2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Настоящие проводящие ткани впервые появились у

Проводящие ткани

«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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

Тест по теме: Эволюция

Идёт приём заявок

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

Тестовая работа по биологии 11 класса на тему: «Основные этапы развития органического мира».

Читать еще:  Сильный заговор святой воды на похудение

1. Археоптерикс, а в настоящее время протоавис, считаются предками:

2. Наиболее древними земноводными считаются:

А)ихтиозавры Б) тритоны В)стегоцефалы Г) жабы

3. Впервые в процессе эволюции проводящие ткани появились у:

А)водорослей Б) псилофитов В)папоротников Г) хвощей

4. Важнейшим приобретением млекопитающих в процессе эволюции оказалось возникновение:

А)полового размножения Б)двух кругов кровообращения В)теплокровности Г)пятипалых конечностей

5. В процессе эволюции от кистеперых рыб произошли:

А) амфибии Б) рептилии В)трилобиты Г) хрящевые рыбы

6. В процессе эволюции позвоночных переход к исключительно наземному размножению произошел у:

А) амфибий Б)рептилий В)кистеперых рыб Г)хрящевых рыб

7. В процессе эволюции растений возникновение дифференцированных тканей связано с:

А)возникновением фотосинтеза Б)возникновением многоклеточности В)выходом растений на сушу Г)переходом к семенному размножению

8. Расцвет пресмыкающихся в ходе эволюции совпал с расцветом

А)водорослей Б)папоротникообразных В)голосеменных Г)покрытосеменных

9. Наиболее древними автотрофными организмами являются:

А)бурые водоросли , Б)многоклеточные водоросли, В)одноклеточные водоросли, Г)сине-зеленые водоросли

10. Первыми живыми существами на Земле были:

Б) анаэробные фототрофы

Г) анаэробные гетеротрофы

Задания уровня В:

В 1. Установите предположительную последовательность возникновения следующих групп животных:

A) Летающие насекомые, Б) Пресмыкающиеся, B) Приматы, Г) Кольчатые черви, Д) Плоские черви, Е) Кишечнополостные

В 2. Выберите наиболее существенные этапы эволюции растений.

A) Прикрепленность к месту обитания, Б) Способность к биосинтезу белков, B) Возникновение проводящих тканей, Г) Появление многоклеточности, Д) Связь с водой, Е) Появление семенного размножения.

В 3. Выберите наиболее существенные эволюционные приобретения млекопитающих.

A) Плацента, Б) Возникновение реакций матричного синтеза, B) Теплокровность , Г) Прикрепленность к месту обитания, Д) Связь с водой, Е) Дифференциация зубов.

В 4. Установите последовательность этапов развития животного мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление стегоцефалов, Б) господство морских беспозвоночных, B) господство рептилий, Г) появление хрящевых рыб, Д) появление костных рыб.

В 5. Установите последовательность этапов развития животного мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление костистых рыб, Б) господство гигантских пресмыкающихся, B) появление хрящевых рыб, Г) появление стегоцефала, Д) появление современных птиц.

В 6. Установите последовательность этапов развития органического мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление бактерий-фотосинтетиков Б) появление многоклеточных эукариот B) появление бактерий, способных осуществлять дыхание, Г) возникновение бактерий-бродиликов Д) появление одноклеточных эукариот.

В 7. Установите последовательность этапов развития растительного мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление псилофитов B) появление зеленых водорослей, Б) обилие древовидных папоротников, хвощей и плаунов, Г) появление и расселение покрытосеменных растений, Д) появление первых фотосинтезирующих бактерий.

В 8. Установите последовательность этапов развития растительного мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление псилофитов, Б) преобладание древних голосеменных растений, B) широкое распространение сине-зеленых водорослей, Г) появление покрытосеменных, Д) каменноугольные леса.

В 9. Установите соответствие между геологическими эрами и важными событиями, характеризующими эволюцию живой природы.

1)возникновение покрытосеменных растений 2)возникновение хордовых животных 3)выход растений на сушу 4)расцвет пресмыкающихся.

Геологические эры: А)палеозой Б) мезозой

В 10. Установите последовательность возникновения ароморфозов в животном мире в процессе эволюции:

A) Специализация тканей и органов; Б) Появление многоклеточности; B) Внутриутробное развитие зародыша; Г) Двусторонняя симметрия тела; Д) Внутреннее оплодотворение; Е) Теплокровность.

С 1. Найдите ошибки в тексте, назовите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.

1. Ученые считают, что первыми появившимися на Земле организмами были эукариоты.

2. Первые организмы были анаэробными гетеротрофами.

3. Затем эволюция шла в направлении развития автотрофных способов питания.

4. Первыми автотрофными организмами стали водоросли и мохообразные растения.

5. В результате фотосинтеза в атмосфере Земли появился свободный кислород.

С 2. Найдите ошибки, допущенные в тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, объясните их.

1.Наиболее важными ароморфозами в эволюции многоклеточных были: развитие подвижных челюстей, формирование пятипалых конечностей, возникновение покровительственной окраски.

2.С выходом животных на сушу возникло наружное оплодотворение.

3.Расцвет млекопитающих был обеспечен возникновением теплокровности, трехкамерного сердца и внутреннего скелета.

С 3. В чем преимущество развития первых живых организмов Земли в гидросфере?

С 4. Отсутствие какого компонента внешней среды препятствовало развитию жизни на суше на ранних этапах эволюции?

Помогите пожалуйста завтра Тестирование по теме «Развитие жизни на Земле» — 11 класс

1. Археоптерикс, а в настоящее время протоавис считаются предками:

1)птиц 3) летающих рыб 2)млекопитающих 4) рептилий

2. Наиболее древними земноводными считаются:

1)ихтиозавры 3) тритоны 2)стегоцефалы 4) жабы

3. Впервые в процессе эволюции проводящие ткани появились у:

1)водорослей 3) псилофитов 2)папоротников 4) хвощей

4. Важнейшим приобретением млекопитающих в процессе эволюции оказалось возникновение: 1)полового размножения 2)двух кругов кровообращения 3)теплокровности 4)пятипалых конечностей

5. В процессе эволюции от кистеперых рыб произошли:

1) амфибии 2) рептилии 3)трилобиты 4) хрящевые рыбы

6. В процессе эволюции растений семенное размножение впервые появилось у: 1)покрытосеменных 2)голосеменных 3)папоротников 4) мхов

7. В процессе эволюции позвоночных переход к исключительно наземному размножению произошел у:

1) амфибий 2)рептилий 3)кистеперых рыб 4)хрящевых рыб

8. В процессе эволюции органического мира: 1)рыбы произошли от земноводных 2)земноводные произошли от рыб 3)пресмыкающиеся произошли от рыб 4)млекопитающие произошли от птиц

9. В процессе эволюции растений возникновение дифференцированных тканей связано с:

1)возникновением фотосинтеза 2)возникновением многоклеточности 3)выходом растений на сушу 4)переходом к семенному размножению

10. Расцвет пресмыкающихся в ходе эволюции совпал с расцветом

1)водорослей 2)папоротникообразных 3)голосеменных 4)покрытосеменных

11. Наиболее древними автотрофными организмами являются:

1)бурые водоросли 2)многоклеточные водоросли

3)одноклеточные водоросли 4)сине-зеленые водоросли

12. Какие организмы были первыми на Земле?

1)аэробные автотрофы 2)аэробные гетеротрофы

3)анаэробные автотрофы 4)анаэробные гетеротрофы

13. В какой эре на Земле господствовали пресмыкающиеся:

1)мезозойская 2)архейская 3)кайнозойская 4)палеозойская

14. Первыми живыми существами на Земле были:

1) хемотрофы 2) анаэробные фототрофы 3) коацерваты 4) анаэробные гетеротрофы

15. Жизнь организмов на суше стала принципиально возможна при:

1) появлении фотосинтеза 2) возникновении многоклеточности

3) формировании в стратосфере озонового экрана

4) увеличении в атмосфере содержания углекислого газа

В 1. Установите предположительную последовательность возникновения следующих групп животных:

A) Летающие насекомые Б) Пресмыкающиеся B) Приматы

Г) Кольчатые черви Д) Плоские черви Е) Кишечнополостные

В 2. Выберите наиболее существенные этапы эволюции растений.

A) Прикрепленность к месту обитания

Б) Способность к биосинтезу белков B) Возникновение проводящих тканей

Г) Появление многоклеточности Д) Связь с водой

Е) Появление семенного размножения

В 3. Выберите наиболее существенные эволюционные приобретения млекопитающих.

A) Плацента Б) Возникновение реакций матричного синтеза

B) Теплокровность Г) Прикрепленность к месту обитания

Д) Связь с водой Е) Дифференциация зубов

В 4. Установите последовательность этапов развития животного мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление стегоцефалов Б) господство морских беспозвоночных

B) господство рептилий Г) появление хрящевых рыб

Д) появление костных рыб

В 5. Установите последовательность этапов развития животного мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление костистых рыб Б) господство гигантских пресмыкающихся

B) появление хрящевых рыб Г) появление стегоцефала

Д) появление современных птиц

В 6. Установите последовательность этапов развития животного мира Земли от наиболее древних к современным:

A) появление бактерий-фотосинтетиков Б) появление многоклеточных эукариот B) появление бактерий, способных осуществлять дыхание

Г) возникновение бактерий-бродиликов Д) появление одноклеточных эукариот

В 7. Установите последовательность этапов разв

Тестирование по теме «Эволюция растений»

Тестирование по теме «Эволюция растений»

1. Внутреннее строение покрытосеменных и размножение семенами доказывают, что их предками являются 1)древние папоротники 2)псилофиты 3)древние голосеменные4)древние мхи

2. Голосеменные — более высокоорганизованные растения, чем папоротники, так как у них в процессе эволюции появились

1)семена 2)цветки и плоды 3)корни4)листья в форме иголок(хвоинки)

3. Об усложнении покрытосеменных по сравнению с голо­семенными свидетельствует появление у них в процессе эволюции

1) корней 2) цветков и плодов 3)семян4)побегов

4. У мхов в процессе эволюции появились

1)плоды с семенами 2) листья и стебли 3) разнообразные цветки

4)корни, прочно удерживающие растение в почве

5. Почему покрытосеменные считают процветающей груп­пой растений? 1)они размножаются спорами 2)семена у них расположены внутри плода 3)семена лежат на чешуйках шишки

4)они размножаются половым путем

6. В процессе эволюции растений первыми освоили сушу:

1) псилофиты 3) хвощи 2) мхи 4) плауны

7.Об усложнении папоротников по сравнению с мхами свидетельствует: 1) появление у них корней

2) Чередование поколений (полового и бесполого)

3) наличие стебля с листьями 4) размножение спорами

8. В процессе эволюции впервые появились стебель и листья у:

1) мхов 3) папоротников 2) хвощей 4) плаунов

9. Наиболее высокого уровня организации в процессе эволюции достигли: 1) голосеменные 3) покрытосеменные

Читать еще:  К чему снится огромный крокодил в воде

2) папоротники 4) псилофиты

10. В процессе эволюции у голосеменных в отличие от споровых:

1) появился корень 3) образовались семена

2) сформировался цветок 3) появились плоды

11.Усложнение организации растений от водорослей до покрытосеменных свидетельствует о:

1) эволюции растений на Земле 3) многообразии растений на Земле

2) жизни растений в разных средах обитания 4) родстве всех растений

12. Появление семени-важный этап эволюции, т.к. семена:

1) используются человеком в пищу 4) имеют клеточное строение

2) содержат питательные вещества, которыми питаются животные

3) имеют зародыш с запасом питательных веществ

13. У каких растений впервые появились ткани:

1) водоросли 3) папоротники 2) мхи4) голосеменные

14. В процессе эволюции семенное размножение впервые появилось у:

1) покрытосеменных 2) голосеменных 3) папоротников 4) мхов

15. В процессе эволюции растений возникновение тканей связано с:

1) возникновением фотосинтеза 2) возникновением многоклеточности

3) выходом растений на сушу 4) переходом к семенному размножению

16. Наиболее древними автотрофными организмами являются:

1) бурые водоросли 2) многоклеточные водоросли

3) одноклеточные зелёные водоросли 4) сине-зелёные водоросли

17. Впервые в процессе эволюции проводящие ткани появились у:

1) водорослей 2) папоротников 3) псилофитов 4) хвощей

18. Покрытосеменные отличаются от других растений наличием:

1) семян 2) цветков3) листьев 4) корней

19. Что способствовало голосеменным расселится более широко, чем папоротникам? 1) их оплодотворение происходит вне водной среды

2) их развитие связано с чередованием поколений

3) им свойственно вегетативное размножение

4) среди голосеменных преобладают древесные формы

20. Все растения от водорослей до покрытосеменных имеют:

1) клеточное строение 2) семена3) цветки 4) плоды

21. Что позволило покрытосеменным занять господствующее положение на Земле? 1) сожительство корней растений с грибами

2) защита семян плодовыми оболочками

3) наличие в листьях устьиц, обеспечивающих газообмен

4) наличие в клетках хлоропластов

22. Что служит доказательством происхождения покрыто­семенных растений от древних голосеменных? 1)сходство строения, размножение семенами

2)наличие хлоропластов и фотосинтеза 4)наличие воздушного и почвенного питания 3)поглощение кислорода и выделение углекислого газав процессе дыхания

В 1. Установите последовательность эволюции растений:

А) мхи Б) покрытосеменные В) красные водоросли

Г) хвощи, плауны, папоротники Д) голосеменные Е) зелёные водоросли

В 2. Установите последовательность развития растительного мира от наиболее древних к современным: А) появление псилофитов

Б) обилие древовидных папоротников, хвощей, плаунов

В) появление зелёных водорослей Г) появление и расселение покрытосеменных

Д) появление первых фотосинтезирующих растений

В 3. Установите последовательность развития растительного мира от наиболее древних к современным: А) появление псилофитов

Б) преобладание древних голосеменных Г) появление покрытосеменных

В) широкое распространение сине-зелёных водорослей Д) каменноугольные леса

С 1. Найдите ошибки в тексте, назовите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.

1. Учёные считают, что первыми появившимися на Земле организмами были эукариоты. 2. Первые организмы были гетеротрофы.

3. Первыми автотрофными организмами стали мхи.

4. В результате фотосинтеза в атмосфере Земли появился кислород, а также озоновый экран.

С 2. Назовите особенности псилофитов, которые позволили им впервые освоить сушу.

Проводящие ткани

Проводящие ткани служат для передвижения по растению растворенных в воде питательных веществ. Они возникли как следствие приспособления растений к жизни на суше. В связи с жизнью в двух средах – почвенной и воздушной, возникли две проводящие ткани, по которым вещества передвигаются в двух направлениях. По ксилеме от корней к листьям поднимаются вещества почвенного питания – вода и растворенные в ней минеральные соли (восходящий, или транспирационный ток). По флоэме от листьев к корням передвигаются вещества, образовавшиеся в процессе фотосинтеза, главным образом сахароза (нисходящий ток). Так как эти вещества представляют собой продукты ассимиляции углекислого газа, транспорт веще ств по флоэме называют током ассимилятов.

Проводящие ткани образуют в теле растения непрерывную разветвленную систему, соединяющую все органы – от тончайших корешков до самых молодых побегов. Ксилема и флоэма представляют собой сложные ткани, в их состав входят разнородные элементы – проводящие, механические, запасающие, выделительные. Самыми важными являются проводящие элементы, именно они выполняют функцию проведения веществ.

Ксилема и флоэма формируются из одной и той же меристемы и, поэтому, в растении всегда располагаются рядом. Первичные проводящие ткани образуются из первичной латеральной меристемы – прокамбия, вторичные – из вторичной латеральной меристемы – камбия. Вторичные проводящие ткани имеют более сложное строение, чем первичные.

Ксилема (древесина) состоит из проводящих элементов – трахеид и сосудов (трахей), механических элементов — древесинных волокон (волокон либриформа) и элементов основной ткани — древесинной паренхимы.

Проводящие элементы ксилемы носят название трахеальных элементов. Различают два типа трахеальных элементов – трахеиды и членики сосудов (рис. 3.26 ).

Трахеида представляет собой сильно вытянутую в длину клетку с ненарушенными первичными стенками. Передвижение растворов происходит путем фильтрации через окаймленные поры. Сосуд состоит из многих клеток, называемых члениками сосуда. Членики расположены друг над другом, образуя трубочку. Между соседними члениками одного и того же сосуда имеются сквозные отверстия – перфорации. По сосудам растворы передвигаются значительно легче, чем по трахеидам.

Рис. 3.26. Схема строения и сочетания трахеид (1) и члеников сосуда (2).

Трахеальные элементы в зрелом, функционирующем состоянии – мертвые клетки, не имеющие протопластов. Сохранение протопластов затрудняло бы передвижение растворов.

Сосуды и трахеиды передают растворы не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении в соседние трахеальные элементы и в живые клетки. Боковые стенки трахеид и сосудов сохраняются тонкими на большей или меньшей площади. В то же время они имеют вторичные утолщения, придающие стенкам прочность. В зависимости от характера утолщений боковых стенок трахеальные элементы называются кольчатыми, спиральными, сетчатыми, лестничными и точечно-поровыми (рис. 3.27).

Рис. 3.27. Типы утолщения и поровости боковых стенок у трахеальных элементов : 1 – кольчатое, 2-4 – спиральные, 5 – сетчатое утолщения; 6 – лестничная, 7 – супротивная, 8 – очередная поровость.

Вторичные кольчатые и спиральные утолщения прикрепляются к тонкой первичной стенке посредством узкого выступа. При сближении утолщений и образовании между ними перемычек возникает сетчатое утолщение, переходящее в окаймленные поры. Эту серию (рис. 3.27 ) можно рассматривать как морфогенетический, эволюционный ряд.

Вторичные утолщения клеточных стенок трахеальных элементов одревесневают (пропитываются лигнином), что придает им дополнительную прочность, но ограничивает возможности роста в длину. Поэтому в онтогенезе органа сначала появляются еще способные растягиваться кольчатые и спиральные элементы, не препятствующие росту органа в длину. Когда рост органа прекращается, возникают элементы, неспособные к продольному растяжению.

В процессе эволюции первыми появились трахеиды. Они найдены у первых примитивных наземных растений. Сосуды появились значительно позже путем преобразования трахеид. Сосудами обладают почти все покрытосеменные растения. Споровые и голосеменные растения, как правило, лишены сосудов и обладают только трахеидами. Лишь в виде редкого исключения сосуды встречены у таких споровых, как селагинелла, некоторых хвощей и папоротников, а также у немногих голосеменных (гнетовые). Однако у этих растений сосуды возникли независимо от сосудов покрытосеменных. Возникновение сосудов у покрытосеменных растений означало важное эволюционное достижение, так как облегчило проведение воды; покрытосеменные растения оказались более приспособленными к жизни на суше.

Древесинная паренхима и древесинные волокна выполняют запасающие и опорные функции соответственно.

Флоэма (луб) состоит из проводящих — ситовидных — элементов, сопровождающих клеток (клеток-спутниц), механических элементов – флоэмных (лубяных) волокон и элементов основной ткани – флоэмной (лубяной) паренхимы.

В отличие от трахеальных элементов проводящие элементы флоэмы и в зрелом состоянии остаются живыми, а их клеточные стенки – первичными, неодревесневшими. На стенках ситовидных элементов имеются группы мелких сквозных отверстий – ситовидные поля, через которые сообщаются протопласты соседних клеток и происходит транспорт веществ. Различают два типа ситовидных элементов – ситовидные клетки и членики ситовидных трубок.

Ситовидные клетки являются более примитивными, они присущи споровым и голосеменным растениям. Ситовидная клетка – это одна клетка, сильно вытянутая в длину, с заостренными концами. Ее ситовидные поля рассеяны по боковым стенкам. Кроме того, ситовидные клетки имеют и другие примитивные признаки: они лишены специализированных сопровождающих клеток и в зрелом состоянии содержат ядра.

У покрытосеменных растений транспорт ассимилятов осуществляют ситовидные трубки(рис. 3.28 ). Они состоят из многих отдельных клеток – члеников, расположенных один над другим. Ситовидные поля двух соседних члеников образуют ситовидную пластинку. Ситовидные пластинки имеют более совершенное строение, чем ситовидные поля (перфорации крупнее и их больше).

В члениках ситовидных трубок в зрелом состоянии отсутствуют ядра, однако они остаются живыми и деятельно проводят вещества. Важная роль в проведении ассимилятов по ситовидным трубкам принадлежит сопровождающим клеткам (клеткам-спутницам). Каждый членик ситовидной трубки и его сопровождающая клетка (или две-три клетки в случае дополнительного деления) возникают одновременно из одной меристематической клетки. Клетки–спутницы имеют ядра и цитоплазму с многочисленными митохондриями; в них происходит интенсивный обмен веществ. Между ситовидными трубками и прилегающими к ним сопровождающими клетками имеются многочисленные цитоплазматические связи. Считается, что клетки-спутницы вместе с члениками ситовидных трубок составляют единую физиологическую систему, осуществляющую ток ассимилятов.

Читать еще:  Что делает проводящая ткань

Рис. 3.28. Флоэма стебля тыквы на продольном (А) и поперечном (Б) срезе : 1 – членик ситовидной трубки; 2 – ситовидная пластинка; 3 – сопровождающая клетка; 4 – лубяная (флоэмная) паренхима; 5 – закупоренная ситовидная пластинка.

Длительность функционирования ситовидных трубок невелика. У однолетников и в надземных побегах многолетних трав – не более одного вегетационного периода, у кустарников и деревьев – не более трех-четырех лет. При отмирании живого содержимого ситовидной трубки, отмирает и клетка-спутница.

Лубяная паренхима состоит из живых тонкостенных клеток. В ее клетках часто накапливаются запасные вещества, а также смолы, танниды и др. Лубяные волокна играют опорную роль. Они присутствуют не у всех растений.

В теле растения ксилема и флоэма расположены рядом, образуя или слои, или обособленные тяжи, которые называют проводящимипучками. Различают несколько типов проводящих пучков (рис. 3.29 ).

Закрытые пучки состоят только из первичных проводящих тканей, они не имеют камбия и далее не утолщаются. Закрытые пучки характерны для споровых и однодольных растений. Открытые пучки имеют камбий и способны к вторичному утолщению. Они характерны для голосеменных и двудольных растений.

В зависимости от взаимного расположения флоэмы и ксилемы в пучке различают следующие типы. Наиболее обычны коллатеральные пучки, в которых флоэма лежит по одну сторону от ксилемы. Коллатеральные пучки могут быть открытыми (стебли двудольных и голосеменных растений) и закрытыми (стебли однодольных растений). Если с внутренней стороны от ксилемы располагается дополнительно тяж флоэмы, такой пучок называется биколлатеральным. Биколлатеральные пучки могут быть только открытыми, они характерны для некоторых семейств двудольных растений (тыквенные, пасленовые и др.).

Встречаются также концентрические пучки, в которых одна проводящая ткань окружает другую. Они могут быть только закрытыми. Если в центре пучка находится флоэма, а ксилема ее окружает, пучок называется центрофлоэмным, или амфивазальным. Такие пучки часто встречаются в стеблях и корневищах однодольных растений. Если в центре пучка располагается ксилема, и ее окружает флоэма, пучок называется центроксилемным, или амфикрибральным. Центроксилемные пучки обычны у папоротников.

Рис. 3.29. Типы проводящих пучков : 1 – открытый коллатеральный; 2 – открытый биколлатеральный; 3 – закрытый коллатеральный; 4 – концентрический закрытый центрофлоэмный; 5 – концентрический закрытый центроксилемный; К – камбий; Кс – ксилема; Ф – флоэма.

Многие авторы выделяют радиальные пучки. Ксилема в таком пучке располагается в виде лучей от центра по радиусам, а флоэма – между лучами ксилемы. Радиальный пучок – характерный признак корня первичного строения.

Появление тканевого строения;

Основные пути эволюции низших растений.

План лекции

ТКАНИ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ, ОСНОВНЫЕ И ПОКРОВНЫЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ

ПОЯВЛЕНИЕ ТКАНЕВОГО СТРОЕНИЯ У РАСТЕНИЙ.

Появление первых растений на Земле

Возраст Земли, как и всей Солнечной системы, составляет примерно

4,6 млрд лет. Около 3,8 млрд лет назад на Земле появились живые организ-

мы. Первыми обитателями нашей планеты были прокариотические организ-

мы, похожие на современных бактерий. Они являлись гетеротрофами (пита-

лись готовыми органическими и неорганическими веществами) и анаэроба-

ми (развивались в бескислородной среде), т. к. свободного кислорода в атмо-

сфере еще не было. В связи с увеличением числа гетеротрофов в окружаю-

щей среде постепенно снижались запасы органики, поэтому преимущество

получили организмы, способные сами синтезировать органические вещества

из неорганических. В качестве источника энергии они использовали энергию Солнца. Первыми фотосинтетиками были организмы, использующие в качестве источника Н+ не воду, а сероводород (Н2S). Жизнь тогда была представ-

лена тонкой бактериальной пленкой на дне водоемов или во влажных местах

суши (архейская эра).

Около 3,2 млрд лет назад появились синезеленые водоросли, вырабо-

тавшие современный механизм фотосинтеза с расщеплением воды под дей-

ствием света. Кислород при этом начал выделяться в атмосферу, которая по-

степенно приобрела азотно-кислородный характер. Часть кислорода в верх-

них слоях атмосферы под действием ультрафиолетовых лучей превращалась

в озон. Озоновый слой стал поглощать ультрафиолет, губительный для всего

живого, и организмы получили возможность поселяться на поверхности во-

доемов и на суше. Кроме того, примерно в то же время у некоторых орга-

низмов появляется кислородное дыхание, в процессе которого происходит

расщепление и окисление богатых энергией углеродсодержащих молекул,

полученных в процессе фотосинтеза.

Около 1,5 млрд лет назад на Земле появились первые эукариотические

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите отличительные особенности растений.

2. Каково положение растений в различных системах органического

3. Какое значение имеют растения в природе и для человека?

4. Назовите основные разделы ботаники.

5. Каковы основные исторические вехи развития ботаники?

1. Основные пути эволюции низших растений. Появление тканевого

2. Ткани и принципы их классификации.

4. Основные ткани.

5. Покровные ткани.

6. Всасывающие ткани.

В царстве растений выделяют две большие группы: низшие и высшие

растения. К низшим относят первично водные организмы – водоросли. У

данной группы тело представлено либо одной клеткой (хлорелла, эвглена),

либо цепочкой клеток (нитчатые водоросли), либо слоевищем или талломом.

Самыми древними водорослями, давшими начало всем остальным группам,

явились одноклеточные прокариотические организмы – цианобактерии (си-

Поскольку элементы питания растений (CО2, О2, Н2О) равномерно рас-

пределены в окружающей среде, то в ходе эволюции растения потеряли под-

вижность и перешли к прикрепленному образу жизни. Как известно, растения поглощают и выделяют вещества через клеточную стенку. Следовательно, для увеличения скорости обмена требуется увеличение площади поверх-

ности соприкосновения со средой. Поэтому в процессе эволюции наблюдается тенденция к увеличению площади поверхности тела растений. Это может быть достигнуто следующими путями:

1) увеличением размеров одноклеточного организма;

2) увеличением размеров организма за счет образования большого ко-

личества ядер и других органелл. Такие организмы могут иметь достаточно

большие размеры. Например, водоросль каулерпа имеет длину 10–50 см, являясь одноклеточным многоядерным организмом. Такой тип организации

является эволюционным тупиком, т. к. неклеточное строение не способствует дифференциации отдельных участков тела; кроме того, при поранении

будет страдать все содержимое клетки;

3) многоклеточность – наиболее удачный путь, получивший дальнейшее эволюционное развитие. Только благодаря ей стала возможной дифференциация отдельных участков тела, а также приспособление их к выполнению определенных функций.

Многоклеточные водоросли могут иметь нитчатую, разнонитчатую,

пластинчатую форму. Однако их вегетативное тело еще не дифференцировано на ткани. Водоросли живут в относительно стабильных и благоприятных условиях: элементы, необходимые для их питания и развития, находятся

непосредственно в воде и окружают их со всех сторон. Самый сложный уровень организации характерен для бурых водорослей, имеющих клетки, сходные с ситовидными элементами высших растений. Тип организации вегетативного тела, характерный для водорослей, называется талломом.

Важным событием в морфологической эволюции растительного мира

был выход растений на сушу, т. е. приспособление крупных многоклеточных форм к жизни в воздушно-почвенной среде, что означало возникновение высших растений. Предполагается, что толчком к выходу растений на сушу

послужило достаточное накопление в атмосфере свободного кислорода, а также усиление конкуренции в морях между организмами за источники питания и свободное место. Кроме того, немаловажное значение имело появление озонового слоя, предохраняющего наземные растения от губительных

С какими же трудностями сталкивается растение при переходе к наземному образу жизни? Главное – это проблема обезвоживания. Представьте, что произойдет с водорослью, если ее вынести из воды. Поэтому у высших растений появляются покровные ткани и кутикула, препятствующие излишнему испарению воды и защищающие от механических воздействий. Если в водной среде растение всасывало воду всей поверхностью, то на суше

появилась необходимость образования корнеподобных структур для извлечения воды из почвы и прикрепления к субстрату. Полученную из влажной

почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества нужно поднять на

высоту растения, поэтому появляются проводящие ткани.

Так как в воздушной среде резко возрастают механические нагрузки,

то возникает потребность образования механических тканей для поддержания тела растения. Необходимость газообмена, которая в наземных условиях

происходит с воздушной средой, а не с раствором, привела к образованию

устьиц, расположенных в эпидермисе. Для обеспечения процесса фотосинтеза потребовалось образование ассимиляционной ткани. Таким образом, наземные растения выработали различные ткани, а клетки, слагающие их, подверглись сильной дифференциации, в результате чего стали выполнять более

узкие функции лучше, чем недифференцированные клетки водорослей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector