Анатомическое строение растения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Чувашский государственный педагогический университет

им. И. Я. Яковлева»

Кафедра педагогики и начального образования

РЕФЕРАТ

на тему: «Анатомическое строение растения»

Выполнила: студентка 1-го курса

психолого-педагогического

факультета группы 1АН

Шишкина Е. В.

Научный руководитель:

доцент кафедры биологии и методики преподавания

Дмитриева О.Ф.

Чебоксары 2013

Содержание

Введение

1. Анатомическое строение растения

1.1 Анатомическое строение корня

1.2 Анатомическое строение стебля

1.3 Анатомическое строение листа

Заключение

Список литературы

Введение

Анатомия растений, раздел ботаники, посвященный изучению внешнего и внутреннего строения растений.

Первые анатомические описания растений встречаются в трудах Теофраста (3 в. до н.э.). Он различал такие структурные части, как корень, стебель, ветвь, цветок и плод, а главными растительными тканями считал кору, древесину и сердцевину. Эти представления в общих чертах сохранились до сегодняшнего дня. Когда Р.Гук в 1665 с помощью сконструированного им микроскопа открыл клетку, это создало новые возможности для изучения анатомии растений. Н.Грю в 1682 в своей прекрасно иллюстрированной работе описал микроскопическое строение различных растительных структур, усмотрев в нем сходство с переплетением нитей в ткани. Х.фон Моль в 1831 проследил ход проводящих пучков в стеблях, корнях и листьях. К.Санио в 1863 выяснил происхождение камбия и показал, каким образом ежегодно образуется новый цилиндр ксилемы и флоэмы (ткани, по которой в растении транспортируются органические вещества). В 1877 Антон де Бари опубликовал свой классический труд Сравнительная анатомия вегетативных органов явнобрачных и папоротников (Vergleichende Anatomie der Vegetationsorgane der Phanerogamen und Farne), в котором суммировал весь накопившийся к тому времени материал по этому вопросу. В 20 в. развитие анатомии растений шло особенно бурными темпами и было неразрывно связано с общим прогрессом биологических наук, обусловленным появлением новых методов исследования.

При чрезвычайном внешнем разнообразии растений их клетки имеют сходное устройство. Чтобы понять внутреннее строение организма, необходимо познакомиться с общей организацией его клеток и с особенностями различных их типов.

анатомический строение корень стебель

1. Анатомическое строение растения

1.1 Анатомическое строение корня

Комрень (лат. radix) -- осевой, обычно подземный вегетативный орган высших растений (сосудистых растений), обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень осуществляет закрепление растения в почве и обеспечивает поглощение и проведение воды с растворёнными минеральными веществами к стеблю и листьям.

На корне нет листьев, в клетках корня нет хлоропластов.

Кроме основного корня, многие растения имеют боковые и придаточные корни. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. В случае, когда главный корень незначительно выражен, а придаточные корни выражены значительно, корневая система называется мочковатой. Если главный корень выражен значительно, корневая система называется стержневой.

Некоторые растения откладывают в корне запасные питательные вещества, такие образования называют корнеплодами.

Корень по длине можно разделить на несколько участков, имеющих различное строение и выполняющих различные функции. Эти участки называют зонами корня. Выделяют корневой чехлик и следующие зоны: деления, растяжения, всасывания и проведения.

Дифференциация тканей корня происходит в зоне всасывания. По происхождению это первичные ткани, так как они образуются из первичной меристемы конуса нарастания. По происхождению это первичные ткани. Первичное строение не имеет существенных различий, как у различных типов корней, так и у разных таксономических групп высших растений. При поперечном срезе корня в зоне всасывания хорошо выделяются три анатомо-топографические зоны (ризодерма, первичная кора, центральный цилиндр или стела корня).

Ризодерма - это однослойная ткань - эпиблема, часть клеток которой превратилась в корневые волоски, представляющие собой односторонние выросты клеточной стенки. В верхушку волоска уходят почти вся цитоплазма и ядро. Здесь же находятся многочисленные диктиосомы комплекса гольджи, вырабатывающие полисахариды для построения удлиняющейся клеточной стенки и для образования слизи. Слизь, покрывающая корневой волосок, обеспечивает его более тесное сцепление с частицами почвы и облегчает растворов.

Первичная кора - состоит из паренхимных клеток, число которых сильно варьируется и подразделяется на три слоя: экзодерму, мезодерму и эндодерму. Экзодерма представляет собой наружный слой первичной коры, который после отмирания корневых волосков и сбрасывания ризодермы оказывается на поверхности корня и дифференцируется в первичную покровную ткань, выполняющую защитную функцию. Поэтому ее клетки плотно сомкнуты и их стенки опробковевают. Мезодерма - средний слой, состовляющий основную массу первичной коры. Состоит она из рыхлой поглощающей паренхмы, с хорошо развитой системой межклетников. Клетки мезодермы участвуют в поглощении и проведении веществ. В них синтезируются вещества, которыми кора снабжает ризодерму и другие ткани, а также накапливаются запасные вещества. В мезодерме часто находятся гифы микоризных грибов (эндомикориза). У водных и болотных растений межклетники особенно хорошо развиты, и вся мезодерма занята аэренхимой, по которой вдоль оси корня циркулируют газы, необходимые для дыхания и обмена веществ. Эндодерма представляет собой внутренний слой первичной коры, состоящий из одного ряда клеток. Первоначально клетки эндодермы живые, тонкостенные, плотно сомкнутые между собой. Позднее на их радиальных стенках появляются утолщения - пояски каспари, которые опробковевают и препятствуют свободной диффузии ионов по оболочке. Ток веществ переходит в протопласт, где находится под контролем мембран, обладающих избирательной проницаемостью. Наличие поясков каспари характерно для первой стадии развития эндодермы. У некоторых, эндодерма достигает второй стадии развития, характеризующаяся сплошной суберинезацией всех клеточных стенок.

Наконец, корни которых не имеют вторичного утолщения, эндодерма может переходить в третью стадию развития. В этом случае боковые и внутренние стенки клеток сильно утолщаются и одревесневают, а протопласты их отмирают. Такая эндодерма повышает прочность корня и надежно защищает лежащие в глубине проводящие ткани. Через пропускные клетки осуществляется связь между первичной корой и центральным цилиндром.

Центральный цилиндр (стела корня). Центральный цилиндр дифференцируется из прокамбия. Он состоит из перицикла и радиального проводящего пучка. Перицикл - представляет собой внешний слой центрального цилиндра. Это первичная боковая образовательная ткань, очень долго сохраняющая способность к делению клеток. Состоит перицикл из мелких живых тонкостенных клеток. У большинства растений он однослойный. В перицикле закладываются боковые корни, поэтому его называют «корнеродным слоем». В нем же могут возникать зачатки придаточных почек, из которых развиваются корневые отпрыски. Радиальный проводящий пучок. Проводящий пучок корня развивается из единственного тяжа прокамбия. Первые элементы флоэмы - протофлоэма - закладываются в наружной части прокамбия, то есть экзархно. Между группами этих элементов закладываются элементы протоксилемы. Дальнейшее развитие проводящих тканей осуществляется центростремительно: с внутренней стороны от элементов протофлоэмы и протоксилемы дифференцируются более широкопросветные элементы метофлоэмы и метаксилемы. Таким образом формируется сложный радиальный проводящий пучок, в котором радиальные тяжи первичной флоэмы чередуются по кругу с радиальными тяжами первичной ксилеме. Причем у разных растений число тяжей проводящей ткани варьируется. В связи с этим различают корни диархные, с двумя тяжами ксилемы и флоэмы; триархные - с тремя; тетрархные - с четырьмя. Если тяжей проводящих тканей много, проводящую систему называют полиархной. Моноархные корни встречаются крайне редко. Наиболее распространенны диархные корни. Полиархные корни свойственны главным образом однодольным.

1.2 Анатомическое строение стебля

Анатомическое строение стебля гораздо разнообразнее, чем анатомическое строение корня, т.к. на его формирование оказывает влияние весь комплекс абиотических и биотических факторов, но основными элементами анатомической структуры стебля, как и корня, являются: I) покровная ткань, 2) кора, 3) центральный цилиндр.

Формирование анатомической структуры стебля осуществляется за счет деятельности верхушечной меристемы, построенной по типу туники и корпуса. Теория туники и корпуса была сформулирована в 1924 г. Шмидтом и заменила теорию гистогенов Ганштейна (1868).

Дальнейшие исследования показали, что и теория туники и корпуса не всегда может объяснить процесс формирования тканей побега, да и само строение конуса нарастания оказалось различным в разных филогенетических группах.

У голосеменных и двудольных общий принцип работы верхушечной меристемы выглядит следующим образом.

Из верхнего слоя туники образуется протодерма, клетки которой дифференцируются в клетки эпидермы. В корпусе обособляется меристематическое кольцо. Пограничные клетки меристематического кольца дают начало перициклу, а остальные - проводящему цилиндру. Внутренние элементы туники и элементы корпуса, находящиеся за меристематическим кольцом, формируют первичную кору, а клетки корпуса, расположенные внутри меристематического кольца формируют сердцевину.

Разнообразие стеблей голосеменных и двудольных зависит от варианта дифференцировки меристематического кольца и дальнейшего преобразования проводящей системы.

При формировании первичного строения стебля возможны 4 варианта, связанных с формированием проводящей системы и дифференцировкой перицикла, т.к. образование эпидермы, коры и сердцевины идет, в основном, одинаково у всех голосеменных и двудольных.

I. В меристематическом кольце обособляется перицикл и тяжи прокамбия, которые формируют закрытые проводящие пучки, перицикл дифференцируется в клетки склеренхимы, обычно образующие тяжи над проводящими пучками, и в клетки паренхимы, входящие в состав первичных сердцевинных лучей. Часть клеток перицикла сохраняет меристематическую деятельность.

II. Все так же, как в варианте I, но между ксилемой и флоэмой в проводящем пучке остается участок прокамбия.

III. Все так же, как в варианте II, но между ксилемными участками клетки меристематического кольца дифференцируются в клетки склеренхимы.

IV. Один или несколько слоев клеток меристематического кольца дифференцируется в перицикл, остальные - в прокамбий, который будет иметь вид кольца. Перицикл продуцирует склеренхиму, паренхиму, частично сохраняя меристематические свойства. Прокамбий продуцирует флоэму, ксилему, а между ними - камбий.

Особый тип строения стебля характерен для однодольных. Проводящая система тут сформирована исключительно из листовых следов, которые представлены закрытыми коллатеральными проводящими пучками. Количество слоев клеток туники у однодольных не превышает трех. Верхний слой туники дает протодерму, клетки которой дифференцируются в клетки эпидермы. Клетки внутренних слоев туники, если они есть, дают производные, дифференцирующиеся в клетки коры, примыкающие к эпидерме. В корпусе закладывается меристематическое кольцо. Оно может непосредственно примыкать к инициалям туники, а может занимать место ближе к центру конуса нарастания. Прокамбий образуется в виде пластинок из клеток корпуса, находящихся под или над меристематическим кольцом, напротив листовых бугорков.

Меристематическое кольцо дает начало перициклу, который представлен либо склеренхимой, либо паренхимой. Часть перицикла сохраняет меристематические свойства и дает начало придаточным корням и почкам. Инициали прокамбия дают начало производным клеткам, из которых формируется закрытый коллатеральный пучок, нарастающий верхушкой.

1.3 Анатомическое строение листа

Лист - боковой орган побега, приспособленный для ассимиляции, испарения и газообмена. Поэтому в его структуре преобладают анатомические элементы паренхимного типа. Главной тканью листа является мезофилл, в котором сосредоточены все хлоропласты и происходит фотосинтез. Эпидерма покрывает лист сплошным слоем, регулирует газообмен и транспирацию. Система разветвленных проводящих пучков снабжает лист водой, поддерживает в клетках мезофилла степень оводнения, необходимую для нормального хода фотосинтеза и осуществляет отток пластических веществ.

Арматурную функцию в листе выполняет колленхима и склеренхима. Они совместно с живыми тургесцентными клетками мезофилла и эпидермы образуют прочные механические конструкции.

Мезофилл занимает все пространство между верхней и нижней эпидермой листа, исключая проводящие пучки и арматурные ткани. Клетки мезофилла довольно однородны по форме и строению (округлые, слегка вытянутые, с отростками). Иногда стенки клеток образуют складки, вдающиеся внутрь (складчатый мезофилл), что увеличивает поверхность и позволяет разместить большое число хлоропластов в постенном слое цитоплазмы. Протопласт состоит из постенного слоя цитоплазмы с ядром и многочисленными хлоропластами. В центре клетки находится большая вакуоль. Мезофилл, чаще всего, дифференцирован на две ткани - палисадную (столбчатую) и губчатую. В палисадном мезофилле клетки вытянуты перпендикулярно поверхности листа, расположены в один или несколько слоев. Клетки губчатого мезофилла соединены более рыхло, и межклетные пространства в этой ткани могут быть очень большими по сравнению с объемом самих клеток. Выделяют несколько типов мезофилла:

- Дорсовентральный. Палисадная паренхима одно- или многорядная и расположена на верхней стороне листа, а губчатая - на нижней стороне.

- Изогубчатый. Весь мезофилл листа состоит из губчатых клеток.

- Изолатерально-палисадный. Мезофилл состоит из одного или нескольких рядов палисадных клеток, расположенных с обеих сторон губчатой паренхимы.

- Изопалисадный. Мезофилл образован только палисадными клетками.

- Центрический. Мезофилл с радиальной симметрией палисадной паренхимы и с центральной позицией главной жилки.

Проводящие пучки в листьях образуют непрерывную систему, связанную с проводящей системой стебля. В листьях обычно пучки закрытые (без камбия), коллатеральные, разветвленные в одной плоскости. Характерным признаком листа является то, что ксилема в нем повернута к морфологически верхней стороне, а флоэма - к морфологически нижней. При такой ориентации проводящие ткани листа естественно смыкаются с проводящими тканями стебля.

Мелкие проводящие пучки имеют упрощенное строение. Ксилема обычно включает один - два трахеальных элемента, а флоэма одну ситовидную трубку с сопровождающей клеткой.

Проводящие элементы листа ограничены от клеток мезофилла плотно сомкнутыми обкладочными клетками. Проводящие пучки с окружающими их тканями называются жилками.

Волокна чаще всего сопровождают крупные проводящие пучки. Они окружают проводящие ткани со всех сторон или только сверху и снизу.

Колленхима часто присутствует в крупных жилках или по краю листа, предохраняя его от разрыва.

Рис. 82. Строение листа камелии японской (Camelia japonica) с дорсовентральным типом мезофилла: 1 - верхняя эпидерма, 2 - столбчатая паренхима, 3 - губчатая паренхима, 4 - клетка с друзой, 5 - склереида, 6 - проводящий пучок, 7 - нижняя эпидерма, 8 - устьице.

Рис. 83. Строение листа фикуса (Ficus elastica) с изолатерально-палисадным типом мезофилла: 1 - верхняя эпидерма, 2 - гиподерма, 3 - цистолит, 4 - столбчатая паренхима, 5 - губчатая паренхима, 6 - ксилема, 7 - флоэма, 8 - склеренхима (6-8 - коллатеральный пучок), 9 - нижняя эпидерма, 10 - устьичный аппарат.

Лист фикуса имеет строение типичного вечнозеленого растения, с листьями, функционирующими несколько лет. Здесь защитный покров состоит из трех слоев клеток. Наружный слой является эпидермой. Клетки второго и третьего слоев крупнее клеток эпидермы, стенки тонкие, содержимое бесцветное, хлоропластов нет. Эти два внутренних слоя называют гиподермой. По-видимому, они выполняют роль фильтра, задерживающего тепловые лучи и предохраняющего ассимиляционную ткань от перегрева, а также накапливают воду. В некоторых клетках гиподермы, граничащих с мезофиллом верхней стороны листа, встречают гроздевидные образования - цистолиты. Это разросшаяся клетка, внутри которой накапливается углекислая известь. Другое важное отличие структуры листа фикуса - наличие слоя клеток столбчатой паренхимы у нижней гиподермы (изолатерально-палисадный тип).

Затем перейти к рассмотрению мезофилла. Он состоит из однородных паренхимных клеток. Листья с таким мезофиллом называют изолатеральными. Проводящие пучки коллатеральные, закрытые, обычного для злаков строения. Они окружены обкладочными клетками, в которых собираются продукты фотосинтеза.

Рис. 85. Строение листа (хвои) сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris ) с центрическим типом мезофилла: А - детальный рисунок; Б - схематичный. 1 - эпидерма, 2 - устьичный аппарат, 3 - гиподерма, 4 - складчатая паренхима, 5 - смоляной ход, 6 - эндодерма, 7 - ксилема, 8 - флоэма, 7-8 - проводящий пучок, 9 - склеренхима, 10 - паренхима.

В центральной части листа, окруженной эндодермой, расположены два проводящих пучка. Мезофилл пронизан смоляными ходами. Защитный покров состоит из двух слоев клеток - эпидермы и гиподермы. Эпидерма покрыта толстым слоем кутикулы. Клетки эпидермы в сечении почти квадратной формы. Все стенки сильно утолщены, в углах имеются поровые каналы. Полость клетки округлая. В углублениях на уровне гиподермы расположены устьица, под которыми имеется большая воздушная полость. У старых листьев стенки клеток эпидермы одревесневают. Далее рассмотреть гиподерму. Она состоит из одного, а в углах - из двух-трех слоев клеток, с менее утолщенными одревесневшими стенками.

Под гиподермой находится мезофилл, состоящий из однородных клеток. Стенки клеток местами врастают в полость клетки, образуя складки (складчатая паренхима). Это значительно увеличивает площадь прилегающего к стенке слоя цитоплазмы с хлоропластами, а, следовательно, и ассимилирующую поверхность. В каждой клетке видно ядро.

Смоляные ходы, пронизывающие складчатую паренхиму, внутри выстланы тонкостенными клетками, выделяющими внутрь смолу, а снаружи имеют обкладку из толстостенных клеток. Межклеточный канал схизогенного происхождения.

Проводящие пучки коллатерального типа. Ксилемная часть обращена к плоской стороне листа, флоэмная - к выпуклой. Следовательно, плоская сторона хвои является морфологически верхней, а выпуклая - нижней. Между проводящими пучками расположена механическая ткань - склеренхима. Остальное пространство центральной части занято толстостенными паренхимными клетками.

Заключение

Анатомия растений, раздел ботаники, посвященный изучению внешнего и внутреннего строения растений.

Комрень (лат. radix) -- осевой, обычно подземный вегетативный орган высших растений (сосудистых растений), обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень осуществляет закрепление растения в почве и обеспечивает поглощение и проведение воды с растворёнными минеральными веществами к стеблю и листьям.

На корне нет листьев, в клетках корня нет хлоропластов.

Кроме основного корня, многие растения имеют боковые и придаточные корни. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. В случае, когда главный корень незначительно выражен, а придаточные корни выражены значительно, корневая система называется мочковатой. Если главный корень выражен значительно, корневая система называется стержневой.

Некоторые растения откладывают в корне запасные питательные вещества, такие образования называют корнеплодами.

Анатомическое строение стебля гораздо разнообразнее, чем анатомическое строение корня, т.к. на его формирование оказывает влияние весь комплекс абиотических и биотических факторов, но основными элементами анатомической структуры стебля, как и корня, являются: I) покровная ткань, 2) кора, 3) центральный цилиндр.

Формирование анатомической структуры стебля осуществляется за счет деятельности верхушечной меристемы, построенной по типу туники и корпуса. Дальнейшие исследования показали, что и теория туники и корпуса не всегда может объяснить процесс формирования тканей побега.

Лист - боковой орган побега, приспособленный для ассимиляции, испарения и газообмена. Поэтому в его структуре преобладают анатомические элементы паренхимного типа. Главной тканью листа является мезофилл, в котором сосредоточены все хлоропласты и происходит фотосинтез. Эпидерма покрывает лист сплошным слоем, регулирует газообмен и транспирацию. Система разветвленных проводящих пучков снабжает лист водой, поддерживает в клетках мезофилла степень оводнения, необходимую для нормального хода фотосинтеза и осуществляет отток пластических веществ.

Список использованной литературы

1. Шкаринов, С. Л. Анатомия растений / С. Л. Шкаринов. - Издательство Московского государственного леса, 2008.

2. Анатомическое строение листа [Электронный ресурс] - Электрон. ст. - Режим доступа к ст. : http://e-lib.gasu.ru/eposobia/papina/bolprak/R_4_3.html

3. Большой информационный архив [Электронный ресурс] - Электрон. ст. - Режим доступа к ст. : http://big-archive.ru/biology/guide_to_biology/28.php

Размещено на Allbest.ru