Транспорт веществ, газообмен, выделение

Восходяший ток — ток воды и растворенных в ней минеральных веществ от корня растения через его стебель к листьям и другим органам; это ток «вверх».

Восходящий ток воды и минеральных веществ

Восходяший ток — ток воды и растворенных в ней минеральных веществ от корня растения через его стебель к листьям и другим органам; это ток «вверх».

Вода из почвы поступает в тело растений путем всасывания клетками корня (главным образом в области кончика корня, где имеется множество мелких корневых волосков) за счет осмоса и (иногда) активного переноса.

Из корневых волосков вода по клеткам корня перемещается к центральному цилиндру: либо по цитоплазме клеток через специальные органеллы, обеспечивающие межклеточные цитоплазматические контакты у растений — плазмодесмы (симпластный путь); либо через вакуоли (вакуолярный путь); либо диффузией по оболочкам между клетками (апопластный путь).

Проникновение воды в центральный цилиндр регулируется слоем эндодермы — ткани, расположенной на границе первичной коры и центрального цилиндра и содержащей водонепроницаемое вещество суберин. Центральный цилиндр содержит проводящую ткань — ксилему, по которой вода поднимается вверх к листьям.

Минеральные соли проникают в корневые волоски и затем поступают в клетки коры и центрального цилиндра путем диффузии и активного переноса.

Растения не имеют никакого «насосного» механизма для передвижения веществ, что резко отличает их от животных с развитой сердечно-сосудистой системой. Вода в растении перемещается из областей с большей концентрацией ее молекул в области с меньшей концентрацией молекул.

В листьях в сухую погоду вода диффундирует наружу через устьица и испаряется (процесс транспирации; испарение воды происходит также с наружных клеток эпидермиса листьев и зеленых стеблей через покрывающий их восковой налет — кутикулу, а у листопадных растений после сбрасывания листьев — через чечевички). Испарение воды приводит к уменьшению концентрации ее молекул в листьях растений. В корнях же растений во влажной почве концентрация этих молекул велика. В результате разности концентраций молекул возникает ток молекул воды от корня к листьям. Вместе с током воды перемещаются растворенные в ней минеральные вещества. Этот восходящий ток воды и минеральных веществ осуществляется по ксилеме, содержащей транспортные трахеиды или сосуды и находящейся обычно во внутренних частях многочисленных пучков проводящих тканей, идущих от корня через стебель к листьям.

Растворенные в воде вещества, достигнув места назначения (верхушечной или пазушной меристемы, молодого листа, развивающегося цветка, плода и т.п.), «выделяются» из ксилемы на тончайших концах ее жилок и затем поступают в клетки путем диффузии и активного поглощения.

Проводящая система растений

Передвигается вода в растениях по клеткам

коровой паренхимы

до центрального цилиндра корня, затем по проводящей системе до

листовой паренхимы

и, наконец, по клеткам листовой паренхимы. На первом участке пути вода передвигается

осмотически

благодаря повышению сосущей силы клеток корня.

Корневое всасывание

Движение воды от корневого волоска в сторону центральных сосудов.Этот отрезок пути очень небольшой (доли миллиметра), но передвижение воды по этому участку очень затруднено, так как воде приходится преодолевать сопротивление слоев живой

протоплазмы

. Это сопротивление примерно равно 1 атм на 1 мм пути, поэтому передвижение воды по живым клеткам на более значительные расстояния не обеспечивало бы потребности растения в воде.Действительно,

растения

, у которых не развита

проводящая система

, например мхи, (подробнее:

Как образуется болото

) имеют незначительные размеры и приспособлены к жизни только во влажных условиях. У наземных растений в процессе эволюции образовалась проводящая ткань, которая устанавливает сообщение между всасывающими воду корнями и испаряющими воду листьями.

Проводящая воду ткань

Проводящая воду ткань

состоит из сосудов, или

трахей

, и

трахеидов

; она начинается в центральном цилиндре корня, проходит через весь корень и стебель и заканчивается в виде тончайших разветвлений — жилок, пронизывающих всю листовую паренхиму.Сосуды представляют собой мертвые трубки, образовавшиеся из живых клеток. В сосудах сохраняются поперечные перегородки на разном расстоянии (от нескольких миллиметров до метра в зависимости от вида растения) одна от другой.Исчезновение перегородок даже на небольшом расстоянии в тысячи раз ускоряет передвижение воды. Трахеиды это длинные мертвые клетки с заостренными концами. При образовании сосудов и трахеид происходит утолщение и одревеснение их оболочек, вследствие чего они не сдавливаются под давлением окружающих их живых паренхимных клеток.

Движение воды в растениях

Движение воды в древесных растениях.Одревеснение, однако, никогда не бывает сплошным: на стенке сосудов остаются тонкие места — поры, по которым вода может перемещаться не только вверх по сосудам, но и в радиальном направлении.

Подъем воды по сосудам

Подъем воды по сосудам

можно доказать следующим опытом. Если у срезанной и поставленной в воду ветки снять кольцо коры выше уровня воды, листья ее не завянут, так как сосуды расположены в древесине.Движение воды по сосудам чаще всего направлено снизу вверх и называется поэтому

восходящим током

.

Восходящий ток

Восходящий ток.Последний отрезок пути водного тока по листовой паренхиме идет по

живым клеткам

. Вода передвигается осмотическим путем по клеткам мезофилла листа до последних клеток, граничащих с

межклеточниками

. Этот отрезок пути, так же как и первый, очень короткий.Если срезанную ветку растения герметически закрепить в стеклянной трубке, заполненной водой, и нижний конец ее опустить в сосуд со ртутью, то при испарении веткой воды ртуть в трубке будет подниматься.Из этого опыта ясно, что передвижение воды по растению обусловлено главным образом

транспирацией

, (подробнее:

Транспирация у растений

), а не только корневым давлением.При испарении воды с поверхности листьев в клетках возникает

сосущая сила.

 Величина ее тем больше, чем меньше воды остается в клетках листа. Эта возникающая сосущая сила поддерживает постоянное передвижение воды в растении.

Транспорт веществ

Транспорт веществ в растениях.

Силы, приводящие воду в движение

Таким образом,

силы, приводящие воду в движение

, находятся по концам проводящей системы: нагнетающий воду корень, работа которого получила название

нижнего концевого двигателя

, и сила присасывания воды листьями —

верхний концевой двигатель

.Оба двигателя действуют в одном направлении и могут заменять и дополнять друг друга. Во время сильной инсоляции летом и при, засухе водоснабжение растения идет за счет присасывающего действия транспирации.

Особенности строения проводящей ткани растений

Строение проводящей ткани растений достаточно сложное, так как содержат разные структурные и функциональные элементы. Она включает ксилему (древесину) и флоэму (луб), по которым осуществляется движение воды в двух направлениях.

Ксилема (древесина)

К ксилеме относят следующие ткани:

  • Собственно проводящие (трахеиды и трахеи);
  • механические (древесинные волокна);
  • паренхиматозные.

Мертвыми элементами проводящей ткани растений могут быть сосуды (трахеи) и трахеиды, так как состоят из отмерших клеток.

Трахеи — представляют собой трубки с утолщенными оболочками. Они образовались из ряда вытянутых клеток, размещенных друг над другом. Продольные оболочки клеток одревесневают и происходит неравномерное их утолщение, а поперечные стенки разрушаются, формируя сквозные проемы. Трахеи длиной, в среднем, 10см, но у некоторых растений — до 2 (дуб) или 3-5м (тропические лианы).

Трахеиды — одноклеточные элементы веретеновидной формы с заострениями на концах. Длина их — около 1мм, но может быть 4-7мм (сосна). Так же, как и трахеи, это отмершие клетки с одревесневшими и утолщенными стенками. Утолщения имеют вид колец, спиралей, сетки. Трахеиды отличаются от трахей отсутствием отверстий, поэтому движение жидкости здесь идет сквозь поры. Они высокопроницаемы для растворенных в воде минералов.

Общность строения трахей и трахеид объясняется единой функцией. По трахеям и трахеидам идет восходящее движение минерализованной воды от корней в надземную часть растения. Подробнее про поглощение  воды корнем.

Строение проводящей ткани растенийСтроение проводящей ткани растений

Флоэма (луб)

Флоэма также состоит из трех тканей:

  • Собственно проводящей (ситовидная система);
  • механической (лубяные волокна);
  • паренхиматозной.

Наиболее важные структурные единицы флоэмы это ситовидные трубки и клетки, которые объединены в единую систему посредством специальных полей и межклеточных контактов.

Ситовидные трубки — продолговатые, живые клетки, размеры их колеблются в пределах от 0,1 миллиметра до 2мм. Как и сосуды, они наиболее длинны у лиан. Продольные стенки их также утолщены, но остаются целлюлозными и не одревесневают. Поперечные оболочки продырявливаются, подобно ситу и называются ситовидными пластинками.

Органические продукты синтеза (энергия АТФ) перемещаются от листьев, к нижерасположенным частям, по разобщенным протопластам (смесь вакуолярного сока с цитоплазмой).

Цитоплазма клеток сохраняется, а ядро разрушается в самом начале формирования трубок. Даже при отсутствии ядра, клетки не отмирают, но их дальнейшая деятельность зависит от специфических клеток-спутниц. Они находятся рядом с ситовидными трубками. Это живые, тонкие, вытянутые по направлению ситовидной трубки клетки. Клетки спутницы являются своеобразной кладовой ферментов, которые через поры выделяются в членик ситовидной трубки и стимулируют перемещение органических веществ по ним.

Клетки-спутницы и ситовидные трубки тесно взаимосвязаны и не могут функционировать отдельно.

Ситовидные клетки не имеют специальных клеток-спутниц и не утрачивают ядра, ситовидные поля хаотично разбросаны на боковых стенках.

Проводящие ткани растений их строение и функции кратко излажены в таблице.

Структура Расположение Значение
Ксилема – проводящая ткань, состоит из полых трубок – трахеид и сосудов с уплотненной клеточной оболочкой. Древесина (ксилема), внутренняя часть дерева, которая находится ближе к осевой части, у травяных растений – больше в корневой системе, стебле. Восходящее движение воды и минеральных веществ от почвы в корни, листья, соцветия.
Флоэма имеет клетки-спутницы и ситовидные трубки, которые построены из живых клеток. Луб (флоэма) расположен под корой, формируется вследствие деления клеток камбия. Нисходящее движение органических соединений от зеленых, способных к фотосинтезу частей в стебель, корень.

Пути и направления передвижения веществ по растению

По каким же проводящим путям транспортируются различные вещества у высших растений? Выяснить это помогли опыты по кольцеванию растений, особенно деревьев.

Кольцевание заключается в следующем. На стволе дерева делаются два параллельных горизонтальных надреза по всей его окружности. Кора, расположенная между этими надрезами, полностью удаляется в виде кольца вплоть до древесины. Листья на окольцованном дереве продолжают фотосинтезировать и не завядают в течение длительного времени. Значит, удаление коры не нарушает нормального обеспечения листьев водой и минеральными веществами, которые поднимаются от корней к кроне не по коре, а по древесине, или по ксилеме (по ее проводящим элементам — сосудам и трахеидам). Общее направление этого тока снизу вверх, поэтому он назван восходящим. С другой стороны, опыты с кольцеванием показали, что передвижение органических веществ происходит по коре, удаление которой задерживает отток ассимилятов. Об этом свидетельствует резкое повышение содержания органических соединений в стволе выше кольца и в листьях. За счет большого количества питательных веществ усиленно разрастаются ткани, находящиеся выше кольца, в результате чего над кольцом образуется наплыв. Напротив, рост корней и участков ствола ниже кольца вскоре приостанавливается, может наблюдаться даже отмирание корней, так как отток ассимилятов из листьев вниз прекращается после удаления коры. Все это доказывает, что органические соединения передвигаются по коре, или флоэме (по ее проводящим элементам — ситовидным трубкам с клетками-спутниками). Основная масса продуктов фотосинтеза оттекает из листьев вниз к корням, поэтому этот ток и назван нисходящим.

Таким образом, с помощью кольцевания уже давно было установлено, что в растениях существуют два противоположно направленных тока веществ. Но понятия «восходящий ток» и «нисходящий ток» весьма условны. Хорошо это можно объяснить на примере нисходящего тока. Известно, что из листьев ассимиляты могут перемещаться не только вниз, к корням, но и вверх, к растущим верхушкам стебля, распускающимся цветкам и созревающим плодам. В связи с этим некоторые исследователи предлагают называть нисходящий ток просто током пластических веществ, не указывая названием на его направление. Современные экспериментальные данные, полученные с помощью радиоактивных изотопов, убедительно показывают, что термины «нисходящий ток» и «восходящий ток» условны не только в отношении направления движения, но и в том смысле, что нисходящий ток не всегда несет только органические соединения, а восходящий — только воду и минеральные соли. В частности, по ситовидным трубкам в различных направлениях перемещаются не только ассимиляты, но и неорганические вещества, а по сосудам древесины вместе с водой и элементами минерального питания могут подниматься и органические соединения.

Пути и направления движения веществ у многолетних растений существенно изменяются в зависимости от времен года. У древесных пород весной, когда они после зимнего покоя трогаются в рост, происходит интенсивная транспортировка в надземные органы органических веществ, которые были отложены в качестве запаса в корнях и стеблях. Во время весеннего сокодвижения запасные вещества быстро растворяются и в большом количестве поднимаются вверх к распускающимся почкам по ситовидным трубкам коры, а также по сосудам древесины вместе с восходящим током воды и минеральных солей. В остальное время года передвижение органических соединений осуществляется главным образом по коре, в сосудах древесины они присутствуют лишь в незначительных количествах. По мере роста листьев и образования в них ассимилятов ситовидные трубки все больше и больше становятся нисходящими путями. В течение всего лета часть продуктов фотосинтеза оттекает вниз, к корням, а другая их часть, наоборот, поднимается вверх, к точкам роста, цветкам и плодам.

С помощью меченых атомов обнаружено, что направление оттока ассимилятов в большой мере зависит от местоположения листьев, которые по-разному снабжают питательными веществами отдельные органы. Нижние листья до самого пожелтения обеспечивают ассимилятами корневую систему, средние — развивающиеся плоды и пазушные побеги, а верхние — растущую верхушку главного побега. Таким образом, транспорт органических веществ по флоэме носит местный характер, т. е. от каждого листа продукты фотосинтеза поступают преимущественно в определенный участок растения.

Строениесемян

            Семявозникло в результате длительного процесса эволюции растений как орган,наиболее надежно обеспечивающий их размножение и распространение.  Семя –  этозачаток будущего организма.

            Строение семени однодольного растения (на примере пшеницы)

image003.jpgСнаружиот кожуры находится кожистый околоплодник. На одномконце зерновки (плод – зерновка) – выступают небольшие волоски, напротивоположном, более остром, волосков нет. Вдоль семени пролегает бороздка,на которой находится рубчик – место прикрепления к семенисемяножки (прикрепляется к стенке завязи).

           Под кожурой расположены: зародыш  и эндосперм.Зародыш состоит: зачаточный корешок, стебелек,почечка. Единственная семядоля злаковых носит название щиток,находится на границе между эндоспермом и зародышем. Имеет вид пластинки.

image004.jpgСтроение семени двудольного растения (напримере фасоли)

Семя сверху покрытотолстой кожурой. На семени выступает рубчик – местоприкрепления семяножки и семени, и семявход, через который принабухании семени проходит вода. Под кожурой находится зародыш,состоящий из зачаточного корешка, стебелька, почечкии двух мясистых семядолей – первые видоизмененные листья.

       В семенах содержится необходимый запас питательных веществ, который находитсялибо в самом зародыше, в его семядолях (фасоль, тыква, редька), либо вспециальной запасающей ткани семени – эндосперме (кукуруза,гречка, морковь). Запасные питательные вещества делят на органическиеи неорганические.          К первым относятся крахмал, белки (втом числе ферменты), жиры, витамины; ко вторым – различные минеральные веществаи вода (соли кальция, калия, фосфора, натрия, железа, меди). Воды всухих семенах – 6-14%. Минеральных веществ –     2-4%. 

        Остальное – органические вещества, среди которых обязательно присутствуют ферменты.С их помощью запасные питательные вещества семени преобразуются в усвояемую дляформирующегося зародыша форму. Запасные питательные вещества обеспечивают семяэнергией, строительным материалом.

Прорастание семян – сложный физиологический процесс, связанный сактивацией ферментов и запасных питательных веществ семени, для которогонеобходимы определенные внешние условия: воздух, влага,тепло – это важные условия прорастания семян (1).

2.  Но, прорасти, дать начало новому растению способны семена только с живыми зародышами!!!

3. Перед прорастанием семена проходятпериод покоя, который может быть очень коротким или длительным.Если этого периода не будет – семена не прорастут.

       Методы нарушения покоя:

а)скарификация – механическое разрушение коры семян, чтоспособствует поступлению воды и, следовательно, прорастанию.

б)стратификация – выдерживание семян во влажном песке при низкихтемпературах.

в)промывание водой – с целью удаления из семян веществ, тормозящихпрорастание.

Выбери свой ВУЗ

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 267
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 603
  • БГУ 155
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 963
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 120
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1966
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 299
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 408
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 498
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 131
  • ИжГТУ 145
  • КемГППК 171
  • КемГУ 508
  • КГМТУ 270
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2910
  • КрасГАУ 345
  • КрасГМУ 629
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 138
  • КубГУ 109
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 369
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 331
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 637
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 455
  • НИУ МЭИ 640
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 213
  • НУК им. Макарова 543
  • НВ 1001
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1993
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 302
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 120
  • РАНХиГС 190
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 245
  • РГГМУ 117
  • РГПУ им. Герцена 123
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 123
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 131
  • СПбГАСУ 315
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 146
  • СПбГПУ 1599
  • СПбГТИ (ТУ) 293
  • СПбГТУРП 236
  • СПбГУ 578
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 194
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1654
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1473
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2424
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 325
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.

Особенности проводящей ткани

Когда на планете произошли серьезные изменения климатических условий, растениям пришлось приспосабливаться к ним. До этого все они обитали исключительно в воде. В наземно-воздушной среде стала необходимой добыча воды из почвы и ее транспортировка ко всем органам растения.

Различают два вида проводящей ткани, элементами которой являются сосуды и ситовидные трубки:

  1. Луб, или флоэма — расположена ближе к поверхности стебля. По ней органические вещества, образованные в листе во время фотосинтеза, передвигаются по направлению к корню.
  2. Второй тип проводящей ткани называется древесина, или ксилема. Она обеспечивает восходящий ток: от корня к листьям.
ситовидные трубки

Нисходящий ток органических веществ

Нисходящий ток — ток органических веществ, прежде всего продуктов фотосинтеза, от листьев к другим органам растения.

Транспортировка органических веществ по телу растения осуществляется по флоэме — проводящей ткани, состоящей из ситовидных клеток и клеток-спутниц, а также клеток механической и основной ткани, и находящейся обычно в наружных слоях проводящих пучков. Передвижение веществ по флоэме осуществляется путем активного переноса; необходимая для этого энергия вырабатывается молекулами АТФ, содержащимися в клетках-спутницах.

Органические вещества по флоэме транспортируются не только вниз, но и вверх, т.е. в двух направлениях. Это отличает флоэму от ксилемы, по которой вещества передвигаются только вверх.

Кроме органических веществ, по флоэме в различной форме переносятся азот и сера (в форме аминокислот), фосфор (в виде фосфорилированных сахаров и ионов неорганического фосфата), калий (в виде ионов), витамины, ростовые вещества, вирусы, поступившие через листья из воздуха химические вещества и т.д.

Где находится проводящая ткань у растений

Если сделать поперечный срез дерева, можно увидеть несколько слоев. Вещества перемещаются по двум из них: по древесине и в лубе.

Луб (отвечает за нисходящее движение) находится под корой и при делении инициальных клеток к лубу отходят элементы оказавшиеся снаружи.

Древесина образуется из клеток камбия, что отошли к центральной части дерева и обеспечивает восходящий ток.

Основные транспортируемые вещества

Большая часть передвигающихся ассимилятов приходится на углеводы, содержание которых во флоэмном соке может достигать 90%, остальное составляют различные аминокислоты, амиды, спирты, органические кислоты и некоторые другие вещества. По современным представлениям, главным транспортным соединением у большинства растений является сахароза. Наряду с сахарозой почти всегда передвигаются и ее производные — олигосахариды, такие, как рафиноза, стахиоза и вербаскоза. Эти вещества образуются в результате присоединения к сахарозе соответственно одного, двух или трех остатков галактозы, как это показано на рисунке. У некоторых древесных пород, например из семейства липовых, вязовых, самшитовых и некоторых других, указанные олигосахариды преобладают даже над сахарозой по содержанию во флоэмном соке.

Олигосахариды, образующиеся путем присоединения к сахарозе одного, двух или трех остатков галактозы

Олигосахариды, образующиеся путем присоединения к сахарозе одного, двух или трех остатков галактозы

Помимо сахарозы и олигосахаридов, транспортируемыми веществами служат спирты, имеющие в цепочке по шесть атомов углерода: маннит, сорбит и дульцит. У растений из семейств сиреневых и ясеневых обычно содержится маннит, у представителей яблоневых и сливовых — сорбит, а у бересклетовых — дульцит. В то же время во флоэмном соке растений различных видов свободные гексозы практически отсутствуют. Все это позволило акад. А. Л. Курсанову предположить, что углеводы, передвигающиеся на большие расстояния по растению, не должны принимать непосредственного участия в обмене веществ проводящих элементов коры. Преимущество сахарозы и олигосахаридов в качестве транспортных веществ как раз и заключается в том, что входящие в их состав гексозы находятся в связанном состоянии и поэтому защищены от использования в обмене веществ ситовидных трубок. То же самое можно сказать и о вышеупомянутых шестиатомных спиртах, которые образуются путем восстановления гексоз. Таким образом, гексозы на время транспортировки по растению преобразуются в нередуцирующие сахара (сахарозу и олигосахариды) или в спирты, т. е. в такие формы, которые не используются на дыхание и другие превращения в ситовидных трубках.

Интересно отметить, что сами ситовидные трубки имеют своеобразные приспособления для транспортировки углеводов. Одно из таких приспособлений состоит в уменьшении количества митохондрий ниже нормы, благодаря чему в них снижается углеводный обмен. Другая морфологическая особенность строения ситовидных трубок, обеспечивающая транспортировку азотистых веществ на далекие расстояния, заключается в следующем. Уже на ранних этапах развития их клетки утрачивают ядро и ядрышко. Такое изменение, по-видимому, приспособительно: оно ограничивает нуклеиновый обмен в ситовидных клетках, а следовательно, снижает расход аминокислот на биосинтез белка, в результате чего большая часть аминокислот передвигается по растению.

Использованию ассимилятов, как правило, предшествует их отток. Непосредственно на месте синтеза — в листьях расходуется лишь очень незначительная часть образовавшихся здесь органических веществ, основная же масса их поступает в проводящую систему и транспортируется в различные органы растения. Отток ассимилятов начинается с перехода их из фотосинтезирующих клеток в окончания проводящих путей.

А. Л. Курсановым с сотрудниками установлено, что выход углеводов, аминокислот и некоторых других веществ из фотосинтезирующих клеток в проводящую систему осуществляется избирательно. Это, следовательно, не результат пассивной диффузии, а идущий с затратой энергии активный процесс, в котором большую роль играет обмен веществ. Избирательность означает, что переход различных веществ в проводящую систему происходит в неодинаковой степени и с различной скоростью, поэтому одних веществ поступает во флоэму больше, других — меньше, а некоторые соединения практически вообще не выходят из клеток листа. Выше уже говорилось о том, что углеводы транспортируются главным образом в виде сахарозы и олигосахаридов, а не в виде гексоз. Причем сахарозы во флоэмном соке содержится значительно больше, иногда в 5—6 раз, чем в тканях листа, что. также свидетельствует об избирательном характере поступления углеводов в ситовидные трубки. Еще более наглядным примером, иллюстрирующим избирательный выход веществ во флоэму, может служить отток и транспортировка аминокислот. По данным А. Л. Курсанова, у ревеня в середине лета особенно активно транспортируется треонин, который легче других аминокислот поступает в проводящую систему. На его долю во флоэмном соке приходится в этот период около 25—30% от общего количества аминокислот, в то время как в самих фотосинтезирующих клетках содержание треонина очень низкое — лишь около 1—3%. Аспарагиновая же кислота почти совсем не переходит в окончания проводящей системы, хотя содержание ее в фотосинтезирующих тканях листа намного превышает количество треонина в них.

Ситовидные трубки растений

Это проводящие клетки луба. Между собой они разделены многочисленными перегородками. Внешне их строение напоминает сито. Отсюда и происходит название. Ситовидные трубки растений живые. Это объясняется слабым давлением нисходящего тока.

Их поперечные стенки пронизаны густой сетью отверстий. А клетки содержат много сквозных отверстий. Все они являются прокариотическими. Это означает, что в них нет оформленного ядра.

Живыми элементы цитоплазмы ситовидных трубок остаются только на определенное время. Продолжительность этого периода варьирует в широких пределах — от 2 до 15 лет. Данный показатель зависит от вида растения и условий его произрастания. Ситовидные трубки транспортируют воду и органические вещества, синтезированные в процессе фотосинтеза от листьев к корню.

ситовидные трубки растений

Корневое давление

Когда же почва богата водой, а воздух водяными парами, подъем воды обеспечивается силой

корневого давления,

 (подробнее:

Корни обеспечивают растение водой

). Следовательно, в зависимости от условий внешней среды главная роль принадлежит то одному, то другому концевому двигателю.Водные нити не рвутся под влиянием своей тяжести, несмотря на то, что при сильной

транспирации

они находятся в состоянии натяжения. Это объясняется силой сцепления молекул воды, достигающей 300—350 атм, а так как в сосудах нет воздуха, то целостность водного тока не прерывается.

Скорость водного тока

Скорость водного тока

зависит от строения проводящих воду элементов. Вода быстрее передвигается по сосудам, причем скорость движения ее зависит от диаметра сосудов: чем он меньше, тем медленнее будет передвигаться вода.Движение воды в растениях происходит благодаря работе двух концевых двигателей, верхнего и нижнего, и сил сцепления, обеспечивающих целостность водных нитей.

Рейтинг: 3/5 — 1голосов

Газообмен у высших растений

Специализированная дыхательная система у высших растений отсутствует.

Водные растения для дыхания используют растворенный в воде кислород, накапливают и хранят его в специальной основной ткани — аэренхиме.

В тело наземных растений кислород поступает из воздуха через устьица в эпидермисе листьев и зеленых стеблей, диффузно через ризодерму корня, а также через чечевички и трещины в коре на одревесневших стеблях и корнях. Захваченный растением газообразный кислород перемещается по межклетникам, постепенно растворяясь в воде, содержащейся в клеточных оболочках. В растворенном виде кислород перемещается вместе с водой либо по плазмодесмам из клетки в клетку (симпластный путь), либо по оболочкам клеток (апопластный путь), затем диффундируя вместе с водой внутрь клеток, где и потребляется.

Кислород, выделяемый в процессе фотосинтеза в клетках, содержащих хлорофилл, может сразу же потребляться митохондриями.

Диоксид углерода поступает из воздуха через устьица, затем по межклетникам доходит до клеток, где осуществляется процесс фотосинтеза, и проникает внутрь этих клеток путем диффузии. К фотосинтезирующим клеткам стебля диоксид углерода может также проникать через чечевички.

Скорость оттока и передвижения ассимилятов

Сравнительно недавно с помощью радиоактивных изотопов удалось определить, что отток веществ из зеленых клеток листа в окончания проводящих пучков осуществляется с большой скоростью, несмотря на то что движение происходит не по специализированным клеткам листовой паренхимы. На растениях ячменя и сахарной свеклы было показано, что после кратковременного пребывания листьев в атмосфере с добавлением радиоактивной углекислоты (С14O2) «меченые» продукты фотосинтеза перемещаются из мест их образования — зеленых клеток листа в проводящие пучки флоэмы всего лишь за несколько минут. Еще более быстро ассимиляты транспортируются по специально приспособленным для этой цели ситовидным трубкам. «Меченые» атомы позволяют сравнительно легко обнаруживать продукты фотосинтеза в различных частях растения и достаточно точно определять скорость их передвижения. Этим способом было установлено, что как у травянистых, так и у древесных растений скорость транспортировки ассимилятов по флоэме в среднем колеблется от 80 до 130 см/ч, т. е. она в тысячи раз превосходит скорость диффузии. Сравнительно недавно удалось обнаружить, что небольшие количества органических веществ могут перемещаться по растению чрезвычайно быстро, со скоростью 50—70 м/ч. Однако эти интересные данные, полученные пока что для сои и картофеля, нуждаются в дальнейшей экспериментальной проверке на растениях разных видов.

Сосуды

В отличие от ситовидных трубок, эти элементы проводящей ткани представляют собой мертвые клетки. Визуально они напоминают трубочки. Сосуды имеют плотные оболочки. С внутренней стороны они образуют утолщения, которые имеют вид колец или спиралей.

Благодаря такому строению сосуды способны выполнять свою функцию. Она заключается в передвижении почвенных растворов минеральных веществ от корня к листьям.

сосуды и ситовидные трубки

 Роль проводящей ткани в жизни растения

  1. Перемещение растворенных в воде минеральных солей, поглощенных с почвы в стебель, листья, цветы.
  2. Транспорт энергии от фотосинтезирующих органов растения в иные участки: корневую систему, стебли, плоды.
  3. Равномерное распределение фитогормонов в организме, что способствует гармоничному росту и развитию растения.
  4. Радиальное перемещение веществ в остальные ткани, к примеру, в клетки образовательной ткани, где идет интенсивное деление. Для такого рода транспорта необходимы также передаточные клетки с множественными выступами в мембране.
  5. Проводящие ткани делают растения более гибкими и устойчивыми к внешним воздействиям.
  6. Сосудистая ткань представляет собой единую систему, которая объединяет все органы растений.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (32 оценок, среднее: 4,47 из 5)
loading.gif Загрузка…

Механизм почвенного питания

Таким образом, в растении одновременно осуществляется передвижение веществ в противоположных направлениях. В ботанике этот процесс называют восходящим и нисходящим током.

Но какие силы заставляют воду из почвы двигаться вверх? Оказывается, что это происходит под влиянием корневого давления и транспирации — испарения воды с поверхности листьев.

Для растений этот процесс является жизненно необходимым. Дело в том, что только в почве находятся минералы, без которых развитие тканей и органов будет невозможным. Так, азот необходим для развития корневой системы. В воздухе этого элемента предостаточно — 75 %. Но растения не способны фиксировать атмосферный азот, поэтому минеральное питание так важно для них.

Поднимаясь, молекулы воды плотно сцепляются между собой и стенками сосудов. При этом возникают силы, способные поднять воду на приличную высоту — до 140 м. Такое давление заставляет почвенные растворы через корневые волоски проникать в кору, и далее к сосудам ксилемы. По ним вода поднимается к стеблю. Далее, под действием транспирации, вода поступает в листья.

В жилках рядом с сосудами находятся и ситовидные трубки. Эти элементы осуществляют нисходящий ток. Под воздействием солнечного света в хлоропластах листа синтезируется полисахарид глюкоза. Это органическое вещество растение расходует на осуществление роста и процессов жизнедеятельности.

Итак, проводящая ткань растения обеспечивает передвижение водных растворов органических и минеральных веществ по растению. Ее структурными элементами являются сосуды и ситовидные трубки.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...