Основные ткани (паренхимы)составляют большую часть всех органов растений. Они заполняют промежутки между проводящими и механическими тканями и присутствуют во всех вегетативных и генеративных органах. Эти ткани образуются за счет дифференцировки апикальных меристем и состоят из живых паренхиматозных клеток, разнообразных по строению и функциям. Различают ассимиляционную, запасающую, воздухоносную и водоносную паренхимы.
В ассимиляционной, или хлорофиллоносной, паренхиме осуществляется фотосинтез.
Хлоренхима представлена живыми паренхимными тонкостенными клетками, в протопласте которых присутствуют хлоропласты. Выделяют три типа ассимилирующих тканей: столбчатая, губчатая и складчатая. Все они содержатся, как правило, в пластинках листьев.
Столбчатая, или палисадная, — основная фотосинтезирующая ткань в растении. Клетки ее имеют цилиндрическую форму, плотно сомкнуты и располагаются в листьях перпендикулярно верхней эпидерме. Обычно они образуют один слой, реже два-три. Столбчатые клетки содержат большое количество хлоропластов, а их несколько вытянутая форма способствует оттоку продуктов фотосинтеза.
Губчатая, или рыхлая, ткань также находится в листьях, обычно под столбчатой. Она содержит много межклетников, о чем свидетельствует ее название. Клетки имеют округлую или лопастную форму. Хлоропластов в них меньше, чем в клетках столбчатой ткани. Важными функциями губчатой хлоренхимы, наряду с фотосинтезом, являются газообмен и транспирация.
Складчатая хлоренхима встречается в основном в хвое и листьях некоторых злаков. Оболочка ее клеток образует внутрь складки, которые увеличивают поверхность оболочки, а значит, и пристенного слоя цитоплазмы, содержащего хлоропласты. Иногда складки образуются только на стенке, обращенной к поверхности органа (бамбук, анемона).
Всасывающие, поглощающие. Воду и питательные вещества, необходимые для своей жизнедеятельности, растения поглощают из окружающей среды. Водоросли и высшие водные растения всасывают их всей поверхностью своего тела. У высших растений, живущих на суше, имеются для этого специализированные поглощающие, или всасывающие, ткани, которые еще называют абсорбционными. К ним относят ризоиды и поглощающие воду волоски мхов, волосконосный слой корня, специальные поглощающие воду волоски в эпидерме растений, произрастающих в жарком и сухом климате, покровную ткань воздушных корней, а также щиток — видоизмененную семядолю однодольных.
У мхов отсутствуют корни, они поглощают воду в основном с помощью ризоидов, представляющих собой выросты кожицы, которые отделены от ее клеток перегородкой. Часто ризоиды состоят из одной тонкостенной удлиненной клетки с закругленной верхушкой. Когда верхушка соприкасается с субстратом, она образует выросты — ветвления. Сфагновые мхи содержат специальные поглощающие воду гиалиновые клетки. На стеблях они образуют покров из нескольких слоев, а в листочках располагаются между узкими хлорофиллоносными клетками. Гиалиновые клетки крупные, мертвые, их стенки имеют спиральные утолщения и мельчайшие отверстия, открывающиеся наружу. Через отверстия капиллярным путем вода поступает в гиалиновые клетки, заполняя их. Именно этим объясняется большая влагоемкость мхов: они удерживают количество воды, во много раз превышающее их массу.
Волосконосный слой является покровной тканью корня в зоне всасывания выше точки роста. Он носит название ризодермы, или эпиблемы. Клетки этого слоя образуют выросты — корневые волоски. Они живые, с тонкими целлюлозными оболочками, пристенным слоем цитоплазмы и большой центральной вакуолью. Ядро обычно расположено в той части цитоплазмы, которая находится в волоске, туда же проникает и вакуоль.
У одних растений каждая клетка ризодермы образует волоски, у других — в ней имеются клетки двух типов — трихобласты, образующие волоски, и атрихобласты, их не имеющие. Причем в корнях разных растений волоски формируются неодинаково.
К поглощающим относится веламен — покровная ткань воздушных корней растений-эпифитов, которые используют в качестве опоры стволы и ветви деревьев. Корни этих растений находятся не в почве, а в воздухе. Веламен состоит из нескольких слоев мертвых паренхимных клеток, оболочки которых имеют спиральные или сетчатые утолщения. В оболочке находятся сквозные отверстия, через которые в клетки веламена капиллярным путем проникает вода (дождь, роса)
Читайте также: Послойное строение мягких тканей
Запасающая паренхима преобладает в стебле, корне, корневище. В клетках этой ткани откладываются запасающие вещества: белки, жиры, углеводы.
Растения откладывают в запас большое количество органических веществ. Накопление и хранение питательных веществ происходит в запасающих тканях. Клетки этих тканей обычно тонкостенные или реже толстостенные, плотно сомкнутые или с межклетниками. Их оболочки имеют простые округлые поры. Иногда запасающие клетки очень велики, особенно в сочных плодах. Их можно видеть невооруженным глазом, например, на разломе яблока или арбуза.
Запас питательных веществ может находиться в клетке в протопласте, в вакуоле, реже в клеточной оболочке. В протопласте — цитоплазме, пластидах, сферосомах — вещества могут откладываться в твердом (крахмал, белок), жидком (масла) и растворенном состоянии. Так, в цитоплазме обычно накапливаются белки в виде кристаллов и алейроновых зерен (семена фасоли, сои, гороха, клещевины), капелек масла (семена масличных растений, плоды маслины), в пластидах — крахмал в виде крахмальных зерен (семена злаков, бобовых, клубни картофеля), реже белки и масла, в сферосомах — масла. В вакуолях в растворе содержатся сахара (корнеплоды сахарной свеклы, мякоть сочных плодов), растворимые полисахариды, например инулин (корни и клубни топинамбура, георгина, цикория, одуванчика). В клеточной оболочке запасные вещества представлены гемицеллюлозами, что используются в семенах некоторых растений при прорастании (люпин, пальмы).
У однолетних растений запасающие ткани находятся в основном в семенах и плодах. Они расходуются при прорастании и росте проростка до его позеленения и перехода к фотосинтезу. У многолетних растений запасные вещества откладываются не только в семенах и плодах, но и в вегетативных органах — коре, древесине и сердцевине стебля, в коре и древесине корня. Эти вещества используются растением при распускании почек весной, росте молодых побегов и корней. Кроме того, у многих растений имеются специализированные запасающие органы — корневища, клубни, луковицы.
Воздухоносная паренхима, или аэренхима, состоит из живых клеток и больших воздухоносных полостей (межклетников), представляющих собой резервуары для запаса газообразных веществ. Эти полости окружены клетками основной паренхимы (хлорофиллоносной или запасающей). Аэренхима хорошо развита у водных растений в различных органах и может встречаться у сухопутных видов. Главное назначение аэренхимы — участие в газообмене, а также обеспечение плавучести растений (рис. 2.15).
К запасающим относят также водоносная паренхимы. Они состоят из клеток с крупными вакуолями, содержащими водянистый клеточный сок, в котором часто присутствуют слизи, поглощающие и удерживающие воду. Водоносные клетки отдают воду по мере необходимости другим тканям, в первую очередь меристемам и хлоренхиме. При потере воды растянутые ранее оболочки водоносных клеток сокращаются, образуя складки на радиальных стенках. Когда ткани снова обогащаются водой, радиальные стенки клеток распрямляются, тургор их восстанавливается. Водоносная ткань характерна для суккулентов — растений с сочными, богатыми водой вегетативными органами (алоэ, агава, молодило, молочай, очиток, кактус). Крупные водоносные клетки встречаются в листьях некоторых злаков, много воды запасается в чешуях луковиц, к водоносным можно отнести гиалиновые клетки сфагновых мхов
Особенности строения столбчатой ткани: взаимосвязь структуры и функций
Особенности строения столбчатой ткани листа обусловливают выполнение его важнейших функций. Благодаря этому осуществляется жизнедеятельность всего растительного организма. В нашей статье мы рассмотрим отличительные черты анатомии и физиологии столбчатой ткани.
Читайте также: Оформление тканями в доу
Особенности внутреннего строения листа
В растении столбчатая ткань располагается в листе. Как устроен этот орган? Снаружи он покрыт кожицей. Эта разновидность покровной ткани состоит из плотно прилегающих живых клеток, среди которых располагаются устьица. За счет данных структур обеспечивается проникновение молекул газообразных веществ: кислорода — в растение, а диоксида углерода и паров воды — в обратном направлении.
Под кожицей располагаются клетки основной фотосинтезирующей ткани. Они крупные, рыхло расположены, поэтому составляют основу листа. Проводящую и опорную функцию выполняют жилки — совокупность элементов проводящей и механической ткани. Вместе они формируют сосудисто-волокнистые пучки.
Основная ткань листа
Основная ткань состоит из клеток двух типов: столбчатых и губчатых. Последние имеют овальную форму, а в промежутках между ними располагаются межклетники. Данные структуры занимают до четверти листа. Элементы основной ткани с межклетниками образуют основу листа, запасают различные вещества, участвуют в газообмене. Особенности строения столбчатой ткани делают ее главной фотосинтезирующей структурой листа.
Столбчатая ткань: место расположения
Рисунок столбчатой клетки ткани листа иллюстрирует и особенности ее расположения. Она находится прямо под кожицей с верхней стороны листьев. Клетки данной ткани, действительно напоминающие столбики, могут размещаться в один или несколько рядов. Такое расположение объясняется ее основной функцией — осуществлением фотосинтеза. Оно оптимально для поглощения кислорода и солнечного света.
Особенности строения столбчатой ткани
Столбчатая является разновидностью основной ткани растения. Ее клетки имеют цилиндрическую форму, расположены вертикально и плотно прилегают друг к другу. Количество слоев столбчатой ткани напрямую зависит от интенсивности солнечного излучения. Так, в листьях растений, которые растут на свету, их может быть несколько. А у теневыносливых видов данная ткань развита слабо.
Рисунок столбчатой клетки ткани листа демонстрирует ее основные структуры. Это тонкая оболочка, ядро, митохондрии, комплекс Гольджи, ЭПС. Центральное положение и основной объем клетки занимает вакуоль. Эта полость, заполненная клеточным соком, является своеобразным резервуаром для запаса воды и растворенных в ней веществ. Благодаря наличию хлоропластов, клетки столбчатой ткани имеют зеленый цвет, придавая его и всему листу.
Фотосинтезирующими могут быть разные части растений. К примеру, у кактусов, листья которых редуцированы в колючки, эту функцию осуществляет мясистый стебель. К фотосинтезу способны и многие одноклеточные организмы: хламидомонада, эвглена зеленая, цианобактерии.
Столбчатая ткань: выполняемые функции
Столбчатые клетки содержат наибольшее количество хлоропластов по сравнению с другими элементами основной ткани. Поэтому их главная функция — осуществление фотосинтеза. Его значение сложно переоценить, поэтому его масштабы часто называют планетарными.
Этот фотохимический процесс происходит на внутренней мембране хлоропластов при условии наличия солнечного света, углекислого газа и воды. Продуктами данной реакции является моносахарид глюкоза. Его растение использует в качестве источника энергии, необходимой для его роста и развития. Соединяясь в цепочки, глюкоза образует сложный углевод крахмал. Его гранулы откладываются про запас в цитоплазме в виде включений.
Вторым продуктом реакции фотосинтеза является кислород. Этот газ — необходимое условие аэробного дыхания, которое является основным признаком всего живого на планете. Суть этого процесса заключается в окислении органических веществ с высвобождением энергии их химических связей. Особенности строения столбчатой ткани обеспечивают и ориентацию хлоропластов, которая позволяет им как можно эффективнее улавливать солнечный свет.
Итак, столбчатая ткань является разновидностью основной. Ее клетки имеют цилиндрическую вытянутую форму и вертикально располагаются под верхней кожицей листа. Функции столбчатой ткани обусловлены особенностями строения: ее клетки содержат зеленые пластиды хлоропласты и обеспечивают протекание фотосинтеза. Этот процесс планетарного значения обеспечивает главные условия жизни. В его результате растения обеспечиваются органическими веществами, за счет которых питаются, а все остальные организмы — кислородом, необходимым для дыхания.
Читайте также: Как пошить платье из блестящей ткани
Количество и размеры хлоропластов в клетках
Количество хлоропластов в клетках служит одним из важнейших физиологических показателей продуктивности листа, поскольку ассимиляционная поверхность клеток зависит, безусловно, от этого показателя. Отсюда понятен тот большой практический интерес, который помогает выяснению природы пластидообразования и возможности управления этим процессом с целью повышения продуктивности фотосинтеза.
Численность хлоропластов в клетке варьирует в очень широких пределах, от 1—2 до 100 и больше. У высших растений клетки с 1—2 хлоропластами встречаются очень редко, обычно их насчитывается несколько десятков. Причем в клетках разных тканей у одного и того же растения число пластид может быть различным. Таким образом, этот показатель исключительно лабилен и зависит, как это было экспериментально показано, не только от вида растения, его возрастного состояния, яруса листа, но также и от условий вегетации. Улучшение снабжения растений минеральными элементами, особенно азотом, содействует увеличению количества хлоропластов. Под влиянием усиленного питания азотом и другими элементами минерального питания повышается жизнедеятельность клеток в целом, что положительно отражается и на пластидообразовании.
На число пластид, образующихся в клетке, оказывает влияние и водный режим почвы. При хорошем водообеспечении растений наблюдается заметное увеличение количества хлоропластов. Данные Л. И. Онищенко, полученные для сахарной свеклы, показывают, что при влажности почвы, равной 30% от полной полевой влагоемкости, в клетках листьев 14-го яруса в среднем содержится по 139 хлоропластов, а при 60%-ной влажности — 174 хлоропласта.
Фотосинтетическая активность растений зависит не только от количества хлоропластов, но и от их линейных размеров, которые колеблются в довольно широких пределах у разных систематических групп растений, особенно у водорослей. Некоторые виды водорослей отличаются гигантскими пластидами — до 100 мкм. У большинства же высших растений хлоропласты далеко не столь велики — обычно от 3 до 10 мкм, а в среднем 4—6 мкм, причем у растений, произрастающих в затененных местах, они крупнее, чем у растущих на открытых, незатененных местах, даже в клетках разных тканей одного и того же листа хлоропласты могут отличаться по величине. Так, для губчатой паренхимы листа характерны более крупные хлоропласты, чем для столбчатой паренхимы этого же листа. Размеры пластид не остаются постоянными и на протяжении жизни растения: развитие и превращение пропластид в хлоропласты сопровождается их увеличением, а по мере старения пластид размеры их, наоборот, неуклонно уменьшаются.
Совсем недавно установили, что хлоропласты могут быстро изменять свои размеры в зависимости от освещения. На свету их объем резко уменьшается, в темноте происходит возвращение к первоначальному размеру, причем это сопряжено с перестройкой их внутренней структуры. Уменьшение объема на свету происходит с затратой энергии, которую поставляют молекулы такого чрезвычайно богатого энергией соединения, каким является аденозинтрифосфат (АТФ). Считается, что сократительная способность хлоропластов обусловлена наличием в них белка, аналогичного по своим свойствам сократительному белку мышц. Есть полное основание полагать, что дальнейшее изучение этого явления, как и вообще влияния различных факторов внешней среды на размеры и количество пластид, позволит найти пути, которые дадут возможность более активно управлять фотосинтетической деятельностью растений.
Источник: Н.Н. Овчинников, Н.М. Шиханова. Фотосинтез. Пособие для учителей. Изд-во «Просвещение». Москва. 1972
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом