре. Существует два вида жилок:

• Открытые

• Ключевой момент: между ксилемой и флоэмой располагается прослойка камбия. Этот факт обуславливает возможность образования дополнительного объема ксилемы и флоэмы в будущем, для дальнейшего роста и увеличения в объеме пучка. Без камбия невозможно было бы утолщения органа. Такие пучки можно обнаружить во всех органах двудольных растений.

• Закрытые

• Основное отличие в том, что между ксилемой и флоэмой отсутствует камбий. Невозможно образования новых элементов проводящих тканей, ксилемы и флоэмы. Закрытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются в стеблях однодольных растений.

Верхняя часть жилки представлена ксилемой, нижняя флоэмой. Вокруг пучка в виде кольца располагается механическая ткань – склеренхима. Над пучком и под ним механическая ткань – колленхима – выполняет опорную функцию.

Как вода поднимается от корней к листьям, против силы тяжести?

Запомните, что вода и растворенные в ней минеральные соли поступают в растение благодаря слаженной работе двух концевых двигателей: нагнетающего корневого и присасывающего листового.

• Корневое давление

• Силу, поднимающую воду вверх по сосудам, называют корневым давлением. Величина его обычно составляет от 30 до 150 кПа. В основе этого явления лежит осмос: клетки корня выделяют минеральные и органические вещества в сосуды, что создает более высокое давление, чем в почвенном растворе, и последний начинает притягиваться в сосуды.

• Транспирация

• Работа верхнего концевого двигателя заключается в транспирации – испарении воды с поверхности листа. Представим себе длинный сосуд с жидкостью от корневых волосков до клеток листа. Далее проведите следующий мысленный эксперимент: из верхнего конца трубки жидкость все время удаляется путем испарения, то есть место освобождается и это создает притягивающую силу для жидкости расположенной ниже, она поднимается наверх, на место испарившейся жидкости. Присасывающее действие транспирации передается корням в форме гидродинамического натяжения, которое связывает между собой работу обоих двигателей.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник