Страница - 10

§17. Внутреннее строение стебля древесных растений

Основные слои в стебле древесных растений. Если вы рассматривали пни свежеспиленных деревьев, то могли заметить, что в них легко различимы четыре слоя: кора, камбий, древесина и сердцевина (рис. 52, а). Если рассматривать их в световой микроскоп (рис. 52, б), то там обнаружатся клетки разных типов и даже слои из разных тканей растений. Рассмотрим каждый слой стебля отдельно.

Кора - наружный слой стебля. Если это стебли трав либо молодые ветки первого года жизни, то на их поверхности будет располагаться прозрачная покровная ткань, похожая на кожицу листа. Под ней мо­гут находиться зеленые фотосинтезирующие клетки. Если же это пере­зимовавшая ветка или старый ствол, то на поверхности будет толстый слой мертвых клеток - пробка. Кора защищает внутренние ткани стеб­ля от холода, поэтому и сформировался слой пробки. Молодая проз­рачная кожица должна защищать от перегрева и пересыхания, но при этом не мешать фотосинтезу.

Когда растения сбрасывают листву, им нужно найти способ потре­блять кислород и выделять углекислый газ. Для этого среди мертвых клеток пробки формируются тяжи из живых клеток основной ткани. Эти тяжи проходят сквозь кору внутрь стебля и достигают следующих слоев - камбия и древесины. На наружной поверхности стволов мно­гих растений эти выходы тяжей заметны без микроскопа. Они называ­ются чечевичками (рис. 53).

Под кожицей или пробкой находится слой коры, который имеет опорную ткань, придающую прочность. Может быть, вы замечали, что когда ломаешь молодые ветки, слышно, что древесина уже сломана, но ветку не удается оторвать, так как ее держат волокна коры. Они живые и не разламываются, поэтому ветки проще отрезать. Именно такие волокна льна, конопли и некоторых пальм используют для изготовление веревок и канатов.

Во внутреннем слое коры находится также и важнейшая проводя­щая ткань - флоэма.

Камбий - слой образовательной ткани. Все клетки камбия одина­ковы. Они образуют тоненькое, слабо различимое кольцо между корой и древесиной. Его можно отличить на ощупь на свежем спиле круп­ного, но не старого дерева. Этот слой обладает самыми сочными клет­ками, и при разрушении его можно определить как влажное кольцо между древесиной и корой.

Клетки камбия, как и клетки зародыша, быстро размножаются и, не успевая вырасти, откладываются в сторону древесины или коры. Именно за счет клеток камбия происходит рост стволов и ветвей в тол­щину. Все лето размножающиеся клетки камбия становятся клетками древесины (в большей степени) или коры (в меньшей). Зимой их раз­множение прекращается из-за недостатка питательных веществ. Вес­ной же, как только распустятся молодые листья, клетки камбия снова начнут быстро размножаться, становясь клетками древесины и коры. И слой древесины продолжит свой рост, образуя годичные кольца.

Древесина (ксилема) - основной слой стебля древесных расте­ний. Он самый толстый и самый мощный. Именно древесину ис­пользуют для изготовления досок, мебели, фанеры и т. д. Она проч­ная и долговечная по сравнению с другими слоями стебля. Клетки древесины очень разнообразны и выполняют разные функции: опор­ную, проводящую, основную.

Клетки именно опорной ткани древесины делают ее прочной и  твердой. Они сохраняют свои свойства и после того, как дерево спилили, потому что это мертвые клетки внутри живого дерева. Именно поэтому они очень прочные и выполняют свою роль даже после гибели растения (рис. 54).

Проводящие ткани древесины до­ставляют воду из корня в надземные ча­сти растения. За эту функцию ее еще на­зывают ксилемой.

Древесная основная ткань, в отли­чие от мякоти листьев, не зеленая. Это живые клетки древесины, которые, как и все живые клетки, питаются, дышат, растут и осуществляют обмен веществ.

Именно живые клетки древесины образу­ют сердцевинные лучи, по которым кислород проходит от чечевичек к сердцевине.

Сердцевина — основная запасающая ткань. Она находится в цен­тре стебля древесных растений. Часто ее можно отличить по цвету или определить на ощупь, если потрогать свежеспиленное дерево. Древесина будет твердой (за счет мертвых опорных клеток), а сердцевина - более мягкой (все ее клетки живые и заполнены питательными веществами). Листья древесных растений в осенне-зимний период не фотосинтезиру­ют. И для питания всех клеток деревьев в это время используются за­пасные питательные вещества, накопленные в сердцевине к осени.

До недавнего времени даже существовала технология получения сахаристых веществ из сердцевины осеннего клена. Ее продукт называется кленовым сиропом. Но сейчас люди понимают, что уничтожать огромные деревья ради сахаров, которые можно получить и из возделываемой сахарной свеклы, не­выгодно и экологически преступно.

Знание и понимание:

1. Какие слои встречаются в стебле дерева?
2. Из каких клеток состоят камбий и сердцевина? Чем они отличаются от клеток древесины и коры?

Применение:

1. Объясните, почему ветки молодых деревьев сложно сломать.
2. Как дышит растение после опадания листьев - осенью и зимой?
3. Почему именно древесину используют для изготовления мебели, до­сок, фанеры?

Анализ:

1. Известно, что у пшеницы, тюльпана, лука и других лилейных и зла­ковых растений нет камбия. Проанализируйте, как это отразилось на их строении.
2. Проанализируйте, откуда деревья получают питание летом и зимой. Почему клетки сердцевины не бывают твердыми, как древесина?

Синтез:

1. Назовите виды тканей в коре стебля. Составьте таблицу, отразив их функции.
2. Назовите виды тканей в слоях древесины. Составьте таблицу, отразив их функции.

Оценка:

1. Оцените, можно ли отследить условия произрастания дерева по спилу его древесины. Как и какие сведения можно выяснить?
2. Почему сейчас не практикуется получение кленового сиропа?

№4. Исследование внутреннего строения стебля. См. с. 234.

§18. Зоны корня

Корень — орган поглощения воды и питательных веществ из по­чвы. Для этого процесса приспособлено все его строение. Внутреннее строение корня можно рассматривать на продольных и поперечных разрезах.

Зоны корня. Если разрезать корень вдоль, то наиболее близкой к стеб­лю частью корня будет зона проведения, следующая за ней в глубину - зона всасывания, далее находится зона роста, на верхушке корня на­ходится зона деления, которая прикрыта специфическим образовани­ем - корневым чехликом. Итак, в продольном разрезе корня выделяют четыре зоны и корневой чехлик (рис. 55).

Корневой чехлик (рис. 56) состоит из покровной ткани. Он выпол­няет защитную функцию, прикрывая, как наперстком, зону деления. Наружные клетки корневого чехлика мертвые. Межклеточное про­странство между ними заполнено слизью. Если в почве встречаются твердые предметы, например камни, мертвые клетки корневого чех­лика отслаиваются и остаются на твердом предмете. А выделившаяся из межклетников слизь позволяет корню скользить и без повреждений огибать препятствия. Клетки, находящиеся внутри корневого чехли­ка, живые. Под микроскопом хорошо видно, что они имеют ядра.

Зона деления состоит из клеток образова­тельной ткани. Эти клетки постоянно размно­жаются. Большая их часть поступает в зону роста, а меньшая становится новыми клетка­ми корневого чехлика. Из быстро размножаю­щихся клеток зоны деления образуются и все другие клетки корня.

Если удалить зону деления, корень переста­нет расти в длину. При этом начнется быстрый процесс образования большого количества бо­ковых корней. При возделывании некоторых культурных растений, таких как томаты, этот агротехнический прием позволяет сделать кор­невую систему более мощной и эффективной.

Зона роста корня следует сразу за зоной деления. Между этими зонами нет резкой гра­ницы, просто одна переходит в другую. В зоне роста только что образовавшиеся клетки уве­личиваются в размерах - удлиняются. Если поставить видимые отметины, например про­вести чернилами черточки на молодом кор­не, станет заметно, что корень растет в длину именно в зоне роста (рис. 57).

Клетки в зоне роста приобретают характер­ные особенности.

Зона всасывания названа так потому, что именно она отвечает за поглощение воды и рас­творенных в ней веществ из почвы. Даже без микроскопа видно, что эта зона покрыта корне­выми волосками (рис. 58). Именно они обеспе­чивают всасывание веществ. Их длина может быть от нескольких миллиметров до 1,3 см. Живут они несколько дней. По мере роста кор­ня в длину новые, молодые корневые волоски постоянно появляются в нижней части зоны всасывания. При этом старые корневые воло­ски постоянно отмирают в верхней части зоны всасывания, ближе к зоне проведения.

Зона проведения отвечает за то, чтобы ве­щества, поглощенные в зоне всасывания, попали в стебель.

Транспорт веществ возможен благодаря проводящей ткани, из которой состоит эта зона. Проводящие элементы корня располагаются в центре, в отличие от стебля, у которого они находятся в коре. Эта часть корня с проводящими тканями получила название центральный цилиндр.

Знание и понимание:

1. Какие функции у корня?
2. Из каких зон состоит корень?

Применение:

1. Заполните таблицу, в которой будут даны названия зон корня, их функции и особенности строения.
2. Как специализируются клетки в зоне роста? Выскажите свои мысли.

Анализ:

1. Проанализируйте с помощью микроскопа зону деления корня. Из кле­ток какой ткани она состоит, и как расположена?
2. Исследуйте корневые волоски в зоне всасывания. Расскажите о их функциях, размерах и количестве.

Синтез:

1. Напишите эссе на тему «Взаимосвязь функций и строения корпя».
2. Подготовьте кейс к дебатам: «Важнейшая функция корня: утвержде­ние - «всасывание веществ из почвы»; опровержение - «транспорти­ровка веществ в стебель».

Оценка:

1. Предложите эксперименты, с помощью которых удастся аргументиро­ванно доказать роль каждой зоны корня.
2. Оцените, как и через какие структуры происходит транспорт веществ от клеток корня к клеткам стебля.

№5. Исследование зон корпя. См. с. 235.