С тех пор процессы пролиферации и дифференцировки клеток ушли далеко вперед, создав настоящее чудо — вас, человека. У растения жизнь начинается точно так же — с одной маленькой клетки, из которой в дальнейшем будут развиваться ткани и органы самых разных форм. Главная заслуга роста растения принадлежит образовательной ткани.
Как вы видите, на картинке схематично изображено месторасположение образовательной ткани. Главным образом это:
- Кончик побега — конус нарастания в почках
- Кончик корня — зона деления, прикрытая корневым чехликом для защиты
- Камбий — обеспечивает рост растения в ширину
- Основание междоузлий и черешков листьев — это также зоны активного роста растения
Именно в этих местах и происходит деление клеток и рост растения. Важно отметить, что сезонные изменения активности клеток камбия являются причиной возникновения годичных колец древесины. Внешний вид годичных колец обусловлен хронологической закономерностью: весной больше образуется проводящей ткани (более тонкая и рыхлая внутри), а осенью — механическая (толстая, более твердая). Именно поэтому годичные кольца на спиле дерева выглядят как чередование колец, отличающихся друг от друга.
На внешний вид годичных колец оказывают весьма сильное влияние условия внешней среды. Так, при дефиците трофического компонента (питательных веществ), к примеру, у растений, растущих на болоте, годичные кольца выглядят тоньше своих обычных размеров.
Ветер также оказывает существенное влияние: при его постоянном действии происходит перераспределение древесины по стволу. Оказывая действие на крону, ветер смещает центр тяжести дерева, что сказывается на его нижележащих отделах. Они начинают компенсаторно утолщаться для предотвращения слома дерева. При постоянно дующем ветре ствол сильно искривляется, а форма кроны становится флагообразной.
Тема камбия и форм стволов растений весьма занимательна, и все-таки мы должны разобраться в строении самой образовательной ткани. Она представлена живыми мелкими быстро делящимися клетками с относительно крупным ядром. Объем цитоплазмы небольшой, она вязкая по консистенции, оболочка клетки тонкая. Это уязвимые клетки, которые растение оберегает по-своему, подобно тому, как животные оберегают только что появившееся потомство.
Другое название образовательных тканей — меристемы (с др.-греч. — «μεριστός» — делимый). По времени возникновения различают первичные и вторичные меристемы.
Первичные меристемы — закладываются в эмбриогенезе
1) Вставочные меристемы (интеркалярные) — в виде отдельных участков в зоне активного роста в разных частях растения. Такие ткани можно найти в основании междоузлий у злаков, черешков листьев у многих растений. У злаковых наблюдается быстрый рост стебля за счет множественного расположения данной ткани на стебле — «вставочный рост».
2) Прокамбий — основа будущего камбия, перицикла, окружающего проводящие ткани в один или несколько слоёв (у голосеменных). В корнях перицикл является корнеродным слоем, так как в корне с него начинается формирование осевого цилиндра, наружным слоем которого он является. В нём закладываются придаточные и боковые корни, что имеет принципиальное значение для формирования корневой системы растения.
3) Верхушечные (апикальные) — формируются на верхушках стеблей и кончиках корней. В периферической части корня различают три слоя:
- Дерматоген — в дальнейшем преобразующийся в первичную покровно-всасывающую ризодерму (эпиблему или ризодерму)
- Периблема — образующая ткани первичной коры
- Плерома — внутренний слой ткани центрального осевого цилиндра
Вторичные меристемы — закладываются в постэмбриональном развитии
Камбий и феллоген (пробковый камбий) — занимают боковое положение по отношению к оси органа, обеспечивают рост вширь. Растения часто повреждаются, их задевают животные, нарушая целостность тканей и органов. На этот случай в группе вторичных меристем есть раневые меристемы, дающие начало защитной ткани в местах повреждения растения.
Топографическая классификация меристем
Спешу заверить, это отнюдь не сложная классификация, которой нужно бояться. Речь пойдет о взгляде на те же образовательные ткани с другой стороны. В переводе с греч. τόπος — место. Мы рассмотрим меристемы в соответствии с их месторасположением на растении.
- Верхушечная или апикальная (лат. apex — вершина) — расположена на кончике корня и конусе нарастания побега
- Боковая или латеральная (лат. latus — бок): камбий – обеспечивает рост стебля и корня в толщину
- Краевая или маргинальная (лат. margo — край) меристема даёт начало листовой пластинке
- Вставочная или интеркалярная (лат. inter — между и calaris — вставочный, добавочный) — расположена преимущественно у основания стеблевых междоузлий между зонами дифференцированных тканей.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022
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.
Читайте также: Как сшить летнюю сумку из ткани своими руками
Меристемы — образовательные ткани, их признаки (Таблица, схема)
Меристема (от греческого переводится как — делимый) — это образовательная ткань, которая появляется, когда зигота делится. Она формирует тело зародыша и по мере роста растения движется во всех точках роста: верхушках корней, стеблях и основаниях междоузлий и листьев. Такие меристемы называются первичными. По положению на растении они делятся на верхушечные (апикальные), боковые (латеральные) и вставочные (интеркалярные). Клетки меристемы среднего размера, с плотной цитоплазмой, без вакуолей, с относительно большим ядром, которое занимает центральное положение. Основным свойством меристем является способность делиться по митозу и дифференцироваться, то есть превращаться в любую другую ткань. Меристемы также могут происходить из существующих тканей, например, из первичных тканей или из первичных меристем — это вторичные меристемы; к ним относят камбий, пеллоген (пробковый камбий), раневые меристемы.
Наиболее существенным отличием между меристемами является направление деления клеток относительно поверхности органа: в первичных меристемах клетки делятся в поперечном, радиальном и тангенциальном направлениях (параллельно поверхности), а во вторичных — только в тангенциальном. Это отражается в порядке расположения образованных ими клеток: клетки, образованные первичной меристемой, расположены случайным образом, а клетки, образованные вторичной меристемой, — четкими рядами, одна ячейка сверху другой, что особенно заметно в поперечных срезах корней и стеблей. Вторичные меристемы свойственны только двудольным покрытосемянным и голосемянным растениям, первичные же — являются универсальными. Органы, где функционируют вторичные меристемы, приобретают вторичное строение, а те органы, где функционируют первичные меристемы, имеют только первичное строение. Лист, цветок имеют только первичное строение, даже если они находятся на двудольном растении.
Таблица признаки меристем образовательных тканей
Для каких растений характерны
Для двудольных и голосеменных растений
Закладываются в зародыше семени
Закладываются в сформированных тканях
Находятся в верхушках корней и стеблей
Находятся в боковых частях органов
Примеры меристем, их местоположение и функции
Верхушечные (апикальные) — протодерма и основная меристема
Апекс (верхушка) корня и апекс стебля — нарастание органов в длину
Камбий — расположен между ксилемой и флоэмой. Образует вторичную ксилему и вторичную флоэму. Обеспечивает нарастание органов в толщину.
Феллоген (пробковый камбий) расположен между феллемой (пробкой) и феллодермой. Образует комплекс перидермы (феллоген, феллема, феллодерма)
Прокамбий — образование первичной ксилемы и первичной флоэмы. Перицикл — образует камбий и феллоген
В основаниях междоузлий; обеспечивают рост стебля в длину и рост листа
_______________
Источник информации: Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.
Рост стебля в высоту и толщину
РОСТ В ДЛИНУ
Стебель растет своей верхушкой, на её вершине есть точка роста (апикальная меристема), которая представлена образовательной тканью. Стебель и каждый его боковой побег имеют конус нарастания. В точке роста клетки постоянно делятся и нарастают новые. Благодаря верхушечной почке растение растет вверх, а боковые почки формируют крону.
Скорость роста у разных растений неодинакова. Например, за 30–40 дней бамбук достигает 30 м. Самый длинный стебель имеет пальма ротанг – 200–300м, ель – 60 м, береза – 30–35 м, клен – 25 м., банан – 3–3,5 м, секвойя – 100м, австралийский царственный эвкалипт – 152 м. Самые короткие стебли у орхидеи австралийской – 1–2 мм.
Для хорошего развития и плодоношения необходима обрезка, которая дает увеличение цветоносных побегов.
РОСТ В ТОЛЩИНУ
Слой камбия – это образовательная ткань, рост в толщину. Слой камбия всегда один. Он расположен между корой и древесиной. Большее количество клеток откладывается в сторону древесины, а меньшее – в сторону луба. Если не повреждаются почки и листья, то клетки камбия растут быстрее. Прирост древесины за год называется годичным кольцом. Различают два типа древесины: весенне-летнюю и осеннюю. Они различаются по просвету сосудов, поэтому весенне-летняя древесина – светлая, а осенняя – темная. Годичные кольца образуются только у растений умеренного климата. По годичным кольцам можно установить возраст растений. В период листопада деление и рост клеток прекращается.
Ежегодно новый слой – годичные кольца – образует слой
Ткани растений, клетки которых длительное время сохраняют способность к делению, относят к
Прирост древесины за один год называют
Рост стебля в высоту происходит за счет деления и роста клеток
Кончик растущего стебля в почке называют
У некоторых растений, например у пшеницы, наблюдается вставочный рост, при котором стебель удлиняется за счет деления и роста клеток
Камбий древесного растения
Рост стебля березы в толщину обеспечивает деление клеток
Образовательная ткань растений
Образовательная ткань, расположенная под корой стебля многолетних растений, обеспечивающая рост в толщину
Слой, расположенный под корой между лубом и древесиной
Задания части 2 ЕГЭ по теме «Ткани растений»
1. Какие ткани образуют листовую пластинку у сирени? Объясните, какие функции они выполняют в листе.
Читайте также:
1) покровная ткань – обеспечивает защиту и проведение солнечных лучей, участвует в газообмене и испарении воды;
2) основная фотосинтезирующая ткань – обеспечивает синтез органических веществ (фотосинтез);
3) проводящая ткань – обеспечивает проведение воды в лист и отток из листа органических веществ;
4) механическая ткань – придает прочность листовой пластинке
2. У растений различают простые и сложные ткани. Простые ткани состоят из практически однородных по строению клеток, выполняющих одну и ту же функцию. Сложные – из разных по строению, форме и выполняемой функции клеток. Объясните, почему к сложным тканям относят покровную часть листа и луб, а к простым тканям – основную ткань (мякоть) листа.
1) покровная ткань листа сложная, так как основная часть ее клеток не содержит хлоропластов, а замыкающие клетки устьиц отличаются по форме и имеют хлоропласты (некоторые клетки образуют волоски);
2) луб – сложная ткань, так как имеет разные по строению элементы: это ситовидные трубки и механические волокна;
3) основная ткань листа – простая ткань, так как ее клетки имеют одинаковое строение, содержат много хлоропластов, фотосинтезируют
3. Какие структуры листа обозначены на рисунке цифрами 5, 6, 7? Какие функции они выполняют?
1) Цифрой 5 обозначены сосуды ксилемы, они обеспечивают транспорт воды и минеральных веществ в листья.
2) Цифрой 6 обозначены волокна механической ткани, придающие листу прочность.
3) Цифрой 7 обозначены ситовидные трубки флоэмы, они обеспечивают транспорт органических веществ из листа в другие органы.
4. Какие ткани обеспечивают рост растения в длину и в толщину?
1) Рост растения обеспечивают образовательные ткани (меристемы).
2) Рост растения в длину обеспечивают верхушечные меристемы побега и корня.
3) У злаков рост в длину обеспечивают вставочные меристемы.
4) Рост растения в толщину обеспечивает камбий.
5. Растения растут в течение всей жизни. Какая ткань обеспечивает рост органов растения, каковы строение и жизнедеятельность её клеток? В чём особенность роста стебля злаковых растений? Ответ поясните.
1) рост органов растения обеспечивает образовательная ткань (меристема);
2) клетки меристемы имеют тонкие оболочки, мелкие вакуоли, способны к постоянному делению и дифференциации в другие виды тканей;
3) у злаковых рост вставочный, так как образовательная ткань находится в междоузлиях
Образовательные ткани которые отвечают за рост в толщину это апикальные
• Апикальные меристемы делятся, образуя в точках роста новые клетки
• Рост происходит за счет многократного добавления новых модулей роста
• Клетки делятся, увеличиваются в объеме и затем дифференцируются
• За счет массового образования клеток, которое происходит позади кончиков роста, меристема продвигается вперед
Одного взгляда на дерево, покрытое почками, достаточно, чтобы выделить молодые части растения, которые находятся в стадии интенсивного роста и поддерживаются более старыми его частями, расположенными ближе к земле. Рост растения характеризуется повторяющимся характером, поскольку новые модули постоянно добавляются к более старым его частям. Такой способ роста зависит от циклической активности апикальных меристем, в которых за счет появления новых клеток новообразованные части растения распространяются в окружающее пространство.
Перед тем как изложить сущность клеточных процессов, участвующих в росте растения, мы в общих чертах рассмотрим строение первичной меристемы и то, как ее активность определяет форму растения в целом.
Как следует из рисунка ниже, поверхность апикальной меристемы верхушки побега имеет куполообразную форму. Клетки, находящиеся в центре этого апикального купола, делятся, образуя новую ткань, которая обеспечивает рост растения вдоль основной оси. Клетки расположенные по бокам, образуют боковые выпячивания, из которых, в зависимости от внешних условий, формируются либо зачатки листьев, либо цветочные бутоны, расположенные по сторонам от основной оси. Эти органы, расположенные сбоку, образуются на стебле через регулярные интервалы и отличаются сложным расположением. Так, например, они могут располагаться по противоположным сторонам стебля или спирально, вдоль его длины.
Фотография продольного среза растущего кончика побега антирринума (львиного зева).
Места интенсивного деления клеток выделены темным цветом.
Проводили гибридизацию in situ с циклиновой мРНК, в результате чего метились апикальная и пазушная меристема.
Диаграмма справа иллюстрирует, каким образом по мере роста растения апикальная меристема многократно образует модули роста.
Стрелки обозначают, что за счет деления клеток в центре апикальной меристемы в каждом модуле образуются клетки ствола,
в то время как при делении краевых клеток возникают зачатки, развивающиеся в листья или цветы.
На рисунке ниже представлены зачатки латеральных органов, образующихся в регулярном порядке ниже апикальной меристемы, и на рисунке ниже, представлены типы их расположения у растений. Каждая боковая почка, вместе с частью стебля, на которой она расположена, формирует растущий модуль, который время от времени образует апикальная меристема, что обеспечивает рост растения. Эта повторяемость роста включает сложные взаимоотношения между скоростью клеточного деления и внешними условиями, которые регулируются такими гормонами роста растений, как ауксин и цитокинин.
Читайте также: Обивочная ткань для мебели в красноярске
Клетки, образующиеся в центре апикального купола, служат для постепенного формирования растения вдоль основной оси, расположенной от корня к побегам. Одни клетки остаются в меристеме, поддерживая ее структуру и митотическую активность, в то время как другие служат материалом для создания новых частей растения. Поэтому меристема представляет собой мобильный митотический элемент, существующий постоянно. По мере роста верхушки за счет деления, клетки, которые остаются сзади, постепенно прекращают делиться. Затем они сильно увеличивают свой размер и, наконец, дифференцируются в ткань корня или стебля.
Эти три процесса происходят в перекрывающейся области, и их можно наблюдать на срезе, сделанном по длине меристемы. На конце меристемы находится область клеточного деления, где делится основная масса клеток. Затем располагается область увеличения размера («зона растяжения») клеток и за ней, рядом со зрелыми частями растения, область, в которой клетки начинают дифференцироваться.
При многократном делении клеток в апексе образуются последовательно располагающиеся слои клеток, которые распространяются ниже. Клетки, находящиеся в области деления, характеризуются небольшими размерами и, или обладают небольшими вакуолями, или они у них вообще отсутствуют. Однако, когда клетки попадают в область растяжения, во всех клетках образуются вакуоли. Набухание вакуолей приводит к сильному увеличению размера клеток, который в несколько десятков и сотен раз превышает их размер в области деления. Если бы размеры клетки увеличивались во всех направлениях, подобно тому как это происходит при надувании воздушного шарика, то рост приводил бы лишь к образованию скопления клеток, и растения не вырастали бы больше, чем на высоту несколько см/дюймов над поверхностью почвы. Однако клетки не растягиваются одинаково во всех направлениях.
Существенно, что это происходит вдоль оси роста, причем клетки и все растение удлиняются в этом же направлении. Таким образом, в зоне растяжения клетки не только становятся больше, но и гораздо длиннее. Рисунок ниже иллюстрирует процесс сильного удлинения клеток, происходящий ниже меристемы. В течение этого процесса вакуоли увеличиваются в размерах настолько, что занимают до 95% объема каждой клетки. Это приводит к сжатию цитоплазмы и к образованию тонкого ее слоя, расположенного непосредственно под плазматической мембраной. Именно сильное увеличение размеров клеток, расположенных под апексом, выталкивает делящиеся клетки и вместе с ними боковые органы, на самый кончик меристемы, все дальше во внешнюю среду. Направленное перемещение клеток представляет собой основную стратегию морфогенеза у растений, и позже, в этой главе, мы рассмотрим, как оно регулируется взаимоотношениями между цитоскелетом и клеточной стенкой.
Перемещение клеток, расположенных после меристемы, и их дифференцировка сопровождаются изменениями клеточной стенки. Увеличение размеров предполагает определенную степень ее эластичности: стенка должна быть достаточно прочной, чтобы поддерживать форму клетки, но еще способной поддаваться усилиям, вызывающим ее растяжение. Для того чтобы обеспечить это, постоянно растущие «первичные» стенки клеток, находящихся в области деления и растяжения, относительно тонкие и пластичные. Однако в области дифференцировки клетки перестают увеличиваться в размере, и их стенки становятся более толстыми и прочными.
Такие жесткие «вторичные» стенки образуют более прочный строительный материал, который поддерживает зрелые формы растения и ростовую зону, непрерывно продвигающуюся вперед.
Хотя деление клеток, необходимое для роста, ограничено меристемами, в организме растения многие дифференцированные клетки сохраняют способность к делению. Если, например, какое-нибудь животное обглодало у растения листья, то расположенные рядом клетки могут возобновить деление, чтобы залечить повреждение. Однако способность клеток зрелого взрослого растения к делению простирается гораздо дальше ограниченного типа возможностей, которые наблюдается у нас, например, при образовании ссадины на коже. Многие клетки, не относящиеся к меристеме, могут вступать в митоз и повторно в цикл развития, чтобы образовать новые органы или даже новое растение целиком. Поэтому такие клетки являются тотипотентными.
Садоводы используют это свойство для получения нескольких одинаковых копий (или клонов) растения, в обход обычного пути полового размножения. Например, из небольших кусочков листа узамбарской фиалки можно получить много новых одинаковых растений.
Фотография растущего кончика побега антирринума (львиного зева),
сделанная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Апикальная меристема находится в центре.
Листья и их зачатки, в образовавшихся последовательно растущих модулях, расположены вокруг, по спирали.
Они пронумерованы, начиная столько что образовавшихся.
Дифференцировка зачатков с образованием листа происходит между номерами 6 и 7. 
Последовательно образующиеся листья располагаются по спирали, ниже точки роста растения. 
Расположение листьев вдоль стебля растения. 
Слева представлена фотография участка корня Arabidopsis в световом микроскопе.
Видны три области клеточной активности, расположенные за точкой роста.
Справа показан участок корня с окрашенными микротрубочками при большем увеличении,
что позволяет видеть границы отдельных клеток.
Отмечены примерные размеры и форма клеток,
локализованных в разных местах вдоль длины корня.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
- 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