наставления по ботанике

71

Формирует все ткани и зоны корня. Размер около 1 мм, имеет желтоватый окрас.

2. Зона растяжения клеток или зона дифференцировки производных зоны делящихся клеток. Здесь клетки растягиваются в продольном направлении. Характерен высокий тургор, что способствует активному раздвижению частиц почвы. Размер зоны несколько мм, окрас светлый,

прозрачна. Блоки тканей: Дерматоген, Периблема, Плерома.

3.Зона всасывания или зона корневых волосков. Функция:

поглощение воды и минеральных веществ. Наличие корневых волосков.

Включает 3 блока тканей: покровная ткань, кора, центральный цилиндр, что характерно для первичного анатомического строения. Размер зоны от нескольких мм до нескольких см.

4. Зона проведения. Проводит воду и вещества, усвоенные в зоне всасывания, в тело растения. Размер зоны до нескольких метров. Первичное анатомическое строение, выражающееся наличием 3 блоков тканей,

сохраняется в данной зоне у однодольных растений (ирис). Для двудольных и голосеменных растений характерно исчезновение в этой зоне коры и установления 2 блоков тканей: покровной ткани и центрального цилиндра.

Корень ириса. Ирис – представитель однодольных растений

(лилиопсид). Микропрепарат поперечного среза корня ириса выполнен в зоне проведения. Исследование микропрепарата дало следующие результаты:

- установлено наличие 3 блоков тканей: покровная ткань, кора,

центральный цилиндр.

-роль покровной ткани играет внешняя часть экзодермы, входящая в состав коры, т.к. отмирают в этой зоне не только корневые волоски, но и слущивается однослойная эпиблема в целом.

-кора состоит из экзодермы, мезодермы и эндодермы. Клетки экзодермы живые, тонкостенные, гранистые, расположенные в 3-4 ряда. Клеточные стенки пропитаны суберином. Клетки мезодермы живые, тонкостенные,

изодиаметричные, свободно располагаются друг относительно друга, с

образованием крупных межклетников. Размер клеток центростремительно

72

увеличивается. Продвижение воды в ткани цилиндра осуществляется через апопласты (межклетники) и симпласты (протопласты) клеток мезодермы.

Эндодерма состоит из одного ряда паренхимных клеток. Особенность этой ткани в том, что с трех сторон ее клеток откладывается лигнин, образуя бокаловидные утолщения, характерные для однодольных. Те клетки, которые располагаются напротив сосудов ксилемы цилиндра, остаются неутолщенными

–это пропускные клетки.

-центральный цилиндр включает перицикл; первичную флоэму и первичную ксилему, обособленные в радиальный пучок. Перицикл представлен рядом живых тонкостенных клеток. Радиальный проводящий пучок полиархного типа, что характерно для однодольных (лилиопсид). Таким образом, для корня ириса установлено типичное первичное строение.

Корень тыквы. Тыква – представитель двудольных растений

(магнолиопсид). Микропрепарат поперечного среза корня тыквы выполнен в

зоне проведения. Исследование микропрепарата дало следующие результаты:

-Покровная ткань представлена перидермой. Феллоген перидермы начинает закладываться уже на границе зоны проведения с зоной всасывания, в

области перицикла. Феллоген в центробежном направлении образует несколько рядов паренхимных, мертвых, пропитанных суберином клеток пробки, а в центростремительном клетки феллодермы. Таким образом, кора и эпиблема в зоне проведения у двудольных (также и у голосеменных) растений сминаются и отмирают.

-Центральный цилиндр начинается перициклом – пограничным слоем,

представленным клетками паренхимы. Проводящая система представлена остатками первичной флоэмы, цилиндром вторичной флоэмы, камбием,

вторичной ксилемой и звездой первичной ксилемы. Основные элементы проводящих тканей слагают радиальные лучи, которые осуществляют ближний транспорт веществ. Таким образом, для корня тыквы установлено типичное вторичное строение.

73

Вопросы для самопроверки:

1.Анатомо – топографическое строение корня ириса в зоне проведения. Перечислите блоки и входящие в их состав ткани.

2.Гистологический состав коры и центрального цилиндра корня ириса в зоне проведения.

3.Анатомо – топографическое строение корня тыквы в зоне проведения. Перечислите блоки и входящие в их состав ткани.

4.Гистологический состав покровной ткани и центрального цилиндра корня тыквы.

5.Перечислите анатомические отличия корня тыквы от корня ириса.

6.Выявите и охарактеризуйте признаки первичности в строении корня ириса.

7.Выявите и охарактеризуйте признаки вторичности в строении корня тыквы.

Литература

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. – С. Пб., 2001. – С. 162 -165.

Галкин М.А., Балабан Л.В. Ботаника. Лекционный курс. – Пятигорск, 2001. –

С.78 – 80.

Тема 25. Анатомическое строение корней древесных растений и

корнеплодов.

Цель занятия: изучить анатомическое строение корней древесных растений и

корнеплодов.

Задания для самостоятельной работы:

1.Отличительные особенности корня липы от корня тыквы;

2.Принцип образования годичных колец;

3.Классификация корнеплодов по группам;

4.Место локализации запасающей паренхимы в корнеплодах.

Теоретические основы практического занятия:

Следует отметить, что древесный тип строения характерен для видов,

относящихся к двудольным и голосеменным растениям. Однодольные растения

74

не способны ко вторичному росту, потому всегда будут оставаться

травянистыми.

Корень липы. Липа– представитель двудольных растений (магнолиопсид).

Микропрепарат поперечного среза корня липы выполнен в зоне проведения.

Исследование микропрепарата дало следующие результаты:

-четко выделяются 2 блока тканей: покровная ткань и центральный цилиндр, что характерно для вторичного строения

-покровная ткань представлена вторичной покровной тканью перидермой

-центральный цилиндр начинается перициклом, состоящим из живых тонкостенных клеток паренхимы. Так как камбий продуцирует ценростремительно клетки ксилемы, а центробежно клетки флоэмы, следом за перициклом располагается первичная флоэма, а затем сплошной цилиндр вторичной флоэмы. Первичная ксилема в виде звезды занимает центральное положение, куда оттесняется мощным цилиндром вторичной ксилемы. Камбий во много раз больше производит элементов ксилемы, чем флоэмы, поэтому наиболее наглядно различимы годичные кольца именно в ксилеме.

Образование годичных колец связано с сезонной деятельностью камбия: весной и летом он производит крупные элементы ксилемы, широкие на просвет – это крупные сосуды и древесная паренхима: они образуют светлые полосы на поперечном сечении; осенью камбий продуцирует древесинные волокна,

мелкие сосуды, узкие на просвет: они образуют темные полосы на поперечном сечении. По количеству темных полос на срезе органа определяют количество прожитых растением вегетационных лет.

Такая же тенденция образования годичных колец наблюдается и во флоэме, только кольца в ней не столь наглядны из-за малого объема ткани. Во флоэме темные участки твердого луба (лубяные волокна) чередуются со светлыми участками мягкого луба (ситовидные элементы и лубяная паренхима). Радиальные лучи, сложенные паренхимными элементами проводящих тканей, проходят через флоэму и ксилему, осуществляя ближний транспорт веществ.

75

Корнеплоды характерны для многих двулетних двудольных растений:

морковь, редька, цикорий и т.д. Корнеплоды формируются за счет разрастания тканей главного корня.

Существует 3 группы корнеплодов

1.монокамбиальные с преимущественным развитием древесинной паренхимы (редька);

2.монокамбиальные с преимущественным развитием лубяной паренхимы

(морковь);

3.поликамбиальные с развитием кольцевой паренхимы (свекла).

Корнеплод по типу редиса. Вторичная флоэма и перицикл развиты

слабо, но вторичная ксилема выполняет весь корнеплод, за счет разрастания древесной паренхимы, в которой запасаются питательные вещества,

преимущественно глюкоза. Сосуды разрозненными группами рассеяны среди сочной запасающей ткани.

Корнеплод по типу моркови. Вторичная ксилема развита слабо, широко представлена вторичная флоэма, состоящая из разросшейся лубяной паренхимы, запасающей глюкозу, и минимального количества ситовидных

элементов.

Корнеплод по типу свеклы. Сильно отличается от других корнеплодов.

Имеет третичное строение. Свекла – двулетнее растение. Первичное строение заканчивается фазой семядольных листьев. На 12-15 день появляется камбий,

что влечет ко вторичным изменениям. Практически сразу возникают третичные изменения: синхронно с деятельностью возникшего камбия, делятся клетки перицикла, в результате образуется мощный слой паренхимных клеток – кольцевая паренхима. Далее в кольцевой паренхиме группа клеток,

расположенная по геометрически правильному кольцу, делится перпендикулярно, и образует добавочное (вторичное) камбиальное кольцо. И

так до 8 колец возможно! Таким образом, возникают открытые коллатеральные пучки, но наиболее разрастается паренхима, в которой запасается сахароза.

Возникновение камбиальных колец влияет на образование листьев. Число колец = числу листьев/2.

76

Вопросы для самопроверки:

1.Гистологический состав покровной ткани и центрального цилиндра корня липы.

2.Перечислите сходства и различия в строении корня липы и корня тыквы.

3.Перечислите группы корнеплодов и выделите принцип их классификации.

4.Приведите примеры и охарактеризуйте корнеплоды с различным типом локализации запасающей паренхимы.

5.В чем отличие корнеплодов от корнеклубней?

Литература

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника. - С.-Пб., 2001.-С. Пб., 2001.- С.165-

167.

Галкин М.А., Балабан Л.В. Ботаника. Лекционный курс.– Пятигорск, 2001.-

С.80.

Тема 26. Анатомическое строение корней стебля

Цель занятия: изучить анатомическое строение стебля древесных и травянистых растений.

Задания для самостоятельной работы:

1.Особенности строения стебля древесных пинопсид;

2.Особенности строения стебля магнолиопсид;

3.Особенности строения стебля пучкового типа магнолиопсид;

4.Особенности строения стебля непучкового типа травянистых магнолиопсид;

5.Особенности строения стебля лилиопсид;

6.Отличительные особенности строения подземных стеблей.

Теоретические основы практического занятия:

Работа 1. Анатомическое строение стебля сосны (Pinus sp.).

Сосна является представителем пинопсид, которые, как известно из

морфологии растений, характеризуются наличием древесной жизненной формы

77

в массе своих видов. Анатомическое строение сосны подтверждает данные морфологии растений.

На поперечном сечении стебля сосны выделяются три блока ткани:

покровная ткань, кора, центральный цилиндр. На долю покровной ткани и коры приходится небольшой объем, а центральный цилиндр занимает основной объем стебля.

Покровная ткань представлена перидермой, состоящей из комплекса тканей: феллемы, феллогена и феллодермы. Феллоген, выступая в роли пробкового камбия, продуцирует в большем количестве центробежно клетки пробки (феллемы), а центростремительно клетки феллодермы (основная ткань)

в количестве значительно меньшем.

Кора представлена клетками выполняющей паренхимы: живыми,

тонкостенными. В коре также находятся смоляные ходы. Смоляной ход – это модификация схизогенного вместилища который характеризуется наличием секреторных клеток, выстилающих полость хода и клеток склеренхимы,

которые данный ход укрепляют.

Центральный цилиндр включает первичную и вторичную флоэму,

камбий, первичную и вторичную ксилему, сердцевину, сердцевинные лучи.

В результате меристематической деятельности камбия, который центростремительно в значительно большем количестве, образует ксилему, а в центробежном направлении в меньшем объеме флоэму, первичная флоэма оттесняется к периферии, а первичная ксилема к центру стебля. Флоэма имеет примитивное строение: проводящие элементы представлены ситовидными клетками, механические элементы отсутствуют, а лубяная паренхима лишь только в составе однорядных сердцевинных лучей.

Ксилема также имеет примитивное строение: отсутствуют трахеи,

древесинные волокна, а древесинная паренхима встречается редко и представлена клетками сердцевинных лучей и эпителиальной обкладкой смоляных ходов, которые встречаются в весенне-летней древесине, так как в деятельности камбия наблюдается сезонная ритмичность: весной и летом он продуцирует крупные трахеиды (единственные проводящие элементы

78

голосеменных), а осенью мелкие трахеиды. Крупные трахеиды на просвет видны широкими светлыми полосами, а трахеиды, произведенные осенью,

выделяются узкими темными полосами. Потому во вторичной ксилеме четко выделяются годичные кольца. Первичная ксилема примыкает к сердцевине,

которая состоит из тонкостенных паренхимных клеток, запасающих питательные вещества. Сердцевинные лучи, обеспечивающие ближний транспорт веществ, проходят узкими полосами в общей массе трахеид в ксилеме и среди проводящих элементов флоэмы. Малиновое окрашивание, в

результате проведения качественной реакции на выявление присутствия лигнина, приобрели трахеиды ксилемы.

Работа 2. Анатомическое строение стебля липы (Tilia sp.).

На поперечном сечении стебля липы выделятся три блока ткани:

покровная ткань, кора, центральный цилиндр. Если у трав к осени весь камбий дифференцируется в клетки постоянных тканей, то у древесных растений камбий функционирует в течении всей жизни. Многолетняя деятельность камбия и определяет особенности структуры древесного стебля. Весной побег липы, образующийся из почки покрыт эпидермой, летом закладывается феллоген, который образует комплекс перидермы. Существует физиологическая преемственность, и чечевички в феллеме образуются на месте существования устьиц.

Всостав коры входят четыре ткани: колленхима, хлоренхима,

запасающая паренхима, эндодерма.

Колленхима пластинчатого типа, так как целлюлозному утолщению подвергаются тангентальные стенки клеток (радиальные остаются тонкими),

что обеспечивает необходимую механическую защиту для сопротивления на изгиб.

Хлоренхима состоит из живых тонкостенных овальных клеток,

содержащих хлоропласты и обеспечивающих фотосинтез.

Клетки запасающей паренхимы занимают наибольший объем коры и характеризуются наиболее крупными размерами. Они живые, тонкостенные,

содержат различные запасные вещества.

79

Клетки эндодермы заканчивают блок коры одним рядом клеток: живых,

тонкостенных с крахмальными зернами в протопластах.

Центральный цилиндр начинается перициклом, который двояко представлен в стебле липы. Над сердцевинными лучами перицикл модифицируется в клетки паренхимы, а над трапецевидными участками флоэмы превращается в перициклическую склеренхиму.

Камбий в два-три слоя клеток располагается между ксилемой и флоэмой.

Деятельность камбия приводит к глубоким вторичным изменениям,

характерным для древесных растений. Камбий наращивает вовнутрь мощный слой вторичной ксилемы с годичными кольцами, а наружу слой флоэмы.

Первичная флоэма оттесняется к перициклу, весь объем флоэмы составляет ее вторичная часть. Весной камбий образует «мягкий луб»:

ситовидные трубки с клетками-спутницами и лубяная паренхима, а осенью -

«твердый луб»: лубяные волокна.

Ксилема составляет основную массу стебля. Общая ее особенность – в

одревеснении клеточных стенок. Древесина характеризуется наличием годичных колец, их происхождение связано с сезонной деятельностью камбия.

Зимой камбий находится в состоянии покоя. Весной он продуцирует крупные сосуды (трахеи) и древесную паренхиму, а осенью – узкие сосуды и волокна.

Отличие этих элементов и создает резкую границу, характерную для годичных колец. Ширина колец зависит от условий окружающей среды. Итак, годичные кольца – это результат сезонной работы камбия у деревьев, произрастающих в условиях смены климатического режима. Первичная ксилема смещается к сердцевине и характеризуется наличием небольших сосудов и обильной паренхимы. Сердцевина располагается в центре стебля, запасая питательные вещества и при разрушении образует дупло. Сердцевинные лучи также производят камбий: в ксилемной части узкими полосами, а во флоэмной треугольными участками. Функция лучей – передвижение веществ в радиальном направлении, к осени в них откладываются крахмал и масла,

расходуемые весной. При проведении качественной реакции на определение

80

присутствия лигнина в малиновый цвет окрасились клетки перициклической

склеренхимы, проводящие и механические элементы ксилемы.

Работа 3. Анатомическое строение стебля кирказона (Aristolochia sp.)

Кирказон – растение класса магнолиопсид. Принадлежность его к данному классу определяют как морфологические признаки, так и анатомические, что доказывает изучение внутреннего строения стебля. Так, на поперечном сечении, как и у всех стеблей, выделяются 3 блока тканей: покровная ткань,

кора и центральный цилиндр. Причем, покровная ткань в надземном стебле всегда представлена эпидермой. В состав коры, занимающей небольшой объем,

как обычно для магнолиопсид, входят четыре разновидности тканей:

колленхима, хлоренхима, запасающая паренхима и эндодерма. Колленхима

(механическая ткань) уголкового типа – несколько рядов живых паренхимных клеток, с целлюлозными утолщениями в углах клеток. Хлоренхима (основная ткань) состоит из 2-3 рядов живых, тонкостенных, овальных клеток,

содержащих хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Клетки запасающей паренхимы довольно крупные, рыхло расположены друг относительно друга, с образованием межклетников, в протопластах запасают различные вещества: в микроскоп, например, отчетливо видны кристаллы оксалата кальция. Эндодерма завершает кору одним рядом овальных клеток, в

лейкопластах которых находятся крахмальные зерна. Центральный цилиндр начинается перициклом, представленным склеренхимой. Перициклическая склеренхима залегает широким кольцом, нижняя граница которого волнообразно приподнимается над открытыми коллатеральными пучками, в

которые обособлены элементы проводящих тканей. Проводящие пучки располагаются строго по кругу, что характеризует принадлежность к магнолиопсидам и определяет эустель. Кроме того, камбий присутствует не только в проводящих пучках, но и между ними. Сердцевина стебля состоит из крупных, живых, тонкостенных, паренхимных клеток основной ткани. Размер клеток центробежно уменьшается, а между проводящих пучков клетки вытягиваются, образуя сердцевинные лучи, служащие для радиального транспорта веществ. В этой работе используется качественная реакция на