Ткани и органы растения: где образуются клетки и как идут потоки
Слова «корень», «лист» и «стебель» обозначают органы, а не одну ткань. В каждом сочетаются образовательные, покровные, основные, механические и проводящие ткани; их расположение объясняет рост, защиту, опору и транспорт воды и органических веществ.
Федеральная программа · углублённый уровень · 10 класс
Строение и функции организмов
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Образовательная ткань и меристемы
- Покровные ткани и устьица
- Основная ткань листа и запасающая паренхима
- Механические ткани
- Ксилема и транспорт воды
- Флоэма и транспорт ассимилятов
- Вегетативные и генеративные органы
- Органы корня, стебля, листа и цветка
- Связь ткани, функции и положения
- Изучение готовых срезов и органов цветкового растения
Как это устроено
Меристемы создают новые клетки, которые затем растут и специализируются. Покровная ткань защищает наружную поверхность, а устьица позволяют регулировать газообмен; кутикула уменьшает неконтролируемое испарение, но не делает лист герметичным. Основная ткань может фотосинтезировать или запасать вещества. Механическая ткань обеспечивает опору. Тип ткани определяется сочетанием строения, происхождения и функций, а не только одним цветом на срезе.
Ксилема и флоэма — разные проводящие ткани. Вода и минеральные вещества в типичном случае поднимаются от корня по ксилеме, а продукты фотосинтеза идут по флоэме от органов-источников к органам-потребителям, иногда в разных направлениях в разных пучках. «Вся пища идёт только вниз» — неверная формула: молодой побег может быть потребителем веществ, а запасающий орган позднее — источником. Ситовидные элементы и клетки-спутницы — живые части системы флоэмы у покрытосеменных, тогда как многие проводящие элементы зрелой ксилемы утрачивают живое содержимое.
Корень, стебель и лист — органы, а не синонимы отдельных тканей: каждый содержит сочетание покровных, основных и проводящих частей. Цветок — генеративный орган; плод и семя возникают в результате процессов размножения, но их место в учебной классификации нужно уточнять по принятой схеме. На поперечном срезе расположение ксилемы и флоэмы зависит от органа, вида и возраста растения. Поэтому нельзя перенести рисунок одного стебля на любой корень или хвойное растение без проверки.
На лабораторной работе с готовыми срезами сначала указывают масштаб и ориентируют образец. Затем находят наружный покров, участки основных тканей, проводящие элементы и, где доступно, механические ткани. Вывод об их функции опирается на строение и другие данные; один окрашенный кружок не доказывает направление реального потока. Для исследования органов цветкового растения можно сравнить целый лист, черешок и срез стебля, сохраняя связь между крупным органом и микроструктурой, а не подписывать случайные пятна как все ткани сразу.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Меристема
Образовательная ткань растения с клетками, способными делиться и давать начало другим клеточным типам при развитии.
Пример: Верхушка побега содержит меристематическую область, из которой возникают новые части побега.
- Апикальная меристема
Образовательная область на верхушке растущего побега или корня, участвующая в первичном росте и формировании новых тканей.
Пример: При росте корня новые клетки образуются недалеко от его вершины, а затем растягиваются и специализируются.
- Покровная ткань
Слой клеток на границе органа растения, участвующий в защите и регулируемом взаимодействии с внешней средой.
Пример: Кожица листа ограничивает потерю воды и содержит устьица для газообмена.
- Кутикула
Наружный слой гидрофобных веществ на поверхности многих наземных органов растения, уменьшающий неконтролируемую потерю воды.
Пример: Восковая кутикула листа снижает испарение через поверхность, но устьица остаются отдельным регулируемым путём.
- Устьице
Пора в покровной ткани, открытие которой регулируется замыкающими клетками и влияет на обмен газов и воды.
Пример: При закрытии устьиц уменьшается поступление CO₂ в лист и обычно снижается транспирация.
- Основная ткань
Группа растительных тканей, клетки которых могут выполнять фотосинтез, запасание и другие функции в зависимости от органа.
Пример: Клетки мякоти зелёного листа содержат много хлоропластов, а часть клеток клубня запасает крахмал.
- Механическая ткань
Ткань с клеточными стенками и организацией, обеспечивающими поддержку и сопротивление нагрузке органа растения.
Пример: Волокна стебля помогают сохранять его форму при ветровой нагрузке.
- Ксилема
Проводящая ткань растения, по которой вода и растворённые минеральные вещества в основном перемещаются от корней к надземным частям.
Пример: Сосуды ксилемы в стебле связывают корень и листья для водного транспорта.
- Флоэма
Проводящая ткань, по которой продукты фотосинтеза и другие растворённые вещества перемещаются между источниками и потребителями.
Пример: Сахара из зрелого листа могут поступать по флоэме к растущему корню или плоду.
- Ситовидный элемент
Специализированная клетка проводящей системы флоэмы с участками связи для потока раствора между соседними элементами.
Пример: Ситовидные трубки покрытосеменных работают в тесной связи с клетками-спутницами.
- Вегетативный орган
Часть растения, преимущественно связанная с питанием, опорой, транспортом и ростом, хотя способная участвовать и в размножении.
Пример: Корень, стебель и лист цветкового растения обычно относят к вегетативным органам.
- Генеративный орган
Орган, непосредственно связанный с процессами полового размножения и образованием соответствующих структур у растения.
Пример: Цветок покрытосеменного участвует в образовании гамет и последующем развитии семени и плода.
- Транспирация
Потеря воды растением в виде пара, главным образом через регулируемые пути листа, связанная с водным балансом и транспортом.
Пример: При открытых устьицах лист может терять воду, одновременно обеспечивая поступление CO₂.
Пример по шагам
У зрелого листа перекрыли путь флоэмы, сохранив ксилему. Почему поступление воды и экспорт сахаров пострадают неодинаково?
- Ксилема обеспечивает основной путь воды и минеральных веществ от корня к листу.
- Флоэма переносит продукты фотосинтеза от листа-источника к другим частям растения.
- Перекрытие флоэмы нарушит экспорт сахаров, но сразу не равнозначно перекрытию ксилемного водного пути; затем возможны вторичные последствия.
Вывод: Разделение проводящих тканей объясняет разные первичные последствия нарушения каждого пути.
Практическая работа
Срезы и целые органы цветкового растения
- Сравните готовые срезы корня, стебля и листа с известным масштабом и вид целого органа.
- На каждом отметьте покров, основную и проводящую ткани; там, где видно, различите ксилему и флоэму.
- Для каждой подписи запишите наблюдаемый признак и предполагаемую функцию отдельно.
Что можно заключить: Сочетание тканей в органах объясняет разные потоки и функции, но направление транспорта не читается прямо из неподвижного среза.
Безопасность: Работайте с готовыми препаратами либо безопасным растительным материалом под руководством учителя; не используйте самостоятельно токсичные красители и острые инструменты.
Практическая работа
Изучение тканей растений
- На готовых подписанных микропрепаратах одного растения найдите покровную, основную, проводящую и образовательную ткани с учётом окраски и масштаба.
- Для каждого препарата запишите наблюдаемый признак клеток, расположение ткани и предполагаемую функцию; не определяйте ткань только по одному цвету окраски.
- Сравните минимум два органа и объясните, почему одинаковое название ткани не означает одинаковую толщину и расположение её клеток в корне и листе.
Что можно заключить: Растительные ткани узнают по сочетанию строения, положения и функции; один срез не описывает всё разнообразие тканей вида.
Безопасность: Используйте готовые стекла и безопасные цифровые изображения; острые срезы, фиксаторы и красители подготавливает учитель.
Практическая работа
Изучение органов цветкового растения
- На живом безопасном или гербарном образце цветкового растения найдите корень, стебель, листья и при наличии цветок либо плод; подпишите, что в образце действительно представлено.
- Для каждого органа укажите два наблюдаемых признака и связь с одной функцией; запасающий подземный орган определяйте по почкам и узлам, а не только по положению в почве.
- Составьте схему связей воды и органических веществ между найденными органами и отметьте, какие проводящие ткани не видны без среза.
Что можно заключить: Органы образуют связанную систему, но внешнее наблюдение не заменяет анатомического доказательства пути переноса веществ.
Безопасность: Не собирайте охраняемые или неизвестные растения; не пробуйте образцы, а разрезы выполняет учитель безопасным инструментом.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.