Какими тканями образованы органы растений: 1. Что называют тканью? 2. Какими тканями образованы органы растений? 3. Каково значение образовательных тканей?…

Ткани животных: эпителиальная и соединительная

Вспомните

1. Что такое ткань? Какими тканями образованы органы растений?

Ткань — это группа клеток и межклеточного вещества, сходных построению, выполняемым функциям и имеющим общее происхождение. Органы растений образованы покровной, основной, проводящей, механической, образовательной, запасающей тканями.

Как вы думаете

Какие типы тканей выделяют у животных? В чём различие между эпителиальной и соединительной тканями?

У животных выделяют типы тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная. Различия эпителиальной ткани от соединительной: у эпителиальной ткани клетки плотно сомкнуты, мало межклеточного вещества, в соединительной ткани клетки разбросаны далеко друг от друга, много межклеточного вещества.

Проверьте свои знания

1. Что такое ткань?

Ткань — это группа клеток и межклеточного вещества, сходных построению, выполняемым функциям и имеющим общее происхождение.

2. Назовите известные вам типы тканей, характерные для позвоночного животного.

1. Эпителиальные: в коже, в слизистой желудка. Соединительные: жировая, хрящевая, костная, кровь.

3. Каковы особенности строения эпителиальной ткани, связанные с её функциями?

Эпителиальные ткани покрывают тело снаружи и выстилают полости внутренних органов, поэтому у них клетки плотно прилегают друг к другу и мало межклеточного вещества. Форма клеток плоская, цилиндрическая или кубическая.

4.Чем соединительная ткань отличается от эпителиальной?

В соединительной ткани, в отличие от эпителиальной, сильно развито межклеточное вещество, в котором клетки находятся по одиночке или группами, не плотно прилегают друг к другу. И функция другая: соединение частей тела.

5.Каковы особенности хрящевой ткани, связанные с её функциями?

Хрящева соединительная ткань состоит из округлых или овальных клеток, лежащих группами среди плотного межклеточного вещества. Хрящи входят в состав скелета многих позвоночных животных и обеспечивают его прочность, например в соединениях между позвонками.

6. Докажите, что кость — один из видов соединительной ткани.

Кость состоит из крупных клеток, соединенных между собой тонкими отростками и плотным межклеточным веществом, а наличие большого количества межклеточного вещества — это признак соединительной ткани.

Подумайте!

Почему кровь считают одним из видов соединительной ткани?

Потому что кровь обеспечивает связь органов между собой, например, она переносит по всему организму питательные вещества, продукты обмена веществ, кислород и углекислый газ.

Биология Строение стебля

Материалы к уроку

Конспект урока

Тема: Строение стебля.

Ход урока

1. Организационный момент. Постановка целей урока

Словно основание природы,

Прочность комля в дереве я чту –

Он осуществляет переходы

Кроны в корни, света в темноту.

 Ю.Линник “Земля”  

2. Актуализация знаний

На протяжении нескольких уроков  мы изучаем органы растений.

1. С какими органами растений вы познакомились?

 ( корень, побег, лист)

2. Что называется органом растения?

( Это  часть растения, выполняющая определенную функцию).

3. Какой орган называется  побегом?

( Побег – это сложный орган  растения, состоящий из стебля , листьев и почек.)

4. С каким органом побега мы не знакомы ?

( стеблем).

Нам необходимо с ним познакомиться. Поэтому тема нашего урока:

«Строение  стебля»

3. Изучение нового материала

Стебли у разных растений бывают разнообразные. У деревьев одревесневшие, у трав травянистые.

Вспомните, какое строение имеет стебель?

Предположительные ответы учащихся.

Стебель состоит из узлов и междоузлий.

У некоторых растений междоузлия бывают длинные и стебли называются удлиненные, например.

Если междоузлия короткие, то и стебель – укороченный.

Форма стеблей на поперечном разрезе тоже разнообразная.

Вы познакомились с внешним строением стебля, а для того чтобы узнать, каково внутреннее строение стебля  нам необходимо познакомиться  с микроскопическим строением  стебля.

Снаружи стебель защищен покровными тканями. У молодых растений это — кожица, состоящая из одного слоя клеток с плотными оболочками.  У многолетних растений – многослойная пробка, состоящая из нескольких слоев мертвых клеток заполненных воздухом. Для дыхания  у молодых растений есть устьица, а у многолетних растений в пробке образуются чечевички. Под покровной тканью находится кора, образованная разными тканями. Наружная часть коры представлена слоями клеток покровной и механической ткани. Внутренняя часть коры, в составе которой много клеток проводящей ткани, называется лубом. В состав луба входят ситовидные трубки, по которым идет нисходящий ток: органические вещества  передвигаются от листьев к другим органам. Ситовидные трубки- это живые клетки, соединенные в длинную трубку. Кроме этих  клеток в лубе имеются клетки механической ткани — лубяные волокна.

Камбий образован одним слоем живых узких длинных клеток с тонкими оболочками образовательной ткани, за счет деления которых  стебель растет в толщину.

К центру от луба в стебле расположена  другая проводящая ткань — древесина. По ней идет восходящий ток: вода с растворенными в ней веществами передвигается от корней к листьям.

Древесина образована разными по форме и величине клетками. Основная ее часть состоит из сосудов,  трахеид и древесных волокон. Сосуды состоят из мертвых клеток с утолщенными стенками, а древесные волокна  из клеток с толстыми  стенками механической ткани.        

Сердцевина расположена в центре стебля слоем рыхлых клеток  основной ткани, в которой откладываются запасы питательных веществ. У некоторых растений  сердцевина занята воздушной полостью (бамбук, георгин, тюльпан).

 Давайте скажем, какие функции выполняет стебель:

1. Опорная ( он является опорой для почек, цветов, листьев и плодов).

2. Проводящая ( проведение органических веществ по луду от листьев- нисходящий поток, проведение минеральных веществ по сосудам древесины- восходящий поток).

3. Зеленые стебли выполняют фотосинтезирующую функцию (образуют органические вещества)

4. Запасающая ( отложение питательных веществ)

Как вы думаете, как стебель растет в длину?

Предположительные ответы учащихся.

За счет деления клеток конуса нарастания.

А за счет, какого слоя стебель растет в толщину?

Предположительные ответы учащихся.

За счет деления клеток камбия.

Во время деления клетки камбия откладываются в основном к древесине. За счет этого и происходит прирост массы древесины. Чем более благоприятные погодные условия, тем крупнее они вырастают. Весной камбий делится более интенсивнее, чем осенью. Так как температура окружающей среды выше и достаточное количество влаги.  

Образованная в течении одного года древесина образует годичное кольцо.

4. Физкультурная минутка

Мышцы дружно разомнём!

Спину выгнем, наклонимся

И присядем, распрямимся.

Рядом с партой пошагаем

И подпрыгнем раза три

Ждёт ученье впереди.

Снова сядем за тетрадки

Будет всё у нас в порядке.

5. Закрепление знаний

Задание 1: На доске записаны следующие пункты:

хыниеда

иптеаин

жвдиеени

ирвзаети

Расшифруйте слова – перевертыши.

Задание 1: дыхание, питание, движение, развитие

Задание 2: На доске записаны следующие пункты:

клеби

ыржи

влугдыео

лилфорлхо

Расшифруйте слова-перевертыши.

Задание 2: белки, жиры, углеводы, хлорофилл

6. Рефлексия

Что вы сегодня узнали на уроке?

Что вам далось легче всего, какую работу понравилось выполнять?

В чем испытали затруднение? Над чем нужно поработать?

Где можно использовать знания, полученные на сегодняшнем уроке?

Вам понравился урок?  

7. Подведение итогов

« Не верю, что все потеряно,

Позеленеют еще города!

Природа нас сотворила,

Значит, проснется и наша душа!»

Спасибо за участие!

Остались вопросы по теме? Наши репетиторы готовы помочь!

• Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

• Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

• Повысим успеваемость по школьным предметам

• Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать репетитора

30.

1: Тело растения – ткани и системы органов растений

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Безграничный
• Безграничный

Цели обучения

• Различать типы тканей и органов растений

Ткани растений

Растения представляют собой многоклеточные эукариоты с системой тканей, состоящей из различных типов клеток, выполняющих определенные функции. Системы растительных тканей относятся к одному из двух основных типов: меристематическая ткань и постоянная (или немеристематическая) ткань. Клетки меристематической ткани находятся в меристемах, которые представляют собой участки растений с непрерывным делением и ростом клеток. Клетки меристематической ткани либо недифференцированы, либо не полностью дифференцированы; они продолжают делиться и способствуют росту растения. Напротив, постоянная ткань состоит из растительных клеток, которые больше не делятся активно.

Меристематические ткани делятся на три типа в зависимости от их расположения в растении. Апикальные меристемы содержат меристематическую ткань, расположенную на кончиках стеблей и корней, которая позволяет растению вытягиваться в длину. Боковые меристемы облегчают рост в толщину или в обхвате у созревающего растения. Интеркалярные меристемы встречаются только у однодольных в основании листовых пластинок и в узлах (места прикрепления листьев к стеблю). Эта ткань позволяет листовой пластинке однодольного растения увеличиваться в длину от основания листа; например, он позволяет листьям газонной травы удлиняться даже после многократного скашивания.

Меристемы производят клетки, которые быстро дифференцируются или специализируются и становятся постоянной тканью. Такие клетки берут на себя определенные роли и теряют способность к дальнейшему делению. Они дифференцируются на три основных типа: кожные, сосудистые и основные ткани. Кожная ткань покрывает и защищает растение. Сосудистая ткань транспортирует воду, минеральные вещества и сахара к различным частям растения. Наземная ткань служит местом фотосинтеза, обеспечивает поддерживающую матрицу для сосудистой ткани и помогает хранить воду и сахара.

Растительные ткани бывают простыми (состоят из одинаковых типов клеток) или сложными (состоят из разных типов клеток). Кожная ткань, например, представляет собой простую ткань, покрывающую внешнюю поверхность растения и контролирующую газообмен. Сосудистая ткань является примером сложной ткани. Он состоит из двух специализированных проводящих тканей: ксилемы и флоэмы. Ткань ксилемы переносит воду и питательные вещества от корней к различным частям растения. Он включает три разных типа клеток: элементы сосудов и трахеиды (оба проводят воду) и паренхиму ксилемы. Ткань флоэмы, которая переносит органические соединения от места фотосинтеза к другим частям растения, состоит из четырех различных типов клеток: ситовидных клеток (проводящих фотосинтез), клеток-компаньонов, паренхимы флоэмы и волокон флоэмы. В отличие от клеток, проводящих ксилему, клетки, проводящие флоэму, в зрелом возрасте живы. Ксилема и флоэма всегда прилегают друг к другу. В стеблях ксилема и флоэма образуют структуру, называемую сосудистым пучком; в корнях это называется сосудистой стелой или сосудистым цилиндром.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Поперечное сечение стебля тыквы, показывающее сосудистый пучок. На этой световой микрофотографии показано поперечное сечение стебля тыквы (Curcurbita maxima). Каждый каплевидный сосудистый пучок состоит из крупных сосудов ксилемы внутрь и более мелких клеток флоэмы наружу. Клетки ксилемы, которые транспортируют воду и питательные вещества от корней к остальным частям растения, погибают при функциональной зрелости. Клетки флоэмы, которые переносят сахара и другие органические соединения из фотосинтетической ткани в остальные части растения, являются живыми. Сосудистые пучки заключены в основную ткань и окружены кожной тканью.

Системы органов растений

У растений, как и у животных, одинаковые клетки, работая вместе, образуют ткань. Когда различные типы тканей работают вместе для выполнения уникальной функции, они образуют орган; органы, работающие вместе, образуют системы органов. Сосудистые растения имеют две различные системы органов: систему побегов и корневую систему. Система побегов состоит из двух частей: вегетативных (не репродуктивных) частей растения, таких как листья и стебли; и репродуктивные части растения, в том числе цветы и плоды. Система побегов обычно растет над землей, где она поглощает свет, необходимый для фотосинтеза. Корневая система, которая поддерживает растения и поглощает воду и минеральные вещества, обычно находится под землей.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Пример системы органов растения: Система побегов растения состоит из листьев, стеблей, цветков и плодов. Корневая система закрепляет растение, поглощая воду и минеральные вещества из почвы.

Ключевые положения

• Существует два типа растительных тканей: меристематическая ткань, встречающаяся в областях растений с непрерывным делением и ростом клеток, и постоянная (или немеристематическая) ткань, состоящая из клеток, которые больше не делятся активно.
• Меристемы производят клетки, которые дифференцируются в три вторичных типа тканей: кожная ткань, которая покрывает и защищает растение, сосудистая ткань, которая переносит воду, минералы и сахара, и основная ткань, которая служит местом фотосинтеза, поддерживает сосудистую ткань и хранит питательные вещества.
• Сосудистая ткань состоит из ткани ксилемы, которая переносит воду и питательные вещества от корней к различным частям растения, и ткани флоэмы, которая переносит органические соединения от места фотосинтеза к другим частям растения.
• Ксилема и флоэма всегда лежат рядом друг с другом, образуя структуру, называемую сосудистым пучком в стеблях и сосудистой стелой или сосудистым цилиндром в корнях.
• Части побеговой системы включают вегетативные части, такие как листья и стебли, и репродуктивные части, такие как цветы и плоды.

Ключевые термины

• меристема : ткань растения, состоящая из тотипотентных клеток, которая обеспечивает рост растений
• паренхима : основная ткань, составляющая большую часть недревесных частей растения
• ксилема : сосудистая ткань наземных растений, отвечающая в первую очередь за распределение воды и минералов, поглощаемых корнями; также основной компонент древесины
• флоэма : сосудистая ткань наземных растений, отвечающая в первую очередь за распределение сахаров и питательных веществ, вырабатываемых в побеге
• трахеиды : удлиненные клетки в ксилеме сосудистых растений, служащие для транспорта воды и минеральных солей

Взносы и ссылки

• Колледж OpenStax, Биология. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44700/latest…ol11448/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вторичный рост. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Secondary_growth . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• ксилема. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/xylem . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• паренхима. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/parenchyma . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• флоэма. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/phloem . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Трахеида. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/tracheid . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• меристема. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/meristem . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Тело растения. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44700/latest…_30_01_02f.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, The Plant Body. 17 октября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m44700/latest…e_30_01_01.jpg . Лицензия : CC BY: Attribution

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Безграничный

   Количество столбцов печати

   Два

   Печать CSS

   Плотный

   Лицензия

   CC BY-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

Органы, ткани и клеточная структура растений – неживая жизнь

Рис. 1 Роголистник, растение, простая структура которого описывается как слоевище и имеет очень слабо организованную структуру.

Большинство исследователей считают растения монофилетической группой, происходящей от зеленых водорослей. Все растения считаются «истинно многоклеточными», хотя есть некоторые представители с очень слабой клеточной специализацией и очень рудиментарной структурой тканей и органов (рис. 1). Большинство растений, которые наблюдает большинство людей, являются «сосудистыми растениями», монофилетической группой, название которой относится к определенным типам клеток и тканей, которыми они обладают. Остальные растения, несосудистые растения (мхи, печеночники и роголистники), часто объединяют в группу. Однако группировка организмов на основе того, чего им не хватает, обычно бесполезна в филогенетическом смысле, и уж точно не в данном случае: несосудистые растения не образуют «естественной группировки». Более того, ни одна из трех групп не связана с сосудистыми растениями более тесно, чем другие. Таким образом, группу растений лучше всего разделить на четыре единицы (обычно на уровне типов): мхи, печеночники, роголистники и сосудистые растения. Мхи, печеночники и роголистники мелкие, часто менее сантиметра в высоту, но могут распространяться на значительную площадь. Они различаются по форме и демонстрируют три основных плана тела, которые не соответствуют филогенетическим группам. Они описаны ниже.

Несосудистые растения и все растения чередуются между двумя стадиями: гаплоидная форма, образующая гаметы (гаметофит), и диплоидная, образующая споры форма (спорофит) (глава 11). У всех несосудистых растений гораздо чаще встречаются гаметофиты из-за их большего размера и продолжительности жизни. Когда они присутствуют, спорофиты часто кажутся придатком гаметофита, которым они в структурном смысле и являются. Для сосудистых растений доминирует растение-спорофит (намного крупнее у более долгоживущих), и стадия гаметофита здесь будет рассмотрена лишь кратко, но более подробно она будет описана при рассмотрении пола и размножения (главы 13 и 14).

• Структура гаметофита несосудистого растения
  • Простые таллоидные формы
  • Сложные таллоидные формы
  • Формы «Стволовые и листовые»
• Несосудистые спорофиты растений
• Структура спорофита сосудистых растений
  • Органы, ткани и типы клеток
  • специализированные органы
  • специальные типы ячеек

Гаметофиты несосудистых растений

Простые таллоидные формы

Слоевище относится к форме тела, в которой отсутствуют органы и ткани и которая является относительно аморфной, часто встречающейся в виде уплощенного листа. У всех роголистников (рис. 1) и у некоторых печеночников форма гаметофита представляет собой простой слой клеток толщиной в несколько клеток, часто достаточно тонкий, чтобы слоевище было прозрачным. Внутри слоевища нет клеточной специализации, хотя на нижней поверхности образуются одноклеточные ризоиды, прикрепляющие слоевище к субстрату. В этих клетках отсутствует хлорофилл, и поэтому они должны получать питание от фотосинтезирующих клеток, расположенных выше.

Сложные таллоидные формы

Рис. 2. Поперечный срез сложной таллоидной печеночницы

Эта форма присутствует только в группе печеночников. Как и у предыдущей формы, нет очевидных органов, кроме тех, которые связаны с половым или бесполым размножением (см. Marchantia . Слоевище состоит из уплощенных листов, которые распространяются по субстрату (почве, камням или стволам и ветвям деревьев, листьям) и обычно раздваиваются, расщепление надвое. Слоевище часто имеет толщину более 20 клеток и имеет различимые слои. Существует верхняя «кожа» (эпидермис), которая покрыта кутикулой и часто регулярно перфорирована порами. Поры образованы бочкообразными скоплениями клетки, которые охватывают эпидермис и, по крайней мере, у некоторых форм, способны закрывать поры в сухих условиях.Под эпидермисом находится пористый слой клеток, т. е. клетки не плотно упакованы и между ними есть воздушные промежутки. Этот слой имеет обильные хлоропласты. Как правило, самые большие воздушные пространства находятся ниже пор. Пористая природа верхнего слоевища — это особенность, которая также присутствует в листьях большинства сосудистых растений и важна для позволяя углекислому газу диффундировать к фотосинтезирующим клеткам. Нижние слои слоевища менее пористые и имеют клетки, лишенные хлорофилла. Нижний эпидермис часто образует ризоиды, т. е. часть клеток имеет нитевидные отростки, закрепляющие организм на субстрате. Структуры, связанные с бесполым размножением (чашечки гемм), и структуры, связанные с половым размножением (антеридиофоры и архегониофоры), иногда наблюдаются отходящими от верхней поверхности (см. Marchantia), их строение и функции будут обсуждаться далее в этой главе.

Форма стебля и листа

Эта форма встречается у большинства мхов и многих печеночников. Организм имеет цилиндрический «стебель», к которому прикреплены небольшие плоские придатки, «листья», которые обычно имеют длину два мм или меньше и увеличивают площадь поглощения света.

Рис. 3. Форма «стебель и лист» почти всех мхов и многих печеночников состоит из стебля, на котором рождается множество маленьких «листьев».

«Листья», как правило, не имеют кутикулы и имеют толщину всего в одну клетку, хотя листья мха обычно утолщены с большим количеством клеток вдоль их центральной линии, образуя нерв (costa). Стебель часто имеет диаметр менее 2 мм и обычно не имеет клеточной специализации. В редких случаях у некоторых видов мхов встречаются клетки (гидроиды), которые специализируются на транспортировке воды, будучи удлиненными и полыми (т. между ячейками. Точно так же некоторые мхи обладают клетками (лептоидами), которые обладают свойствами, облегчающими транспорт углеводов. Хотя гидроиды и лептоиды функционируют аналогично типам клеток сосудистых растений, в них отсутствует лигнин, и они не считаются сосудистой тканью. Они представляют собой конвергентную эволюцию, а не тесную связь между сосудистыми растениями и несколькими мхами, которые ими обладают.

Подобно сосудистым растениям (см. главу 10), ориентация стеблей сильно влияет на «внешний вид» растения. Большинство «стеблевых и листовых» печеночников и многие мхи распростерты, идя в основном параллельно субстрату, на котором они растут. Но многие мхи имеют вертикально ориентированные стебли, что придает им совсем другой вид. Также аналогично форме сосудистых растений, мхи и печеночники различаются по частоте ветвления: некоторые виды демонстрируют незначительное ветвление или не ветвятся (встречаются в виде одиночных прямостоячих стеблей), а другие демонстрируют обширное ветвление.

Рис. 4. Мох с распростертым ростом, с горизонтально идущими стеблями и редкими ветвями. Рис. 5. Еще один мох без вертикальных стеблей, демонстрирующий обширное и регулярное ветвление, образующее папоротникообразную форму. Рис. 6. «Листья и стебель» двух мхов: ярко-зеленый мох прямостоячий, неразветвленный, высотой 3-4 см с листьями длиной почти 1 см. Желто-зеленый мох также имеет структуру «листья и стебель», но растение распростертое, а листья намного меньше, как у печеночника, показанного ниже. Рис. 7 Листо-стеблевая форма печеночника листовидного. «Листья» имеют размер ~ 2 мм и прикреплены к цилиндрическому стеблю диаметром 1 мм. Это всего лишь одна из трех форм роста, обнаруженных в группе печеночников, остальные представляют собой простые и сложные таллоидные формы. У большинства листовых печеночников наблюдается стелющийся рост.

спорофиты несосудистых растений

Рис. 8. Спорофиты мха Polytrichium . Они растут из верхушек «лиственных» зеленых гаметофитов. На переднем плане светло-коричневые новые спорофиты (загар), только что появившиеся из верхушек гаметофитов.

Диплоидная спорообразующая форма (спорофит) всех несосудистых растений возникает из формы, производящей гаметы (гаметофит), обычно недолговечна и иногда полностью погружена в ткань гаметофита. Хотя иногда они зеленые и фотосинтезирующие, у них нет уплощенных частей для увеличения фотосинтетического поглощения света, и они должны зависеть от углеводов в гаметофите в течение части или всего своего существования. У роголистников спорофит представляет собой тонкий цилиндр, который расщепляется в продольном направлении от кончика для высвобождения спор. У печеночников и мхов наиболее распространенной формой спорофита является «шар на палочке» с примерно сферической структурой, производящей споры (спорангий), на конце стебля, которая в большинстве случаев служит для поднятия спорангиев в более высокое положение, предположительно. для помощи в рассеивании спор. Однако у некоторых печеночников (например, Marchantia) и мхов (например, Sphagnum) именно структура на гаметофите фактически обеспечивает возвышение. Спорангий открывается для высвобождения спор, разделяясь (печеночники) или через отверстие (мхи), размер которого регулируется зубцами, которые двигаются в ответ на влажность, закрывая отверстие во влажных условиях. У некоторых печеночников спорофит чрезвычайно мал, и хотя он не возвышается, его ножка образуется в приподнятом зонтиковидном органе (архегониофоре).

Органы, ткани и клетки сосудистых растений

Хотя несосудистые растения явно успешны, существуют и процветают в большинстве наземных местообитаний, на их размер и активность влияет их ограниченная способность расти вверх. Эта неспособность была преодолена с появлением у сосудистых растений одревесневших клеточных стенок, способных противостоять силе тяжести, и появлением сосудистых тканей, обладающих типами клеток, делающими возможным дальний транспорт воды и углеводов. Сосудистая ткань позволила наземным автотрофам существовать как две взаимосвязанные сущности, необходимые друг для друга: структура, поглощающая воду и питательные вещества, и структура, осуществляющая фотосинтез. Три органа сосудистых растений, корни, стебли и листья, отражают основную биологию наземных автотрофов: листья получают солнечный свет и осуществляют фотосинтез, чтобы «кормить» организм, корни исследуют почву и получают воду и питательные вещества, необходимые для фотосинтеза. и роста, а стебли соединяют фотосинтетическую часть с частью, получающей воду и питательные вещества, а также служат для эффективного распределения листьев в их воздушной среде. Каждый из этих трех органов обладает тремя основными тканями: «кожей» (кожной тканью), транспортной тканью (сосудистой тканью) и основной тканью (все остальные ткани, заполняющие промежутки между кожной тканью и сосудистой тканью).

Рис. 9 Поперечное сечение листа, показывающее три основные ткани (кожную, сосудистую и наземную ткани) и несколько различных типов клеток определяется, прежде всего, на основе следующих признаков, обобщенных в таблице 1.

1. Является ли клетка живой или мертвой при созревании . Ряд типов растительных клеток важны для функционирования организма только после того, как они умерли. В частности, клетки, важные для водного транспорта, для структурной целостности (предотвращения падения растения при дуновении ветра) и для механической защиты, при выполнении этих функций часто мертвы. Очевидно, что клетка функционирует до того, как умрет, но ее самый значительный вклад в организм в целом вносится, когда она мертва. Эти клетки «умирают молодыми» в результате запрограммированной клеточной гибели, т. е. в этих клетках срабатывает генетическая программа, которая заставляет их умирать «самостоятельно». Хотя клетки живут только в течение короткого периода времени по сравнению с жизнью организма, они способствуют долголетию растения в течение длительного периода после своей смерти и тем самым способствуют его эволюционному успеху.
2. Характеристики клеточной стенки. Все растительные клетки имеют так называемую первичную клеточную стенку, описанную в главе 3. Она состоит из микрофибрилл целлюлозы, встроенных в матрицу из гемицеллюлозы и пектинов, молекул, которые связывают микрофибриллы целлюлозы друг с другом, а также поглощают воду, образуя гель. Первичная клеточная стенка присутствует по мере роста клетки, и когда клетка расширяется, стенка уступает давлению, существующему внутри клетки. Клетка перестает расти, когда клеточная стенка становится жесткой и больше не поддается давлению, возникающему внутри нее. В этот момент некоторые клетки откладывают особый тип материала клеточной стенки, называемый вторичной клеточной стенкой, внутри первичной клеточной стенки. Поскольку клетка не растет, чем больше вторичной клеточной стенки откладывается, тем меньше становится пространство внутри клеточной стенки. Когда клетка погибает, это пространство, где раньше находился цитозоль (обычно с крупной вакуолью), называется люменом. Как и первичная клеточная стенка, вторичная клеточная стенка содержит микрофибриллы целлюлозы, но они встроены в матрицу лигнина, а не гемицеллюлозы и пектина. Лигнин представляет собой сложный полимер, состоящий из фенольных звеньев. В отличие от первичной клеточной стенки, вторичная клеточная стенка обладает значительной прочностью на сжатие и не нуждается в клеточной мембране и повышенном давлении воды внутри клетки, чтобы клетка сопротивлялась сжатию (подробности этого процесса обсуждаются в главе 22). Уничтожение растительных клеток только с первичными клеточными стенками резко влияет на их структурную целостность (приготовление шпината ярко демонстрирует влияние уничтожения растительных клеток на форму растения). Клетка со вторичной клеточной стенкой остается жесткой даже после того, как она умерла и мембрана исчезла. Стебли кукурузы остаются прямостоячими даже после того, как растение погибнет, благодаря клеткам со вторичными клеточными стенками. Лигнин — это материал, который делает некоторые растения древесными, жесткими и жесткими, но недревесные растения (например, кукуруза) могут содержать одревесневшие клетки, важные структурно. Растения или их части (например, шпинат и многие другие листья) с клетками, имеющими только первичную клеточную стенку, называются травянистыми и гораздо менее устойчивы к силам, создаваемым гравитацией или ветром. Такие растения/части растений теряют всю структурную целостность, если клеточная мембрана разрушается или если потерянная вода не восполняется (см. рис. 9).в главе 3).
3. Форма ячейки . Растительные клетки бывают самых разных форм. Многие клетки имеют круглую или почти круглую форму или прямоугольную форму, причем их длинные размеры в два-десять раз превышают короткие. Другие клетки очень удлиненные, их длина в 1000 раз превышает их диаметр. Как правило, длинная ось клеток проходит в том же направлении, что и длинная ось растения, то есть вверх и вниз по стеблю/корню.

Эти функции описаны ниже. Конкретные типы клеток будут рассмотрены более подробно при рассмотрении функционирования этих тканей.

Рис. 10 Поперечные срезы стволовой ткани, демонстрирующие различные типы клеток
Рис. 11. Сравнение двух типов клеток ксилемы, трахей слева и трубчатых элементов сосудов справа.

Слева: Трахеиды представляют собой удлиненные клетки со вторичной стенкой и большим просветом. Клетки перекрывают друг друга вдоль длинной оси растения. Отдельные ячейки не выстроены в стопки

Справа: Трубчатые элементы сосудов также представляют собой удлиненную ячейку со вторичной стенкой, но они уложены друг на друга, верхняя часть одной ячейки находится непосредственно под нижней частью следующей ячейки . Соединение между клетками имеет отверстия, образующие «перфорационную пластинку». Название стопки ячеек — сосуд. Отдельные ячейки сосуда называются элементами трубки сосуда или элементами трубки сосуда. В целом, трубчатые элементы сосудов короче и имеют больший диаметр, чем клетки трахеид.

И трубчатые элементы сосудов, и трахеи имеют толстые клеточные стенки, но различаются по диаметру (трубчатые элементы сосудов больше). На поперечном срезе трудно различить два типа клеток. Однако в продольном сечении трубчатые элементы сосуда различимы из-за их укладки друг на друга. Дополнительные различия будут учитываться при обсуждении водного транспорта.

Рис. 12. Поперечные срезы стволовой ткани, показывающие различные типы клеток.

Специализированные органы сосудистых растений

Три основных органа сосудистых растений — это корни, стебли и листья, но обычно эти органы специализированы для выполнения определенных функций и не выглядят «типичными». Наиболее легко наблюдать из них стебли, предназначенные для репродуктивных структур: цветки покрытосеменных и шишки хвойных, клабхаусы. Как правило, эти специализированные стебли имеют специализированные листья, которые могут быть признаны или не признаны таковыми. Эти структуры более подробно рассматриваются в главах 14 и 15, посвященных воспроизведению. Стебли, а также корни часто модифицируют для хранения углеводов, причем модификация обычно включает простое увеличение структуры, т. е. корень моркови, стебель кольраби, листья, образующие луковицы. Часто специализированная структура изготавливается особым образом, т.е. картофель представляет собой видоизмененные стебли, но они образуются под землей, лук и капуста представляют собой круглые структуры, образованные густо растущими листьями либо над землей (капуста), либо под землей (лук). Садоводам знакомы такие конструкции: клубнелуковицы — это увеличенные стебли, луковицы — стебли с увеличенными листьями, клубни — подземные стебли. Некоторые из этих особенностей обсуждаются в главе 10, посвященной формам сосудистых растений, а также в информационных бюллетенях по организмам картофеля, плаунов и хвощей.

Защитные конструкции (шипы и колючки) могут изготавливаться в виде специализированных стеблей или специализированных систем ответвлений.

Несколько других типов клеток

Камеры охраны

Защитные клетки — это особые клетки, встречающиеся попарно в эпидермисе листьев сосудистых растений. Защитные клетки работают, чтобы открыть поры, называемые устьицами в листе, которые позволяют проникать углекислому газу. Защитные клетки меняют форму по мере того, как они поглощают (или теряют) воду и создают или сбрасывают давление. Изменения формы вызывают появление или исчезновение отверстия в пространстве между парой замыкающих клеток (обсуждается в главе 22)

Споры, сперма и яйцеклетка

Как было сказано в предыдущей главе, эти клетки связаны с сексом и размножением. Иногда они имеют особые черты строения, но наиболее значимыми являются их способности и потенциал. Они встречаются в большинстве групп, рассматриваемых здесь, и рассматриваются далее в Главе 11 и других главах, посвященных репродукции, а также в информационных бюллетенях организмов.

Изображения несосудистых растений («мохообразных»):

• Отличный сайт с множеством изображений мохообразных:
  • https://digitalcommons.mtu.edu/bryophyte-ecology/
• Австралийский сайт по мохообразным:
  • https://www. anbg.gov.au/bryophyte/index.html
• Хорошее обсуждение и изображения печеночников:
  • https://www.anbg.gov.au/bryophyte/what-is-liverwort.html
• Изображения мхов и лишайников Огайо:
  • https://ohiomosslichen.org/MossID4.html
• Изображения мхов и печеночников Иллинойса:
  • https://www.illinoiswildflowers.info/mosses/moss_index.html#snk_liverwort
• Замечательная история древней окаменелости прототакситов, которая может быть силурийской окаменелостью печеночника:
  • http://coo.fieldofscience.com/2010/02/prototaxites-giant-that-never-was.html

Веб-сайты с превосходными изображениями клеток и тканей семенных растений:

• Лаборатория Остина Маузета Техасского университета Содержание
• Ботанические ресурсы Университета Висконсина 
• «Увидеть скрытые микроскопические чудеса растительного царства» Михаила Грешко. Хорошие изображения клеток растений (и некоторых водорослей).