Основы ботаники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Вопрос № 1. Метаморфозы надземных побегов. Выполните рисунки

Вопрос № 2. Типы жилкования. Выполните рисунки и приведите примеры

Вопрос № 3. Способы естественного вегетативного размножения

Вопрос № 4. Гибридизация и ее значение

Вопрос № 5. Клеточная стенка, её образование, строение и функции. Поры, их типы

Вопрос № 6. Проводящие ткани. Ксилема. Сосуды и трахеиды, их образование, строение, типы. Рисунки

Вопрос № 7. Особенности строения ствола хвойных деревьев. Рисунок

Вопрос № 8. Что общего и какие различия между вторичным строением корня и вторичным строением стебля

Используемая литература



Вопрос № 1. Метаморфозы надземных побегов. Выполните рисунки

побег хвойный гибридизация клеточный

Побег - один из главных вегетативных органов высших растений. Он состоит из стебля, на котором размещены почки и листья. Побег наиболее изменчивый по внешнему виду структурный элемент растения.

Видоизмененный побег представляет собой орган растения, у которого форма и функция стебля, почек и листьев необратимо изменены в процессе эволюционных приспособлений к определенным условиям существования организма.

Метаморфозы побега могут быть как незначительными, так и существенными - до сильно измененных форм растений. Метаморфозам подвергаются как главные, так и боковые побеги, а также почки и листья.

Основными типами побегов являются - надземные и подземные.

Рассмотрим метаморфозы надземных побегов.

Надземные (воздушные) побеги являются ассимилирующими, по оси которых расположены листья.

К видоизменениям надземных побегов относятся: колючки, усики, кладодии, филлокладии. Иногда у растения видоизменяется не весь побег, а только листья, а метаморфозы внешне похожи на таковые всего побега (усики, колючки).

Колючка- одревесневший укороченный побег без листьев с острой верхушкой.

Роль колючек произошедших из побега, в основном, защитная. Растения с колючками особенно характерны для жарких, сухих местообитаний, где колючки защищают их от поедания животными. При культуре во влажном воздухе вместо таких стеблевых колючек часто развиваются нормальные облиственные побеги. Такие колючки есть у дикой яблони, дикой груши, боярышник (рис. 1).



Рис. 1. Колючки стеблевого происхождения у Боямрышника (лат. Crataйgus)

Усик- это побег метамерной структуры без листьев, имеющий жгутовидную форму с разветвлениями или без них. Благодаря наличию стеблевых усиков, растение получает дополнительную опору (Рис.2).

Рис. 2. Огуремц обыкновемнный или посевномй (лат. Cucumis sativus)

Выпрямленный участок усика без разветвлений является первым междоузлием пазушного побега, а закрученный более тонкий участок - является видоизмененным листом. Усики развиваются у растений, которые не способны самостоятельно находиться в вертикальном положении.

Усики есть у стратоцвета голубого, винограда, у многих представителей семейства Тыквенные (тыква, арбуз, дыня).

Кладодий - боковой побег, подвергшийся видоизменению, который способен к продолжительному росту и имеющий зеленые уплощенные длинные стебли, берущие на себя функции листьев (Рис. 3).

Рис. 3. Цветок Кактус-декабрист (лат. Zygocactus truncatus)

Он выполняет функцию фотосинтеза, так как под эпидермой расположены отлично развитые хлорофиллоносные клетки.

К растениям, имеющим кдадодий, относится кактус-декабрист.

Филлокдалий является видоизмененным плоским листовидным боковым побегом, который имеет ограниченный рост и выполняет роль листа в жизни растения. Боковые почки побега дают начало филлокладиям, в связи с чем, филлокладии всегда расположены в пазухах маленьких чешуевидных или пленчатых листьев (Рис.4).

Рис. 4. Филлокладии: 1 -- у коллекции крестовидной (Colletia cruciata); 2 -- у иглицы колючей (Ruscus aculeatus); 3 -- у филлантуса красивого (Phyllanthus speciosus).

Такие видоизмененные побеги выполняют роль фотосинтеза, поэтому внешне выглядят как листья. Их рост ограничен, а метамерной структуры строения нет. Филлокладии присущи таким растениям как смела, иглица, филлантус, и некоторым представителям рода Спаржа.

Вопрос № 2. Типы жилкования. Выполните рисунки и приведите примеры

Расположение жилок в листе называют жилкованием. Характер жилкования хорошо заметен на нижней стороне листа или при рассмотрении его на свету. Различают несколько типов жилкования.

Перестое жилкование. При перестом жилковании от крупной главной жилки отходят более тонкие боковые жилки первого порядка. Если они достигаю края листа (упираются в него), жилкование называется совершенным (дуб, ильм- совершенноперистое жилкование. Рис.5 а). Если боковые жилки первого порядка ветвятся и до края листа доходят только ответвления второго и последующего порядков, жилкование будет несовершенным (тополь черный, ивы-несовершенноперистое жилкование).

а б

Рис.5 а- совершенноперистое жилкование ,лист Дуба обыкновенного (лат. Quйrcus rуbur); б- несовершенноперистое жилкование, лист Тополя черного (лат. Populus nigra)

Пальчатое жилкование. При пальчатом жилковании от основания листовой пластинки лучами расходятся несколько (3-5) крупных жилок. Они, в свою очередь, разветвляются на жилки второго-третьего порядков. Пальчатое жилкование также может быть совершенным и несовершенным. Например, у клена жилкование совершеннопальчатое (Рис. 6 а), а у осины и копытеня - несовершеннопальчатое Рис. 6. б).

Рис. 6 а - совершеннопальчатое жилкование, лист Клена остролистного ( лат. Бcer platanoнdes) ; б - несовершеннопальчатое жилкование, лист Осины (Тополь дрожащий, лат. Pуpulus trйmula)

Дуговидное жилкование. Дуговидным жилкованием, называется жилкование, когда от черешка отходят несколько одинаково развитых, слабо ветвящихся, дуговито изогнутых жилок, сходящихся к вершине листа (ландыш, подорожник. Рис. 7 а б).



а б

Рис. 7. Дуговидное жилкование: а- лист Ландыша ( лат. Convallбria); б-

Подоромжник (лат. Plantбgo).

Параллельное жилкование. Параллельное жилкование свойственно сидячим листьям злаковых и осок. У них от основания листа отходят несколько параллельных, одинаково развитых жилок, сходящихся к вершине (Рис. 8)

а б

Рис. 8 Параллельное жилкование: а - лист Осомки (лат. Cбrex); б - Овёс (лат. Avйna)

Вопрос № 3. Способы естественного вегетативного размножения

В основе вегетативного размножения лежит способность растений восстанавливать весь организм из части тела. Эта способность называется регенерацией. (от лат. «регенератио» - восстанавливаю).

Естественное вегетативное размножение происходит при помощи следующих органов:

- розеток листьев, "усов";

- плетей - надземных облиственных побегов, имеющих на конце листовую розетку;

- корневищ - подземных побегов, несущих на себе спящие почки;

- корневой поросли - побегов, образующихся из спящих почек корней растений;

- луковиц. Луковичные растения делят на две группы: вечнозеленые и листопадные, последние, в свою очередь, по месторасположению луковичек-деток подразделяют на подземные, воздушные - стеблевые, расположенные в пазухах листьев, и в виде соцветий, заполненных бульбочками.

- корневых клубней, или видоизмененных корней - вместилищ питательных веществ. Для размножения сами корнеклубни непригодны, так как не имеют спящих почек, как настоящие клубни стеблевого происхождения. Поэтому их отделяют с кусочком корневой шейки с одной-двумя почками.

- стеблевых клубней. Различают стеблевые клубни с ограниченным ростом, т. е. прекращающие рост в конце вегетации, и стеблевые клубни с продолжающимся ростом в последующие вегетационные периоды (Рис. 8).



Рис.9. Способы естественного вегетативного размножения растений

Вопрос № 4. Гибридизация и ее значение

Гибридизация - процесс скрещивание особей, различающихся одним или несколькими наследственно обусловленными признаками. Гибридизация бывает естественной (спонтанной) и искусственной (экспериментальной).

Естественная гибридизация подразделяется на:

- аллопатрическую (скрещиваются особи двух дифференцированных видов в зоне контакта их ареалов, например лиственница сибирская и даурская, ель сибирская и европейская);

- симпатрическую (скрещивание особей двух генетически обособленных видов в пределах одной географической области, например осины и тополя белого);

- интрогрессивную (особый тип гибридизации, при которой происходят возвратные скрещивания спонтанных межвидовых гибридов с исходными родительскими видами, обнаружена среди видов дуба, ивы, тополя).

Искусственная гибридизация может быть двух типов:

- конгруэнтного типа. В этом случае скрещивают особи одного вида или генетически близких видов;

- инконгруэнтного. В этом случае -- скрещивают достаточно дифференцированные и генетически изолированные виды одного рода или близких родов.

Естественная гибридизация, особенно интрогрессивная, играет важную роль в эволюции растений, действуя как фактор, увеличивающий наследств, изменчивость и способствующий образованию новых видов. Она имеет значение и для селекционной практики, так как нередко естественные межвидовые гибриды представляют хозяйственный интерес. Однако главная роль в селекции лесных древесных растений принадлежит искусственной гибридизации, которая является одним из селекционных методов. Искусственная гибридизация позволяет получать потомство с новой комбинацией генетически обусловленных хозяйственно ценных признаков и свойств.

Процесс искусственной гибридизации включает следующие этапы: -

- выбор объектов гибридизации и подбор родительских пар исходя из целевой задачи селекции;

- кастрация -- удаление пыльников из обоеполых цветков на материнском растении; изоляция женских цветков;

- заготовка, хранение и определение жизнеспособности пыльцы отцовской формы;

- опыление -- нанесение пыльцы отцовского растения на рыльца материнского растения. При этом учитывают также биологию цветения родительских пар.

Скрещивание можно осуществлять на растущих деревьях и срезанных ветвях. Последний способ пригоден для видов лесных древесных растений с коротким периодом созревания плодов и семян (тополь, ильм). Для генетической оценки родительских особей, в частности для установления их общей и специфической комбинации способности, имеющей большое значение для получения эффекта гетерозиса, применяют диаллельные скрещивания -- изучаемые генотипы скрещивают один с другим во всех возможных комбинациях. Однако в лесной генетике и селекции чаще используют более простые методы, например поликросс, топкросс. Большие возможности имеет Г. соматических клеток, когда геномы двух клеток совмещают в одной с последующим воспроизведением их в клеточных поколениях в изолированной культуре. Этот перспективный метод даёт возможность получать совершенно новые организмы с заранее заданными генетическими параметрами.

Гибридизация лесных древесных растений имеет огромное значение для выведения высокопродуктивных гибридных форм и сортов и в конечном итоге для повышения продуктивности и улучшения качеств, состава лесов. Не менее важное место отводится гибридизации в теоретических исследованиях, в частности в генетическом анализе древесных пород, без которого невозможна научная организация селекционной работы. работы. Составная часть генетического анализа -- гибридологический анализ, позволяющий на основе системы скрещиваний в ряду поколений анализировать закономерности наследования отдельных признаков и свойств, а также обнаруживать наследственные, изменения организмов при половом размножении.

Вопрос № 5. Клеточная стенка, её образование, строение и функции. Поры, их типы

Клеточная стенка -- жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Она придает клеткам механическую прочность, защищает их содержимое от повреждений и избыточной потери воды, поддерживает форму клеток и их размер, а также препятствует разрыву клеток в гипотонической среде. Клеточная стенка участвует в поглощении и обмене различных ионов, т. е. является ионообменником. Через клеточную оболочку осуществляется транспорт веществ.

Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Животные и многие простейшие не имеют клеточной стенки.

Клеточная стенка, формирующаяся во время деления клеток и их роста путем растяжения, называется первичной. После прекращения роста клетки на первичную клеточную стенку изнутри откладываются новые слои, и образуется прочная вторичная клеточная оболочка

.

Рис.10 . Клеточная стенка (оболочка)

В состав клеточной стенки входят структурные компоненты (целлюлоза у растений и хитин у грибов), компоненты матрикса (гемицеллюлоза, пектин, белки), инкрустирующие компоненты (лигнин, суберин) и вещества, откладывающиеся на поверхности оболочки (кутин и воск).

Молекулы целлюлозы за счет водородных связей объединяются в пучки --микрофибриллы. Переплетенные микрофибриллы составляют каркас клеточной оболочки. У большинства грибов микрофибриллы клеточной стенки состоят из хитина.

Микрофибриллы погружены в матрикс клеточной стенки. Матрикс состоит из смеси различных химических веществ, среди которых преобладают полисахариды (гемицеллюлозы и пектиновые вещества).

Гемицеллюлозы -- это группа полисахаридов (полимеры пен-тоз и гексоз -- ксилозы, галактозы, маннозы, глюкозы и др.). Молекулы гемицеллюлоз, как и целлюлозы, имеют форму цепи, но в отличие от последней их цепи короче, менее упорядочены и сильно разветвлены. Они легче растворяются и разрушаются ферментами.

Пектиновые вещества -- это полимеры, построенные из моносахаридов (арабинозы и галактозы), галактуроновой кислоты (сахарной кислоты) и метилового спирта. Длинные молекулы пектиновых веществ могут быть линейны ми или разветвленными. Молекулы пектиновых веществ содержат большое количество карбоксильных групп и поэтому способны соединяться с ионами Mg2+ и Са2-. При этом образуются клейкие, студнеобразные пектаты магния и кальция, из которых затем складываются срединные пластинки, скрепляющие стенки двух соседних клеток.

Ионы двухвалентных металлов могут обмениваться на другие катионы (Н-, К+ и т. д.). Это обусловливает катионообменную способность клеточных оболочек.

Пектиновыми веществами и пектатами богаты оболочки клеток многих плодов. Так как при их извлечении из оболочек и добавлении сахара образуются гели, пектины используют как желе-образующие вещества для изготовления мармелада и др.

Помимо углеводных компонентов, в состав матрикса клеточной стенки входит структурный белок экстенеин --гликонротеин, который по своему составу близок к межклеточным белкам животных --коллагенам.

На долю матрикса приходится до 60% сухого вещества клеточной оболочки. Матрикс оболочки не просто заполняет промежутки между микрофибриллами, а образует прочные химические (водородные и ковалентные) связи между макромолекулами и микрофибриллами, что обеспечивает прочность клеточной стенки, ее эластичность и пластичность.

Основным инкрустирующим веществом оболочки клеток растений является лигнин -- полимер с неразветвленной молекулой, состоящей из ароматических спиртов.

Интенсивная лигнификация (пропитка слоев целлюлозы лигнином) клеточных оболочек начинается после прекращения роста клетки. Лигнин может откладываться отдельными участками -- в виде колец, спиралей или сетки, как это наблюдается в оболочках клеток проводящей ткани -- ксилемы, или сплошным слоем, за исключением тех мест, где осуществляются контакты между соседними клетками в виде плазмодесм.

Лигнин скрепляет целлюлозные волокна и действует как очень твердый и жесткий каркас, усиливающий прочность клеточных стенок на растяжение и сжатие. Он же обеспечивает клеткам дополнительную защиту от физических и химических воздействий, снижает водопроницаемость. Содержание лигнина в оболочке достигает 30%. Инкрустация им клеточных оболочек приводит к их одревеснению, которое часто влечет за собой отмирание живого содержимого клетки.

Лигнин в сочетании с целлюлозой придает особые свойства древесине, которые делают ее незаменимым строительным материалом.

На клеточную оболочку могут откладываться также жироподобные вещества -- суберин, кутин и воск.

Суберин откладывается на оболочку изнутри и делает ее практически непроницаемой для воды и растворов. В результате протопласт клетки отмирает и клетка заполняется воздухом. Такой процесс называется опробковением. Наблюдается опробковение оболочки клеток в покровных тканях многолетних древесных растений -- перидерме, корке, а также в эндодерме корня.

Поверхность эпидермальных клеток растений защищена гидрофобными веществами -- кутином и восками. Предшественники этих соединений секретируются из цитоплазмы на поверхность, где и происходит их полимеризация. Слой кутина обычно пронизан полисахаридными компонентами (целлюлозой и пектином) и образует кутикулу. Воск часто откладывается в кристаллической форме на поверхности частей растений (листьев, плодов), образуя восковой налет.

Кутикула и восковой налет защищают клетки от повреждений и проникновения инфекции, уменьшают испарение воды с поверхности органов.

В оболочках эпидермальных клеток некоторых растений (злаков, осок и др.) накапливается большое количество минеральных веществ (минерализация), в первую очередь карбоната кальция и кремнезема. При минерализации листья и стебли растений становятся жесткими, твердыми и в меньшей степени поедаются животными.

Таким образом, клеточная стенка играет важную роль в жизни клеток растений и грибов и выполняет ряд специфических функций.

Поры клеточной стенки растений

В стенках соседних клеток, как правило, одна против другой, образуются поры. Порами называют отверстия во вторичной оболочке, где клетки разделяют лишь первичная оболочка и срединная пластинка ( рис. 11). Участки первичной оболочки и срединную пластинку, разделяющие соседствующие поры смежных клеток, называют поровой мембраной или замыкающей пленкой поры. Замыкающую пленку поры пронизывают плазмодесменные канальцы, но сквозного отверстия в порах обычно не образуется.

Каждая пора имеет поровую камеру. В тех случаях, когда откладывается мощная вторичная оболочка, камеры превращаются в узкие поровые каналы. В клетках паренхимных и механических тканей вторичная оболочка обычно резко прерывается у краев камеры или порового канала, диаметр которых благодаря этому почти не изменяется по всей толще вторичной оболочки. Поры такого типа называются простыми, а комбинация двух простых пор - простой парой пор.

В водопроводящих элементах - сосудах и трахеидах - вторичная оболочка нередко нависает над камерой в виде свода, образуя окаймление. Такие поры получили название окаймленных или окаймленной пары пор. Поровая камера, ограниченная окаймлением, открывается в полость клетки через отверстие в окаймлении - апертуру поры. Поры облегчают транспорт воды и растворенных веществ от клетки к клетке.

Рис. 11. Строение пор стенки растительной клетки (А - клетки со вторичными оболочками и многочисленными простыми порами , Б - строение простой поры, В - строение окаймленной поры , Г - объемное изображение и схематичная проекция на плоскость окаймленной поры).1 - срединная пластинка, 2 - первичная оболочка клетки, 3 - вторичная оболочка клетки, 4 - поры, 5 - поровая мембрана , 6 - окаймление, 7 - поровая камера , 8 - аппертура поры, 9 - торус (утолщение поровой мембраны).

Вопрос № 6. Проводящие ткани. Ксилема. Сосуды и трахеиды, их образование, строение, типы. Рисунки.

Проводящая ткань осуществляет передвижение растворённых питательных веществ по растению. У многих высших растений она представлена проводящими элементами (сосудами, трахеидами и ситовидными трубками). В стенках проводящих элементов есть поры и сквозные отверстия, облегчающие передвижение веществ от клетки к клетке.

Проводящая ткань образует в теле растения непрерывную разветвлённую сеть, соединяющую все его органы в единую систему -- от тончайших корешков до молодых побегов, почек и кончиков листа.

Ксилемма, или древесимна -- основная водопроводящая ткань сосудистых растений; один из двух подтипов проводящей ткани растений, наряду с флоэмой -- лубом.

Ксилема состоит из мёртвых одеревеневших клеток, имеющих отверстия (перфорацию) -- трахеид, а также из сосудов, образованных при слиянии ряда клеток; волокон и паренхимных клеток. У ряда видов сосуды отсутствуют, у остальных видов сосуды развиты по-разному, наибольшего развития достигая у покрытосеменных. Клетки ксилемы объединяются в так называемые проводящие (сосудисто-волокнистые) пучки, которые при рассмотрении стебля в разрезе образуют кольцо.

Основная функция -- транспорт воды и минеральных солей от корней к листьям, то есть осуществляет восходящий ток.

Трахеимды -- прозенхимные, мёртвые клетки длиной в несколько миллиметров, шириной в десятые и сотые доли миллиметра, с утолщёнными одревесневшими оболочками, несущими поры (часто окаймлённые), через которые происходит фильтрация растворов из одной трахеиды в другую.

Формируются трахеиды из прокамбиальных пучков верхушечной меристемы, а также из камбия, растут интрузивно.

Трахеиды передают растворы не только в продольном направлении, но и в горизонтальном, в лежащие рядом проводящие и паренхимные элементы. Поэтому боковые стенки у них водопроницаемы. В то же время они имеют различные утолщения, что играет огромное биологическое значение, так как при относительно экономном расходовании органического вещества такие водопроводящие элементы оказываются устойчивыми к сжатию и растяжению и в то же время проницаемы.

У большинства папоротникообразных и голосеменных трахеиды служат единственным проводящим элементом в ксилеме. У покрытосеменных растений трахеиды в большем или меньшем количестве, в зависимости от вида, перемежаются с сосудами и другими элементами ксилемы. У многих покрытосеменных трахеиды вообще отсутствуют, их наличие считается признаком примитивности и древности вида.

Кроме проводящей функции трахеиды несут механическую нагрузку. В стволах хвойных, например, один или два наружных слоя трахеид выполняют функцию транспортировки воды, все внутренние слои, то есть почти вся масса трахеид, воду не проводят и функционируют как механическая ткань. Между трахеидами и механическими волокнами (либриформом) существует ряд переходных форм.

Рис. 12. Трахеиды: а - со спиральным утолщением стенок; б - с округлыми окаймленными порами; в - волокнистая трахеида с щелевидными окаймленными порами

Вопрос № 7. Особенности строения ствола хвойных деревьев. Рисунок

Строение ствола хвойных деревьев разберем на поперечном срезе ствола сосны.

В раннем возрасте ствол снаружи покрыт перидермой, состоящей из многослойной пробки, пробкового камбия (феллогена) и двух-трех слоев феллодермы. Все эти части перидермы здесь трудно различимы и выглядят как один слой. Позднее перидерма сменяется коркой. Под покровной тканью расположена зеленая паренхима, или первичная кора (живая запасающая, а при наличии хлоропластов -- и ассимиляционная ткань), из рыхло расположенных клеток округлой формы. Среди них видны крупные вертикальные (продольные) смоляные ходы, канал которых выглядит как овальное отвер­стие, выстланное живыми клетками эпителия. Позднее эти смоляные ходы отрезаются пробкой и вместе с первичной корой сбрасываются, так что для добычи живицы (подсочки) они не имеют значения.

С внутренней стороны к первичной коре примыкает луб (вторичная кора). Луб сосны состоит из ситовидных трубок, лубяной паренхимы и сердцевинных лучей (рис. 13, в). По ситовидным трубкам, как известно, движется нисходящий ток органических веществ из листьев. Ситовидные трубки выглядят как мелкие (на рис. 13, з, они сильно увеличены) овальные клетки, расположенные радиальными рядами, каждый из которых образовался из одной камбиальной клетки. Поперек рядов ситовидных трубок тянутся цепочки более темных округлых клеток. Это живые клетки запасающей лубяной паренхимы, содержащей крахмал и другие органические вещества (жиры, белки), а не­которые клетки -- кристаллы щавелевокислого кальция (друзы), являющиеся отбросами (см. рис. 14).



Рис.13. Поперечный разрез ветки сосны:

а -- перидерма; 6 -- зеленая паренхима, первичная кора (1 -- смоляные ходы; 2 -- паренхима первичной коры); в -- вторичная кора, луб, флоэма (3 -- ситовидные трубки; 4 -- лубяная паренхима; 5 -- сердцевинный луч; 6 -- камбий); г --вторичная древесина, ксилема (7 -- поздние (осенние) трахеиды; 8-смоляные ходы; 9 - ранние (весенние) трахеиды; 10 -- первичный сердцевинный луч; 11 -- вторичный сердцевинный луч; 12 -- первичная древесина; 13 -- сердцевина; 14 -- годичное кольцо)



Рис. 14. Схема строения хлоропласта под электронным микроскопом (а): 1 -- строма; 2 -- граны; 3 -- ламеллы. Продукты обмена веществ в клетке (б):

1-- простые крахмальные зерна картофеля (слева -- концентрическое, справа -- эксцентрическое); 2 --сложное крахмальное зерно овса; 3 -- кристаллы; -4 -- сростки кристаллов (друзы). Схема постепенного образования вакуолей в растущей клетке (в): 1 -- оболочка клетки; 2 -- узкий слой цитоплазмы, прилегающий изнутри к оболочке; 3 -- вакуоля с клеточным соком; 4 -- ядро

В радиальном направлении по лубу проходят сердцевинные лучи, продолжающиеся и в древесине. Они представляют собой цепочки живых паренхимных клеток более широких в лубе и узких в древесине. Сердцевинные лучи -- наиболее постоянная живая часть у всех деревьев и кустарников. У древесных растений они представляют настолько важнейший характерный элемент анатомического строения, что служат главным диагностическим признаком при анатомическом определении древе­сины различных деревьев и кустарников по определителю. Сердцевинные лучи возникают из паренхимных клеток камбия. По клеткам сердцевинных лучей перемещаются в радиальном направлении (поперек годичных колец) вода и органические вещества. Часть органических веществ может храниться в клетках лучей в виде запасов крахмала и масел. На поперечном срезе сердцевинные лучи видны как линии или полоски, пересекающие годичные кольца, на радиальном -- как более светлые широкие полоски (ленты), идущие поперек волокон, на тангентальном срезе или на поверхности ствола со снятой корой они заметны как более темные полоски с заостренными концами (штрихи), идущие в том же направлении, что и волокна древесины (рис. 15).

Рис. 15. Схема трех разрезов ствола (часть коры удалена и обнажена тангентальная поверхность древе-3 сины - сверху поперечная, сбоку -- радиальная):1 -- корка; 2 -- луб; 3 -- широкий сердце­винный луч; 4 -- годичное кольцо древе­сины; 5 -- камбий; 6 -- сердцевина

Под микроскопом видно, что на радиальном разрезе сердцевинные лучи состоят из клеток, вытянутых вдоль луча, а значит поперек волокон древесины (рис. 16, А). На поперечном разрезе лучи представляют собой ряды вытянутых узких клеток, идущие в радиальном направлении. На тангентальном разрезе лучи разрезаются поперек и выглядят как группы веретеновидных мелких паренхимных клеток, расположенных между волокон древесины (рис. 16, Б). Лучи -- это полоски или ленты, поэтому в них различают на поперечном срезе длину (в радиальном направлении), ширину (в тангентальном направлении) и высоту (на радиальном разрезе по направлению волокон). Чем луч короче, тем позже он образовался из камбия, а чем длиннее -- тем раньше. Лучи, идущие от сердцевины через всю древесину до коры, называются первичными сердцевинными лучами. Лучи же, начинающиеся не от сердцевины, а в последующих годичных кольцах древесины, называются вторичными. Начинаются лучи всегда от камбия, поскольку раз образовавшийся луч не исчезает. Сердцевинные лучи имеют две разновидности: узкие, видимые на поперечном срезе как состоящие из одного ряда клеток, и широкие, состоящие из нескольких рядов. Лучи древесины продолжаются и в лубе, где они заметно расширяются (см. рис. 13).

Рис. 16. Древесина сосны на разрезе (А -- радиальном; Б -- тангентальном): 1 -- ранни'е (весенние) трахеиды; 2 -- окаймленные поры; 3 -- поздние (осенние) трахе­иды; 4 -- сердцевинный луч (а -- мертвые трахеидные клетки с мелкими окаймленными порами; б -- живые клетки луча с простыми порами); 5 -- стенки трахеиды; 6 -- окай­мленная пора; 7 -- сердцевинный луч; 8 -- поперечный (горизонтальный) смоляной ход в широком сердцевинном луче; 9 -- полость трахеиды; 10 -- продольный (вертикальный) смоляной ход

Клетки сердцевинного луча соединены неплотно. Внутри луча всегда есть межклетники, по которым через чечевички коры происходит воздухообмен. Это единственный путь сообщения ствола с атмосферой.

На границе между лубом и древесиной находится вторичная образовательная ткань -- камбий, представляющий собой цепочки вытянутых живых клеток, образующих внутрь вторичную древесину, а наружу -- вторичную кору (луб). Внутрь от камбия лежит вторичная древесина, состоящая на 90--95 % из весенних, летних и осенних трахеид, образующих вместе годичные кольца (слои). Внутренняя часть годичного слоя -- ранняя или весенняя древесина -- содержит почти квадратные на по­перечном срезе трахеиды с тонкими оболочками. Ранние трахеиды имеют широкую полость, радиальные стенки их несут окаймленные поры для сообщения друг с другом в тангентальном направлении, параллельно направлению годичных колец. Это основной проводящий элемент восходящего тока.

Наружная часть годичного слоя -- поздняя древесина -- имеет слегка буроватую окраску и также состоит из трахеид. Оставаясь такими же по ширине, трахеиды значительно уменьшаются по радиусу. Стенки их сильно утолщены, полость намного уменьшена, окаймленных пор мало и они слабо развиты. Поздние трахеиды выполняют в основном механическую функцию, придавая прочность стволу дерева.

Годичные кольца пересекаются поперек узкими полосками, идущими, как спицы колеса, к сердцевине, поэтому они и называются сердцевинными лучами В древесине сосны, особенно в поздней части годичных слоев, видны продольные, или вертикальные, смоляные ходы. Они имеют такое же строение, что и в первичной коре, т. е. состоят из трех слоев: внутренний слой выстилающих, или выделительных, клеток, образующий эпителий смоляного хода; средний слой мертвых клеток; наружный слой клеток живой сопровождающей паренхимы. Смоляные ходы в древесине более мелкие, чем в первичной коре, но зато они функционируют в течение почти всей жизни дерева и имеют важное значение при добыче смолы (подсочке) хвойных деревьев.

Кроме продольных имеются поперечные, или горизонтальные, смоляные ходы. Они находятся в широких сердцевинных лучах и взаимосвязаны с вертикальными смоляными ходами. В центре ветки сосны лежит сердцевина, имеющая вид круга с неправильными лучевыми выростами, переходящими в первичные сердцевинные лучи. В пространство между лучами вдаются мелкоклетные участки первичной древесины (ксилемы), возникшие из прокамбия. В молодой ветке сосны клетки сердцевины живые, они содержат крахмал.

На продольном (радиальном) срезе древесина сосны выглядит по-иному (рис. 16, А). Ранние (весенние) трахеиды имеют вид длинных волокон с заостренными концами. Они несут многочисленные окаймленные поры в виде двух концентрических окружностей, расположенных преимущественно ближе к концам трахеид, в середине их меньше. Поздние (осенние) трахеиды значительно уже весенних, имеют мало окаймленных пор, которые к тому же гораздо мельче и имеют лишь наружный круг, а внутренний заменяет косая щель.

Сердцевинные лучи на радиальном срезе имеют вид лент, пересекающих трахеиды в поперечном направлении. Они состоят из клеток двух родов: краевых мертвых, несущих мелкие окаймленные поры и имеющих утолщения в виде зазубрин, и средних -- живых клеток, имеющих простые поры в виде светлых пятен. Мертвые клетки служат для проведения воды в горизонтальном направлении -- поперек годичных колец. Живые хранят запасы органических веществ (углеводов, жиров и др.). На тангентальном разрезе древесины сосны (перпендикулярно радиусу, рис. 15, Б) видны сердцевинные лучи (перерезанные поперек) в виде веретеновидных групп клеток. Внутри широких сердцевинных лучей видны поперечные, или горизонтальные, смоляные ходы. Они, так же как и вертикальные, окружены эпителием из тонкостенных живых паренхимных клеток и укреплены влагалищем из слоя мертвых механических трахеидных клеток. Горизонтальные (поперечные) смоляные ходы, пересекаясь с вертикальными (продольными) смоляными ходами, образуют густую сеть, называемую смолоносной системой дерева. Она пронизывает всю древесину ствола, ветвей и корней.

Соединение вертикальных и горизонтальных смоляных ходов позволяет живице вытекать из самых дальних невскрытых смоляных ходов благодаря соединению их со вскрытыми, Это очень важно для добычи живицы подсочкой. Во вторичной коре (лубе) есть только поперечные смоляные ходы, являющиеся продолжением радиальных (поперечных) ходов древесины, так как слой камбия их не прерывает. Поэтому, если вскрыть смоляной ход в лубе, из древесины может вытекать смола.

Трахеиды на тенгентальном разрезе рассечены вдоль полости и поэтому ранние (весенние) и поздние (осенние) очень трудно различимы и выглядят примерно одинаково. Окаймленные поры имеют вид утолщений, выступающих в двух смежных трахеидах. Иногда в поле зрения микроскопа попадает вертикальный, или продольный, смоляной ход. Он имеет одинаковое строение на радиальном и тангентальном срезах -- это полый канал, выстланный изнутри клетками эпителия.

Вопрос № 8. Что общего и какие различия между вторичным строением корня и вторичным строением стебля

Наземные условия жизни более разнообразны и контрастные, чем грунтовые, это обусловило сложную и разнообразную строение стебля сравнительно с корнем.

Как и у корня (рис.17), вторичное строение стебля связано с образованием вторичной меристемы - камбия, поэтому наблюдается только у голосеменных и двудольных покрытосеменных (рис.18).

Камбий задается в центральном цилиндре между первичной флоэмой и первичных ксилемой. Он образуется из прокамбия и паренхимы первичных сердцевинных лучей. В центробежном направлении камбий дифференцируется во вторичную кору, которая состоит из вторичной флоэмы (вторичного луба) с типичными для нее гистологическими элементами - ситовидных трубками, сопровождающими клетками, лубянимы волокнами, лубяных паренхимой, а также паренхимы сердцевинных лучей. В этом вопросе проявляется схоесть вторичного строения корня и стебля.

В центростремительном направлении камбий откладывает вторичную древесину, которая состоит из сосудов, трахеид, волокон де Ревин, паренхимы древесины, а также паренхимы сердцевинных лучей.

Однако надо отметить, что элементов вторичной древесины обычно откладывается гораздо больше, чем элементов вторичной коры. В результате деятельности камбия стебель разрастается в толщину.

При переходе к вторичной строения первичная кора стебля продолжает функционировать и отмирают не сразу, как и у корня. Таким образом, по вторичной строения стебель состоит из эпидермы, или пробки, первичной и вторичной коры, камбия, вторичной и первичной древесины, сердцевины.

При переходе ко вторичному строению корня в центральном цилиндре образуется вторичная меристема -- камбий, который продуцирует вторичные проводящие ткани, что приводит к ряду изменений, обеспечивающих рост корня в толщину. В центральной части корня от первичного строения сохраняются только лучи первичной ксилемы («звездочка» первичной ксилемы).



Рис.17. Вторичное строение корня : 1 - первичная ксилема; 2 - вторичная ксилема; 3 - паренхимный радиальный луч; 4 - камбий; 5 - вторичная флоэма; 6 - первичная флоэма; 7 - перидерма

Рис.18. Вторичное строение стебля клевера (пучковый тип строения) на поперечном срезе : А - первичная кора; Б - стела; В - сердцевина: 1 - эпидерма; 2 - колленхима; 3 - хлоренхима; 4 - крахмалоносное влагалище (эндодерма); 5 - склеренхима перициклического происхождения; 6, 7 - первичная и вторичная флоэма; 8 - пучковый камбий; 9 - межпучковый камбий; 10, 11 - вторичная и первичная ксилема; 12 - открытый коллатеральный пучок; 13 - одревесневшая паренхима; 14 - паренхима сердцевины

Используемая литература

1. Ботаника: [Учебник для лесн. техникумов по спец. "Лесн. хоз-во"] / Г. В. Матвеева, А. Д. Тарабрин, 224 с. ил. 22 см.-2-е изд., испр. и доп. М. Лесн. пром-сть, 1982;

2. Лесной кодекс РФ,04.12. 2006 № 200-ФЗ

3. Новиков В.С., Губанов И.А. Популярный атлас - определитель Дикорастущие растения. М.: Дрофа, 2002

4. Родман Л.С. Ботаника. М.: Колос, 2001

5. Интернет-ресурсы:

6. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%B1%D0%B5%D0%B3_(%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0)

7. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/108596/

8. http://forest.geoman.ru/

9. http://medbiol.ru/medbiol/botanica/001c2feb.htm

10. http://www.floriculture.ru/rast/razn/morf/jilki.shtml

11. http://plant_anatomy.academic.ru

12. http://shkolo.ru/vegetativnoe-razmnozhenie/

13. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B1%D1%80%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_(%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F)

14. http://www.03pressa.ru/sad/index2.html

15. http://neogenes.info/geneticheskie-osnovy-selektsii/otdalennaya-gibridizatsiya/2.html

16. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0

17. http://sbio.info/page.php?id=14

18. http://meduniver.com/Medical/Microbiology/42.html

19. http://academic.ru/dic.nsf/bse/96025/%D0%9A%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BA%D0%B0

20. http://botanika.su/botanika-kak-nauka/botanika-kak-nauka/provodyaschie-tkani-ksilema-floema-provodyaschie-puchki.html

21. http://e-lib.gasu.ru/eposobia/papina/bolprak/R_3_3.html

22. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/2313/

23. http://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_biology/4511/%D0%9F%D0%9E%D0%A0%D0%AB

24. http://hvoinie.ru/stroenie-xvojnyx.html

25. http://www.lesnyk.ru/part1_2.html

26. http://www.woodclass.ru/stroenie/hvoinie.html

27. http://medbiol.ru/medbiol/botanica/0014e2d1.htm

28. http://www.9lc.com/koren.html

29. http://big-archive.ru/biology/guide_to_biology/28.php

30. http://www.botanik-learn.ru/zalozhenie-prokambiya-i-tipi-stroeniya-stebley

Размещено на Allbest.ru

...