Ткани растений таблица 5 класс: Ткани — Пасечник 5 класс (ответы)

Ткани растений (таблица)

ТКАНИ РАСТЕНИЙ

ТКАНИ РАСТЕНИЙ

Многообразие типов клеток появилось в растительном мире в длительном процессе эволюции (от лат. эволютио – «развертывание») – изменении во времени. У первых организмов Земли все клетки были почти одинаковыми. Позднее появились водоросли, мхи, папоротниковидные растения. У этих растений клетки имеют специфическое строение. Поэтому можно достаточно точно определить, растениям какой группы они принадлежат. Однако общее строение клетки у всех растений примерно одинаково.

Клетки с одинаковыми свойствами образуют у растений хорошо различимые группы. Одни группы обеспечивают рост растения, другие – питание, третьи – проведение веществ в организме.

Группы клеток, сходных по строению, функциям и имеющих общее происхождение, называют тканями.

В некоторых тканях клетки лежат очень близко друг к другу, в других – рыхло. Промежутки, образующиеся между клетками, называют межклеточными пространствами (или межклетниками). Не только клетки, но и межклетники входят в состав ткани. У высших растений различают ткани: образовательные, основные (фотосинтезирующие и запасающие), покровные, проводящие, механические.

Образовательная ткань состоит из клеток, которые способны делиться в течение всей жизни растения. Клетки здесь лежат очень близко друг к другу и постоянно делятся. Благодаря делению они образуют множество новых клеток, обеспечивая тем самым рост растения в длину и толщину. Появившиеся в ходе деления образовательных тканей клетки затем преобразуются в клетки других тканей растения.

Основная ткань выполняет такие функции в организме растения, как создание и накопление веществ. Например, в основной ткани находится пигмент хлорофилл, а значит, создается органическое вещество и запасается энергия солнечного излучения. Ткань, в которой образуются (синтезируются) органические вещества, преимущественно находится в мякоти листа.

Ткани, в клетках которых накапливаются запасные вещества, называют запасающими тканями. Пример запасающих тканей – мякоть плодов.

Рассматривая клетки листа элодеи, мы познакомились с примером фотосинтезирующей ткани. В прозрачной цитоплазме клеток этой ткани так много хлоропластов, что порой трудно рассмотреть ядро.

Запасающие и фотосинтезирующие ткани объединяют в одну группу основных тканей, т.к. они действительно обладают сходными функциями – создания и накопления веществ.

Покровная ткань защищает снаружи все органы растения. Клетки покровной ткани могут быть плотно сомкнутыми между собой. Например, в кожице, которая покрывает листья и молодые побеги, эти клетки с очень тонкой, прозрачной клеточной оболочкой легко пропускают солнечный свет в глубь растения. В корнях и стеблях оболочки клеток покровной ткани (пробки) могут опробковевать. Покровная ткань защищает растение от высыхания, перегрева и от механических повреждений.

Различают три вида покровных тканей: кожицу (эпидерму), пробку и корку. Кожицу листьев и стеблей называют эпидермой, кожицу корня – эпиблемой. 

Эпидерма состоит из одного слоя плотно прилегающих друг к другу клеток. Ее поверхность покрыта воскоподобным веществом – кутином, образующим кутикулу. Кутикула снижает испарение воды, воск делает поверхность органов несмачиваемой. Эпидерма покрывает листья и молодые побеги растения. Клетки кожицы содержат хлоропласты, Одной из функций эпидермы являются газообмен и транспирация, т. е. испарение воды. Эти процессы обеспечиваются устьицами – отверстиями, окаймленными двумя замыкающими клетками. При изменении осмотического давления внутри клеток щель может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен. Предполагают существование двух процессов, изменяющих осмотическое состояние вакуолярного сока. На свету происходит гидролиз крахмала в глюкозу, которая повышает осмотическое давление в вакуоли. Считают, что изменение давления регулируется также ионами калия, концентрация которых увеличивается в светлое время суток. У многих высших растений некоторые клетки кожицы образуют выросты, так называемые волоски, имеющие разнообразную форму и выполняющие различные функции. Нитевидные волоски, в большом количестве покрывающие зеленые части растений, ослабляют иссушающее действие ветра и солнца. Жгучие волоски имеют форму шипа, который при прикосновении вонзается в кожу и клеточный сок с раздражающими веществами вспрыскивается в ранку. Существуют также железистые волоски и нектарники, выполняющие секреторную функцию.

Пробка (перидерма, феллема) образуется на смену эпидерме и покрывает стебли и корни многолетних растений. Образование пробки связано с появлением вторичной меристемы – феллогена. Феллоген образуется под кожицей и располагается в виде кольца; при делении его клетки, откладывающиеся наружу, превращаются в пробку.  Пробка состоит из нескольких рядов мертвых плотно сомкнутых клеток, утолщенные стенки которых пропитаны суберином веществом, плохо пропускающим воздух и воду. Благодаря этому пробка предохраняет стволы и ветви от излишней потери воды, резких колебаний температуры и др. Для газообмена и транспирации в пробке имеются чечевички-отверстия, которые прикрыты рыхлой тканью, состоящей из живых, слабо опробковевших клеток.

Корка образуется в результате ежегодного наращивания отдельных слоев пробки. Феллоген также захватывает механические ткани и луб. В результате происходит отмирание участков тканей. На поверхности органа образуется корка – комплекс мертвых тканей. Толстые слои корки надежно предохраняют стволы деревьев от разного рода повреждений. Трещины в корке, на дне которых имеются чечевички, обеспечивают газообмен.

Проводящая ткань осуществляет передвижение растворенных питательных веществ по растению. У многих высших растений она представлена проводящими элементами (сосудами, трахеидами и ситовидными трубками). Проводящая ткань образует в теле растения непрерывную разветвленную сеть, соединяющую все его органы в единую систему – от тончайших корешков до молодых побегов, почек и кончиков листа.

Луб (вторичная флоэма) – комплекс проводящей (ситовидные трубки), механической и основной тканей.

Флоэма:

• Ситовидные трубки – состоит из вертикального ряда живых клеток, поперечные перегородки (ситовидные пластинки) пронизаны отверстиями в виде сита, сквозь них проходят тяжи цитоплазмы, через которые осуществляется по цитоплазме транспорт веществ (органические вещества) из клетки в клетку.

• Клетки-спутницы – способствуют передвижению веществ по ситовидным трубкам.

Древесина (вторичная ксилема) – комплекс проводящей, механической и основной тканей.

Ксилема:

• Трахеиды – вытянутые мертвые клетки с вытянутыми концами, одревесневевшие стенки которых имеют углубления (поры), затянутые мембраной. Ток жидкости по трахеидам медленный и происходит путем фильтрации через мембраны соседних клеток. Трахеиды – наиболее древние проводящие элементы. Они встречаются у цветковых растений, а у голосеменных и папоротникообразных являются единственными проводящими элементами ксилемы. 

• Сосуды (трахеи) – образованы из отдельных члеников, бывших ранее клетками. Это длинные микроскопические трубки. Поперечные стенки члеников сосудов почти полностью растворяются и возникают сквозные отверстия (перфорации). Просвет сосудов шире, чем у трахеид. Это более совершенная проводящая ткань, достигающая наибольшего развития у покрытосеменных.

Механическая ткань образована клетками с очень прочными оболочками. Благодаря ей растения могут противостоять большим механическим нагрузкам (например, переносить раскачивание ствола порывами ветра, удерживать тонкими стеблями и ветвями огромные кроны деревьев). Различают два вида механической ткани – колленхиму и склеренхиму. 

Колленхима, первичная механическая ткань, развита главным образом в растущих стеблях, черешках и листьях двудольных растений. Образована живыми, вытянутыми в длину клетками, часто содержащими хлоропласты. Клеточные стенки неравномерно утолщены. 

Склеренхима – наиболее важная механическая ткань высших растений. Образована клетками с равномерно утолщенными, часто одревесневшими стенками. Протопласт отмирает рано, и опорную функцию выполняют мертвые клетки, которые называют волокнами.  Волокна образованы прозенхимными клетками с равномерно утолщенными стенками. Концы клеток часто заострены. Живое содержимое полностью отмирает после окончания их роста в длину. Длина клетки в сотни и тысячи раз превышает их диаметр. Различают лубяные волокна (во вторичном приросте луба, или флоэмы) и древесинные волокна (во вторичной древесине, или ксилеме). 

Ткани растений и животных — презентация онлайн

Похожие презентации:

Эндокринная система

Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей

Хронический панкреатит

Топографическая анатомия верхних конечностей

Анатомия и физиология сердца

Мышцы головы и шеи

Эхинококкоз человека

Черепно-мозговые нервы

Анатомия и физиология печени

Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности

1. Ткани растений и животных

Н .И.Сонин
Биология
Живой организм
6 класс
Урок1. Ткани
растений.
Урок 2.Ткани
животных.
Эпителиальная и
соединительная
ткани.
Урок 3. Ткани
животных. Нервная и
мышечная ткани.

2. Организмы

Одноклеточные
Многоклеточные

3. Ткань и межклеточное вещество

Ткань- группа клеток, сходных по
размерам, строению и
выполняемым функциям.
Межклеточное вещество- особое
вещество, соединяющее клетки
одной ткани между собой.
Ткани растений
Ткани растений
Образовательная
Покровная
Механическая
Проводящая
Основная

5. Таблица. Сравнительная характеристика тканей растений.

Название
ткани
Образовательн
ая
Покровная
Механическая
Проводящая
Основная
Место
расположени
я
Строение
Функции

6. Образовательная ткань

Место
расположения:
кончик корня побега,
зародыш.
Особенности
строения:клетки мелкие
с крупными ядрами,
совсем нет вакуолей.
Функции:постоянное
деление, обеспечение
роста растения.

7. Покровная ткань

Место расположения:
кожица листа, пробковые
слои деревьев.
Особенности
строения:клетки могут
быть живые и мертвые.
Оболочки толстые,
прочные. Плотно
соединены друг с другом.
Функции:защита от
повреждений,
неблагоприятных
воздействий. Связывает
растение с внешней
средой.

8. Механическая ткань

Место
расположения:скорлупа
ореха, косточка
абрикоса, волокна
стебля.
Особенности
строения:клетки с
утолщенными,
одревесневшими
оболочками. Живое
содержимое часто
отсутствует. Особые
каменистые клетки.
Функции: опорная и
защитная.

9. Проводящая ткань

Место расположения:
корень, стебель,
лист.
Особенности
строения:клетки могут быть
как живые(ситовидные
трубки),так и
мертвые(сосуды), вытянутые
в длину.
Функции:проведение воды
с растворенными в ней
минеральными и
органическими веществами.

10.

Основная ткань

Место
расположения:мякоть
листа и плодов,
сердцевина стебля и
корня, мягкие части
цветка, главная масса
коры.
Особенности
строения:в клетках
мякоти листа содержится
хлорофилл.
Функции:Фотосинтез,
запас питательных
веществ.

11. Таблица. Сравнительная характеристика тканей растений

Название
ткани
Место
расположения
Особенности
строения
Выполняемые
функции
1.Образовательная
Кончик корня побега,
зародыш
Клетки мелкие с крупными
ядрами, совсем нет вакуолей
Постоянное деление,
обеспечение роста растения
2.Покровная
Кожица листа, пробковые
слои стволов деревьев
Клетки могут быть живые и
мертвые. Оболочки толстые,
прочные. Плотно соединены
друг с другом
1.Защита от повреждений,
неблагоприятных
воздействий.2.Связывает
растение с внешней средой.
3.Механическая
Скорлупа грецкого ореха,
косточка абрикоса и др. ,
волокна стебля
Клетки с утолщенными,
одревесневшими оболочками.
Живое содержимое часто
отсутствует. Особые
каменистые клетки. Волокна
1.Опорная функция
2.Защитная функция
4.Проводящая
Корень, стебель, лист
Клетки могут как живыми
(ситовидные трубки), так и
мертвыми (сосуды),
вытянутые в длину
Проведение воды с
растворенными в ней
минеральными и
органическими веществами
5.Основная
Мякоть листа и плодов,
сердцевина стебля и корня,
мягкие части цветка,
главная масса коры
В клетках мякоти листа
содержится хлорофилл
1.Фотосинтез
2.Запас питательных
веществ

12. Закрепление

Верные
Тест
и неверные утверждения

13. Домашнее задание

Стр.30-31
пересказ, вопросы с 8-12
устно. Составить синквейн.

14. Урок закончен.

Успехов в
учебе.

English    
Русский
Правила

Ткани и органы растений | Биология для специальности II

Результаты обучения

• Определение различных типов тканей и систем органов у растений

Ткани растений

Растения представляют собой многоклеточные эукариоты с тканевой системой, 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 обнаружены в меристемы , представляющие собой участки растений с непрерывным делением и ростом клеток. Меристематическая ткань Клетки являются либо недифференцированными, либо не полностью дифференцированными, и 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 концах стеблей и корней, которая позволяет растению увеличиваться в длину. Боковые меристемы способствуют увеличению толщины или обхвата 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, а сосудистая ткань переносит воду, минералы и сахара в различные части растения. Грунтовая ткань служит местом фотосинтеза, обеспечивает поддерживающую матрицу для сосудистой ткани и помогает запасать воду и сахара.

Рисунок 1. 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. (кредит: модификация работы «(biophotos)»/Flickr; данные масштабной линейки от Matt Russell)

Вторичные ткани бывают простыми (состоят из клеток сходного типа) или сложными (состоят из клеток разных типов). Кожная ткань, например, представляет собой простую ткань, покрывающую внешнюю поверхность растения и контролирующую газообмен. Сосудистая ткань является примером сложной ткани и состоит из двух специализированных проводящих тканей: ксилемы и флоэмы. Ткань ксилемы переносит воду и питательные вещества от корней к различным частям растения и включает три различных 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 проводящих клеток ксилемы, проводящие клетки флоэмы в зрелом возрасте живы. Ксилема и флоэма всегда прилегают друг к другу (рис. 1). В стеблях ксилема и флоэма образуют структуру, называемую 9.0011 сосудистый пучок ; в корнях это называется сосудистой стелой или сосудистым цилиндром .

Как и остальные части растения, стебель имеет три системы тканей: кожную, сосудистую и основную ткань. Каждый из них отличается характерными типами клеток, которые выполняют определенные задачи, необходимые для роста и выживания растения.

Кожная ткань

Кожная ткань стебля состоит в основном из эпидермиса, одного слоя клеток, покрывающих и защищающих подлежащую ткань. Древесные растения имеют прочный, водонепроницаемый внешний слой пробковых клеток, широко известный как кора, который дополнительно защищает растение от повреждений. Эпидермальные клетки являются наиболее многочисленными и наименее дифференцированными клетками эпидермиса. Эпидерма листа также содержит отверстия, известные как устьица, через которые происходит газообмен (рис. 2). Две клетки, известные как замыкающие клетки, окружают каждое устьице листа, контролируя его открытие и закрытие и, таким образом, регулируя поглощение углекислого газа и выделение кислорода и водяного пара. Трихомы – это волосовидные структуры на поверхности эпидермиса. Они помогают уменьшить транспирацию (потерю воды надземными частями растений), увеличить коэффициент отражения солнечного света и накапливать соединения, которые защищают листья от нападения травоядных.

Рисунок 2. Отверстия, называемые устьицами (в единственном числе: устьица), позволяют растению поглощать углекислый газ и выделять кислород и водяной пар. На цветной сканирующей электронной микрофотографии (а) показано закрытое устьица двудольных. Каждая устьица окружена двумя замыкающими клетками, которые регулируют ее (b) открытие и закрытие. (c) замыкающие клетки находятся в слое эпидермальных клеток (кредит a: модификация работы Луизы Ховард, Центр электронного микроскопа Риппеля, Дартмутский колледж; кредит b: модификация работы Джун Квак, Мэрилендский университет; данные масштабной линейки от Мэтта Рассела)

Сосудистая ткань

Ксилема и флоэма, составляющие сосудистую ткань стебля, расположены в виде отдельных тяжей, называемых сосудистыми пучками, которые проходят вверх и вниз по длине стебля. При осмотре стебля в поперечном сечении сосудистые пучки стеблей двудольных располагаются кольцом. У растений со стеблями, которые живут более одного года, отдельные пучки срастаются и образуют характерные годичные кольца. В стеблях однодольных сосудистые пучки беспорядочно разбросаны по основной ткани (рис. 3).

Рисунок 3. В стеблях двудольных (а) сосудистые пучки располагаются по периферии основной ткани. Ткань ксилемы расположена по направлению к внутренней части сосудистого пучка, а флоэма — по направлению к внешней стороне. Волокна склеренхимы покрывают сосудистые пучки. В стеблях однодольных (б) сосудистые пучки, состоящие из тканей ксилемы и флоэмы, разбросаны по основной ткани.

Ткань ксилемы состоит из трех типов клеток: паренхимы ксилемы, трахеид и элементов сосудов. Последние два типа проводят воду и погибают при созревании. Трахеиды  представляют собой клетки ксилемы с толстыми лигнифицированными вторичными клеточными стенками. Вода перемещается от одной трахеиды к другой через области на боковых стенках, известные как ямки, где вторичные стенки отсутствуют. Элементы сосудов  представляют собой клетки ксилемы с более тонкими стенками; они короче трахеид. Каждый элемент сосуда соединяется со следующим посредством перфорационной пластины на торцевых стенках элемента. Вода проходит через перфорационные пластины и поднимается вверх по растению.

Ткань флоэмы состоит из клеток ситовидной трубки, клеток-спутниц, паренхимы флоэмы и волокон флоэмы. Серия ячейки ситовидных трубок  (также называемые элементами ситовидных трубок) расположены встык, образуя длинную ситовидную трубку, которая транспортирует органические вещества, такие как сахара и аминокислоты. Сахара перетекают из одной ситовидной ячейки в другую через перфорированные ситовидные пластины, которые находятся в концевых соединениях между двумя ячейками. Несмотря на то, что в зрелом возрасте они еще живы, ядро ​​и другие клеточные компоненты клеток ситовидной трубки распались. Клетки-компаньоны  находятся рядом с клетками ситовидной трубки, обеспечивая им метаболическую поддержку. Клетки-компаньоны содержат больше рибосом и митохондрий, чем клетки ситовидной трубки, в которых отсутствуют некоторые клеточные органеллы.

Наземная ткань

Наземная ткань в основном состоит из клеток паренхимы, но может также содержать клетки колленхимы и склеренхимы, поддерживающие стебель. Основная ткань внутри сосудистой ткани стебля или корня известна как сердцевина , а слой ткани между сосудистой тканью и эпидермисом известен как кора .

Органы растений

Как и животные, растения содержат клетки с органеллами, в которых происходят специфические метаболические процессы. Однако, в отличие от животных, растения используют энергию солнечного света для образования сахаров в процессе фотосинтеза. Кроме того, клетки растений имеют клеточные стенки, пластиды и большую центральную вакуоль: структуры, которых нет в клетках животных. Каждая из этих клеточных структур играет определенную роль в структуре и функции растения.

Смотреть Ботаника без границ , видео, созданное Ботаническим обществом Америки, о важности 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 репродуктивных частей растения, которые включают 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. На рисунке 4 показаны системы органов типичного растения.

Рисунок 4. Побеговая система растения состоит из листьев, стеблей, цветков и плодов. Корневая система закрепляет растение, поглощая воду и минеральные вещества из почвы.

Попробуйте

Внесите свой вклад!

У вас есть идеи по улучшению этого контента? Мы будем признательны за ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Развитие растений I: дифференцировка и функция тканей

Цели обучения

1. Описать признаки, функции и состав органов, тканей и типов клеток растений
2. Связь морфологии (корни, побеги, листья, системы тканей, типы клеток) с функцией
3. Отличие характеристик строения однодольных и двудольных растений
4. Распознавание взаимоотношений между эмбриональными структурами и морфологией взрослых растений

Как и животные, растения представляют собой многоклеточные эукариоты, тела которых состоят из органов, тканей и клеток с узкоспециализированными функциями. Взаимоотношения между органами растений, тканями и типами клеток показаны ниже.

Стебли и листья вместе составляют систему побегов . Каждый орган (корни, стебли и листья) включает все три типа тканей (основную, сосудистую и кожную). Различные типы клеток составляют каждый тип ткани, и структура каждого типа клеток влияет на функцию ткани, которую он включает. Ниже мы рассмотрим каждый из органов, тканей и типов клеток более подробно.

Приведенный ниже текст был адаптирован из OpenStax Biology 30.1

Сосудистые растения имеют две различные системы органов: побеговую систему и корневую систему . Побеговая система состоит из стеблей, листьев и репродуктивных частей растения (цветов и плодов). 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. Системы органов типичного растения показаны ниже.

Побеговая система растения состоит из листьев, стеблей, цветков и плодов. Корневая система закрепляет растение, поглощая воду и минеральные вещества из почвы. Изображение предоставлено: Биология OpenStax.

Мы последовательно рассмотрим каждый из этих уровней организации растений и закончим обсуждением того, как эмбриогенез приводит к развитию зрелого растения:

Корни семенных растений выполняют три основные функции: закрепляют растение в почве , поглощают воду и минералы и транспортируют их вверх и хранят продукты фотосинтеза . Некоторые корни модифицированы для поглощения влаги и газообмена. Большинство корней находятся под землей. Однако некоторые растения имеют и придаточные корни, которые выходят из побега над землей.

Корневые системы в основном бывают двух типов (показаны ниже):

• Системы стержневых корней имеют главный корень, растущий вертикально вниз, от которого отходит множество более мелких боковых корней. Стержневые корни проникают глубоко в почву и выгодны для растений, произрастающих в сухих почвах. Стержневые корни типичны для двудольные такие как одуванчики.
• Мочковатые корневые системы расположены ближе к поверхности и имеют густую сеть корней. Мочковатые корневые системы могут помочь предотвратить эрозию почвы. Мочковатые корни типичны для однодольных растений , таких как травы.

(a) Стержневые корневые системы имеют главный корень, растущий вниз, а (b) мочковатые корневые системы состоят из множества мелких корней. Изображение предоставлено: OpenStax Biology, модификация работы Austen Squarepants/Flickr)

Корневые структуры эволюционно адаптированы для определенных целей:

• Луковичные корни хранят крахмал.
• Воздушные корни и опора корни представляют собой две формы надземных корней, которые обеспечивают дополнительную поддержку для закрепления растения.
• Некоторые стержневые корнеплоды , такие как морковь, репа и свекла, приспособлены для хранения сахара/крахмала.
• Эпифитные корни позволяют растению расти на другом растении

Система побегов: стебли и листья

Приведенный ниже текст был адаптирован из OpenStax Biology 30.2

Стебли являются частью системы побегов растения. Их основная функция заключается в том, чтобы обеспечить поддержку растению, удерживая листья, цветы и бутоны. Конечно, они также соединяют корни с листьями, транспортируя поглощенную воду и минералы от корней к остальным частям растения, а также транспортируя сахара из листьев (места фотосинтеза) в нужные места по всему растению . Они могут иметь длину от нескольких миллиметров до сотен метров, а также различаться по диаметру в зависимости от типа растения. Стебли обычно находятся над землей, хотя стебли некоторых растений, например картофеля, также растут под землей.

Стебли могут быть нескольких видов:

• Травянистые Стебли мягкие и обычно зеленые
• Деревянистые стебли твердые и одеревеневшие
• Неразветвленные стебли имеют один стебель
• Разветвленные стебли с делениями и боковыми стеблями

Стебли растений, надземные или подземные, характеризуются наличием узлов и междоузлий (показано ниже). Узлы — это точки прикрепления листьев и цветов; междоузлия — это участки стебля между двумя узлами. Кончик побега содержит апикальную меристему внутри апикальной почки . Подмышечная почка обычно находится в области между основанием листа и стеблем, где она может дать начало ветви или цветку.

Листья прикрепляются к стеблю растения в местах, называемых узлами. Междоузлие — это участок стебля между двумя узлами. Черешок – это черешок, соединяющий лист со стеблем. Листья чуть выше узлов возникли из пазушных почек. Кельвинсонг – собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27509689

Приведенный ниже текст был адаптирован из OpenStax Biology 30.4

Листья являются основными места для фотосинтеза: процесс, посредством которого растения синтезируют пищу. Большинство листьев обычно зеленые из-за присутствия хлорофилла в клетках листа. Однако некоторые листья могут иметь разный цвет из-за других растительных пигментов, маскирующих зеленый хлорофилл.

Типичная структура листьев эвдикоты показана ниже. Типичные листья прикрепляются к стеблю растения черешком , хотя есть и листья, которые прикрепляются непосредственно к стеблю растения. Проводящая ткань (ксилема и флоэма) проходит через жилок в листе, которые также обеспечивают структурную поддержку.

На иллюстрации показаны части листа. Черешок – это стебель листа. Средняя жилка представляет собой сосуд, который простирается от черешка до кончика листа. Вены отходят от средней жилки. Листовая пластинка — широкая плоская часть листа. Маржа – это край листа. Изображение предоставлено: OpenStax Biology

Толщина, форма и размер листьев адаптированы к конкретным условиям. Каждая вариация помогает виду растения максимизировать свои шансы на выживание в конкретной среде обитания. Виды хвойных растений, которые хорошо растут в холодных условиях, такие как ель, пихта и сосна, имеют листья уменьшенного размера и игольчатого вида. Эти игольчатые листья имеют затонувшие устьица (ямки, обеспечивающие газообмен) и меньшую площадь поверхности: два атрибута, которые помогают уменьшить потерю воды. В жарком климате у растений, таких как кактусы, листья редуцированы до колючек, что в сочетании с их сочными стеблями помогает экономить воду. Многие водные растения имеют листья с широкой листовой пластинкой, которая может плавать на поверхности воды, и толстой восковой кутикула  (восковидное покрытие) на поверхности листа, отталкивающая воду.

Содержимое ниже адаптировано из OpenStax Biology 30.1

Системы тканей растений относятся к одному из двух основных типов: меристематическая ткань и постоянная (или немеристематическая) ткань. Меристематическая ткань аналогична стволовым клеткам животных: недифференцированные меристематические клетки продолжают делиться и способствуют росту растения. Напротив, постоянная ткань состоит из растительных клеток, которые больше не делятся активно.

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 тканей: кожная, сосудистая и основная ткань . Каждый орган растения (корни, стебли, листья) содержит все три типа тканей:

• Кожная ткань покрывает и защищает растение, регулирует газообмен и поглощение воды (в корнях). Кожная ткань стеблей и листьев покрыта восковым кутикула предотвращает потерю воды при испарении. Устьица представляют собой специализированные поры, обеспечивающие газообмен через отверстия в кутикуле. В отличие от стебля и листьев эпидермис корня не покрыт восковой кутикулой, препятствующей поглощению воды. Корневые волоски , являющиеся отростками эпидермальных клеток корня, увеличивают площадь поверхности корня, значительно способствуя поглощению воды и минералов. Трихомы или небольшие волосовидные или остроконечные выросты эпидермальной ткани могут присутствовать на стебле и листьях и помогают в защите от травоядных.
• Основная ткань выполняет различные функции в зависимости от типа клеток и расположения в растении и включает паренхиму (фотосинтез в листьях и запасание в корнях), колленхиму (поддержка побегов в зонах активного роста) и шлеренхиму ( опора побегов в областях, где рост прекратился) является местом фотосинтеза, обеспечивает поддерживающую матрицу для сосудистой ткани, обеспечивает структурную поддержку стебля и помогает запасать воду и сахара.
• Сосудистая ткань транспортирует воду, минералы и сахара к различным частям растения. Сосудистая ткань состоит из двух специализированных проводящих тканей: ксилемы и флоэмы . Ткань ксилемы переносит воду и питательные вещества от корней к различным частям растения, а также играет роль в структурной поддержке стебля. Ткань флоэмы переносит органические соединения от места фотосинтеза к другим частям растения. Ксилема и флоэма всегда лежат рядом друг с другом в сосудистый пучок  ( мы узнаем, почему позже ).

Каждый орган растения содержит все три типа тканей. Конинг, Росс Э. 1994. Основы растений. Информационный веб-сайт по физиологии растений. http://plantphys.info/plant_physiology/plantbasics1.shtml. (21.06.2017). Перепечатано с разрешения.

Прежде чем мы углубимся в детали растительных тканей, в этом видео представлен обзор структуры органов растений и функций тканей:

Каждый тип растительной ткани состоит из специализированных типов клеток, которые выполняют совершенно разные функции:

• Клетки сосудистой ткани:
  • Трахеиды
  • Элементы сосуда
  • Ячейки ситовидных трубок
  • Сопутствующие элементы
• Клетки кожной ткани:
  • Клетки эпидермиса
  • Устьица или, точнее, замыкающие клетки
  • Трихомы
• Клетки основной ткани:
  • Паренхима
  • Колленхима
  • Склеренхима

Несмотря на то, что эти типы клеток выполняют разные функции и имеют разную структуру, у них есть общая важная особенность: все растительные клетки имеют первичные клеточные стенки , которые являются гибкими и могут расширяться по мере роста и удлинения клетки. Некоторые (но не все) растительные клетки также имеют вторичную клеточную стенку, обычно состоящую из лигнина (вещества, которое является основным компонентом древесины). Вторичные клеточные стенки негибкие и играют важную роль в структурной поддержке растений. Мы опишем каждый из этих различных типов клеток по очереди и рассмотрим, как ткани выполняют сходные или разные функции в разных органах в зависимости от наличия определенных типов клеток.

Клетки в кожной ткани

Внешний слой ткани, окружающий все растение, называется эпидермисом и обычно состоит из одного слоя эпидермальных клеток, которые обеспечивают защиту и имеют другие специализированные приспособления в различных органах растения.

Эпидермис корня способствует поглощению воды и минералов. Корневые волоски, являющиеся продолжением эпидермальных клеток корня, увеличивают площадь поверхности корня, в значительной степени способствуя поглощению воды и минералов. Корни также содержат специализированные дермальные клетки, называемые эндодермой , которые находятся только в корнях и служат контрольно-пропускным пунктом для материалов, поступающих в сосудистую систему корня из окружающей среды. На стенках энтодермальных клеток имеется воскообразное вещество. Эта восковидная область, известная как полоса Каспари, заставляет воду и растворенные вещества пересекать плазматические мембраны энтодермальных клеток, а не скользить между клетками.   Фактически эндодерма представляет собой специализированный тип основной ткани. Эта ошибка исправлена ​​ниже в разделе о наземной ткани.

В стебле и листьях клетки эпидермиса покрыты восковым веществом, называемым кутикулой , которая предотвращает потерю воды в результате испарения. Кутикула НЕ присутствует на эпидермисе корней и является такой же, как полоска Каспари, которая присутствует в корнях. Чтобы обеспечить газообмен для фотосинтеза и дыхания, эпидермис листа и стебля также содержит отверстия, известные как устьиц (единственное число: устьиц ). Две клетки, известные как замыкающие клетки , окружают каждое устьице листа, контролируя его открытие и закрытие и, таким образом, регулируя поглощение углекислого газа и выделение кислорода и водяного пара. Стебли и листья также могут иметь трихомы , похожие на волоски структуры на поверхности эпидермиса, которые помогают уменьшить транспирацию (потерю воды надземными частями растений), увеличивают коэффициент отражения солнечного света и хранят соединения, защищающие листья от нападения травоядных.

На сканирующем электронном микроскопе с увеличением в 500 раз отчетливо видны несколько устьиц (а) на поверхности этого листа сумаха (Rhus glabra). При увеличении в 5000 раз замыкающие клетки (б) одиночного устьица лиролистного кресс-салата (Arabidopsis lyrata) имеют вид губ, окружающих отверстие. На этой световой микрофотографии поперечного сечения листа A. lyrata (с) видна пара замыкающих клеток вместе с большим подустьичным воздушным пространством в листе. (кредит: OpenStax Biology, модификация работы Роберта Р. Уайза; часть c данные масштабной линейки от Мэтта Рассела)

Трихомы придают листьям пушистый вид, как у этой (а) росянки (Drosera sp.). Трихомы листьев включают (b) разветвленные трихомы на листе Arabidopsis lyrata и (c) многоразветвленные трихомы на зрелом листе Quercus marilandica. (кредит: OpenStax Biology, a: Джон Фриланд; кредит b, c: модификация работы Роберта Р. Уайза; данные шкалы Мэтта Рассела)

Клетки в сосудистой ткани

Как и у животных, сосудистая ткань транспортирует вещества по всему телу растения. Но вместо кровеносной системы, которая циркулирует с помощью насоса (сердца), сосудистая ткань у растений не циркулирует веществ в петле, но вместо этого транспортируется от одного конца растения к другому (например, вода от корней к побегам). Сосудистая ткань растений состоит из двух специализированных проводящих тканей: ксилемы , проводящей воду, и флоэмы , проводящей сахара и другие органические соединения. Один сосудистый пучок всегда содержит ткани как ксилемы, так и флоэмы. В отличие от кровеносной системы животных, где сосудистая система состоит из трубок, состоящих из выстлана слоем клеток, сосудистая система растений состоит из клеток — вещество (вода или сахара) на самом деле перемещается через отдельных клеток, чтобы попасть из одного конца растения в другой.

Ткань ксилемы транспортирует воду и питательные вещества от корней к различным частям растения и включает сосудистых элементов и трахеид , обе из которых представляют собой трубчатые удлиненные клетки, проводящие воду. Трахеиды встречаются у всех типов сосудистых растений, но только у покрытосеменных и некоторых других специфических растений есть сосудистые элементы. Трахеиды и элементы сосудов расположены встык, с перфорациями, называемыми 9.0011 делает ямы между соседними ячейками, чтобы обеспечить свободный поток воды из одной ячейки в другую. Они имеют вторичные клеточные стенки, упрочненные лигнином , и обеспечивают структурную поддержку растения. И трахеиды, и элементы сосудов мертвы при функциональной зрелости, а это означает, что они фактически мертвы, когда выполняют свою работу по транспортировке воды по всему телу растения.

Ткань флоэмы, транспортирующая органические соединения от места фотосинтеза к другим частям растения, состоит из ситовидных ячеек и сопутствующих клеток . Ситчатые клетки проводят сахара и другие органические соединения и расположены встык с порами, называемыми ситовидными пластинами между ними, чтобы обеспечить движение между клетками. Они живы при функциональной зрелости, но лишены ядра, рибосом или других клеточных структур. Таким образом, ситовидные клетки поддерживаются клетками-компаньонами, которые лежат рядом с ситовидными клетками и обеспечивают метаболическую поддержку и регуляцию.

Ксилема и флоэма всегда расположены рядом друг с другом. В стеблях ксилема и флоэма образуют структуру, называемую сосудистым пучком; в корнях это называется сосудистой стелой или сосудистым цилиндром.

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. (кредит: OpenStax Biology, модификация работы «(biophotos)»/Flickr; данные масштабной линейки от Matt Russell)

Клетки в основной ткани

Основная ткань – это все остальные ткани растения, кроме кожной ткани или сосудистой ткани. Клетки основной ткани включают паренхиму , (фотосинтез в листьях и хранение в корнях), колленхиму (поддержка побега в областях активного роста) и шлеренхима (поддержка побега в областях, где рост прекратился).

Паренхима — самый распространенный и универсальный тип клеток растений. У них есть первичные клеточные стенки, тонкие и гибкие, и у большинства из них отсутствует вторичная клеточная стенка. Клетки паренхимы тотипотентны, что означает, что они могут делиться и дифференцироваться во все типы клеток растения и являются клетками, ответственными за укоренение срезанного стебля. Большая часть ткани листьев состоит из клеток паренхимы, которые являются местами фотосинтеза, а клетки паренхимы листьев содержат большое количество хлоропластов для фитосинтеза. В корнях паренхима представляет собой места хранения сахара или крахмала и называется сердцевина (в центре корня) или кора (на периферии корня). Паренхима также может быть связана с клетками флоэмы в сосудистой ткани в виде лучей паренхимы.

Колленхима , как и паренхима, не имеет вторичных клеточных стенок, но   имеет более толстые стенки первичных клеток, чем паренхима. Это длинные и тонкие клетки, сохраняющие способность растягиваться и удлиняться; эта особенность помогает им обеспечивать структурную поддержку в растущих областях побеговой системы. Их очень много на удлиненных стеблях. «Волнистые» кусочки сельдерея — это прежде всего клетки колленхимы.

Клетки шлеренхимы имеют вторичные клеточные стенки, состоящие из лигнина , прочного вещества, которое является основным компонентом древесины. Таким образом, клетки шелренхимы не могут растягиваться и обеспечивают важную структурную поддержку зрелых стеблей после прекращения роста. Интересно, что клетки шлеренхимы мертвы при функциональной зрелости. Шлеренхима придает грушам зернистую текстуру, а также является частью сердцевины яблок. Мы используем волокна склеренхимы для производства полотна и веревок.

Корни также содержат специализированную основную ткань, называемую эндодермой , которая находится только в корнях и служит контрольным пунктом для материалов, поступающих в сосудистую систему корня из окружающей среды. На стенках энтодермальных клеток имеется воскообразное вещество. Эта восковидная область, известная как полоса Каспари, заставляет воду и растворенные вещества пересекать плазматические мембраны энтодермальных клеток, а не скользить между клетками.

Поперечное сечение листа, показывающее флоэму, ксилему, склеренхиму и колленхиму, а также мезофилл. Кельвинсонг — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25593329

Каждый орган растения содержит все три типа тканей с различным расположением в каждом органе. Существуют также некоторые различия в расположении этих тканей у однодольных и двудольных растений, как показано ниже: располагаются кольцом вокруг сердцевины. Кроме того, однодольные, как правило, имеют мочковатые корни, в то время как эвдикоты, как правило, имеют стержневой корень (оба показаны выше).

У типичных двудольных (слева) сосудистая ткань образует Х-образную форму в центре корня. У типичных однодольных (справа) клетки флоэмы и более крупные клетки ксилемы образуют характерное кольцо вокруг центральной сердцевины. Поперечное сечение корня двудольных имеет Х-образную структуру в центре. X состоит из множества клеток ксилемы. Клетки флоэмы заполняют пространство между X. Кольцо клеток, называемое перициклом, окружает ксилему и флоэму. Наружный край перицикла называется эндодермой. Перицикл окружает толстый слой ткани коры. Кора покрыта слоем клеток, называемым эпидермисом. Корень однодольного похож на корень двудольного, но центр корня заполнен сердцевиной. Клетки флоэмы образуют кольцо вокруг сердцевины. Во флоэме заключены круглые скопления клеток ксилемы, симметрично расположенные вокруг центральной сердцевины. Наружный перицикл, эндодерма, кора и эпидермис у корня двудольных одинаковы. Изображение предоставлено: OpenStax Biology

У стеблей двудольных сосудистые пучки располагаются кольцом по направлению к периферии стебля. У однодольных стеблей сосудистые пучки беспорядочно разбросаны по основной ткани.

В стеблях двудольных (а) сосудистые пучки располагаются по периферии основной ткани. Ткань ксилемы расположена по направлению к внутренней части сосудистого пучка, а флоэма — по направлению к внешней стороне. Волокна склеренхимы покрывают сосудистые пучки. В центре стебля находится наземная ткань. В стеблях однодольных (б) сосудистые пучки, состоящие из тканей ксилемы и флоэмы, разбросаны по основной ткани. Пучки мельче, чем у стебля двудольных, и невозможно различить отдельные слои ксилемы, флоэмы и склеренхимы. Изображение предоставлено: OpenStax Biology

Листья включают два различных типа фотосинтезирующих клеток паренхимы (столбчатые и губчатые). Как и все органы растений, они также содержат сосудистую ткань (не показана). Однодольные, как правило, имеют параллельные жилки сосудистой ткани в листьях, в то время как двудольные, как правило, имеют разветвленные или сетчатые жилки сосудистой ткани в листьях.

На рисунке листа (а) центральный мезофилл зажат между верхним и нижним эпидермисом. Мезофилл состоит из двух слоев: верхнего палисадного слоя, состоящего из плотно упакованных столбчатых клеток, и нижнего губчатого слоя, состоящего из рыхло упакованных клеток неправильной формы. Устьица на нижней стороне листа обеспечивают газообмен. Восковидная кутикула покрывает все надземные поверхности наземных растений, чтобы свести к минимуму потерю воды. Изображение предоставлено: OpenStax Biology

На этой диаграмме показаны различия между однодольными и двудольными растениями:

На этой диаграмме показаны различия между однодольными и двудольными цветами. Однодольные имеют одну семядолю и длинные и узкие листья с параллельными жилками. Их сосудистые пучки рассеяны. Их лепестки или части цветка кратны трем. Двудольные имеют две семядоли и широкие листья с сетью жилок. Их сосудистые пучки находятся в кольце. Их лепестки или части цветка кратны четырем или пяти. Автор: Flowerpower207 — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26233760

И это видео представляет собой хороший (хотя и сухой) обзор и синтез структуры и функций растений:

Эмбриогенез растений

Приведенный ниже текст адаптирован из OpenStax Biology 32.2

возникают из оплодотворенной яйцеклетки? Как мы уже обсуждали ранее , зигота асимметрично делится на апикальную клетку, которая станет эмбрионом, и подвеску, которая действует как пуповина, чтобы обеспечить питательные вещества от материнской ткани к эмбриональной. Перед оплодотворением существует градиент растительного гормона, называемого 9.0011 ауксин поперек семязачатка с более высокими концентрациями ауксина в области, которая станет апикальной клеткой. Асимметричное клеточное деление выделяет ауксин в апикальную клетку, устанавливая апикальную/базальную ось (аналогично передней/задней оси у животных). Таким образом, раннее развитие растений, как и раннее развитие многих видов животных, начинается с расщепления цитоплазматических детерминант в самом первом клеточном делении.