Меню

В листьях водного растения кувшинки механическая ткань представлена

Водные растения

В практикуме изложены лабораторные работы по цитологии, гистологии, органографии и систематике водных растений. Каждая работа содержит краткий справочный материал, описание хода работы, контрольные вопросы.

Оглавление

  • 1 Лабораторная работа № 1. Особенности строения растительной клетки
  • 2 Лабораторная работа № 2. Типы растительных тканей и особенности строения их в вегетативных органах высших растений
  • 3 Лабораторная работа № 3. Вегетативные органы растений. Метаморфозы корня и побега

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Водные растения предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Типы растительных тканей и особенности строения их в вегетативных органах высших растений

Цель: изучить особенности строения клеток образовательных, покровных, механических, проводящих, воздухоносных тканей и их локализацию в разных органах растений. Научиться находить разные виды тканей на препаратах.

Оборудование и материалы: микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, скальпели, пипетки, пинцеты, вода, веточка элодеи канадской, постоянные препараты «Поперечные срез побега рдеста», «Поперечный срез плавающих листьев кувшинки».

1. Изучить строение образовательных тканей растений. Сделать временный препарат из вершины побега элодеи канадской. Рассмотреть строение конуса нарастания побега, сделать рисунки.

2. Изучить строение покровных тканей растений. Рассмотреть строение устьиц водных растений. Зарисовать строение устьичного аппарата.

3. Изучить строение механических, проводящих, воздухоносных тканей водных растений на фиксированных препаратах. Сделать соответствующие рисунки.

Теоретический материал. Образовательные ткани

Образовательные ткани или меристемы (греч. meristos — делимый, делитель) стоят особняком среди других, поскольку состоят из живых недифференцированных клеток, способных постоянно делиться. В онтогенезе этот тип растительных тканей возникает первым в результате деления зиготы. На ранних этапах развития весь зародыш состоит из меристем. Затем из них образуются все ткани растения. Меристемы обеспечивают рост растения в длину и толщину. Выделяют первичные и вторичные меристемы в зависимости от их образования при росте и развитии растения. По месту локализации подразделяют на апикальные (верхушечные), латеральные (боковые), интеркалярные (вставочные) и раневые (травматические).

А — продольный разрез; Б — конус нарастания (внешний вид и разрез); В — клетка первичной меристемы; Г — клетка из сформировавшегося листа:

1 — конус нарастания, 2 — первичный бугорок, 3 — вторичный бугорок (бугорок пазушной почки), 4 — примордии (зачаточные листья).

Рисунок 5 — Апикальная меристема в верхушечной почке побега элодеи канадской (Elodea canadensis) (по В.Г. Хржановскому и соавт., с изменениями)

Для того чтобы сделать временный препарат из вершины побега элодеи канадской, возьмите небольшую веточку элодеи канадской, отрежьте верхнюю ее часть (1 см). Аккуратно отделите листья. На самой вершине веточки расположен конус нарастания побега — апекс. Поместите верхнюю часть стебля в капельку воды на предметное стекло. Вторым предметным стеклом слегка раздавите. Затем накройте покровным стеклом. При этом следите, чтобы под ним не остались пузырьки воздуха. Рассмотрите конус нарастания под малым и большим увеличением микроскопа. Найдите листовые бугорки — это зачатки листьев. При передвижении препарата, проследите возникновение и рост этих листьев. Рассмотрите клетки, расположенные непосредственно на конусе нарастания, сравните их строение с нижележащими клетками (рисунок 5).

Покровные ткани выполняют роль пограничного барьера, отделяя лежащие ниже ткани от окружающей среды. Первичные покровы растения состоят только из живых клеток, но закономерно сменяющие их вторичные и третичные включают в себя, в основном, мертвые клетки с толстыми оболочками. Эти ткани возникли в связи с выходом растений на сушу. Выделяют три типа покровных тканей: первичную, вторичную и третичную.

Постоянная первичная покровная ткань — эпидерма (кожица, эпидермис) — состоит обычно из одного слоя плотно собранных клеток. Клетки имеют густую цитоплазму, большое ядро. Хлоропластов в этих клетках мало, и они фактически неактивны. Эпидерма покрывает листья, цветы, плоды. Это сложная многофункциональная ткань. Эпидерма защищает внутренние ткани от высыхания и повреждений, препятствует проникновению микроорганизмов. В своем строении имеет эпидермальные клетки с более толстой наружной клеточной стенкой, трихомы, различного вида и формы и устьица. Эпидерма часто бывает покрыта кутикулой — бесструктурным слоем. На кутикуле может образовываться сплошной налет воска.

Читайте также:  Как называется скользкая ткань для покрывал

Среди клеток эпидермы имеются специализированные образования — устьица, которые регулируют газообмен, необходимый для дыхания и фотосинтеза. Устьице состоит из двух замыкающих клеток, между которыми находится устьичная щель. К замыкающим клеткам примыкают две или несколько побочных клеток. Под устьицем расположена подустьичная полость (рисунок 6).

Механизм функционирования устьиц легко понять. При увеличении концентрации осмотически активных веществ замыкающие клетки наполняются водой (это обычно случается в вечернее, ночное или утреннее время), это приводит к образованию изгиба стенки, имеющей большую толщину, т.е. обращенной к соседней замыкающей клетке. А поскольку в ней происходит то же самое, между замыкающими клетками образуется щель, ведущая в пространство, которое называется подустъичной полостью. Она, в свою очередь, связана с другими межклетниками.

Когда все устьица открыты, транспирация и газообмен идет с такой скоростью, как если бы эпидерма отсутствовала вовсе. При понижении содержания воды в замыкающих клетках устьичная щель постепенно уменьшается, а затем закрывается полностью. Газообмен при этом резко уменьшается и осуществляется только через кутикулу с крайне низкой скоростью.

А — вид на эпидерму сверху, Б — поперечный разрез устьичного аппарата 1 — замыкающие клетки, 2 — устьичная щель, 3 — побочные клетки, 4 — дыхательная полость, 5 — эпидермальные клетки, 6 — кутикула, 7 — клетки мезофилла, заполненные хлоропластами.

Рисунок 6 — Схема строения устьиц листа растений

Число и распределение устьиц, а также типы устьичных аппаратов широко варьируют у различных растений. Они имеются только у высших растений, причем не у всех. Обычно устьица располагаются на нижней поверхности листа. Подводные листья не имеют устьиц; у плавающих на поверхности воды листьев устьица находятся только на верхней (адаксиальной) стороне, у надводных (воздушных) листьев устьица — на обеих сторонах. На листьях кувшинки, плавающих на поверхности воды, — огромное число устьиц, иногда до 460 на каждом квадратном миллиметре, обычно же 100 — 300. На всем же листе число устьиц превышает 11 миллионов.

Рассмотрите строение устьичного аппарата у разных водных растений, сравните их расположение, частоту встречаемости (рисунок 6, 9).

Механические ткани — это опорные ткани. Они придают растению прочность благодаря утолщениям их клеточных стенок и соответствующему распределению в органе растения. Различают два типа механической ткани — колленхима и склеренхима.

Колленхима состоит из живых, обычно вытянутых паренхимных клеток с неравномерно утолщенными целлюлозными стенками. Стенки колленхимы способны растягиваться, так как имеют тонкие участки, поэтому она представляет собой опорную ткань молодых растущих органов.

Склеренхима состоит из прозенхимных клеток с равномерно утолщенной стенкой. Молодые клетки живые. По мере старения содержимое их отмирает. Склереиды — это мертвые паренхимные клетки с равномерно толстыми одревесневшими стенками. Они встречаются в плодах (каменистые клетки), листьях (опорные клетки) и других органах.

Проводящие ткани служат для транспорта веществ в растении. Они могут быть как первичного, так и вторичного происхождения. Различают три группы проводящих тканей: ситовидные трубки, сосуды и трахеиды.

Ситовидные трубки — это вертикальный ряд живых клеток (члеников), у которых поперечные стенки пронизаны ситовидными пластинками. Стенка членика ситовидной трубки целлюлозная, ядра в нем нет. Рядом с трубкой обычно расположены одна или несколько сопровождающих клеток-спутниц, имеющих ядро. Ситовидные трубки служат для транспорта раствора органических веществ.

Сосуды — это трубки, дифференцирующиеся из вертикального ряда клеток прокамбия или камбия, у которых утолщаются и одревесневают боковые стенки, отмирает содержимое, а в поперечных стенках образуются перфорации.

Трахеиды, как и сосуды, — мертвые образования, но в отличие от последних это не трубки, а прозенхимные клетки. В стенках их есть поры. Сосуды и трахеиды служат для транспорта воды и растворенных в ней минеральных веществ.

Читайте также:  Как починить кошелек порвалась ткань

Воздухоносная ткань (аэренхима)

Паренхиму со значительно развитыми межклетниками называют аэренхимой. Она хорошо развита в разных органах водных и болотных растений, но встречается и у сухопутных видов. Назначение аэренхимы — снабжение тканей кислородом, в некоторых случаях — листьев диоксидом углерода (СО2) для обеспечения плавучести растений (рисунок 7).

а — общий вид растения; б — поперечный срез стебля с развитыми межклетниками.

Рисунок 7 — Лотос орехоносный

С точки зрения отношения растений к обеспечению водой выделяются следующие экологические группы: ксерофиты, мезофиты, гигрофиты, гидрофиты, гидатофиты. Водные растения принято относить к гидатофитам и гидрофитам.

Гидатофитами называют водные растения, целиком или почти целиком, т.е. большей частью тела, погруженные в воду. Среди них — цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия, уруть и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них редуцированы устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки — гидатоды. Будучи целиком погружены в текучую или стоячую воду, поддерживающую их со всех сторон, они не нуждаются в твёрдых элементах своей ткани (склеренхиматических), которые поэтому и доходят до значительной простоты. Паренхиматическая ткань (то есть состоящая из многогранных нежных клеток, не вытянутых ни в одну сторону) составляет главную массу, в которой весьма слабо развиты сосудисто-волокнистые пучки. Гидатофиты характеризуются большим развитием воздухоносных полостей (аэренхимы) (рисунок 8).

Гидрофиты — это растения наземно-водные, частично погруженные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. Они начинают свое индивидуальное развитие и ежегодное возобновление побегов, будучи погруженными в воду, но во взрослом состоянии верхние части побегов выступают над поверхностью воды. Гидрофиты обитают в прибрежьях водоемов, на неглубоких местах, но могут жить и на обильно увлажненной почве вдали от водоема. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. В отличие от гидатофитов гидрофиты имеют ясно выраженные механические ткани и водопроводящую систему. Механические элементы и проводящие пучки сосредоточены в центре стебля или листового черешка, что придает способность изгибаться при движении воды. Обычно у них хорошо развита система межклетников и воздушных полостей, по которым воздух, поступающий через устьица, проникает и в нижние части растения, скрытые в перенасыщенном водой субстрате. У гидрофитов слабо развиты или даже отсутствуют сосуды в проводящих пучках (рисунок 8).

Вверху — поперечный разрез через плавающий лист желтой кувшинки; видны обширные воздушные полости; отдельно изображены устьице и водяная железка.

Внизу — поперечный разрез стебля урути, справа — при большом увеличении.

Рисунок 8 — Анатомическое строение некоторых водных растений (по А.А. Федорову и соавт.)

Особенности строения механических и проводящих тканей водных растений изучите на временных и постоянных препаратах. Рассмотрите аэренхиму на постоянном препарате поперечного среза стебля рдеста или на временном препарате поперечного среза черешка листа кувшинки или стебля ситника (рисунок 9).

Рисунок 9 — Аэренхима стебля рдеста

1. Какие типы растительных тканей Вы знаете?

3. Какие виды образовательной ткани (по месту локализации) Вам известны?

4. Назовите основные функции покровных тканей.

5. Каково строение устьица?

6. Назовите отличительные особенности клеток колленхимы от клеток склеренхимы.

7. Какие два типа проводящих тканей выделяют? Чем они отличаются?

Источник

Особенности анатомического строения водных растений

Строение листа. При небольшой массе необходимо иметь как можно большую поверхность, получающую солнечный свет и извлекающую из воды необходимые вещества. У одних видов листовая пластинка очень тонкая, у других листья сильно рассечены – листья-жабры (рдесты). Листья у погруженных гидрофитов лишены кутикулы, что облегчает процесс всасывания. Эпидермис водных растений обладает способностью ослизняется. Слизь способствует уменьшению трения при движении листьев и стеблей в текучей воде. Механические ткани не развиты, проводящая система слабая. Устьица (по́ры в эпидермиса листа, через которые происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой) в воде теряют смысл, поэтому они отсутствуют либо недоразвиты.

Читайте также:  Реконструкция тазового дна собственными тканями

Процесс фотосинтеза идет по всей освещенной поверхности тела. Все ткани тонких рассеченных листьев содержат хлоропласты. Продукт ассимиляции у водных растений чаще всего крахмал. В хлоропластах большое содержание хлорофилла. В листе хорошо развита система воздушных полостей.

Листья гидрофитов, плавающих на поверхности, контактируют с водной и с воздушной средой. В одном листе совмещаются черты, свойственные листьям наземных растений и погруженных гидрофитов. Верхняя поверхность листа покрыта слоем кутикулы. Устьица расположены только на верхней поверхности листа. Нижняя поверхность листа лишена кутикулы, устьица отсутствуют либо сильно редуцированы (кубышка желтая, кувшинка).

Рдест злаковый имеет листья двух типов – подводные и надводные. Они различаются по облику и строению. Подводные листья рассечены на узкие доли. В средней части стебля, где затопление непостоянно, можно видеть листья переходной формы – рассеченные, но с довольно широкими долями (герофиллия).

Механические ткани в стеблях и листьев представлены немногочисленными толстостенными волокнами с неодревесневающей оболочкой. Это придает гибкость стеблям и листьям при движении и волнении воды. У водных растений, укореняющихся на дне водоема, большое значение имеет аэренхима.

Аэренхимой называют паренхиму со значительно развитыми межклетниками. Она хорошо развита в разных органах водных растений. Назначение аэренхимы — снабжение тканей кислородом или углекислым газом. У водных растений она служит также для обеспечения плавучести побегов и листьев. В стеблях и листьях гидрофитов существуют клетки-идиобласты, поддерживающие воздушные полости и не дающие им сжиматься.

Стебель служит опорой для листьев и одновременно транспортирует питательные вещества от корня к листьям. Стебель также выносит листья растений и цветки к свету: так называемая компенсаторная реакция растений — удлинение стебля или черенков листьев.

По направлению роста стебли подразделяются на прямостоячие, ползучие и восходящие. По форме поперечного разреза: округлые, двух-, трех-, четырехранные или сплюснутые. Стебли также бывают заполненными тканью или полыми.

Места прикрепления листьев к стеблю называются узлами, а промежутки между ними — междоузлия. На стебле растут почки (ростовые или вегетативные, несущие зачаток нового побега, или цветочные, несущие зачаток цветка), листья, цветки и плоды. Если повредить стебель выше почек, то они образуют новые побеги.

Видоизменение стебля — клубни, корневища и луковицы отличаются от корней наличием побегов и листовых следов. Кроме того, они накапливают и хранят питательные вещества и способны к размножению. Растут они за счет обновления листьев. Листья на данных видоизменениях стебля недоразвиты и имеют вид маленьких чешуек.

Корень — орган прикрепления растения в грунте и орган питания.

Корневая система растения бывает стержневой или мочковатой. Если у растения сильно развит главный корень, значительно превосходящий по длине и толщине все остальные корневые отростки, такая корневая система называется стержневой. Однако большинство растений имеет мочковатую корневую систему: главный корень или совсем не развит или развит крайне слабо и не превосходит остальные корни по длине и толщине. Корень водного растения имеет в подавляющем большинстве случаев нитевидную или цилиндрическую форму.

Корень растения поглощает из грунта необходимые минеральные и органические вещества. Корень всасывает их в виде растворов очень низкой концентрации. Корень, как и другие органы растения, постоянно дышит — поглощает из воды кислород и выделяет углекислый газ. Кислород, растворенный в воде, поступает в корневую систему через грунт, поэтому грунт должен быть достаточно рыхлым.

Корни некоторых растений доходят до самой глубины грунта, других — располагаются в основном в поверхностной части грунта. Некоторые аквариумные растения совсем не имеют корней.

Источник