Вопрос Особенности анатомического строения меристем. Объясните эти особенности, учитывая основную функцию ткани

3 вопрос Классификация основных тканей в зависимости от выполняемых ими функций. Значение основных тканей для растения и диагностики лекарственного растительного сырья.

Основные ткани 1 Значение и разнообразие основных тканей Основные ткани составляют большую часть тела растений по массе и объёму. Благодаря форме клеток они называются также паренхимными. Основные ткани располагаются во всех вегетативных и репродуктивных органах покрытосеменных: в корнях, стеблях, листьях и их видоизменениях, а также в цветках, плодах и семенах. Кроме того, паренхимы хорошо развиты у высших споровых растений и у голосеменных. В клетках основных тканей происходит фотосинтез и газообмен, образование и запасание питательных веществ, некоторые другие физиологические процессы. Разнообразие функций определяет разнообразие особенностей их клеточного строения. По происхождению основные ткани могут быть первичными и вторичными. Первичные возникают из меристем зародыша семени, конуса нарастания побега и кончика корня. Вторичные паренхимы появляются благодаря образованию и жизнедеятельности камбия. В зависимости от выполняемых функций паренхимные ткани подразделяются на основные, ассимиляционные, запасающие, водозапасающие и воздухоносные.

2 Основная паренхима Основная паренхима располагается в органах растений обширными участками. Клетки этой паренхимы крупные, тонкостенные, округлой, кубической и призматической формы, могут иметь как плотное, так и рыхлое сложение. В них отсутствуют пластиды, но хорошо развиты вакуоли. Из клеток основной паренхимы образуются различные анатомические комплексы:

сердцевина стебля, способная запасать питательные вещества;сердцевинные лучи древесины, по которым осуществляется радиальный транспорт веществ;горизонтальная паренхима, или сердцевинные лучи вторичной коры, расположенные меучасткамфлоэмы и связанные с радиальным транспортом веществ;вертикальная паренхима, входящая в состав вторичной флоэмы, где она может запасать питательные веществ;основная паренхима в составе коры корня первичного анатомического строения, а также проводящих пучков у двудольных покрытосеменных.

Помимо транспорта воды и растворенных в ней веществ, а также их запасания, основную паренхиму отличает способность к дифференциации и формированию вторичных образовательных тканей - камбия и пробкового камбия. В естественных условиях это обеспечивает переход к вторичному анатомическому строению корня и стебля, образование перидермы и корки, а также раневой меристемы и раневой перидермы. В сельскохозяйственной биотехнологии эта особенность основной паренхимы используется для микроклонального размножения растений.

3 Ассимилляционная паренхима Наличие ассимиляционной паренхимы является важным отличительным признаком высших автотрофных растений. Благодаря наличию хлоропластов она имеет зелёный цвет в нативном состоянии и часто называется хлоренхимой. В клетках хлоренхимы протекают реакции фотосинтеза и связанные с ними биохимические процессы (синтез АТФ, фотодыхание и др.), а также газообмен и транспирация.

Для клеток хлоренхимы характерны тонкие оболочки, хорошо развитые вакуоли, многочисленные хлоропласты, которые занимают до 80% объема протоплазмы. Хлоренхима располагается во всех зелёных частях растений. Лучше всего она развита в мезофилле листа. В дорсивентральных листьях растений с С3-типом фотосинтеза, например, у яблони или свеклы, клетки хлоренхимы верхней части мезофилла имеют призматическую форму и плотное сложение и образуют столбчатую ткань. С нижней стороны листа клетки хлоренхимы более округлые, располагаются рыхло, образуя губчатую ткань.

У некоторых растений влажных тропиков (фикус и др.) столбчатая паренхима развивается и в верхнем, и нижнем слоях мезофилла, между которыми находится губчатая хлоренхима. В листьях изолатерального типа, как у ириса и кукурузы, клетки мезофилла имеют более или менее одинаковые размеры и форму и сложены рыхло. Кроме того, у растений тропического происхождения с С4-типом фотосинтеза (кукуруза, сорго и др.) клетки хлоренхимы располагаются кольцом вокруг проводящих пучков листа, образуя специальную обкладку, необходимую для прохождения реакций фотосинтеза.

Для листьев хвойных пород характерен складчатый мезофилл, клетки которого имеют большую поверхность и содержат много хлоропластов.

В стеблях травянистых растений и побегах деревьев и кустарников хлоренхима входит в состав первичной коры, где может располагаться либо сплошным слоем, как, например, у бобовых или пасленовых, либо обособленными продольными тяжами, как у мятликовых.

Ассимиляционная паренхима хорошо развита в зелёных частях цветка и в незрелых плодах. В меньшем количестве она встречается в корнях у водных растений (ряска и др.) и в воздушных корнях эпифитов (орхидеи и др.).

Образование ассимиляционной паренхимы генетически детерминировано. Вместе с тем её развитие и интенсивность жизнедеятельности в значительной мере зависит от факторов окружающей среды: температуры воздуха и почвы, обеспеченности водой и элементами минерального питания, освещенности и длины светового дня.

4 Запасающая паренхима В ходе реакций ассимиляции у растений образуются разнообразные органические соединения, часть из которых выводится из процесса метаболизма и резервируется в корнях, стеблях, листьях, плодах и семенах в запасающей паренхиме. В первую очередь это запасные питательные вещества - углеводы, белки, жиры, а также вторичные продукты обмена - алколоиды, гликозиды, дубильные вещества и др. Для клеток этой ткани функция запасания является главной.

Запасающая паренхима образована, как правило, крупными тонкостенными живыми клетками с хорошо развитыми лейкопластами, комплексом Гольджи, вакуолями. По мере созревания запасающих органов плотность сложения клеток может уменьшаться и ткань приобретает рыхлое сложение, как у плодов некоторых позднеспелых сортов яблони.

Запасание может происходить в разных частях клеток. Например, водорастворимые моно- и дисахариды могут накапливаться в клеточном соке плодов (виноград, груша) и корней (сахарная свекла); крахмал - в амилопластах клубней (картофель), преобразуемых при этом в крахмальные зерна; капли жира встречаются в цитоплазме семян (подсолнечник) и плодов (маслины); белки могут запасаться в вакуолях и при обезвоживании клетки образовывать сферокристаллы алейроновых зерен (пшеница). Гемицеллюлоза откладывается в клеточных оболочках, при этом они утолщаются, как, например, в семенах финиковой пальмы.

Степень развития запасающих тканей и количество запасаемых веществ зависит от генотипа растения и условий их произрастания. Так, при правильном подборе сортов и улучшении агротехники у картофеля увеличивается выход товарной продукции, формируются более крупные клубни с большим содержанием крахмала.

5.5 Водозапасающая паренхима Особым случаем запасающей паренхимы является водозапасающая ткань. Она характерна для листовых (алоэ, очиток) и стеблевых (кактус) суккулентов и других растений, возникших в условиях дефицита влаги.

Водозапасающая ткань располагается в глубине вегетативного органа под ассимилляционной паренхимой и обкладочными клетками. Клетки этой паренхимы крупные, тонкостенные, с хорошо развитыми вакуолями. В клеточном соке содержится водоудерживающая слизь, которая уменьшает потери воды при испарении.

6 Воздухоносная паренхима Воздухоносная паренхима, или аэренхима, характерна для водно-болотных растений, у которых корни и корневища располагаются в толще грунта под водой и испытывают постоянный недостаток кислорода (белокрыльник болотный, камыш озерный, кубышка желтая и др.). Она формируется из небольших округлых клеток, как у кубышки и рдеста, или звездчатых, как у ситника. Эти клетки располагаются в стеблях и корневищах в виде цепочек, которые окружают крупные межклетники, по которым перемещается воздух. В местах, где цепочки клеток соприкасаются, часто располагается мелкоклеточная склеренхима, придающая прочность стеблю.Аэренхима выполняет вентиляционную функцию, а также обеспечивает плавучесть водных растений.

7 Ткани, связанные с гетеротрофным питанием растений Важным отличительным признаком растений является преобладание у них автотрофного способа питания над гетеротрофным. При автотрофном питании растения синтезируют органические вещества из неорганических, а при гетеротрофном - используют готовые органические соединения.

Среди растений гетеротрофов встречаются сапрофиты (гидиофитум и др.), паразиты (повилика, заразиха, омела, петров крест и др.) и насекомоядные растения (альдрованда, росянка, венерина мухоловка и др.). Сапрофиты питаются органическим веществом отмерших растений и животных. Паразиты поглощают с помощью присосок гаусторий воду, органические и минеральные вещества из растений-хозяев. Насекомоядные растения используют продукты разложения насекомых как дополнительный источник питания, преимущественно при произрастании на бедных азотом болотных почвах.

Питание растений гетеротрофов обеспечивается деятельностью специальных паренхимных клеток, которые способны синтезировать пищеварительные ферменты и всасывать переваренные вещества. Эти клетки располагаются, как правило, на видоизмененных листьях и корнях.

У преобладающего большинства растений распространено гетеротрофное питание за счет запасных питательных веществ. Так, например, питаются клетки прорастающего семени зерновых культур. В них запас питательных веществ сосредоточен главным образом в эндосперме, а структурой, способной всасывать и передавать эти вещества развивающемуся зародышу, является щиток, т.е. развитая семядоля. Небольшие паренхимные тонкостенные плотносложенные клетки щитка выделяют в эндосперм органические кислоты и гидролитические ферменты, которые совместно с выделениями клеток алейронового слоя расщепляют запасные белки и углеводы до водорастворимого состояния. Затем растворенные питательные вещества всасываются клетками щитка и передаются клеткам зародыша. Зародыш, таким образом, питается гетеротрофно. Гетеротрофно питаться могут и другие незеленые части растений.