Основное содержание.
- Общая характеристика основных тканей и их классификация.
- Характеристика ассимиляционной ткани.
- Характеристика водоносной ткани.
- Характеристика аэренхимы.
Сегодня мы с вами будем знакомиться с основными тканями. Несмотря на то, что они мало диффернцированы в растениях их много и они выполняют важнейшие функции.
Итак, приступим.
Основные ткани (основная паренхима, выполняющая ткань).
Большую часть растения составляют относительно мало специализированные ткани. Они занимают участки между другими постоянными тканями и присутствуют во всех вегетативных и репродуктивных органах. Например: основная паренхима, заполняющая сердцевину стеблей; древесная паренхима, расположенная между сосудами и древесными волокнами в древесине; лубяная паренхима, расположенная между ситовидными трубками и волокнами в лубе; столбчатая ткань – хлорофиллоносная паренхима, расположенная в мякоти листа под верхней эпидермой, а под нижней лежит губчатая ткань; запасающая паренхима – ткань, образующая эндосперм семян, основную массу клубней, корнеплодов, плодов; воздухоносная ткань характерна для водных растений с плавающими листьями и стеблями.
Основные ткани состоят из живых паренхимных клеток, разнообразных по форме, цитоплазма этих клеток чаще расположена постенно. Клетки обычно тонкостенные, с простыми порами, но иногда их оболочки утолщаются и одревесневают. Очертания клеток различны, чаще всего округло-многоугольные. Основная ткань в противоположность другим очень богата межклеточными
Недостаток воды в паренхимных клетках ведёт к временному увя-данию растений
пространствами. Размеры их весьма разнообразны, начиная от узких каналов и заканчивая крупными полостями, во много раз превышающими размеры самих клеток. Осмотические свойства паренхимных клеток играют важную роль, потому что в тургесцентном состоянии эти клетки оказываются плотно упакованными и, следовательно, обеспечивают опору тем органам, в которых они находятся. Особенно важно это для стеблей травянистых растений, где подобная опора является, по существу, единственной. В засушливые периоды клетки таких растений теряют воду и растения завядают.
Неспециализированные в структурном плане клетки паренхимы, тем не менее, метаболически активны: многие важные для растительного организма процессы протекают именно в них.
Через систему заполненных воздухом межклетников идёт газообмен между живыми клетками и внешней средой, с которой связывают эту систему устьица или чечевички. Таким образом, кислород для дыхания и диоксид углерода для фотосинтеза диффундируют по этим межклетникам в губчатой паренхиме листа.
Стенки паренхимных клеток – важный путь, по которому перемещаются в растении вода и минеральные соли (часть «амилопластного пути») вещества могут перемещаться также и по цитоплазматическим путям, связывающим соседние клетки.
По происхождению основные ткани всегда первичны.
На основе главной выполняемой функции различают несколько групп основных тканей (классификацию основных тканей смотри ниже).
Классификация основных тканей.
Ассимиляционные ткани.
В этой ткани осуществляется фотосинтез. Она состоит из более или менее тонкостенных живых 
паренхимных клеток, содержащих хлоропласты. Основная масса этой ткани сосредоточена в листьях, меньшая часть – в молодых зелёных побегах.
Хлоренхима в листьях нередко не образует однородной ткани. У многих цветковых растений она разделяется на два совершенно различных, не связанных между собой переходами слоя. Один из них, лежащий под кожицей верхней стороны листа и состоящий из вытянутых в длину призматических клеток, расположенных перпендикулярно к поверхности листа, носит название столбчатой
, или палисадной
, паренхимы. 
Клетки её отличаются присутствием значительного количества хлоропластов, чем и объясняется интенсивность процесса фотосинтеза в этой ткани. Другой слой, лежащий с нижней стороны листа, отличается рыхлостью из-за образования больших межклеточных пространств, поэтому такая ткань называется губчатой
паренхимой. Последняя хотя и имеет в своих клетках хлорофилловые зёрна, но ассимиляция – её вторая функция, а главными функциями являются газообмен и транспирация.
— Выполните задание.
Задание.
Два похожих цветковых растения были выращены на солнечном свету. Однако растение (1) получило полное количество солнечного света, а растение (2) получило только 50% солнечного света.
Оба растения были выращены на одинаковой почве и получили равное количество воды и необходимых ионов минералов.
В конце эксперимента были сделаны поперечные срезы листьев каждого растения и изучены под микроскопом.
Эти срезы, отображающие отличительные черты растений, изображены на рисунке.
Те и другие листья иногда можно встретить и в кроне одного и того же дерева.
— Объясните смысл русской поговорки: «И на дереве лист на лист не приходится».
— За счет чего компенсируется уменьшение слоёв клеток у теневых листьев?
Клетки водоносной паренхимы (цифра 8)
Водоносная ткань. Назначение этой ткани – запасание воды. Крупноклеточная тонкостенная водоносная паренхима имеется в стеблях и листьях растений – суккулентов (кактусы, агавы, алоэ) и растений засолённых местообитаний (солерос). Крупные водоносные клетки встречаются в листьях злаков. В вакуолях клеток водоносной паренхимы есть слизистые вещества, способствующие удержанию влаги.
Водоносная паренхима в стеблях и листьях суккулентов
Воздухоносная ткань (аэренхима).
Паренхиму со значительно развитыми межклетниками называют аэренхимой. Она хорошо развита в разных органах водных и болотных растений, но встречается и у сухопутных видов. Назначение аэренхимы – снабжение тканей кислородом, в некоторых случаях – листьев диоксидом углерода (СО2) для обеспечения плавучести растений.
Аэренхима в органах водных растений
Основные понятия: паренхима, аэренхима, ассимиляционная ткань (хлоренхима), водоносная ткань.
Вопросы и задания:
1. Ткань, образующая мякоть листа, называется:
2. Какая ткань образует сердцевину стебля, запасает питательные вещества, осуществляет фотосинтез, накапливает воздух, воду?
3. Какие приспособления к запасанию воды имеют растения пустынь?
4. Листья водного растения Виктории амазонской способны выдержать вес человека. Благодаря чему это возможно.
5. Дерево-фляга, огуречное дерево, адиантум тучный, квинслендское бутылочное дерево, бутылочное дерево, спатодия колокольчатая, хлорофитум. Какое свойство объединяет все эти перечисленные растения засушливых районов?
6. Листья водных растений всегда держатся на плаву. Какая особенность внутреннего строения этих органов обеспечивает их плавучесть?
7. Почему русский академик Н.А. Максимов назвал засухоустойчивые растения из группы суккулентов «скопидомами»?
8. Какие ткани выполняют в зерновках запасающую функцию?
Для следующего занятия не забудьте приготовить:
клубень картофеля; зёрна пшеницы или муку; семена бобов или фасоли; сок яблока или лимона, семена подсолнечника (можно арахиса), крахмальный клейстер и йод, марлевые салфетки, стаканы с водой, белую бумагу.
Основные ткани (паренхимы) составляют большую часть всех органов растений. Они заполняют промежутки между проводящими и механическими тканями и присутствуют во всех вегетативных и генеративных органах. Эти ткани образуются за счет дифференцировки апикальных меристем и состоят из живых паренхиматозных клеток, разнообразных по строению и функциям. Различают ассимиляционную, запасающую, воздухоносную и водоносную паренхимы.
В ассимиляционной, или хлорофиллоносной, паренхиме осуществляется фотосинтез.
Хлоренхима представлена живыми паренхимными тонкостенными клетками, в протопласте которых присутствуют хлоропласты. Выделяют три типа ассимилирующих тканей: столбчатая, губчатая и складчатая. Все они содержатся, как правило, в пластинках листьев.
Столбчатая, или палисадная , - основная фотосинтезирующая ткань в растении. Клетки ее имеют цилиндрическую форму, плотно сомкнуты и располагаются в листьях перпендикулярно верхней эпидерме. Обычно они образуют один слой, реже два-три. Столбчатые клетки содержат большое количество хлоропластов, а их несколько вытянутая форма способствует оттоку продуктов фотосинтеза.
Губчатая, или рыхлая, ткань также находится в листьях, обычно под столбчатой. Она содержит много межклетников, о чем свидетельствует ее название. Клетки имеют округлую или лопастную форму. Хлоропластов в них меньше, чем в клетках столбчатой ткани. Важными функциями губчатой хлоренхимы, наряду с фотосинтезом, являются газообмен и транспирация.
Складчатая хлоренхима встречается в основном в хвое и листьях некоторых злаков. Оболочка ее клеток образует внутрь складки, которые увеличивают поверхность оболочки, а значит, и пристенного слоя цитоплазмы, содержащего хлоропласты. Иногда складки образуются только на стенке, обращенной к поверхности органа (бамбук, анемона).
Всасывающие, поглощающие. Воду и питательные вещества, необходимые для своей жизнедеятельности, растения поглощают из окружающей среды. Водоросли и высшие водные растения всасывают их всей поверхностью своего тела. У высших растений, живущих на суше, имеются для этого специализированные поглощающие, или всасывающие, ткани, которые еще называют абсорбционными . К ним относят ризоиды и поглощающие воду волоски мхов, волосконосный слой корня, специальные поглощающие воду волоски в эпидерме растений, произрастающих в жарком и сухом климате, покровную ткань воздушных корней, а также щиток - видоизмененную семядолю однодольных.
У мхов отсутствуют корни, они поглощают воду в основном с помощью ризоидов, представляющих собой выросты кожицы, которые отделены от ее клеток перегородкой. Часто ризоиды состоят из одной тонкостенной удлиненной клетки с закругленной верхушкой. Когда верхушка соприкасается с субстратом, она образует выросты - ветвления. Сфагновые мхи содержат специальные поглощающие воду гиалиновые клетки . На стеблях они образуют покров из нескольких слоев, а в листочках располагаются между узкими хлорофиллоносными клетками. Гиалиновые клетки крупные, мертвые, их стенки имеют спиральные утолщения и мельчайшие отверстия, открывающиеся наружу. Через отверстия капиллярным путем вода поступает в гиалиновые клетки, заполняя их. Именно этим объясняется большая влагоемкость мхов: они удерживают количество воды, во много раз превышающее их массу.
Волосконосный слой является покровной тканью корня в зоне всасывания выше точки роста. Он носит название ризодермы, или эпиблемы. Клетки этого слоя образуют выросты - корневые волоски. Они живые, с тонкими целлюлозными оболочками, пристенным слоем цитоплазмы и большой центральной вакуолью. Ядро обычно расположено в той части цитоплазмы, которая находится в волоске, туда же проникает и вакуоль.
У одних растений каждая клетка ризодермы образует волоски, у других - в ней имеются клетки двух типов - трихобласты , образующие волоски, и атрихобласты , их не имеющие. Причем в корнях разных растений волоски формируются неодинаково.
К поглощающим относится веламен - покровная ткань воздушных корней растений-эпифитов, которые используют в качестве опоры стволы и ветви деревьев. Корни этих растений находятся не в почве, а в воздухе. Веламен состоит из нескольких слоев мертвых паренхимных клеток, оболочки которых имеют спиральные или сетчатые утолщения. В оболочке находятся сквозные отверстия, через которые в клетки веламена капиллярным путем проникает вода (дождь, роса)
Запасающая паренхима преобладает в стебле, корне, корневище. В клетках этой ткани откладываются запасающие вещества: белки, жиры, углеводы.
Растения откладывают в запас большое количество органических веществ. Накопление и хранение питательных веществ происходит в запасающих тканях. Клетки этих тканей обычно тонкостенные или реже толстостенные, плотно сомкнутые или с межклетниками. Их оболочки имеют простые округлые поры. Иногда запасающие клетки очень велики, особенно в сочных плодах. Их можно видеть невооруженным глазом, например, на разломе яблока или арбуза.
Запас питательных веществ может находиться в клетке в протопласте, в вакуоле, реже в клеточной оболочке. В протопласте - цитоплазме, пластидах, сферосомах - вещества могут откладываться в твердом (крахмал, белок), жидком (масла) и растворенном состоянии. Так, в цитоплазме обычно накапливаются белки в виде кристаллов и алейроновых зерен (семена фасоли, сои, гороха, клещевины), капелек масла (семена масличных растений, плоды маслины), в пластидах - крахмал в виде крахмальных зерен (семена злаков, бобовых, клубни картофеля), реже белки и масла, в сферосомах - масла. В вакуолях в растворе содержатся сахара (корнеплоды сахарной свеклы, мякоть сочных плодов), растворимые полисахариды, например инулин (корни и клубни топинамбура, георгина, цикория, одуванчика). В клеточной оболочке запасные вещества представлены гемицеллюлозами, что используются в семенах некоторых растений при прорастании (люпин, пальмы).
У однолетних растений запасающие ткани находятся в основном в семенах и плодах. Они расходуются при прорастании и росте проростка до его позеленения и перехода к фотосинтезу. У многолетних растений запасные вещества откладываются не только в семенах и плодах, но и в вегетативных органах - коре, древесине и сердцевине стебля, в коре и древесине корня. Эти вещества используются растением при распускании почек весной, росте молодых побегов и корней. Кроме того, у многих растений имеются специализированные запасающие органы - корневища, клубни, луковицы.
Воздухоносная паренхима, или аэренхима, состоит из живых клеток и больших воздухоносных полостей (межклетников), представляющих собой резервуары для запаса газообразных веществ. Эти полости окружены клетками основной паренхимы (хлорофиллоносной или запасающей). Аэренхима хорошо развита у водных растений в различных органах и может встречаться у сухопутных видов. Главное назначение аэренхимы - участие в газообмене, а также обеспечение плавучести растений (рис. 2.15).
К запасающим относят также водоносная паренхимы. Они состоят из клеток с крупными вакуолями, содержащими водянистый клеточный сок, в котором часто присутствуют слизи, поглощающие и удерживающие воду. Водоносные клетки отдают воду по мере необходимости другим тканям, в первую очередь меристемам и хлоренхиме. При потере воды растянутые ранее оболочки водоносных клеток сокращаются, образуя складки на радиальных стенках. Когда ткани снова обогащаются водой, радиальные стенки клеток распрямляются, тургор их восстанавливается. Водоносная ткань характерна для суккулентов - растений с сочными, богатыми водой вегетативными органами (алоэ, агава, молодило, молочай, очиток, кактус). Крупные водоносные клетки встречаются в листьях некоторых злаков, много воды запасается в чешуях луковиц, к водоносным можно отнести гиалиновые клетки сфагновых мхов
Особенности строения столбчатой ткани листа обусловливают выполнение его важнейших функций. Благодаря этому осуществляется жизнедеятельность всего растительного организма. В нашей статье мы рассмотрим отличительные черты анатомии и физиологии столбчатой ткани.
Особенности внутреннего строения листа
В растении столбчатая ткань располагается в листе. Как устроен этот орган? Снаружи он покрыт кожицей. Эта разновидность состоит из плотно прилегающих живых клеток, среди которых располагаются устьица. За счет данных структур обеспечивается проникновение молекул газообразных веществ: кислорода - в растение, а диоксида углерода и паров воды - в обратном направлении.
Под кожицей располагаются клетки основной фотосинтезирующей ткани. Они крупные, рыхло расположены, поэтому составляют основу листа. Проводящую и опорную функцию выполняют жилки - совокупность элементов проводящей и Вместе они формируют сосудисто-волокнистые пучки.
Основная ткань листа
Состоит из клеток двух типов: столбчатых и губчатых. Последние имеют овальную форму, а в промежутках между ними располагаются межклетники. Данные структуры занимают до четверти листа. Элементы основной ткани с межклетниками образуют основу листа, запасают различные вещества, участвуют в газообмене. Особенности строения столбчатой ткани делают ее главной фотосинтезирующей структурой листа.
Столбчатая ткань: место расположения
Рисунок столбчатой клетки ткани листа иллюстрирует и особенности ее расположения. Она находится прямо под кожицей с верхней стороны листьев. Клетки данной ткани, действительно напоминающие столбики, могут размещаться в один или несколько рядов. Такое расположение объясняется ее основной функцией - осуществлением фотосинтеза. Оно оптимально для поглощения кислорода и солнечного света.
Особенности строения столбчатой ткани
Столбчатая является разновидностью основной Ее клетки имеют цилиндрическую форму, расположены вертикально и плотно прилегают друг к другу. Количество слоев столбчатой ткани напрямую зависит от интенсивности солнечного излучения. Так, в листьях растений, которые растут на свету, их может быть несколько. А у теневыносливых видов данная ткань развита слабо.
Рисунок столбчатой клетки ткани листа демонстрирует ее основные структуры. Это тонкая оболочка, ядро, митохондрии, комплекс Гольджи, ЭПС. Центральное положение и основной объем клетки занимает вакуоль. Эта является своеобразным резервуаром для запаса воды и растворенных в ней веществ. Благодаря наличию хлоропластов, клетки столбчатой ткани имеют зеленый цвет, придавая его и всему листу.
Фотосинтезирующими могут быть разные части растений. К примеру, у кактусов, листья которых редуцированы в колючки, эту функцию осуществляет мясистый стебель. К фотосинтезу способны и многие одноклеточные организмы: хламидомонада, цианобактерии.
Столбчатая ткань: выполняемые функции
Столбчатые клетки содержат наибольшее количество хлоропластов по сравнению с другими элементами основной ткани. Поэтому их главная функция - осуществление фотосинтеза. Его значение сложно переоценить, поэтому его масштабы часто называют планетарными.
Этот фотохимический процесс происходит на внутренней мембране хлоропластов при условии наличия солнечного света, углекислого газа и воды. Продуктами данной реакции является моносахарид глюкоза. Его растение использует в качестве источника энергии, необходимой для его роста и развития. Соединяясь в цепочки, глюкоза образует сложный углевод крахмал. Его гранулы откладываются про запас в цитоплазме в виде включений.
Вторым продуктом реакции фотосинтеза является кислород. Этот газ - необходимое условие которое является основным признаком всего живого на планете. Суть этого процесса заключается в окислении органических веществ с высвобождением энергии их химических связей. Особенности строения столбчатой ткани обеспечивают и ориентацию хлоропластов, которая позволяет им как можно эффективнее улавливать солнечный свет.
Итак, столбчатая ткань является разновидностью основной. Ее клетки имеют цилиндрическую вытянутую форму и вертикально располагаются под верхней кожицей листа. Функции столбчатой ткани обусловлены особенностями строения: ее клетки содержат зеленые пластиды хлоропласты и обеспечивают протекание фотосинтеза. Этот процесс планетарного значения обеспечивает главные условия жизни. В его результате растения обеспечиваются органическими веществами, за счет которых питаются, а все остальные организмы - кислородом, необходимым для дыхания.