2. Первичное и вторичное строение корня. Функция сердцевины у растений

СЕРДЦЕВИНА - это... Что такое СЕРДЦЕВИНА?

dic.academic.ru

Основная паренхима. Сердцевинные лучи. Межклетники и межклетные ходы

Сосудисто-волокнистые пучки и механические ткани во всех органах погружены в основную паренхиму.

Паренхима может быть и довольно плотной и очень рыхлой тканью. Оболочки паренхимных клеток чаще тонкие, но могут достигать и весьма значительной толщины, причем клеточная полость таких клеток значительно уменьшается. Оболочки клеток основной паренхимы либо остаются на все время существования целлюлозными, как, например, в коре ряда растений, либо одревесневают, как это происходит в сердцевине древесных и многих травянистых растений.

В осевых органах основная паренхима сгруппирована в трех достаточно отчетливо дифференцирующихся участках, составляя сердцевину, сердцевинные лучи и кору. В листьях в соответствии с характером и особенностями развития также можно наметить по существу те же категории паренхимных тканей. Но вследствие особой функции листа эти ткани расположены иначе и своеобразно видоизменены.

Сердцевина состоит из клеток, обычно незначительно вытянутых по длине органа. Клетки сердцевины иногда сильно различаются по размерам. Например, участки сердцевины, непосредственно примыкающие к центральному цилиндру, почти всегда состоят из клеток, более мелких, чем ее центральная часть.

Зона сердцевины, ближайшая к центральному цилиндру, называется перимедуллярной зоной. Оболочки клеток этой зоны обычно несколько толще, чем в центральных участках сердцевины нормальной структуры.

Вначале все клетки сердцевины живые, позже некоторые клетки не только отмирают, но в ряде случаев разрушаются, образуя полость в центре стебля, причем клетки перимедуллярной зоны остаются живыми и деятельными дольше всех. У некоторых растений, например у бука, клетки сердцевины остаются жизнедеятельными около 40 лет. Живые клетки нередко перемежаются с мертвыми. Иногда расположение живых и мертвых, крупных и мелких клеток подчиняется определенной закономерности, причем некоторые семейства, роды и виды растений имеют только им свойственные комбинации в сочетаниях клеток.

В сердцевине часто отлагаются дубильные вещества, образуются различные пигменты внепластидного происхождения, имеющие отношение к формированию ядра древесины. У ряда растений в сердцевине образуются вместилища для отложения продуктов секреторной деятельности, а также каналы, содержащие смолу, каучук и другие вещества.

Вообще сердцевина, вопреки предполагаемой в ней с первого взгляда простоте структуры, весьма сложная и многосторонняя по строению и функциям ткань. Она может состоять из округлых, угловатых или вытянутых в том или другом направлениях клеток. В одних случаях клетки сердцевины по форме и по содержимому однородны, в других — исключительно разнородны. В такой же степени, если не более, разнообразна другая паренхимная ткань осевого органа — первичная кора. В сердцевине, как правило, нет механических элементов, исключая каменистые клетки, но в коре, в первую очередь, часто развивается очень характерная механическая ткань — колленхима, структура которой была описана выше. Кроме основной защитной роли, первичная кора, подобно сердцевине, может играть и роль места отложения запасных веществ. В первичной коре легче и потому чаще, чем в сердцевине, образуются хлоропласты, и она может до некоторой степени участвовать в фотосинтезирующей деятельности растительного организма. Эта деятельность наиболее наглядна в зеленых побегах, лишенных листьев, а также в так называемых филлокладиях (например, у кактусов, иглицы и пр.).

У некоторых растений кора построена очень рыхло, значительно более рыхло, чем сердцевина, с обширными воздушными ходами. Особенно мощно система воздухоносных полостей у растений, произрастающих во влажных местах и в воде, развита в коре и сердцевине.

В общем первичная кора сходна с сердцевиной не только по своей структуре, но и по происхождению.

В состав вторичной коры, кроме основной паренхимы, входят различные анатомические элементы лубяной части сосудисто-волокнистых пучков. Паренхима вторичной коры образует преимущественно коровую часть сердцевинных лучей. У некоторых растений, как, например, у виноградной лозы, здесь наблюдается своеобразное расположение кристаллов оксалата кальция. Клетки, содержащие кристалические отложения, представляют собой подобие барьера, отделяющего сердцевинный луч от лубяной части центрального цилиндра осевого органа. Кристаллоносные клетки обычно располагаются в определенном порядке, будучи, по-видимому, тесно связанными с какими-то закономерными функциями растительного организма. Пример отчетливо выраженной закономерности в расположении кристаллоносных клеток изображен на рисунке. Здесь показано распределение друз оксалата кальция в коре, лубяной части проводящих пучков, около камбия, в сердцевине и сердцевинных лучах.

Сердцевинные лучи в осевых органах первичного строения состоят из основной паренхимы, тождественной по своей структуре с паренхимой первичной коры и сердцевины.

У однодольных растений сосудисто-волокнистые пучки обычно рассеяны по всему массиву основной паренхимы, как, например, в стеблях злаков, не имеющих полости внутри, в стеблях лилейных, пальм и пр. При такой организации осевого органа сердцевинных лучей быть не может.

У двудольных (особенно древесных), а также у голосеменных в связи с образованием вторичных утолщений структура сердцевинных лучей в большинстве случаев сильно меняется. У травянистых же двудольных, у которых сосудисто-волокнистые пучки преимущественно расположены обособленно, структура серцевинных лучей по сравнению с их первичным строением меняется незначительно.

На поперечных разрезах древесных побегов сердцевинные лучи часто имеют вид узких длинных полос, идущих по радиусам от сердцевины к коре. Внимательно рассматривая срезы древесины, можно убедиться, что ширина сердцевинных лучей у одного и того же растения либо на всем протяжении одинакова, либо одни сердцевинные лучи шире других. На продольных тангентальных разрезах оси побегов видно, что и высота сердцевинных лучей различна. У одних растений сердцевинные лучи на тангентальных разрезах имеют вид довольно высоких полос, у других большинство из них напоминают небольшие узкие линзы, как бы вкрапленные в срез.

По отношению к массиву древесины площадь, занимаемая всеми сердцевинными лучами каждого дерева, незначительна. На поперечных разрезах одревесневшего побега легко обнаружить, что не все они доходят до сердцевины, некоторые лучи начинаются в толще древесины на различных расстояниях от поверхности органа. Это вторичные лучи. Лучи, идущие от сердцевины, являются первичными. Однако во многих случаях и первичные лучи в начале развития органа не доходят до сердцевины, а упираются в протоксилему, как почти всегда бывает в корнях. На основании этого некоторые исследователи находят название «сердцевинные лучи» нерациональным, предлагая взамен этого термин «лучи». Мы все же для удобства будем придерживаться общепринятой номенклатуры.

Вторичные сердцевинные лучи, в отличие от первичных, возникают из камбия. Среди клеток камбия, откладывающих веретенообразные элементы, дифференцируются одна или несколько клеток, образующих паренхимные элементы — начальные клетки сердцевинных лучей. Работа таких образовательных клеток однообразно продолжается до конца существования растения. Начальные клетки сердцевинных лучей возникают из камбия в сравнительно небольших количествах каждый год.

Часть сердцевинного луча, проходящего по коре, отличается от ксилемной части его тем, что стенки клеток в ксилемной части одревесневшие, а во флоэмной — целлюлозные. Особенно отчетливо это различие выражено у древесных растений. Часть сердцевинного луча, проходящая в коре, отличается от его древесинной части еще тем, что в древесине луч почти совершенно не расширяется, в коре же некоторые, особенно первичные, сердцевинные лучи к периферии становятся значительно шире, чем в участке около камбия. Такое расширение сердцевинных лучей в коре можно видеть, например, у липы, у виноградной лозы. У лиан, подобно винограду, сердцевинные лучи расширяются даже в древесинной части. В корнях расширение сердцевинных лучей встречается чаще, чем в стеблях.

Сердцевинные лучи могут состоять из одного или нескольких рядов клеток, как хорошо видно на поперечных разрезах. Лучи, состоящие только из одного ряда клеток, называются однорядными, из двух рядов — двурядными, а более чем из двух рядов — многорядными. Узкие однорядные сердцевинные лучи на тангентальных разрезах древесных стволов представляют собой цепочку паренхимных клеток, расположенных друг за другом в вертикальном направлении. Чаще всего однорядные лучи образуются в древесине хвойных. Многорядные сердцевинные лучи характерны в основном для травянистых растений, а также для лиан. Среди древесных двудольных растений значительной шириной сердцевинных лучей отличается дуб. У одних двудольных растений в сердцевинных лучах краевые клетки значительно короче срединных, ничем в других отношениях не отличаясь от последних. Это так называемые гомогенные лучи. У других же растений краевые клетки очень высокие и резко отличаются от срединных клеток. При такой структуре сердцевинного луча краевые клетки называются стоячими, срединные — лежачими, а сам луч называется гетерогенным.

У двудольных растений все клетки сердцевинных лучей живые и в них периодически накапливаются различные запасные вещества. Различия клеток в разных частях луча часто зависят от того, что одни из них соединяются порами с сосудами, примыкающими к сердцевинному лучу, другие — нет. В клетках луча, снабженных порами, обращенными к сосуду, запасные вещества изменяются более энергично, чем в клетках луча, соединяющихся порами с какими-либо другими элементами древесины.

На поперечных разрезах, проходящих через узкий сердцевинный луч двудольного, зависимость состояния содержимого клеток сердцевинного луча от того, соединяется ли с сосудом клетка непосредственно или через другие клетки, отчетливо видна. На рисунке изображен поперечный разрез участка древесины грецкого ореха, проходящий через группу, состоящую из трех сосудов, которые огибает однорядный сердцевинный луч.

Одна из клеток сердцевинного луча входит в контакт с одним из сосудов. Содержимое этой клетки отличается от содержимого других клеток сердцевинного луча, входящих в контакт с сосудом лишь через посредство паренхимы, расположенной между сердцевинным лучом и сосудом. Та же самая зависимость содержимого клеток сердцевинного луча от типа связи их с сосудом может быть обнаружена и на радиальных продольных разрезах.

У многих хвойных клетки, расположенные по краям сердцевинного луча в его древесинной части, во вполне оформившемся состоянии не имеют живого содержимого и сообщаются друг с другом, а также с соседними трахеидами при помощи окаймленных пор. Центральные, живые клетки сердцевинных лучей с деятельными пластидами соединяются со всеми соприкасающимися с ними анатомическими элементами простыми порами.

Многорядные сердцевинные лучи принципиально имеют ту же структуру, что и однорядные, с такой же дифференциацией клеток и их содержимого. Часто для многорядных сердцевинных лучей характерны воздушные ходы, пронизывающие лучи в радиальном направлении. В коре сердцевинные лучи оканчиваются там, где есть чечевички. Несомненно, что воздушные ходы осуществляют аэрацию глубоких слоев древесины и что отдушинами для этого служат чечевички.

Сердцевинные лучи почти всегда содержат в своих клетках запасные вещества. Во время распускания листьев, цветения и особенно плодоношения отложенные в клетках сердцевинных лучей энергопластические вещества в значительной мере мобилизуются. Если следить за состоянием отложенных в клетках сердцевинных лучей веществ непрерывно в течение года, можно установить передвижение этих веществ по сердцевинным лучам из коры в древесину и обратно. Сердцевинные лучи служат путями передвижения пластических веществ по древесине в радиальном направлении. Разумеется, по сердцевинным лучам может передвигаться и вода. У хвойных краевые клетки сердцевинных лучей по своей структуре — вполне водопроводящие элементы, отличающиеся от типичных трахеид лишь формой и размерами.

Клетки сердцевинных лучей двудольных очень долго остаются живыми. Например, у граба в сердцевинных лучах даже на глубине 107-го годичного кольца, считая от границы древесины с корой, клетки были живыми; у бука живые клетки в сердцевинных лучах найдены в 98-м годичном слое; у яблони — на уровне 24-го годичного слоя древесины.

Организация системы межклеточных ходов, пронизывающих древесину, показывает, что аэрация массы древесины, как бы она ни была обширна, осуществляется в стволах древесных пород достаточно хорошо. Межклетные ходы могут достигать значительной длины.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

2. Первичное и вторичное строение корня.

Первичное строение корня характеризуется наличием трех систем тканей — покровно-всасывающей эпидермы с корневы­ми волосками (эпиблемы), первичной коры и центрального цилинд­ра Эпиблема Выполняет всасывающую и защитную функции, состо­ит из одного слоя тонкостенных, плотно сомкнутых клеток с корне­выми волосками, не имеет устьиц, толстой кутикулы и трихом. Первичная кора, Лежащая под элиблемой, подразделяется на экзодерму, мезодерму и эндодерму. Экзодерму Составляет 3—4 слоя круп­ных, плотно сомкнутых клеток с частично опробковевшими оболочками. Выполняет защитную и опорно-пропускную функции. Мезодерма — многослойная запасающая часть, составляет основную массу первичной коры. Мезодерма выполняет также транспортную и воздухоносную функции. Эндодерма — самый внутренний, обычно однорядный слой первичной коры, граничащий с центральным цилиндром, выполняющий опорно-пропускную функцию. Центральный, Или Осевой, цилиндр Занимает сре­динную часть корня, окружен кольцом перицикла, из которого фор­мируются боковые корни, В корне нет настоящей сердцевины. В центре могут находиться сосуды, склеренхима, иногда — запасающая паренхима, образующая Ложную сердцевину Вторичное строение корня формируется благо­даря появлению и функционированию вторичных боковых меристем — камбия и феллогена Камбий образуется из перицикла над лучами первичной ксилемы и из прокамбия или паренхимы под фло­эмой. Кнаружи делящийся камбий откладывает вторичную флоэму, а к центру — вторичную ксилему. Первичная ксилема оттесняется к оси корня, а первичная флоэма — к периферии центрального цилиндра.

Вторичное строение корня может быть пучкового типа или беспучкового Пучковый тип Формируется в том случае, если межпучковый камбий, образовавший­ся над лучами первичной ксилемы, продуцирует паренхиму сердце­винных лучей, а пучковый камбий, лежащий под флоэмой,— вторич­ную флоэму и ксилему коллатерального или биколлатерального про­водящего пучка. При Беспучковом типе Строения кольцо камбия образует сплошные кольца ксилемы и флоэмы. Вторичные преобразования в первичной коре корня связаны с де­ятельностью феллогена. Если он возникает из перицикла, то пробка, образующаяся кнаружи, изолирует первичную кору, и она отторгает­ся, слущивается Если феллоген образуется из паренхи­мы мезодермы, что встречается редко, то часть первичной коры, ле­жащая под феллогеном, сохраняется. У древесных растений корень обычно беспучкового типа и в древесине формируются кольца годичного прироста Годичное Кольцо — это совокупность тканей, образованных камбием за один вегетационный период. Покровной тканью корней древесных может быть перидерма или корка. Наличие в центре органа радиального проводящего пучка, склеренхимы или сосудов первичной ксилемы отличает корень от стебля и корневища, у которых центральную часть занимает настоящая сердцевина.

11Билет

1. Проводящие ткани. Разнообразие, строение, функции. Проводящие элементы элементы ксилемы и флоэмы. Проводящие пучки.

Проводящие ткани располагаются в органах растений в виде продольных тяжей, образуя проводящие пучки. Различают четыре типа проводящих пучков: простые, общие, сложные и сосудисто-волокнистые.Простые пучки состоят из одного типа проводящих тканей. Например, в краевых частях листовых пластинок многих растений встречаются небольшие по диаметру пучки из сосудов и трахеид, а в цветоносных побегах у лилейных - из одних лишь ситовидных трубок.Общие пучки образуются трахеидами, сосудами и ситовидными трубками. Иногда этот термин используется для обозначения пучков метамера, которые проходят в междоузлии и являются листовыми следами. В состав сложных пучков входят проводящие и паренхимные ткани. Наиболее совершенными, многообразными по строению и местоположению являются сосудисто-волокнистые пучки.

Сосудисто-волокнистые пучки характерны для многих высших споровых растений и голосеменных. Однако они наиболее типичны для покрытосеменных. В таких пучках выделяются функционально разные части - флоэма и ксилема. Флоэма обеспечивает отток ассимилятов из листа и передвижение их в места использования или запасания. По ксилеме вода и растворенные в ней вещества передвигаются из корневой системы в лист и другие органы. Объем ксилемной части в несколько раз превосходит объем флоэмной, поскольку объем поступающей в растение воды превышает объем образуемых ассимилятов, так как значительная часть воды испаряется растением.

Разнообразие сосудисто-волокнистых пучков определяется их происхождением, гистологическим составом и местонахождением в растении. Если пучки образуются из прокамбия и завершают своё развитие по мере использования запаса клеток образовательной ткани, как у однодольных, они называются закрытыми для роста. В отличие от них, у двудольных открытые пучки не ограничены в росте, поскольку они формируются камбием и увеличиваются в диаметре на протяжении всей жизни растения. В состав сосудисто-волокнистых пучков кроме проводящих могут входить основные и механические ткани. Например, у двудольных флоэма образуется ситовидными трубками (проводящая ткань восходящего тока), лубяной паренхимой (основная ткань) и лубяными волокнами (механическая ткань). В состав ксилемы входят сосуды и трахеиды (проводящая ткань нисходящего тока), древесинная паренхима (основная ткань) и древесинные волокна (механическая ткань). Гистологический состав ксилемы и флоэмы генетически детерминирован и может быть использован в систематике растений для диагностики разных таксонов. Кроме того, степень развития составных частей пучков может изменяться под влиянием условий произрастания растений.

Известно несколько видов сосудисто-волокнистых пучков.

Закрытые коллатеральные проводящие пучки характерны для листьев и стеблей однодольных покрытосеменных. В них отсутствует камбий. Флоэма и ксилема располагаются бок-о-бок. Для них характерны некоторые конструктивные особенности. Так, у пшеницы, отличающейся С3-путём фотосинтеза, пучки образуются из прокамбия и имеют первичную флоэму и первичную ксилему. Во флоэме выделяют более раннюю протофлоэму и более позднюю по времени образования, но более крупноклеточную метафлоэму. Во флоэмной части отсутствуют лубяная паренхима и лубяные волокна. В ксилеме первоначально образуются более мелкие сосуды протоксилемы, расположенные в одну линию перпендикулярно к внутренней границе флоэмы. Метаксилема представлена двумя крупными сосудами, расположенными рядом с метафлоэмой перпендикулярно цепочке сосудов протоксилемы. В этом случае сосуды располагаются Т-образно. Известно также V-, Y- и -образное расположение сосудов. Между сосудами метаксилемы в 1 - 2 ряда расположена мелкоклеточная склеренхима с утолщенными стенками, которые по мере развития стебля пропитываются лигнином. Эта склеренхима отделяет зону ксилемы от флоэмы. По обе стороны от сосудов протоксилемы располагаются клетки древесинной паренхимы, которые, вероятно, выполняют трансфузионную роль, поскольку при переходе пучка из междоузлия в листовую подушку стеблевого узла они участвуют в образовании передаточных клеток. Вокруг проводящего пучка стебля пшеницы располагается склеренхимная обкладка, лучше развитая со стороны протоксилемы и протофлоэмы, около боковых сторон пучка клетки обкладки располагаются в один ряд.

У растений с С4-типом фотосинтеза (кукуруза, просо и др.) в листьях вокруг закрытых проводящих пучков располагается обкладка из крупных клеток хлоренхимы.

Открытые коллатеральные пучки характерны для стеблей двудольных. Наличие слоя камбия между флоэмой и ксилемой, а также отсутствие склеренхимной обкладки вокруг пучков обеспечивает их длительный рост в толщину. В ксилемной и флоэмной частях таких пучков имеются клетки основной и механической тканей.

Открытые коллатеральные пучки могут быть образованы двумя путями. Во-первых, это пучки, первично образуемые прокамбием. Затем в них из клеток основной паренхимы развивается камбий, производящий вторичные элементы флоэмы и ксилемы. В результате пучки будут сочетать гистологические элементы первичного и вторичного происхождения. Такие пучки характерны для многих травянистых цветковых растений класса Двудольные, имеющих пучковый тип строения стебля (бобовые, розоцветные и др.).

Во-вторых, открытые коллатеральные пучки могут быть образованы только камбием и состоять из ксилемы и флоэмы вторичного происхождения. Они типичны для травянистых двудольных с переходным типом анатомического строения стебля (астровые и др.), а также для корнеплодов типа свёклы.

В стеблях растений ряда семейств (Тыквенные, Пасленовые, Колокольчиковые и др.) встречаются открытые биколлатеральные пучки, где ксилема с двух сторон окружена флоэмой. При этом наружный участок флоэмы, обращенный к поверхности стебля, развит лучше внутреннего, а полоска камбия, как правило, располагается между ксилемой и наружным участком флоэмы.Концентрические пучки бывают двух типов. В амфикрибральных пучках, характерных для корневищ папоротников, флоэма окружает ксилему, в амфивазальных - ксилема кольцом расположена вокруг флоэмы (корневища ириса, ландыша и др.). Реже концентрические пучки встречаются у двудольных (клещевина).

Закрытые радиальные проводящие пучки образуются в участках корней, имеющих первичное анатомическое строение. Радиальный пучок входит в состав центрального цилиндра и проходит через середину корня. Его ксилема имеет вид многолучевой звезды. Между лучами ксилемы располагаются клетки флоэмы. Число лучей ксилемы в значительной мере зависит от генетической природы растений. Например, у моркови, свеклы, капусты и других двудольных ксилема радиального пучка имеет только два луча. У яблони и груши их может быть 3 - 5, у тыквы и бобов - ксилема четырехлучевая, а у однодольных - многолучевая. Радиальное расположение лучей ксилемы имеет приспособительное значение. Оно сокращает путь воды от всасывающей поверхности корня к сосудам центрального цилиндра.

У многолетних древесных растений и некоторых травянистых однолетников, например у льна, проводящие ткани располагаются в стебле, не образуя четко выраженных проводящих пучков. Тогда говорят о непучковом типе строения стебля.

studfiles.net

• 
  Растения характерные для леса
• 
  Лебеда растение полезные свойства
• 
  Байкал растения и животные
• 
  Байкал животные и растения
• 
  Группа из хвойных растений
• 
  Плетущееся растение комнатное растение
• 
  Гортензия это комнатное растение
• 
  Митоз в клетках растений
• 
  Рассказ сказка о растении
• 
  Лекарственные растения доклад ромашка
• 
  Комнатное растение во сне