Файл: Изложение учебного материала дисциплины Ботаника по теме Растительные ткани.pdf

2
Учебное пособие представляет собой систематизированное изложение учебного материала дисциплины «Ботаника» по теме «Растительные ткани», составленного в соответствии с учебной программой. В пособии соблюдены общепринятые формулировки (названия, определения, обозначения), которые были введены в дисциплинах, предшествующих данной и изучаемых в курсе основной общеобразовательной программы, и будут использоваться в дальнейшем при изучении специальных учебных дисциплин и профессиональных модулей специальности 060301
«Фармация».
Учебное пособие предназначено для эффективной работы обучающегося на теоретических и практических занятиях с целью детального изучения в логической последовательности особенностей цитологии и гистологии растений. Структура учебного пособия позволяет успешно использовать его не только как практикум, но и в качестве самостоятельной подготовки, а во внеучебное время - при подготовке к практическим и итоговым занятиям, самостоятельно давать расшифровку предложенных основных терминов по теме и готовиться по контрольным вопросам, приведенным в конце темы. Основной теоретический материал рассматривается в тесной взаимосвязи с лекарственным значением и использованием изучаемых клеток и тканей растений.
В структуру методических указаний включена тема практического занятия «Изучение растительных тканей».
Рекомендуемые для подготовки к занятию литературные источники представлены двумя разделами: основная и дополнительная литература.
Учебное пособие составлено председателем цикловой методической комиссии специальности «Фармация», преподавателем химии и биологии высшей квалификационной категории
Вишневской Т.А.

3
ЦЕЛЬ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ:
1. Повторить основные формы растительных клеток, их строение и размеры;
2. Обратить внимание на отличительные черты строения растительных тканей в зависимости от выполняемых функций в растительном организме;
3. Рассмотреть современные классификации растительных тканей;
4. Изучить особенности строения растительных тканей, происхождение в процессе онтогенеза, анатомическую локализацию, функции, производные.
ЦЕЛЬ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ:
1. Освоить правила работы с микроскопом и технику приготовления временных растительных микропрепаратов и микроскопирования;
2. Рассмотреть особенности строения и физиологии растительных клеток, входящих в ткани, в зависимости от выполняемых функций;
3. Рассмотреть и изучить на конкретных примерах лекарственных растений различные типы растительных тканей.
По итогам изучения темы обучающийся
ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:
1. Типы классификации растительных тканей;
2. Особенности строения растительных тканей, происхождение в процессе онтогенеза, анатомическую локализацию, функции, производные;
3. Отличительные черты строения растительных тканей в зависимости от выполняемых функций в растительном организме;
4. Устройство микроскопа и правила работы с ним;
5. Технику приготовления временных препаратов
ДОЛЖЕН УМЕТЬ:
1. Классифицировать растительные ткани;
2. Владеть техникой приготовления временных препаратов;
3. Владеть методикой и техникой микроскопирования временных и постоянных препаратов;
4. Рассматривать и зарисовывать временные и постоянные препараты.

4
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
ПО ТЕМЕ «РАСТИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ»
1.
Классификация меристем в зависимости от месторасположения и происхождения, их значение для растения и диагностики лекарственного растительного сырья.
2.
Особенности анатомического строения меристем. Объясните эти особенности, учитывая основную функцию ткани.
3.
Классификация основных тканей в зависимости от выполняемых ими функций.
Значение основных тканей для растения и диагностики лекарственного растительного сырья.
4.
Особенности строения клеток паренхимы. Объясните эти особенности, учитывая функции ткани.
5.
Классификация всасывающих тканей. В каких случаях наличие всасывающей ткани можно использовать как диагностический признак для лекарственного растительного сырья. Приведите примеры.
6.
Ризодерма. Особенности строения, месторасположение, функции.
7.
Классификация покровных тканей в зависимости от происхождения. Значение наличия разных типов покровных тканей для растения и диагностики лекарственного растительного сырья.
8.
Эпидерма. Строение, значение. Отличие эпидермы однодольных и двудольных.
9.
Трихомы. Классификация, функции. Значение для диагностики лекарственного растительного сырья.
10.
Устьичный аппарат. Строение, функции и работа устичного аппарата. Типы устичных аппаратов, их значение для диагностики лекарственного растительного сырья.
11.
Перидерма. Строение, месторасположение, значение для растения и для диагностики лекарственного растительного сырья.
12.
Ритидом. Строение, месторасположение, значение для растения и для диагностики лекарственного растительного сырья.
13.
Выделительные ткани. Классификация, функции, значение для растения и для диагностики лекарственного растительного сырья.
14.
Классификация механических тканей, их местоположение в органах растений, значение для растения и для диагностики лекарственного растительного сырья.
15.
Классификация проводящих тканей, их местоположение в органах растений, и по отношению друг к другу. Значение проводящих тканей для растения и для диагностики лекарственного растительного сырья.
16.
Ксилема. Строение, функции ее составных элементов и ткани в целом. Отличие ксилемы голосеменных и покрытосеменных растений.
17.
Флоэма. Строение, функции ее составных элементов и ткани в целом. Отличие флоэмы голосеменных и покрытосеменных растений.

5
Растительные ткани
Клетки вегетативных тел большинства настоящих водорослей и багрянок сравнительно мало различаются между собой по строению и функциям. Это объясняется однородностью среды их обитания. Однако у большинства наземных, особенно высших растений, клетки тела неодинаковы по своим функциям, строению и отчасти происхождению. Эта разнородность возникла и закрепилась в процессе приспособления растений к различиям воздушной и почвенной сред.
Системы клеток, структурно и функционально сходные друг с другом и обычно имеющие общее происхождение, получили название тканей. Ткани имеются почти у всех высших растений.
Нет их только у части моховидных (большинство печеночников).
Индивидуальное развитие высших растений начинается со стадии зародыша. Большинство клеток зародыша обладает так называемой меристематической активностью, т.е. способностью к делению. Часть из них сохраняет эту способность в течение длительного времени. Они получили название инициальных клеток, или инициалей. Другая часть клеток, постоянно возникающих в процессе деления инициалей, получила название производных. Эти производные клетки обычно делятся один или два раза и начинают дифференцироваться в специализированные, лишенные способности к делению, типы клеток.
Сам процесс дифференцировки - это превращение инициалей в специализированные клетки, выполняющие строго определенные функции. Дифференцировка касается прежде всего качественных особенностей клеток, но происходит на фоне различных количественных процессов, в частности роста и растяжения. В результате меристемы дают начало так называемым постоянным тканям, клетки которых лишены способности к делению.
В процессе дифференциации возникают очень серьезные различия между первоначально сходными клетками. При этом изменяется не только строение, но и их фукциональные свойства.
Обычно дифференциация необратима. Лишь в некоторых случаях, когда специализация зашла не слишком далеко, клетки постоянных тканей могут вновь приобретать меристематическую активность. На ход дифференцировки оказывают влияние вещества, выполняющие роль гормонов.
Существуют различные классификации тканей. Все они достаточно условны и используются по преимуществу для удобства обзора и с целью облегчения обучения.
Чаще растительные ткани делят на несколько групп в зависимости от основной функции:

меристемы, или образовательные ткани;

покровные ткани;

основные ткани;

механические ткани;

проводящие ткани;

секреторные, или выделительные ткани.
Ткани, состоящие из одного типа клеток, получили название простых, а состоящие из разных типов – сложных, или комплексных.

6
Меристема (образовательная ткань) растений
Меристемы, или образовательные ткани, обладают способностью к активному росту за счет деления и образования новых клеток. Меристемы формируют все прочие ткани и определяют длительный (в течение всей жизни) рост растения. Архитектура размещения тканей всего растения устанавливается на ранних этапах меристематической деятельности. У животных меристемы отсутствуют, чем объясняется ограниченный период их роста. Инициальные клетки меристем задерживаются на эмбриональной стадии развития в течение всей жизни растения, а их производные постепенно дифференцируются и превращаются в клетки различных постоянных тканей. Тело наземных растений - производное относительно немногих инициальных клеток.
Существует четыре типа меристем - апикальные, или верхушечные, латеральные, или боковые, интеркалярные, или вставочные, и раневые.
Апикальные меристемы располагаются на верхушках побегов и корней (рис. 1), обеспечивая нарастание их в длину. Такой рост получил название первичного, а сами меристемы - первичных. При этом часть растения, образованная первичными тканями, возникшими из первичных меристем, - это его первичное тело.
Рис 1. Верхушечная меристема побега элодеи (А - продольный разрез, Б - внешний вид и продольный разрез конуса нарастания, В - клетки первичной меристемы, Г - паренхимная клетка листа, закончившая дифференцировку).
1 - конус нарастания, 2 - зачаток листа.
К первичным меристемам помимо апикальных относят и их непосредственные производные, несколько отстоящие от верхушек органов. У этих производных способность к делению в определенной степени сохранена. Речь идет прежде всего о протодерме, прокамбии и основной меристеме. В первичном теле растения они дают еще в ходе эмбриогенеза три первичные системы тканей покровную ткань (из протодермы), проводящую ткань (из прокамбия) и систему основных тканей (из основной меристемы).
Латеральные меристемы располагаются параллельно боковым поверхностям осевых органов, нередко образуя цилиндры, на поперечных срезах имеющие вид колец. Главнейшие латеральные меристемы - камбий и феллоген. Эти меристемы обеспечивают нарастание стволов в толщину, образуя вторичные ткани и формируя вторичное тело растения. Камбий дает начало

7 вторичным проводящим тканям - вторичным ксилеме и флоэме (рис. 2), а феллоген - главным образом пробке.
Рис. 2. Камбий и производные ткани. Схема вычлененной клетки камбия, дающей начало:
А - проводящим элементам флоэмы и ксилемы, Б - паренхимным элементам сердцевинных лучей,
В - поперечный срез участка побега с камбием и вторичными тканями, Г - продольно-радиальный срез через тот же участок побега, Д - продольно-радиальный срез через сердцевинный луч,
Е - расположение участков срезанной ткани, то есть срезов В, Г и Д, на побеге.
1 - плоскость деления клеток камбия, 2 - клетки камбия, дающие начало элементам ксилемы и флоэмы, 3 - клетки камбия, дающие начало элементам паренхимных лучей, 4 - флоэма , 5 - камбий, 6 - ксилема , 7 - крупный сосуд, 8 - группа волокон, 9 - ситовидные трубки, 10 - небольшие сосуды,
11 - сердцевинный луч, составленный паренхимными клетками.
Интеркалярные, или вставочные, меристемы чаще всего первичны и сохраняются в виде отдельных участков в зонах активного роста, например у оснований междоузолий и в основаниях черешков листьев злаков (рис. 3).
Рис. 3. Схема расположения различных меристем в растении.
1 - верхушечная (апикальная), 2 - интеркалярная (вставочная), 3 - боковая (латеральная).

8
Раневые меристемы образуются в местах повреждения тканей и органов и дают начало каллусу - особой ткани, состоящей из однородных паренхимных клеток, прикрывающих место поражения. Каллусообразовательная способность растений используется в практике садоводства при размножении их черенками и прививками. Чем интенсивнее каллусообразование, тем больше гарантия срастания подвоя с привоем и укоренения черенков.
Клетки апикальных меристем более или менее изодиаметричны по размерам и многогранны по форме. Межклетников между ними нет, оболочки тонкие, содержащие мало целлюлозы. Полость клетки заполнена густой цитоплазмой с относительно крупным ядром, занимающим центральное положение. Вакуоли многочисленные, мелкие, но под световым микроскопом обычно не заметны. Пластид и митохондрий мало, и они мелкие.
Клетки боковых меристем различны по величине и форме. Они примерно соответствуют клеткам тех постоянных тканей, которые из них в дальнейшем возникают. Так, в камбии встречаются как паренхимные инициали, так и прозенхимные инициали. Из паренхимных инициалей образуются паренхимы проводящих тканей, а из прозенхимных - проводящие элементы.

9
Покровные ткани растений
Покровные ткани располагаются на границе с внешней средой. Большинство из них состоит из плотно сомкнутых живых, реже мертвых клеток. Они выполняют барьерную роль, защищая внутренние ткани от высыхания и повреждения. Одна из функций покровных тканей - регуляция газообмена и транспирации. Некоторые из них способны к всасыванию и выделению, активно регулируя скорость и избирательность проникновения веществ. Покровные ткани - барьер для проникновения патогенных микроорганизмов. Это очень древнее образование, возникшее в момент выхода растений из водной среды на сушу. Подобно прочим постоянным тканям, покровные ткани возникают в процессе онтогенеза из меристем.
Принято различать первичные покровные ткани, образующиеся в результате дифференциации клеток первичных меристем, эпидерму и эпиблему. Вторичная покровная ткань - перидерма - образуется из вторичной меристемы - феллогена.
Эпидерма растений
Листья и молодые зеленые побеги, как чехлом, покрыты однослойной первичной покровной тканью - эпидермой. Изредка эпидерма многослойна. Такая многослойная эпидерма обнаружена в листьях известного комнатного растения фикуса (Ficus elastica). Эпидерма возникает из первичной меристемы - протодермы. Это сложная ткань, поскольку ее клетки различаются по форме и отчасти по функциям. В частности, резко отличаются клетки, образующие устьица, и клетки трихом.
Наружная поверхность клеток эпидермы часто покрыта слоем кутикулы или, реже, восковым налетом различной толщины. Кутикула может достигать значительной толщины, особенно у растений засушливых мест обитания. Нередко ее поверхность покрыта различного рода складками или бородавчатыми выростами. Исключая устьичные щели, клетки эпидермы плотно сомкнуты, т.е. отсутствуют межклетники. Главная функция эпидермы - регуляция газообмена и транспирации, т.е. испарения воды растением. Газообмен и транспирация осуществляются преимущественно через устьица, но частично и через кутикулу. Кроме того, через поры и тяжи пектиновых веществ в наружных стенках клеточных оболочек эпидермы проникают вода и неорганические питательные вещества, что особенно характерно для водных растений.
Иногда эпидерма выполняет необычные для этой ткани функции - такие, как фотосинтез (у части водных растений), запасание воды (у некоторых пустынных растений) или секрецию веществ вторичного метаболизма (ряд эфирномасличных).
Характер клеток эпидермы различен, большинство, получившее название основных клеток эпидермы, отличается разнообразием очертаний. Боковые стенки, как правило, извилисты, что повышает плотность их сцепления друг с другом, реже прямые. Эпидермальные клетки осевых органов и листьев многих однодольных сильно вытянуты вдоль оси органа (рис. 4).
Рис. 4. Эпидерма поверхности листа различных растений.
Представитель однодольных: А - хлорофитум. Представители двудольных: Б - плющ обыкновенный,
В - герань душистая, Г - шелковица белая.
1 - клетки эпидермы, 2 - замыкающие клетки устьиц, 3 - устьичная щель.