Передвижение воды и питательных веществ в растении
Что такое сосудистые пучки? Какую функцию они выполняют?
Проводящие ткани объединяются в сосудистые пучки, часто окруженные прочными волокнами механической ткани. Сосудисто-волокнистые пучки проходят по всему стеблю, соединяя корневую систему с листьями, и обеспечивают транспорт питательных веществ.
Каким опытом можно показать, что вода с минеральными веществами передвигается по сосудам древесины?
Показать, что вода с минеральными веществами передвигается по сосудам древесины, можно следующим опытом. Поставить в воду, подкрашенную красными или синими чернилами, молодой побег какого-либо дерева. Через трое-четверо суток вынуть побег из воды, смыть с него чернила и отрезать кусочек нижней части. На срезе будет видно, что у побега окрасилась древесина. В этом опыте чернила заменяли минеральные вещества, растворенные в воде. Растворы этих веществ, как и подкрашенная вода, поднимаются от корня вверх внутри стебля по сосудам древесины. Если же в воду, подкрашенную чернилами, поставить веточки бальзамина или цветки подснежника, то можно увидеть, как вода поднимается по стеблю в листья и лепестки, окрашивая их жилки в цвет чернил.
Почему вода непрерывно поднимается вверх по сосудам стебля?
Вода непрерывно поднимается по сосудам стебля вверх за счет корневого давления и испарения воды листьями. На место испарившейся воды в листья постоянно поступает новая.
На каком опыте можно убедиться, что органические вещества передвигаются по ситовидным трубкам луба?
Убедиться, что органические вещества передвигаются по ситовидным трубкам луба, можно, поставив следующий опыт. На стебле комнатного растения (например, драцены или фикуса) осторожно делают кольцевой надрез. Удаляют с поверхности стебля кольцо коры и обнажают древесину. На стебле укрепляют стеклянный цилиндр с водой. На поверхности свежего среза у растения всегда образуется раневая пробка. Клетки, находящиеся под раневой пробкой, энергично делятся. Они используют питательные органические вещества, скопившиеся перед кольцевым надрезом, так как мы удалили ту часть стебля, по которой органические вещества должны передвигаться вниз. Вскоре возникает кольцеобразный наплыв, заживляющий рану. Из наплыва развиваются придаточные корни, а у некоторых растений — и почки.
Где откладываются запасы органических веществ у разных растений?
У однолетних растений вещества откладываются в запас в клетках плодов и семян, а у двулетних и многолетних растений, кроме того, — в клетках корней, стеблей и их видоизменений (в корневищах, клубнях, луковицах, корнеплодах).
Запомните, чтобы глубоко изучить любую науку, нужно восхищаться ей, уметь удивляться и проявлять любопытство в этой сфере. В ботанике это можно делать самыми разными путями: вы можете посетить ботанический сад, или, к примеру, приобрести микроскоп и рассматривать ткани и органы растений, самостоятельно приготавливая микропрепараты.
Это действительно важно, поэтому я останавливаюсь на этом. Сам я получаю и всегда призываю своих учеников получать искреннее удовольствие от погружения в науку. Надеюсь, что и вы разделите эту радость новых интересных знаний, я приложу к этому все усилия. Итак, начнем изучать проводящие ткани.
Проводящие ткани можно сравнить с кровеносной системой человека, которая пронизывает весь наш организм, доставляя питательные вещества к клеткам и удаляя продукты обмена веществ из них. Как уже было сказано, эти ткани служат для передвижения по организму растения растворенных питательных веществ. Имеется два направления тока: от корней к листьям (восходящий ток) и от листьев к корням (нисходящий ток).
Несмотря на то, что настоящие проводящие ткани впервые появились у папоротникообразных, но у мхов в наличии имеются водоносные клетки, благодаря которым они могут накапливать воду, превышающую массу самого сфагнума во 20-25 раз. По этой причине во время Первой мировой войны мох сфагнум использовали в качестве перевязочного материала. Кроме того, он обладает бактерицидными свойствами.
В состав и ксилемы, и флоэмы входят как живые, так и мертвые клетки. Однако отметим, что в ксилеме мертвые клетки преобладают.
Ксилема (древесина)
Эволюционно наиболее древние структуры. Представлены прозенхимными (вытянутые, с заостренными концами), мертвыми клетками. Через них осуществляется передвижение и фильтрация растворов из нижележащей трахеиды в вышележащую. Их одревесневшая утолщенная клеточная стенка имеет разнообразные формы: пористую, спиралевидную, кольчатую.
Длинные трубки, представляющие собой слияние отдельных мертвых клеток «члеников» в единый «сосуд». Ток жидкости идет из нижележащих отделов в вышележащие благодаря отверстиям (перфорациям) между клетками, составляющими сосуд. Так же, как и у трахеид, утолщения клеточных стенок у сосудов бывает самых разных форм.
Во время роста растения проводящие ткани также претерпевают морфологические изменения. Изначальная длина сосуда меняется, благодаря своему строению он растягивается и обеспечивает ток воды и минеральных солей.
Полагают, что эволюционно эти волокна берут начало от трахеид. Они не проводят воду, имеют более узкий просвет и отличаются хорошо выраженной клеточной стенкой, которая придает ксилеме механическую прочность.
Эти клетки составляет обкладку вокруг сосуда, имеют одревесневшие оболочки с порами, которым соответствуют окаймленная пора со стороны сосуда. То есть сюда из сосуда могут поступать органические вещества и формировать запасы, которые в дальнейшем пригодятся растению.
Флоэма (луб)
Клетки-спутницы (сопровождающие клетки) также заслуживают нашего особого внимания. Они примыкают к боковым стенкам ситовидных трубок, из этих клеток через перфорации (поры) АТФ и нуклеиновые кислоты попадают в ситовидные трубки, создавая нисходящий ток. Таким образом, клетки-спутницы контролируют деятельность ситовидных трубок.
Пронизывают флоэму, придавая ей опору. Часть клеток отмирает, что характерно для данной группы тканей.
Обеспечивают радиальный транспорт веществ из проводящих тканей в рядом расположенные живые клетки других прилежащих тканей.
По мере старения ситовидные трубки закупориваются каллозой (образующей так называемое мозолистое тело) и затем отмирают. Отмершие ситовидные трубки постепенно сплющиваются давящими на них соседними живыми клетками.
Ниже вы найдете продольный срез тканей растения, изучите его.
Жилка
Ключевой момент: между ксилемой и флоэмой располагается прослойка камбия. Этот факт обуславливает возможность образования дополнительного объема ксилемы и флоэмы в будущем, для дальнейшего роста и увеличения в объеме пучка. Без камбия невозможно было бы утолщения органа. Такие пучки можно обнаружить во всех органах двудольных растений.
Основное отличие в том, что между ксилемой и флоэмой отсутствует камбий. Невозможно образования новых элементов проводящих тканей, ксилемы и флоэмы. Закрытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются в стеблях однодольных растений.
Верхняя часть жилки представлена ксилемой, нижняя флоэмой. Вокруг пучка в виде кольца располагается механическая ткань – склеренхима. Над пучком и под ним механическая ткань – колленхима – выполняет опорную функцию.
Как вода поднимается от корней к листьям, против силы тяжести?
Запомните, что вода и растворенные в ней минеральные соли поступают в растение благодаря слаженной работе двух концевых двигателей: нагнетающего корневого и присасывающего листового.
Силу, поднимающую воду вверх по сосудам, называют корневым давлением. Величина его обычно составляет от 30 до 150 кПа. В основе этого явления лежит осмос: клетки корня выделяют минеральные и органические вещества в сосуды, что создает более высокое давление, чем в почвенном растворе, и последний начинает притягиваться в сосуды.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Что такое сосудистые пучки какую функцию они выполняют
Стенка венозного сосуда состоит из 3-х полноценных слоев и двух прослоек: адвентиция (наружный слой) сменяется эластичной мембраной, под ней расположена медиа (средний слой) и внутренняя мембрана, а последний внутренний слой венозной стенки образовывает интима. Адвентиция представляет собой каркас, состоящий из плотных волокон коллагена и небольшого числа продольных мышечных клеток, правда, с возрастом численность их постепенно увеличивается, особенно это проявляется на ногах.
Относительно крупные вены дополнительно окружены фасцией, выполняющей опорную функцию.
Венозная стенка состоит из двух структурных групп:
Теперь поговорим о поверхностных венах, расположенных в подкожной клетчатке. Они противостоят давлению, как гидродинамическому, так и гидростатическому, благодаря эластическому сопротивлению стенок. Поэтому они покрыты слоем гладкомышечных клеток, которые более развиты, нежели эти же клетки глубоких вен. Толщина стенок поверхностных сосудов выше у тех вен, чей мышечный слой ниже.
2. Венозная клапанная система. Еще одна особенность вен – наличие клапанов, обеспечивающих определенное направление тока крови (центростремительный, стремящийся к сердцу). Месторасположение и общее количество клапанов обуславливается функциональным значением вены – обеспечить нормальное продвижение кровеносного потока к сердцу, поэтому больше всего клапанов находится в нижнем отделе венозного русла, чуть ниже центрального устья притока. В каждой магистрали поверхностных вен среднее расстояние между парами клапанов не превышает 80-10 см. 2-3 клапанами обеспечены и вены-«переходники», с помощью которых обеспечивается перетекание крови из поверхностных сосудов в вены-«глубинки».
Обычно, клапаны венозных сосудов двустворчатые и размещение в определенной части сосуда отображает их функциональную нагрузку. Створки клапанов формирует соединительная ткань, а
3. Анатомия венозной системы нижних конечностей. Вены, расположенные в ногах человека также разделяются на подкожные, глубокие и коммуникативные (или перфоранты-соединяющие между собой глубокую и поверхностную систему).
I) Поверхностные вены Данная группа сосудов расположена сразу под кожей и состоит из следующих вен нижних конечностей:
Эти венозные сосуды при развитии варикоза подвергаются наиболее сильной трансформации, поскольку не обладают защитными механизмами против патологического повышения давления в виде опорного каркаса в тканях, которые их окружают.
Большая подкожная вена (v. saphena magna), продолжающий краевую медиальную вену (v. marginalis medialis), по краю внутренней лодыжки плавно переходит на голень и поднимается вдоль среднего края берцовой кости. Здесь вена огибает мыщелок и позади коленного сустава передислоцируется на бедерную внутреннюю поверхность. По голени вена проходит очень близко от n. Saphenus, благодаря чему обеспечивается иннервация кожного покрова поверхности стопы и голени.
Малая подкожная вена (v. saphena parva). Теперь рассмотрим, как располагается в нашем теле малая поверхностная вена (v. saphena parva). Данный кровеносный сосуд продолжает краевую наружную вену стопы (v. marginalis lateralis) и проходит вверх позади лодыжки. Вначале вена протекает снаружи ахиллова (либо пяточного) сухожилия, а затем по его задней поверхности приближается к средней линии голени. Иногда в этом месте вена разветвляется, но чаще, продолжает быть одноствольной. На пути следования малой поверхностной вене постоянно сопутствует n.cutaneus surae medialis, который иннервирует кожу на заднемедиальной стороне голени. Где-то между средней третей частью и верхней третей частью голени, вена углубляется, проникая в толщу мышц и протекая между листками глубокой фасции.
Под подколенной ямкой этот кровеносный сосуд прободает фасцию и вливается в вену (25% случаев), а иногда она впадает в притоки глубокой бедренной вены или в нее саму (в ряде случаев она втекает в одно из ответвлений поверхностной большой вены). Вверху голени эта вена взаимодействует с большой подкожной веной, образуя множественные анастомозы. Существует еще и бедренно-подколенный венозный сосуд или вена Джиакомини (v. Femoropoplitea), крупнейший постоянный приток большой поверхностной вены. Он эпифасциально располагается у самого устья VSР и соединяет ее с большой поверхностной бедренной веной. В этом месте рефлюкс, направленный со стороны большого поверхностного венозного сосуда, становится причиной ее варикозного расширения. Если отток крови проходит в обратном порядке (допустим, в связи с недостаточностью клапанной системы малой подкожной вены), она варикозно трансформируется и вовлекает в этот процесс большую поверхностную вену.
II) Глубокая венозная система Глубинные (или глубокие) венозные стволы проходят в мышечных массивах ног, являясь носителями основной части кровотока. К ним относятся:
4. Система перфорантных (коммуникационных) вен Итак, пришла очередь рассмотреть детальнее систему перфорантных вен – тонкостенных сосудов, служащих своеобразными «мостиками» через которые кровь из поверхностных вен целенаправленными потоками попадает в вены-«глубинки». Диаметр коммуникативных вен очень варьируется, есть сосудики с сечением в доли миллиметра, есть венки, доходящие до 1,5-2 мм и достигающие 15 см в длину. Чаще всего они расположены по косой, а их система клапанов ориентирована так, чтобы кровь текла только в одном направлении. Есть также нейтральные (бесклапанные) перфоранты, которые находятся, как правило, на стопе. Данные вены могут быть прямыми и непрямыми. Прямых перфорантов гораздо меньше и они покрупнее, чем непрямые.
Прямые венки непосредственно соединяют «глубинку» и подкожную вену, как, например, вены Кокета, и находятся они в дистальных отделах ноги. Непрямые «переходники» вначале соединяют поверхностный сосуд с мышечной веной, а уже та тем или иным способом связана с глубинной веной. Таких венок на нижних конечностях много, порядка 100, все они очень мелкие и находятся в мышечных массивах. Вообще, «переходные» вены, прямые и непрямые, сообщаются обычно не с основным руслом поверхностной вены, а с небольшим ее притоком. Так, уже упомянутая вена Коккета, которая находится в нижней трети голени и при появлении варикоза или посттромбофлебита поражается наиболее часто, соединяет с «глубинками» заднее ответвление большой подкожной вены (т.н. вена Леонардо) Для человека наиболее значимы такие прямые перфоранты, как:
