Какова роль ксилемы в растении

31 Ксилема — сложная проводящая ткань. Происхождение, строение и функции элементов ксилемы. Реакции обнаружения.

КСИЛЕМА, проводящая ТКАНЬ растений, которая переносит воду и растворы минеральных солей от корней ко всем органам растения и обеспечивает ему опору. Наиболее важные клетки, длинные и тонкие, называются сосудами ксилемы. Это отмершие клетки, между которыми нет перегородок. Они соединяются в длинные столбики-трубочки, образуя сосуды, по которым поднимается вода. По мере испарения воды с поверхности листьев (ТРАНСПИРАЦИИ) ОСМОТИЧЕСКИЕ СИЛЫ притягивают ее к листьям, извлекая из ксилемы, и восстанавливают нужный уровень влажности. Этот процесс создает в сосудах ксилемы ТУРГОР, который наряду с кольцами ЛИГНИНА (укрепляющего стенки сосудов и предотвращающего их сжатие) обеспечивает поддержку растения. Крошечные отверстия в стенках сосудов ксилемы (поры) позволяют воде переходить из одной трубки в другую. У папоротников и хвойных нет сосудов ксилемы. Вместо них имеются похожие клетки, которые называются трахеидами. Они не утратили перегородок, так что вода должна проходить сквозь поры, которые замедляют течение. Лигнин делает стенки сосудов и трахеид прочными и жесткими, что чрезвычайно важно, поскольку обеспечивает опору растущему растению. Ткань ксилемы содержит также непроводящие волокна — мертвые клетки, утолщенные лигнином для дополнительной опоры.У деревьев ксилема с возрастом становится непроводящей, и для ее замены формируется новая ксилема, образующая внешний слой ствола. Отмершая сердцевина — нефункционирующая ксилема — остается в качестве основной опоры.см. также ФЛОЭМА; СОСУДИСТЫЙ ПУЧОК.

силема. Древесина образуется из старой ксилемы, выросшей за прошлые годы, стенки сосудов которой перенасыщены лигнином. Отмершие клетки, пропитанные дубильными веществами и смолой,образуют прочную темную сердцевину. Она окружена лубом, который менее крепок. Из него состоит большая по толщине часть ствола молодых деревьев. Слои нового луба нарастают на внешний слой ствола каждый год, формируя кольцо, которое можно отчетливо видеть на срезе ствола. Эти кольца наиболее заметны в умеренных широтах, где характер роста дерева меняется от сезона к сезону.

10 Флоэма — сложная проводящая ткань. Происхождение, строение, функции элементов флоэмы.

Флоэма — сложная проводящая ткань, по которой осуществляется транспорт продуктов фотосинтеза от листьев к местам их использования или отложения (к конусам нарастания , подземным органам, зреющим семенам и плодам и т.д.).

Первичная флоэма дифференцируется из прокамбия , вторичная флоэма (луб) — производная камбия . В стеблях флоэма находится обычно снаружи от ксилемы , а в листьях она обращена к нижней стороне пластинки. Первичная и вторичная флоэмы, помимо различной мощности ситовидных элементов, отличаются тем, что у первой отсутствуют сердцевинные лучи.

В состав флоэмы входят ситовидные элементы, паренхимные клетки, элементы сердцевинных лучей и механические элементы Большинство клеток нормально функционирующей флоэмы живые. Отмирает лишь часть механических элементов. Собственно проводящую функцию осуществляют ситовидные элементы. Различают два их типа: ситовидные клетки и ситовидные трубки. Терминальные стенки ситовидных элементов содержат многочисленные мелкие сквозные канальцы, собранные группами в так называемые ситовидные поля. У ситовидных клеток, вытянутых в длину и имеющих заостренные концы, ситовидные поля располагаются главным образом на боковых стенках. Ситовидные клетки — основной проводящий элемент флоэмы у всех групп высших растений , исключая покрытосеменные . Клеток-спутниц у ситовидных клеток нет.

Ситовидные трубки покрытосеменных более совершенны. Они состоят из отдельных клеток — члеников, располагающихся один над другим. Длина отдельных члеников ситовидных трубок колеблется в пределах 150-300 мкм. Поперечник ситовидных трубок составляет 20-30 мкм. Эволюционно их членики возникли из ситовидных клеток.

Ситовидные поля этих члеников находятся главным образом на их концах. Ситовидные поля двух расположенных один над другим члеников образуют ситовидную пластинку. Членики ситовидных трубок формируются из вытянутых клеток прокамбия или камбия . При этом материнская клетка меристемы делится в продольном направлении и производит две клетки. Одна из них превращается в членик, другая — в клетку-спутницу. Наблюдается и поперечное деление клетки-спутницы с последующим образованием двух-трех подобных клеток, расположенных продольно одна над другой рядом с члеником ( рис. 47 ). Предполагается, что клетки-спутницы вместе с члениками ситовидных трубок составляют единую физиологическую систему и, возможно, способствуют продвижению тока ассимилянтов. При своем формировании членик имеет постенную цитоплазму , ядро и вакуоль . С началом функциональной деятельности он заметно вытягивается. На поперечных стенках появляется множество мелких отверстий-перфораций, образующих канальцы диаметром несколько микрометров, через которые из членика в членик проходят цитоплазматические тяжи. На стенках канальцев откладывается особый полисахарид — каллоза , сужающий их просвет, но не прерывающий цитоплазматические тяжи.

По мере развития членика ситовидной трубки в протопласте образуются слизевые тельца. Ядро и лейкопласты , как правило, растворяются, граница между цитоплазмой и вакуолью — тонопласт — исчезает и все живое содержимое сливается в единую массу. При этом цитоплазма теряет полупроницаемость и становится вполне проницаемой для растворов органических и неорганических веществ. Слизевые тельца также теряют очертания, сливаются, образуя слизевой тяж и скопления около ситовидных пластинок. На этом формирование членика ситовидной трубки завершается.

Длительность функционирования ситовидных трубок невелика. У кустарников и деревьев она продолжается не более 3-4 лет. По мере старения ситовидные трубки закупориваются каллозой (образующей так называемое мозолистое тело) и затем отмирают. Отмершие ситовидные трубки обычно сплющиваются давящими на них соседними живыми клетками.

Паренхимные элементы флоэмы (лубяная паренхима) состоят из тонкостенных клеток.

Источник

Общие свойства ксилемы и флоэмы:

Как сложная ткань ксилема состоит из нескольких элементов:

• основных проводящих элементов ксилемы – сосудов (трахей) или клеток (трахеид) (выполняют проводящую функцию);
• древесинных волокон (склеренхимных волокон или волокон либриформа) (обеспечивают опорную (механическую)) функцию;
• паренхимных клеток (запасаюткрахмал, капли масла и многие другие органические вещества и осуществляют передвижение пластических веществ).

Основные проводящие элементы ксилемы

Они вытянуты в длину и в зрелом состоянии мертвы. Клеточные стенки вторичные, содержат лигнин (одревесневшие). В клеточных стенках имеются многочисленные поры. Зрелые водопроводящие элементы называют точечно-поровыми.

Вторичная оболочка не одевает клетку сплошь, а расположена кольцами или спиралью (рис. 2).

Рис. 2. Кольчатые и спиральные отложения лигнина в клеточных стенках сосудов ксилемы (древесины)

то позволяет молодым элементам ксилемы вытягиваться в длину и, в то же время, препятствуют их сдавливанию.

По мере старения элементов ксилемы отложение лигнина становится сплошным, а протопласт отмирает.

Различают два типа проводящих элементов:

сосуды ксилемы (трахеи)

Прозенхимные мертвые клетки веретеновидной формы с различного типа утолщениями на внутренней стороне стенок, сообщающиеся с другими клетками посредством окаймленных пор. Средняя длина около 1 мм (у лотоса до 12 мм). Характерны для всех групп высших растений.

Капиллярные мертвые трубки, более совершенный проводящий элемент. В процессе эволюции произошли их трахеид в результате рассасывания поперечных стенок рядом стоящих клеток. Образуется одна сквозная крупная перфорация (отверстие).

Соединяясь между собой образовавшимися в результате рассасывания перфорациями, сотни и тысячи клеток образуют сосуды длиной от нескольких сантиметров до 9 м. Есть поры в боковых стенках. Поэтому ток воды идет в восходящем и поперечном направлениях. Клеточные стенки толстые, содержат лигнин, играют в теле растения также и механическую роль. По сосудам растворы продвигаются значительно легче, чем по трахеидам. Наибольшего развития достигли у покрытосеменных

Сочетание в одном клеточном элементе (трахеиде) и способности проводить воду и механической прочности было важным эволюционным приспособлением. Появление сосудов, с их все увеличивающейся полостью и относительно тонкими стенками, несколько ослабило бы механическую роль ксилемы, если сосуды остались бы единственным элементом этой ткани. В связи с этим наметился второй эволюционный ряд специализации в сторону повышения механической прочности, и трахеиды превратились в волокна склеренхимы.

При этом происходило утолщение оболочек клеток, сужение полостей, все большая редукция окаймления пор. Поры у волокон склеренхимы стали узкие, щелевидные, сократилось и их количество.

Источник

Вопрос №28 Проводящие ткани, классификация, строение, функции. Особенности передвижения веществ по ксилеме и флоэме.

Закладываются в листьях, молодых побегах и корнях. Дифференцируются из клеток прокамбия.

Более мощные, возникают из камбия. Вторичные проводящие ткани имеют более сложное строение, чем первичные.

По ксилеме (см. вопрос №29)

• От корня к листьям движется восходящий/транспирационный ток неорганических веществ.
• Проводящие элементы ксилемы – сосуды и трахеиды
• Клетки мертвые, с одревесневшими стенками
• Ксилема имеет кроме проводящих элементов, механические (либриформ), запасающие (древесинная паренхима)

По флоэме(см. вопрос №30)

• От листьев к корню движется ассимиляционный/нисходящий, ток органических веществ.
• Проводящие элементы флоэмы – ситовидные трубки с клетками-спутницами и ситовидные клетки
• Клетки живые, не одревесневают
• Кроме проводящих элементов, флоэма имеет механические (лубяные волокна), запасающие (лубяная паренхима)

Ассимилянты, или пластические вещества – продукты ассимиляции CO2, которые служат для построения новых клеток и тканей (главным образом это сахароза).

Общие черты ксилемы и флоэмы:

• Образуют в растении непрерывную разветвленную систему
• Связывают воедино все органы растения
• Обе ткани – комплексные, т.е. содержат различные функциональные элементы
• Проводящие элементы вытянуты по направлению тока веществ.
• Стенки проводящих элементов содержат поры и перфорации

Вопрос №29 Ксилема. Происхождение, функции. Элементы ксилемы, их типы и строение.

• Сложная проводящая ткань
• Ксилема имеет кроме проводящих элементов, механические (либриформ), запасающие (древесинная паренхима)
• Дальний транспорт веществ осуществляется по трахеальным элементам ксилемы – трахеидам и сосудам
• Ближний транспорт осуществляется по древесинной паренхиме и по сердцевинным лучам ксилемы (имеются только у вторичной ксилемы)

• От корня к листьям по ксилеме движется восходящий/транспирационный ток минеральных веществ.
• Опорная функция

• Мертвые прозенхимные одноклеточные образования с одревесневшими стенками, веретеновидной формы с заостренными концами
• Стенки трахеид несут простые и окаймленные поры, нужны для фильтрации растворов

• Проведение неорганических веществ у растений
• Трахеиды встречаются у сапрофитов всех высших растений, также у плауновидных, папоротниковидных и хвощевидных
• У голосеменных растений трахеиды являются единственными проводящими элементами ксилемы.

• Полая трубка, состоит из цепочки сомкнутых клеток (члеников), располагающихся друг над другом
• Членики имеют перфорации – сквозные отверстия, нужны для проведения тока растворов и их фильтрации
• Вторичные оболочки сосудов пропитываются лигнином( реакция на одревеснение – флороглюцин с соляной кислотой) – создается дополнительная прочность.

• Проведение неорганических веществ у растений
• У покрытосеменных сосуды являются главными водопроводящими элементами ксилемы.

• Сосуды произошли из трахеид;
• Трахеиды заняли горизонтальное положение, причем множественные перфорации превратились в единое отверстие;
• Трахеиды стали короче и превратились в членики сосуда.

Боковые стенки трахеид и сосудов имеют различные утолщения, придающие стенкам прочность – кольчатые, спиральные, лестничные, сетчатые, пористые (точечные).

Древесинная паренхима

• Механические элементы ксилемы;
• Клетки имеют толстые оболочки, узкие простые неокаймленные поры;
• Эволюционно образовались из трахеид;

• Защита сосуда от давления других тканей,
• Механическая обкладка проводящих пучков у однодольных растений

Источник