Паренхима. Значение паренхимы. Эпидермис.

Обновлено: 25.04.2024

Склеренхима. Строение и функции склеренхимы.

Единственная функция склеренхимы заключается в том, чтобы служить органам растения опорой и сообщать им механическую прочность. Распределение этой ткани в растении зависит от нагрузок, которым подвергаются отдельные органы. В отличие от клеток колленхимы зрелые клетки склеренхимы мертвы; они не способны вытягиваться, поэтому их созревание наступает лишь после того, как закончится вытягивание живых клеток, которые окружают склеренхиму.

Строение склеренхимы

Различают два типа клеток склеренхимы: волокна, имеющие вытянутую форму, и склереиды, или каменистые клетки, форма которых близка к сферической; стоит, однако, отметить, что как форма, так и размеры тех и других очень сильно варьируют. Строение волокон и склереид представлено соответственно на рисунке. У клеток обоих типов клеточная стенка сильно утолщена отложениями лигнина — сложного вещества, повышающего ее твердость, а также прочность на сжатие и на разрыв. Высокая прочность на разрыв означает возможность значительного растяжения без разрыва, а высокая прочность на сжатие — достаточное сопротивление изгибу.

Лигнин откладывается на поверхности первичной целлюлозной клеточной стенки и в микроцеллюлярных пространствах. По мере утолщения клеточных стенок живое содержимое клеток утрачивается; зрелые клетки склеренхимы мертвы. В утолщенных клеточных стенках как волокон, так и склереид имеются простые поры. Так называются участки, в которых на поверхности первичной клеточной стенки лигнин не откладывается; в этом месте ее пронизывает группа плазмодесм (цитоплазма-тических тяжей, которые, проходя через мельчайшие отверстия в смежных клеточных стенках, связывают между собой соседние клетки). Каждая группа соответствует одной поре. Поры называются простыми, потому что каждая из них представляет собой простой канал постоянного диаметра. Схема на рис. 6.8 показывает, как образуются такие поры.

Функции и распределение волокон склеренхимы

Каждое волокно склеренхимы прочно само по себе благодаря своим лигнифицированным клеточным стенкам. Когда же в ткани они объединяются вместе в тяжи и слои, простирающиеся в продольном направлении на довольно значительное расстояние, их прочность увеличивается. Эта общая прочность увеличивается также благодаря тому, что концы клеток в ткани перекрываются, так что клетки сцеплены друг с другом.

Волокна склеренхимы обнаруживаются в перицикле стеблей, где они образуют тяжи, которые у двудольных примыкают к проводящим пучкам. Часто волокна располагаются в коре под эпидермисом стебля или корня отдельным слоем, так же, как и колленхима, т. е. образуют полый цилиндр, заключающий в себе остальную кору и проводящую ткань. Встречаются волокна — либо по отдельности, либо группами — также в ксилеме и флоэме (разд. 6.2).

Функции и распределение склереид

Поодиночке или группами склереиды рассеяны почти по всему телу растения, однако особенно много их в коре, сердцевине и флоэме, а также в плодах и семенах.

Склереиды придают прочность или жесткость тем структурам, в которых они находятся, причем свойства эти зависят как от числа склереид, так и от их расположения. В плодах груши, например, склереиды располагаются небольшими группами, чем и объясняется характерная консистенция этих плодов, создающая ощущение «зернистости». Иногда склереиды образуют очень упругие плотные слои, как, например, в скорлупе орехов или в деревянистом эндокарпии (косточке) косточковых пород. В семенах они обычно повышают жесткость тесты (семенной кожуры).

- Вернуться в оглавление раздела "Биология."

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Паренхима. Значение паренхимы. Эпидермис.

Строение паренхимы представлено на рисунке. Паренхимные клетки имеют по большей части округлую (изодиаметрическую) форму, но могут быть и вытянугыми.

Функции и распределение паренхимы

1. Паренхиму называют выполняющей тканью, поскольку ее неспециализированные клетки заполняют пространство между более специализированными тканями, как это можно видеть, например, в сердцевине стебля или в наружной коре стебля и корня (рис. 6.1.). Клетки этой ткани составляют основную массу молодого растения.

2. Важную роль играют осмотические свойства паренхимных клеток, потому что в тургесцентном состоянии эти клетки оказываются плотно упакованными и, следовательно, обеспечивают опору тем органам, в которых они находятся. Это особенно важно для стеблей травянистых растений, где подобная опора является, по существу, единственной. В засушливые периоды клетки таких растений теряют воду и растения завядают.

3. Неспециализированные в структурном отношении клетки паренхимы тем не менее метаболически активны: многие важные для растительного организма процессы протекают именно в них.

4. Через систему заполненных воздухом межклетников идет газообмен между живыми клетками и внешней средой, с которой связывают эту систему устьица (особые поры листа) или чечевички (специализированные шели в стеблях древесных пород). По этим межклетникам к живым клеткам поступают кислород для дыхания и диоксид углерода для фотосинтеза. Особенно развита система воздухоносных межклетников в губчатой паренхиме.

5. Паренхимные клетки часто служат хранилищем питательных вешеств, главным образом в запасающих органах, например в клубнях картофеля, где в амилопластах этих клеток хранится крахмал. Редкий случай отложения запасов в утолщенных стенках паренхимных клеток известен у финиковой пальмы: здесь таким образом в эндосперме семян откладываются в запас гемицеллюлозы.

6. Стенки паренхимных клеток — важный путь, по которому перемешаются в растении вода и минеральные соли (часть «апопластного пути», который будет описан в нашей статье). Вещества могут перемещаться также и по плазмодесмам, связывающим соседние клетки.

7. В некоторых частях растения паренхимные клетки, видоизменяясь, становятся более специализированными. Мы перечислим здесь некоторые из тканей, которые могут рассматриваться как модифицированная паренхима.

Эпидермис.

Эпидермисом называют тонкую покровную ткань, состоящую из одного слоя клеток; он покрывает целиком все первичное тело растения. Основная функция эпидермиса — защита растения от высыхания и от проникновения болезнетворных организмов. Во время вторичного роста эпидермис может разрываться и замещаться слоем пробки (гл. 22). Типичное строение клеток эпидермиса показано на рисунке.

Клетки эпидермиса выделяют воскообразное вещество, называемое кутаном. Кугин часто пропитывает стенки клеток эпидермиса и образует на ее внешней поверхности различной толщины пленку — кутикулу. Это снижает потери воды (ограничивает транспирацию) и служит дополнительной зашитой от патогенов (болезнетворных организмов).

Рассматривая поверхность листьев в световом микроскопе, можно заметить, что у двудольных клетки эпидермиса имеют неправильную форму и извилистые стенки, тогда как у однодольных форма их более правильная, приближающаяся к прямоугольной (рис. 6.3., В). На определенных расстояниях друг от друга на поверхности листа рассеяны особые, специализированные клетки эпидермиса, так называемые замыкающие клетки. Они всегда располагаются парами — две клетки рядом, и между ними видно отверстие; это так называемое устьице. Замыкающие клетки имеют характерную форму, отличную от других клеток эпидермиса. Кроме того, это единственные клетки эпидермиса, в которых есть хлоропласты; все прочие клетки эпидермиса бесцветны. Размеры устьичного отверстия (устьичной щели) зависят от тургесцентности замыкающих клеток. Устьица обеспечивают газообмен при фотосинтезе и дыхании, поэтому их больше всего в эпидермисе листьев, хотя они встречаются также и на стебле. Через устьица выходят из растения наружу и пары воды, что составляет часть общего процесса, называемого транспирацией.

Некоторые клетки эпидермиса имеют выросты в виде тонких волосков. Эти волоски могут быть одноклеточными или многоклеточными и выполняют разнообразные функции. На корнях, в зоне, расположенной непосредственно за кончиком корня, вырастают одноклеточные волоски, увеличивающие площадь поверхности, через которую идет поглощение воды и минеральных солей. У подмаренника цепкого (Galium aparlne) на стеблях и на листьях имеются загнутые волоски в виде крючочков (шипики), которые помогают растению цепляться за опору и не дают соскальзывать с нее.

Часто волоски выполняют еще и различные защитные функции. Вместе с кутикулой они способствуют снижению потерь воды, удерживая у самой поверхности растений слой влажного воздуха и отражая солнечный свет. Некоторые волоски, в основном у ксерофитов (растений, приспособленных к обитанию в засушливых условиях), обладают способностью всасывать воду. Механической защитой растению могут служить короткие колючие волоски. Жгучие волоски крапивы двудомной (Urtica dioica) имеют жесткую клеточную стенку и заканчиваются хрупким кончиком. Стоит животному задеть такой волосок, как его кончик отламывается и зазубренный острый конец пронзает кожу. Через него в ранку изливается содержимое пузыревидного основания клетки, содержащее жгучие вещества. Иногда волоски образуют своего рода барьер вокруг нектарника цветка. Этот барьер не допускает к цветку ползающих насекомых и тем самым способствует перекрестному опылению, которое осуществляется более крупными летающими насекомыми.

В эпидермисе встречаются и железистые клетки, по форме иногда напоминающие волоски. Они могут выделять клейкое вещество, которое служит растению для улавливания насекомых — прилипая к нему, насекомые гибнут. Это приспособление либо выполняет только защитные функции, либо, если эксудат содержит ферменты, позволяет растению переваривать и усваивать ткани насекомого. Такие растения могут рассматриваться как насекомоядные. В некоторых случаях, например у листьев лаванды (Lavendula), от железистых волосков зависит и аромат растения.

Мезофилл. Эндодерма. Перицикл. Клетки-спутницы.

Мезофилл. Эта выполняющая ткань располагается между двумя слоями эпидермиса листа и состоит из модифицированных паренхимиых клеток, осуществляющих фотосинтез. Фотосинтетическую паренхиму иногда называют хлоренхимой. Цитоплазма клеток хлоренхимы содержит большое число хлоропластов, в которых и протекают реакции фотосинтеза. У двудольных растений мезофилл состоит из двух четко различающихся слоев: верхний слой составляет палисадная паренхима, клетки которой имеют столбчатую форму, а нижний — губчатая паренхима с клетками неправильной формы, содержащими меньше хлоропластов. Фотосинтез идет главным образом в палисадной паренхиме, а воздухоносные межклетники губчатой паренхимы обеспечивают интенсивный газообмен.

Эндодерма

Эндодермой называется слой клеток, окружающий проводящую ткань растения.

Его можно рассматривать как самый внутренний слой коры. Обычно клетки эндодермы парснхимныс, но они могут быть и модифицированы как в физиологическом, так и в структурном отношениях. В корнях, где эндодерма состоит из одного слоя клеток, она выражена более отчетливо, чем в стеблях, потому что в каждой такой клетке имеется поясок Каспари — опоясывающая клетку полоска суберина (вещества, близкого по своей природе к жирам). На более поздней стадии может происходить дальнейшее утолщение клеточной стенки. О структуре и функции эндодермы корня см. гл. 13.

В стеблях двудольных проводящие пучки образуют кольцо, эндодерма же, состоящая из одного или нескольких слоев клеток, располагается снаружи от этого кольца, непосредственно примыкая к нему. Нередко при этом эндодерма по своему виду не отличается от остальной коры, но иногда в ней накапливаются крахмальные зерна, и тогда она превращается в так называемое крахмалоносное влагалище, которое легко сделать видимым, окрасив препарат иодом. Эти крахмальные зерна могут поддействием силы тяжести оседать в клетках, в силу чего эндодерма играет важную роль в геотропической реакции, так же, как и клетки корневого чехлика (гл. 16).

Перицикл.

В корне между центральной проводящей тканью (центральным цилиндром) и эндодермой располагается перицикл — слой, состоящий из одного или нескольких рядов клеток. Перицикл сохраняет мсристсматичсскую активность: в нем закладываются боковые корни. У растений, корням которых свойствен вторичный рост, перицикл участвует в этом вторичном росте. В стеблях, как правило, аналогичного слоя нет.

Клетки-спутницы.

Так называются специализированные паренхимные клетки, примыкающие к ситовидным трубкам и участвующие в их работе. Метаболически клетки-спутницы весьма активны; от обычных паренхимных клеток их отличают более плотная цитоплазма и более мелкие вакуоли. О происхождении, строении и функции клеток-спутниц мы будем говорить в соответствующей статье

Основные ткани

Ассимиляционная ткань (хлоренхима)

Ассимиляционная - синтезирующая. За счет содержания хлорофилла в данной ткани, здесь активно идет процесс фотосинтеза, хлоропласты в ее клетках выстроены вдоль стенок одним слоем, не затеняя друг друга, подобно солнечным батареям. Наиболее яркий пример местоположения этой ткани - столбчатая ткань мякоти листа (палисадная ткань, от франц. palissade - частокол, загородка), или мезофилл - мягкая ткань, заключенная между двумя слоями эпидермиса в листьях растений.

Хлоренхима расположена непосредственно под эпидермисом, это обеспечивает ее хорошее освещение и газообмен с окружающей средой. Она встречается в надземных органах растений, таких как листья, молодые побеги. Но это не исключает возможность ее возникновения на освещенных корнях, к примеру, в корнях водных растений, воздушных корнях.

Воздухоносная ткань (аэренхима)

Главная ее функция - газообмен. Отличается, прежде всего, наличием межклетников - тканевых пространств, служащих вместилищем для газов. Сквозь устьица воздух межклетников путем диффузии уравнивается по составу с атмосферным воздухом. В межклетниках из атмосферного воздуха клетки растения поглощают углекислый газ и выделяют в полость кислород, который затем поступает в окружающую среду.

Запомните одно из стратегически важных расположений этой ткани - губчатая ткань листа.

У аэренхимы имеется еще одна значимая функция - уменьшение удельного веса растения. Вообразите внутреннюю среду растения, сплошь забитую клеточной массой без всяких промежутков и полостей. Если бы не было аэренхимы, растения, оказавшись тяжелее воды - тонули и опускались на дно, не имея достаточной прочности механической ткани.

Благодаря наличию межклетников в ткани ее удельный вес уменьшается, и она замечательно держится на плаву.

А мы с вами имеем возможность (благодаря аэренхиме! :) получить истинное эстетическое удовольствие от цветущих кувшинок и наслаждаться видом многих других водных растений.

В листьях (на картинке ниже) встречаются клетки с друзой - представляют собой внутриклеточные сростки кристаллов в вакуолях растительных клеток.

Запасающая ткань

Главные функции: запасание и хранение питательных веществ: белков, жиров и углеводов. Преобладает в плодах, сердцевине, луковицах и семенах, клубнях и корневищах. Отдельно отметим, что запасным питательным веществом растений является крахмал.

На рисунке ниже изображен поперечный разрез зоны всасывания корня, видны корневые волоски ризодермы (эпиблемы).

Водоносная паренхима

Клетки этой ткани отличаются большим запасом в вакуолях слизистых веществ, удерживающих влагу. Таким образом, эта ткань способствует удержанию и запасанию воды. Она хорошо развита у растений, приспособленных к жизни в засушливых местах с сухим климатом. Такие растения получили название - суккуле́нты от лат. succulentus, «сочный», к ним относятся алоэ, кактусы. Как правило, они произрастают в местах с засушливым климатом.

Водоносная паренхима при наступлении засухи постепенно отдает свои запасы воды другим, жизненно важным для растения тканям, в первую очередь хлорофиллоносной паренхиме.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Покровные ткани

Все самое ценное в организме растения спрятано от агрессивной окружающей среды под покровными тканями, и тем не менее растения часто травмируются животными, в результате чего возникают раны, на месте которых появляется раневая меристема, в дальнейшем - рубцы. Более того, во многих растениях заложен естественный физиологический процесс - листопад, приводящий к образованию листовых рубцов на стебле после опавшего листа.

Покровные ткани, о которых пойдет речь далее, призваны сохранить целостность растения и структуру его органов и тканей. Защитить от механических повреждений, или в случае возникновения таковых, ограничить зону повреждения от окружающей среды. Защитить внутреннюю среду растения от болезнетворных микроорганизмов, предотвратить излишнее испарение воды с поверхности листа (защита от высыхания). Для создания барьера клетки этой ткани плотно примыкают друг к другу, не имеют межклетников.

Запомните, что классификации призваны не усложнить, а упростить жизнь. Вы чувствуете уверенность в знаниях именно тогда, когда отлично помните классификации - без них в голове "каша", а с ними знания раскладываются "по полочкам". Всегда уделяйте им должное внимание ;)

Эпидерма (эпидермис, кожица)

Эти клетки вместе с прилежащими к ним побочными клетками образуют устьичный аппарат. Сами замыкающие клетки бобововидной формы, между ними имеется устьичная щель.

Устьице (лат. stoma, от греч. στόμα — «рот, уста») - представляет собой пору, то есть межклетник, по обе стороны от которого лежат замыкающие клетки. Замыкающие клетки могут увеличиваться и уменьшаться в объеме в зависимости от концентрации в них клеточного сока.

Во время интенсивного фотосинтеза, к примеру, днем, замыкающая клетка насыщается сахарами и крахмалом - продуктами фотосинтеза, среда клетки становится гипертонична, что притягивает воду из побочных клеток, тургор замыкающей клетки повышается, и она приобретает бобововидную форму, вызывая открытие устьичной щели.

К ночи падает интенсивность фотосинтеза, среда клетки становится более гипотонична, вода уходит из замыкающих клеток в побочные, тургор замыкающих клеток снижается, и они распластываются, закрывая устьичную щель.

У листьев, плавающих на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне листа: к примеру у кувшинки (500 устьиц на 1 мм 2 ), у надводных (воздушных) листьев устьица обычно расположены на нижней стороне листа. У подводных растений устьтица отсутствуют.

Устьичная щель способна расширяться и сужаться, регулируя поток воздуха в тканях листа, что обеспечивает транспирацию - испарение воды, и газообмен. Через устьица удаляется побочный продукт фотосинтеза - кислород, который растению совершенно не нужен. В межклетник поступает углекислый газ, превращающийся в ходе темновой фазы фотосинтеза в глюкозу.

Это клетки покровной ткани: они плотно прилежат друг к другу, практически лишены межклеточного вещества. Основная их функция - создание барьера между внутренней средой растения и агрессивной окружающей средой. Хлоропласты в этих клетках обычно отсутствуют, вместо них имеются лейкопласты.

Снаружи эпидерма покрыта кутикулой - особым слоем воскоподобного вещества, кутина. Это вещество очень устойчиво к действию гидролитических агентов, микроорганизмов. Это также защита от излишней транспирации, при недостатке воды кутин компенсаторно утолщается для того чтобы сохранить как можно больше воды.

Трихомы это разнообразные по строению, форме и выполняемым функциям выросты клеток эпидермы - щетинки, волоски, чешуйки. Чаще трихомы располагаются с той же стороны, где и устьица.

Трихомы подразделяются на: кроющие, физиологически защищающие ткани листа от перегрева и уменьшающие испарение воды, и железистые, наиболее ярким примером которых являются жгучие волоски на стебле крапивы, знакомые каждому не понаслышке)) В железистых волосках скапливается секрет. При соприкосновении с волоском его головка легко отламывается, и жидкость изливается в кожу, вызывая местное воспаление.

Перидерма

Слово перидерма происходит от греч. περι — около и греч. δερμα — кожа. Век эпидермы, расположенной на корнях, стеблях и корневищах, недолог. Многолетние растения увеличиваются в размере, и на смену эпидерме, которая слущивается и отпадает, приходит перидерма, вторичная покровная ткань, развивающаяся из феллогена (вторичной меристемы).

При делении клеток феллогена наблюдается закономерность: клетки пробки (феллемы) откладываются наружу, а клетки феллодермы, состоящей из живых клеток с запасными питательными веществами, внутрь.

Несомненно, следует подчеркнуть особое значение пробки. Она представляет собой скопление мертвых клеток, главная ценность которых - клеточная стенка, пропитанная жироподобным веществом - суберином.

Корка

Корка или ритидом (лат. rhytidoma) - наружная трещиноватая часть коры, представляет собой комплекс чередующихся участков перидермы и коры с флоэмой (проводящая ткань).

Является третичной покровной тканью, которая образуется у многолетних растений в корневище, стебле и корне. Корка ежегодно наращивается, за счет сезонного образования феллогеном нового слоя перидермы, который оттесняет старый наружный слой флоэмы и перидермы на периферию, что приводит к изоляции данных тканей, и они отмирают. Получается, что корка это и есть совокупность многочисленных отслоенных и погибших элементов перидермы и вторичных флоэм.

Эпиблема (ризодерма)

Слово эпиблема происходит от греч. ἐπίβλημα – покрывало, покрытие от греч. ἐπί — на, над и греч. βλημα — бросаю, кладу. Это первичная покровная ткань молодых растений. Происхождение эпиблемы связано с делением клеток дерматогена. Эта ткань уникальна, именно она формирует корневые волоски в зоне всасывания корня.

Эпиблема охватывает все до зоны проведения корня, ее длина может составлять несколько сантиметров. Пика своего развития эпиблема достигает в зоне всасывания, где из нее формируются корневые волоски, всасывающие воду вместе с растворенными в ней минеральными солями. Активное всасывание веществ энергетически затратный процесс, в связи с этим эпиблема богата митохондриями.

По мере роста корня эпиблема постепенно разрушается, передавая свои функции к этому времени опробковевшим участкам корня - экзодерме (гр.exo снаружи, вне). Еще раз подчеркнем, что эпиблема - первая барьерная ткань корня, избирательно поглощающая вещества почвы.

Экзодермой называются клетки первичной коры корня, которые располагаются под эпиблемой. В зоне проведения после слущивания эпиблемы экзодерма может опробковевать и выполнять защитную функцию.

Читайте также: