Что такое восходящий и нисходящий ток в биологии
5. Проводящая – служит для передвижения воды и минеральных солей, а также органических веществ.
Различают восходящий ток – ток воды и минеральных солей вверх от корня к листьям, плодам и нисходящий ток – движение органических веществ от листьев вниз.
Восходящий ток осуществляется по сосудам (или трахеям) и по трахеидам. Сосуды – клетки с более широким, чем у трахеид просветом, поперечные перегородки ослизнены (разрушены), клетки мертвые – ток воды более быстрый. Трахеиды – более древний элемент проводящей системы, узкие просветы, стенки неравномерно утолщены, концы клеток заострены, в стенках имеются поры, прикрытые пленочкой, – препятствует быстрому току жидкости. Клетки мертвые.
Нисходящий ток идет по ситовидным трубкам – живые клетки, цитоплазма расположена пристеночно, ядра нет, поперечные перегородки продырявлены в виде сита. Рядом располагаются клетки спутницы, имеют ядра, выполняют, по-видимому, вспомогательную функцию.
Строение семян
Семя возникло в результате длительного процесса эволюции растений как орган, наиболее надежно обеспечивающий их размножение и распространение. Семя – это зачаток будущего организма.
Строение семени однодольного растения (на примере пшеницы)
Снаружи от кожуры находится кожистый околоплодник. На одном конце зерновки (плод – зерновка) – выступают небольшие волоски, на противоположном, более остром, волосков нет. Вдоль семени пролегает бороздка, на которой находится рубчик – место прикрепления к семени семяножки (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.
Строение семени двудольного растения (на примере фасоли)
Семя сверху покрыто толстой кожурой. На семени выступает рубчик – место прикрепления семяножки и семени, и семявход, через который при набухании семени проходит вода. Под кожурой находится зародыш, состоящий из зачаточного корешка, стебелька, почечки и двух мясистых семядолей – первые видоизмененные листья.
В семенах содержится необходимый запас питательных веществ, который находится либо в самом зародыше, в его семядолях (фасоль, тыква, редька), либо в специальной запасающей ткани семени – эндосперме (кукуруза, гречка, морковь). Запасные питательные вещества делят на органические и неорганические. К первым относятся крахмал, белки (в том числе ферменты), жиры, витамины; ко вторым – различные минеральные вещества и вода (соли кальция, калия, фосфора, натрия, железа, меди). Воды в сухих 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 для формирующегося зародыша форму. Запасные питательные вещества обеспечивают семя энергией, строительным материалом.
Прорастание семян – сложный физиологический процесс, связанный с активацией ферментов и запасных питательных веществ семени, для которого необходимы 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 проходят период 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, что способствует поступлению воды и, следовательно, прорастанию.
б) стратификация – выдерживание семян во влажном песке при низких температурах.
в) промывание водой – с целью удаления из семян веществ, тормозящих прорастание.
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Транспорт веществ, газообмен, выделение
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.
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.
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.
Выделение у высших растений
Растения синтезируют все необходимые им органические вещества ровно в том количестве, сколько необходимо для потребления в данный момент. Поэтому у растений нет специальной выделительной системы, как у животных.
Избыток диоксида углерода из клеток путем диффузии поступает в межклеточное пространство и через устьица, чечевички или трещины в корке выводится в окружающую среду. Через устьица и чечевички осуществляется также испарение воды и выделенных в межклетники спиртов, альдегидов, терпенов.
Многие органические отходы метаболизма и избыток некоторых минеральных солей, поглощаемых растениями, откладываются у растений в отмерших тканях (например, в древесине) и