Как было сказано раньше, в процессе эволюции с выходом высших растений на сушу у них возникли ткани, которые достигли своей наибольшей специализации у цветковых растений. В этой статье мы рассмотрим подробнее, что представляют собой ткани растений, какие виды их существуют, какие функции они выполняют, а также особенности строения тканей растений.
Тканью называют группы клеток, сходных по своему строению и выполняющих одинаковые функции.
Основные ткани растений представлены на рисунке ниже:
Виды, функции и строение тканей растений.
Образовательная ткань растений.
| Название ткани | Строение | Местонахождение | Функции |
| 1. Верхушечная меристема | Молодые тонкостенные клетки с крупным ядром и густой цитоплазмой. Их деление происходит путем митоза . | Кончики корней, почки побегов (конусы нарастания) | Рост органов в длину благодаря делению клеток; образование тканей корня, стебля, листьев, цветков |
| 2. Боковая (камбий) | Между древесиной и лубом стеблей и корней | Рост корня и стебля в толщину; камбий внутрь откладывает клетки древесины, а наружу — клетки луба. | |
| 3. Вставочная меристема | Между постоянными тканями | Периодическое отрастание поврежденных листьев и стеблей |
Образовательная ткань растений
Покровная ткань растений.
| Название ткани | Строение | Местонахождение | Функции |
| 1. Первичная Кожица (эпидерма) | Плотно сомкнутые живые клетки с устьицами и утолщенной наружной стенкой | Покрывает листья, зеленые стебли, все части цветка | Защита органов от колебаний температуры, повреждений и высыхания |
| 2. Вторичная — пробка | Мертвые клетки, их стенки пропитаны жироподобным веществом суберином | Покрывает зимующие клубни, корневища, корни, стебли | |
| 3. Корка (покровный комплекс) | Много слоев пробки, а также другие мертвые ткани | Покрывает нижнюю часть стволов деревьев |
Покровная ткань растений — корка
Проводящая ткань растений.
2.Ситовидные трубки луба — флоэма
Сопровождающие клетки или клетки-спутницы
Вертикальный ряд живых клеток с ситовидными поперечными перегородками
Сестринские клетки ситовидных элементов, сохранившие свою структуру
Луб (флоэма), расположенный вдоль корня, стебля, жилок листьев
Всегда располагаются вдоль ситовидных элементов (сопровождают их)
Проведение органических веществ из листьев в стебель, корень, цветки
Принимают активное участие в проведении органических веществ по ситовидным трубкам флоэмы
Ткани растений
Образовательная ткань (меристема) обеспечивает рост растения. Состоит из мелких постоянно делящихся клеток.
- Верхушечная меристема обеспечивает рост стебля.
- Зона деления корня обеспечивает рост корня.
- Камбий – меристема, за счет которой стебель растет в толщину. Откладывает внутрь от себя вторичную ксилему, наружу – вторичную флоэму.
Механическая ткань придаёт прочность органам растений.
- Колленхима состоит из живых клеток с утолщенными, но не одревесневшими первичными оболочками. Они способны к росту, поэтому не препятствуют росту органов, в которых они расположены. Для выполнения опорной функции требуется тургор.
- Склеренхима. Состоит из клеток с утолщенными одревесневшими оболочками. Клетки мертвые, поэтому не могут расти, но зато работают без тургора.
Проводящая ткань состоит из проводящих элементов, волокон механической ткани и паренхимы.
- По ксилеме (древесине) передвигается вода с минеральными солями от корня наверх. Проводящие элементы – сосуды и трахеиды (мёртвые клетки).
- По флоэме (лубу) передвигается вода с сахарами. Проводящие элементы – ситовидные трубки. Они живые, но безъядерные, поэтому рядом с ними находятся клетки-спутники, производящие РНК.
Покровная ткань отделяет растение от окружающей среды, образована плотно прилегающими клетками.
- Эпидермис состоит из плотно сомкнутых основных клеток (прозрачные, не фотосинтезируют), устьиц (регулируют газообмен и транспирацию, фотосинтезируют) и железистых волосков.
- Пробка состоит из мертвых клеток, не пропускает через себя вещества. Всё, что лежит снаружи от пробки, отмирает, не может растягиваться и постепенно лопается (корка).
- Ризодерма содержит корневые волоски, покрывает зону всасывания кончика корня.
Как всё это расположено
Еще можно почитать
Задания части 1
Выберите один, наиболее правильный вариант. Элементы проводящей системы листа, состоящие из неживых клеток
1) ситовидные трубки
2) волокна
3) сосуды
4) клетки камбия
ОСНОВНАЯ — ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
Установите соответствие между строением, значением ткани растения и её типом: 1) образовательная, 2) запасающая
А) образована крупными живыми клетками с тонкими оболочками
Б) состоит из более или менее однородных клеток, способных делиться
В) расположена в точках роста корней и побегов
Г) расположена в семенах, плодах, сердцевине стебля и других органах
Д) обеспечивает рост растения, образование новых органов и тканей
Е) служит местом отложения запасных веществ: белков, жиров, углеводов
ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ — МЕХАНИЧЕСКАЯ — ПРОВОДЯЩАЯ — ПОКРОВНАЯ
Установите соответствие между примерами и типами растительных тканей: 1) проводящая, 2) механическая, 3) образовательная, 4) покровная. Запишите цифры 1-4 в порядке, соответствующем буквам.
А) эпидермис листа
Б) сосуды
В) ситовидные трубки
Г) зона деления корня
Д) кора стебля
Е) волокна древесины
ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ — ПОКРОВНАЯ
1. Установите соответствие между характеристиками и видами растительных тканей: 1) покровная, 2) образовательная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) выполняет защитную функцию
Б) образована плотно прилегающими живыми или мёртвыми клетками
В) обеспечивает рост и развитие растения
Г) является исходной для всех остальных тканей
Д) осуществляет связь растения с окружающей средой
Е) располагается в конусе нарастания
2. Установите соответствие между особенностями и видами растительных тканей: 1) образовательная, 2) покровная. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) обеспечивает рост растений
Б) клетки тонкостенные без хлоропластов и вакуолей
В) имеются устьица
Г) имеются чечевички
Д) обеспечивает газообмен
Е) клетки интенсивно делятся
ПРОВОДЯЩИЕ ТАБ
Проанализируйте таблицу. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) восходящий ток воды и минеральных солей
2) между корой и древесиной
3) выделение продуктов обмена веществ
4) нисходящий ток органических веществ
5) образовательная ткань
6) ситовидные трубки
7) кора
8) сердцевина
КСИЛЕМА
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных признаков характерны для ксилемы?
1) является основной тканью растения
2) служит для проведения воды от корней к листьям
3) клетки имеют сильно вытянутую форму
4) в клетках есть хлоропласты
5) стенки клеток утолщены
6) клетки живые
ФЛОЭМА
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных признаков характерны для флоэмы?
1) служит для проведения воды от корней к листьям
2) является проводящей тканью растения
3) клетки лишены клеточной стенки
4) в клетках есть хлоропласты
5) клетки лишены ядер
6) клетки имеют клетки-спутницы
КСИЛЕМА — ФЛОЭМА
1. Установите соответствие между признаком проводящей ткани и её типом: 1) ксилема (древесина), 2) флоэма (луб). Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) состоит преимущественно из живых клеток
Б) в стебле расположена снаружи от камбия
В) проводящие элементы — сосуды (трахеи)
Г) проводит воду и органические вещества
Д) обычно проводит воду и минеральные соли
2. Установите соответствие между характеристиками и структурами проводящих тканей растений: 1) сосуды, 2) ситовидные трубки. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) наличие клеток-спутниц
Б) образуют древесину
В) расположение клеток в лубе
Г) передвижение воды с минеральными веществами
Д) обеспечение нисходящего тока веществ
Е) мёртвые толстостенные клетки
3. Установите соответствие между характеристиками и структурами проводящих тканей растений: 1) сосуды, 2) ситовидные трубки, 3) волокна. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) многоклеточные полые трубки с одревесневшими стенками и отмершим содержимым
Б) вертикальные ряды живых клеток
В) длинные клетки с толстыми одревесневающими стенками и отмершим содержимым
Г) обеспечивают нисходящий ток воды с органическими веществами
Д) придают механическую прочность органам растений
Е) обеспечивают восходящий ток воды и минеральных веществ
КСИЛЕМА — ФЛОЭМА РИС
Установите соответствие между характеристиками и частями стебля, обозначенными на рисунке. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) расположение в коре
Б) наличие ситовидных трубок
В) наличие лубяных волокон
Г) проводящие элементы мёртвые
Д) ток веществ только восходящий
Е) транспорт растворённых в воде минеральных веществ
ПРОВОДЯЩИЕ — ПОКРОВНЫЕ
1. Установите соответствие между структурами и группами тканей: 1) проводящие, 2) покровные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) устьице
Б) механическое волокно
В) пробка
Г) корневой волосок
Д) ситовидная трубка
Е) железистый волосок
2. Установите соответствие между примерами и типами растительных тканей: 1) проводящие, 2) покровные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) эпидермис
Б) механическое волокно
В) пробка
Г) трахеиды
Д) ситовидная трубка
Е) корка
ПОКРОВНЫЕ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие структуры растения участвуют в процессе фотосинтеза?
1) камбий
2) луб
3) устьица
4) хлоренхима
5) ксилема
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ТКАНЕЙ
Установите последовательность расположения слоев на спиле дерева, начиная с пробкового слоя
А) камбий
Б) луб
В) пробка
Г) древесина
Д) сердцевина
ТКАНИ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
1. Установите соответствие между тканью и организмом, для которого она свойственна: 1) растение, 2) животное.
А) эпителиальная
Б) запасающая
В) соединительная
Г) механическая
Д) образовательная
Е) покровная
2. Установите соответствие между тканью и царством организмов, для которого эта ткань характерна: 1) растения, 2) животные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) проводящая
Б) мышечная
В) запасающая
Г) основная
Д) соединительная
3. Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие ткани из перечисленных присутствуют только у растений?
1) покровная
2) проводящая
3) основная
4) соединительная
5) эпителиальная
Мышечные ткани
Мышечные ткани — это ткани, для которых способность к сокращению является главным свойством. Мышечные ткани составляют активную часть опорно-двигательного аппарата (пассивной частью являются кости, соединения костей).
Общими свойствами всех мышечных тканей является сократимость и возбудимость. К данной группе тканей относятся гладкая, поперечнополосатая скелетная и поперечнополосатая сердечная мышечные ткани. Клетки мышечной ткани имеют хорошо развитый цитоскелет, содержат много митохондрий.
Гладкая (висцеральная) мускулатура
Эта мышечная ткань встречается в стенках внутренних органах (бронхи, кишечник, желудок, мочевой пузырь), в стенках сосудов, протоках желез. Эволюционно является наиболее древним видом мускулатуры.
Состоит из веретенообразных миоцитов — коротких одноядерных клеток. Между клетками имеются межклеточные контакты — нексусы (лат. nexus — связь). Благодаря нексусам возбуждение, возникшее в одной клетке, волнообразно распространяется на все остальные клетки.
Гладкая мышечная ткань отличается своей способностью к длительному тоническому напряжению, что очень важно для работы внутренних органов (к примеру мочевого пузыря), сокращается медленно, практически не утомляется. Скелетная мышечная ткань, которую мы изучим чуть позже, такой способностью не обладает — сокращается и утомляется быстро.
Осуществляется сокращение с помощью клеточных органоидов — миофиламентов, которые расположены в клетке хаотично и не имеют такой упорядоченной структуры, как миофибриллы в скелетной мускулатуре (все познается в сравнении, уже скоро мы их тоже изучим).
Особо заметим, что в гладкой мышечной ткани миофиламенты собираются в миофибриллы только во время сокращения. У таких временных миофибрилл не может быть регулярной организации, а значит ни у таких миофибрилл, ни у гладких миоцитов не может быть поперечной исчерченности.
Гладкая мышечная ткань сокращается непроизвольно (неподвластна воле человека). Работа гладких мышц обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой. К примеру невозможно по желанию сузить или расширить бронхи, кровеносные сосуды, зрачок.
Гладкая мышечная ткань называется неисчерченной, так как не обладает поперечной исчерченностью, характерной для поперечнополосатых скелетной и сердечной мышечных тканей.
Скелетная (поперечнополосатая) мышечная ткань
Скелетная мышечная ткань образует диафрагму (дыхательную мышцу), мускулатуру туловища, конечностей, головы, голосовых связок.
В отличие от гладкой мускулатуры, скелетная образована не отдельными одноядерными клетками, а длинными многоядерными волокнами, имеющими до 100 и более ядер — миосимпластами. Миосимпласт (греч. sim — вместе + plast — образованный) представляет совокупность слившихся клеток, имеет длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (соответствует длине мышцы).
Внутри миосимпласта находится саркоплазма, снаружи миосимпласт покрыт сарколеммой. Сократительные элементы — миофибриллы (лат. fibra — волоконце) — длинные тяжеобразные органеллы в миосимпласте (около 1400).
Характерная черта данной ткани — поперечная исчерченность, выражающаяся в равномерном чередовании светлых и темных полос на мышечном волокне. Это происходит потому, что границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, вследствие чего все волокно приобретает поперечную исчерченность. Теперь самое время изучить микроскопическую основу мышцы — саркомер.
Саркомер (от греч. sarco — мясо (мышца) + mere — маленький)
Саркомер — элементарная сократительная единица поперечнополосатых мышц, структурная единица миофибриллы. В состав саркомера (и миофибриллы в целом) входят миофиламенты (лат. filamentum — нить) двух типов, которые обеспечивают сократимость мышечной ткани.
Саркомер состоит из актиновых (тонких) и миозиновых (толстых) филаментов, которые образованы главным образом белками актином и миозином. Сокращение происходит за счет взаимного перемещения миофиламентов: они тянутся навстречу друг другу, саркомер укорачивается (и мышца в целом).
Источником энергии для сокращения служат молекулы АТФ. К тому же невозможно представить сокращение мышц без участия ионов кальция: именно они связываются с тропонином, что приводит к изменению конформации тропомиозина (тропонин и тропомиозин — регуляторные белки между нитями актина), за счет чего становится возможно соединение актина и миозина. При сокращении мышц выделяется тепло (сократительный термогенез).
Замечу, что трупное окоченение (лат. rigor mortis) — посмертное затвердевание мышц — связано именно с ионами кальция, которые устремляются в область низкой концентрации (в саркоплазму миосимпласта), способствуя связыванию актина и миозина.
После смерти в мышце перестает синтезироваться АТФ, ее уровень быстро снижается. Как следствие этого перестает функционировать Ca-АТФаза — насос, выкачивающий ионы Ca из саркоплазмы в саркоплазматический ретикулум (мембранная органелла мышечных клеток (сходная с ЭПС), в которой запасаются ионы Ca).
В саркоплазме повышается концентрация ионов Ca — замыкаются мостики между актином и миозином, однако разомкнуться они уже не могут, в связи с чем наблюдается стойкая мышечная контрактура (лат. contractura — стягивание, сужение): конечности очень сложно разогнуть или согнуть.
Вернемся к скелетным мышцам. Имеется еще ряд важных моментов, о которых нужно знать.
В процесс возбуждения вовлекается изолированно один миосимпласт, соседние миосимпласты (волокна) не возбуждают друг друга, в отличие от гладких миоцитов, где возбуждение предается между соседними клетками через нексусы. Скелетные мышцы сокращаются быстро и быстро утомляются (у гладких мышц фазы сокращения и расслабления растянуты во времени, мало утомляются) .
Скелетные мышцы сокращаются произвольно: они подконтрольны нашему сознанию. К примеру, по желанию мы можем изменить скорость движения руки, темп бега, силу прыжка. Мышцы покрыты фасцией, крепятся к костям сухожилиями, и, сокращаясь, приводят в движение суставы.
Сердечная поперечнополосатая мышечная ткань
Сердечная мышечная ткань образует мышечную оболочку сердца — миокард (от др.-греч. μῦς «мышца» + καρδία — «сердце»). Миокард — средний слой сердца, составляющий основную часть его массы. При работе сердечная мышечная ткань не утомляется.
Сердечная мышечная ткань состоит из кардиомиоцитов — одиночных клеток, имеющих поперечную исчерченность. Соединяясь друг с другом, кардиомиоциты образуют функциональные волокна.
Этот тип мышечной ткани удивительным образом сочетает свойства двух предыдущих, изученных нами, тканей (возбудимость, сократимость) и имеет одно новое уникальное свойство — автоматизм.
Автоматизм — способность сердечной мышечной ткани возбуждаться и сокращаться самопроизвольно, без влияний извне. Это легко можно подтвердить, наблюдая сокращения изолированного сердца лягушки в физиологическом растворе: сокращения сердца в нем будут продолжаться несколько десятков минут после отделения сердца от организма.
Места контактов соседних кардиомиоцитов — вставочные диски (в их составе находятся нексусы), благодаря которым возбуждение одной клетки передается на соседние, таким образом волнообразно охватываются возбуждением и сокращаются новые участки миокарда.
Большое число контактов между кардиомиоцитами обеспечивает высокую эффективность и надежность проведения возбуждения по миокарду. Сокращается эта ткань непроизвольно, не утомляется.
На рисунке или микропрепарате узнать данную ткань можно по центральному положению ядер в клетках, поперечной исчерченности, наличию вставочных дисков и анастомозов (греч. anastomosis — отверстие) — мест соединений боковых поверхностей функциональных волокон (кардиомиоцитов).
В норме возбуждение проводится по проводящей системе сердца от предсердий к желудочкам (однонаправленно). Участок сердечной мышцы, в котором генерируются импульсы, определяющие частоту сердечных сокращений — водитель сердечного ритма.
Автоматизм возможен благодаря наличию в миокарде особых пейсмекерных (англ. pacemaker — задающий ритм) клеток, которые также называют водителями ритма. Они спонтанно генерируют нервные импульсы, которые охватывают весь миокард, в результате чего осуществляется сокращение. Именно благодаря водителям ритма сердце лягушки продолжает биться, будучи полностью отделенным от тела.
Ответ мышц на физическую нагрузку
Физические нагрузки приводят к гипертрофии мышц (от др.-греч. ὑπερ- чрез, слишком + τροφή — еда, пища) — в них увеличивается количество мышечных волокон, объем мышечной массы нарастает.
В условиях гиподинамии (от греч. ὑπό — под и δύνᾰμις — сила), то есть пониженной активности, мышцы уменьшаются вплоть до полной атрофии (греч. а – «не» + trophe – питание). В худшем случае волокна мышечной ткани перерождаются в соединительную ткань, после чего пациент становится обездвиженным.
Необходимо отметить, что сердечная мышечная ткань также дает ответную реакцию на чрезмерную нагрузку: сердце увеличивается в размере, нарастает масса миокарда. Причиной могут быть генетические заболевания, повышенное артериальное давление. Гипертрофия сердца — состояние, требующее вмешательства врача и наблюдения за пациентом.
В большинстве случае гипертрофия сердца обратима, а у спортсменов наблюдается так называемая физиологическая гипертрофия (вариант нормы).
Происхождение мышц
Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.