Ситовидные трубки и сосуды растений

«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

В данной статье рассмотрим ткани растений. Что же необходимо знать по данной теме? Как показывает практика многие выпускники делают ошибки в этой теме.

Обобщим:

1) Названия тканей, строение клеток, выполняемые функции, их расположение в органах растения.

2) Необходимо уметь доказывать принадлежность отдельных тканей в простым и сложным тканям.

3) А также уметь находить эти ткани на рисунках.

Различают пять основных групп растительных тканей:

1. Образовательная (меристема)

2. Основная (паренхима, мезофилл)

3. Покровная

4. Проводящая (ксилема и флоэма)

5. Механическая

Выделительная ткань пока не встречалась.

ПРОСТЫЕ ТКАНИ.

1.Образовательная ткань (меристема)

Особенности клеток: клетки с тонкими стенками, крупными ядрами, постоянно делятся. Образовательная ткань формирует все остальные виды тканей.

Функции: обеспечение роста побега и корней в длину и утолщение стебля.

Расположение: в конусе нарастания верхушечной почки, в зоне деления корней, в слое камбия, у основания междоузлий стебля злаковых растений.

2.Основные ткани (паренхима):

 ассимиляционная (хлоренхима)-содержит хлоропласты и обеспечивает фотосинтез

 запасающая- содержит лейкопласты и обеспечивает запасание веществ

 воздухоносная (аэренхима)- имеет межклетники, заполненные воздухом, участвует в газообмене развита у водных растений

 водоносная имеет крупные вакуоли и запасает воду (развита у растений засушливых мест-суккулентов)

Расположение: в зеленых частях растения, в семенах, плодах, корнях, корневищах, луковицах, корнеплодах, сердцевине стебля.

3. Механические ткани: волокна (склеренхима),каменистые клетки, колленхима (склереиды).

Особенности клеток: волокна – это мертвые удлиненные клетки с очень толстыми оболочками, пропитанными твердым веществом.

Каменистые клетки (склереиды) пока в ЕГЭ не встречались. Они придают прочность косточкам плодов, оболочкам орехов, обеспечивают сопротивление давлению в мякоти плода.

Среди механических тканей есть живые клетки – колленхима (пока в ЕГЭ не встречались). Они имеются в черешках листьев, в молодых стеблях. Клетки живые, имеют утолщенные клеточные стенки.

Склеренхима (это и есть волокна) – мертвые удлиненные клетки с толстыми стенками, которые чаще упоминаются в заданиях ЕГЭ. Функции: придают прочность органам, опорная функция.

Расположение: в составе луба (лубяные волокна) и древесины(древесные волокна), в составе сосудисто-волокнистых пучков по всему растению.

СЛОЖНЫЕ ТКАНИ

1. Покровные ткани: кожица (эпидермис): различные выросты эпидермиса (прозрачные и железистые волоски), пробка, корка, корневые волоски корня.

Особенности клеток – клетки плотно прилегают друг к другу.

Функции: защита от высыхания, повреждения и проникновения микробов, газообмен и испарение (транспирация через устьица). Прозрачные волоски препятствуют перегреву листовой пластинки, отражают солнечные лучи, железистые волоски могут выполнять защитную функцию. Корневые волоски обеспечивают всасывание минеральных веществ.

Расположение: на поверхности всех органов растения.

2. Проводящие ткани – сосуды, ситовидные трубки, ситовидные клетки и трахеиды (последние в основном у голосеменных и папоротникообразных).

Особенности клеток – клетки в виде трубок (мертвые – у сосудов, живые у ситовидных трубок с отверстиями в ситовидной пластинке).

Функции: сосуды (ксилема) – проводят неорганические вещества (воду и соли) от корней к листьям (восходящий ток). Сосуды расположены в древесине стебля, в зоне проведения корня, в составе жилок листа.

Ситовидные трубки (флоэма) – проводят органические вещества от листьев к органам (нисходящий ток). Хотя они живые, но в них отсутствует ядро. Рядом с ними располагаются клетки-спутницы, которые помогают передвижению тока органических веществ

Ситовидные клетки имеют споровые растения и голосеменные. Эти клетки имеют ядро, но не имеют клеток-спутниц.

Расположение: сосуды (ксилема) – в древесине; ситовидные трубки (флоэма) – в лубе коры, но элементы ксилемы и флоэмы имеются по всему растению в составе сосудисто-волокнистых пучков.

Задания:

Задание 8.

Задание 9.

Задание 10.

Первые 9 заданий тестовая часть. Задание 10 линии №25. Нужно дать развернутый ответ, состоящий не менее, чем из 3х аргументов.

Ответы на задания будут 12.01. в 21.00 по Москве.

С условиями участия в марафоне можно ознакомиться здесь.

А также, первые две части марафона:

1) Переходные формы растений.

2) Переходные формы животных, часть 1.

3) Переходные формы животных, часть 2.

Удачи и успехов в подготовке!

Источник

Проводящая ткань – вид тканей растений, служащих для передвижения по организму растворённых питательных веществ. У многих высших растений она представлена проводящими элементами (сосудами и ситовидными трубками). В стенках проводящих элементов есть поры и сквозные отверстия, облегчающие передвижение веществ от клетки к клетке. Проводящая ткань образует в теле растения непрерывную разветвлённую сеть, соединяющую все его органы в единую систему – от тончайших корешков до молодых побегов, почек и кончиков листа.

Происхождение[править | править код]

Учёные считают, что возникновение тканей связано в истории Земли с выходом растений на сушу. Когда часть растения оказалась в воздушной среде, а другая часть (корневая) – в почве, появилась необходимость доставки воды и минеральных солей от корней к листьям, а органических веществ от листьев к корням. Так в ходе эволюции растительного мира возникло два типа проводящих тканей – древесина и луб. По древесине (по трахеидам и сосудам) вода с растворёнными минеральными веществам поднимается от корней к листьям – это водопроводящий, или восходящий, ток. По лубу (по ситовидным трубкам) образовавшиеся в зелёных листьях органические вещества поступают к корням и другим органам растения – это нисходящий ток.

Значение[править | править код]

Проводящие ткани растений – это ксилема (древесина) и флоэма (луб). По ксилеме (из корня в стебель) идёт восходящий ток воды с растворёнными в ней минеральными солями. По флоэме – более слабый и медленный ток воды и органических веществ.

Значение древесины

Ксилема, по которой идёт сильный и быстрый восходящий ток, образована мёртвыми, разными по величине клетками. Цитоплазмы в них нет, стенки одревеснели и снабжены многочисленными порами. Представляют собой цепочки из прилегающих друг к другу длинных мёртвых водопроводящих клеток. В местах соприкосновения у них имеются поры, по которым и передвигаются растворы из клетки в клетку по направлению к листьям. Так устроены трахеиды. У цветковых растений появляются и более совершенные проводящие ткани – сосуды. В сосудах поперечные стенки клеток в большей или меньшей степени разрушаются. Таким образом, сосуды – это полые трубки, образованные множеством мёртвых трубчатых клеток (члеников). По таким сосудам растворы передвигаются ещё быстрее. Помимо цветковых, другие высшие растения имеют только трахеиды.

Значение луба

В силу того, что нисходящий ток более слабый, клетки флоэмы могут оставаться живыми. Они образуют ситовидные трубки – их поперечные стенки густо пронизаны отверстиями. Ядер в таких клетках нет, но они сохраняют живую цитоплазму. Ситовидные трубки остаются живыми недолго, чаще 2-3 года, изредка – 10-15 лет. На смену им постоянно образуются новые ситовидные трубки.

Визуализация[править | править код]

Интересный метод визуализации проводящей системы деревьев предложили В. И. Иванов-Омский и Е. И. Иванова. Они использовали коронный разряд, или, точнее, эффект Кирлиана. Этим методом у осины, например, обнаружены эллипсовидные на срезе конгломераты сосудов[1].

См. также[править | править код]

• Концентрический пучок
• Коллатеральный пучок
• Биколлатеральный пучок
• Радиальный пучок

Примечания[править | править код]

1. ↑ Иванов-Омский В.И., Иванова Е.И. Фотографирует разряд: древесный водопровод // Природа. – 2013. – № 3. – С. 14-19.

Источник