Проводящие ткани растений. Их строение, функции и месторасположение
Проводящая ткань — одна из растительных тканей, которая необходима для перемещения питательных веществ по организму. Это важный структурный компонент генеративных и вегетативных органов размножения.
Проводящая система являет собой совокупность клеток с межклеточными порами, а также паренхиматозных и передаточных клетки, которые вместе обеспечивают внутренний транспорт жидкости.
Эволюция проводящих тканей. Биологи предполагают, что появление сосудистой системы растений обусловлено переходом из воды на сушу. При этом образовалась подземная и надземная части: стебель и листья оказались на воздухе, а корень – в почве. Так появилась проблема передачи пластических и минеральных соединений. Благодаря появлению проводящих тканей, стала возможной циркуляция жидкости, минералов, АТФ по всему организму.
Особенности строения проводящей ткани растений
Строение проводящей ткани растений достаточно сложное, так как содержат разные структурные и функциональные элементы. Она включает ксилему (древесину) и флоэму (луб), по которым осуществляется движение воды в двух направлениях.
Ксилема (древесина)
К ксилеме относят следующие ткани:
- Собственно проводящие (трахеиды и трахеи);
- механические (древесинные волокна);
- паренхиматозные.
Мертвыми элементами проводящей ткани растений могут быть сосуды (трахеи) и трахеиды, так как состоят из отмерших клеток.
Трахеи — представляют собой трубки с утолщенными оболочками. Они образовались из ряда вытянутых клеток, размещенных друг над другом. Продольные оболочки клеток одревесневают и происходит неравномерное их утолщение, а поперечные стенки разрушаются, формируя сквозные проемы. Трахеи длиной, в среднем, 10см, но у некоторых растений — до 2 (дуб) или 3-5м (тропические лианы).
Трахеиды — одноклеточные элементы веретеновидной формы с заострениями на концах. Длина их — около 1мм, но может быть 4-7мм (сосна). Так же, как и трахеи, это отмершие клетки с одревесневшими и утолщенными стенками. Утолщения имеют вид колец, спиралей, сетки. Трахеиды отличаются от трахей отсутствием отверстий, поэтому движение жидкости здесь идет сквозь поры. Они высокопроницаемы для растворенных в воде минералов.
Общность строения трахей и трахеид объясняется единой функцией. По трахеям и трахеидам идет восходящее движение минерализованной воды от корней в надземную часть растения. Подробнее про поглощение воды корнем.
Строение проводящей ткани растений
Флоэма (луб)
Флоэма также состоит из трех тканей:
- Собственно проводящей (ситовидная система);
- механической (лубяные волокна);
- паренхиматозной.
Наиболее важные структурные единицы флоэмы это ситовидные трубки и клетки, которые объединены в единую систему посредством специальных полей и межклеточных контактов.
Ситовидные трубки — продолговатые, живые клетки, размеры их колеблются в пределах от 0,1 миллиметра до 2мм. Как и сосуды, они наиболее длинны у лиан. Продольные стенки их также утолщены, но остаются целлюлозными и не одревесневают. Поперечные оболочки продырявливаются, подобно ситу и называются ситовидными пластинками.
Органические продукты синтеза (энергия АТФ) перемещаются от листьев, к нижерасположенным частям, по разобщенным протопластам (смесь вакуолярного сока с цитоплазмой).
Цитоплазма клеток сохраняется, а ядро разрушается в самом начале формирования трубок. Даже при отсутствии ядра, клетки не отмирают, но их дальнейшая деятельность зависит от специфических клеток-спутниц. Они находятся рядом с ситовидными трубками. Это живые, тонкие, вытянутые по направлению ситовидной трубки клетки. Клетки спутницы являются своеобразной кладовой ферментов, которые через поры выделяются в членик ситовидной трубки и стимулируют перемещение органических веществ по ним.
Клетки-спутницы и ситовидные трубки тесно взаимосвязаны и не могут функционировать отдельно.
Ситовидные клетки не имеют специальных клеток-спутниц и не утрачивают ядра, ситовидные поля хаотично разбросаны на боковых стенках.
Проводящие ткани растений их строение и функции кратко излажены в таблице.
| Структура | Расположение | Значение |
|---|---|---|
| Ксилема – проводящая ткань, состоит из полых трубок – трахеид и сосудов с уплотненной клеточной оболочкой. | Древесина (ксилема), внутренняя часть дерева, которая находится ближе к осевой части, у травяных растений – больше в корневой системе, стебле. | Восходящее движение воды и минеральных веществ от почвы в корни, листья, соцветия. |
| Флоэма имеет клетки-спутницы и ситовидные трубки, которые построены из живых клеток. | Луб (флоэма) расположен под корой, формируется вследствие деления клеток камбия. | Нисходящее движение органических соединений от зеленых, способных к фотосинтезу частей в стебель, корень. |
Где находится проводящая ткань у растений
Если сделать поперечный срез дерева, можно увидеть несколько слоев. Вещества перемещаются по двум из них: по древесине и в лубе.
Луб (отвечает за нисходящее движение) находится под корой и при делении инициальных клеток к лубу отходят элементы оказавшиеся снаружи.
Древесина образуется из клеток камбия, что отошли к центральной части дерева и обеспечивает восходящий ток.
Ситовидные трубки и сосуды — элементы проводящей ткани растений
Появление проводящих тканей в процессе эволюции является одной из причин, которые сделали возможным выход растений на сушу. В нашей статье мы рассмотрим особенности строения и функционирования ее элементов — ситовидных трубок и сосудов.
Особенности проводящей ткани
Когда на планете произошли серьезные изменения климатических условий, растениям пришлось приспосабливаться к ним. До этого все они обитали исключительно в воде. В наземно-воздушной среде стала необходимой добыча воды из почвы и ее транспортировка ко всем органам растения.
Различают два вида проводящей ткани, элементами которой являются сосуды и ситовидные трубки:
- Луб, или флоэма — расположена ближе к поверхности стебля. По ней органические вещества, образованные в листе во время фотосинтеза, передвигаются по направлению к корню.
- Второй тип проводящей ткани называется древесина, или ксилема. Она обеспечивает восходящий ток: от корня к листьям.
Ситовидные трубки растений
Это проводящие клетки луба. Между собой они разделены многочисленными перегородками. Внешне их строение напоминает сито. Отсюда и происходит название. Ситовидные трубки растений живые. Это объясняется слабым давлением нисходящего тока.
Их поперечные стенки пронизаны густой сетью отверстий. А клетки содержат много сквозных отверстий. Все они являются прокариотическими. Это означает, что в них нет оформленного ядра.
Живыми элементы цитоплазмы ситовидных трубок остаются только на определенное время. Продолжительность этого периода варьирует в широких пределах — от 2 до 15 лет. Данный показатель зависит от вида растения и условий его произрастания. Ситовидные трубки транспортируют воду и органические вещества, синтезированные в процессе фотосинтеза от листьев к корню.
Сосуды
В отличие от ситовидных трубок, эти элементы проводящей ткани представляют собой мертвые клетки. Визуально они напоминают трубочки. Сосуды имеют плотные оболочки. С внутренней стороны они образуют утолщения, которые имеют вид колец или спиралей.
Благодаря такому строению сосуды способны выполнять свою функцию. Она заключается в передвижении почвенных растворов минеральных веществ от корня к листьям.
Механизм почвенного питания
Таким образом, в растении одновременно осуществляется передвижение веществ в противоположных направлениях. В ботанике этот процесс называют восходящим и нисходящим током.
Но какие силы заставляют воду из почвы двигаться вверх? Оказывается, что это происходит под влиянием корневого давления и транспирации — испарения воды с поверхности листьев.
Для растений этот процесс является жизненно необходимым. Дело в том, что только в почве находятся минералы, без которых развитие тканей и органов будет невозможным. Так, азот необходим для развития корневой системы. В воздухе этого элемента предостаточно — 75 %. Но растения не способны фиксировать атмосферный азот, поэтому минеральное питание так важно для них.
Поднимаясь, молекулы воды плотно сцепляются между собой и стенками сосудов. При этом возникают силы, способные поднять воду на приличную высоту — до 140 м. Такое давление заставляет почвенные растворы через корневые волоски проникать в кору, и далее к сосудам ксилемы. По ним вода поднимается к стеблю. Далее, под действием транспирации, вода поступает в листья.
В жилках рядом с сосудами находятся и ситовидные трубки. Эти элементы осуществляют нисходящий ток. Под воздействием солнечного света в хлоропластах листа синтезируется полисахарид глюкоза. Это органическое вещество растение расходует на осуществление роста и процессов жизнедеятельности.
Итак, проводящая ткань растения обеспечивает передвижение водных растворов органических и минеральных веществ по растению. Ее структурными элементами являются сосуды и ситовидные трубки.
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