Сосуды растений — Справочник химика 21
Биохимические исследования последних лет показали, что роль элементов минерального питания растений, и особенно микро- и ультрамикроэлемеитов, определяется тем, что они входят в состав органических соединений, играюи. их важную роль в обмене веществ — хелатов. Это — органические внутрикомп-лексиые соединения циклического строения, содержащие в своей молекуле ион какого-либо металла, который непосредственно участвует в образовании кольца. Развитие учения о хелатах значительно расширяет наши представления о физиологической (ЮЛИ элементов минерального питания, и в частности металлов. Образование хелатов обеспечивает передвижение металлов по сосудам растений, перенос электронов между каталитически активными белками и т. д. [c.297]В несколько стеклянных банок налейте воды и подкрасьте ее несколькими каплями чернил. Стебли или ветки разных растений срежьте острым ножом (предпочтительнее под водой) и поставьте в банки. Мало-помалу подкрашенная вода заполнит все сосуды растения, поднимется по капиллярам. Обнаружить ее движение легко — изменится цвет прожилок на листьях. Если сделать на каждой ветке несколько поперечных срезов, то вы увидите, как расположены капилляры (советуем взять для этой цели лупу посильнее).
Из этого опыта не следует делать вывод, что обратные эмульсии плохо перемещаются по сосудам растения. Проблема, повидимому, заключается в том, чтобы нанести на растение подходящее количество химиката, не уничтожая клетки сосудистой ткани, участвующие в его перемещении. [c.163]
Ход работы. Выращенные в теплицах в небольших сосудах растения огурца в фазе двух семядольных листьев опрыскивают рабочим составом (500 мг действующего вещества в 1 мл) из расчета 5 мл на 1 сосуд. После высыхания растения заражают колониями гриба, стряхивая конидий с сильно зараженных листьев- После этого растения инкубируют в тепличной камере в течение 7 дней.
Для растения осмотическое давление играет огромную роль. Оно поддерживает устойчивость тканей, создавая в клетках тургор, т. е. набухание. При отмирании протоплазмы клеток последние теряют свои полупроницаемые свойства и свободно пропускают в обе стороны не только воду, но и раствор тургор прекращается и растение теряет свою эластичность (вянет). Гистологам хорошо известно, что только после того как клетка убита (фиксирована), удается окрасить ее содержимое погружением ее в раствор красок. Живая клетка, поглощая воду, задерживает большинство растворенных в ней красок. То же осмотическое давление обусловливает движение жидкостей по сосудам растения от корней и т, д.
Обычно в вагнеровских сосудах растения выращивают непосредственно в вегетационном домике и только на световой день (при хорошей погоде) их на вагонетках вывозят под сетку. [c.291]
Крахмал синтезируется при помощи хлорофилла в зеленых листьях растений из углекислоты воздуха и воды, поступающей в листья из земли через корни растений. Этот синтез требует затраты тепла и происходит за счет световой солнечной энергии, улавливаемой листьями растений. Крахмал не остается в местах первоначального образования. Под действием энзим он постепенно распадается на низкомолекулярные сахаристые соединения, вплоть до мальтозы, которые частью потребляются на постройку новых клеток, а частью переносятся по сосудам растений в семена, корни, клубни и стволы растений, где из мальтозы снова синтезируется крахмал и отлагается в виде зерен в качестве запасного материала, необходимого для прорастания семян и клубней и вообще для развития растений в начале вегетационного периода в следующем году.
Растения в этом опыте развивались совершенно нормально, хорошо раскустились и имели интенсивную зеленую окраску. Через 30 дней после появления всходов сосуды с подопытными растениями были разбиты на две группы в первой группе растениям была дана азотная подкормка в виде сульфата аммония с пятикратным обогащением тяжелым изотопом азота Доза азота при подкормке была установлена 0,25 г на сосуд.
Растения во второй группе сосудов были оставлены без азотной подкормки (контрольные варианты). Через 24 часа после [c.159]
Как количественный метод измерения активности радиография не можег соперничать со счетчиками частиц или ионизационными камерами, но она имеет перед ними не заменимые для многих задач преимущества. При помощи радиографии можно получить на одном снимке всю картину распределения меченых веществ в препарате и находить их локализацию в мельчайших структурных единицах, в клетках и сосудах растений, в гистологических срезах, металлографических шлифах и др. Возможность длительной
X е л а т ы — это органические внутрикомплексные соединения циклического строения, в молекуле которых содержится ион какого-либо металла, принимающий участие в создании кольца. Они образуются из аминокислот, нуклеиновых и органических кислот, витаминов, антибиотиков. Свойствами хе.»а-тов обладают также ферменты, хлорофиллы и другие комплексные соединения. Хелаты обеспечивают движение металлов по сосудам растений, участвуют в переносе электронов между каталитически активными белками
Отдельные участки листа желтеют. В проходящем свете хорошо видна сетка потемневших жилок, сосуды черешков и стебля на разрезе черные. Рано заболевшие растения имеют угнетенный вид, листья развиваются неравномерно, односторонне, кочан не образуется. Бактерии проникают в сосуды растения через водяные поры по края лпстьев, а также через раны на корнях и стебле. Болезнь передается с семенами. Бактерии могут сохраняться также в зараженных растительных остатках в почве до их разложения. Сильно развивается бактериоз вэ влажную теплую погоду. Устойчивые сорта капусты Савин-ская 42, Белорусская 455, Ликуришка, Завадовская 257.
Бактерии — возбудители болезни — передаются с семенами. Проникая через поранения в сосуды растения, они разрушают их, в результате сначала увядают отдельные листья, затем побеги и, наконец, все растение.
Для бактериального рака характерно увядание долек листа сначала по одной стороне. При надрезе такого листа у основания черешка обнаруживается поражение сосудов стебля и черешка. В результате разрушения внутренних тканей появляются разрывы в виде продольных трещин. Этими признаками бактериальный рак отличается от фузариозного и вертициллезного увядания, вызываемого грибами. Из стебля бактерии проникают в плоды, вызывая внутреннее поражение, которое можно обнаружить при разрезе плода тяжи сосудов, идущие к семенным камерам, окрашены в желтый цвет. Как результат наружного внешнего заражения, на плодах развивается пятнистость птичий глаз — белые пятна (у красных плодов — желтые) с темными трещинами в центре, окруженные светлым ореолом, обычно группами, ближе к плодоножке. Бактерии могут перезимовывать в растительных остатках, но в почве сохраняются короткое время.
Мильбекс — акарицид контактного действия, эффек-гивен против всех стадий растительноядных клещей, особенно устойчивых к фосфорорганическим препаратам. Отличается высокой продолжительностью действия, что объясняется стабильностью его компонентов и способностью второго компонента убивать яйца и стерилизовать клещей. Малотоксичен для полезных насекомых и пчел. Как и другие специфические акарициды этой группы, мильбекс не обладает способностью распространяться по сосудам растений, в связи с чем необходимо, чтобы частицы препарата попадали на нижнюю сторону листьев, где обитают клещи. Это обстоятельство предъявляет особые требования к аппаратуре по опрыскиванию.
Сосуды, ботаника. Сосуды — проводящие элементы ксилемы, представляющие собой длинные полые трубки, образованные одним рядом клеток со сквозными отверстиями на п
2. Развитие сосуда
Членики сосуда образуются из продольного ряда клеток и вначале представлены расположенными друг над другом живыми паренхимными тонкостенными клетками, полость которых заполнена цитоплазмой с крупным ядром.
Первичная оболочка члеников сосудов состоит из микрофибриллярной фазы и матрикса, заполняющего промежутки между пространственно организованными микрофибриллами целлюлозы. В оболочке молодых члеников сосуда преобладают компоненты матрикса и вода. В связи с этим они могут удлиняться и разрастаться в ширину, протопласт вакуолизируется и занимает постенное положение.
Ещё до завершения роста начинается отложение слоёв вторичной оболочки. Каждый из слоёв отличается направлением ориентации микрофибрилл, характерным для данного типа элементов ксилемы. В тех участках первичной оболочки, где позднее образуются перфорации, вторичная оболочка не откладывается, но за счёт разбухания пектинового вещества межклеточной пластинки эти участки несколько утолщаются.
В самых ранних по времени образования трахеальных элементах вторичная оболочка может иметь форму колец, не связанных друг с другом кольчатые сосуды. Позднее появляются трахеальные элементы со спиральными утолщениями, затем с лестничными утолщениями.
Сосуды с относительно небольшими округлыми участками первичной оболочки, не прикрытыми изнутри вторичной оболочкой, называют пористыми.
Вторичная оболочка, а иногда и первичная, как правило, лигнифицируются, то есть пропитываются лигнином. Это придает им дополнительную прочность, но ограничивает возможности дальнейшего роста органа в длину. Одновременно с одревеснением боковых клеток сосуда идет процесс разрушения поперечных стенок между члениками: они ослизняются и постепенно исчезают. Так формируется перфорация. Вокруг перфорации всегда сохраняется остаток продырявленной стенки в виде ободка перфорационный поясок.
После образования перфорации протопласт отмирает, его остатки в виде бородавчатого слоя выстилают стенки трахеальных элементов трахеид и члеников сосудов. В результате последовательных структурных изменений формируется сплошная полая трубка сосуда, полость которой заполняется водой.
Трахеомикоз | справочник Пестициды.
ruПоражение сосудов ксилемы характерно для многих видов грибов, относящихся к типу Аскомицеты и типу Анаморфные грибы. Возбудители трахеомикозов по типу питания относятся к некротрофам [4].
Общий симптом, объединяющий разные по этиологии трахеомикозы, это – увядание, вызванное поражением проводящей системы растений. У данного процесса могут быть разные причины (корневые гнили, бактериозы, механические повреждения). Только при микозе сосудов наблюдается системный характер поражения. Трахеомикозные увядания носят обычно очаговый характер. Кроме того, сосуды растений приобретают желтую или бурую окраску, что заметно на разрезе стебля[1].
Развитие трахеомикоза у травянистых растений
Трахеомикоз начинается с проникновения патогена в сосуды ксилемы растений. Чаще всего заражение осуществляется через почву. Патогены обычно развиваются сапротрофно в почве, и проникают в растения через повреждения корневой системы. Развиваясь в сосудах, грибы выделяют гидролитические ферменты и токсины, нарушающие ксилемный транспорт и вызывающие увядание растений. Кроме того, сосуды могут закупориваться вегетативным мицелием или спорами грибов[4][3].
Развитие трахеомикоза у травянистых растений характеризуется постепенным увяданием, начинающимся обычно с нижних частей, часто с образованием характерных пятен на листьях, в первую очередь расположенных в нижней части растения[3].
Развитие трахеомикоза у древесных пород
Древесные породы, заражаются спорами, переносимыми насекомыми, воздушными потоками, дождевой водой, грибницей при контакте корневых систем больных и здоровых деревьев. Инфекция проникает в растения через механические повреждения коры[2].
В частности, при заболевании сосудистый микоз ильмовых, мицелий, образующийся при прорастании спор, проникает через различные повреждения коры в луб или заболонь ветвей и распространяется по сердцевинным лучам, древесной паренхиме, по крупным сосудам, расположенным в зоне годичных слоев.
В местах поражения полости сосудов заполняются тиллами и камедиообразным веществом, окрашенным в темно-бурый цвет. Тиллы представляют собой выросты паренхимных клеток, примыкающих к стенкам сосудов[2].
Трахеомикоз встречается на многих лиственных деревьях. Вследствие поражения сосудов, сердцевинных лучей, лучевой и древесной паренхимы происходит закупорка сосудов тиллами и гуммиобразными веществами. Это вызывает нарушение транспорта воды и минеральных веществ. В результате в отдельных частях кроны наблюдается усыхание ветвей, а позднее и всего дерева. На зараженных деревьях листья иногда желтеют или буреют[2].
Сосудистые заболевания древесных растений протекают в острой и хронической формах. При острой форме усыхание наблюдается в течение одного или нескольких месяцев. Хроническая форма длится на протяжении многих лет, от 10 и более. Чаще всего она развивается у взрослых деревьев[2].
Некоторые виды грибов, вызывающие трахеомикоз
Трахеомикозы вызываются многими видами грибов, развивающимися сапротрофно в почве и заражающими растения через повреждения корневой системы. Чаще всего идентифицируются виды рода Fusarium (фузариум) и рода Verticillium (вертициллиум)[4][3].
Трахеомикозное сосудистое увядание, вызванное видами рода Fusarium (фузариум), как и все заболевания возбуждаемые грибами этого рода, носит название «фузариоз»[1].
Трахеомикоз, вызываемый видами рода Verticillium, носит название «вертициллез»[4][3].
Ceratocystis ulmi (Buism.) вызывает трахеомикоз (сосудистый микоз) ильмовых пород. Заболевание известно в литературе, как голланская болезнь ильмовых пород, микоз сосудов вяза, графиоз ильмовых. При ее развитии сначала наблюдается усыхание тонких, а затем толстых ветвей в кроне дерева. Основной переносчики инфекционного начала – жуки: заболонник-разрушитель (Scolytus scolytus F.
), струйчатый заболонник (Scolytus multistriatus Morshem.)[2].
Ceratocystis roboris, Ceratocystis valachicum, Verticillium kubanicum – возбудители трахеомикоза (сосудистого микоза) дуба. На одном дереве, в разных частях кроны поселяются два или три возбудителя сосудистого микоза. Патогены вызывают усыхание отдельных ветвей или всего дерева. Большую роль в распространении заболевания играют стволовые вредители: дубовый заболонник (Scolytus intricatus Rotz.), желто-пятнистый усач (Mesosa myops Dalm.). Усыханию деревьев способствуют многолетние засухи, вызывающие их ослабление[2].
Статья составлена с использованием следующих материалов:
Литературные источники:
1.Ахатов А.К., Ганнибал Ф.Б., Мешков Ю.И. и др. Болезни и вредители овощных культур и картофеля, М.: Товарищество научных изданий КМК, 2013. – 463 с.
2.Федоров Н.И. Лесная фитопатология, Минск – Высшая школа, 1987 г – 178 с.
Источники из сети интернет:
3.4.Дьяков Ю.Т., редактор, Фундаментальная фитопатология. – М.: КРАСАНДР, 2012 – 512 с.
Свернуть Список всех источниковУрок-исследование «Влияние пищевого красителя на окраску цветка Бальзамина «
Влияние пищевого красителя на окраску цветка Бальзамина
Введение
Из курса биологии мы знаем, что возникновение тканей связано в истории Земли с выходом растений на сушу. Когда часть растения оказалась в воздушной среде, а другая часть (корневая) — в почве, появилась необходимость доставки воды и минеральных солей от корней к листьям, а органических веществ от листьев к корням. Так в ходе эволюции растительного мира возникло два типа проводящих тканей — древесина и луб. По древесине (по трахеидам и сосудам) вода с растворёнными минеральными веществам поднимается от корней к листьям — это водопроводящий, или восходящий, ток.
По лубу (по ситовидным трубкам) образовавшиеся в зелёных листьях органические вещества поступают к корням и другим органам растения — это нисходящий ток. Однако термин «восходящий ток» не следует воспринимать однозначно как передвижение снизу – вверх. Ткани восходящего тока обеспечивают поток веществ по направлению от зоны всасывания к апексу побега. При этом транспортируемые вещества используются как самим корнем, так и стеблем, ветвями, листьями, репродуктивными органами, независимо от того, выше или ниже уровня корней они находятся. Именно этим свойством восходящего тока мы решили воспользоваться в нашем исследовании. Что если добавить в воду краситель? Произойдет ли окрашивание листьев растения и, что более интересно, цветов? При обдумывании этого вопроса сформировалась гипотеза.
Гипотеза – вода, окрашенная красителем, будет окрашивать листья и цветы растения в соответствующий красителю цвет.
Цель – экспериментально доказать правильность выдвинутой гипотезы или опровергнуть её.
Задачи:
ü Изучить строение и функцию проводящих сосудов растений;
ü Провести эксперимент с пищевыми красителями;
ü Выполнить микроскопическое исследование полученных в результате эксперимента образцов;
ü Обобщить результаты и сделать выводы.
Объект исследования— растениеБальзамин (лат.Impatiens) семейства Бальзаминовых (Balsaminaceae). Это растение мы взяли не случайно. Дело в том, что бальзамины способны быстро давать корни при вегетативном размножении, а это свойство нам нужно для проведения эксперимента. Кроме того, бальзамины быстро зацветают и имеют разнообразную окраску цветов.
Предмет исследования– проводящая система растения Бальзамин (лат.Impatiens)
Используемые методы– метод теоритического анализа, практическое исследование, метод практического анализа.
Значимость работызаключается в том, что если подтвердится наша гипотеза, станет возможным влиять на яркость цветения комнатных растений простым добавлением пищевого красителя, причем цвет цветов можно будет изменять по своему вкусу.
Глава 1. Проводящая ткань растений
Поскольку наш краситель поступает в растение по проводящей ткани вместе с водой, то рассмотрим строение этой ткани. В растениях существует два встречных тока жидкостей, значит, проводящие ткани бывают двух родов: сосуды и трахеиды служат для проведения восходящего тока и ситовидные трубки – для проведения нисходящего тока. Сосуды, или трахеи, – это сплошные трубки, стенки которых вначале целлюлозные, а затем целиком или частично одревесневающие. Сосуды возникают из живых клеток, а позднее заполняются водой, омертвевают и в таком состоянии выполняют водопроводящую роль. Формы их разнообразны. Самые тонкие сосуды с внутренней стороны имеют утолщения в виде одревесневших колец или спиральных лент. Такие сосуды называются кольчатыми и спиральными. Более крупные сосуды – сетчатые – имеют внутренние утолщения в виде сетки, и пористые, в стенках которых расположены многочисленные простые или окаймленные поры (рис.1).
Рис.1. Форма сосудов из проводящей ткани растений: 1 и 2 – кольчатые сосуды; 3, 4, 5 – спиральные; 6 – сетчатый; 7 – лестничный; 8 – сосуд с окаймленными порами. [1]
. Сосудисто-волокнистые пучки наиболее типичны для покрытосеменных растений. В таких пучках выделяются функционально разные части – флоэма и ксилема. Флоэма обеспечивает отток ассимилятов из листа и передвижение их в места использования или запасания. По ксилеме вода и растворенные в ней вещества передвигаются из корневой системы в лист и другие органы. Объем ксилемной части в несколько раз превосходит объем флоэмной, поскольку объем поступающей в растение воды превышает объем образуемых ассимилятов, так как значительная часть воды испаряется растением.
[2]
Нас интересуют проводящие сосуды травянистых растений, поскольку мы исследуем растениеБальзамин (лат.Impatiens). Проводящие ткани в стеблях двудольных растений расположены кольцом вокруг сердцевины (Приложение. Фото 1). Проведя микроскопическое исследование стебля Бальзамина, мы убедились в этом (Приложение Фото 2). По нашей гипотезе, вода с растворенным в ней красителем должна двигаться по проводящим сосудам, окрашивая ткани вегетативной части растения.
Глава 2. Окраска цветов
От чего зависит цвет цветка? Конечно же, если растения окрашены, значит, в них есть красители – пигменты. Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, поглощающие свет определенной длины волны. Цвет определяется способностью пигмента к поглощению света. Электромагнитные волны с длиной волны 400–700 нм составляют видимую часть солнечного излучения. Волны длиной 400–424 нм – это фиолетовый цвет, 424–491 – синий, 491–550 – зеленый, 550–585 – желтый, 585–647 – оранжевый, 647–740 нм – красный. Излучение с длиной волны меньше 400 нм – ультрафиолетовая, а с длиной волны более 740 нм – инфракрасная область спектра. Максимальное цветоразложение солнечного света приходится на 13–15 часов. Именно в это время луг, поле кажутся нам наиболее ярко и пестро расцвеченными.[3] Если свет, падающий на какую-нибудь поверхность, полностью от нее отражается, эта поверхность выглядит белой. Если все лучи поглощаются, поверхность воспринимается как черная. Если же поглощаются только лучи определенной длины, то отражение остальных создает ощущение цвета. Например, кожура апельсина поглощает лучи синей части спектра и мы видим апельсин оранжевым. [3]
Изменится ли окраска цветка при добавлении в воду дополнительного красителя?
Глава 3. Практическая часть
Для эксперимента мы взяли растение Бальзамин(лат.Impatiens) семейства Бальзаминовых (Balsaminaceae) (Приложение.
Фото 3).Выбор растения неслучаен, так как черенки бальзамина способны быстро давать корни. Наша задача – посмотреть, какое действие оказывает на бальзамин, а конкретно на его цветы, пищевой краситель.
Мы взяли краситель, который используется при приготовлении тортов – красного и синего цвета. По нашей гипотезе синий краситель должен изменить окраску цветка бальзамина в голубой цвет, а красный усилить интенсивность природной окраски цветка. Сделали концентрированный раствор красителя и разводили водой в следующих пропорциях – 1/3, 1/5, 1/7, 1/9 (Приложение. Фото 4). Поместили в приготовленный раствор черенки бальзамина (Приложение. Фото 5). Через пять дней появились корни, произошло окрашивание корней, но видимых изменений в окраске листьев не наблюдалось.
Через десять дней провели микроскопическое исследование. Исследовали лист бальзамина под микроскопом (Приложение. Фото 6). В образце № 4 с концентрацией раствора 1/9 хорошо просматривается наличие синего красителя не только в проводящем пучке, но и в клетках листа (Приложение Фото 7). Аналогичное исследование мы провели и с образцами № 4 красный. При микроскопическом исследовании образца № 4 красный с концентрацией раствора 1/9 видно наличие красного красителя в проводящей системе стебля. Образцы № 3 получили легкое окрашивание вдоль проводящего пучка. Образцы №1, №2, как красный, так и синий, видимых изменений в окраске не получили (Приложение. Фото 9). Надо сказать, что внешне листья бальзамина не окрасились в синий цвет, но в образце № 4 синий листья стали несколько темнее, чем у контрольного образца.
Через 3 недели у образца № 4 синий появились цветы. При микроскопическом исследовании цветка определили, что синий краситель проник в клетки лепестков цветка (Приложение.Фото 10).Синий краситель концентрируется по краям лепестка (приложение.Фото 11). Внешне цветок тоже приобрел слегка голубоватый оттенок.
При визуальном исследовании растений видно, что произошло окрашивание корней, стебля и, в некоторой степени, листьев.
Причем заметные результаты влияние красителя на цвет растения имеют только образцы № 4. Очевидно, что концентрация красителя для получения желаемого результата должна быть высокой. Красный краситель не оказал внешне заметного влияния на окраску листьев растения.
Результаты наблюдений мы заносили в таблицу
Синий краситель | ||||
Наблюдаемые результаты | Образец № 1 1 часть воды и 3 части раствора красителя 1/3 | Образец № 2 1 часть воды и 5 частей раствора красителя 1/5 | Образец № 3 1 часть воды и 7 частей раствора красителя 1/7 | Образец № 4 1часть воды и 9 частей раствора красителя 1/9 |
Через 5 дней. Наблюдение
| Появились корни, произошло окрашивание корней соответствующей интенсивности. Изменений в окраске листьев нет.
| |||
Через 10 дней. Наблюдение | Изменений в цвете листа нет | Изменений в цвете листа нет | Изменений в цвете листа нет | Листья стали темнее. |
Через 10 дней. Микроскопическое исследование | видимых изменений окраски не произошло | видимых изменений окраски не произошло | Слегка изменилась окраска в проводящих пучках | хорошо просматривается наличие синего красителя не только в проводящем пучке, но и в клетках листа. |
Через 21 день. | Заметных изменений в цвете цветка не наблюдается | Заметных изменений в цвете цветка не наблюдается | Заметных изменений в цвете цветка не наблюдается | По краям цветка заметна синяя окраска. |
Через 21 день. Микроскопическое исследование цветка | Заметных изменений в цвете цветка не наблюдается | Заметных изменений в цвете цветка не наблюдается | Небольшая концентрация синего красителя | Синий краситель концентрируется по краям лепестка. |
Красный краситель | ||||
Наблюдаемые результаты | Образец № 1 1 часть воды и 3 части раствора красителя 1/3 | Образец № 2 1 часть воды и 5 частей раствора красителя 1/5 | Образец № 3 1 часть воды и 7 частей раствора красителя 1/7 | Образец № 4 1 часть воды и 9 частей раствора красителя 1/9 |
Через 5 дней. Наблюдение
| Появились корни, произошло окрашивание корней соответствующей интенсивности. Изменений в окраске листьев нет. | |||
Через 10 дней. Наблюдение | Изменений в цвете листа нет | Изменений в цвете листа нет | Изменений в цвете листа нет | Изменений в цвете листа нет |
Через 10 дней. Микроскопическое исследование | видимых изменений окраски не произошло | видимых изменений окраски не произошло | легкое окрашивание вдоль проводящего пучка | Видно наличие красного красителя в проводящей системе стебля. |
Через 21 день. Микроскопическое исследование цветка | Изменений нет | Изменений нет | Изменений нет | Изменений нет |
Визуальное исследование цветка
Заключение
Проводящие ткани являются важнейшей составной частью большинства высших растений. Они являются обязательным структурным компонентом вегетативных и репродуктивных органов споровых и семенных растений. Проводящие ткани в совокупности с клеточными стенками и межклетниками, некоторыми клетками основной паренхимы и специализированными передаточными клетками образуют проводящую систему, которая обеспечивает дальний и радиальный транспорт веществ. Благодаря особой конструкции клеток и их расположению в теле растений проводящая система выполняет многочисленные, но взаимосвязанные функции:
1) передвижение воды и минеральных веществ, поглощенных корнями из почвы, а также органических веществ, образуемых в корнях, в стебель, листья, репродуктивные органы;
2) передвижение продуктов фотосинтеза из зелёных частей растения в места их использования и запасания: в корни, стебли, плоды и семена;
3) передвижение фитогормонов по растению, что создает определённый их баланс, который определяет темпы роста и развития вегетативных и репродуктивных органов растений;
4) радиальный транспорт веществ из проводящих тканей в рядом расположенные живые клетки других тканей;
5) проводящие ткани повышают устойчивость органов растений к деформирующим нагрузкам;
6) проводящие ткани образуют непрерывную разветвленную систему, связывающую органы растений в единое целое. [2]
Преследуя совсем другие цели в нашей практической работе, мы невольно доказали последнее свойство проводящей ткани. Благодаря проведенному эксперименту мы подтвердили выдвинутую гипотезу – вода, окрашенная красителем, будет окрашивать листья и цветы растения в соответствующий красителю цвет.
Однако, цвет красителя имеет значение. Как мы убедились, эксперимент с красным красителем не дал ожидаемых результатов. Почему? Возникает новый вопрос, требующий изучения. Есть все основания продолжить научное исследование в этом направлении.
Поставленная в работе цель выполнена —экспериментально доказано правильность выдвинутой гипотезы.
Предполагаемая значимость работы в результате проведенного эксперимента почти подтвердилась. Стало очевидно, что не все цвета красителя усиливают или изменяют цвет цветка. Есть предположение, что наличие соответствующего по цвету пигмента перебивает действие красителя. Но это тема уже другого исследования.
Проводящие ткани растений
☰
Разные органы высших растений выполняют разные функции. Так корни всасывают воду и минеральные вещества, а в листьях происходит фотосинтез, в результате которого образуются органические вещества. Однако все клетки растения нуждаются как в воде, так и в органических веществах. Следовательно, необходима транспортная система, обеспечивающая доставку нужных веществ в одни органы из других. В растениях (в основном имеются в виду покрытосеменные) эту функцию выполняют проводящие ткани.
У древесных растений проводящие ткани входят в состав древесины и луба. По древесине осуществляется восходящий ток: вода и минеральные вещества поднимаются от корней. По лубу осуществляется нисходящий ток: происходит отток органических веществ от листьев. При всем этом понятия «восходящий ток» и «нисходящий ток» не следует понимать совсем буквально, как будто в проводящих тканях вода всегда идет вверх, а органические вещества — вниз. Вещества могут двигаться и в горизонтальном, а иногда в обратном направлении.
Например, органические вещества идут вверх к растущим побегам, которые находятся выше запасающих тканей или фотосинтезирующих листьев.
Итак, в растениях движение водного раствора и органических веществ разделены. В состав древесины входят сосуды, а в состав луба — ситовидные трубки.
Сосуды представляют собой цепочку мертвых длинных клеток. По ним передвигается водный раствор от корней. Вода поднимается за счет корневого давления и транспирации (испарения воды листьями). У голосеменных растений и папоротников вместо сосудов есть трахеиды, по которым вода движется медленнее. Отсюда следует, что сосуды имеют более совершенное строение. По-другому сосуды называются трахеями.
Причина, по которой вода в сосудах движется быстрее, чем в трахеидах, заключается в несколько различном их строении. Клетки трахеид имеют множество пор в местах контакта между собой (вверху и внизу). Водный раствор фильтруется через эти поры. Сосуды же по-сути представляют собой полую трубку, их клетки имеют крупные отверстия (перфорации) в местах соединения друг с другом.
Сосуды в своих продольных стенках имеют различные утолщения. Это придает им прочность. Через те места, где утолщений нет, вода транспортируется в горизонтальном направлении. Она поступает в клетки паренхимы и соседние сосуды (сосуда обычно располагаются пучками).
Ситовидные трубки образованы живыми удлиненными клетками. По ним перемещаются органические вещества. Вверху и внизу клетки сосудов соединены друг с другом за счет многочисленных пор. Это соединение похоже на сито, отсюда и название. Получается единая длинная цепочка клеток. Хотя ситовидные трубки — это живые клетки, но у них нет ядра и некоторых других структур и органелл, необходимых для жизнедеятельности. Поэтому у ситовидных трубок есть так называемые клетки-спутницы, которые поддерживают их жизнедеятельность. Спутницы и трубки соединены между собой через специальные поры.
Древесина и луб состоят не только из проводящих тканей. В их состав также входят паренхима и механические ткани. Проводящие ткани вместе с механическими образуют сосудисто-волокнистые пучки. Паренхима часто играет роль запасающей ткани (особенно в древесине).
Древесина по-другому называется ксилемой, а луб — флоэмой.
8 растений, которые заряжают энергией
Одно из самых популярных растений-адаптогенов. Применяют женьшень в качестве стимулирующего средства, во время интенсивной умственной и физической работы, для улучшения мышления, памяти, концентрации внимания, во время реабилитации. Растение помогает бороться с хронической усталостью, обладает общетонизирующим действием. В аптеках продается много препаратов женьшеня, в виде капсул, таблеток, спиртовых настоек. Его часто включают в состав комплексных БАД.
Ее применяют в качестве стимулятора, для улучшения результатов в спорте, борьбы с физической и умственной усталостью, повышения полового влечения. В семенах гуараны содержится большое количество кофеина, в них также есть теофиллин и теобромин — вещества, схожие с кофеином по химической структуре и механизму действия. Растение входит в состав многих БАД и энергетических напитков. В продаже представлены жевательные таблетки, капсулы, леденцы, жидкость для приема внутрь.
Родиола розовая
Ее еще называют золотым корнем из-за цвета корневищ. Родиолу применяют для повышения тонуса, силы, выносливости, активации умственных способностей, в качестве адаптогена — средства, помогающего организму адаптироваться к стрессам и вредным воздействиям. Настойку рекомендуют для улучшения спортивных результатов и для восстановления после тренировок. Также считается, что золотой корень помогает при сердечно-сосудистых расстройствах, сахарном диабете, туберкулезе, онкологических заболеваниях, но убедительные научные доказательства этих эффектов отсутствуют.
Лимонник китайский
Это растение широко применяется в китайской традиционной медицине. Плоды лимонника содержат много антиоксидантов, веществ, обладающих противовоспалительным эффектом. Они помогают повысить физическую работоспособность, устойчивость к стрессу и различным заболеваниям. Растению приписывают и другие лечебные свойства, но многие из них не доказаны.
В аптеках можно купить таблетки, капсулы, сиропы, растворимые гранулы с экстрактом китайского лимонника. Врачи часто рекомендуют их при переутомлении, снижении работоспособности, физических и психоэмоциональных нагрузках.
Это одно из главных лекарственных растений в традиционной индийской медицине — аюрведе. Его часто называют «индийским женьшенем». Ашвагандху считают едва не панацеей, но достаточной информации, чтобы судить о тех или иных эффектах растения, нет. «Индийский женьшень» часто используют как адаптоген, как общетонизирующее средство, как средство для улучшения мышления, повышения полового влечения и продления молодости.
Гриб кордицепс
Его применяют при половых расстройствах у мужчин, слабости и головокружениях, для укрепления иммунитета, замедления старения, повышения работоспособности. Некоторые люди принимают кордицепс как тонизирующее средство. Это один из любимых ингредиентов многих производителей БАД. Часто ему приписывают несуществующие свойства и преподносят как средство профилактики любых болезней.
Существует около 30 видов элеутерококка. В медицине применяют элеутерококк колючий, который еще называют «сибирским женьшенем». Свойство этого растения также относят к адаптогенным. Считается, что он укрепляет организм и повышает устойчивость к стрессам, восстанавливает иммунитет, улучшает аппетит, и поддерживает организм при занятиях спортом. «Сибирский женьшень» пользуется особой популярностью в России.
Дерево-долгожитель, которое часто называют «живым ископаемым». В конце прошлого столетия биологически активные добавки на основе гинкго стали очень модными.
Листья растения содержат вещества, которые улучшают кровоток в головном мозге, их пытались использовать (некоторые производители БАД предлагают до сих пор) для улучшения памяти, мышления, повышения работоспособности. Однако экстракт листьев гинкго не был одобрен как эффективное и безопасное средство. Его прием может сопровождаться побочными эффектами.
Принимая средства с этими растениями, помните
- Ни одно из них — не панацея. Не слушайте продавцов, которые уверяют, что волшебная настойка поможет «справиться со всем» и «в полтора раза продлить жизнь». У каждого средства, описанного в этой статье, есть побочные эффекты и противопоказания, поэтому не стоит принимать их, не посоветовавшись с врачом.
- Фитотерапия, тем более в режиме самолечения, не может заменить полноценного лечения. Не стоит уповать на целебную силу «трав».
- Эффективность БАД (а многие из перечисленных растений входят в их состав) не доказана, так как они не проходят клинические исследования, а вот фальсификата и небезопасных средств на рынке хоть отбавляй.
Информация с сайта Здоровье@mail.ru
Какие ягоды наиболее полезны для сердца и сосудов — ТОП 8
Ягоды не только обладают приятным вкусом, но и несут пользу для сердечной деятельности и здоровья сосудов. Стрессы на работе и дома, а также хронические недосыпания, в итоге накладываются на здоровье человека. Его сердце перестает работать в прежнем ритме, а сосуды становятся слабее и забиваются шлаками. Поэтому, в качестве терапии и профилактики применяют ягоды, из которых можно приготовить разнообразные блюда.Почему они так важны для здоровья сердечно-сосудистой системы? Польза этих продуктов велика для организма человека. В них содержаться минеральные вещества и витамины, необходимые для ведения активного образа жизни и поддержания здоровья сердца и сосудов.
Прием в пищу ягод – это один из важнейших составляющих здорового питания. Эти продукты рекомендуется сочетать с другой полезной для сердца едой, чтобы эффект был вдвойне сильнее. Самыми полезными считаются свежесобранные плоды, но их замораживание также допускается, поскольку все полезные вещества остаются даже в покрытых льдом ягодах. Таким образом, они могут храниться круглый год и оберегать вас от болезней. Польза ягод заключается в наличии веществ, служащих для нашего тела антиоксидантами. Для сердечной деятельности особенно полезными считаются следующие вещества в составе ягод:
1.Кверцетин в составе продукта. Это вещество уменьшает воспалительные процессы, улучшает сердечный ритм и восстанавливает память.
2.Наличие витамина С. Этот витамин отвечает за поддержание коллагена, который оберегает здоровье сосудов, сердца и суставов. К тому же витамин С это мощный антиоксидант, замедляющий процесс старения организма.
3.Антоцианины. Ягоды обладают яркой окраской благодаря этому сильному антиоксиданту. Вещество способствует укреплению мышц, в том числе и сердечных, поэтому его так высоко оценивают медицинские специалисты и рекомендуют к употреблению ягоды в любом виде.
Для тех людей, которые заботятся о здоровье сердца, но при этом употребляют малое количество воды, ягоды являются ее заменителями, поскольку в их составе много жидкости. Фолиевая кислота, а также клетчатка, содержащаяся во многих ягодах, способствует снижению уровня холестерина и нормализации артериального давления.
Варенье и джем, приготовленный на основе ягод, не несет пользы для человека, поскольку все вещества и минеральные соединения теряются при проведении термической обработки. А сахар и вовсе является главным врагом сердечно-сосудистой системы.
При неоспоримых преимуществах употребления ягод, у них также имеются противопоказания, как и у любого другого продукта. Нельзя допускать их чрезмерного употребления, поскольку это может принести вред пищеварительной системе и вызвать аллергические реакции на теле человека.
Зубная эмаль часто не выдерживает кислот, входящих в состав этих продуктов, поэтому может портиться с течением времени.
8 ягод, обладающих лечебными свойствами Существует множество полезных для сердечной деятельности ягод, которые не только ограждают его от возникновения тяжелых патологий, но и наполняют организм бодростью и полезными микроэлементами, без которых человек не сможет вести активный образ жизни. Поэтому, свойство каждой ягоды нужно изучить, чтобы в дальнейшем принимать решение о введении ее в рацион питания.
1. Малина
Малина является кладезем витаминов. В ней содержатся полезные сахара: глюкоза и фруктоза, которые не создают шлаков в сосудистой системе.
Йод в ее составе борется с малокровием и развитием атеросклероза, а также настраивает сердце на правильный ритм.
Каждая ягода малины содержит бета-ситостерин. Это вещество способствует устранению холестерина из стенок сосудов. Фитостерины, входящие в состав этих ягод в несколько раз снижают риск развития атеросклероза, чем продлевают долголетие человека.
Соли калия также благотворно действуют на устранение признаков аритмии и эффективно снимают нервное напряжение. Этот продукт употребляют как в свежем, так и в замороженном виде.
2. Клюква В клюкве содержится большое число микроэлементов и витаминов для активного образа жизни. Этот продукт оказывает положительное влияние на состояние сердечно-сосудистой системы.
Клюква устраняет излишний холестерин и является антиоксидантом для тела человека. Она понижает давление и укрепляет стенки сосудов.
В этой ягоде собрана почти вся таблица Менделеева, поэтому ее рекомендуют при различных заболеваниях связанных с сердечно-сосудистой деятельностью.
3. Черника Черника славится различными лечебными свойствами от восстановления зрения до помощи в сердечно-сосудистых заболеваниях. Это вызвано высоким содержанием антоцианов.
Эти вещества способны преобразовывать вредный холестерин в полезный, что важно для здорового кровообращения.
Ученые выяснили, что эта ягода обладает антиишемическим и антиаритмическим эффектом. Черника способна понижать высокое давление на несколько единиц, что означает возможность ее использования для людей, страдающих от гипертонической болезни.
4. Земляника Плоды земляники содержатся полезные сахара, а также каротин. Ее рекомендуют применять для профилактических мер против атеросклероза и против гипертонии.
Сок, выжатый из этих ягод, эффективно справляется с устранением излишков холестерина и способствует нормализации кровотока в организме.
Земляника делает кровь более жидкой, чем помогает сердцу справляться со своей задачей. Эта ягода является профилактическим продуктом против атеросклероза и ишемической болезни сердца.
5. Калина Человечество познакомилось с калиной более тысячи лет назад. Эти ягоды часто используют для нормализации состояния давления, а также при выявленной аритмии. Сердечный ритм сбивается, а восстановить его можно используя медикаментозные препараты и калину.
Вещество в ее составе под названием вибурнин оказывает общеукрепляющее воздействие на организм и делает прочными стенки сосудов.
Количество витамина С в продукте в разы выше, чем во многих цитрусовых фруктах. Поэтому калину следует употреблять, как в качестве отдельной пищи, так и добавляя в различные блюда. 4 факта о влиянии калины на сердце смотрите здесь.
6. Виноград Ягоды винограда, а также продукты, приготовленные на его основе, нашли применение в приготовлении различных отваров и прочих народных средств для поддержания здоровья сердца.
Его польза вызвана наличием виноградного сахара. Для людей, страдающих высоким артериальным давлением, виноград налаживает его соотношение в организме и приводит сердечные сокращения к стабильному ритму.
В результате регулярного употребления этой ягоды, пульс становится ровным, а дыхание глубоким, что приводит к постепенному налаживанию сердечной деятельности в организме.
7. Терн В терне полезны не только ягоды, но и листья, а также ветки и кора.
Это растение собрало в себе все необходимые организму витамины и минеральные вещества.
Ягоды терна имеют своеобразный вкус. В них содержится большое количество полезных соединений и витаминов для поддержания активного образа жизни и очищения сосудов от лишнего холестерина. Для гипертоников терн представляет особый интерес, поскольку его употребление, как самостоятельного вида пищи или с добавлением в другие блюда, способствует снижению артериального давления.
Этот продукт рекомендуется тем людям, которые желают наладить состояние сосудов и кровотока.
8. Черноплодная и красная рябина Черноплодная рябина богата различными видами витаминов, а также полезными веществами: токоферолом, бета-каротином, фтором, железом и иными микроэлементами.
Этот продукт лидер по содержанию йода в составе ягод. Йод очищает сосуды и воздействует не только на сердечно-сосудистую, но и на эндокринную систему.
Поскольку в плодах черноплодной рябины высокое содержание витамина С, она несет пользу всем органам в человеческом теле, в том числе и сердцу.
Красноплодная рябина также используется в народной медицине. Если осуществлять прием с медикаментозными препаратами, тогда можно добиться высоких результатов по сохранению здоровья сердца и защиты сосудов, а также избавления от малокровия.
Еще 8 продуктов, которые необходимо включить в ваш рацион Ягоды являются настоящим кладезем витаминов для сердца и сосудов, но их нельзя есть в больших количествах. Для поддержания полученного эффекта нужно правильно питаться. Это достигается грамотным рационом, в котором должны присутствовать следующие продукты:
1.Фрукты для здоровья сердца. Фрукты особенно хурма и бананы содержат калий. Это вещество укрепляет стенки сосудов и сердечную мышцу. Помимо калия, в них содержится большое количество полезных микроэлементов. Гранат и лимон содержат витамин С, который укрепляет тело и способствует правильному кровообращению в теле человека.
2.Введение в рацион овощей. Употребление овощей, таких как перец, тыква, а также чеснок и лук снижают вероятность возникновения инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца. Давно известно, что у вегетарианцев сосуды чище, чем у тех, кто злоупотребляет мясной пищей. К тому же такой набор полезных веществ, который есть в чесноке и луке содержится только в этих продуктах. Они не только улучшают работу сердца, но и осуществляют борьбу с инфекционными заболеваниями и укрепляют иммунитет.
3.Сухофрукты и орехи. Люди на протяжении десятилетий заметили пользу от сухофруктов, таких как изюм, курага и другие, поскольку содержание витаминов и калия в них в несколько раз выше, чем в свежих ягодах. Это делает их полезными для жизнедеятельности организма. Орехи способны укреплять сердечную мышцу, поэтому их используют при улучшении работы сердца и его правильного ритма. К полезным орехам относят грецкие и арахис.
4.Напитки. Вино должно присутствовать в малых количествах. Вещества в его составе, которые называются полифенолы, способны улучшать кровоток и повышать уровень гемоглобина. Зеленый чай, как известно, является антиоксидантом и выводит вредные вещества из организма, при этом расширяя сосуды. Соки, такие как гранатовый или виноградный очищают тело от шлаков, наполняют его витаминами и микроэлементами. Последние исследования показали, что кофе существенно снижает риск инфарктов. Это напиток долгожителей.
5.Мед в ежедневном рационе. Для укрепления миокарда и восстановления уровня глюкозы в крови, организму требуется натуральные вещества, входящие в состав меда. Этот продукт помогает для очищения сосудов и восстановления сердечного ритма, а также улучшает настроение.
6. Рыбные продукты. Не каждая рыба полезна. Копченые рыбные продукты противопоказаны, но жирная рыба, такая как форель или лосось обладает омегой-3, веществом без которого не может быть правильная сердечная деятельность и иммунная защита от вирусов.
7.Горький шоколад. Эта пища полезна тем, что в ее составе присутствуют какао бобы, которые благотворно влияют на укрепление сердечной мышцы. Чем больше натурального шоколада в продукте, тем он важнее для организма, потому что именно в нем содержаться полезные вещества теобромины и кофеины.
Также ознакомьтесь с инфографикой:
А теперь поговорим о том, чего следует избегать.
От чего нужно отказаться? Некоторые продукты не подходят для ежедневного употребления. Поэтому их постепенно следует исключать из рациона. Они негативно сказываются на сердце и мешают его правильному функционированию.
К такой пище относят:
выпечку и сладкую сдобу;
копченые колбасы и рыбу;
консервированную продукцию;
алкогольные напитки;
острую пищу;
продукты фаст фуда.
А вот список наиболее вредных продуктов для всего организма:
25.4B: Сосудистая ткань: ксилема и флоэма
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Ключевые моменты
- Ключевые термины
- Сосудистая ткань: ксилема и флоэма
Ксилема и флоэма образуют сосудистую систему растений, транспортирующую воду и другие вещества по всему растению.
Задачи обучения
- Описать функции сосудистой ткани растений
Ключевые моменты
- Xylem транспортирует и хранит воду и водорастворимые питательные вещества в сосудистых растениях.
- Флоэма отвечает за транспортировку сахаров, белков и других органических молекул в растениях.
- Сосудистые растения могут расти выше других растений благодаря жесткости клеток ксилемы, которые поддерживают растение.
Ключевые термины
- ксилема : сосудистая ткань у наземных растений, в первую очередь отвечающая за распределение воды и минералов, поглощаемых корнями; также основной компонент древесины
- Флоэма : сосудистая ткань наземных растений, в первую очередь отвечающая за распределение сахаров и питательных веществ, производимых в побегах
- трахеида : удлиненные клетки ксилемы сосудистых растений, которые служат для переноса воды и минеральных солей
Сосудистая ткань: ксилема и флоэма
Первые окаменелости, свидетельствующие о наличии сосудистой ткани, датируются силурийским периодом, около 430 миллионов лет назад.Простейшее расположение проводящих клеток показывает структуру ксилемы в центре, окруженную флоэмой. Вместе ткани ксилемы и флоэмы образуют сосудистую систему растений.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ксилема и флоэма : Ксилема и ткань флоэмы составляют транспортные клетки стеблей. Направление транспортировки воды и сахара через каждую ткань показано стрелками.Ксилема — это ткань, отвечающая за поддержку растения, а также за хранение и транспортировку воды и питательных веществ на большие расстояния, включая перенос водорастворимых факторов роста от органов синтеза к органам-мишеням.Ткань состоит из сосудистых элементов, проводящих клеток, известных как трахеиды, и поддерживающей ткани-наполнителя, называемой паренхимой. Эти ячейки соединены встык, образуя длинные трубки. Сосуды и трахеиды мертвы в зрелом возрасте. Трахеиды имеют толстые вторичные клеточные стенки и сужаются на концах. Именно толстые стенки трахеид обеспечивают опору для растения и позволяют ему достигать внушительной высоты. Высокие растения обладают селективным преимуществом, так как они могут достигать нефильтрованного солнечного света и распространять свои споры или семена дальше, расширяя, таким образом, их ареал.Вырастая выше других растений, высокие деревья отбрасывают тень на более низкие растения и ограничивают конкуренцию за воду и драгоценные питательные вещества в почве. У трахеид нет концевых отверстий, как у сосудов, но их концы перекрываются друг с другом, и есть пары ямок. Пары ям позволяют воде проходить горизонтально от ячейки к ячейке.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Трахеиды и элементы сосудов : Трахеиды (вверху) и элементы сосудов (внизу) — это водопроводящие клетки ткани ксилемы.Ткань флоэмы отвечает за транслокацию, то есть перенос растворимых органических веществ, например сахара. Вещества перемещаются по элементам сита, но присутствуют и другие типы клеток: клетки-компаньоны, клетки паренхимы и волокна. Торцевые стенки, в отличие от членов сосудов в ксилеме, не имеют больших отверстий. Однако торцевые стенки заполнены небольшими порами, по которым цитоплазма простирается от клетки к клетке. Эти пористые соединения называются ситчатыми пластинами. Несмотря на то, что их цитоплазма активно участвует в передаче пищевых материалов, члены ситовидных трубок не имеют ядер в зрелом возрасте.Активность ситовых трубок контролируется клетками-компаньонами через плазмодесматы.
Элементы сосуда двух липтероидных папоротников-часть I | Ботанические исследования
Ampelopteris prolifera ( Retz. ) Copel . и T. interrupta (Willd.) K. Iwats, оба растения растут сплошным участком в придорожных засушливых / заболоченных землях, превосходя также другие компоненты растений соответствующего поля. A. prolifera выращивают в солнечном / теневом земном микроклимате, а T.interrupta всегда предпочитает открытую землю. Растения беспрепятственно вторглись в сильно нарушенные среды обитания путем быстрого размножения. Их распространение наблюдается по всей Западной Бенгалии, и было замечено, что влажная климатическая часть штата благоприятна для их быстрого распространения, потому что эти растения представлены очень бедно или совсем не представлены в более засушливых частях штата.
Сравнение межпопуляционных вариаций длины и ширины трахеальных элементов в разных органах изучаемых таксонов
Трахейные элементы i.е. длина-ширина (-и) протоксилемы, метаксилемы и элементов сосуда и длина (-и) длины стенки сосуда представлены в Таблице 2 для A. prolifera и Таблице 3 для T. interrupta .
Таблица 2 Длина и ширина трахеальных элементов и торцевой стенки члена сосуда для Ampelopteris prolifera из разной популяции Таблица 3 Длина и ширина трахеальных элементов и торцевой стенки члена сосуда для Thelypteris interrupta из другой популяцииВ Таблицах 2, 3 самые длинные и самые короткие трахеальные элементы различных органов показаны жирным шрифтом с двойным и одинарным надстрочными индексами соответственно с учетом вариации на уровне популяции.Среди всех трех типов трахеарные элементы в корневых компонентах метаксилемы длиннее и шире во всей популяции A. prolifera , за исключением популяции 6, т.е. P3S, где сосудистые элементы длиннее, чем компоненты метаксилемы. У T. interrupta также компоненты метаксилемы корня длиннее и шире, но в популяции 1 сосудистые элементы шире, чем компоненты метаксилемы. В корневище A. prolifera обнаружены сосудистые элементы и трахеиды протоксилемы, а компоненты метаксилемы не обнаружены, за исключением популяции 4 i.е. P2S, тогда как у T. interrupta компоненты метаксилемы длиннее двух других элементов, а сосудистые элементы шире, чем метаксилема. В черешке A. prolifera сосудистые элементы длиннее в четырех популяциях, то есть P1O, P3O, P2S, P3S и компоненты метаксилемы длиннее, чем сосудистые элементы в остальных двух популяциях, то есть P1S и P2S. Компоненты метаксилемы шире, чем сосудистые элементы у P1S, а у остальных пяти популяций сосудистые элементы шире. В г.interrupta компоненты метаксилемы черешка длиннее элементов сосуда. В косте A. prolifera компоненты метаксилемы длиннее, а элементы сосудов шире. У T. interrupta компоненты метаксилемы косты длиннее и шире, чем элементы сосуда.
В A. prolifera самая длинная протоксилема трахеида, т.е. 1,49 ± 0,36 мм, наблюдается в корне P1S, а самая короткая длина трахеиды протоксилемы наблюдается в корневище P2S, т.е. 0,20 ± 0.02 мм. Метаксилемные трахеиды корневища отсутствуют во всех популяциях, кроме одной популяции 4 (P2S). Самая длинная трахеида метаксилемы, то есть 6,73 ± 0,63 мм, наблюдалась в корне популяции 2 (P1S), а самая короткая, то есть 2,44 ± 0,047 мм, в корне популяции 4 (P2S). Самый длинный сосудистый элемент был замечен в корне P3S, то есть 7,37 ± 1,80 мм, а самый короткий — в корневище, то есть 1,19 ± 0,16 мм. Самые длинные замыкательные пластинки сосудистого элемента видны на черешке P1O, т.е. 584,40 ± 196,60 мкм у A. prolifera , а самые короткие — в корневище P2S i.е. 65,24 ± 32,9 мкм.
В T. interrupta самая длинная трахеида протоксилемы была обнаружена в корне популяции 2, т. Е. 1,479 ± 0,005 мм, а самая короткая — в корневище популяции 1, т. Е. 0,564 ± 0,096. Трахеида метаксилемы была самой длинной в корне P2DO, т. Е. 7,79 ± 0,113 мм, и самой короткой в корневище P2DO, т. Е. 2,33 ± 0,014 мм. Элемент корневого сосуда P2 DO был самым длинным, т.е. 5,13 ± 0,105 мм, и самым коротким в корневище P2DO, т.е. 1,325 ± 0,015 мм. У T. interrupta самая длинная замыкательная пластинка сосудистого элемента была замечена на черешке P1SWO i.е. 640,08 ± 20,28 мкм и самый короткий в корне P2DO 101,01 ± 58,89 мкм.
В обоих таксонах трахеиды протоксилемы имеют спиралевидное утолщение, а трахеиды метаксилемы имеют скалярное утолщение противоположного и чередующегося характера. Торцевые стенки бывают остроконечные или суженные. Разветвленные трахеиды наблюдаются в пластинке / косте и корневище обоих таксонов.
Сравнение средней длины и ширины трахеальных элементов у исследованных таксонов
В таблице 4 представлено сравнение средней длины и ширины двух таксонов.Среднее значение таксона рассчитывалось из среднего значения для каждого органа. Среди сосудистых элементов всех органов черешка сосудистые элементы длиннее у A. prolifera , т.е. на 4,77 мм, а корневые сосудистые элементы длиннее у T. interrupta , то есть на 4,64 мм. Ширина всего органа одинакова у сосудистых элементов A. prolifera , т. Е. 0,04 мм, а среди всех частей растения у T. interrupta сосуды корневища шире, т. Е. На 0,06 мм.
Таблица 4 Сравнение длины-ширины (ов) трахеальных элементов двух изученных таксонов (единица измерения мм)При сравнении двух изученных таксонов трахейные элементы всех типов длиннее в разных органах T.interrupta , чем первый, но только элементы сосудов длиннее в корневище A. prolifera , чем второй таксон, но шире у T. interrupta , чем первый. Элементы черешкового сосуда A. prolifera шире второго.
Органографическое распределение сосудистых элементов в изученных таксонах
Сосуды встречаются во всех частях растения, включая срединную жилку / косту пластинки в обоих случаях. Сосуды бывают с наклонной и горизонтальной концевой шайбой.Торцевые пластины бывают с простым (рис. 4в, з), составным (рис. 4г) или промежуточным типом перфорационной пластины (рис. 4а, б). В настоящем исследовании было обнаружено, что сосудистые элементы присутствуют во всех частях растений (то есть в корне, корневище, черешке, рахисе и первичной жилке ушных раковин) родов. Уникальность торцевой пластины заключается в наличии полностью (рис. 4d) или не полностью сформированной (рис. 4a, b, g) скалярной перемычки или простой пластины с перфорацией (рис. 4c, h, e) на торцевой стенке. Торцевые стенки всегда расположены под наклоном / под наклоном, за исключением средней жилы A.пролифера (рис. 3б). В сосудистых элементах первичной вены вторичное утолщение боковой стенки имеет сетчатый тип (рис. 3б), а торцевая стенка имеет тенденцию быть горизонтальной. В соединении корня с корневищем (рис. 3а) и в соединении черешка корневища присутствуют сосудистые элементы.
Рис. 4СЭМ-изображения элементов сосуда Ampelopteris prolifera . a — c Торцевая стенка резервуара корневища a с промежуточным типом перфорационной пластины, наполовину изготовлены скалярные стержни b с 2–3 остаточными скалярными стержнями. c Простая пластина для перфорации, d Торцевая стенка сосуда (корень) со сложной пластиной для перфорации. e Элемент сосуда (корневище) с удлиненной перфорационной пластиной. f Трахеида спирально утолщенная. г Элемент сосуда с увеличенной торцевой стенкой и промежуточной перфорационной пластиной, связанной с паренхимой ксилемы. h Торцевая стенка емкости с простой перфорационной пластиной. i Торцевая стенка с перфорированной пластиной и боковая стенка с ямочной мембраной.(Используемые сокращения: промежуточная перфорационная пластина ipp , простая перфорационная пластина spp , составная перфорационная пластина cpp , pm пит-мембрана)
Гистохимические и оптические тесты торцевых стенок элементов сосудов
Лигнифицированные ткани флороглюцин-соляной Срезы, окрашенные кислотой, имеют красноватый оттенок (рис. 2a, b), а на торцевых стенках сосудов наблюдаются отрицательные реакции. Срезы корня и черешка, на которых видны сосудистые элементы, занимают центральную часть стелы, положительно окрашенную флороглюцин-соляной кислотой (рис.2а, б) и толудиновый синий О (рис. 2в, г). Толудиновый синий О, окрашивающий лигнин синий, не окрашивал торцевую стенку (рис. 2g, h). Стены с пектиновыми веществами окрашены в красный цвет рутениевым красным (рис. 2д, е). Очень недельное двойное лучепреломление в поляризованном свете от торцевой стенки указывает на их целлюлозную природу, а одревесневшая часть преломляется в кросс-поляризованном свете (рис. 3d, e).
Соединения сосудистых элементов и ассоциаций
Сосуды связаны либо с паренхимой ксилемы с обеих сторон, либо с трахеидами метаксилемы и протоксилемы на другом конце (рис.3в). Элементы сосуда соединяются встык и образуют сеть сосудов (рис. 3c, d). Связи сосуда с сосудами и разрыв сети сосудов наблюдали по части ткани на продольных срезах в белом свете (рис. 3c) и кросс-поляризованном свете (рис. 3d, e).
Сосуды и трахеиды, сходства и различия
Сосуды и трахеиды являются компонентами ксилемы, ткани, проводящей воду и минералы в растениях. Сосуды и трахеиды вместе известны как трахеарные элементы ксилемы.Несмотря на то, что и сосуды, и трахеиды имеют функциональное сходство, они действительно обладают некоторыми поразительными различиями.
В данной публикации описаны сходства и различия между сосудами и трахеидами.
Сходства между сосудами и трахеидамиØ И сосуды, и трахеиды являются компонентами ксилемы.
Ø Оба являются мертвыми клетками в зрелом возрасте.
Ø Оба могут транспортировать воду.
Ø Оба имеют вторичную одревесневшую клеточную стенку.
Ø Оба присутствуют в первичной и вторичной ксилеме.
Разница между сосудами и трахеидами| Sl. № | Сосуды | Трахеиды |
|---|---|---|
| 1 | Сосуд — синцит, образованный скоплением множества клеток. | Трахеиды — это не синциты, а отдельные клетки. |
| 2 | Отдельные клетки (элементы сосудов) короче трахеид. | Клетки длиннее сосудов. |
| 3 | Более развитый, чем трахеиды. | примитивнее, чем сосуды. |
| 4 | Средняя длина 10 см. | Средняя длина 1 мм. |
| 5 | Клетки шире трахеид. | Клетки уже сосудов. |
| 6 | Просвет клетки большой. | Просвет клетки небольшой. |
| 7 | Ячейки имеют круглое поперечное сечение. | Ячейки в поперечном сечении имеют многоугольную форму. |
| 8 | Вторичная клеточная стенка тоньше трахеид. | Вторичная клеточная стенка толще сосудов. |
| 9 | Ячейки емкости бывают с диагональными или поперечными торцевыми стенками. | Ячейки с сужающимися торцевыми стенками. |
| 10 | Элементы емкости соединены встык. | Трахеиды соединяются латерально. |
| 11 | Торцевая стенка с перфорационной пластиной. | Торцевая стенка без перфорационной пластины. |
| 12 | Сосуды обычно ограничиваются покрытосеменными. | Трахеиды присутствуют во всех сосудистых растениях (птеридофиты, голосеменные и покрытосеменные). |
| 13 | Отношение поверхности к объему ниже, чем у трахеид. | Более высокое отношение площади поверхности к объему, чем у сосудов. |
| 14 | Более эффективен в проводимости воды, чем трахеиды. | Менее эффективен по водопроводности, чем сосуды. |
| 15 | Основные проводящие элементы у покрытосеменных. | Основные проводящие элементы птеридофитов и голосеменных. |
| 16 | Не играет роли в предотвращении воздушной эмболии у растений. | Обеспечивает высокую силу сцепления и предотвращает воздушную эмболию у растений. |
<< Вернуться к лекциям BOTANY
Вам также могут понравиться…
@. Разница между ксилемой и флоэмой
@. Разница между протоксилемой и метаксилемой
@. Анатомия двудольного стебля с PPT
@. Анатомия ствола однодольного с PPT
@. Сосудистые связки: структура и классификация
@. Меристем: структура и классификация
@.Простые ямы и окаймленные ямы
@. Конспект лекций по анатомии растений
@. Анатомия растений ППЦ
@. Лекции по ботанике
Поделитесь своими учениками, коллегами, друзьями и родственниками …
Обмен — это забота … Поделитесь с друзьями …
Функциональная оптимизация трахеид и сосудов в древесине
На тематической сессии WOOD я более подробно рассмотрю микроструктуру деревьев и напишу о структуре, функции и оптимизации сосудов и трахеид .
Хорошо известно, что деревья всасывают воду корнями и передают ее листьям. Когда деревья только что срублены, интересно посмотреть, сколько жидкости они на самом деле содержат и сколько времени нужно, чтобы высушить рубленую древесину. Еще интереснее то, как всю эту воду вывозят на высоту более 100 м. Можно подумать, что внутри дерева должны быть какие-то клетки, которые постоянно пульсируют и сжимают жидкость и, следовательно, выталкивают ее вверх каким-то перистальтическим движением.Это не тот случай. Это возможно благодаря физическим законам молекул воды и очень оптимизированной микроструктуре древесины.
Сосуды и трахеидыНаблюдая за поперечным сечением ствола дерева, небольшие отдельные отверстия можно увидеть даже невооруженным глазом, а множество еще меньших отверстий можно увидеть при увеличении (Рис. 1). Эти отверстия представляют собой так называемые сосуды , и трахеиды , , служащие трубопроводами внутри ствола, транспортирующими сок (= воду с питательными веществами) внутри дерева (рис.2).
Трахеиды являются основными проводящими элементами голосеменных растений (например, хвойных) и птеридофитов (например, папоротника). Это одиночные клетки небольшого диаметра, неперфорированные многочисленными порами (ямками). Их стенки утолщены лигнином (рис. 1). Поскольку они одноклеточные, их длина не превышает 6 мм. С другой стороны, сосудов и являются основными проводящими элементами покрытосеменных (цветковых растений). Они образованы элементами сосудов, которые соединены в длинные непрерывные трубки сравнительно большого диаметра, имеют больше пор, чем трахеиды, но более тонкие стенки клеток.Они могут достигать длины от 1,17 см до 27 см [1].
Рисунок 1: Увеличенное изображение деревянных сосудов и трахеид (первая фотография увеличена в 110 раз)
Функциональность трахеид и сосудовПоскольку трахеиды и сосуды напоминают капилляры, вода поднимается в узких трубках за счет капиллярных сил. Этих сил самих по себе недостаточно для подъема воды более чем на несколько метров. Основную роль здесь играют физические законы когезии (притяжение между одними и теми же молекулами) и адгезии (притяжение между разнородными молекулами) воды.Из-за сцепления молекулы воды сцепляются (объединяются), образуя непрерывный непрерывный столб воды, а из-за адгезии молекулы воды сцепляются с клетками ксилемы. Молекулы испаренной воды из листьев вызывают падение давления, и этот промежуток заменяется молекулами воды рядом с ними, которые подтягивают молекулы под ними. Так вода перемещается от корней вверх [2]. В верхней части водяного столба за счет транспирации создается тянущее давление, которое передается вниз к корням.Подъем воды у растений любой высоты возможен, так как столб воды непрерывный. Вода, теряемая при транспирации, постоянно компенсируется водой, поглощаемой корнями.
o
Оптимизированная форма для максимальной эффективностиВ различных литературных источниках подчеркивается важность диаметра и длины сосудов / трахеид для проводящей способности. При увеличении диаметра площадь просвета увеличивается, и чем длиннее канал, тем меньше пересечений между торцевыми стенками приходится делать на единицу длины [1].В процессе эволюции природа оптимизировала такие соотношения до совершенства для множества различных видов деревьев, существующих в разных климатических условиях. Статистическое исследование с помощью компьютерной модели показало, что проводимость области канала является максимальной при 67% удельном сопротивлении торцевой стенки [3], что практически равно значению, которое было измерено для трахеид [2]. Это говорит о том, что диаметры трахеид оптимизированы для максимальной эффективности проводимости при фиксированной длине трахеид (не забывайте, что их длина ограничена из-за одноклеточности).
В отличие от трахеид, сосуды не имеют ограничения по длине в развитии, потому что это зависит только от того, сколько элементов сосуда может быть выстроено в линию. Хотя сосуды на порядок длиннее трахеид того же диаметра, они не обязательно более эффективны, потому что им не хватает низкого сопротивления концевых стенок трахеид с мембраной тора-марго (= гидравлически продвинутая мембрана с многочисленными углублениями, работающими как клапаны для управления перенос воды) (см. подробности на рис. 2). Вместо этого сосуды получают более эффективную проводимость по сравнению с трахеидами за счет увеличения максимального диаметра.
Рисунок 2: Структура ксилемы — сосуды, трахеиды, волокна, паренхима [2]
Кавитация — это по определению образование паровых полостей в жидкости. Это происходит в ксилеме растений, когда напряжение воды внутри ксилемы становится настолько большим, что сок локально испаряется, а растворенный в воде воздух расширяется, заполняя элементы сосудов трахеид [4]. Крупные установки устраняют кавитацию по-разному, один из них — осмосом через окаймленные ямы. Это заставляет воду проникать, а затем снова растворять воздух.Вода движется через ямы на боковой стенке под пузырем и движется вверх, затем снова движется в бывшем сосуде через ямы над пузырем воздуха (рис. 3). Таким образом, непрерывность воды остается непрерывной сверху вниз [2]. Пузырьки воздуха часто обнаруживаются во время циклов замораживания и оттаивания или в жаркие дни при высокой скорости испарения. Такие пузырьки воздуха могут разрушить толщу воды внутри сосудов / трахеид и заблокировать подъем воды.
Рисунок 3: Схематическое изображение восходящего движения воды (показано стрелками) в сосудах ксилемы (A) и трахеидах (B) в обход эмболизированных зон [5].
Трубопроводы Xylem не только эффективно транспортируют воду и предотвращают кавитацию, но и защищают себя от поломки. Отрицательное давление сока подвергает стенки сосудов / трахеид сжатию, втягивая их внутрь. Если целлюлозные стены не укреплены лигнином, они не смогут противостоять этому сжатию. Развитие толстых и одревесневших стен было решением для транспортировки при значительном отрицательном давлении [1]. В древесине хвойных деревьев трахеиды должны быть достаточно прочными, чтобы одновременно удерживать толщу воды и поддерживать дерево.В древесине покрытосеменных волокна берут на себя большую часть функции поддержки растений, а это означает, что они плотно окружают сосуды, которые, следовательно, могут увеличиваться в размерах и должны выдерживать только отрицательное давление.
Подводя итог, можно сказать, что конструкция трахеид и сосудов древесины оптимизирована для различных видов растений, обитающих в различных климатических условиях. Их многофункциональность (они служат проводящими элементами, механической опорой и т. Д.) Также является их основным ограничивающим фактором, подчиняющимся законам физики.
Я думаю, непросто понять все гидравлические принципы водного транспорта внутри сложной системы деревьев, если кто-то не знаком с этой темой. Для лучшего понимания предлагаю взглянуть на это видео, в котором очень хорошо показано, почему деревья — такое удивительное изобретение природы.
Артикул:
- [1] Сперри Дж. С. и др., 2006, Размер и функция трахеид хвойных и сосудов покрытосеменных растений, Am.J. Bot. об. 93 нет. 10 1490-1500
- [2] Синха Р.К., 2004, Современная физиология растений, Alpha Science International Ltd, Google books 12.03.2017
- [3] Питтерманн Дж., Сперри Дж. С., Хаке У. Г. и др., 2006, Межтрахеидная ямка и гидравлическая эффективность хвойной древесины: роль аллометрии трахеид и защиты от кавитации, American Journal of Botany 93: 1105- 1113
- [4] https://en.wikipedia.org/wiki/Cavitation#Vascular_plants
- [5] Статья поделена Кораткар С.- Кавитация и эмболия сосудистых растений, 13.03.2017
Анатомия ствола и корняКлеточная структура сосудистых растений*** Все изображения и иллюстрации защищены авторским правом ***Сосудистые растения содержат два основных типа проводящей ткани: ксилему и флоэму. Эти две ткани простираются от листьев к корням и являются жизненно важными проводниками для транспортировки воды и питательных веществ. В некотором смысле они для растений то же самое, что вены и артерии для животных.Структура ткани ксилемы и флоэмы зависит от того, является ли растение цветущим (включая двудольные и однодольные) или голосеменным (поликотонным). Термины двудольные, однодольные и поликотни обобщены в следующей таблице.
Ткани ксилемы и флоэмы производятся меристематическими клетками камбия, расположенными в слое внутри коры деревьев и кустарников.В стеблях двудольных растений слой камбия дает начало клеткам флоэмы снаружи и клеткам ксилемы внутри. Вся ткань, идущая от слоя камбия наружу, считается корой, а вся ткань внутри слоя камбия до центра дерева — древесиной. Ткань ксилемы проводит воду и минеральные вещества из почвы вверх по корням и стеблям растений. Он состоит из удлиненных клеток с заостренными концами, называемых трахеидами, и более коротких и широких клеток, называемых сосудистыми элементами. Стены этих камер сильно одревесневшие, в стенах есть отверстия, называемые ямами.Трахеиды и сосуды становятся полыми, и после того, как клетки мертвы, а их содержимое (протоплазма) распалось, становятся полыми водопроводными трубопроводами. Ксилема цветковых растений также содержит многочисленные волокна, клетки удлиненной формы с сужающимися концами и очень толстыми стенками. Плотная масса волоконных клеток — одна из основных причин того, почему у покрытосеменных более твердая и тяжелая древесина, чем у голосеменных. Это особенно верно в отношении «железной древесины» с деревом, которое фактически тонет в воде.
Недавняя статья в Science Vol.291 (26 января 2001 г.) N.M. Holbrook, M. Zwieniecki и P. Melcher предполагает, что клетки ксилемы могут быть чем-то большим, чем просто инертными трубками. Они кажутся очень сложной системой для регулирования и отвода воды к определенным участкам растения, которые больше всего нуждаются в воде. Эта предпочтительная проводимость воды включает направление и перенаправление молекул воды через отверстия (поры) в соседних стенках ячеек, называемых ямками. Ямки выстланы ямочной мембраной, состоящей из целлюлозы и пектинов. По словам исследователей, этот контроль движения воды может включать пектиновые гидрогели, которые служат для склеивания смежных клеточных стенок вместе.Одно из свойств полисахаридных гидрогелей — набухать или сжиматься из-за впитывания. «Когда пектины набухают, поры в мембранах сжимаются, замедляя поток воды до тонкой струйки. Но когда пектины сжимаются, поры могут широко открываться, и вода устремляется через мембрану ксилемы к жаждущим листьям наверху». Этот замечательный контроль движения воды может позволить растению реагировать на засушливые условия. Спиральные утолщения на вторичных стенках сосудов и трахеид при большом увеличении в световой микроскоп придают им вид микроскопических спиралей.
Водопроводящая ткань ксилемы в стеблях растений на самом деле состоит из мертвых клеток. Фактически, древесина представляет собой высохшие мертвые клетки ксилемы. Мертвая ткань твердая и плотная из-за лигнина в утолщенных вторичных клеточных стенках. Лигнин — сложный фенольный полимер, придающий древесине твердость, плотность и коричневый цвет.Стебли кактуса состоят из мягкой ткани паренхимы, аккумулирующей воду, которая разлагается, когда растение умирает. Древесная (одревесневшая) сосудистая ткань обеспечивает поддержку и часто видна на мертвых стеблях кактуса.
Ткань флоэмы направляет углеводы, образующиеся в листьях, вниз по стеблям растений. Он состоит из ситовых трубок (элементов ситовых трубок) и дополнительных ячеек. Перфорированная торцевая стенка ситовой трубки называется ситовой пластиной. Клетки толстостенных волокон также связаны с тканью флоэмы. В корнях двудольных растений ткань ксилемы выглядит как трех- или четырехконечная звезда.Ткань между зубцами звезды — флоэма. Центральная ксилема и флоэма окружены энтодермой, а вся центральная структура называется стелой.
В стеблях двудольных растений ткань ксилемы образуется внутри слоя камбия.Ткань флоэмы образуется снаружи камбия. Флоэма некоторых стеблей также содержит клетки с толстыми стенками, удлиненными волокнами, которые называются лубяными волокнами. Лубяные волокна в стеблях льняного растения ( Linum usitatissimum ) являются источником льняных текстильных волокон. Голосеменные обычно не имеют сосудов, поэтому древесина состоит в основном из трахеид. Заметным исключением из этого правила являются представители подразделения голосеменных растений Gnetophyta, у которых есть сосуды. Это замечательное подразделение включает Ephedra (мормонский чай), Gnetum и удивительный Welwitschia африканской пустыни Намиб. Стебли сосны также содержат полосы клеток, называемые лучами и рассыпанными смолами. Лучи и смоляные протоки также присутствуют в цветковых растениях. На самом деле коварный ядовитый аллерген дуба урушиол вырабатывается внутри смоляных каналов. Лучи дерева выходят наружу в поперечном сечении стержня, как спицы колеса. Лучи состоят из тонкостенных клеток паренхимы, которые распадаются после высыхания древесины. Вот почему древесина с выступающими лучами часто раскалывается вдоль лучей. У сосен весенние трахеиды крупнее летних.Поскольку летние трахеиды меньше и плотнее, они выглядят как темные полосы на поперечном срезе бревна. Каждая концентрическая полоса весенних и летних трахеид называется годичным кольцом. Посчитав кольца (темные полосы летней ксилемы в сосновом лесу), можно определить возраст дерева. Другие данные, такие как пожарные и климатические данные, можно определить по внешнему виду и расстоянию между кольцами. У некоторых из самых старых сосен с щетиной ( Pinus longaeva ) в Белых горах восточной Калифорнии насчитывается более 4000 колец.Годовые кольца и лучи создают характерную текстуру древесины, в зависимости от того, как доски распиливаются на лесопильном заводе.
Покрытосеменные обычно имеют как трахеиды, так и сосуды. В кольцевой пористой древесине, такой как дуб и липа, весенние сосуды намного крупнее и пористее, чем летние трахеиды меньшего размера. Эта разница в размере и плотности клеток дает в этих лесах заметные концентрические годичные кольца. Из-за плотности древесины покрытосеменные считаются твердыми породами, а голосеменные, такие как сосна и пихта, считаются хвойными. Следующие иллюстрации и фотографии показывают американскую липу ( Tilia americana ), типичную кольцевидную твердую древесину восточной части Соединенных Штатов:
Анатомия стеблей однодольных Стебли однодольных, таких как кукуруза, пальмы и бамбук, не имеют сосудистого камбия и не демонстрируют вторичного роста за счет образования концентрических годовых колец.Они не могут увеличиваться в обхвате за счет добавления боковых слоев ячеек, как у хвойных и древесных двудольных растений. Вместо этого у них разбросаны сосудистые пучки, состоящие из ткани ксилемы и флоэмы. Каждый пучок окружен кольцом ячеек, которое называется оболочкой пучка. Структурная прочность и твердость однодольных древесных растений обусловлена скоплениями сильно одревесневших трахеид и волокон, связанных с сосудистыми пучками. На следующих иллюстрациях и фотографиях показаны разбросанные сосудистые пучки в поперечных срезах стебля кукурузы ( Zea mays ):
В отличие от большинства однодольных, стволы пальм могут увеличиваться в обхвате за счет увеличения количества клеток паренхимы и сосудистых пучков. Этот первичный рост происходит из-за области активно делящихся меристематических клеток, называемой «первичной утолщенной меристемой», которая окружает апикальную меристему на кончике стебля. У однодольных древесных растений эта меристематическая область простирается вниз по периферии стебля, где ее называют «вторичной утолщенной меристемой».»Новые сосудистые пучки и ткань паренхимы добавляются по мере увеличения диаметра ножки.
Пальмовое дерево В пальмовом дереве очень заметны разбросанные сосудистые пучки, содержащие крупные (пористые) сосуды.На самом деле сосудистые пучки сохранились и в окаменевшей ладони.
Бамбуковое дерево
Окаменелый древовидный папоротник возрастом 270 миллионов лет В течение каменноугольной эры, примерно 300 миллионов лет назад, на Земле преобладали обширные леса гигантских ликопод (подразделение Lycophyta), хребта (подразделение Sphenophyta) и древовидных папоротников (подразделение Pterophyta).Большая часть запасов угля на Земле возникла из массивных залежей карбонизированных растений той эпохи. На окаменелых стволах из Бразилии можно увидеть детали клеток вымершего древесного папоротника ( Psaronius brasiliensis ), который жил около 270 миллионов лет назад, до эпохи динозавров. Окаменевший стебель Psaronius не имеет концентрических годичных колец, характерных для хвойных и двудольных покрытосеменных растений. Вместо этого у него есть центральная стела, состоящая из множества дуг, которые представляют сосудистые пучки ткани ксилемы.Стебель окружают основания листьев. При жизни Psaronius , вероятно, напоминали современные древовидные папоротники Cyathea Новой Зеландии.
|
Ксилема — определение, типы и функции
Определение ксилемы
Ксилема — это тип ткани в сосудистых растениях, который переносит воду и некоторые питательные вещества от корней к листьям. Флоэма — другой тип транспортной ткани; он переносит сахарозу и другие питательные вещества по всему растению. Ксилема и флоэма определяют классификацию сосудистых растений; они представляют собой сосудистые ткани, транспортирующие вещества по всему растению.
Функция ксилемы
Основная функция ксилемы — транспортировать воду и некоторые растворимые питательные вещества, включая минералы и неорганические ионы, вверх от корней к остальным частям растения. Клетки ксилемы образуют длинные трубки, по которым транспортируются материалы, а смесь воды и питательных веществ, протекающая через клетки ксилемы, называется ксилемным соком. Эти вещества переносятся пассивным транспортом, поэтому процесс не требует энергии. Явление, которое позволяет ксилемному соку течь вверх против силы тяжести, называется капиллярным действием.Это происходит, когда поверхностное натяжение заставляет жидкость двигаться вверх. Вода также способствует продвижению вверх через ксилему, прилипая к клеткам ксилемы. Однако по мере того, как растение становится выше, становится все труднее работать против силы тяжести для транспортировки материалов, поэтому ксилема устанавливает верхний предел роста высоких деревьев.
Ксилема возникла у растений более 400 миллионов лет назад. Чтобы получать пищу посредством фотосинтеза, растениям необходимо поглощать углекислый газ из атмосферы и воду из почвы. Однако, когда устьица — небольшие отверстия в листьях растения — открыты для проникновения CO2, испаряется много воды, намного больше, чем количество поглощенного CO2.У растений, которые разработали системы транспортировки воды к участкам фотосинтеза на листьях, было больше шансов на выживание.
Структура ксилемы
Ксилема состоит из нескольких типов клеток. Трахеиды — это длинные клетки, которые помогают транспортировать ксилемный сок, а также обеспечивают структурную поддержку. Элементы сосудов короче трахеид, но также помогают проводить воду. Они встречаются в цветковых растениях, но не в голосеменных, таких как сосны. Элементы сосуда имеют перфорированные пластины, которые соединяют каждый элемент сосуда, образуя один непрерывный сосуд.Ксилема также содержит паренхиму, ткань, из которой состоит большинство мягких частей растений, и длинные волокна, которые помогают поддерживать растение. На поперечном срезе растения под микроскопом ксилема выглядит звездообразной.
На этом рисунке показаны различные части ксилемы:
Подробная информация о развитии ксилемы
Первая ксилема, которая развивается в растущем растении, называется протоксилемой, и она содержит узкие сосуды, поскольку растение еще не велико. Метаксилема развивается позже и имеет более крупные сосуды и клетки.Протоксилема и метаксилема могут быть устроены в растении четырьмя способами: центрарх, экзарх, эндарх и мезарх.
- Centrarch: ксилема образует одну камеру в середине стебля с метаксилемой, окружающей протоксилему. Сегодня это образование не встречается ни у одного живого растения.
- Экзарх: ксилема развивается в несколько нитей, каждая из которых развивается внутрь к центру корня. Так развивается ксилема в корнях сосудистых растений.
- Эндарх: ксилема развивается в несколько нитей, и каждая нить развивается наружу к периферии стебля. Так развивается ксилема в стеблях сосудистых растений.
- Мезарх: ксилема развивается из нескольких нитей, каждая из которых развивается от своей середины как к центру стебля, так и в противоположном направлении к периферии. Так развивается ксилема в листьях и стеблях папоротников.
Типы ксилемы
Два типа ксилемы, первичная и вторичная, выполняют одну и ту же функцию, но классифицируются по типу роста, с которым они формируются.
Первичная ксилема
Первичная ксилема образуется при первичном росте растения. Это рост, который происходит на кончиках стеблей, корнях и цветочных бутонах. Это позволяет растению расти выше, а корням — длиннее. Этот рост называется первичным, потому что он происходит первым в период вегетации, до вторичного роста. Как первичная, так и вторичная ксилема переносит воду и питательные вещества.
Вторичная ксилема
Вторичная ксилема образуется при вторичном росте растения; это тип роста, который позволяет растению со временем становиться шире.Например, на широких стволах деревьев наблюдается значительный вторичный прирост. Это происходит каждый год после первичного роста. Вторичная ксилема — это то, что придает стволам деревьев темные кольца, которые используются для определения возраста дерева.
Различия между ксилемой и флоэмой
Ксилема и флоэма составляют сосудистую систему растения и вместе образуют сосудистые пучки, которые обеспечивают механическую прочность растения, но у них есть важные различия. В то время как ксилема переносит воду, флоэма переносит пищу и питательные вещества.(Один из способов запомнить это — то, что и флоэма, и еда начинаются со звука «F».) Ксилема однонаправлена; его задача — убедиться, что вода течет вверх. Однако флоэма двунаправлена и доставляет пищу и питательные вещества ко всему растению. Зрелая ксилема состоит из мертвых клеток, не имеющих клеточного содержимого, а флоэма содержит живые клетки (хотя и без ядер). Строение ксилемы и флоэмы также различно. В то время как ксилема состоит из трахеид и сосудов, флоэма состоит из ситовых трубок, в которых есть много отверстий для транспортировки питательных веществ.Ксилема имеет звездообразную форму, а флоэма круглая и фактически окружает ксилему.
- Флоэма — Сосудистая ткань растений, переносящая питательные вещества, такие как сахароза.
- Сосудистые растения — Растения, использующие ксилему и флоэму для транспортировки воды и питательных веществ.
- Капиллярное действие — Явление, при котором жидкость может подниматься вверх по узкой трубке из-за поверхностного натяжения.
- Трахеида — Тип водопроводящей клетки в ксилеме.
Викторина
1. Какие типы клеток НЕ являются частью ксилемы?
A. Элементы сосуда
B. Паренхима
C. Ситовые элементы
D. Трахеиды
Ответ на вопрос № 1
C правильный. Элементы сосудов, паренхима и трахеиды находятся в ксилеме вместе с волокнами, которые обеспечивают поддержку. Элементы сита не входят в состав ксилемы; они находятся во флоэме.
2. Xylem транспортирует все следующие материалы, кроме каких?
A. Сахароза
B. Вода
C. Минералы
D. Неорганические ионы
Ответ на вопрос № 2
A правильный. Ксилема переносит воду и некоторые водорастворимые питательные вещества, включая минералы и неорганические ионы. Флоэма переносит сахарозу вместе с другими сахарами, белками и органическими молекулами.
3.Какое из следующих утверждений относительно ксилемы верно?
A. Ксилема состоит из мертвых клеток.
B. Xylem транспортирует вещества в двух направлениях.
C. Ксилема не встречается у голосеменных.
D. Ксилема окружает трубки флоэмы.
Ответ на вопрос № 3
правильный. Ксилема состоит из мертвых клеток, в которых нет клеточного содержимого. Варианты B, C и D неверны; ксилема переносит вещества в одном направлении, встречается у голосеменных растений (хотя сосудистые элементы — нет) и окружена флоэмой, а не окружающей флоэмой.
Гидравлическая проводимость в Xylem Отводы для протока воды
Гидравлическое сопротивление в ксилеме может составлять
на 20-60% от общего сопротивления потоку воды из почвы
в воздух внутри растения. У древесных растений большая часть этой разницы возникает
в более мелких веточках и ветвях, где зона для проведения воды
самый маленький.
Можно использовать уравнение Хагена-Пуазейля. для моделирования потока воды по отдельным водоводам:
J i = пр 4 Y / 8нЛ
где p — значение пи, r — радиус (мм) ксилемы элемент длиной L (мм), Y — перепад гидростатического давления на отрезке, n вязкость воды при температуре измерения.[Я извините за плохой выбор символов, но мой редактор не разрешает греческий символы в HTML!]
Это уравнение утверждает, что поток пропорционален в четвертой степени радиуса. Это означает, что небольшие изменения диаметра могут иметь БОЛЬШИЕ изменения в потоке. Например, просто удвоив диаметр увеличивает расход в 16 раз! (2 4 = 16). И наоборот, уменьшение диаметр на половину пропилов стекает и в 16 раз. Это означает, что это сосуды большего диаметра, которые критически важны для потока воды в растениях.Это также показывает, что сосуды, которые в среднем шире чем трахеиды, легче проводят воду.
Другое, о чем говорит это уравнение Мы заключаемся в том, что поток может поддерживаться на высоком уровне даже при небольшом диаметре элементы ксилемы, если градиент гидростатического давления достаточно велик. Таким образом, У растений есть как минимум два способа изменить поток воды к своим листьям: 1) увеличить градиент давления или 2) увеличить диаметр их ксилемные элементы, или 3) делают и то, и другое!).
Общий поток в стебле растения равен сумме всех каналов, таким образом:
J всего = сумма всех J i
Это раскрывает некоторые важные аспекты воды. течь в ксилеме.Во-первых, если повреждены сосуды малого диаметра или трахеиды. и не могут использоваться для перемещения воды вверх по стеблю, у них будет только небольшой влияние на общий поток. И наоборот, если даже несколько труб большого диаметра повреждены, общий поток воды может быть серьезно нарушен.
Кавитация и эмболии
Кавитация — это процесс, при котором пузырьки воздуха
выходят из раствора из-за отрицательного давления (напряжения). Когда
вы берете руку и быстро проводите ею по воде, и появляются пузыри,
или если вы видите пузыри в воде за лопастями гребного винта на лодке, вы
наблюдают кавитацию в действии.У растений тот же процесс может
происходят в основном двумя способами: из-за слишком большого напряжения ксилемы, которое вызывает
водяной столб разрушается (т. е. пузырек расширяется в элементе ксилемы) или
замораживанием (когда-нибудь видели эти пузыри в кубике льда в лотке?).
Замерзание может привести к выходу воздуха из раствора, а когда элемент ксилемы
в дальнейшем оттаивает, в нем может образоваться кавитация из-за расширения пузырька воздуха.
После кавитации элемента ксилема говорят, что у него эмболия. Эмболии нарушают отток воды и может привести к водному стрессу в растении, так как общий поток воды листья теперь уменьшены.Это очень важно для нашего понимания поток воды в растениях, что мы понимаем, как происходят эти процессы. Сначала мы обсудим эмболию, вызванную засухой, а затем обсуждение эмболий, вызванных замораживанием.
Эмболии, вызванные засухой
Когда земля вокруг корней растения сохнет,
способность впитывать воду снижена. Матричные силы в почве
теперь удерживайте воду более плотно, и большее снижение водного потенциала
нужен для отвода воды от частиц почвы.В то же
время, транспирация происходит от листьев, и вода продолжает
покидают растение, хотя теперь оно поступает медленнее.
Этот дисбаланс приводит к снижению содержания воды в растении, начиная с
сначала в листьях, и постепенно продвигаясь вниз по растению назад
к корням. Поскольку растение продолжает терять воду, его емкость
(или количество воды, хранящейся во внеклеточных пространствах и стенках клеток, уменьшается.
Мы можем наблюдать, как этот процесс происходит на больших деревьях, когда волна напряжения
в ксилеме проходит вниз по стволу.Чувствительные дендрометры
стратегически размещенный на нескольких высотах на стволе может реально измерить
усадка на ежедневной основе, и мы можем наблюдать, как усадка уменьшается
к каждому дендрометру в течение дня, так как водный стресс нарастает в
дерево.
В конце концов напряжение в ксилеме становится настолько велика, что колонка начинает страдать от эмболии. Давайте рассмотрим по одному элементу за раз, чтобы понять, что происходит. Возьмите элемент ксилемы который расположен рядом с воздушным пространством или ранее эмболизированным элементом. Соединение двух ячеек или ячейки и воздушного пространства представляет собой яму, локализованный область клеточной стенки без вторичной клеточной стенки. Эти области обычно позволяют потоку воды из одной ячейки в другую, но в этом случае вместо воды на другой стороне функциональной ксилемы стихия, есть воздух. Это означает, что есть мениск воздух-вода. который развивается внутри поры ямы. Поскольку функциональный элемент ксилемы находится под большим напряжением, мениск тянется внутрь к этой ячейке. Но воздух не может проникнуть через мениск из-за поверхностного натяжения (помните наши первые лекции?), если напряжение не настолько велико, что превышает возможности поверхностного натяжения, чтобы не допустить попадания воздуха.Это может произойти, если разница по давлению между функциональной ячейкой и воздушным пространством (которое по существу при атмосферном давлении) настолько велик, что пузырек протягивается поры в перепонке ямки. Это означает, что радиус поры ямы превышает радиус кривизны пузыря. Это требует большего перепад давления, чтобы протянуть пузырек через маленькую пору, чем через большую один. Как только пузырек всасывается, воздух быстро расширяется. из-за низкого давления на этой стороне мениска.Это случилось так быстро и с такой силой, что он действительно издает щелкающий звук которые можно услышать, если поднести стетоскоп к сохнущему стеблю растения! В ультразвуковом диапазоне щелчки еще легче услышать, так как фон шум почти устранен. После эмболизации клетки она больше не функции для транспортировки воды.
Почему эмболия не распространяется на другие клетки? Уникальная архитектура ксилемы ограничивает эмболии до отдельные трахеиды или сосуды, потому что, как только пузырек расширяется, ячейка достигает атмосферного давления, воздух задерживается в этой ячейке мелкими порами ямок.По мере того, как аспирируется все больше и больше клеток, площадь функциональной ксилемы продолжает уменьшаться, и это будет продолжаться для уменьшения общего расхода воды в растении. Единственный способ, которым растение может продолжить перемещать воду при увеличении сопротивления потоку за счет снижения водный потенциал листьев. Это способствует увеличению водного потенциала. градиент и поток могут поддерживаться. Однако это работает только для в ограниченной степени. Во-первых, помните, что сосуды большого диаметра или трахеиды имеют непропорциональное влияние на поток воды, поэтому, если даже только некоторые из них подвергаются эмболии, поток воды резко снижается. Во-вторых, существует предел водного потенциала, который лист может переносить, а когда он становится слишком низким, лист испытывает стресс от засухи и клетки может умереть. Причина, по которой у большинства растений отсутствуют побеги эмболии (если вы думаете об этом, как только начинается эмболия, они могут вызвать больше воды стресс, который может вызвать большее количество эмболий и т. д.), заключается в том, что устьица на закрытии листа, что снижает потерю воды растением. Без этого контроля растение действительно высохло бы!
Нет сильной корреляции между диаметром клетки ксилемы и устойчивостью к кавитации у разных видов. Может возникнуть соблазн сказать, что покрытосеменные растения качаются легче, чем покрытосеменные. голосеменные, потому что у них есть сосуды, у которых диаметр шире, чем у трахеиды в среднем и поэтому должны быть более склонны к кавитации. Но некоторые покрытосеменные растения исключительно устойчивы к засухе (крезотебуш например, легко переносит -10,0 МПа) в то время как некоторые хвойные породы при необычно высоких водных потенциалах ксилемы (начало кавитации лысого кипариса) всего -0,7 МПа!). Решающим фактором, похоже, является не диаметр. клетки ксилемы, а точнее диаметр пор ямки.В пределах вида, более крупные клетки могут иметь более высокую вероятность иметь более крупные клетки. ямки поры, которые могут создать ложное впечатление, что кавитация коррелирована с диаметром ячейки. Но между видами корреляция нарушается. Что определяет размер пор ямок — это интересная область исследований.
Облегчение эмболии — как это возможно
Случаться?
Одна из сложных проблем на заводе
водные отношения — это то, как растение может восстановить поток в эмболизированной ксилеме
элемент? Один из способов — дать корневому давлению ночью достаточно нарастить
давление, чтобы заставить воду вернуться в ранее эмболизированные клетки, чтобы
водяная колонка повторно подключена.Ночью, когда испарение сильно
уменьшено, и напряжение ксилемы невелико, требуется только небольшое давление
для заполнения элементов. Но, что удивительно, есть веские доказательства
теперь, когда растения могут пополнять свою ксилему, пока они прорастают !!
Доктор Мишель Холбрук и ее коллеги из Гарварда выдвинули гипотезу о том, что
из-за геометрии пор ямок и того, как в них образуются мениски,
эта ксилема может действительно наполняться, даже если она находится под напряжением.
Это захватывающее новое достижение в отношениях между растениями и водой, безусловно, придаст энергии.
поле, и многие люди сейчас смотрят, как этот процесс мог бы работать.
Ждите продолжения!
Эмболии, вызванные замораживанием
Когда ксилемный сок замерзает, любые газы попадают в ловушку
в воде может выйти из раствора, особенно если ксилема находится под
отрицательное давление в то время. Это означает, что эти пузыри будут
расширяются при оттаивании ксилемы и могут привести к эмболии. Этот
может произойти либо в одночасье, если стебли подмерзают, либо зимой.
В этом случае диаметр клеток, кажется, больше коррелирует с восприимчивостью.
к эмболиям, вызванным замораживанием.Это может объяснить преобладание
хвойных пород в бореальных зонах и на высоких высотах гор по всему миру.
Это также может объяснить, почему виноградные лозы, являющиеся покрытосеменными с очень большими размерами
Сосуды диаметром, по сути, представляют собой тропическую группу. Номер
местный вид винограда резко сокращается с увеличением широты по всему миру,
и они достигают своего зенита в тропиках, где отрицательные температуры
не найдены.
Эмболии, вызванные замораживанием, можно облегчить через развитие корневых давлений.Виноград, как мы обсуждали имеют очень высокое корневое давление, и их можно использовать для повторного растворения газов в ксилеме и заполните клетки. Когда-то целостность воды столбец восстанавливается, ячейка может снова начать функционировать, чтобы двигаться вода от корней до листьев.
Эффективность потока и безопасность
Как мы подчеркивали в этом курсе,
за каждую выгоду приходится платить. Для растений это особенно касается
к потоку воды. Установки с трубопроводами большого диаметра и ямой большего размера
поры будут иметь более высокие скорости потока при заданном градиенте давления.Этот
означает, что если устьица растения остаются открытыми, в результате чего больше углерода
диоксид для фотосинтеза, он рискует исчерпать почву
вода. Если он растет во влажной почве или с корнями под водой,
это может быть не такой уж большой проблемой. Но для растений, которые могут случайно
испытывают водный стресс почвы, это может привести к кавитации
образование ксилемы и эмболий.
И наоборот, растения с меньшими порами ямок, и трубы меньшего диаметра, возможно, придется иметь дело с гораздо меньшим потоком скорости, но поскольку они извлекают воду с более низкой скоростью, не иссякнет воды так быстро.Они не будут страдать от кавитации при такой высокой воде. потенциалы как растения с крупными ямчатыми порами. Мы видим, что там кажется компромиссом между высокой пропускной способностью и восприимчивостью к кавитации. Для растений с постоянным запасом воды, большим расходом подчеркивается скорость и высокая скорость газообмена, тогда как установки в сухих области были выбраны путем эволюции для более безопасной ксилемы с меньшими ямки пор и большая устойчивость к кавитации. В таких областях имеет смысл выбирать меры выживания во время стресса, когда рост в любом случае ограничен, а в районах с большим количеством воды это делает больше смысла расти быстро, так как конкуренция между соседними растениями будет выше.
Назад на главную страницу физиологии растений Вернуться на главную страницу биологии Вернуться на домашнюю страницу доктора Нойфельда .
Leave A Comment