Запасающие ткани в клубне картофеля

Запасающие ткани: локализация, формы запасания угеводов (пластиды, оболочки клеток), беков, жиров.

Запасающая ткань — паренхима (основная ткань), выполняющая функцию хранения и запаса питательных веществ и воды.

Локализация: у семенных растений в эндосперме или зародыше семян. Многолетние растения, кроме того, накапливают запасные вещества в клубнях, луковицах, утолщенных корнях, сердцевине стеблей. Местом хранения резервных веществ может быть также паренхима проводящих тканей.

Запасающая ткань может превращаться в хлоренхиму. Лейкопла́сты образуются в запасающих тканях (клубнях, корневищах). Синтезируют и накапливают крахмал (амилопласты), жиры, белки. Лейкопласты содержат ферменты, с помощью которых из глюкозы, образованной в процессе фотосинтеза, синтезируется крахмал. На свету лейкопласты превращаются в хлоропласты.

Ф-ции: В запасающих тканях откладываются избыточные в данный период развития растения продукты метаболизма. Запасы хранятся в течение длительного срока (зимние запасы крахмала) либо потребляются и вновь пополняются в период вегетации (запасы воды). Расходование растением запасных веществ осуществляется гидролизом (при участии ферментов), приводящим к образованию растворимых в воде веществ, перемещающихся в места использования — в распускающиеся почки, в развивающийся проросток, в созревающие плоды и семена. Запасные вещества расходуются растением на рост, развитие, воспроизведение (при образовании нектара, мякоти плодов) и на дыхание, освобождающее рабочую энергию.

Строение: Среди тканей, запасающих пластические вещества, различают два типа: 1) ткани, накопляющие запасы в полостях клеток, и 2) ткани с запасами в полостях клеток и в их оболочках.

В тканях первого типа оболочки обычно тонки и снабжены мелкими простыми порами. Клетки содержат запасные вещества (чаще всего — сахара, крахмал, инулин, аминокислоты, белки):

а) в растворе (в корнеплоде свеклы, в сочных чешуях луковицы лука);

б) частью в растворе (амиды, белковые вещества), частью в твердом виде (крахмал, кристаллиды белка — в клубнях картофеля);

в) в твердом (алейроновые зерна) и полужидком (капли жирных масел) виде (в эндосперме клещевины);

г) почти полностью в твердом виде (в богатых алейроновыми зернами и крахмалом семядолях фасоли, гороха, чечевицы).

Запасающие ткани второго рода содержат обычно в клеточных полостях алейроновые зерна и жирные масла, а в оболочках клеток — отложения гемицеллюлоз либо амилоидов, а иногда слизей. Оболочки клеток сильно утолщаются и снабжаются многочисленными крупными простыми порами. Замыкающие пленки пор, а иногда и утолщенные участки клеточных стенок пронизываются плазмодесменными канальцами. Запасающие ткани этого рода содержатся в эндосперме семян кофе, финиковой пальмы, в семядолях люпинов, недотрог.

Ткани, запасающие воду (водоносные), состоят либо из живых паренхимных клеток с крупной центральной вакуолью с тонкими целлюлозными иногда ослизняющимися стенками(1), либо из мертвых трахеидоподобных клеток, отличающихся от обычных трахеид крупными размерами и изодиаметрической формой(2). Водозадерживающая ткань позволяет растениям выдерживать жару, а также недостаток воды в почве. При подсыхании листа вода из клеток водоносной ткани передается другим тканям, главным образом ассимиляционным. Стенки водоносных клеток сокращаются; когда лист снова обогащается водой, клетки принимают прежнюю форму.

Крахмальные зерна в клубне картофеля: 1 — простое крахмальное зерно, 2 — сложное, 3 — полусложное.

1 — белковые кристаллы; 2 — аморфный белок матрикса алейронового зерна; 3 — глобоиды; 4 — липидные капли

Первичный ассимиляционный крахмал образуется только в хлоропластах. Ночью, когда фотосинтез прекращается, ассимиляционный крахмал ферментативно гидролизуется до сахаров и транспортируется в другие части растения.

В запасающих тканях в особом типе лейкопластов — амилопластах часть сахаров откладывается в виде зерен вторичного крахмала. Рост крахмальных зерен происходит путем наложения новых слоев крахмала на старые, поэтому они имеют слоистую структуру. Если имеется один центр- это простое зерно, если более, то образуется сложное зерно. Полусложное зерно формируется в тех случаях, когда крахмал сначала откладывается вокруг нескольких точек, а затем после соприкосновения простых зерен вокруг них возникают общие слои.

Запасные белки наиболее часто встречаются в виде алейроновых зерен в клетках семян бобовых, гречишных, злаков. Алейроновые зернаобразуются при созревании семян из высыхающих вакуолей. Алейроновое зерно окружено тонопластом и содержит белковый матрикс, в который погружены белковый кристалл ромбоэдрической формы и глобоид фитина (запасной фосфор). Это сложное алейроновое зерно (у льна, тыквы, подсолнечника). Алейроновые зерна, содержащие только аморфный белок, называют простыми (у бобовых, риса, кукурузы, гречихи). При прорастании семян алейроновые зерна набухают, белки и фитин подвергаются ферментативному расщеплению, продукты которого используются растущим зародышем. При этом алейроновые зерна постепенно превращаются в типичные вакуоли, лишенные белка.

Широко распространено у растений отложение запасных жиров в виде липидных капель в цитоплазме. Наиболее богаты ими семена и плоды. Во время прорастания семян они гидролизуются с образованием растворимых углеводов.

Строение картофеля корня клубня стебля и листьев

Практическая работа «Строение клубня»

Клубни отличаются от корневищ тем, что у них стебель короткий и толстый, а листья недоразвиты. Как и на всяком побеге, у них имеются почки и расположены они на верхушке и в пазухах недоразвитых листьев. Придаточные корни на клубнях не развиваются. Клубни у картофеля вырастают из подземных почек не сразу. Сначала из почки растёт длинный белый подземный побег — столон. Столон живёт меньше года. Верхушка со временем начинает утолщаться и превращается к осени в клубень.

Читайте также: Ткань с каким составом не скатывается

В клубне накапливается много крахмала в виде мелких зёрен. Клубень картофеля — это видоизменённый побег с утолщённым стеблем и мелкими листьями.

Что делать. Рассмотрите внешнее строение клубня картофеля.

Что наблюдать. Найдите на его поверхности верхушечную и пазушные почки (глазки), рубцы от листьев (бровки) и рубец от отделившегося столона.

Что делать. Подсчитайте число глазков на клубне.

Что наблюдать. Найдите на клубне верхушку и основание.

Обратите внимание на неравномерное распределение глазков на утолщённом стебле.

Ту часть клубня, где больше глазков, называют верхушкой, а противоположную где рубец от столона — основанием.

Что делать. Разрежьте клубень на две части. На разрез клубня капните каплю раствора иода.

Как изменилась окраска разреза клубня?
Какие вещества отложены в клетках клубня?
Каково значение клубня в жизни растения?

Подготовить к отчёту. Зарисуйте в тетради внешний вид клубня и подпишите его части. Запишите признаки, доказывающие, что клубень — это побег.

Растение картофеля

Растение картофеля, выросшее из клубня, образует куст высота которого 50-80 см. Число стеблей в кусте (обычно 3-6), их толщина, способность к ветвлению зависят от сорта и условий произрастания.

В начале развития стебли прямостоячие, в дальнейшем у большинства сортов изогнутые. В поперечном сечении они угловатые или округлые, диаметром до 20 мм, часто с прямыми или волнистыми сильно развитыми крылообразными придатками. Окраска стеблей зеленая или с антоциановой пигментацией. Подземные побеги называются столонами. Они утолщаются на вершинах и образуют начало новых клубней. На каждом стебле развиваются 6-7 и более столонов длиной 15-20 см, у некоторых сортов до 40-50 см. В зависимости от длины столонов гнезда картофеля бывают разбросанные (что крайне осложняет уход за посадками и их уборку) и компактные.

Строение клубня картофеля

Молодой клубень покрыт эпидермисом, зрелый — опробковевшей кожурой, гладкой или сетчатой. Кожура непроницаема для воздуха, но в ней имеются отверстия — чечевички, через которые осуществляется дыхание. Под кожурой находятся клетки коры, заполненные крахмальными зернами, затем слой образовательной ткани (камбия), кольцо сосудисто-волокнистых пучков и сердцевина, также содержащая крахмал.

На поверхности клубней в углублениях, обрамленных листовым рубцом, или бровкой (след опавшего недоразвитого листа) расположены глазки. Они расположены по спирали. В вершине молодой части клубня их находится больше, чем в средней и в нижней части. В каждом глазке 3-4 почки, но прорастает обычно только одна средняя, наиболее развитая, 4 и лишь при повреждении ростка трогается в рост другая почка. Самые сильные ростки дают почки верхних глазков. Почки, проросшие в темноте, образуют бледные удлиненные тонкие ростки, называемые этиолированными. На свету образуются укороченные и плотные ростки. В зависимости от сорта форма основания, окраска и опушение ростков различны.

Окраска ростков (зеленая, красно-фиолетовая и сине-фиолетовая) лучше различима на клубнях, пророщенных при слабом освещении. Основная форма клубня округлая (редко роговидная или вальковидная), удлиненная и овальная; наружная окраска (белая, желтая, розовая, светло-красная, красная, синяя) зависит от пигмента, заключенного в клетках коры или кожуры, и толщины опробковевшего слоя. Мякоть также может быть разной окраски — белая, кремовая, желтая, редко красная и синяя. В России наиболее распространены сорта с белой мякотью клубней.

Строение растения картофеля

Корневая система картофеля мочковатая, сравнительно слабо развитая (масса ее составляет 7-7,5% массы всего растения), ветвится до 3-го порядка; развивается из глазков клубня и из почек стеблевых узлов подземной части стебля и столонов. Основная масса корней расположена в пахотном 25-сантиметровом слое, но отдельные тяжи могут проникать на глубину 110-200 см.

Лист картофеля простой непарноперисторассеченный состоит из нескольких пар долей, долек и долечек, расположенных в разных сочетаниях на главном черешке (стержне), и заканчивается одной непарной долей. Строение, степень рассеченности листа, размеры и форма долей, длина, положение и форма черешка — важные сортовые признаки. Пластинка листа всегда в различной степени опушена, окраска от желто-зеленой до темно-зеленой.

Соцветие картофеля состоит из 2-3, редко 4 вилкообразно расходящихся завитков, расположенных на цветоносе, который закладывается в пазухе 6-8-го листа и выше (у более позднеспелых сортов). Цветки картофеля 5-членные со спайнолистной чашечкой и неполно сросшимися белыми, красно-фиолетовыми, сине-фиолетовыми или синими долями венчика; тычинок 5 с желтыми или оранжевыми пыльниками; завязь верхняя, обычно двухгнездная.

Картофель — самоопылитель; перекрестное опыление наблюдается редко. У многих сортов пыльцевые зерна сморщены и бесплодны (мужская стерильность). Плод — шарообразная, овальная или реповидная сочная 2-гнездная ягода, содержащая большое число (иногда более 200) очень мелких семян. Масса 1000 семян 0,5-0,6 г.

Что такое клубень картофеля: ботаническое описание, развитие и применение

Научное название картофеля — паслен клубненосный. Но обычно и клубни, и растение в целом называют картошкой. Мы расскажем об анатомическом строении клубней картофеля. Эта информация поможет начинающим фермерам грамотно расходовать урожай и получать ценный посевной материал.

Что представляет собой клубень картофеля

Чем является клубень картофеля? Это вегетативное утолщение, или чрезмерно разросшаяся почка на корне растения, пригодная в пищу.

По сути клубень — это видоизмененный побег паслена клубненосного. Развивается на вершине столона — бокового побега с удлиненными междоузлиями и недоразвитыми листьями.

Читайте также: Атласные ткани для обивки

Как выглядит

В зависимости от сорта клубни бывают круглой, овальной, продолговатой и веретеновидной формы. Мякоть — белого, желтого, кремового, оранжевого цвета. Плотная кожица — розового, желтого, бежевого, коричневого или фиолетового цвета.

Интересно! У сорта картофеля Взрыв мякоть и кожица темно-фиолетового цвета с ореховым привкусом и ароматом.

Строение клубня

Мякоть состоит из утолщенной крахмалистой плотной ткани. Клубень покрыт пробковой корочкой, которая грубеет по мере старения (см. фото).

На заметку! Родина паслена клубненосного — Южная Америка, где он впервые был окультурен.

Внутреннее

Рассмотреть внутреннее строение картофелины можно только на свежем срезе. Подземный стебель в разрезе включает такие слои:

эпидермис — опробкованные клетки перидермы;
кора — паренхимные клетки с крахмальными зернами;
камбий — камбиальные клетки с ксилемными элементами;
сердцевина — паренхимные клетки с радиальными лучами.

Сердцевина содержит наименьшее количество крахмальных зерен. Это самая грубая часть мякоти.

Внешнее

Клубень — семенной материал для вегетативного размножения картофеля. На его поверхности располагается 7-15 глазков, по 3 почки с зачатками листьев и корешков в каждом. В рост идет исключительно центральная почка, из которой развиваются надземные побеги и корни.

Внимание! Если ростки из центрального побега повреждены, происходит замещение за счет боковых почек. Но такие побеги всегда слабее и плохо переносят неблагоприятные погодные условия в момент интенсивной вегетации.

Зависит ли от сорта

Общее строение клубня картофеля у всех сортов одинаковое. Различие лишь в окраске мякоти и кожицы картофелины и соотношении внутренних слоев по толщине.

Другие составляющие растения

Надземная часть картофеля включает:

Стебли. Прямостоячие, мясистые, с прижатыми волосками, высотой от 30 до 140 см. Обычно на кусте образуется 4-7 стеблей.
Листья. Прерывисто-непарноперисторассеченные, с 6-10 яйцевидными листочками заостренной формы. Гладкие с наружной и опушенные, ребристые с внутренней стороны. Расположены на стеблях по спирали.
Цветки. Пятичленные, собраны на верхушке в соцветия-завитки. Чашечка состоит из 5 чашелистиков. Венчик спайнолепестной, белого, желтого, розового, фиолетового цвета. После опыления пестика превращается в плод-ягоду.
Плод. Зеленая ягода, шаровидная, 1,5-2,2 см в диаметре, не пригодная в пищу.

Какая корневая система у картошки

Корневая система картофеля мочковатая, уходит на глубину 30-50 см от поверхности почвы. Максимального развития корни достигают в момент бутонизации куста, при полном созревания клубней постепенно отмирают.

первичных корней, которые образуются в начале прорастания клубней;
пристолонных корней, расположенных группами по 4-5 шт.;
столонных корней.

Клубень картофеля представляет собой утолщенный и укороченный стебель, покрытый защитной пробковой тканью.

Сколько семядолей

Картофель относится к классу двудольных. При прорастании семя образует две семядоли.

Биологические особенности клубня

Образование новых клубней происходит в нижних листовых пазухах и занимает 40-70 дней с момента посадки.

Как образуется

Начало прорастания картофелин характеризуется активацией клеточного метаболизма для формирования вегетативной массы растения. Куст формирует до 20-30 клубней, но только 5-15 из них превращаются в полноценные, сохранив все сортовые характеристики.

Алгоритм развития

Развитие разделяют на условные периоды:

В процессе фотосинтеза зеленая часть растения накапливает питательные вещества и отправляет их в корневую систему, благодаря чему образуются клубни на 30-45 день посадки.
Из латеральных подпочвенных почек развиваются столоны.
С наступлением благоприятных условий наступает инициация, прекращается удлинение столона.
В фазе цветения субапикальная часть столона набухает, что приводит к накапливанию крахмала и белка.
По истечении 3-4 недель общая метаболическая активность снижается, лозы отмирают.
Кожица утолщается, скорость клеточных процессов подавляется.

В момент сбора урожая клубни готовы к длительному хранению в подвальных условиях.

Почему считается видоизмененным побегом

Столоны с клубневыми утолщениями в верхушечной части — это продолжение надземного стебля. Однако строение ткани клубня отличается от строения тканей надземной части. Наличие чешуеобразных листовых пластин свидетельствует об их вегетативном происхождении.

Дополнительное доказательство того, что клубень можно считать побегом — его способность к позеленению. Под воздействием солнечного цвета картофелины быстро меняют окраску, несмотря на отсутствие хлорофилла в клетках.

Какие болезни и вредители угрожают клубням картошки

Паслен клубненосный поражают такие заболевания:

Фитофтороз — грибковая инфекция, которая успешно зимует в грунте и на урожае в холодном помещении. Проявляется черными пятнами. Метод борьбы — опрыскивание насаждений препаратами «Ацидан», «Татту», бордоская смесь.
Фомоз — вдавленные пятна на поверхности диаметром до 3 см. Приводят к гниению и растрескиванию картофелин. Метод борьбы — опрыскивание средствами «Триходермин», «Фитодоктор», «Фитоспорин».
Ооспороз — округлые пустулы на кожице, повреждающие глазок. Препараты для борьбы — «Ремонталь», «Старк», «Док про».

Самые известные вредители картофеля — колорадский жук, нематода, медведка, слизни. В борьбе с вредителями помогут инсектициды — «Актара», «Актофит», «Бинго Миледи».

Химический состав и свойства

Химический состав зависит от сорта картофеля, качественного состава почвы в месте произрастания и степени зрелости.

Картофельные клубни содержат:

73% воды;
15% крахмала;
2% сырого белка;
5,5% сахаров;
1% клетчатки;
0,1% жиров;
0,5% пектиновых компонентов;
0,3% титруемых кислот;
0,1% фенольных соединений;
1,5% органических соединений;
1,2% минеральных веществ.

Пищевая ценность

Калорийность картофеля, отваренного в кожице, достигает 70 ккал. В измельченном виде (пюре) — 60-65 ккал на 100 г.

Читайте также: Как сшивать ткани для простыни

Основное питательное вещество — сложный углевод крахмал. В отделах ЖКТ он расщепляется и превращается в глюкозу, которая при окислении выделяет энергию. В среднем содержание крахмала варьируется в пределах 15-25%.

В картофеле много клетчатки и пектинов, которые не раздражают слизистую желудка и тонкого кишечника. В мякоти есть витамины С, В1, В2, В6, К, РР, калий, натрий, железо, магний, медь, цинк, марганец, йод.

Польза и вред картофеля

В 100 г картофеля содержится:

400 мг калия, который необходим для работы сердечной мышцы и нормализации водного обмена в организме;
20 мг витамина С, или аскорбиновой кислоты, которая отвечает за состояние иммунитета и общую сопротивляемость вирусным заболеваниям, предотвращает цингу;
до 2% легкоусвояемого белка туберина (100% усвояемость организмом).

Вред организму может нанести употребление в пищу зеленых картофелин, которые под воздействием солнечных лучей интенсивно накапливают соланин — яд, вызывающий отравление.

Применение клубней

Картофель возделывают как однолетнюю культуру. Основная масса выращенного урожая используется для приготовления пищи. Помимо этого картофелины пригодны для кормления домашних животных, производства этанола и пищевого крахмала.

Заключение

С позиции биологической классификации, клубень считается вегетативным утолщением на корне. Это не плод паслена клубненосного, но он используется для размножения растения. Простая технология выращивания и высокая питательная ценность определили его важное место в рационе человека.

Картофель – строение корней

Опубликовано 1 апреля 2011 · Обновлено 28 февраля 2018

Рис. Подземная часть куста картофеля: 1 – старый клубень; 2 – столоны; 3 – новые клубни; 4 – корни.

Подземная часть картофеля устроена довольно сложно (рис.). Помимо клубней она состоит из подземных побегов – столонов – и обычных корней. Столон отходит от старого клубня, из которого вырос этот куст, а на его боковых «вепсах» – более тонких столонах – со временем появляются новые клубни.

Именно по клубням сорта картофеля отличаются больше всего: у них разное количество глазков, разные цвета и оттенки, как у кожуры, так и у мякоти, и, конечно же, вкус.

А выбрать подходящий вам сорт поможет статья «Лучшие сорта картофеля».

Количество и длина корней у картофеля очень сильно зависят от внешних условий и разных обстоятельств. Большая часть корней находится на глубине около 20-25 см, но в достаточно рыхлой почве они «расселяются» и вбок, и вглубь, а у семенной картошки главный корень и вовсе может достигать полутора метров в длину. Поэтому для получения большего урожая землю под картофель по возможности надо обрабатывать на глубину до 70 см (огородники чаще копают только до 30 см), ведь чем более развита у куста подземная часть, тем больше клубней на ней появится.

Надземный стебель у картофеля травянистый, толстый, сочный, местами разветвленный, в одном кусте их обычно несколько – ровно столько, сколько было у клубня глазков (обычно до 8 штук). Чаще всего он зеленый, но у некоторых сортов бывает с красным или фиолетовым оттенком, Листья сложные (состоят из нескольких листочков поменьше), зеленые, опушенные, поверхность их как бы разделена на мелкие дольки. Они не слишком отличаются у разных сортов, зато по их виду, размеру и расположению легко определить, хорошо ли чувствует себя куст и хватает ли растению удобрений, особенно азотных, и влаги. Если листочки слишком мелкие, стебли слишком бледные или желтые, значит, растение или забелело, или ему чего-то не хватает. Если же листья, наоборот, слишком пышно разрослись, это может говорить о том, что куст «жирует» от избытка азота. В этом случае клубней на нем образуется очень мало и сами они будут мельче тех, которые образуются на неперекормленных кустах, поэтому «жирования» следует избегать.

При этом и стебель, и листья у картофеля ядовиты. Настой из них даже можно использовать для опрыскивания других растений от вредителей.

Цветки картофеля похожи на пятиконечные звездочки, они могут быть белыми, розовыми, синими, лиловыми или фиолетовыми разных оттенков (и это уже сортовой признак), но, поскольку обычно картофель все огородники размножают клубнями, подробно останавливаться на строении цветков не стоит. У некоторых сортов цветение и вовсе очень слабое, а плоды сами не завязываются, хотя картофель – растение самоопыляющееся. Если опыление все-таки произойдет, завяжутся плоды, напоминающие крохотные помидорчики. Как и стебли с листьями, они ядовиты, есть их нельзя.

Картофель-уроженец довольно теплых (но не жарких) краев, однако, поскольку его культивируют давно, он хорошо приспособился не только к умеренному климату (в Америке ему это удалось и без помощи человека, во многом благодаря наличию клубней), но и к более суровому северному – некоторые его сорта даже в тундре выращивают. При этом надземная часть растения плохо выносит холод (и потому в северных регионах России обычно выводят раннеспелые сорта, чтобы они успели дать урожай за короткое северное лето), тогда как клубни, наоборот, больше страдают от сильной жары (поэтому на юге приходится выращивать сорта, устойчивые к высоким температурам). Быстрее всего картофель растет при температуре почвы +18°C, в этом случае всходы появляются через 14 дней после посадки, а иногда и на пару дней раньше.

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