Внутреннее строение стебля (на примере липы)

На поперечном срезе стебля хорошо различимы 3 зоны:

¨ самый узкий наружный - кора;

¨ камбий;

¨ самый широкий - древесина;

¨ в центре - сердцевина.

1. Кора имеет несколько слоев:

а) верхний слой – эпидермис (сохраняется 3-4 года), с возрастом заменяется пробкой (клетки расположены в несколько рядов) – покровная ткань; выполняет защитную функцию; в пробке весной есть маленькие бугорки с отверстиями - чечевички, выполняющие функцию дыхания, осенью отверстия закупориваются. С возрастом пробка и отмершие ткани между ее слоями образуют корку.

б) внутренний слой коры – луб (флоэма), в состав которого входят ситовидные трубки с клетками-спутницами (проводящая ткань), лубяная паренхима (основная ткань) и лубяные волокна (механическая ткань); лубяные волокна выполняют опорную функцию, ситовидные трубки – транспортную. По ним осуществляется нисходящий вертикальный ток: органические вещества передвигаются от листьев к корню, плодам, семенам.

2. Между корой и древесиной располагается камбий (образовательная ткань). Его клетки делятся, но увеличения в толщину камбия не происходит, т. к. из 2 дочерних клеток образовавшихся при делении, только 1 сохраняет способность к дальнейшему делению, а 2-ая откладывается к лубу или к древесине.

Камбий активен весной и летом, клетки его делятся энергично, образуя крупные клетки древесины (сосуды), а в конце лета менее активно, образуя мелкие клетки (механическая ткань), что обуславливает образование годичных колец древесины (все слои клеток древесины, образовавшиеся в один вегетационный период).

3. Древесина (ксилема) - основная часть стебля. Состоит из проводящей ткани (сосуды), основной (паренхима) – между сосудами и волокнами, механической (древесные волокна) – между сосудами.

По сосудам осуществляется восходящий вертикальный ток воды и минеральных солей от корня к листьям. Древесные волокна выполняют опорную и механическую функцию.

4. Центральная часть - сердцевина. Образована округлыми клетками с большим числом включений (основная ткань), с тонкими оболочками. Функция - накопление питательных веществ (крахмал, жиры).

Сердцевинные лучи осуществляют транспортную функцию (горизонтальный ток воды, минеральных солей и органических веществ). Они тянутся от центра через древесину и кору.

Особенности строения стеблей травянистых растений:

- у двудольных - проводящие пучки, состоящие из флоэмы, камбия и ксилемы располагаются кольцом в основной ткани; хорошо развита кора (клетки ее могут содержать хлоропласты, клетки механической ткани) и сердцевина; у некоторых (тыква, огурец) сердцевина разрушается с образованием воздухоносной полости.

- у однодольных – проводящие пучки располагаются по всей толще стебля, отсутствует сердцевина, стебель практически не растет в толщину (нет камбия); стебель, с воздухоносной полостью внутри – соломина (пшеница, рожь, ячмень, кукуруза).

Передвижение воды и растворенных в ней веществ в растениях происходит благодаря:

- корневому давлению;

- транспирации (испарение создает большую сосущую силу в клетках листа и поддерживает постоянный ток воды);

- силе сцепления между молекулами воды.

& 4. Внешнее строение листа. Функции листа. Особенности внутреннего строения листа в связи с его функциями.

Лист – боковой плоский вегетативный орган высших растений, образующийся на стебле, имеющий двухстороннюю симметрию, ограниченный верхушечный рост и выполняющий ф-ции ф.с.,транспирации (испарение воды), газообмена. Лист состоит из пластинки и черешка (стеблевая часть).

1. По способу прикрепления к стеблю различают листья:

Ø черешковые (береза), черешок может менять положение, поворачивая листовую пластинку к свету; в черешке проходят проводящие пучки; у некоторых растений у основания черешка находятся прилистники (в виде пленок, чешуек, маленьких листочков) – для защиты молодых листьев. Прилистники: сохраняются в течение всей жизни и выполняют ф-цию ф.с. (горох, чина луговая);пленчатые прилистники опадают в стадии молодого листа (липа, береза, дуб); видоизменены в колючки (карагана древовидная, белая акация).

Ø сидячие (черешка нет) – прикрепляютя основанием листовой пластинки (лен, алоэ, гвоздика, традесканция); у некоторых – основание листа разрастается и охватывает стебель, образуя влагалище (рожь, пшеница и др.);

Ø низбегающие - одуванчик;

Ø пронзенные - лотос.

2. По форме листовой пластинки:

а) округлые (клевер, осина), б) овальные (вишня, груша), в) стреловидные (стрелолист), г) яйцевидные (яблоня), сердцевидная (сирень, липа), линейная (пшеница, ячмень).

3. По краю листовой пластинки:

а) цельный (тополь); б) зубчатый (крапива); в) пильчатый (яблоня, береза); г ) выемчатый (фиалка).

4. Изрезанность листовой пластинки:

а) лопастная (клен, дуб); б) рассеченная (тысячелистник, полынь); в) раздельная (мак, одуванчик).

5. По жилкованию (расположение жилок в листовой пластинке – элементы проводящей и механической ткани):

Ø у однодольных растений (пшеница, кукуруза, ирис) – линейное или параллельное;дуговое ( любка, ландыш, подорожник, купена лекарственная).

Ø у двудольных растений - пальчато-сетчатое (каштан, клен) и перисто-сетчатое (ива, рябина, береза, дуб, калина, примула).

 

6. По степени сложности:

а) простые - 1 листовая пластинка и черешок (береза, ива, липа, осина, сирень, пшеница), иногда имеют прилистники; б) сложные - на одном черешке несколько листовых пластинок (рябина, каштан, акация желтая, земляника, клевер, люпин); пальчатосложные (каштан); - перистосложные (рябина, малина) – парно- и непарноперистые.

6. по размеру:

- до 10м и более (некоторые пальмы), до 2м в поперечнике (плавучие округлые с загнутыми вверх краями у виктории в водах реки Амазонки); несколько мм. – у вереска.

Листорасположение:

- очередное или спиральное (ива, колокольчик, яблоня, тополь);

- супротивное – попарно, друг против друга (клен, сирень, яснотка белая);

- мутовчатое – по три и более (вербейник обыкновенный, подмаренник, вороний глаз).

Движение листьев. Листовые пластинки поварачиваются к свету, т.к. затененная сторона черешков растет быстрее, чем освещенная.

На ветках деревьев и кустарников черешки листьев имеют разную длину и мелкие листья располагаются между крупными. Такое размещение листьев называется листовой мозаикой (вяз, клен, липа, орешник, плющ).

Лист выполняет следующие функции:

¨ фотосинтез;

¨ транспирация (испарение воды);

¨ газообмен;

¨ накопление питательных веществ (лук, капуста);

¨ накопление воды (алоэ);

¨ защита от поедания животными, от засухи (колючки);

¨ улавливание и переваривание насекомых (росянка);

¨ укрепление стеблей на субстрате (усики гороха);

¨ орган вегетативного размножения (фиалка, бегония).

С внутренним строением листа связаны следующие функции: фотосинтез, транспирация и газообмен.

1. Сверху и снизу лист покрыт кожицей (эпидермисом). Клетки кожицы (1 слой) прозрачны, бесцветны, они защищают основную ткань листа от повреждений. Сверху кожица может быть покрыта воском или воскоподобным ве-вом – кутином, который защищает лист от перегрева и излишнего испарения воды, препятствует проникновению микроорганизмов.

2. С нижней стороны листа, расположенного перпендикулярно солнечным лучам (береза, липа, мать-и-мачеха); с обеих сторон листа, расположенного ребром к свету (эвкалипт, ирис, осоки, некоторые злаки) у сухопутных,, и с верхней стороны у водных (кувшинки, кубышки) в кожице располагаются парные полукруглые замыкающие клетки устьиц. Между клетками располагается устьичная щель. На 1 мм² приходится 40-300 устьиц. Через устьице осуществляется газообмен и транспирация. Особенностью замыкающих клеток устьиц является неравномерное утолщение их оболочек : наружная стенка тонкая, эластичная, способная выпячиваться от щели; внутренняя - более толстая, тоже способна менять своновится прямой или вогнутой.

Механизм смыкания и расширения устьиц зависит от тургорного состояния устьичных клеток:

- на свету, в замыкающих клетках устьиц (есть хлоропласты) происходит фотосинтез, и в эти клетки из соседних клеток поступает вода и тургорное давление в них возрастает, стенки клеток растягиваются, устьице открывается и вода испаряется.

- в темноте тургорное давление ослабевает, стенки замыкающих клеток выпрямляются, устьице закрывается.

Транспирация (испарение воды) способствует:

- охлаждению растений (терморегуляционная);

- поднятию воды из корня в листья, т.е. поддерживает восходящий ток (из-за силы сцепления молекул воды друг с другом в растении существует непрерывный столб воды, а также подъем воды по сосудам обеспечивается и корневым давлением);

- повышению концентрации минеральных ве-в в клетке, необходимых для ф.с.

 

3. Между верхней и нижней кожицей заключена мякоть листа (мезофилл),ассимиляционная ткань (паренхима), содержащая много хлоропластов. Различают 2 разновидности:

а) палисадная (столбчатая) ткань состоит из вытянутых клеток, прижатых друг к другу, расположенных в один или несколько рядов ближе к верней поверхности. Клетки содержат большое количество хлоропластов, основная функция - фотосинтез.

б) губчатая ткань: клетки неправильной формы, расположены рыхло, залегают в более низких слоях мезофилла. Клетки содержат мало хлорофилла, между клетками образуются межклетники. Основные функции - газообмен, транспирация, фотосинтез (в меньшей степени).

В клетках листа одновременно идут ф.с. и дыхание. В процессе ф.с. обр. органические ве-ва, часть из которых поступает в стебель и листья, а часть идет на дыхание, для чего используется кислород, выделяемый при ф. с. Днем процесс ф. с. преобладает над дыханием, ночью – только дыхание. У растений, обе стороны листа которых освещаются равномерно, мякоть листа не дифференцируется на столбчатую губчатую паренхиму.

4. В толще листа есть сосудисто-волокнистые пучки (жилки). По сосудам ксилемы в лист поступает вода и минеральные соли, а по ситовидным трубкам флоэмы из листа отводятся продукты фотосинтеза. В проводящих пучках флоэма обращена к нижней стороне листовой пластинки, ксилема – к верхней. Проводящие пучки листа содержат также механическую ткань – волокна - укрепляют и придают упругость листу (листья новозеландского льна – сизаля, джута используются для получения мешков и канатов). Функция - механическая, транспортная.

Приспособления к уменьшению испарения являются:

- небольшие размеры листьев (вереск);

- защитный слой воска (очиток, молодило);

- волоски на поверхности, которые отражают солнечные лучи (кошачья лапка, коровяк, шалфей);

- клетки, запасающие воду (молодило, агава, алоэ, каланхое, очитки);

- жесткую структуру листа за счет механической ткани, листья рано опадают, что снижает испарение (саксаул черный, джузгун);

- видоизменения листа в колючки (кактусы, барбарис);

- свертывание листа (ковыль), или складывание (фасоль).

Листопад и его значение.

Растения по продолжительности жизни листьев делят на вечнозеленые и листопадные.

Опадение листьев называется листопадом.

Летнее-зеленые – летом зеленые, на зиму сбрасывают листву (в нашем сенном климате).

Зимне-зеленые или весенне-зеленые (в климатических зонах с засушливым климатом).

Вечнозеленые растения: растения тропиков (пальмы, фикус, маслина, лавр), растения умеренных и холодных поясов (хвойные - сосна, ель, пихта; кустарнички – брусника, черника, клюква, вереск; под снегом зимуют листья копытня европейского, грушанок).

Летне-зимне-зеленые – листья меняют весной и осенью, а на зиму уходят с зелеными листьями (земляника садовая, земляника лесная, кислица).

Приспособления у вечнозеленых (зимующих) растений (например,хвоя сосны): накопление в листьях большого количества сахаров или масел. Вечнозеленость имеет биологическое значение – способность быстро возобновить ф.с., т.к. не надо тратить время и энергию на образование листьев.

Листопад.

Биологическими часами наступающего листопада является уменьшение продолжительность светового дня.

- листопад – приспособление к уменьшению испарения в зимний или засушливый период, когда корни не могут всасывать из почвы воду;

- разрушение зеленого пигмента – хлорофилла (еще летом);

- в листьях накапливаются отходы (кристаллы минеральных солей), от которых растения избавляются, сбрасывая листву;

- опавшие листья – удобряют почву;

- опавшие листья – утепляют поверхностные корни;

- в подстилке из листьев дозревают семена древесных растений.