Анатомическое строение стебля растения

        ФГБОУ ВПО "Чувашский государственный педагогический университет" 
 
 
 
 

                            Кафедра биологии и методики преподавания

               РЕФЕРАТ

               по ботанике

         на тему: "Анатомическое строение стебля растения" 
 
 

                                                                             Выполнила: студентка 1 курса

                                                                                                    ФЕиДС группы ЕХБ-1

                                                                              Зарипова А.Ф.

                                         Проверил: доцент

                                                                                   Дмитриева О.Ф.              

                                                Чебоксары 2011

  Содержание 

      Глава 1. Анатомическое строение стебля однодольных растений............3-6

      Глава 2. Анатомическое строение стебля двудольных растений..............7-9

      Глава 3. Анатомическое строение стебля древесных растений.................10-12        

      Использованная литература...........................................................................13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                        Глава 1

                     Анатомическое строение стебля однодольных растений

  Однодольные растения (Monocotyleclones)- класс покрытосемянных цветковых растений, который характеризуется тем, что зародыш снабжен только одной семядолею. Сюда принадлежат Частуховые, Осоковые, Злаки, Пальмы, Ароидные, Лилейные, Имбирные, Орхидные и др.

  Стебли однодольных, особенно травянистых злаков, имеют первичное строение. Его мы рассмотрим на примере ржи и кукурузы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  На поперечном разрезе стебля кукурузы  можно видеть, что с поверхности стебель покрыт однослойным эпидермисом, стенки клеток эпидермиса утолщены. Снаружи эпидермис покрыт слоем кутикулы. Под эпидермисом располагается сплошное кольцо мелкоклеточной склерифицированной паренхимы, постепенно переходящей в обычную крупноклеточную паренхиму.  Ширина склерифицированного кольца неодинакова; в молодых стеблях хлорофиллоносная паренхима подходит непосредственно к эпидермису, и в этих местах можно заметить устьица.

  В молодом стебле стенки клеток субэпидермального цилиндра тонки и слабо одревеснены; процесс одревеснения клеточных стенок только начинается. С возрастом происходят такие изменения: увеличивается толщина склерифицированного цилиндра, стенки клеток всё более древеснеют и становятся толще, различия между этими клетками и клетками обычной паренхимы становятся всё более резкими.

  Основную массу стебля составляет паренхима. Клетки паренхимы крупные, с тонкими стенками; между ними - межклетники. В молодых стеблях паренхима сочная, клетки сильно вакуолизированы, вакуоли заполнены сладким клеточным соком. К концу вегетации большая часть паренхимных клеток заполняется воздухом, благодаря которому вся сердцевина становится белой, очень мягкой, почти как вата.

  В паренхимной ткани без заметной закономерности разбросано большое количество сосудисто - волокнистых пучков. Те из них, которые находятся ближе к периферии, размещены более густо, - они непосредственно примыкают к склерифицированному цилиндру; ближе к центру стебля пучки размещены реже, но каждый пучок становится крупнее. Пучков очень много: даже в молодых стеблях их можно насчитать  свыше сотни.

 Проводящие пучки злаков коллатерального типа, они не содержат камбия, следовательно, это закрытые пучки.  
 
 
 
 
 

  Такие пучки формируются в результате дифференциации прокамбиальных тяжей, закладываемых в меристеме в процессе формирования стеблей и листьев.

  Первоначальные проводящие элементы ксилемы представлены несколькими узкими кольчатыми и спиральными сосудами протоксилемы, окружёнными мелкоклетной паренхимой. К моменту окончательного формирования пучка эта паренхима разрывается, и под сосудами образуется воздухоносная полость. Позднее образуется два широких пористых сосуда метаксилемы, расположенных симметрично по бокам, ближе к флоэме, которая занимает часть пучка, ориентированную к периферии поперечного разреза стебля.

  Каждый сосудисто - волокнистый пучок у злаков окружён склеренхимной обкладкой, или чехлом, в виде сплошной трубочки, внутри которой находятся проводящие и паренхимные элементы пучка. Мощность склеренхимной обкладки пучков возрастает по направлению к периферии стебля, так что механически оснащённые пучки занимают периферийное положение.

  Стебель ржи, и вообще большинства злаков, полый; такой стебель называется соломиной. Полость образуется на ранних этапах формирования стебля в результате отмирания сердцевидной паренхимы. В оставшемся периферическом слое паренхимы размещены закрытые коллатеральные пучки, однако их значительно меньше, чем в стебле кукурузы. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Так же, как и у кукурузы, пучки одеты склеренхимным чехлом. Наиболее периферийные из них размещаются в общем склерифицированном цилиндре, примыкающем к эпидермису. Стенки клеток эпидермиса и склеренхимы с возрастом древеснеют.

  Непосредственно под эпидермисом в толще склерифицированного цилиндра располагаются парные тяжи хлорофиллоносной паренхимы, на поперечном разрезе они  имеют вид двух продолговатых участков, прилегающих к эпидермису длинной стороной. В эпидермисе стебля над хлорофиллоносными участками имеются устьица. Поверхностные тяжи хлорофиллоносной паренхимы хорошо заметны при рассмотрении ещё не пожелтевшей соломины; поверхность стебля полосатая, тёмно- зелёные полосы чередуются с более светлыми.

   В узлах стебель несколько утолщён. У растений с полым стеблем в этом месте перегородка. Утолщения в узлах связаны с тем, что здесь находятся обильные сплетения мелких стеблевых пучков с пучками, выходящими из листьев; между этими пучками имеются многочисленные анастомозы. Стебель на узлах оснащён добавочным количеством склеренхимной ткани. 

                                                         Глава 2

                     Анатомическое строение стебля двудольных растений

   Двудо́льные (устар. варианты: двусемядольные, двусемянодольные) (лат. Dicotylédones), или Магнолиопси́ды (лат. Magnoliópsida) — класс покрытосеменных растений, у которых зародыш семени имеет две боковые супротивные семядоли.

   В анатомическом строении стебля двудольных растений принято различать первичную и вторичную структуру. Первичная  структура возникает в результате дифференциации аппикальной меристемы, а переход ко вторичной структуре начинается с момента деятельности камбия.

   С поверхности стебель покрыт эпидермисом. На небольших выростах эпидермиса, состоящих из группы  мелких клеток, сидят жёсткие волоски, состоящие из ряда клеток. Всю остальную массу стебля на поперечном разрезе разделяют на 2 слоя: первичную кору и центральный осевой цилиндр.

   Первичная кора состоит из разнообразных элементов. Непосредственно под эпидермисом  несколько слоёв пластинчатой  колленхимы, клетки которой содержат хлорофилловые зёрна; затем идёт тонкостенная  паренхима, в её клетках количество хлоропластов постепенно уменьшается по направлению к центру;переход между колленхимой и парнехимой не резкий.

  Последний, внутренний слой клеток первичной коры называется эндодермой, или крахмалоносным влагалищем; в клетках этого слоя имеются крахмальные зёрна, роль которых недостаточно выяснена. Крахмальные зёрна эндодермы не расходуются даже при голодании растений. В коровой паренхиме разбросаны смоляные ходы- узенькие канальцы, окружённые мелкими клетками основной ткани. У других видов травянистых растений могут быть различные отклонения: колленхима или отсутствует вовсе, или, если стебь имеет ребристую систему, распологается тяжами, в таком случае колленхима обычно уголковая или переходного характера. Выдающиеся ребрышки, в основном, и состоят из такой колленхимы. Вместо колленхимы может быть сплошной цилиндр или отдельные прослойки склеренхимы; последняя размещается всегда глубже колленхимы, между склеренхимной и эпидермисом остаётся слой хлорофиллоносной паренхимы.

  Первый слой паренхимных клеток центрального осевого цилиндра, ли стелы, непосредственно примыкающий к эндодерме, относится к перициклу, клетки которого способны к возобновлению меристематической деятельности. Клетки перицикла могут превращаться в лубяные волокна, которые называются первичными, в отличии от вторичных, образованных камбием. Перицикл даёт начало придаточным корням. Глубже перицикла располагается основная паренхима, в которой размещены коллатеральные пучки, расположённые здесь закономерн, по кругу. Пучки возникают из прокамбиальных тяжей, закладываемых ещё апикальной меристемой.

   В отличии от однодольных, у которых весь прокамбий расходуется на образование постоянных элементов пучка, у двудольных прокамбий полностью не дифференцируется; клетки узенькой прослойки прокамбия  между сформировавшимися первичными ксилемой и флоэмой сохраняют способность делиться и превращаются в постоянную действующую прослойку первичного камбия.

  Камбий продолжает формировать элементы ксилемы и флоэмы. В отличие от элементов, образованных прокамбием, ксилема и флоэма, возникающие в результате действия  камбия, называется вторичным. С момента деятельности камбия начинается формирование вторрчной структуры стебля.

   Между пучками, образованными прокамбием, остаются прослойки сердцевиннной паренхимы, играющие роль в горизонтальном перемещении растворов. Эти прослойки называют сердцевинными, радиальными лучами или межпучковыми зонами. Центральный участок стебля, состоящий из паренхимы, ограниченный внутренними концами пучков, называется сердцевиной. Сердцевинные пучки соединяют сердцевину с перициклом.

   У некоторых растений (лён, сурепка,мыльнянка и др.)отдельные тяжи прокамбия ещё в конусе нарастания соединятся и дают сплошное кольцо камбия, который продуцирует кнаружи элементы вторичной флоэмы, внутрь-вторичной ксилемы. Такое строение стебля называется беспучковым.

  Вторичные изменения в стебле пучкового строения не ограничиваются деятельностью пучкового камбия. Уже в самом начале вторичных изменений в том участке первичного сердцевинного  луча, который расположен  между камбиальными прослойками двух  соседних пучков, клетки основной ткани преобретают свойство энергично делиться. В результате этого деления появляется участок образовательной ткани, соединяющейся в конце концов с соседними участками пучкового камбия.

  Вновь образованные прослойки образовательной ткани называется межпучковым камбием. Таким образом, межпучковый камбий по своему происхождению является вторичным камбием. Вторичный камбий соединяется с первичным пучковым камбием, образуя общее камбиальное кольцо, клетки которого продолжают функционировать согласлванно, подстилая вторичную флоэму под первичную и наслаивая вторичную ксилему на первичную.  
 
 

   Межпучковый камбий обычно вначале продуцирует паренхиму, наращивая таким образом первичные сердцевинные лучи; у некоторых растений он формирует механическую ткань- склеренхиму. При существенном утолщении стебля , как, например, у подсолнечника, межпучковый камбий формирует добавочные пучки вторичного происхождения; у этих пучков нет первичных элементов, а ксилема и флоэма у них только вторичные. В результате разрастания старых и вновь возникающих пучков сердцевинные лучи настолько стискиваются, что ксилемы соседних пучков почти сливаются, образуя сплошной древесинный цилиндр.

  В стеблях беспучкового строения сплошное кольцо камбия образуется прямо из прокамбия и , следовательно, на всём протяжении имеет первичное происхождении. Деятельность этого кольца камбия ничем не отличается от деятельности камбиального кольца, возникающего более сложным путём при пучковом типе строения стебля. Таким образом,  независимо от того, какова была первичная структура стебля растений, в результате вторичных изменений у них может образоваться одинаковая структура: общее камбиальное кольцо , внутрь от него - ксилема, кнаружи - флоэма. Так формируется вторичная структура у большинства травянистых растений. 

                                                        Глава 3

                      Анатомическое строение стебля древесных растений

   Стебель липы имеет типичное для древесных растений строение (рис. 8.10). В центре находится небольшой участок живых тонкостенных клеток сердцевины, в которых накапливаются запасные питательные вещества. Сердцевина окружена толстым слоем древесины (вторичной ксилемы), составляющей около 90% всего объема стебля. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Столь большой объем древесины в составе стебля имеет первостепенное значение. Во-первых, по сосудам, которые значительно шире трахеид, осуществляется быстрое передвижение воды с растворенными в ней минеральными веществами от корней к листьям (восходящий ток). Скорость движения воды по ксилеме достигает иногда нескольких десятков метров в час. Из всей воды, проходящей через растение, только 0,5—1% идет на синтез сухого вещества. При этом на создание 1 г сухого вещества растения тратят от 200 до 1 000 г воды. Поэтому беспрерывная фотосинтезирующая работа листьев может быть обеспечена только мощной водопроводящей системой, какой и является ксилема стебля древесного растения. Во-вторых, древесина, в состав которой входят не только трахеиды и сосуды с толстыми одревесневшими оболочками, но и механическая ткань (склеренхима), выполняет опорную функцию, т. е. поддерживает колоссальную тяжесть кроны.

  В общем объеме древесины, представленной главным образом мертвыми водопроводящим и клетками, сохраняется до 20% живых клеток. Это, по-видимому, объясняется необходимостью где-то откладывать запасные вещества, так как у деревьев нет специальных запасающих органов, столь характерных для многих травянистых растений.

   Живые элементы древесины — лучевая и вертикальная паренхима — образуют систему, по которой передвигаются пластические вещества, синтезированные в листьях. Эти вещества по лубо-древесинным (сердцевинным) лучам попадают в живые клетки древесины, где откладываются в виде запасных веществ (крахмала). Весной запасные вещества мобилизуются, превращаясь в растворимые сахара, и с водным током поднимаются по элементам древесины вверх, к молодым, интенсивно растущим побегам.

  В древесине обычно четко выражены разной ширины годичные кольца, или зоны прироста, образованные камбием в результате сезонной периодичности его активности. Наивысшей активностью камбий обладает весной, когда в большом количестве образуются сосуды большого диаметра и крупные клетки паренхимы. Летом активность камбия снижается, а к осени сосудов образуется меньше и они более узкие, клетки паренхимы также уменьшаются. Помимо этого, осенью формируется много механической ткани (древесинных волокон). В осенне-зимний период деятельность камбия прекращается, а весной вновь возобновляется. И так из года в год. Наличие различных клеток в раннем (весеннем) и более позднем (осеннем) приростах позволяет обнаружить границу между годичными кольцами. Этим пользуются для установления возраста стебля по поперечным срезам (спилам), подсчитывая число годичных колец. По их ширине можно судить о погодных условиях в разные годы. У тропических растений, которые растут непрерывно в течение года, годичные кольца практически незаметны.

  Снаружи от камбия расположена сложная ткань — вторичная кора. В ее состав входят вторичная флоэма (луб), остатки первичной коры, а также вторичная покровная ткань — перидерма, образованная на поверхности ствола на смену эпидерме. Позднее первичная кора становится неразличимой, а из наружных слоев вторичной коры на третий—пятый год у большинства древесных растений формируется третичная покровная ткань — корка.

   Самая внутренняя часть коры — луб — образуется камбием. Луб состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами, лубяной паренхимы и лубяных волокон. По ситовидным трубкам осуществляется передвижение со скоростью 1 м/ч органических веществ, синтезированных в листьях, к другим органам растения.

  Лубяные волокна, выполняющие механическую функцию, чаще всего залегают в виде прослоек так называемого твердого луба, между которыми и под защитой которых находятся живые тонкостенные элементы мягкого луба — лубяная паренхима, играющая роль запасающей ткани.

   Таким образом, древесина и луб составлены комплексами элементов, выполняющих ряд функций. Одни из этих элементов (паренхима) действуют только в живом состоянии, другие быстро теряют живое содержимое (трахеиды, сосуды, лубяные и древесинные волокна), но именно в таком виде они способны выполнять соответствующие функции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                 Литература 

● Тихомиров Ф.К.  Ботаника: учебник для с.-х. вузов  

● Лемеза Н.А. ,Камлюк Л.В., Лисов Н.Д Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы  

●Хржановский  В.Г. , Пономаренко С.Ф. Ботаника: учебник  для техникумов