Строение стебля двудольных травянистых растений: Анатомия стебля травянистых двудольных растений.

Содержание

Анатомия стебля травянистых двудольных растений.

1. Стебель – ось побега. 2. Первичное анатомическое строение стебля.

3. Вторичное утолщение стебля

Стебель

Стебель – это осевая часть побега, имеющая радиальную симметрию. Стебли очень разнообразны по строению и продолжительности жизни. По внешнему строению стебли могут быть прямостоячие, поникающие, стелющиеся, ползучие, цепляющиеся, вьющиеся.

Наиболее распространённая форма стебля округлая, у многих видов губоцветных четырёхгранная, у осоковых трёхгранная, у зонтичных ребристая и бороздчатая.

Стебли могут быть также пятигранные, узловатые, чётковидные, совершенно плоские и др.

Функции стебля:

1. опорная – для боковых побегов и листьев

2. проводящая – перемещение воды с минеральными веществами от корневой системы к листьям, цветкам и плодам; от листьев по стеблю движется органика к корням.

3. запасающая – стебель содержит много основных запасающих клеток, в т. ч. в сердцевине, где откладываются запасные питательные вещества.

4. фотосинтетическая – большинство стеблей содержит под покровами хлоренхиму и участвует в фотосинтезе.

Первичное анатомическое строение стебля травянистого растения

Оно формируется за счёт первичных меристем, которые формируют особые участки или гистогены, они будут давать начало определённым постоянным тканям. Гистоген закладывается в апексе побегов на уровне листовых бугорков. Он представлен протодермой, прокамбием и основной меристемой.

— гистоген протодерма даёт начало постоянной покровной ткани эпидерме

— гистоген прокамбий закладывается в виде отдельных участков, из них развиваются проводящие пучки. В ходе деления прокамбия кнаружи откладывается первичная флоэма, а внутрь первичная ксилем.

— гистоген основная меристема даёт начало клеткам основной паренхимы (хлоренхима и запасающая паренхима). Причём из основной меристемы, расположенной под протодермой сформируется основная паренхима первичной коры.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к
профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные
корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Расчет
стоимостиГарантииОтзывы

Из перецикла может развиваться механическая ткань, чаще всего склеренхима.

Основная меристема, располагающаяся в центре, внутрь от камбия, даёт начало сердцевине, которая состоит из запасающей паренхимы.

У травянистых растений прокамбий закладывается в виде отдельных фрагментов и в результате формируется первичное пучковое строение стебля.

У древесных растений прокамбий закладывается в виде непрерывного целостного кольца, в результате формируется первичное непучковое, или сплошное строение стебля.

Первичное строение стебля травянистых двудольных растений

У двудольных травянистых растений прокамбий закладывается в виде фрагментов и в результате формируется первичное пучковое строение стебля. Однако у двудольных травянистых растений довольно быстро начинает формироваться вторичная меристема – камбий. Он закладывается из остатков прокамбия, а также из клеток основной паренхимы. У ряда растений камбий закладывается в виде фрагментов и формирует только проводящие ткани (т. е. входит только в состав пучков).

У других двудольных травянистых растений камбий закладывается в виде целостного кольца, в котором выделяют пучковый камбий и межпучковый камбий.

Пучковый камбий формирует кнаружи от себя вторичную флоэму, а внутрь от себя вторичную ксилему. Межпучковый камбий и кнаружи, и внутрь откладывает клетки основной запасающей паренхимы. В результате такого строения стебель утолщается равномерно.

В стебле травянистых двудольных растений также различают покровы, первичную кору и стель.

Покровы представлены эпидермой.

Первичная кора в отличие от однодольных растений достаточно мощная. Самый наружный слой первичной коры обычно представлен колленхимой. Колленхима может располагаться в виде сплошного кольца, или в виде фрагментов. Глубже располагается основная паренхима, представленная как хлоренхимой, так и запасающей паренхимой.

В стеле проводящие пучки открытого типа располагаются упорядоченно по одной окружности. Между пучками расположены клетки основной запасающей паренхимы. Стель такого типа строения называется эустель. В самом центре эустеля располагается сердцевина, представленная также клетками запасающей паренхимы.

Происхождение камбия у травянистых двудольных растений может быть различным. У одних видов он возникает очень рано из сплошного кольца прокамбия вслед за появлением первичных элементов ксилемы и флоэмы. В этом случае первичное и вторичное строения стебля будет непучковым.

У других растений прокамбий закладывается тяжами
и камбий возникает не только из прокамбия, но и из паренхимы между уже сформировавшимися проводящими пучками. В этом случае первичное строение
стебля будет пучковым, а вторичное – либо пучковым, либо переходным. Пучковое строение будет в том случае, если межпучковый камбий
дифференцируется только в паренхиму; переходное – если межпучковый камбий, как и пучковый, образует элементы ксилемы и флоэмы. Лишь у немногих травянистых двудольных не образуется сплошной камбиальный цилиндр, а камбий остаётся только внутри пучков, между которыми расположена паренхима. У таких растений стебель не может сильно утолщаться.

При пучковом строении стебля у двудольных растений пучки расположены в один ряд по окружности параллельно поверхности стебля. Разнообразие строения стеблей двудольных чрезвычайно велико.

Вторичное утолщение стебля.

У большинства двудольных растений и голосеменных довольно рано возникают вторичные изменения анатомической структуры стебля, приводящие к формированию вторичного тела растения. Эти изменения связаны, главным образом, с активностью камбия и отчасти другой вторичной меристемой – феллогеном.

Камбий возникает из остатков прокамбия, на границе первичных ксилемы и флоэмы. Среди клеток камбия выделяют веретеновидные инициали (их клетки удлинены в вертикальном направлении) и лучевые инициали (их клетки удлинены в горизонтальном направлении). Из веретеновидных инициалей возникают проводящие элементы проводящих тканей, из лучевых инициалей – горизонтально ориентированные лучевые клетки сердцевидных лучей. Клетки, откладывающиеся в сторону наружной поверхности стебля, постепенно дифференцируются во вторичную флоэму, а клетки, откладывающиеся в сторону сердцевины – во вторичную ксилему. Образование вторичных флоэмы и ксилемы происходит благодаря периклинальному (клеточная пластинка закладывается параллельно поверхности стебля) и антиклинальному (клеточная пластинка закладывается перпендикулярно поверхности стебля) делению клеток камбия.

В результате вторичных изменений в центральном цилиндре первичная ксилема оттесняется к центру, и её остатки располагаются на границе с сердцевиной. Напротив, первичная флоэма оттесняется нарастающей вторичной флоэмой к периферии. Остатки первичной флоэмы располагаются по периферии наружной границы вторичной флоэмы. В дальнейшем они либо сдавливаются растущими вторичными тканями и малозаметны, либо иногда сохраняются в виде немногих волокон, неотличимых от волокон, возникающих из перецикла.

Первичная кора в стеблях однолетних побегов в целом изменяется мало. Она становится уже, но, как правило, сохраняется и функционирует; лишь в одревесневающих частях однолетних побегов под эпидермой, которая может слущиваться, нередко закладывается пробка.

Поможем написать любую работу на аналогичную
тему

Реферат
Анатомия стебля травянистых двудольных растений.
От 250 руб
Контрольная
работа
Анатомия стебля травянистых двудольных растений.
От 250 руб
Курсовая работа
Анатомия стебля травянистых двудольных растений.
От 700 руб

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему
учебному проекту

Узнать стоимость

Анатомическое строение стебля травянистых растений

В
стебле обычно выделяют 3 анатомо-топографические
зоны: покровную, первичной коры и
центрального, или осевого, цилиндра.

Стебель
травянистых растений снаружи покрыт
эпидермисом, под которым залегает
первичная кора, состоящая либо только
их паренхимы, либо из паренхимы и
механической ткани (у однодольных –
склеренхимы, у двудольных – колленхимы).
Наружные слои паренхимных клеток часто
зелёные, способны к фотосинтезу.
Внутренний слой первичной коры
дифференцируется в крахмалоносное
влагалище, или эндодерму. Стенки клеток
крахмалоносного влагалища часто
неравномерно утолщены, пропитаны
суберином и лигнином (на срезах видны
как пояски Каспари).

Внутреннюю
часть стебля занимает центральный
цилиндр, состоящий из проводящих,
механических и запасающих тканей.
Периферическую часть центрального
цилиндра, отделяющую проводящие пучки
от первичной коры, называют перициклом.
Он представлен либо паренхимой, либо
склеренхимой (иногда перицикл отсутствует).

У
травянистых двудольных растений
проводящие пучки расположены кольцом
вокруг сердцевины. При этом центральный
цилиндр может иметь пучковое или
непучковое строение. Проводящие пучки
открытые (есть камбий), коллатеральные
или биколлатеральные. Между ними
находятся широкие или узкие сердцевинные
лучи из паренхимы. Механические ткани
обычно занимают периферическое положение,
при этом колленхима входит в состав
первичной коры, а склеренхима – в состав
перицикла (склеренхима может отсутствовать).

Поперечный
срез стебля кукурузы

В
стебле кукурузы почти не развита
первичная кора. Под эпидермисом
расположено тонкое кольцо клеток
склеренхимы из толстостенных одревесневших
плотно прилегающих друг к другу клеток.
Часть проводящих пучков примыкает к
склеренхиме, другие расположены среди
паренхимных клеток центрального
цилиндра.

О
собенностью
проводящих пучков кукурузы (как и других
злаков) является правильное чередование
ситовидных трубок и клеток-спутниц во
флоэме и немногочисленные сосуды ксилемы
(рис.
63).

Рис.
63. Поперечный разрез стебля кукурузы
(Zea
mays
L.)
(по
Л.И. Абрамовой и Н.А. Березиной, 1990):

1
– эпидермис,

2
– склерифицированная паренхима,

3
– основная паренхима,

4
– проводящий пучок

роводящие пучки закрытые,
коллатеральные. Флоэма имеет вид сети,
имеющей крупные ячейки (клетки ситовидных
трубок) и мелкие узлы (прямоугольные
клетки-спутницы с зернистым содержимым).
Ксилема представлена 3-5 сосудами, между
которыми находятся одревесневшие клетки
механической ткани. При развитии пучка
некоторые внутренние элементы ксилемы
разрушаются, и образуется воздухоносная
полость.

Проводящие
пучки окружены обкладкой из механической
ткани (склеренхимы) (рис.
64).

Рис.
64. Коллатеральный закрытый проводящий
пучок кукурузы

(Zea
mays
L.)
(по
В.Г. Хржановскому и др., 1963):

1
– основная паренхима,

2
– склеренхима,

3,
4 – флоэма,

5
– древесная парехнима,

6
– пористые сосуды,

7,
8 – спирально-кольчатый и кольчатый
сосуды,

9
– воздушная полость

Поперечный
срез стебля тыквы

На
поперечном срезе стебля тыквы видна
покровная ткань – эпидермис из плотно
сомкнутых клеток, покрытых слоем
кутикулы. Местами на эпидермисе заметны
многоклеточные волоски (рис.
65).

Под
эпидермисом находятся участки механической
ткани – уголковой колленхимы, для
которой характерно утолщение стенок в
местах соединения нескольких клеток,
при этом смежные стенки двух соседних
клеток остаются тонкими.

Между
отдельными участками колленхимы и
внутрь от колленхимы расположены клетки
паренхимы, округлые в очертании, часто
с хлоропластами. Внутренний слой
паренхимы представляет собой эндодерму
– крахмалоносное влагалище. Колленхима
и паренхима с эндодермой вместе составляют
первичную кору стебля, окружающую
центральный проводящий цилиндр.

Внутрь
от эндодермы расположено узкое кольцо
плотно сомкнутых одревесневших
многоугольных клеток склеренхимы
(волокон) и несколько слоёв паренхимных
клеток. Вместе склеренхима и паренхима
составляют наружную часть центрального
цилиндра – перицикл.

В
центральной части среза находится
пятилучевая воздушная полость,
образовавшаяся в результате разрушения
паренхимных клеток. Между лучами полости
и снаружи от них среди клеток паренхимы
расположены проводящие пучки – 5 больших
и 5 маленьких.

Рис.
65. Анатомическое
строение стебля тыквы (Cucurbita
pepo
L. )
(по
В.Н. Вехову и др., 1980):

1
– схема строения поперечного среза; 2
– строение наружной части стебля

ЭП
– эпидермис; УКл – уголковая колленхима;
П – паренхима; КВл — крахмалоносное
влагалище; СкП – склеренхима перицикла;
ВП – воздушная полость; НФл – наружная
флоэма; Кмб – камбий; Кс – ксилема; ВФл
– внутренняя флоэма; БП – биколлатеральные
пучки

учки
построены по одному плану, но лучше
детально рассматривать крупный пучок
(рис.
66).
В центре каждого пучка расположена
ксилема (обычно на срезах обработанных
флороглюцином и соляной кислотой –
красного цвета, т.е. ее клетки одревесневшие,
содержат лигнин). В ней видны крупные
отверстия с толстыми стенками – сосуды
и мелкие клетки механической ткани. С
внешней и внутренней стороны к ксилеме
прилегает флоэма (т.е. пучки биколлатеральные).
Флоэма состоит из крупных округло-многоугольных
клеток ситовидных трубок (иногда заметны
ситовидные пластинки), мелких клеток-спутниц
и немногочисленных клеток паренхимы.
Камбий, расположенный между ксилемой
и наружной флоэмой, заметен только при
большом увеличении микроскопа. Он
представляет собой слой тонкостенных
клеток, способных к делению. Вновь
образованные клетки со временем
дифференцируются в ксилему (внутрь от
камбия) или флоэму (наружу от камбия).

У
однодольных травянистых растений
проводящие пучки расположены диффузно,
они закрытые, коллатеральные или
концентрические. Из механических тканей
обычна склеренхима, вторичного утолщения
стебля, как правило, нет.

Рис.
66. Биколлатеральный открытый проводящий
пучок тыквы (Cucurbita
pepo
L.)
(по
В.Г. Хржановскому и др., 1963):

1
– основная паренхима,

2
– наружная флоэма,

3
– камбий,

4
– вторичная ксилема,

5
– первичная ксилема,

6
– внутренняя флоэма,

7
– ситовидная пластинка

Вопросы
к пройденному материалу:

Какие
типы тканей встречаются у растений? В
чем их особенности?
Дайте
сравнительную характеристику флоэмы
и ксилемы.
Назовите
отличия в анатомическом строении стебля
однодольных и двудольных травянистых
растений.
Назовите
и объясните особенности типов строения
проводящих пучков (открытый и закрытый
коллатеральный, биколлатеральный,
концентрический, радиальный).

5.2 Анатомия двудольных растений | Опорные и транспортные системы у растений

5.2 Анатомия двудольных растений (ESG7C)

В этом разделе описывается строение корней и стеблей двудольных растений, после чего следует описание строения клеток в различных тканях. Учащиеся могут использовать микроскопы или микрофотографии, чтобы наблюдать и рисовать поперечные сечения корня и стебля. Предметные стекла могут быть сделаны из стеблей сельдерея или тыквы для просмотра тканей ксилемы и вторичных структур утолщения. Этот раздел также может быть связан с митотическим делением клеток при описании вторичного роста. Свяжите годовые кольца на стволе дерева с исследованиями окружающей среды (изменение климата), которые будут преподаваться позже. Годовые кольца также используются для оценки возраста дерева.

Различия между однодольными и двудольными растениями (ESG7D)

Все растения классифицируются как производящие семена или не дающие семена . Те, которые производят семена, делятся на цветущие (покрытосеменные) и нецветущие (голосеменные). Цветковые растения далее делятся на однодольных и двудольных (однодольных и двудольных) растений.

Рисунок 5.1: Цветущие растения, такие как акация.

Рисунок 5.2: Голосеменные – это нецветущие растения, такие как сосны или «черная ель», показанные выше.

У покрытосеменных семядоля является частью семени растения. Количество семядолей (моно- или ди-) используется для классификации цветковых растений. У однодольных растений одна семядоля, у двудольных — две. Растения, принадлежащие к каждой группе, имеют ряд общих признаков, таких как строение листа и корня, прочность стебля, строение цветка и части цветка. Некоторые различия между однодольными и двудольными представлены на рис. 5.3.

Рисунок 5.3: Сравнение однодольных и двудольных растений.

Помимо перечисленных выше различий, однодольные и двудольные растения имеют важные различия в корнях. Однодольные имеют сеть мочковатых корней, а двудольные имеют стержневые корни.

В предыдущей главе вы узнали о ключевых растительных тканях, участвующих в опорных и транспортных функциях, а именно о ксилеме, флоэме, колленхиме и склеренхиме. Напомним, что эти ткани участвуют как в транспортной, так и в опорной роли у растений. В разных частях растения ткани расположены по-разному. В этом разделе мы изучим общее строение (или анатомию) двудольных растений.

Анатомия корня (ESG7F)

Корневые системы отвечают за следующие функции:

абсорбция воды и органических соединений;
крепление корпуса установки к земле; и
хранение пищевых продуктов и питательных веществ.

Когда семя прорастает, первой структурой, которая появляется, является корень или корень . Это становится основным корнем . Другие корни, отходящие от основного корня, называются 9.0009 вторичные корни (рис. 5.4). Растущий кончик корня защищен корневым чехликом , когда он движется через грубую почву. Корневой чехлик слизистый по своей природе, что облегчает движение. Над корневым чехликом находится апикальная меристема . В этой меристематической области клетки непрерывно делятся путем митоза с образованием новых клеток. В дополнение к митозу вновь делящиеся клетки подвергаются удлинению в том же направлении, что и корень.

Рисунок 5.4: Первичная и вторичная корневая система хлопчатника

Над областью удлинения клеток в области корневых волосков находятся тысячи крошечных корневых волосков . Функция корневых волосков заключается в поглощении воды и растворенных минеральных солей из почвы. По мере роста корень утолщается и может дать боковых корней в зрелой области, как показано на рис. 5.5.

Рисунок 5.5: Корень двудольного растения

Существует два основных типа корневой системы.

Стержневая корневая система : корневая система, состоящая из одного первичного корня и множества вторичных корней, ответвляющихся от главного корня. Примеры стержневых корней включают морковь и свеклу, где корни выполняют функцию хранения. Стержневые корни встречаются у двудольных растений.
Мочковатая корневая система : система без доминирующего первичного корня, но с множеством вторичных корней аналогичного размера. Мочковатые (придаточные) корневые системы распространены у однодольных растений. Примеры включают кокосы и травы.

Распределение тканей в корне

Различные ткани корня имеют общее для всех двудольных растений распределение, показанное на рис. 5.6.

Рисунок 5.6: Профиль корня двудольных растений, показывающий основные ткани корневой системы, которые также способствуют транспортировке.

Эпидермис представляет собой один слой клеток снаружи, который защищает внутренние ткани. Эпидермальный слой корня не имеет водонепроницаемой кутикулы, так как это препятствует поглощению воды. Структурно клетки корневого волоска (показаны на рис. 5.7) имеют большие центральные вакуоли и покрывают большую площадь поверхности, что позволяет воде легко проникать в эти клетки посредством осмоса.

Рисунок 5.7: Схема клетки корневого волоска

Кора состоит из паренхима клетки. Эти большие тонкостенные клетки имеют лейкопласты для хранения крахмала и большие вакуоли для хранения воды и растворенных сахаров. Межклеточные пространства между клетками паренхимы облегчают движение воды от клеток корневых волосков снаружи растения к ксилеме внутри растения.

Энтодерма образует самый внутренний слой коры. Это слой плотно упакованных модифицированных клеток паренхимы. Радиальные и поперечные клеточные стенки утолщены непроницаемым для воды восковым субериновым слоем, известным как полоска Каспари. Этот слой помогает регулировать поток воды из коры в стелу, а не позволяет воде распространяться на все клетки корня. Чтобы помочь направлять воду, в энтодерме, прямо напротив ксилемы, есть тонкостенные проходные клетки, позволяющие воде быстро перемещаться в ксилему.

Стела , или сосудистый цилиндр (отвечает за транспортировку воды и минералов), состоит из перицикла, флоэмы, камбия и ксилемы. Перицикл является самым внешним слоем стелы и состоит из одного или нескольких рядов тонкостенных клеток меристематической паренхимы. Он находится в тесном контакте с тканями ксилемы и флоэмы корня. Он участвует в образовании боковых корней.

Ткань флоэмы отвечает за транспортировку пищи от листьев растения к клеткам корня. камбий отделяет ткани ксилемы и флоэмы друг от друга. Это область, где происходит вторичный рост тканей ксилемы и флоэмы. Ткань Xylem отвечает за транспортировку воды и растворенных минеральных солей в ткань ксилемы стебля и листьев. Эти клетки укреплены лигнином для поддержки. Ямки в клеточных стенках обеспечивают боковое движение воды. На рис. 5.8 показаны окрашенные ткани корня, визуализированные с помощью конфокальной микроскопии. Он показывает внутреннюю структуру клеток корня, включая эпидермис, кору, эндодерму и перицикл.

Конфокальная микроскопия — это усовершенствованный вид микроскопии, который позволяет нам окрашивать различные типы клеток или структуры в разные цвета и визуализировать их в 3D с помощью специальных лазеров и компьютерного программного обеспечения.

Рисунок 5.8: Окрашенные ткани корня, полученные с помощью конфокальной микроскопии. Цветовой ключ: коричневый, эпидермис; красный, кора; синий, эндодерма; зеленый, перицикл.

Анатомия ствола (ESG7G)

Стебли обычно растут над поверхностью почвы и по направлению к солнечному свету. В зависимости от твердости стебля можно выделить травянистые стебли, которые представляют собой лиственные недревесные структуры, и древесные стебли. Одревесневшие стебли тверже травянистых.

Стержни выполняют четыре основные функции.

Подставка для растения , удерживающая листья, цветы и плоды прямо над землей. Стебли удерживают листья на свету и обеспечивают прикрепление цветов и плодов.
Транспорт воды, минеральных солей и сахаров между корнями и побегами по ксилеме и флоэме.
Хранение питательных веществ.
Производство новой живой ткани : стебли содержат меристематическую ткань, из которой образуется новая ткань.

Главный стебель развивается из перья зародыша , а боковые ветви развиваются из почек. Узлы и междоузлия — это участки на стебле. Узлы — это области, из которых развиваются листья и боковые ветви, а области между узлами известны как междоузлия (показаны на рис. 5.9).). Устьица , или поры, можно найти в стеблях молодых растений. Впоследствии мы обсудим ткани, присутствующие в стебле двудольных растений. Ствол дерева (показан на рис. 5.10) — это ствол.

Рисунок 5.9: Стебель с междоузлиями и узлами, а также черешками листьев.

Рисунок 5.10: Фотография секвойи. Ствол дерева – это его ствол.

Внутренняя структура стебля двудольных

На рис. 5.11 схематически показано расположение тканей в стебле двудольных растений. Подробная информация о каждом типе ткани описана в этом разделе.

Эпидермис : Одиночный слой клеток, покрывающий стебель и в свою очередь покрытый восковой кутикулой. Водонепроницаемая кутикула помогает предотвратить потерю воды и, таким образом, предотвращает высыхание внутренних тканей. Поскольку функция эпидермиса заключается в защите подлежащих тканей, клетки эпидермиса плотно упакованы и имеют утолщенные стенки. Эпидермис может содержать волосовидные выросты, известные как трихомы, и устьица с замыкающими клетками. Устьица, присутствующие в эпидермисе, обеспечивают транспирацию и газообмен для дыхания и фотосинтеза.

Кора : Область, состоящая из колленхимы , паренхимы и эндодермы

Колленхима : несколько слоев живых клеток, лежащих под эпидермисом. Эти клетки не лигнифицированы, но имеют неравномерно утолщенные клеточные стенки. Клетки колленхимы утолщены в углах, но тонкостенны в других местах. Утолщенные углы усиливают ствол и обеспечивают поддержку, а тонкостенные секции обеспечивают гибкость на ветру. Клетки колленхимы содержат хлоропласты, которые производят питание для растения в процессе фотосинтеза.
Паренхима : Находится под клетками колленхимы и составляет основную часть коры. Клетки тонкостенные, имеются межклетники, играющие важную роль в газообмене. Паренхима хранит синтезированные органические продукты (в основном крахмал), произведенные в других частях растения.

Рис. 5.11: Поперечное сечение стебля двудольных, показывающее распределение тканей.

Сосудистый цилиндр или стела : Состоит из перицикл , сосудистые пучки и сердцевина

Перицикл : Обычно встречается в корнях и у низших сосудистых растений, а также в стеблях. Однако у высших сосудистых растений отчетливый слой клеток может отсутствовать. Перицикл, если он присутствует, может состоять либо из тонкостенных клеток паренхимы, либо из клеток склеренхимы с относительно тонкими или сильно утолщенными стенками. У растений, подвергающихся вторичному росту, перицикл вносит свой вклад в сосудистый камбий, часто расходящийся в пробковый камбий.
Сосудистые пучки : Характерно организованы в виде кольца внутри перицикла двудольных растений. Зрелые сосудистые пучки состоят из проводящей воду ксилемы, камбия и проводящей пищу флоэмы. Флоэма расположена снаружи пучка, а ксилема ближе к центру (см. рис. 5.11). Флоэма и ксилема разделены меристемной тканью, известной как камбий, который отвечает за вторичное утолщение . Xylem имеет одревесневшие клеточные стенки, что помогает ему выполнять две важные функции, а именно; укрепление и поддержка стебля, транспортировка воды и минералов от корневой системы к листьям. Функция флоэмы заключается в транспортировке синтезированного питания из листьев в другие части растения.
Сердцевина (или сердцевина) : Занимает большую центральную часть стебля. Сердцевина состоит из тонкостенных клеток паренхимы, содержащих межклетники. Там, где паренхима проходит между сосудистыми пучками в виде тонких полос, она известна как медуллярные лучи и может быть продолжена в сердцевину и кору паренхимы. Клетки сердцевины запасают воду и крахмал, а межклеточные пространства обеспечивают газообмен. Мозговые лучи облегчают транспорт веществ из ксилемы и флоэмы во внутреннюю и внешнюю части стебля.

Исследование: изучить структуру корня и стебля

ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ:

Очень важно, чтобы учителя использовали для этого очень молодую морковь – чем меньше/уже морковь, тем больше шансов, что учащиеся смогут полностью отрезать от нее очень тонкий срез. Если морковь толстая, возможно, лучше попытаться отрезать от ПОЛОВИНЫ моркови тонкий срез, а не делать его настолько толстым, что сквозь него не будет проникать свет. Толстые срезы вообще не позволят увидеть ни одной детали. Очень важно использовать очень острое лезвие/нож.

Возраст и размер сельдерея не имеют значения. Эти стебли довольно легко нарезать тонкими, но они все равно должны быть настолько тонкими, насколько ученик может их сделать. Обратите внимание, в частности, на хорошо заметные сосудистые пучки (более темные толстостенные «точки» на ножке).

В качестве альтернативы, это практическое занятие можно проводить с использованием различных овощей. Педагоги могут предложить учащимся обсудить различные овощи, у которых есть корни, стебли и листья.

Это практическое задание требует использования йода, поэтому важно установить, есть ли у учащихся аллергия на йод. Если учащиеся не уверены, любой учащийся, страдающий аллергией на моллюсков, не должен быть допущен к эксперименту, поскольку у него может быть аллергия на йод.

В этом практическом занятии учащиеся будут готовить слайды. Это не должно быть новым навыком для учащихся, но по-прежнему важно провести демонстрацию для учащихся, прежде чем они приступят к практической работе.

Каплю воды или раствора йода рекомендуется наносить на предметное стекло ПЕРЕД исследованием образца. Учащимся следует рекомендовать запомнить фразу «Всегда сначала жидкость» — это предотвращает обезвоживание образца.

Поскольку это крупные экземпляры, учащимся может не понадобиться объектив 40x. Их образцы также, вероятно, будут немного толстыми, и могут быть видны небольшие детали, но должна быть видна разница в цвете между корой корня и сосудистой тканью, а также очевидные сосудистые пучки стебля по сравнению с фоновой тканью паренхимы.

Нет необходимости формально оценивать рисунки, которые делают учащиеся. Хорошей практикой для них является создание рисунков из материалов, которые они подготовили сами, и это дает им возможность попрактиковаться в правильном построении биологических диаграмм. Они должны иметь заголовок, который включает увеличение и масштабную линейку.

По следующей ссылке представлена информация о том, как сделать предметное стекло для микроскопа с влажным креплением, и показано обучающее видео:

Изучение строения корня и стебля

Цель

Для изучения строения корня и стебля.

Аппарат

Световой микроскоп
скальпель или нож
стебель сельдерея (стебель)
морковь (корень)
предметное стекло
раствор йода (краситель) или вода
покровное стекло
препаровальная игла или пинцет
бумага и карандаш
промокательная бумага или бумажное полотенце или салфетка
для разнообразия вы также можете попробовать использовать другие овощи

Метод

Подготовьте временное крепление методом орошения:

Отрежьте очень тонкий ломтик (поперечный срез) от середины стебля сельдерея и корня моркови. Хотя вы не сможете увидеть микроскопические детали ткани моркови под микроскопом, дифференциация по цвету будет очевидна.
Поместите этот раздел на предметное стекло в центр.
Добавьте каплю раствора йода поверх образца, чтобы окрасить его. Это делает его более заметным под микроскопом. Можно использовать воду, если йод недоступен.
Поместите покровное стекло рядом с каплей, как показано на схеме, затем медленно опустите его на предметное стекло. Это предотвратит образование пузырьков под покровным стеклом. Вы можете использовать секционную иглу, чтобы опустить покровное стекло на место. Капля будет распространяться наружу и подвешивать образец между предметным стеклом и покровным стеклом.
Позвоните своему учителю.
Включите микроскоп, убедившись, что самый нижний объектив установлен (объектив 4X).
Поместите слайд на сцену.
Сфокусируйте изображение под объективом 4X (самый нижний объектив) и рассмотрите структуру стебля сельдерея. Переключитесь на объектив 10X, чтобы рассмотреть его поближе. Чтобы увидеть детали структуры растительной ткани, используйте объектив 40 X. Внимательно наблюдайте за всеми частями и различными тканями.
Как только вы сможете увидеть определенные типы тканей, позвоните своему учителю.
Сделайте биологический рисунок вашего образца под микроскопом. Обратите внимание на увеличение и нарисуйте масштабную линейку. Обозначьте свою диаграмму в соответствии с тканями, о которых вы узнали.

Вторичный рост (ESG7H)

Растения, как и другие живые организмы, нуждаются в росте, и они делают это путем митоза. Рост клеток ограничивается специализированными клетками, из которых состоит меристематическая ткань. Меристематическая ткань состоит из мелких неспециализированных клеток. Эти клетки делятся путем митоза с образованием новых клеток, которые могут дифференцироваться , т.е. претерпевать изменения в своей структуре. Когда группы клеток дифференцируются, они образуют специализированную ткань (например, ксилему, флоэму, эпидермальные клетки). Существуют различные типы меристематической ткани:

Первичная меристематическая ткань находится на кончиках корней, стеблей и почек. Когда клетки делятся, образуются новые клетки, которые заставляют растение расти в длину. Это называется первичным ростом .
Вторичная меристематическая ткань происходит из постоянной ткани, обычно ткани паренхимы, которая делится митозом. Камбий представляет собой вторичную меристематическую ткань, которая находится в корнях и стеблях. Когда эти клетки делятся митозом, растение становится шире. Это называется вторичным ростом .

Вторичный рост хорошо виден, если вы осмотрите пень дерева. В течение каждого вегетационного периода стебель растения увеличивается в ширину. Это известно как вторичное утолщение. К концу первого года роста клетки паренхимы между сосудистыми пучками становятся меристемными. Это означает, что они начинают активно делиться путем митоза и соединяются с камбием, находящимся в сосудистых пучках, образуя кольцо камбия в стебле (см. рис. 5.12). Клетки камбиального кольца начинают делиться, образуя вторичную флоэму (снаружи камбиального кольца) и вторичную ксилему (внутри камбиального кольца). Каждый год образуется еще одно кольцо вторичной флоэмы и вторичной ксилемы, в результате чего стебель становится шире.

Посмотрите это видео, чтобы узнать о самых старых деревьях на Земле!

Видео: 2CRX

Рисунок 5.12: Процесс вторичного утолщения стеблей.

Невозможно увидеть слои вторичной флоэмы, но видны слои вторичной ксилемы. Эти кольца образуют годовые кольца , которые можно использовать для определения возраста растения.

По мере того, как каждый год образуются новые кольца, старые кольца проталкиваются внутрь, и сосуды ксилемы схлопываются из-за давления. Древесина в центре становится более плотной и твердой, чем древесина на поверхности, и называется 9.0009 сердцевина . Самые молодые годовые кольца обнаружены на внешней транспортной воде. Эта древесина не такая плотная и называется заболонь . Кольца светлого цвета называются весенней древесиной. Они формируются весной и летом, когда условия выращивания благоприятны. Таким образом, эти кольца относительно широкие и светлые, поскольку стенки клеток ксилемы тонкие. Кольца темного цвета называются осенней древесиной. Они образуются осенью и зимой, когда условия произрастания неблагоприятны. Таким образом, кольца относительно узкие и темного цвета, поскольку стенки клеток ксилемы толстые. В некоторые годы кольца могут быть толще, чем в другие, в зависимости от количества осадков и полученных питательных веществ.

В растениях есть еще один тип камбия, называемый пробковым камбием . Пробковый камбий образуется, когда внешний слой паренхимы в коре становится меристематичным и образует клетки коры внутрь и пробковые клетки наружу. Это формирует сухие внешние клетки коры на стебле.

Сосудистый камбий и пробковый камбий разные и их не следует путать!

Рисунок 5.13: Годовые кольца на стволе дерева позволяют оценить возраст дерева, а также условия окружающей среды, в которых растет дерево.

Исследование: Наблюдение за годичными кольцами деревьев и оценка возраста и климатических условий

В этом расследовании учителя должны найти ствол дерева. Учителям рекомендуется получить ствол дерева с четкими годичными кольцами, а затем профессионально / с помощью электрической пилы обрезать его, чтобы получилось несколько секций для использования в классе. Может быть интересно найти разные виды деревьев или деревья из разных районов, чтобы можно было напрямую сравнивать тип годичных колец в разных районах и видах. Однако, если ствол дерева не может быть найден, учащимся можно дать изображение ствола дерева, показывающее годовые кольца.
Обратите внимание, что деревья из восточных прибрежных районов могут вообще не образовывать четких годовых колец, поскольку климат достаточно теплый и влажный в течение всего года, тогда как деревья из районов с очень холодными и сухими зимами, таких как Свободное государство, будут иметь хорошо видимые годовые кольца. .
Важно, чтобы учащиеся прочитали вводный абзац, так как это поможет им ответить на вопросы.
Гистограмма является просто предложением, а не требованием. Учителя могут сами решать, есть ли у них на это время
Возрастную и климатическую историю деревьев можно с успехом передать устно, если этого предпочитают учителя. Обсуждение в классе может быть очень плодотворным и без письменной работы.
Альтернативным способом оценивания является разделение класса на группы и предоставление каждой группе отдельного образца.

Наблюдение годичных колец деревьев для оценки возраста и климатических условий

Цель

Фон

Каждый год вокруг ствола дерева образуется новый слой ксилемы. Это образует годичные кольца, которые видны как круги в поперечном сечении срубленного дерева. Каждое кольцо дерева или древесный слой состоит из древесины двух цветов; светлая древесина, растущая весной и летом, и темная древесина, растущая осенью и зимой. Годичные кольца можно посчитать, чтобы приблизительно оценить возраст дерева. Иногда дерево образует много колец за один год или не образует годовых колец. Ширина годичных колец больше в годы с хорошими условиями произрастания. В годы с засухой или низкими температурами на деревьях образуются более узкие кольца. Поэтому, глядя на годичные кольца деревьев, можно составить представление о погоде, влияющей на дерево в конкретный год. Ученые могут использовать эту информацию, чтобы помочь определить погодные условия прошлого, а также такие события, как лесные пожары, землетрясения и извержения вулканов. Изучение прошлых событий с помощью годичных колец деревьев известно как дендрохронология.
dendros = дерево, chronos = время).

Метод

Осмотрите часть ствола/ствола дерева, предоставленную вашим учителем, и сосчитайте годичные кольца, начиная с самого внутреннего кольца. Измерьте ширину каждого кольца с помощью линейки или запишите, узкое оно или широкое. Запишите любые шрамы, вызванные такими событиями, как пожары или вредители.
Нарисуйте гистограмму, показывающую ширину годичных колец вашего дерева за каждый год жизни дерева.
Сколько лет этому дереву? Что можно сказать о климатических условиях на протяжении всей жизни этого дерева?

5.2 Внутри стеблей – наука о растениях

К концу этого урока вы сможете:

Обсуждать, как стебли растут за счет удлинения и увеличения их обхвата или диаметра.
Идентифицируйте ткани, изначально продуцируемые апикальными меристемами, и клетки, в которые они со временем созревают.
Различают стебли однодольных и двудольных растений по расположению сосудистых пучков.
Опишите функции некоторых специализированных клеток стебля.

Обратите внимание на это изображение пальмы, потому что оно появится позже. Подумайте, где и как он растет. Travel Aficionado — CC BY-NC 2.0

растения — это растения, надземные части которых отмирают до поверхности почвы в конце вегетационного периода. Побеги травянистых растений увеличиваются в длину и в диаметре так же, как и корни: на кончике стебля образуются новые клетки, а затем эти новые клетки увеличиваются в длину и в объеме в области удлинения сразу за меристемой. Стебли травянистых растений обычно не сильно утолщаются и вместо этого полагаются на ветвление, чтобы расти в стороны (хотя есть исключения, такие как подсолнечник и томат, стебли которых заметно утолщаются). Ветвление побега инициируется в узлах, где имеются содержащие их разрастающиеся ветки.

Непрерывный рост ствола в диаметре, как у дерева, где ствол и ветви ежегодно увеличиваются в диаметре, требует активной боковой меристемы, называемой . Камбий представляет собой меристему в сосудистой ткани, расположенную между ксилемой и флоэмой, которая продолжает продуцировать новые клетки ксилемы внутрь стебля и новые клетки флоэмы наружу. Образование ксилемы и флоэмы из клеток камбия называется и характерно для древесных многолетних растений. Мы рассмотрим растения со вторичным ростом в другом уроке.

Некоторые травянистые растения являются однолетними, например, фасоль и анютины глазки, у которых за зиму отмирает все растение. Эти растения завершают свой жизненный цикл от семени до цветка и семени за один год. У других травянистых растений, таких как мятлик Кентуккийский и хризантемы, за зиму отмирает только надземная часть (если только это не действительно суровая зима). Корень или, в некоторых случаях, подземная ткань стебля хранит питательные вещества для роста в следующем сезоне. Весной, когда температура почвы и воздуха достаточно прогревается, из узлов на компактных тканях стебля появляются новые побеги, часто называемые . Клетки в ткани короны выдерживают суровые зимние температуры, потому что они накапливают сахара и другие соединения, которые действуют как антифризы. Они расположены очень близко к поверхности почвы или даже немного защищены почвой. Это положение на почве или в почве, а также снежный покров приводит к тому, что температура вокруг кроны намного выше, чем температура воздуха над снегом. Фактически, температура воздуха может быть -20°F над снегом и всего на несколько градусов ниже нуля (32°F) вокруг кроны.

Посмотрите это видео с подробным описанием стеблей двудольных растений (2:19).

На этой микрофотографии травянистого стебля показаны четыре основные части (в порядке снаружи внутрь): эпидермис, кора, сосудистый пучок и . Обратите внимание, как сосудистые пучки двудольных растений расположены кольцом по окружности стебля растения с корой наружу и сердцевиной внутрь.

Стебель двудольных. Библиотека изображений биологии муниципального колледжа Беркшира. Общественное достояние

Эпидермис – Это прочное покрытие представляет собой один слой живых клеток. Эти клетки плотно упакованы и служат для защиты внутренних частей растения. Стенки утолщены и покрыты тонким восковым водонепроницаемым слоем, называемым кутикулой, который уменьшает потерю воды растением. Устьица с замыкающими клетками находятся в эпидермисе, и их функция позволяет газам проникать в стебель и выходить из него, как и в листьях. У некоторых стеблей из эпидермиса появляются одноклеточные или многоклеточные волосовидные выросты, называемые . Ниже представлено изображение трихом на стебле томата, соцветии и листе.

Стебли, листья и соцветия помидоров имеют обильные трихомы. Куинн Домбровски — CC BY-SA

Кора — кора, также известная как основная меристема, находится внутри эпидермиса и простирается внутрь стебля. Она состоит из трех типов клеток: паренхимы, колленхимы и склеренхимы.

Сосудистые пучки – Эта область содержит волокна склеренхимы, укрепляющие ствол и обеспечивающие защиту сосудистого пучка. У двудольных сосудистые пучки образуют отчетливое кольцо. Зрелый сосудистый пучок состоит из трех основных тканей – ксилемы, флоэмы и камбия. Флоэма всегда расположена снаружи пучка, а ксилема всегда ближе к центру. Камбий разделяет ксилему и флоэму, и у тех растений, у которых происходит вторичный рост, камбий образует новые клетки ксилемы и флоэмы: ксилема к центру, флоэма кнаружи.

Сердцевина занимает центральную часть стебля и состоит из тонкостенных клеток паренхимы, часто с более крупными межклетниками, чем в коре.

Поперечный срез молодого стебля подсолнуха (Helianthus), увеличенный в 100 раз. Библиотека изображений биологии муниципального колледжа Беркшира. Общественное достояние

На этом поперечном срезе стебля двудольных растений обратите внимание на клетки колленхимы в коре прямо под эпидермисом. Стебли подсолнечника довольно прочные, и эта прочность частично обусловлена слоем клеток колленхимы, придающим стеблю механическую устойчивость. Снаружи от каждого сосудистого пучка располагаются волокна склеренхимы, которые также способствуют прочности стебля подсолнуха. Затем, двигаясь снаружи внутрь, вы обнаружите флоэму, слой камбия, а затем ксилему. Сердцевина находится в центре.

Теперь вы, наверное, помните, что чуть выше мы сказали, что, как и у подсолнечника, у него нет камбия для увеличения обхвата стебля, так что же с камбием на этом изображении стебля подсолнуха? Что ж, вы увидите слой камбия между ксилемой и флоэмой стеблей двудольных, и он активен некоторое время и производит небольшое количество ксилемы и флоэмы, что способствует увеличению диаметра стебля подсолнечника. Однако эта ткань камбия не активна постоянно, как в одревесневших стеблях, и растение не переживает зиму.

Ткани, образующие стебли, в основном такие же, как и у двудольных, с основным отличием, очевидным в расположении сосудистых пучков. У однодольных сосудистые пучки разбросаны по всему стеблю, а не расположены кольцом. Поскольку нет кольца сосудистых пучков, нет «внутренней» сердцевины и «наружной» коры. Вся основная ткань считается корой.

Поперечный разрез стебля однодольной кукурузы, показывающий сосудистые пучки. Мелисса Ха. CCBY-NC 2.0

У однодольных сосудистые пучки флоэма всегда ориентирована наружу растения, а ксилема внутрь. Камбия нет, вторичного роста нет. Вокруг сосудистого пучка снаружи находится слой паренхимных клеток, называемый оболочкой пучка. Этот слой клеток очень важен для фотосинтеза. Сейчас мы будем считать его защитным покрытием и поддерживающей оболочкой вокруг сосудистого пучка.

Стебель однодольного растения с сосудистыми пучками. Библиотека изображений биологии муниципального колледжа Беркшира. Всеобщее достояние.

Так почему пальма? Потому что это исключение.

Пальма является однодольным растением, но в отличие от других однодольных, стебли которых довольно тонкие (как, например, у трав), их первичные стебли год от года увеличиваются в обхвате, хотя у них нет вторичного камбия. Пальмы имеют особый слой меристематических клеток, называемый первичной утолщающей меристемой, ориентированный снаружи стебля, который каждый год может инициировать новые сосудистые пучки и новые клетки паренхимы.