Осмотические свойства клетки. Плазмолиз и деплазмолиз.

Осмос - это диффузия воды через полупроницаемые мембраны. Осмос вызывает передвижение воды из раствора с высоким водным потенциалом в раствор - с низким водным потенциалом.

В связи с тем что вакуоли содержат крепкие растворы солей и других веществ, клетки растений постоянно осмотически поглощают воду и создают гидростатическое давление на клеточную стенку, называемое тургорным. Тургорному давлению противостоит равное ему по величине давление клеточной стенки, направленное внутрь клетки. Большинство растительных клеток существуют в гипотонической среде. Но если такую клетку поместить в гипертонический раствор, вода по законам осмоса начнет выходить из клетки (для выравнивания водного потенциала по обе стороны мембраны). Вакуоль при этом сократится в объеме, ее давление на протопласт уменьшится, и мембрана начнет отходить от клеточной стенки. Явление отхождения протопласта от клеточной стенки называется плазмолизом. В природных условиях такая потеря тургора в клетках приведет к увяданию растения, опусканию листьев и стеблей. Однако этот процесс обратим: если клетку поместить в воду (например, при поливе растения), возникает явление, обратное плазмолизу - деплазмолиз

Понятие о тканях и органах растения. Классификация растительных тканях.

Орган это часть растения, выполняющая определенные функции и имеющая специфичное строение. Вегетативные органы, к которым относятся корень и побег, составляют тело высших растений; они обеспечивают индивидуальную жизнь особи.

У грибов и низших растений деления тела на органы нет. Их тело представлено системой мицелия или слоевищ.

Образование органов у высших растений в процессе эволюции связано с выходом их на сушу и приспособлением к наземному существованию.

Ткани - это устойчивые, закономерно повторяющиеся комплексы клеток, сходные по происхождению, строению и приспособленные к выполнению одной или нескольких функций.

Согласно выполняемым функциям выделяют 6 типов тканей: образовательные (или меристемы - от греч. meristos - делимый) и постоянные, включающие покровные, основные, механические, проводящие, выделительные ткани.

Ткань называется простой, если все ее клетки одинаковы по форме и функциям (паренхима, склеренхима, колленхима). Сложные ткани (проводящие) состоят из клеток, неодинаковых по форме, внутреннему строению и функциям, но связанных общим происхождением (например, ксилема, образованная камбием).

Существует еще классификация тканей, основанная на их происхождении. По этой классификации ткани подразделяют на первичные и вторичные.

Из первичной меристемы, находящейся на верхушке побега и в кончике корня, а также из зародыша семени формируются первичные постоянные ткани (эпидерма, колленхима, склеренхима, ассимиляционная ткань, эпиблема). Клетки постоянных тканей неспособны к дальнейшему делению. Из клеток специализированной меристемы - прокамбия - формируются первичные проводящие ткани (первичная ксилема, первичная флоэма).

Из клеток вторичной меристемы формируются: из камбия - вторичные ткани (вторичная ксилема, вторичная флоэма), из феллогена - перидерма (пробка, феллодерма), возникающая при утолще- нии стебля и корня. Вторичные ткани, как правило, встречаются у голосеменных и у двудольных покрытосеменных растений. Мощное развитие вторичных тканей (древесины и луба) характерно для древесных растений.

Образовательные ткани

Образовательные ткани благодаря постоянному митотическому делению их клеток обеспечивают образование всех тканей расте- ния, т.е. фактически формируют его тело.

Покровные ткани

Первичной покровной тканью является эпидерма, которая состоит из нескольких типов клеток: собственно-эпидермальных, околоустьичных, замыкающих клеток устьица и трихом. Наружные стенки клеток эпидермы покрыты пленкой - кутикулой. У некоторых растений (агавы, кливии, лука) толстые стенки листьев имеют несколько кутинизированных слоев, чередующихся со слоями целлюлозы. Снаружи откладывается чистый кутин, образуя непрерывный слой кутикулы различной толщины. Далее вглубь следуют так называемые кутикулярные слои стенки, состоящие из целлюлозы, пектиновых веществ, радиально расположенных слоев воска и распределенного в беспорядке между ними слоев кутина. Самый внутренний слой клеточной стенки, прилегающий к полости клетки, не содержит кутина. Кутикула иногда вклинивается между боковыми стенками клеток. Она защищает клетки от механических повреждений, проникновения паразитов и поглощает ультрафиолетовые лучи.

Клетки эпидермы плотно сомкнуты между собой, благодаря чему она выполняет ряд функций:

1) препятствует проникновению внутрь растения болезнетворных организмов;

2) защищает внутренние ткани от механических повреждений;

3) осуществляет регуляцию газообмена и транспирации;

4) через нее выделяются вода, соли;

5) может функционировать как всасывающая ткань;

6) принимает участие в синтезе различных веществ, восприятии раздражений, движении листьев.

Основные ткани

Основные ткани составляют большую часть всех органов растений. Они заполняют промежутки между проводящими и механиче- скими тканями и присутствуют во всех вегетативных и генеративных органах. Эти ткани образуются за счет дифференцировки апикальных меристем и состоят из живых паренхиматозных клеток, разнообразных по строению и функциям. Различают ассимиляционную, запасающую, воздухо- и водоносную паренхимы.

В ассимиляционной, или хлорофиллоносной, паренхиме осуществляется фотосинтез. Эта ткань встречается в надземных органах растений (листьях, молодых зеленых стеблях).

Запасающая паренхима преобладает в стебле, корне, корневище. В клетках этой ткани откладываются запасающие вещества - белки, жиры, углеводы.

Воздухоносная паренхима, или аэренхима, состоит из воздухоносных полостей (межклетников), представляющих собой резервуары для запаса газообразных веществ. Эти полости окружены клетками основной паренхимы (хлорофиллоносной или запасающей). Аэренхима хорошо развита у водных растений в различных органах и может встречаться у сухопутных видов; главное ее назначение - участие в газообмене, а также в обеспечении плавучести растений.

Клетки водоносной паренхимы содержат в вакуолях слизистые вещества, способствующие удержанию влаги. Преимущественно эти клетки бывают у суккулентов (кактусы, алоэ, агава).

Механические ткани

Механические ткани - это опорные (арматурные) ткани, образующие скелет растения и обеспечивающие его прочность, вследствие чего растение способно противостоять нагрузкам на растяжение, сжатие и изгиб. Различают механические ткани с равномерно и неравномерно утолщенными клеточными стенками.

Проводящие ткани

Проводящие ткани обеспечивают восходящий и нисходящий ток растения. Восходящий ток - это ток минеральных солей, растворенных в воде, идущих от корней по стеблю к листьям. Восходящий ток осуществляется по сосудам и трахеидам ксилемы (древесины). Нисходящий ток - это ток органических веществ, направляющийся от листьев к корням по ситовидным элементам флоэмы (луба).

Проводящие элементы ксилемы. Наиболее древними проводящими элементами ксилемы являются трахеиды - это вытянутые клетки с заостренными концами. Трахеиды имеют одревесневшую клеточную стенку. По характеру утолщения оболочек, размерам и расположению в них участков первичных оболочек различают 4 типа трахеид: кольчатые, спиральные, пористые и лестничные.

Проводящие элементы флоэмы у архегониальных растений, кроме мхов, представлены си- товидными клетками. На их продольных стенках имеются сквозные отверстия, напоминающие сито, а потому называемые ситовидными полями. У покрытосеменных растений в процессе эволюции сформировался 2-й тип проводящих элементов - ситовидные трубки, представляющие собой продольный тяж клеток, называемых члениками.

Сосудисто-волокнистые пучки. Флоэма и ксилема образуют сосудисто-волокнистые пучки, которые располагаются в центральном осевом цилиндре и бывают открытыми и закрытыми.

Закрытые пучки состоят из ксилемы и флоэмы, между которыми отсутствует камбий и, таким образом, не происходит образования новых элементов флоэмы и ксилемы. Закрытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются в стеблях и корневищах однодольных растений.

Открытые пучки имеют камбий между флоэмой и ксилемой. В результате деятельности камбия пучок разрастается и происходит утолщение органа. Открытые сосудисто-волокнистые пучки встречаются во всех осевых органах двудольных и голосеменных растений.

Выделительные ткани

Выделительные ткани представлены различными образованиями (чаще многоклеточными, реже одноклеточными), выделяющими из

растения или изолирующими в его тканях продукты обмена веществ либо воду. У растений различают выделительные ткани внутренней и наружной секреции.