Занятие № 6 Пограничные ткани.

Растениям, как и животным необходимо решать жизненно важную проблему: Как сообщаться с окружающей средой и одновременно от неё защищаться. Благодаря своей удивительной способности приспосабливаться, растения в ходе длительной эволюции решили по-своему эту проблему. Они развили пограничные ткани. Именно пограничные, а не покровные.

Задачи у пограничных тканей почти такие же, как у границы государства или таможни.

Пограничные ткани – представляют собой физиологические барьеры, регулирующие скорость и избирательность проникновения веществ через них. Для этих тканей характерна многофункциональность: одна и та же ткань может осуществлять и защиту от излишней потери влаги, и всасывание, и выделение.

Пограничные ткани закономерно сменяют одна другую при возрастных изменениях органов или одна и та же ткань меняет с возрастом свою функцию. Ведь растения не могут перемещаться с места на место в поисках более благоприятных условий существования, вот и пришлось выработать такую тактику – менять свои ткани в зависимости от возраста.

Например, эпидерма (кожица), покрывающая молодые побеги, заменится на более старых побегах перидермой (пробкой), а затем коркой; ризодерма, покрывающая молодые окончания корней, заменяется экзодермой или перидермой и т.д.

Схема классификации пограничных тканей.

Пограничные ткани бывают наружными и внутренними.

Наружные покровные ткани, называемые покровными, покрывают тело растения и предохраняют внутренние ткани от различных воздействий внешней среды – перегрева, охлаждения, проникновения различных бактерий и грибов.

1) первичную покровную ткань – эпидерму;

2) вторичную покровную ткань – перидерму;

3) третичную покровную ткань – корку, или ритидом;

4) в корнях – ризодерму (эпиблему).

На сегодняшнем занятии мы поговорим об эпидерме.

Восковой налёт на плодах сливы

Эпидерма (эпидермис, кожица) составлена самым наружным слоем клеток, облекающим листья и молодые стебли. Снаружи клетки эпидермы покрыты слоем кутикулы или восковым налётом различной толщины.

Главная функция эпидермы – уменьшение транспирации (испарения воды) и регуляция газообмена. Кроме того, играет роль барьера от проникновения болезнетворных организмов, защищает от механических повреждений. Эпидерма принимает участие в синтезе различных веществ, в восприятии раздражений, в движении листьев. В состав эпидермы входит ряд морфологически различных клеток:

1. Основные клетки эпидермы,
2. Замыкающие и побочные клетки устьиц,
3. Трихомы, т.е. производные эпидермальных клеток в виде выростов.

Собственно эпидермальные клетки

Собственно эпидермальные клетки плоские, вытянутые в одном направлении на длинных органах (стебель, линейные листья), или широкие – на широких листьях, плотно сомкнуты между собой. Эти клетки у листа двудольных растений имеют извилистую форму, у однодольных – прямоугольную форму и располагаются параллельными рядами. Подобное сочленение клеток

Клетки кожицы лука

делает кожицу очень прочной и не препятствует растяжению или сжатию клеток. Эта особенность строения резко отличает эпидерму от ниже лежащих тканей, имеющих межклеточные щели и даже полости.

Снаружи эпидерма покрыта слоем кутикулы, состоящей из липоподобного вещества кутина и полисахарида пектина. Эта мантия растения представляет собой продукт жизнедеятельности цитоплазмы, которая выделяет через оболочку на её поверхность жидкий кутин, затвердевающий в плёнку.

У яблок, арбузов кутикула достигает значительной толщины и может служить сортовым признаком. Иногда эпидермальный слой покрывается восковым налётом различной толщины.

Всем известен голубовато-сизый налёт на стеблях и листьях ржи, многих сортов пшеницы, овса, на стеблях клещевины, листьях гвоздики, эвкалипта, на хвое серебристой ели. Очень резко он выделяется на зрелых плодах сливы, винограда. Его легко стереть с поверхности.

Хвоя серебристой ели

В других случаях образуется восковая плёнка, покрывающая кутикулу сплошным прозрачным слоем.

Коперниция бразильская Copernicia cerifera

Эти выделения воска могут достигать толщины в несколько миллиметров и использоваться в технических целях. Подобный технический воск добывают с листьев бразильской пальмы Copernicia cerifera, со стеблей пальмы Ceroxylon andicola. Восковой налёт – стойкий наследственный признак и может иметь селекционное значение.

Уменьшению испарения помогают также волоски эпидермы, образующиеся на её поверхности и отличающиеся чрезвычайным разнообразием, как формы, так и густоты.

Волоски на стебле чистотела

Волоски являются выростами внешней стенки некоторых клеток эпидермы, они бывают одноклеточные и многоклеточные, а кроме того, мёртвые или живые. Среди волосков выделяется группа исключительно ценных в практическом отношении придатков кожицы семян хлопчатника. Образуются они вследствие выпячивания клеток эпидермы на семяпочках и дальнейшего роста этого придатка в длину. Первоначальная длина волоска может увеличиться в 2000 раз, поперечник же его почти не изменяется. Волосок одноклеточный, трубчатый; стенки его постепенно утолщаются, но остаются целлюлозными, покрытыми кутикулой (чистой целлюлозы 90% и более). После созревания семян цитоплазма отмирает, трубка волоска сплющивается. Волосок имеет теперь под микроскопом вид длинной и узкой ленточки, закрученной по оси. Не все клетки эпидермы семени хлопчатника развивают длинные волоски. Значительная часть их образует короткие волоски (подпушек). Другими ценными для человека волосками на семенах являются волоски в плодах ваточника. Они очень хрупки; целлюлозы в них содержится только 35%. Они непригодны для выделки тканей, но могут применяться для набивки подушек и т.п.

Различные типы волосков и желёзок 1 — простые волоски многоклеточные; 2 — волоски с бородавчатой по¬верхностью; 3 — головчатые волоски; 4 — бичевидные волоски; 5 — звездчатые волоски; 6 — Т-образный волосок; 7 — ретортовидный воло-сок; 8 — жгучий волосок; 9 — конусовидный волосок; 10 — гусенице-образный волосок; 11 —ветвистый волосок; 12 — пучковый волосок; 13 — железка семейства астровых, вид с поверхности; 14 — то же, вид сбоку; 15 — железка семейства яснотковых, вид с поверхности; 16 — то же, вид сбоку.

У подмаренника цепкого на стеблях имеются загнутые волоски в виде крючочков (шипики), которые помогают стеблям цепляться за опору и не дают соскальзывать с неё.

Жгучие волоски крапивы двудомной имеют жёсткую клеточную стенку и заканчиваются луковицеобразной головкой. Стоит животному задеть такой волосок, как его хрупкий кончик (головка) отламывается, и зазубренный острый конец пронзает кожу. Через него в ранку изливается содержимое пузыревидного основания клетки, содержащее жгучие вещества.

В некоторых случаях, например у листьев лаванды, от железистых волосков зависит аромат растения.

В собственноэпидермальных клетках имеются лейкопласты, а хлоропласты обычно отсутствуют.

Замыкающие клетки устьиц имеют бобовидную форму, между которыми образуется устьичная щель – устьице. Устьице – это межклетник между двумя замыкающими клетками бобовидной формы. Устьица также можно назвать порами эпидермы. Они есть главным образом в листьях, но есть и на стебле.

Стенки замыкающих клеток утолщены неравномерно: та часть клеточной стенки, которая формирует устьичную щель, значительно утолщена («брюшная» стенка) по сравнению с остальной клеточной стенкой («спинная» стенка). Щель может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен. Под щель располагается крупная полость (межклетник), называемая дыхательной, которая окружена клетками мезофилла листа.

Замыкающие клетки окружены околоустьичными клетками, которые совместно с замыкающими клетками образуют устьичный комплекс. Устьица обычно располагаются на нижней стороне листа. Однако у водных растений, обладающих плавающими листьями, они находятся только на верхней стороне листа, а также у травянистых растений, обитающих на сильно нагреваемых каменистых горных склонах, устьица в большем количестве располагаются на верхней стороне листа. У растений степи и открытых мест обитания устьица могут располагаться на обеих сторонах листа.

Основные понятия: пограничные ткани, покровные ткани, эпидерма, кутикула, кутин, перидерма, ризодерма, корка (ритидом), экзодерма, эндодерма, чечевички, устьице, суберин.

Вопросы и задания для повторения:

1. Рассмотрите рисунок. Определите, участок какой ткани растения на нём изображён. Почему вы так решили, свой ответ обоснуйте.

2. Клетки эпидермиса листа растений обычно покрыт кутикулой – особой плёнкой из жироподобного вещества – и восковым налётом. Как вы думаете, какие функции должны выполнять кутикула и восковой налёт?

3. Вы, наверное, замечали, что у некоторых растений листья и стебли бархатистые на ощупь – благодаря опушению. Какова роль опушения различных органов для растения?

4. Из перечисленных растений устьица на обеих сторонах листа имеет:

а) пшеница в) слива б) ряска г) элодея

5. Устьица расположены только на верхней стороне листа у: