- •Ботаника – комплексная наука о растениях. Растения – живой организм. Дисциплины ботаники. Значение ботаники для фармакогнозии и медицины.
- •Клетка – основная структурная, функциональная и генетическая единица. Компоненты эукариотической растительной клетки, поверхностный аппарат, цитоплазма, ядерный аппарат
- •3.Характерные особенности растительной клетки. Их форма, размеры, структура и функции
- •Цитоплазма. Гиалоплазма. Плазмолемма. Тонопласт. Органеллы растительной клетки
- •Типы пластид, их субмикроскопическая структура, место нахождения в клетках и органах. Функции пластид
- •Ядро, его структурные компоненты, локализация днк и рнк в ядре. Роль ядра в жизни клетки
- •Способы деления клеток. Жизненный цикл клетки
- •Митоз (кариокинез), фазы митоза, характерные особенности митоза растительных клеток. Биологический смысл митоза
- •Особенности митоза у растений и у животных:
- •Клеточная стенка, структура и химический состав первичной и вторичной клеточной оболочки. Примеры тканей с первичной и вторичной клеточными оболочками.
- •Поры, простые и окаймленные поровые каналы, плазмодесмы и перфорации, их формирование и функции
- •Вторичные химические изменения клеточной стенки. Реактивы для обнаружения видоизмененных клеточных оболочек
- •Вакуоли и клеточный сок, состав клеточного сока, его свойства. Главные функции вакуолей
- •Явление тургора и плазмолиза в растительной клетке, осмотическое давление и сосущая сила клеток, их взаимосвязь
- •Клеточные включения (эргастические вещества). Запасные вещества (белки, жиры, масла), их форма, функции и значение для растительных клеток
- •Клеточные включения, экскреторные вещества, их форма, структура и значение для растений
- •Растительные ткани. Принципы их классификаций, функции различных тканей
- •Образовательные ткани, их классификация, происхождение, строение и функции
- •Наружные и пограничные ткани стебля. Эпидерма, ее происхождение, строение и функции
- •Отличительные особенности эпидермы листьев и стеблей однодольных и двудольных растений, строение устьичного комплекса, механизм его работы
- •Ризодерма, веламен, происхождение, особенности строения, функции
- •Перидерма стебля и корня. Происхождение, характерные особенности. Значение
- •Корка (ритидом), ее формирование и значение
- •Трихомы и секреторные структуры. Классификация по группам. Их особенности и значения для растений
- •Вторичные меристемы. Их образование, строение , и функции.
- •Основные ткани
- •Механические ткани, их типы, характерные особенности строения, функции
- •Проводящие ткани, флоэма и ксилема – комплексные ткани. Состав флоэмы, формирование ситовидных трубок, их функции
- •Состав ксилемы (древесины). Образование, их типы. Типы перфорации сосудов. Значение сосудов
- •Трахеиды и сосуды. Их сходства и различия
- •Свп, их месторасположение, формирование элементов вторичной флоэмы и вторичной ксилемы
- •32. Стебель
- •42. Корень, его функции. Зоны корня, их характерные признаки. Гистогены корня
- •43. Первичная анатомическая структура корня. Отличительные особенности корней однодольных и двудольных растений в зоне всасывания
- •44. Образование камбия и феллогена в корне. Переход ко вторичному строению
- •Анатомическое строение корнеплода
- •46. Лист, его функции. Типы листьев с учетом анатомической структуры. Строение дорзовентрального листа
43. Первичная анатомическая структура корня. Отличительные особенности корней однодольных и двудольных растений в зоне всасывания
Первичное строение корня. Первичная структура корня образуется в результате деятельности апикальной меристемы. Корень отличается от побега тем, что его апикальная меристема откладывает клетки не только внутрь, но и наружу, пополняя чехлик. Число и расположение инициальных клеток в апексах корней значительно варьируют у растений, принадлежащих к разным систематическим группам. Производные инициалей уже вблизи апикальной меристемы дифференцируются в первичные меристемы –
1) протодерму,
2) основную меристему
3) прокамбий (рис. 4.3 ).
Из этих первичных меристем в зоне всасывания формируются три системы тканей:
1) ризодерма,
2) первичная кора
3) осевой (центральный) цилиндр, или стела.
Рис. 4.3. Продольный срез кончика корня лука.
Ризодерма (эпиблема, эпидерма корня) – всасывающая ткань, образующаяся из протодермы, наружного слоя первичной меристемы корня. В функциональном отношении ризодерма представляет собой одну из важнейших тканей растения. Через нее идет поглощение воды и минеральных солей, она взаимодействует с живым населением почвы, через ризодерму из корня в почву выделяются вещества, помогающие почвенному питанию. Поглощающая поверхность ризодермы сильно увеличена благодаря наличию у части клеток трубчатых выростов – корневых волосков (рис. 4.4 ). Волоски имеют длину 1-2 мм (до 3 мм). У одного четырехмесячного растения ржи было установлено примерно 14 млрд. корневых волосков с площадью поглощения 401 м2 и суммарной длиной более 10 000 км. У водных растений корневые волоски могут отсутствовать.
Стенка волоска очень тонкая и состоит из целлюлозы и пектиновых веществ. Ее наружные слои содержат слизь, что способствует установлению более тесного контакта с частицами почвы. Слизь создает благоприятные условия для поселения полезных бактерий, влияет на доступность почвенных ионов и защищает корень от иссушения. В физиологическом отношении ризодерма отличается большой активностью. Она поглощает минеральные ионы с затратой энергии. В гиалоплазме имеется большое количество рибосом и митохондрий, что характерно для клеток с высоким уровнем обмена веществ.
Рис. 4.4. Поперечный срез корня в зоне всасывания: 1 – ризодерма; 2 – экзодерма; 3 – мезодерма; 4 - эндодерма; 5 – ксилема; 6 – флоэма; 7 - перицикл.
Из основной меристемы формируется первичная кора. Первичная кора корня дифференцирована на:
1) экзодерму – наружную часть, лежащую непосредственно за ризодермой,
2) среднюю часть – мезодерму
3) самый внутренний слой – эндодерму (рис. 4.4).
Основную массу первичной коры составляет мезодерма, образованная живыми паренхимными клетками с тонкими стенками. Клетки мезодермы расположены рыхло, по системе межклетников вдоль оси корня циркулируют газы, необходимые для дыхания клеток. У болотных и водных растений, корни которых испытывают недостаток кислорода, мезодерма часто представлена аэренхимой. Также в мезодерме могут присутствовать механические и выделительные ткани. Паренхима первичной коры выполняет ряд важных функций: участвует в поглощении и проведении веществ, синтезирует различные соединения, в клетках коры часто откладываются запасные питательные вещества, например крахмал.
Наружные слои первичной коры, подстилающие ризодерму, образуют экзодерму. Экзодерма возникает как ткань, регулирующая прохождение веществ из ризодермы в кору, но после отмирания ризодермы выше зоны всасывания она оказывается на поверхности корня и превращается в защитную покровную ткань. Экзодерма формируется как один слой (реже несколько слоев) и состоит из живых паренхимных клеток, плотно сомкнутых между собой. По мере отмирания корневых волосков, стенки клеток экзодермы покрываются с внутренней стороны слоем суберина. В этом отношении экзодерма сходна с пробкой, но в отличие от нее первична по происхождению, и клетки экзодермы остаются живыми. Иногда в экзодерме сохраняются пропускные клетки с тонкими неопробковевшими стенками, через которые происходит избирательное поглощение веществ.
Самый внутренний слой первичной коры – эндодерма. Она в виде непрерывного цилиндра окружает стелу. Эндодерма в своем развитии может пройти три ступени. На первой ступени ее клетки плотно прилегают друг к другу и имеют тонкие первичные стенки. На их радиальных и поперечных стенках образуются утолщения в виде рамочек – пояски Каспари (рис. 4.5 ). Пояски соседних клеток тесно смыкаются между собой, так что вокруг стелы создается их непрерывная система. В поясках Каспари откладываются суберин и лигнин, что делает их непроницаемыми для растворов. Поэтому вещества из коры в стелу и из стелы в кору могут пройти только по симпласту, т. е. через живые протопласты клеток эндодермы и под их контролем.
Рис. 4.5. Эндодерма на первой ступени развития (схема).
На второй ступени развития суберин откладывается по всей внутренней поверхности клеток эндодермы. При этом некоторые клетки сохраняют первичное строение. Это пропускные клетки, они остаются живыми, и через них осуществляется связь между первичной корой и центральным цилиндром. Как правило, они расположены напротив лучей первичной ксилемы. У корней, не обладающих вторичным утолщением, эндодерма может получить третичное строение. Оно характеризуется сильным утолщением и одревеснением всех стенок, или чаще сравнительно тонкими остаются стенки, обращенные наружу (рис. 4.7 ). Пропускные клетки сохраняются и в третичной эндодерме.
Центральный (осевой) цилиндр, или стела формируется в центре корня. Уже вплотную к зоне деления самый наружный слой стелы образует перицикл, клетки которого долго сохраняют характер меристемы и способность к новообразованиям. В молодом корне перицикл состоит из одного ряда живых паренхимных клеток с тонкими стенками (рис. 4.4). Перицикл выполняет несколько важных функций. У большинства семенных растений в нем закладываются боковые корни. У видов с вторичным ростом он участвует в формировании камбия и дает начало первому слою феллогена. В перицикле часто происходит образование новых клеток, входящих затем в его состав. У некоторых растений в перицикле возникают также зачатки придаточных почек. В старых корнях однодольных растений клетки перицикла часто склерифицируются.
За перициклом находятся клетки прокамбия, которые дифференцируются в первичные проводящие ткани. Элементы флоэмы и ксилемы закладываются по кругу, чередуясь друг с другом, и развиваются центростремительно. Однако ксилема в своем развитии обычно обгоняет флоэму и занимает центр корня. На поперечном разрезе первичная ксилема образует звезду, между лучами которой располагаются участки флоэмы (рис. 4.4). Такая структура получила название радиального проводящего пучка.
Звезда ксилемы может иметь различное число лучей – от двух до многих. Если их два, корень называют диархным, если три – триархным, четыре – тетрархным, а если много – полиархным (рис. 4.6). Число лучей ксилемы обычно зависит от толщины корня. В толстых корнях однодольных растений оно может достигать 20-30 (рис. 4.7). В корнях одного и того же растения число лучей ксилемы может быть различно, в более тонких ответвлениях оно сокращается до двух.
Рис. 4.6. Типы строения осевого цилиндра корня (схема): А – диархный; Б – триархный; В – тетрархный; Г – полиархный: 1 – ксилема; 2 – флоэма.
Пространственное разделение тяжей первичной флоэмы и ксилемы, расположенных на разных радиусах, и их центростремительное заложение представляют собой характерные особенности строения центрального цилиндра корня и имеют большое биологическое значение. Элементы ксилемы максимально приближены к поверхности стелы, и в них легче, минуя флоэму, проникают растворы, поступающие из коры.
Рис. 4.7. Поперечный срез корня однодольного растения : 1 – остатки ризодермы; 2 – экзодерма; 3 – мезодерма; 4 – эндодерма; 5 – пропускные клетки; 6 – перицикл; 7 – ксилема; 8 – флоэма.
Центральная часть корня обычно занята одним или несколькими крупными сосудами ксилемы. Присутствие сердцевины вообще нетипично для корня, однако в корнях некоторых однодольных в середине находится небольшой участок механической ткани (рис. 4.7) или тонкостенные клетки, возникающие из прокамбия (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Поперечный срез корня кукурузы.
Первичная структура корня характерна для молодых корней всех групп растений. У споровых и однодольных растений первичное строение корня сохраняется в течение всей жизни.
Отличия корней 1дольных и 2дольных растений в зоне всасывания:
-
у 2дольных эндодерма с пятнами Каспари, у 1дольных – с подковообразными утолщениями
-
у 2дольных в радиальном пучке количество лучей ксилемы меньше 6, у 1дольных – 6 и более
-
у 1дольных строение корня остается без значительных изменений в течение всей жизни, у 2дольных – на границе зоны всасывания и зоны проведения происходит переход от первичного строения корня к вторичному
Диагностические признаки корня первичного строения:
-
Покровная ткань – ризодерма, в зоне укрепления – экзодерма
-
ПК больше ЦОЦ: экзодерма, мезодерма, эндодерма
-
Перицикл однослойный, живой, у 1дольных может одревесневать
-
В центре – радиальный СВП: у 1дольных лучей ксилемы меньше 6 (пучок полиархный), у 2дольных – меньше 6
-
Все ткани первичного происхождения