Сосуды в стеблях покрытосеменных растений расположены в
План урока:
Строение семени
Строение корня
Строение побега
Строение листа
Строение стебля
Строения цветка
Строение семени
Строение покрытосеменных растений принято рассматривать с плода. Именно его мы чаще всего представляем в голове, когда думаем о растениях. Плод складывается из семени и околоплодника. Сочный или сухой околоплодник защищает хрупкое семя от суровой внешней среды.
В строении семени выделяют три части:
– семенная кожура (дополнительный защитный покров);
– эндосперм (хранилище питательных веществ: белков, жиров и углеводов);
– зародыш.
К элементам зародыша относят:
– семядолю (дает начало первым листьям растения);
– почечку и стебелёк (из них вырастает будущий стебель);
– корешок (из него вырастает корень).
Строение семени Источник
Строение корня
Не зря в процессе развития растения первым прорастает корень, ведь именно этот вегетативный орган обеспечивает всасывание воды и удержание побега в рыхлой почве. Также к функциям корня покрытосеменных растений относят запас и синтез необходимых растению питательные вещества.
В строении корня выделяют следующие зоны корня:
- Зона проведения- самая верхняя зона корня покрытосемянных растений. Эта зона обеспечивает связь надземных и подземных частей растений: по ней поднимаются вверх вода и минеральные соли. Кроме непосредственного проведения веществ, в этой зоне образуются боковые корни, благодаря чему растение крепче держится в почве.
- Зона всасывания – расположена ниже зоны проведения. Судя из названия, в этой зоне всасываются вода с растворёнными в ней минеральными веществами. Отличительная особенность зоны — наличие корневых волосков, с помощью которых увеличивается всасывающая поверхность корня.
- Зона роста –зона интенсивного роста корня.
- Зона деления – здесь интенсивно делятся клетки корня. На конце корня находится корневой чехлик, который защищает нежные клетки образовательной ткани от повреждений.
Строение корня Источник
Несмотря на одинаковые зоны, корни могут выглядеть по-разному. Выделяют два вида корневых систем: стержневая и мочковатая. Если у растения есть главный корень, от которого отходят побочные боковые корни, то корневую систему называет стержневой. Если нельзя выделить один главный корень, то корневую систему называют мочковатой.
Виды корневых систем Источник
На этом метаморфозы корней покрытосемянных не заканчиваются. Видоизменённые корни бывают:
- Запасающие: усиленно запасают вещества, поэтому становятся толстыми. Такие корни есть у свёклы (корнеплод) и георгина (корневой клубень);
- Втягивающие: их суперсила — способность укорачиваться (тюльпан);
- Корни-прицепки: с помощью корней-прицепок растение способно закрепляться на различных опорах (плющ);
- Воздушные: растения с воздушными корнями могут жить на других растениях и фотосинтезировать с помощью корней (орхидея);
- Дыхательные: такие корни нужны обитателям болот (ива);
- Ходульные: служат дополнительной опорой (тропические деревья);
- Корни-присоски: оружие растений-паразитов для прикрепления к растению-хозяину (омела).
Видоизменения корня Источник
Строение побега
Двигаемся выше по растению и натыкаемся на надземный орган. Стебель с листьями и почками является побегом покрытосеменных растений. Стебель — это осевой орган, а листья — боковые органы.
В строении побегов важно запомнить порядок листьев относительно стебля:
- Место стебля, к которому крепится лист, — узел.
- Зона между двумя ближайшими узлами — междоузлие.
- Угол между листом и находящимся выше междоузлием — пазуха листа.
При помощи новой терминологии выделяют три разновидности расположения листьев:
- Очередное: если листья идут по стеблю как по спирали, листорасположение называет очередным (берёза);
- Супротивное: если из одноимённого узла вырастает два листа, листорасположение — супротивное (сирень);
- Мутовчатое: если из одноимённого узла выходит больше трёх листьев, листорасположение — мутовчатое (элодея).
Виды расположения листьев Источник
Самый первый побег покрытосеменных появляется из почечки зародыша, а последующие вырастают из зачаточных побегов — почек. Выделяют три вида почек:
- Верхушечная: располагается на верхушке побега;
- Пазушная: располагается в пазухе побега;
- Придаточная: располагается на междоузлии побега.
Строение побега Источник
В общем виде структура почки повторяет структуру зрелого побега. Извне почку накрывают почечные чешуи, которые защищают будущий побег от уничтожающих факторов внешней среды. Под почечными чешуями размещён зачаточный стебель, сверху которого расположен конус нарастания. От зачаточного стебля отходят зачаточные листья, в пазухах которых располагаются зачаточные почки.
Строение почки Источник
Почки бывают вегетативными и генеративными. В генеративных почках размещены зачаточные бутоны, а в вегетативных — исключительно зачаточные листья.
К видоизменениям побега относят:
- Корневища: легко спутать с корнем, но это видоизменённый побег с почками и видоизменёнными листьями — плёнчатыми чешуйками (ландыш);
- Клубни:утолщения видоизменённых побегов, которые называются столоны (картофель). На клубнях находятся глазки — почки;
- Луковицы: состоят из нескольких частей: донце — видоизменённый стебель, чешуи — видоизменённые листья, почки (лук);
- Надземные видоизменения стеблей (шипы, усики): иногда на побегах образуются шипы для защиты от диких животных (акация). Видоизменённые усы помогают растению размножаться (земляника), а усики — прикрепляться к опоре (виноград).
Видоизменения побега Источник
Строение листа
Листья растений — фотосинтезирующие органы. Кроме синтеза веществ с помощью энергии солнечных лучей, лист отвечает за потерю излишней воды.
В строении листа выделяют две части: листовая пластинка и черешок, который присоединяет листовую пластинку к стеблю. Некоторые листья соединяются со стеблем непосредственно листовой пластинкой, поэтому их называют сидячими (пшеница).
К элементам листа растения относятся жилки — линии на листовой пластинке. Жилкование бывает:
- Сетчатое: у листа различается крупная жилка, от которой отходят более тонкие жилки (береза);
- Дуговое: жилки расположены по дуге (подорожник);
- Параллельное: жилки расположены параллельно (лук).
Анатомическое строение листа Источник
В микроскоп можно рассмотреть клеточное строение листьев покрытосеменных.
Эпидерма. Снаружи лист покрывает эпидерма. Клетки кожицы предохраняют лист от излишнего испарения влаги. Эта функция выполняется за счёт специальных щелей — устьиц. Устьице окружают замыкающие клетки, которые, закрываясь, препятствуют испарению. Также к функциям замыкающих клеток относят фотосинтез из-за содержания в клетках хлоропластов.
Обычно устьицы расположены на внутренней стороне листа, но у плавающих растений они могут находиться на верхней. У подводных растений нет необходимости регулировать испарение влаги, поэтому устьиц у них нет.
Паренхима. Мякоть листа состоит из клеток паренхимы. Вверху находится столбчатая паренхима, внизу — губчатая. Клетки столбчатой паренхимы по форме напоминают столбики с множеством хлоропластов внутри. Функция губчатой паренхимы — газообмен, поэтому в этих клетках неправильной формы мало хлоропластов.
Проводящая ткань. По жилкам происходит транспорт веществ вдоль листа. По мёртвым клеткам сосудов проходят минеральные вещества, а по живым клеткам ситовидных трубок — органические.
Клеточное строение листа Источник
У листьев также выделяют различные видоизменения:
- Колючки:благодаря колючкам растения сдерживают воду (кактусы);
- Усики: дают возможность растениям придерживаться опоры (горох);
- Листья насекомоядных растений: преобразуются таким образом, чтобы суметь поймать и переварить своих жертв (росянка);
- Водозапасающие листки: экономят воду (алоэ).
Видоизменения листа Источник
Строение стебля
Стебель растения — часть побега, которая отвечает за разнообразные задачи: транспортирует вещества к листьям и к корням, обеспечивает защиту от неблагоприятных условий, осуществляет запасание питательных веществ и позволяет размножаться вегетативным путём.
Стебли бывают травянистые и деревянистые. Деревянистые стебли более твёрдые из-за отложения особого вещества — лигнина.
На поперечном срезе можно рассмотреть внутреннее строение стебля. К его частям относятся:
- Кора;
- Камбий;
- Древесина;
- Сердцевина.
Покровная ткань. Снаружи стебель покрытосеменных покрывает покровная ткань, которая выполняет защитную функцию. В зависимости от жизненной формы растения это может быть эпидерма, пробка или корка. Эпидерма покрывает молодые растения. Пробка приходит на смену эпидерме и складывается из мёртвых клеток. Самый твёрдый слой — корка, которая складывается из пробки и мёртвых клеток.
Кора.Под покровными тканями располагается кора, в которой расположены основная, механическая и проводящая ткань.
Древесина. К проводящим тканям относятся луб и древесина. Луб состоит из ситовидных трубок, а древесина — из сосудов. Подробнее о тканях читайте в уроке, который посвящен тканям растений.
Камбий. Между корой и древесиной находится камбий. Клетки камбия обеспечивают рост растения в ширину.
Сердцевина.Сердцевина находится в центре стебля и отвечает за запасание необходимых растению питательных веществ. От сердцевины отходят сердцевинные лучи, которые состоят из паренхимы.
Строение стебля Источник
Строение цветка
Орган растений, функцией которого становится размножение, — цветок. Также цветок называют генеративным органом.
В строении цветка различают:
- Цветоножка;
- Цветоложе;
- Околоцветник;
- Пестик;
- Тычинки.
Цветоножка и цветоложе.Стебель растения плавно переходит в цветоножку. Цветки покрытосеменных, у которых цветоножки нет, являются сидячими. Далее цветоножка расширяется и переходит в цветоложе.
Околоцветник.Околоцветник состоит из двух частей: венчик и чашечка. Чашечка образована чашелистиками — зелёными листками, которые могут фотосинтезировать. Венчик образован разноцветными лепестками.
Виды околоцветников:
- Двойной: если околоцветник состоит из венчика и чашечки, его называют двойным (роза);
- Простой: если в околоцветнике различаются лепестки только одного вида, его называют простым (тюльпан);
- Голый: цветки, у которых нет околоцветника, называют голыми (ива).
Тычинки и пестики — органы, которые обеспечивают функцию цветка растения.
Пестик. В середине цветка находится пестик, внутри которого содержится яйцеклетка. Комплекс пестиков называется гинецеем.
Пестик имеет сложное строение и состоит из:
- Рыльце: нижнее расширение;
- Столбик: столбчатое удлинение, на вершине которого находится рыльце;
- Завязь: внутри завязи расположены семязачатки, которые преобразуются в семена. Завязь бывает верхней, нижней и полунижней
Тычинка. Вокруг пестика находятся тычинки, которые формируют пыльцу. Комплекс тычинок называется андроцеем. Тычинка состоит из двух частей: тычиночная нить и пыльник, внутри которого расположена пыльца.
Строение цветка Источник
По наличию или отсутствию тычинок и пестиков цветки бывают:
- Обоеполые: цветки, у которых есть пестики и тычинки, являются обоеполыми;
- Раздельнополые: если в цветках есть исключительно пестики или исключительно тычинки, то эти цветки раздельнополые;
- Двудомные: если на растении развиваются цветки одного пола, то его называют двудомным;
- Однодомные: если развиваются цветки разного пола, то однодомным.
Несколько цветков, находящихся рядом друг с другом, формируют соцветие. Цветки собираются таким образом для привлечения насекомых-опылителей. Соцветия бывают простыми (кисть, простой колос) и сложными (сложный колос, сложный зонтик).
Типы соцветий Источник
Впоследствии из завязи цветков формируются плоды, главной функцией которых является дальнейшее распространение семян. Части плода: семена и околоплодник. Околоплодник формируется из завязи, а семена — из семязачатков.
Виды плодов:
- Простой: из цветка, который имел один пестик, развивается простой плод;
- Сложный: если пестиков было несколько, то плод называется сложным;
- Соплодие: плоды, формирующиеся из соцветия, называются соплодиями.
Строение плода Источник
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
- Сосуды
- Древесинные волокна (либриформ)
- Паренхимные клетки (древесинная паренхима)
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.
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.
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.
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
- Склеренхимные элементы (лубяные волокна)
- Паренхимные элементы (лубяная паренхима)
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.
Пронизывают флоэму, придавая ей опору. Часть клеток отмирает, что характерно для данной группы тканей.
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
- Закрытые
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.
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
- Транспирация
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.
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 2018-2020
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