Конспект уроку: Будова і функції тканин рослин. Їх здатність до регенерації. Лабораторна робота №7.Будова тканин рослинного організму

1. Які рослини належать до водоростей, а які - до вищих рослин?

2. Яка будова стінки рослинних клітин?

3. Як побудоване стебло багато річної дерев'янистої рослини?

4. Що таке секреція та екскреція?

Повідомити школярам тему та мету уроку. Разом з ними визначити головні завдання яких необхідно досягти на занятті.

Тканини рослин поділяють на:

• твірні,
• покривні,
• провідні,
• механічні,
• основні.

Твірна тканина або меристема

Твірні тканини або меристема складаються із дрібних, більш-менш щільно прилягаючих одна до одної клітин. Мають вони тоненькі клітинні стінки із невисоким вмістом целюлози, велике ядро і зазвичай позбавлені вакуоль. Клітини твірних тканин рослини здатні до поділу й росту, які можливі завдяки розтяжній оболонці. Твірні тканини практично не мають міжклітинної речовини. Клітини меристеми при дозріванні перетворюються (диференціюються) в клітини інших типів.

За місцем розташування вирізняють верхівкову, вставну й бічну меристеми. Так верхівкова меристема розміщена на верхівці пагона (конус наростання) або кореня (зона поділу) та забезпечує ріст у довжину (верхівковий ріст).

Рис. 1. Верхівкова меристема на верхівці кореня

Вставна меристема розташована біля основ міжвузлів деяких рослин (наприклад, злаків) і забезпечує їхнє видовження (вставний ріст). Бічна меристема у вигляді циліндра міститься всередині стебла чи кореня багаторічних рослин та забезпечує їхнє потовщення.

Також розрізняють первинну й вторинну меристеми. Закладається первинна меристема на верхівках зародкових кореня та стебла. Вторинні меристеми виникають з різних дозрілих клітин, які зберегли здатність до поділу (корковий камбій - з клітин основної тканини чи шкірки).

У разі ушкодження тканин чи при вегетативному розмноженні деякі клітини епідерми, основної тканини тощо також виявляють здатність до поділу. При цьому з клітин інших тканин виникають клітини, які забезпечують регенерацію чи утворення нових особин.

Покривна тканина

Покривні тканини розміщені на поверхні органів та відмежовують їхня від зовнішнього середовища. Оберігають вони організм від впливів шкідливих зовнішніх чинників, забезпечують його взаємозв'язок із довкіллям, регулюють процеси газообміну і випаровування води (транспірації). Розрізняють первинну (епідерма, чи шкірка) і вторинні (корок) покривні тканини рослин.

Епідерма (шкірка) складається із одного або декількох шарів прозорих живих клітин, котрі щільно прилягають одна до одної, саме тому міжклітинники практично відсутні.

Рис. 2. Шкірка (епідерма)

Більшу частину об’єму цих клітин охоплює вакуоля із клітинним соком, а цитоплазма мас вигляд тонкого пристінкового шару, в якому міститься ядро. Клітини шкірки зазвичай безбарвні. Виняток становлять деякі водні вищі рослини, папороті, що зростають у затінку, та продихові клітини, котрі містять хлоропласти. Іноді клітини шкірки забарвлені в синій чи фіалковий кольори, завдяки наявності відповідних пігментів у клітинному соку. Зовнішні стінки цих клітин помітно товстіші від внутрішніх та часто просякнуті мінеральними речовинами (наприклад, у хвощів відкладається Sі02). Шкірка вкриває всі органи однорічних і молоді пагони багаторічних деревних рослин протягом одного вегетаційного періоду, а її клітини певний час зберігають свою здатність до поділу.

Зверху епідерма зазвичай вкрита продуктом секреції своїх клітин - особливим шаром воскоподібної речовини, який перешкоджає випаровуванню води. Найкраще цей шар розвинений в рослин посушливих місцевостей, зокрема, у деяких пальм його товщина може сягати до 5 мм. Цікаво, що таким рослинам найлегше виживати у великих містах. Товстий шар кутикули захищає їх від впливу забрудненого повітря.

Попарно розташовані бобоподібні продихові клітини містять хлоропласти в собі, оточують продихові щілини й регулюють їх розкриття або закриття. Через продихи рослина здійснює газообмін.

Рис. 3. Будова та схема будови продихів (1). Коли вода заходить у продихові клітини, тиск в них зростає та продихова щілина відкривається (3). Коли вода залишає продихові клітини, тиск у них падає і щілина закривається (2)

Стінки продихових клітин навколо продихової щілини товщі від тих, що обернені до сусідніх клітин. Коли тиск цитоплазми на стінки зростає, зовнішні стінки клітини розтягуються, а внутрішні - вгинаються, і щілина розширюється. Коли тиск падає, продихова щілина закривається, що запобігає випаровуванню води. Вдень, коли у клітинах відбувається фотосинтез, внутрішньоклітинний тиск збільшується і продихова щілина відкривається, а вночі, як тільки фотосинтез припиняється, тиск падає і щілина закривається. Через продихи також відбувається транспірація. Продихи зазвичай розташовані з обох боків листка, але найбільше їх переважно на нижньому боці. Кількість продихів може досягати кількох сотень на один квадратний міліметр.

Особливими утворами шкірки листка є водяні продихи - комплекс клітин, що оточують щілину, через яку на поверхню виділяються краплини води. Це відбувається, коли повітря насичене вологою, і тому рослина не може випаровувати необхідну кількість води. Водяні продихи найчастіше розташовані по краях листків, вони притаманні зазвичай рослинам, що зростають в умовах вологого клімату.

На епідермі часто є одно- чи багатоклітинні волоски різної будови, які становлять собою живі або відмерлі видовжені клітини. Одні із них рослину захищають від надлишкових витрат вологи, інші - від виїдання тваринами чи виконують секреторну функцію (залозисті волоски).

Рис. 4. Залозисті волоски (фотографію зроблено за допомогою сканувального мікроскопа)

Залозисті волоски кропиви жалкої просякнуті Sі02 і містять заповнені мурашиною кислотою вакуолі. Загострена верхівка волоска може легко проникати у шкіру людини чи тварин. Разом з нею до ранки потрапляє кислота, яка сильно подразнює шкіру. Здерев’янілі волосини - шипики, розташовані на шкірці малини, ожини та деяких інших рослин, захищають їх від виїдання тваринами. Мінеральне живлення здебільшого відбувається через кореневі волоски - вирости клітин шкірки всисної зони кореня.

Рис. 5. Кореневі волоски

Корок заміщує епідерму деревних і багаторічних трав’янистих рослин. Особливий корковий камбій назовні утворює шари клітин, потовщені стінки котрих просочені ліпідами і непроникні для газів й води, тому їхній вміст швидко відмирає. Так виникає шар корка. Усередину корковий камбій утворює живі клітини основної тканини. Клітини корка видовжені, щільно прилягають одна до одної й розташовані в багато шарів. Верхні шари корка з часом злущуються, через що корковий камбій протягом усього існування рослини утворює нові клітини.

На поверхні корка є сочевички, через котрі відбувається газообмін. Вони мають вигляд горбків із щілиною посередині. Зовні нагадують насіння сочевиці, звідки й походить їхня назва.

Рис. 6. Корок із сочевичною (1)

Провідні тканини

Провідні тканини забезпечують два потоки речовин: 1) висхідний (розчини мінеральних солей й органічних речовин рухаються від кореня до надземних частин рослини й далі), 2) низхідний (синтезовані у зелених пагонах органічні речовини прямують до інших органів). Потоки ці відбуваються у двох типах комплексної провідної тканини – ксилемі та флоемі. Крім провідних елементів (судини, трахеїди у ксилемі; ситоподібні трубки у флоемі), до складу комплексної тканини входять також клітини основної й механічної тканин.

Ксилема пронизує всі частини рослини й утворює єдину провідну систему. Вона складається із власне провідних елементів (відмерлих клітин - судин й трахеїд), а також живих супутніх клітин основної тканини. Трахеїди – одноклітинні утвори веретеноподібної форми завдовжки від часток міліметра до 12 см (у лотоса), що мають у своїх оболонках пори.

Рис. 7. Судини (1) і трахеїди (2)

Стінки видовжених клітин судин просочені жироподібною речовиною. Вони розташовані послідовно одна за одною; поперечні стінки між ними мають великі отвори або взагалі відсутні. Середня довжина окремої судини складає приблизно 10 см, але інколи може сягати кількох метрів (наприклад, у дуба - до 2 м), діаметр - близько 0,5 мм. Стінки судин і трахеїд мають потовщення різноманітної форми (у вигляді кілець, спіралей, суцільних нашарувань з порами тощо), які перешкоджають злипанню.

Елементи ксилеми водночас виконують опорну функцію завдяки потовщеним твердим стінкам. Так, у стеблах дерев’янистих рослин розташовані ближче до серцевини судини можуть закупорюватися жироподібною речовиною, втрачаючи провідну функцію, але посилюючи опорну. Навесні по ксилемі в напрямку до пагонів надходять не лише розчини мінеральних солей з ґрунту, а й цукри, котрі утворюються в результаті гідролізу крохмалю у запасаючих тканинах кореня й стебел. Вони призначені для росту листочків до початку фотосинтезу.

Флоема, як і ксилема, є комплексною тканиною. Окрім провідних елементів, в її склад входять клітини основної й механічної тканини. Провідні елементи флоеми складаються із ситоподібних трубок – живих видовжених позбавлених ядер клітин.

Рис. 8. Флоема:
1 - ситоподібні пластинки (через їхні отвори сполучається цитоплазма двох сусідніх клітин); 2 – клітини супутниці; 3 - клітини основної тканини, що оточують ситоподібні трубки

Ситоподібні трубки послідовно з’єднані поміж собою поперечними ділянками стінок - ситоподібними пластинками, які мають значну кількість пор, цим нагадують сито. Через отвори пластинок сполучається цитоплазма сусідніх клітин і здійснюється низхідний потік розчинів органічних речовин. Стінки клітин потовщені, але не дерев’яніють. Поряд з ситоподібними трубками розташовані клітини супутниці з ядрами. Через пори цих клітин у цитоплазму ситоподібних трубок надходять речовини, які прискорюють пересування органічних сполук.

Судини, трахеїди й ситоподібні трубки з механічними й основними тканинами формують судинно-волокнисті пучки, як наприклад жилки листків. Їх поділяють на закриті й відкриті. Закриті судинно-волокнисті пучки, на відміну від відкритих, позбавлені камбію і тому нездатні потовщуватись. Закриті пучки притаманні однодольним, відкриті - голонасінним і дводольним рослинам. Головну функцію здійснюють також клітини основної тканини, що призначені для транспорту речовин поміж тканинами (серцевинні промені здійснюють переміщення речовин в горизонтальному напрямку поміж різними шарами стебла: його корою, камбієм, деревиною й серцевиною).

Мал. 9. Будова судинно-волокнистого пучка (жилка листка):
1 - ксилема: 2 - флоема

Молочники – це система видовжених клітин, по котрих рухається сік молочно-білого (різні молочаї, кульбаба тощо) або жовтогарячого (чистотіл) кольору, який називається латекс. Це суміш рідин, у якій, окрім водного розчину цукрів, білків й мінеральних речовин, є краплі ліпідів і інших гідрофобних сполук. З латексу отримують каучук.

Механічна тканина

Механічні тканини забезпечують опорні функції: придають рослині пружності й міцності, підтримують частини у певному положенні. Вони складаються із живих чи відмерлих клітин. Часто клітини цієї тканини видовжені та мають вигляд волокон (льон, коноплі тощо), але в листках або плодах їхня форма може бути іншою.

Живі клітини механічної тканини характеризуються нерівномірно потовщеними стінками. Вони зазвичай розташовані під покривною тканиною і входять здебільшого до складу кори молодих пагонів дводольних рослин.

Відмерлі клітини механічної тканини бувають двох типів. Одні з них мають вигляд видовжених клітин - волоконець до 40 мм (льон) і більше завдовжки. Оболонки цих клітин рівномірно потовщені і зазвичай здерев’янілі. У стеблі ці клітини розташовуються в формі окремих пучків або ж утворюють суцільний циліндр, який на поперечному зрізі має вигляд кільця. Клітини іншого типу - округлі або паличкоподібні. Вони часто трапляються у плодах (наприклад, кам’янисті клітини, що утворюють оболонку кісточки у вишні, сливи тощо).

Основна тканина

Основні тканини складаються із живих клітин, які мають тонкі стінки. Між клітинами зазвичай є великі міжклітинники. Ці тканини розташовані поміж іншими тканинами, зокрема механічними та провідними, та складають основну масу рослин. В залежності від особливостей будови й функцій розрізняють такі види основної тканини.

Хлорофілоносна, або асиміляційна, основна тканина побудована клітинами, що містять хлоропласти. Вона розміщена в зелених частинах (переважно в листках) під покривною тканиною. В її клітинах здійснюється фотосинтез.

Рис. 10. Різновиди основної тканини:
1 - хлорофілоносна: 2 - повітроносна: 3 - запасаюча

Запасаюча основна тканина міститься у всіх частинах рослини, формуючи інколи окремі шари (серцевина стебел). У клітинах її розташовані лейкопласти, інколи – хромопласти (оцвітина квіток, оплодень). Головна її функція - запасання запасних поживних речовин (крохмаль та ін.), а в рослин посушливих місцевостей - ще й води (кактуси, агави тощо).

Повітроносна основна тканина слугує для газообміну і має міжклітинники. Найкраще вона розвинена у рослин, які мешкають у середовищі з низьким умістом кисню (водні та болотяні рослини), а також у коренях видів, що поширені на ущільнених ґрунтах. Ця заповнена газом тканина дає змогу водним рослинам або їхнім частинам утримуватися на поверхні або в товщі води.

Деякі клітини основної тканини здійснюють секреторну функцію, синтезуючи різні смоли, ефірні олії і виділяючи назовні їх.

Екскреція в рослин має характерні особливості порівняно із тваринами. Продукти обміну речовин зазвичай накопичуються у певних клітинах. У такий спосіб вони вилучаються із обміну речовин. Назовні частина екскреторних сполук потрапляє через окремі видільні клітини або залози (нектарники тощо). Часто продукти обміну здійснюють певне значення для життєдіяльності організму. Видільну функцію здійснюють видозміни епідерми - багатоклітинні залозисті волоски чи пластинки різноманітної будови. Усередині рослин у основній тканині існують особливі залозисті клітини, в яких утворюються певні речовини (переважно ефірні олії, бальзами й смоли), а також міжклітинні порожнини, де накопичуються секрети, та система видільних ходів, котрими вони виводяться назовні. Дані ходи пронизують стебла й частково листки у різних напрямках і мають оболонку, яка складається із кількох шарів відмерлих й живих клітин.

Нектарники розташовані у квітці або на різних частинах пагонів. Складаються вони із клітин основної тканини, що утворюють нектар; протоки, якими секрет виходить назовні; покривних клітин, які оточують протоку й придають нектарнику різних форм (горбоподібної, ямкоподібної, ріжкоподібної тощо).

Нектар – це водний розчин глюкози й фруктози, концентрація котрих становить від 3 до 72 %, з домішками ароматичних речовин. Нектар приваблює запилювачів - комах і птахів - солодким смаком та запахом.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 9

БУДОВА ТКАНИН РОСЛИН

Мета: познайомитися із особливостями будови різноманітних типів тканин рослин, звернути увагу учнів на відповідність їхьої будови виконуваним ними функціям.

Обладнання та матеріали: світлові мікроскопи, мікропрепарати тканин: покривної, провідної, механічної, твірної й головної, мікрофотографії даних тканин.

Хід роботи

1. Спочатку підготуйте світловий мікроскоп до проведення роботи.
2. За малого збільшення мікроскопа віднайдіть на препаратах рослинні клітини твірної тканини кореня (кукурудзи чи соняшника). Розгляньте тканину при великому збільшенні. Зверніть свою увагу на головні особливості будови даної тканини: відносно тонкі стінки у клітин, збільшені ядра, відсутня досить добре виражена міжклітинна речовина т.п..
3. Розгляньте під мікроскопом мікропрепарат клітин шкірки листка (цибулі, соняшника, кукурудзи, елодеї т.п.). Зверніть свою увагу на форму клітин рослини, їх сполучення між собою, будову продихів.
4. Розгляньте препарат поперечного зрізу крізь стебло багаторічної дерев'янистої рослини. Свою увагу зверніть на корок і інші елементи кори,ситоподібні трубки, будову лубу, камбій, судини, серцевину. Віднайдіть річні кільця і серцевинні промені.
5. Замалюйте усі розглянуті препарати та зрівняйте побачене із мікрофотографіями.

Даті відповіді на запитання:

1. Які типи рослинних тканин ви знаєте?

2. Що таке твірні тканини?

3. Які види меристем вам відомі?

4. Які функції здійснюють покривні тканини?

5. Які існують види покривних тканин?

6. Що таке епідерма та корок?

7. Що таке продихи та продихові клітини?

8. Які їхні функції?

9. Що таке корок і корковий камбій?

10. Які будова та функції провідних тканин?

11. Які будова та функції механічних тканин?

12. Які будова та функції основних тканин?

13. Які особливості екскреції та секреції у рослин?

- прочитати параграф,

- дати відповідь на запитання,

- інше.

За підручником Біологія 10 клас Балан П.