Проводящие пучки, их типы , размещение в различных органах.

Флоэма и ксилема образуют сосудисто-волокнистые пучки. Они расположены в центральном осевом цилиндре и бывают открытыми и закрытыми. Закрытые пучки состоят из ксилемы и флоэмы, между которыми отсутствует камбий, и, таким образом, новые элементы флоэмы и ксилемы не образуются. Закрытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются в стеблях и корневищах однодольных растений. Открытые пучки имеют камбий между флоэмой и ксилемой. В результате деятельности камбия пучок нарастает и происходит утолщение органа. Открытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются во всех осевых органах двудольных и голосеменных растений.

В зависимости от взаимного расположения флоэмы и ксилемы различают шесть типов сосудисто-волокнистых пучков. Чаще всего флоэма лежит по одну сторону от ксилемы, т.е. флоэма примыкает к ксилеме и обращена к периферии органа. Такие пучки называют коллатеральными (или бокобочными). Они могут быть как закрытыми, так и открытыми. Закрытые коллатеральные пучки встречаются у стеблей и корневищ однодольных растений, а открытые - у стеблей, корневищ и корней двудольных растений.

В биколлатеральных пучках флоэма примыкает к ксилеме с двух сторон (сверху и снизу). Верхний, более мощный участок флоэмы обращен к периферии органа и отделен от ксилемы слоем камбия. Нижний участок - внутренняя флоэма - развит слабо и примыкает к ксилеме без камбия. Биколлатеральные пучки встречаются у стеблей, корней и корневищ двудольных растений.

Радиальные пучки составлены в основном ксилемой, которая расположены по радиусам. Между лучами ксилемы находятся участки флоэмы. Эти пучки не имеют камбия и встречаются только у корней в первичном строении. Концентрические пучки складываются из ксилемы, окружающей флоэму, - центрофлоэмные пучки (у большинства корневищ однодольных), а центроксилемные пучки образуются, когда флоэма окружает ксилему (у корневищ папоротников).

Строение и функции корня. Типы корней и корневых систем. Специализация и метаморфозы корней. Примеры лекарственных растений, имеющих разные корневые системы и метаморфозы корней.

Корень - осевой орган цилиндрической формы, обладающий радиальной симметрией и положительным геотропизмом. На нем никогда не возникают листья, а апикальная меристема прикрыта корневым чехликом.

Функции:

• минеральное и водное питание

• закрепление растения в почве

• синтез продуктов первичного и вторичного метаболизма

• накопление запасных веществ

• вегетативное размножение

• симбиоз с бактериями

• выполнение функции дыхательного органа (монстера, филодендрон и др.)

Строение

1) З она деления - верхушка конуса нарастания, здесь происходит активное митотическое деление клеток. Верхушечная меристема откладывает наружу клетки корневого чехлика, а внутрь - ткани остальной части корня. Состоит из тонкостенных паренхимных клеток первичной меристемы, которые прикрыты корневым чехликом, выполняющим защитную функцию при продвижении корня между частичками почвы. Клетки чехлика постоянно разрушаются, образуя слизь, которая предохраняет при трении о почву.

2) В зоне растяжения клетки меристемы увеличиваются в размерах (из-за их оводнения), вытягиваются в длину - осуществляется рост корня в длину и продвижение его в почве. На границе зоны растяжения и зоны всасывания происходят дифференциация тканей и становление первичного строения корня.

3) Зона всасывания, характеризуется наличием корневых волосков (выросты клеток ризодермы), которые увеличивают всасывающую поверхность корня, постоянно отмирают и образуются. По мере роста растения зона всасывания постепенно перемещается.

4) Зона проведения (укрепления) вплоть до корневой шейки, б о льшая часть протяженности корня. Здесь происходит интенсивное ветвление.

Типы корней по происхождению:

1) Главные – развивается из корешка зародыша семени. У однодольных не развивается, поскольку зародышевый корешок быстро отмирает, а от базальной его части берут начало придаточные корни.

2) Боковые – отходят от главного корня (закладываются эндогенно в перицикле), первого, второго… порядка. Для усиления роста бок. корней используют пикирование на 1/3 длины.

3) Придаточные – могут образовываться из любых органов, имеют ответвления первого, второго… порядков

Типы корней по отношению к субстрату:

• земляные - в почве (большинство);

• водными - в воде (у плавающих водных растений - кувшинки);

• воздушными - в воздушной среде (эпифиты – некоторые орхидные).

Типы корневых систем:

1) Стержневая – из главного и боковых корней (ромашка аптечная)

2) Ветвистая (разновидность стержневой) –из главного и сильно развитых боковых корней

3) Мочковатая – образована придаточными корнями (кукуруза)

4) Смешанная – образована главным и придаточными корнями

 

Метаморфозы корней

1) Микориза - симбиотическое взаимодействие гиф гриба и корневых окончаний растения. Грибы используют органические вещества, синтезируемые растением, и поставляют растению из почвы воду и минеральные вещества. (Береза повислая)

2) Клубеньки– характерны для бобовых, образуются в результате проникновения через корневые волоски в кору корня бактерийрода Rhizobium, которые вызывают усиленное деление паренхимы, которая образует выросты бактероидной ткани на корне - клубеньки. Они фиксируют атмосферный молекулярный азот и переводят его в связанное состояние в виде соединений, усваиваемых растением. Бактерии используют в-ва, находящиеся в корнях растения. (бобовые – Солодка уральская)

3) Воздушные корни - свободно свисают и способны усваивать влагу в виде дождя и росы. У многих тропических травянистых растений, живущих на деревьях. На их поверхности образуется своеобразная покровная ткань - веламен в виде многослойной ткани, клетки которой имеют спиральные или сетчатые утолщения. (эпифиты -орхидные)

4) Корневые клубни - метаморфозы придаточных корней, выполняют запасающую, и иногда всасывающую функции. (любка двулистная)

5) Корнеплоды - из базальной части главного корня, утолщенного гипокотиля и др. Запасающая функция. (имбирь лекарственный)

Первичное анатомическое строение корня. Примеры лекарственных растений, имеющих такое строение корня.

Первичное строение корня только в зоне всасывания можно наблюдать у двудольных растений, а у однодольных оно сохраняется на протяжении всей жизни растения. На поперечном срезе корня первичного строения выделяют три основные части: покровно-всасывающую ткань, первичную кору и центральный осевой цилиндр.

Покровно-всасывающая ткань (ризодерма, эпиблема) выполняет как покровно-всасывающую.Клетки ризодермы живые, с тонкой целлюлозной стенкой. Из некоторых клеток ризодермы формируются корневые волоски. Клетки ризодермы поглощают водные растворы всей поверхностью наружных стенок. Со временем ризодерма может слущиваться, и тогда покровную функцию выполняет экзодерма, а после ее разрушения - слой клеток мезодермы, иногда мезодермы и перицикла, стенки которых опробковевают и одревесневают. Именно поэтому старые корни однодольных растений имеют меньший диаметр, чем молодые.

Первичная кора корня развита более мощно, чем центральный осевой цилиндр. Она состоит из трех слоев: экзодермы, мезодермы (паренхимы первичной коры) и эндодермы. Клетки экзодермы многоугольные по форме, плотно сомкнутые, расположены в несколько рядов. Клеточные стенки пропитаны суберином, т.е. опробковевают. Это обеспечивает непроницаемость клеток для воды и газов. В экзодерме, под корневыми волосками, сохраняются живые пропускные клетки с тонкими целлюлозными стенками, через которые проходят вода и минеральные вещества, поглощенные ризодермой.

Под экзодермой находятся живые паренхимные клетки - мезодермы. Это наиболее широкая часть первичной коры. Клетки мезодермы выполняют запасающую функцию, а также функцию проведения воды и растворенных в ней солей от корневых волосков в центральный осевой цилиндр по межклетникам.

Внутренний однорядный слой первичной коры представлен эндодермой. Клетки эндодермы плотно сомкнуты и почти квадратные в поперечном сечении. В зависимости от степени утолщения клеточной стенки различают два типа эндодермы: эндодерму с поясками Каспари и эндодерму с подковообразными утолщениями стенок.

Эндодерма с поясками Каспари - начальный этап формирования эндодермы, при котором утолщению подвергаются лишь ее радиальные стенки за счет отложения веществ, сходных по химическому составу с суберином и лигнином.

У многих двудольных и голосеменных растений процесс дифференциации эндодермы поясками Каспари заканчивается. Эндодерма с подковообразными утолщениями стенок развивается чаще у однодольных растений, когда в клетках эндодермы происходит дальнейшее утолщение клеточных стенок за счет отложения суберина. Образуется толстая вторичная клеточная стенка, которая в дальнейшем одревесневает. Неутолщенной остается только наружная клеточная стенка.

Центральный осевой цилиндр начинается с клеток перицикла, который обычно в молодых корнях состоит из живых тонкостенных паренхимных клеток, расположенных в один. Клетки перицикла дольше других тканей корня сохраняют свойства меристемы и способность к новообразованиям. Из перицикла образуются боковые корни, поэтому его наз. Проводящая система корня представлена одним радиальным сосудисто-волокнистым пучком, в котором группы элементов первичной ксилемы чередуются с участками первичной флоэмы. Образованию пучка предшествует заложение прокамбия в виде центрального тяжа. Дифференциация прокамбия в элементы протофлоэмы и протоксилемы идет от периферии к центру корня. Центростремительно протоксилема сменяется более широкопросветными элементами метаксилемы. У двудольных растений в радиальном пучке могут встречаться один луч ксилемы и один тяж флоэмы - монархный пучок; два луча - диархный; три-, тетра- и пентархные пучки. У однодольных растений количество лучей от шести и более - полиархные пучки, представленные лучами первичной ксилемы. Корни, в отличие от стеблей, не имеют сердцевины.

Примеры лекарственных растений: плаун булавовидный, плаун годичный,хвощ полевойпапоротник мужской

Вторичное строение корня. Примеры лекарственных растение, имеющих такое строение.

В корнях голосеменных и двудольных растений камбий возникает в виде деятельной прослойки (камбиальных дуг) вследствие тангентального деления тонкостенных клеток, расположенных с внутренней стороны от флоэмных тяжей. На поперечном срезе камбий имеет вид однослойных, вогнутых внутрь дуг.

Когда дуги камбия достигают перицикла, его клетки тоже начинают делиться, образуя клетки, соединяющие дуги камбия в единое камбиальное кольцо. В функциональном отношении этот слой неоднороден. Между элементами вторичной ксилемы и внутренним слоем вторичной флоэмы находится пучковый камбий; части перициклического происхождения, огибающие первичные лучи ксилемы, называют камбием межпучковьм. Межпучковый камбий образует паренхимные клетки, отходящие от радиальных лучей первичной ксилемы, называемых сердцевинными лучами. Поскольку в корнях нет сердцевины, правильнее их называть паренхимньми лучами.Паренхимные лучи, образованные межпучковым камбием, изначально представляют собой первичные лучи. Клетки камбия образуют к центру вторичную ксилему (древесину), а к периферии - вторичную флоэму (луб). Вторичной ксилемы всегда бывает больше, чем вторичной флоэмы, и она оттесняет камбий наружу. При этом дуги камбия сначала выпрямляются, а затем принимают выпуклую форму.

Таким образом, в результате деятельности камбия в корне между лучами первичной ксилемы формируются открытые коллатеральные сосудисто-волокнистые пучки, количество которых равно числу лучей первичной ксилемы. Первичная флоэма при этом оттесняется вторичными тканями к периферии и сплющивается.

В перицикле, кроме межпучкового камбия, может закладываться феллоген, дающий начало перидерме - вторичной покровной ткани. При тангентальном делении клеток феллогена наружу отделяются клетки пробки, а внутрь - клетки феллодермы. Непроницаемость клеток пробки, пропитанных суберином, служит причиной изоляции первичной коры от центрального осевого цилиндра. Первичная кора при этом постепенно отмирает и сбрасывается. Все ткани, расположенные от перидермы до камбия, входят в понятие «вторичная кора».

В самом центре осевого цилиндра сохраняются лучи первичной ксилемы (от одного до пяти), между которыми расположены открытые коллатеральные пучки в количестве, соответствующем лучам первичной ксилемы.

Примеры: тыква обыкновенная, фасоль обыкновенная, сосна обыкновенная, ольха серая.