К накоплению запасных веществ способны все живые клетки растения. Когда же запасающая функция является для клеток ткани основной, говорят о запасающих тканях (запасающих паренхимах). Запасающие паренхимы могут быть первичными и вторичными по происхождению. Они состоят из живых тонкостенных изодиаметрических клеток, особенности строения которых зависят от типа запасных веществ.
Если это крахмал, то клетки содержат много лейкопластов (ами- лопластов, или крахмальных зерен)’, если сахара или инулин, то в клетках есть крупная вакуоль, а если белок — много мелких вакуолей, образующих со временем алейроновые зерна. В качестве запасного вещества в стенках клеток может откладываться гемицеллюлоза (у семян финиковой пальмы).
У растений-суккулентов, обитающих в засушливых местах (агава, алоэ, кактусы), в клетках запасающей паренхимы накапливается вода. В этом случае в вакуолях водоносных клеток часто содержатся слизи, обладающие высокой водоудерживающей способностью.
Запасающие ткани растений. Типы запасных веществ
В запасающих тканях растений накапливаются вещества, широко используемые человеком. Пищевые сортовые растения обычно отличаются очень хорошо развитыми запасающими паренхимами, находящимися в разных их органах. В запасающей паренхиме корнеплодов моркови, редьки, репы, свеклы, корневых клубней батата, кочанов капусты, луковиц лука, стеблей сахарного тростника накапливаются сахара; в побеговых клубнях стахиса и топинамбура — инулин, в таких же клубнях картофеля, зерновках кукурузы, пшеницы, риса и других культивируемых злаков — крахмал. Благодаря усилиям селекционеров в запасающих тканях семянок масличных сортов подсолнечника содержится более 50% масла — намного больше, чем у их дикорастущих родственников.
Запасные ткани – ткани, в которых в определенный период развития растения откладывают продукты обмена веществ: белки, углеводы, жиры и другие. Клетки, запасающие органические вещества, обычно изодиаметрические, многогранные или округлые, с мелкими простыми порами в оболочках, это паренхимные живые тонкостенные клетки. Но иногда оболочки клеток запасающей ткани могут утолщаться, и тогда у них появляется дополнительная механическая функция.
Особенности строения клеток этой ткани связаны с тем, где локализуется накапливаемые ими вещества – в вакуолях, гиалоплазме, пластидах, оболочках. Специализация запасающих тканей определяется в значительной степени составом аккумулируемых продуктов.
Ткани, запасающие органические вещества
Вещества могут накапливаться в растворимом или твердом состоянии. В семенах, которые по мере созревания сильно обезвоживаются, высыхают, откладываются высокомолекулярные запасные соединения в виде твердых зерен (белки, крахмал, гемицеллюлозы); жиры представлены гидрофобными липидами.
Клетки запасающих тканей могут быть хранилищами не одного, а одновременно двух (белок и крахмал или белок и жир) или всех трех типов основных запасных веществ. Так, семена гороха содержат крахмал и алейрон, семена клещевины — жир и алейрон. В зерновках злаков, семянках сложноцветных отложения алейрона и крахмала пространственно разделены. Оба типа веществ накапливаются в эндосперме, но алейрон сосредоточен в его наружном слое, который поэтому и называют алейроновым слоем, а крахмал заполняет остальные клетки эндосперма.
В клубнях, корневищах, околоплодниках, уровень оводненности которых лишь незначительно изменяется по мере созревания, редко накапливаются белки или липиды. Например, корнеплоды свеклы, моркови, луковицы лука, стебли сахарного тростника, мякоть плодов арбуза, винограда. Запасными продуктами в этих органах обычно являются высокополимерные углеводы (крахмал, инулин, гемицеллюлозы) или водорастворимые сахара. Иногда в яблоках и в ягодах винограда в качестве промежуточного продукта накапливаются органические кислоты.
Клетки запасающей ткани могут содержать много лейкопластов (крахмал), крупные вакуоли (сахара, инулин), много мелких вакуолей, образующих алейроновые зерна (белок), толстые клеточные стенки (гемицеллюлоза в семенах финиковой пальмы), жировые капли.
В этих тканях накапливаются многие растительные продукты, используемые человеком.
Запасающие ткани широко распространены у растений и имеются в самых различных органах. У однолетних и многолетних растений это обычно эндосперм или зародыш семени. Многолетние растения, кроме того, накапливают запасные вещества в клубнях, лукавицах, утолщенных корнях, сердцевине стеблей. Местом хранения резервных веществ может быть также паренхима проводящих тканей. Запасающая ткань может превращаться в хлоренхиму, например, при прорастании клубней картофеля, луковиц луковичных растений.
Углеводы, которые откладываются в запас, служат исходным материалом для образования других химических соединений. Их депонируют клетки запасающей ткани, которая, как и фотосинтезирующая ткань, принадлежит к системе тканей основной паренхимы. У однолетников ее обычно немного, у многолетников она особенно хорошо развита в специальных органах — корневищах, клубнях, луковицах, но встречается также в обычных стеблях и корнях.
Запасные вещества откладываются в сердцевине и первичной коре, в клетках флоэмной и ксилемной паренхимы. Запасающая ткань составляет большую часть околоплодников сочных плодов. В семенах запасные вещества сосредоточены либо непосредственно в зародыше, как у бобовых, крестоцветных, тыквенных, либо в специализированных тканях — триплоидном эндосперме и/или диплоидном перисперме.
Водорастворимые углеводы, накапливающиеся в вакуолях, представлены моносахаридами (чаще всего глюкоза и фруктоза), дисахаридами (сахароза) и некоторыми полисахаридами. Моно- и дисахариды содержатся в клетках плодов винограда, персика, арбуза, стеблей сорго, кукурузы, сахарозой богаты корнеплоды сахарной свеклы. Из полисахаридов наиболее распространен крахмал. Он откладывается в недифференцированных клетках паренхимы – в клубнях, корневищах, лукавицах, сердцевинных лучах древесных растений, в эндосперме злаков. Его содержания в зернах риса – 62 — 86%, кукурузы – 57 – 72%, пшеницы – 57 – 75%, в клубнях картофеля – 12 – 28%, в стебле саговых пальм – 66% сухого вещества. Размеры крахмальных зерен и их форма сильно варьируют. Очень крупные зерна характерны для запасающей ткани Петрова креста (275 мкм), клубней картофеля (145 мкм), очень мелкие (4-6 мкм) встречаются в клетках эндосперма риса.
Читайте также: Что означает ткань грета
К запасающим полисахаридам относится также и инулин. Он характерен для запасающих тканей подземных органов сложноцветных, встречается он и у колокольчиков, а также у некоторых видов лука и гиацинта.
Нередко в клеточном соке растворены глюкозиды, например, амигдалин, который содержится в семенах миндаля, абрикоса и других розоцветных, гесперидин, которым богаты плоды цитрусовых.
В мелких вакуолях запасающих тканей семян может накапливаться запасной белок — алейрон. Запасные белки в виде кристаллов нередко можно обнаружить в клетках картофельных клубней, где они имеют форму правильных кубиков.
Водозапасающая ткань
Наряду с органическими веществами клетки могут запасать воду. Водозапасающие ткани характерны, главным образом, для растений аридного климата.
В одних случаях клетки, содержащие воду, тонкостенные, живые с крупными вакуолями, в других случаях — мертвые, с одревесневающими оболочками.
Водозапасающая ткань, состоящая из живых клеток, нередко развивается в листьях и располагается в несколько слоев непосредственно под эпидермой. Эти клетки могут быть производными эпидермы, как в листьях фикуса, или основной меристемы. В последнем случае водозапасающая ткань составляет гиподерму. Многослойная гиподерма характерна для листьев пеперомий, бромелий, ананаса. При подсыхании листа клетки теряют воду, объем их уменьшается, боковые (антиклинальные) стенки сморщиваются. Потеря гиподермой воды отражается на толщине листовой пластинки, которая становится тоньше. При восстановлении запаса воды клетки гиподермы возвращаются в исходное состояние.
К водозапасающей относят также ткань, клетки которой содержат слизь, хорошо удерживающую влагу. Слизь образуется либо в вакуолях, как у кактусов, либо в результате ослизнения всего протопласта.
Мертвые водозапасающие клетки представляют собой крупные трахеиды своеобразной формы. Их оболочки имеют спиральные или сетчатые утолщения и многочисленные поры. Такие трахеиды обычно контактируют с проводящими трахеидами, из которых они получают воду.
Функция запасания воды в некоторых случаях сопряжена с ее поглощением. Поэтому к водозапасающей ткани можно отнести и веламен — наружный покров воздушных корней некоторых тропических эпифитов, и гиалиновые клетки сфагновых мхов, и водозапасающие волоски, развивающиеся на эпидерме листьев некоторых растений.
Заключение
В результате жизнедеятельности протопласта образуются запасные питательные вещества – углеводные, белковые и липидные (крахмал, инулин, жирные масла, запасные белки). Депонируют их клетки запасающей ткани, которая принадлежит к системе тканей основной паренхимы.
Основными органоидами, накапливающими органические вещества, являются пластиды – лейкопласты (амилопласты, протеинопласты и олеопласты). Кроме того, функцию запаса могут выполнять сферосомы, накапливающие липиды, и вакуоли, накапливающие белок и водорастворимые углеводы.
Массовое отложение органических веществ происходит в специализированных запасающих тканях, которые в плодах и семенах составляют основу органов. У многолетних травянистых растений обычно имеются специализированные органы запаса – корнеплоды, луковицы, клубни, корневища.
Запасные вещества наиболее активно используются весной при образовании молодых побегов и корней и в период цветения. Для человека и животных – это ценные продукты питания.
Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔
Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.
Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.
Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.
Ткани растений
Хлопковые, льняные, синтетические — это ткани, из которых люди шьют себе одежду. Она нужна им для красоты, защиты от холода и удобства. Из тканей, выполняющих разные задачи, «сшиты» и сложные существа, в том числе и преобладающая часть растений. У одноклеточных организмов всю работу делает одна клетка. У многоклеточных есть разные типы клеток: разной формы, лежащие близко друг к другу или расположенные рыхло, с большим количеством хлоропластов или совсем без органоидов, с омертвевшими утолщёнными оболочками. Из них и собраны ткани. Сегодня нам предстоит выяснить, что такое ткани растений, зачем они им нужны, какие виды тканей бывают и как они появились в результате эволюции.
Как появились ткани у растений? Понятие о ткани
С появлением в истории Земли многоклеточных существ появилась возможность дифференциации их клеток. Первые признаки их различий наблюдаются у колониальных протист, например у вольвокса, похожего на шар. Его наружные клетки, снабжённые жгутиками, решают необходимые для жизни проблемы: питания, фотосинтеза, движения и др. Другие клетки вольвокса способны к размножению и основанию новых колоний.
Тело многоклеточных зелёных, не прикреплённых к субстрату водорослей построено из цепочки однотипных клеток. У прикреплённых водорослей нижняя часть клеток лишилась хроматофор с хлорофиллом и стала ризоидами (нити для прикрепления к субстрату), клетки верхней части осуществляют функции получения питания и размножения. Продвинутые бурые водоросли имеют специальные группы клеток, осуществляющие функции опоры и защиты. В их талломе есть фотосинтезирующие, проводящие и запасающие клетки. Но водоросли ещё не имеют настоящих тканей и органов.
Рис. 1. Фотосинтезирующая ткань
Разнообразные сложные группы специализированных клеток появляются у высших наземных растений. Примитивные ткани имеют мхи, папоротники. Особенно развиты в этом плане цветковые растения. С выходом из воды им пришлось приспособиться ко многим вещам. Для сохранения влаги у них появилась кожица, для проведения веществ клетки объединились в трубки, в качестве защиты от ветра они приобрели опорные ткани. Став строго специализированными, многие клетки потеряли способность делиться. Поэтому у растений есть такие участки, где расположены молодые клетки, делящиеся и образующие новые ткани. От них зависит рост растения.
Ткани растений и всех живых организмов вообще — это комплексы из одинаковых или нескольких разных типов клеток, отвечающих за определённые функции. Если ткань состоит только из одинаковых клеток, то она называется простой, если она построена из нескольких разных клеток, то она именуется сложной. Как и ткани нашей одежды — одни защищают от холода, другие от дождя, третьи согревают, четвёртые смягчают прикосновения, так и у растений одна группа клеток защищает, другая проводит вещества, третья придаёт им прочность и др.