Клеточное строение растений. Растительная клетка
1) Растение состоит из клеток . Клетки отличаются по размерам, строению, функциям. Некоторые клетки можно увидеть невооружённым глазом.
2) Строение клетки
Элодея канадская - водное цветковое растение - чаще всего используется для первоначального знакомства с клетками. Это растение завезено в Европу аквариумистами, но распространившись в открытых водоёмах стало причиной их катастрофического зарастания.
Зарастающее озеро в Польше, оккупированное элодеей.
Вопрос: почему в Америке элодея ведёт себя не столь агрессивно?
Ответ: в Америке обитает много существ, питающихся элодеей, а в Европе они не живут.
Элодея канадская и её клетки
В световой микроскоп обычно видны лишь немногие органоиды (части) клеток элодеи: клеточная стенка , цитоплазма и хлоропласты .
Клетки элодеи канадской
Реже удаётся рассмотреть ядро и вакуоли.
3) Органоиды клетки
а) Клеточная стенка - прозрачная, твёрдая оболочка из целлюлозы (клетчатки)
Вопрос: каковы основные функции клеточной стенки?
Ответ: защитная и опорная (поддержание формы)
Вопрос: что плохого в наличии клеточной стенки?
Ответ: затрудняет обмен веществ, избыточный вес
Вопрос: у какого царства живых существ в клетках отсутствует клеточная стенка и с чем это связано?
Ответ: у животных, поскольку они подвижны
Из-за высокого содержания целлюлозы растения используются в целлюлозо-бумажной промышленности для изготовления картона и бумаги .
б) Цитоплазма - полужидкое, слизистое вещество, заполняющее клетку.
Основные функции - опорная (поддержание формы клетки за счёт давления цитоплазмы) и транспортная (перенос веществ внутри клетки)
Для выполнения транспортной функции цитоплазма находится в постоянном движении .
в) Ядро - органоид округлой формы, окружённый оболочкой.
Основные функции: содержит наследственную информацию клетки и регулирует процессы в ней.
г) Вакуоль - полость в клетке, окруженная оболочкой, заполненная клеточным соком (раствором органических и минеральных веществ в воде)
Основные функции - запасная и опорная (поддержание формы клетки за счёт давления жидкости)
У молодых клеток вакуоли мелкие. У старых клеток, как правило, одна вакуоль занимает почти весь объём клетки, а цитоплазма и все органоиды занимают тонкий пристеночный слой
д) Пластиды - мембранные пузырьки, часто содержат пигменты . Среди пластид выделяют хлоропласты , хромопласты и лейкопласты .
Хлоропласты - содержат зелёный пигмент - хлорофилл .
Основная функция - фотосинтез (использовании энергии солнечного света для образования органических веществ из углекислого газа и воды)
Лейкопласты - бесцветные пластиды (не содержат пигментов)
Основная функция - запасная .
Зёрна крахмала в лейкопластах клубня картофеля
Хромопласты - содержат пигменты красного, оранжевого, жёлтого и фиолетового цвета.
Основная функция - окраска различных органов растений
Разные пигменты в хромопластах различных частей растений
В одной клетке одновременно могут быть пластиды только одной группы . Однако, лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и хромопласты.
Хлоропласты тоже могут превращаться в хромопласты или лейкопласты. Таким образом, например, зелёные плоды при созревании становятся красными.
е) Запасные вещества
Основные запасные вещества растительной клетки: крахмал , белок , жир
Зёрна крахмала накапливаются в лейкопластах (см. выше).
Зёрна белка накапливаются в цитоплазме или в вакуолях.
Капли жира накапливаются в цитоплазме.
Зёрна белка (красная стрелка) на зёрнах крахмала в эндосперме семян сорго наблюдаемые в сканирующий электронный микроскоп
Задание: назовите органоиды растительной клетки обозначенные на рисунке
В растительной клетке есть и другие органоиды, о них - позже.
Ткань - группа клеток, имеющих сходное происхождение , строение и функции . Органы растения состоят из различных тканей.
Вопрос: чем отличаются различные виды тканей?
Ответ: происхождением, строением и функциями.
5) Основная (запасающая, фотосинтезирующая)
1) Образовательная ткань.
Строение : мелкие клетки округлой формы с тонкими стенками.
Функция : постоянное деление и образование других тканей, рост растения, восстановление повреждений.
Верхушечная образовательная ткань - на концах корней и побегов. Боковая образовательная ткань - внутри корней и побегов.
Верхушечная образовательная ткань в зоне деления корня лука.
Боковая образовательная ткань ( камбий ) в стволе дерева
Вопрос: как растёт растение при делении клеток верхушечных и боковых образовательных тканей?
Ответ: верхушечных - в длину, боковых - в толщину
2) Покровная ткань.
Строение : плоские клетки плотно прилегающие друг к другу.
Местоположение : поверхность всех органов растения.
Покровная ткань нижней стороны листа бобов.
3) Проводящие ткани.
Основные виды: ситовидные трубки и сосуды
а) Ситовидные трубки
Строение : удлинённые, живые клетки, расположенные друг за другом по вертикали, их горизонтальные стенки имеют множество отверстий (как сито)
Функция : проведение органических веществ от листьев к остальным органам.
Строение : удлинённые, мёртвые (пустые, без цитоплазмы) клетки, расположенные друг за другом по вертикали, горизонтальных стенок у них нет, а вертикальные - утолщены
Функция : проведение минеральных веществ и воды от корней к остальным органам.
4) Механическая ткань.
Строение : длинные, тонкие, частично одревесневшие клетки.
Функция : опорная (поддержание формы), защитная.
Местоположение : луб, древесина, твёрдые части околоплодника.
Волокна древесины механическая ткань растения. В центре - клетки механической ткани
5) Основная ткань ( паренхима ).
Строение : округлые, живые клетки.
Функция : запасная, фотосинтез.
Местоположение : мякоть листа, сердцевина стебля, плоды, клубни и т.п.
Поперечный срез листа: фотосинтезирующая столбчатая и губчатая паренхима.
Поперечный срез стебля: запасная основная ткань сердцевины
Вопрос: из каких тканей состоит луб?
Ответ: из проводящей (ситовидные трубки) и механической (волокна луба)
Вопрос: из каких тканей состоит древесина?
Ответ: из проводящей (сосуды) и механической (волокна древесины)
В состав луба и древесины может входить и запасная ткань (паренхима)
Задание: назовите ткани, обозначенные на рисунке цифрами 1-9.
Поперечный срез стебля
1 - покровная (кожица)
2 - покровная (кора)
3 - механическая (волокна луба)
4 - основная запасная (паренхима луба)
5 - проводящая (ситовидные трубки)
6 - образовательная (камбий)
7 - проводящая (сосуды древесины)
8 - механическая (волокна древесины)
9 - основная запасная (паренхима сердцевины)
Задание: назовите ткани, обозначенные на рисунке цифрами 1-4.
Вопрос: какие ткани должны быть в жилках листа?
Поперечный срез листа
1 - основная фотосинтезирующая и запасная (столбчатая паренхима листа)
2 - проводящие (ситовидные трубки и сосуды) и механические (волокна)
3 - покровная (кожица листа)
4 - основная фотосинтезирующая и запасная (губчатая перенхима листа)
Между клетками в тканях располагается межклеточное вещество , которое соединяет клетки друг с другом.
Иногда клетки отходят друг от друга и между ними образуются полости, заполненные воздухом - межклетники . Из растения в межклетники поступают водяной пар, образующийся в растении кислород, другие газы. Затем они удаляются из межклетников в атмосферу.
Особенно большие межклетники у водных растений.
Поперечный срез стебля камыша
Вопрос: какое значение могут иметь крупные межклетники для водных растений?
Ответ: облегчают снабжение растения кислородом и снижают вес.
Клеточное строение листа
Сверху и снизу лист имеет покровную ткань - тонкую кожицу . Внутри листа находится основная ткань - губчатая и столбчатая паренхима . Также внутри листа есть жилки , состоящие из проводящей и механической тканей.
Кожица состоит из бесцветных , живых , плоских клеток, плотно прилегающих друг к другу. Снаружи кожица покрыта защитной водонепроницаемой плёнкой . От наличия такой плёнки зависит блеск листа.
Блестящая водонепроницаемая плёнка на поверхности листа.
Часто кожица образует многочисленные выросты разнообразной формы - волоски , которые служат для защиты и для уменьшения испарения воды.
Листья крапивы с волосками и сильно увеличенное фото волоска.
Фотография волоска на кожице листа резуховидки в сканирующем электронном микроскопе.
Фотография волосков на кожице листа каштана чёрного в сканирующем электронном микроскопе.
Водонепроницаемая плёнка кожица листа не пропускает ни воздух, ни воду, поэтому все вещества поступают в лист или удаляются из него только через специальные отверстия - устьица .
Обычно устьица располагаются на нижней стороне листа.
Вопрос: у каких растений устьица расположены на верхней стороне листа?
Кувшинка - слева, кубышка - справа.
Ответ: у водных растений, чьи листья плавают на поверхности
Устьица состоят из двух устьичных клеток , между которыми находится устьичная щель . Растение способно регулировать величину устьичной щели и, таким образом, скорость транспорта веществ через устьица.
Устьичные клетки содержат хлорофилл , в отличие от остальных, бесцветных клеток кожицы.
Устьица в кожице листа
Когда в растении много воды устьичные клетки разбухают, изгибаются и открывают устьичную щель. Через эту щель растение испаряет избыток воды, выделяет кислород и поглощает углекислый газ .
При недостатке воды устьичные клетки смыкаются, закрывают устьичную щель и испарение прекращается .
Фотография устьиц в сканирующем электронном микроскопе.
3) Основная ткань мякоти листа
Мякоть листа образована основной тканью ( паренхимой ). Округлые клетки паренхимы содержат хлоропласты и выполняют функцию фотосинтеза .
В верхней части листа паренхима столбчатая, в нижней - губчатая. В губчатой паренхиме имеются большие межклетники , соединённые с устьицами. Через них в лист поступает углекислый газ, а из листа выводятся водяной пар и кислород.
Проводящие пучки (жилки) листа состоят из ситовидных трубок и сосудов .
Вопрос: каковы функции ситовидных трубок и сосудов?
Ответ: по ситовидным трубкам органические вещества движутся от листьев к другим органам, по сосудам минеральные вещества и вода движутся к листьям.
Строение жилки листа двудольного растения
Кроме проводящих тканей в жилках есть механическая ткань - древесинные волокна , которые придают жилкам прочность.
Задание: назовите части и ткани листа.
Разрез листа олеандра
1 - столбчатая паренхима - основная фотосинтезирующая ткань,
2 - губчатая паренхима - основная фотосинтезирующая ткань,
4 - кожица, покровная ткань,
6 - жилка - механическая и проводящая ткань
Клеточное строение стебля
В первый год в стебле многолетнего растения развиваются кожица , первичная кора , луб , камбий , древесина и сердцевина .
Однолетний стебель липы
1) Кожица стебля - несколько слоев живых , прозрачных, плотно прилегающих друг к другу клеток. Похожа на кожицу листа по строению и по функциям, но отличается намного меньшим количеством устьиц.
Вопрос: почему в кожице 1-летнего стебля меньше устьиц?
Ответ: стебель меньше участвует в фотосинтезе и в испарении воды
2) Первичная кора так же состоит из нескольких слоев живых клеток. Наружные клетки с утолщёнными стенками выполняют опорную функцию. Под ними расположены клетки с хлоропластами (молодой стебель - зелёный), в которых, как и в листьях, идёт фотосинтез . Внутренние клетки первичной коры запасают органические вещества.
3) Луб состоит из механической (волокна луба), проводящей (ситовидные трубки) и запасной (паренхима) тканей
4) Камбий - образовательная ткань. Его делящиеся клетки образуют луб наружи и древесину внутрь.
5) Древесина образована механичекой (волокна древесины) и проводящей (сосуды древесины) тканями.
6) Сердцевина образована крупными клетками, в которых запасаются органические вещества.
Сердцевина, древесина и луб образуют так называемый центральный цилиндр стебля.
Вопрос: из чего ещё, кроме центрального цилиндра, состоит стебель?
Ответ: из коры с кожицей.
В последующие годы стебель существенно изменяется, в нём накапливается всё больше мёртвых клеток.
Трёхлетний стебель липы
1) На поверхности образуется пробка - многослойная ткань, состоящая из мёртвых клеток, которая выполняет защитную функцию.
2) Каждый год жизни растения камбий образует слой вторичного луба и вторичной древесины (годичные кольца)
Клеточное строение корня
Корень подразделяется на зоны :
а) Корневой чехлик состоит из нескольких слоев живых клеток. Клетки наружного слоя постоянно повреждаются и выделяют слизь, которая облегчает продвижение корня в почве. Изнутри образуются новые клетки.
Вопрос: какова функция корневого чехлика?
б) Зона деления содержит мелкие, живые, постоянно делящиеся клетки образовательной ткани ( конус нарастания ). Основная функция - рост корня.
в) Зона роста (растяжения) имеет удлинённые клетки, при достижении определённых размеров превращающиеся в клетки покровной, основной, механической и проводящей тканей. Основные функции - рост корня и образование различных тканей.
г) Зона всасывания содержит полностью сформировавшиеся клетки различных видов тканей.
Строение корня в зоне всасывания
Клетки кожицы в зоне всасывания имеют выросты - корневые волоски .
Клетки кожицы корня под микроскопом.
Вопрос: зачем нужны корневые волоски?
Ответ: для увеличения площади поверхности всасывания.
Вопрос: что всасывают из почвы корневые волоски?
Ответ: воду и минеральные (неорганические) вещества.
д) Зона проведения - самая длинная часть корня. Устороена так же, как и зона всасывания, но не имеет кожицы и корневых волосков (они отмирают).
Вопрос: какие функции выполняет кора корня?
Вопрос: какие функции выполняет луб корня?
Ответ: механическую и проводящую.
Вопрос: в чём заключается проводящая функция луба корня?
Ответ: в проведении органических веществ сверху вниз
Вопрос: какие функции выполняет древесина корня?
Ответ: механическую и проводящую.
Вопрос: в чём заключается проводящая функция древесины корня?
Ответ: в проведении минеральных веществ снизу вверх.
В зоне проведения корень начинает ветвиться, образуя боковые корни .
Кора, луб и древесина корня выполняют также и запасную функцию. Сердцевины в корне нет.
Древесина и луб образуют так называемый центральный цилиндр корня. На поверхности корня находится первичная кора , состоящая из кожицы и собственно коры. Впоследствие кожица отмирает, а на поверхности остаётся вторичная кора .
Таким образом, строение корня сходно со строением стебля: корень так же состоит из центрального цилиндра и коры