Корень может расти за счет вставочной меристемы: Корень может: 1) поглощать воду с растворенными веществами. 2) закреплять растения в

Содержание

Корень может: 1) поглощать воду с растворенными веществами. 2) закреплять растения в

Что входит в гармональну, нервную и кровеную систему ппооммоогиите​

Які водорості найміцніші

Не спираясь на интернет (потому что в некоторых сайтах неверно), обьяснените, у Налима малая среда обитания или его трудно ловить. Поясните

Гриби Тварини Рослини а Прокаріоти (бактерії, ціанопрокаріоти) Одноклітинні твариноподібні організми та водорості помогите пожалуйста ​

Допоможіть будь ласка завдання на фото

Подготовить сообщение по биологии на тему Нанотехнологии в биологии?​

Почему исчезли с лица земли дронт и морская корова?​

собой непрерывный процесс закономерного перераспределения вещества и энергии, постоянно обновляющих экологические систем, Вопросы и задания 1. В чём з … аключается главная функция биосферы? 2. Расскажите о круговороте воды в природе. Составьте логиче- скую схему круговорота воды (работа в малых группах). 3. Какие организмы поглощают углекислый газ из атмосферы? Составьте логическую схему круговорота углерода (работа в малых групах). 4. Отините круговорот азота в природе. В какие химические ве- щества входит азот на разных этапах круговорота? Составьте логическую схему круговорота азота (работа в малых группах). 5. Какую роль играют микроорганизмы в круговороте серы? Со- ставте логическую схему круговорота серы (работа в малых групах), 6. Как вы думаете, почему круговорот веществ в природе являет- ся главной функцией биосферы? 7. Составьте развёрнутый план параграфа​

Как долго спят тигры?

Вам предлагается провести наблюдение за животным по следующему плану: Выберите объект наблюдения. Им может быть абсолютно любое, реально существующее … животное (так что розовый единорог не подойдет) Дайте систематическое описание данному животному (укажите царство, подцарство, тип и т.д.) Опишите внешнее строение данного животного (или группы). То есть укажите, какие есть отделы тела, есть ли конечности, какие ли бо производные покровов и т.д (например, раковина у моллюсков) Опишите особенности внутреннего строения животных данной группы. Сделайте рисунок или распечатайте схему строения животных данной группы (например, схему внутреннее строение рыбы) Опишите особенности жизненных процессов животных данной группы, то есть укажите, как происходит питание, дыхание, размножение и т.д. Опишите, каково значение животных данной группы в природе и жизни человека Напишите интересные факты о данном животном или животных данной группы

Локализация роста у растений

Рост растений происходит за счет деления и растяжения кле­ток различных органов. Ростовые про­цессы локализованы в меристемах. Различают апикальные, ин­теркалярные и латеральные меристемы.

Апикальные, или верху­шечные, меристемы расположены на концах растущих побегов и кончиках корней всех порядков (апексы, или точки роста). Конусообразный апекс побега называют кону­сом нарастания. За счет этих меристем осуществляются рост осевых органов в длину, образо­вание зачатка органа и первоначальное разделение его на ткани. Активируя или подавляя деятельность апикальной меристемы, можно влиять на продуктивность и устойчивость растений. По В. В. Полевому (1989), апикальные меристемы побега и корня — это главные

координирующие (доминирующие) центры растения, определяю­щие его морфогенез.

За счет интерка­лярной (вставочной) меристемы, расположенной в основании молодых междоузлий растет стебель и листья однодольных растений.

Латеральные (боковые) меристемы обес­печивают утолщение стебля и корня: первичныепро­камбий и перицикл и вторичныекамбий и феллоген. Постоянный рост растения на всех этапах онтогенеза позволяет ему удовлетворять потребности в энергии, воде и элементах мине­рального питания.

Активность меристем зависит от влияния внешних условий, сложных взаимоотношений внутри растительного организма (по­лярность, корреляция, симметрия и т. д.). В с.-х. практике при помощи полива, подкормок, прореживания и других мероприятий можно влиять на количество закладывающихся в конусах нарастания метамер­ных органов, на их последующий рост, редукцию и в итоге на продуктивность растений.

  1. Особенности роста органов растения

Рост стебля

. Апекс стебля имеет размеры 0,1—0,2 мм в диметре и защищен листьями. Удлинение стебля происходит благодаря росту междоузлий. Сначала растут верхние междоузлия. Очередное междоузлие перехо­дит к интенсивному росту при снижении его темпов у предыду­щего. Для каждого отдельного междоузлия характерны медленный первоначальный рост (деление клеток), после­дующий быстрый рост (растяжение клеток)и, наконец, замедление роста у зрелого междоузлия.

У растущих междоузлий наружные ткани испытывают на­тяжение (растягивание), а внутренние - компрессию (сжатие), что наряду с тургорным давлением клеток обеспечивает проч­ность стеблей травянистых растений.

В благоприятных условияхсамые длинные междоузлия фор­мируются всредней частипобега.

Боковое ветвление проис­ходит за счет роста пазушных или прорастания придаточных (адвентивных) почек.

Утолщение - результат деятельности латеральных меристем — камбия. У однолетних растений деление камбия заканчивается к цветению

. У древесных форм камбий с осени до весны (зимой) нахо­дится в состоянии покоя (определяет наличие годичных колец).

Темпы удлинения стебля побе­гов регулируются поступающими ауксинами и гиббереллинами. Для интенсив­но растущих междоузлий характерно повышенное содержание гиббереллинов и ауксинов.

Высота растения определяется их геномом, а в значительной мере — условиями выращивания.

Закладка генеративных органов связана с фотопери­одической чувствительностью, яровизацией и другими фактора­ми. У злаков дифференциация колоса начинается в фазе куще­ния.

Рост листа. Несколько зачат­ков листьев имеется в зародышевой почке, но большая их часть формируется после прорастания. Зачаточные листья возникают на конусе нараста­ния побега (из валиков или бугорков - примордия). Интервал между заложением двух листовых зачатков у разных растений составляет от нескольких часов до нескольких суток и называется пластохроном. Для формирования примордиев и тканей листа необходимы

цитокинин и ауксин. Ауксин влияет на образование проводящих пучков, а гиббереллин - на удлинение листовой пластинки.

У двудольныхлистовая пластинка увеличивается путемравно­мерного роста клеток(в основном растяжением)по всей площа­дилиста. Наличиенескольких точек ростаопределяет образова­ниезубцов, лопастей, листочков.

У однодольныхлист удлиняет­ся за счетбазальногоиинтеркалярногороста.

Утолщениелиста осуществляется за счет деления и растяжения клеток палисадной па­ренхимы и клеток мезофилла.

Большое влияние на рост листьев оказывают интенсивность и качество света.В темнотерост листа заторможен.Свет стимули­рует деление, но тормозит растяжениеклеток.При затенении листья крупнее и тоньше.Интенсивный светвызы­ваетутолщениепластинки листа за счет образованиядополни­тельных слоев столбчатойпаренхимы.

При недостатке водыформируются мелкие листья с ксероморфной структурой, что связано с увеличением АБК и этилена.

При недостатке азотауменьшается число делений клеток за пери­од роста листа, сокращается его поверхность.

Низкая температуратормозитрост листа вдлинуистимулируетутолщение. При этому морозостойких сортовозимой пшеницы длительность фазы растяжения клеток сокращается в большей степени, чем у нестойких.

Ростлистапрекращает­ся, когда начинается интенсивныйэкспортпродуктов фотосин­теза.

Рост корней. Скорость деления и роста клеток в корнях намного выше, чем в других органах растения. Первичный корень формируется еще в зародыше семени, и его рост до выхода из семени происходит путем растяжения базальных кле­ток меристемы зародышевого корешка. У двудольных растений зародышевый корень становится главным (стержневым), образу­ет боковые корни. У однодольных растений первичный корень дополняется придаточ­ными корнями, образующимися в основании побега, формирует­ся мочковатая корневая система.

При прорастании семян появляется зародышевый корень, который очень

быстро растет, затем темпы его роста снижаются при одновременном ускорении роста надземных ор­ганов. В дальнейшем рост корня снова возобновляется. Указан­ные особенности обеспечивают укоренение на первом этапе и гармоничное развитие гетеротрофной и автотрофной частей рас­тения в последующий период.

Апикальная меристема корня формирует корневой чехлик, выполняющий очень важные функции (защищает меристему при продвижении корня в почве; выделяют полисахаридную слизь и постоянно слущиваются с его поверх­ности; слизь защищает от патогенов и высыхания; является сенсорной зоной, воспринимающей действие гравитации, света, давления почвы, химических веществ и определяет направление и скорость роста корня; в нем синтезируется АБК).

На границе с чехликом в меристеме находятся клетки покоя­щегося центра, в состав которого входят инициальные клетки разных тканей (500—1000 клеток). Покоящийся центр восстанав­ливает численность клеток меристемы при их естественном из­нашивании или повреждении.

У корней всех типов выделяют 4

зоны: деления, растяжения, корневых волосков и про­ведения (ветвления).

У корней кукурузы, гороха, овса, пшеницыи др растущая часть короткая —меньше 1 см. Чем тоньше корень, тем короче его меристема. В корнекороткая зона растяжения, что важно для преодоления сопротивления почвы (развиваютдавлениедо8—16 атмна 1 см). Ветвление и высокой скоростью роста корней обеспечивают постоянное поглощение воды и ионов.

Для зоны растяжения корня характерны повы­шенная ИД, активация ряда ферментов (аук­синоксидаза, полифенолоксидаза, цитохромоксидаза и др.). В результате роста растяжением первоначальный объем ме­ристематической клетки увеличивается в 10-30 раз за счет обра­зования и увеличения вакуолей, в которых уве­личивается содержание осмотически активных веществ - ионов, ОК, сахаров и др..

Некоторые эпидермальные клетки корня образуют корневые волоски длиной 0,15—8 мм. Число корневых волосков у кукуру­зы достигает 420 на 1 см2 поверхности корня. Они функционируют в среднем

2—3 дня и отмирают. При отсут­ствии кальция в питательном растворе, аэрации корневые волос­ки не образуются.

Боковые корни закладываются в перицикле ма­теринского корня в зоне поглощения или выше. Его меристематические клетки выделяют гидролитические ферменты, раство­ряющие оболочки клеток коры и ризодермы, обеспечивая выход его наружу.

Придаточные корни закладываются в меристемати­ческих или потенциально меристематических тканях (камбий, феллоген, сердцевинные лучи) разных органов растения (старые участки корня, стебли, листья и др.).

Рост корня зависит от возраста и вида растения, условий внешней среды. Благоприятные для фотосинтеза условия среды способствуют росту корней, и наоборот. Затенение растений или скашивание надземной части тормозит рост и уменьшает массу корней. Оптимальная температура для роста корней не­сколько ниже, чем для побега. Отношение корней к темпера­туре меняется в онтогенезе. Так, корни молодых растений томата растут лучше при 30 °С, чем при 20 °С, а взрослых наоборот. При высыхании почвы

до влажности завядания рост корней прекращается. При умеренном орошении корни пше­ницы располагаются в верхних слоях почвы, а без полива проникают глубже. Оптимальная плотность почвы для роста корней кукурузы и других сельскохозяйственных культур 1,1...1,3 г/см3. В плотной почве уменьшаются длина клеток и размер зоны растяжения из-за образования этилена, увеличиваются затраты на дыхание. Критическое содержание О2 в почвенном воздухе - около 3—5 % объема. Потребность корней в кислороде тем больше, чем выше температура почвы. Минимальной потребностью в кислороде отличаются рис и гречиха, а максимальной - томат, горох, ку­куруза. Корни риса имеют аэренхиму. У растений озимой ржи и пшеницы на посевах, затопленных весной талыми водами, листья, находясь в воздухе, также могут непродолжительное время снабжать корни кислородом. Для роста корней большинства растении оптимальный рН 5-6.

Гормональная регуляция_ роста корня. Для роста корней необ­ходимы низкие (10-11...10-10 М) концентрации ауксина. Увели­чение потока ауксина из побега тормозит рост корня в длину, что объясняется и индукцией синтеза этилена. Гиббереллины не влияют на рост корня, а цитокинины в повышенных концент­рациях тормозят его. АБК, образуемая корневым чехликом, за­медляет рост корня в длину, Верхушка корня тормозит образова­ние боковых корней, поэтому удаление ее стимулирует их образование. По-видимому, это результат действия замедляющих ризогенез цитокининов, образующихся в верхушке корня.

Заложение боковых корней начинается на таком расстоянии от верхушки корня, где обеспечивается определенное соотноше­ние цитокинина и ауксина (активатора ризогенеза), поступаю­щих из стебля. Этилен способствует заложению боковых корней ближе к верхушке корня, а обработка растений им вызывает массовое образование придаточных корней. На плотных почвах механическое сопротивление среды приводит к синтезу в корнях «стрессового» этилена. При этом в зоне растяжения клеток вмес­то удлинения возникает утолщение, что облегчает раздвигание частиц почвы и последующее удлинение корня. Уменьшение приростов корня может быть связано и с накоплением в клетках ингибиторов фенольной природы и дальнейшей лигнификацией клеточных стенок.

Меристемы вставочные - Справочник химика 21

    Расположенная у оснований междоузлий и охваченная листовыми влагалищами вставочная меристема остается у злаков активной на протяжении длительных сроков и после того, как остальные ткани междоузлий полностью закончили свой рост. Этим обусловлена способность полегших злаков подниматься даже в тех случаях, когда полегание произошло на поздних этапах развития растений. [c.513]

    Органы одного и того же растения, участки ткани одного и того же органа растут неравномерно. Процессы активного роста органа, новообразования органов осуществляются, как правило, в так называемом конусе нарастания, под которым обычно понимают верхущечную часть растущих органов (стебель, корни). Конус нарастания обладает определенными, характерными для него особенностя.ми строения. Основной особенностью является наличие в нем так называемой меристемы — ткани, состоящей из неспециализированных, способных к быстрому делению клеток. По своему положению в растении меристемы делятся на верху щечные, которые находятся на окончаниях (верхущках) главных и боковых стеблей, а также на окончаниях многочисленных корней, и боковые. В результате деятельности верхушечной меристемы в растении происходит линейный рост надземных и подземных органов, а также ветвление, образование боковых побегов, листьев и цветов. Наряду с этим в растении имеются боковые меристемы, деятельностью которых обусловлен рост стеблей и корней в толщину (увеличение диаметра). Имеются, наконец, и меристемы вставочные, которые расположены в отдельных участках стебля или листа. С наличием этих меристем связан рост междоузлий у злаков и других растений. Деятельностью меристем обусловлено образование всех имеющихся в растении тканей. [c.509]


    Представителем этого порядка может служить род эктокарпус E to arpus). Многочисленные виды его распространены во всех морях, особенно холодных, растут на различных подводных объектах и на других более крупных водорослях. Таллом (как спорофита, так и гаметофита) имеет вид желтовато-бурых кустиков, достигающих в длину нескольких сантиметров. Он состоит из стелющихся по субстрату нитей, от которых отходят вертикальные нити из одного ряда клеток, обильно ветвящиеся. Вегви вертикальных нитей часто оканчиваются многоклеточными бесцветными волосками. Стелющиеся по субстрату нити обнаруживают верхушечный рост. Рост вертикальных нитей у разных видов неодинаков, У большинства видов рост диффузный и лищь у некоторых видов дифференцируется ясно выраженная интеркалярная вставочная меристема у основания волосков еще реже наблюдается верхушечный рост. [c.142]

    Растения в отличие от животных в течение всей жизни растут, образуя новые ткани и органы, которые закладываются в эмбриональных зонах — меристемах, где все клетки делятся. Существование меристем поддерживается инициальными клетками инициалями), способными к делению неопределенно длительное время. Апикальные верхушечные) меристемы расположены на концах побегов и корней. Латеральные боковые) меристемы образуют слои клеток вдоль каждого побега и корня (у двудольных растений). К ним относятся первичные латеральные меристемы — прокамбий и перицикл и вторичные — камбий и феллоген. В основании молодых междоузлий и листьев функционируют интеркалярные вставочные) меристемы (рис. 11.6). При повреждении у растений активируются меристемы, за счет которых регенерируют ткани, органы и целые организмы. [c.344]

    Меристемы различны по расположению в отдельпых органах. калъные, или верхушечные, меристемы расположены в окончаниях (верхушках) стебля, растущих побегов и корня п обеспечивают верхушечный тип роста. Вставочные, или интеркалярные, меристемы, расположенные между двумя закончившими рост тканями, характерны для стебля (рост междоузлий у злака) и для некоторых листьев. Этим меристемам соответствует интеркалярный тип роста. Вааалъ-ные- меристемы расположены у основания органа и характерны для листьев, которые растут основанием. Наконец, существуют меристемы, обеспечиваюш ие рост стебля в толщину, расположенные в стебле между ксилемой и флоэмой (камбий). [c.235]


Большая энциклопедия школьника

Большая энциклопедия школьникауникальное издание, содержащее весь свод знаний, необходимый ученикам младших классов. Для детей, собирающихся в 1-й класс, она послужит незаменимым помощником для подготовки к школе. В этой энциклопедии ребенок сможет найти любую интересующую его информацию, в понятном и простом для него изложении. Вы подбираете слова и определения для простых вещей, которые надо объяснить ребенку? Сомневаетесь в формулировках? Просто возьмите «Большую энциклопедию школьника» и найдите нужный ответ вместе с малышом!

Математика в стихах
Развитие речи
Азбука в картинках
Игры на развитие внимания
Как правильно выбрать школу
Ваш ребенок левша
Как готовить домашнее задание
Контрольные и экзамены

Большая энциклопедия школьника - это твой надёжный путеводитель в мире знаний. Она проведёт сквозь извилистые лабиринты наук и раскроет завесу великих тайн Вселенной. С ней ты поднимешься высоко к звёздам и опустишься на дно самых глубоких морей, ты научишься видеть мельчайшие организмы и осязать огромные пространства Земли. Отправившись в это увлекательное путешествие, ты значительно расширишь свой кругозор и поднимешься на новую ступень развития. Отныне никакие вопросы учителей не смогут поставить тебя в тупик, ты сможешь найти выход из любой ситуации. Мир знаний зовёт тебя. В добрый путь!

Ребенок не хочет учить буквы

Ребенок не хочет учить буквы - Понимаете, ведь надо что-то делать! - с тревогой говорила мне полная, хорошо одетая дама, едва умещающаяся на стуле. Ее ноги в аккуратных лодочках были плотно сжаты (юбка до середины колена казалась слегка коротковатой для такой монументальной фигуры), руки сложены на коленях. - Ей же на тот год в школу, все ее сверстники уже читают, а она даже буквы ...

Past continuous passive

Страдательный залог образуется с помощью вспомогательного глагола 'to be'. Страдательный залог глагола 'to repair' в группе 'continuous' : To be repaired = Быть исправленным. The road is being repaired = Дорогу чинят. The road is not being repaired = Дорогу не чинят. Is the road being repaired? = Чинят ли дорогу? The road was being repaired = Дорогу чинили. The road was not being repaired = Дорогу не чинили. Was the road being repaired? = Чинили ли дорогу? Страдательный ...

Определение формулы органического вещества по его молярной массе

Задание: Определить формулу углеводорода, если его молярная масса равна 78 г. № п/п Последовательность действий Выполнение действий 1. Записать общую формулу углеводорода. Общая формула углеводорода СхНу 2. Найти молярную массу углеводорода в общем виде. М(СхНу)=12х +у 3. Приравнять найденное в общем виде значение молярной массы к данному в ...

У

У ЗВУК (У). 1) Удобная буква! Удобно в ней то, Что можно на букву Повесить пальто. У – сучок, В любом лесу Ты увидишь букву У. 2) ФОНЕТИЧЕСКАЯ ЗАРЯДКА. - Как воет волк! ( у – у – у ) 3) ЗАДАНИЯ. а) Подними руку, если услышишь звук (у): паук, цветок, лужа, диван, стол, стул, голуби, курица. б) Где стоит (у)? Зубы, утка, наука, кенгуру ...

Особенности строения покровных тканей вегетативных органов растений (Реферат)

Содержание:

  1. Первичная покровная ткань
  2. Вторичная покровная ткань
  3. Третичная покровная ткань
  4. Вегетативные органы растений
  5. Заключение
Предмет: Ботаника
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 20.10.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти рефераты по ботанике на любые темы и посмотреть как они написаны:

 

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

 

Введение:

Покровная ткань растения – это наружная ткань, которая защищает растения от неблагоприятных воздействий окружающей среды (перепадов температур, засухи, механических повреждений) и от различных бактерий, вирусов и грибов. Также эти ткани способствуют всасыванию и выделению воды (какую иногда приходится удерживать), осуществляют газообмен.

Особенности строения

  • Все разновидности покровной ткани похожи по своему строению (покровные ткани растений образованы из клеток и межклеточного пространства) и имеют определённые особенности.
  • В покровных тканях очень много клеток и мало межклеточного вещества.
  • Клетки и другие структурные частицы расположены очень близко друг к другу
  • Покровная ткань быстро регенерирует (клетки живут не долго, быстро делятся, за счёт чего ткань постоянно обновляется).

Все ткани могут быть как многослойными, так и однослойными. Например, ризодерма, покрывающая корень, однослойная ткань, а эпидермис – многослойная. Перидерма также сложная, многослойная покровная ткань.

У некоторых видов растений, особенно тех, которые растут в засушливых местностях, есть ещё одна ткань (относится к первичным) – веламен, который покрывает только корни растения. Именно этот слой обеспечивает своевременное поступление влаги в листья и стебли растения.

Разные ткани образуются в разный период «жизни» растения. Так корка может образовываться у высших древесных растений лишь 8, 25 году жизни (сосна и дуб соответственно). У некоторых же она вообще может сформироваться и на 50-ому году жизни (у граба).

 

Первичная покровная ткань

 

Первичная покровная ткань - эпидермис - построена из живых клеток. Формирование эпидермального покрытия происходит из апикальных меристем. Она укрывает новообразованные, все еще растущие побеги.

Rhizoderma - также относится к первичной ткани, которая покрывает корневище. Основной задачей ризодермы является поглощение воды из почвы и растворенных в ней минералов. Ризодерма состоит из клеток с тонкими стенками и плотной цитоплазмой, где сосредоточено много митохондрий.

Эпидермис образовался у растений при переходе от водной к земной жизни. На суше необходимо было удерживать влагу, которая обеспечивалась покровной тканью. Клетки в эпидермисе находятся близко друг к другу и плотно связаны. Только небольшие участки - устьица остаются открытыми для общения с окружающей средой.

Стенки клеток, обращенные внутрь органов, тонкие, а те, которые высовываются наружу, толстые. Снаружи их поверхность покрыта шариком из кутина и воска (кожура). Это не на развивающихся корнях и частях растения, которые находятся под водой. Во время засухи кожа становится почти непроницаемой.

Эпидермис также содержит волосистые образования, которые могут состоять из одной или нескольких клеток. Они необходимы для увеличения площади эпидермиса. Например, волоски в зоне роста корней обеспечивают защитную функцию, помогают закрепиться в почве и уменьшают потерю влаги. Некоторые растения используют волосы для защиты от вредителей, так как крапива выделяет ядовитые вещества, которые вызывают ожоги.

Только наземные виды растений во внешнем покрове имеют устьицы, необходимые для регуляции метаболических процессов. Устьица представляет собой совокупность клеток, которые формируют устьичный аппарат. Он построен из пары висячих клеток и окружен эпидермоцитами, которые имеют отличительные структурные особенности.

Доводчики имеют много хлоропластов, которые отличаются от других клеток, происходит активный фотосинтез. Он также содержит питательные вещества. Между двумя закрывающими ячейками образуется зазор, который связывается с предубеждением. Количество устьиц, их размеры сильно различаются у представителей разных видов растений, их количество колеблется от сотен до тысяч.

У большинства растений устьица сосредоточены на дорсальной (нижней) стороне листьев. Исключение составляют водные виды, у которых устьица расположена на вентральной (верхней) поверхности.

 

Вторичная покровная ткань

 

Вторичная покровная ткань или перидерм со временем заменяет эпидермис. Так происходит замена молодых веточек многолетними, окрашенными в темные тона. Перидерм имеет несколько слоев, один из которых камбий или пеллоген. Во время деления клетки фаллогена, которые отошли к внешнему слою, образуют феллому, а те, которые откладываются внутрь, образуют фаллодерму.

Феллема была впервые построена из живых клеток с тонкими мембранами. Со временем стены грубеют и наполняются воздухом.

Перидермальный слой постоянно меняется, здесь появляются межклеточные пространства - пространства, образующиеся при разделении или отмирании соседних клеток. Межклеточные пространства объединяются и образуют систему движений внутри растения. Они общаются с окружающей средой через специальные формирования - чечевицу. Таким образом, через межклеточные пространства, устьица и чечевица происходит газообмен. Чечевица зимой покрыта тонкой пленкой, которая весной разрушается и возобновляются жизненные процессы.

 

Третичная покровная ткань

 

Третичная покровная ткань или корка свойственна только многолетним древесным растениям.

Возникновение корки связано с неоднократным заложением перидермы в глубокие слои тканей дерева. Жизнеспособные клетки, оказавшись в окружении перидермальных клеток, погибают и формируют корку. Отмершие клетки не могут расти и растягиваться, но внутренние слои постоянно размножаются и растут, что ведет к увеличению диаметра столба. Таким образом, корка трескается и огрубевает. Место перехода корки в перидерму становится легко заметным, особенно у березы, где белая перидерма чередуется с темной коркой.

Функции покровной ткани растения

  • Предотвращение пересыхания;
  • служит барьером для вредных микроорганизмов;
  • предотвращает проникновение радиации;
  • предохраняет от травматических воздействий;
  • регулирует метаболические процессы;
  • реагирует на раздражители.

Краткая таблица покровных тканей растения

Вид ткани

Характеристика

Функции

Эпидермис

Эпидермальный слой клеток, который снаружи укрыт кутикулой. На всей поверхности хаотично расположены устьица, состоящие из пары замыкающих клеток, которые регулируют поток воздуха. Трихомы – особые клетки эпидермы, могут находиться на всех наземных органах растения, состоят из одной клетки или нескольких, бывают живыми и мертвыми.

Эпидерма регулирует обменные процессы, обеспечивает связь с окружающей средой. Трихомы предотвращают чрезмерное испарение влаги (пустынные растения имеют обильное опушение для защиты от солнечной радиации).

Перидерма

В составе ткани выделяют три части: наружный шар – феллема, центральный – феллоген, клетки которого постоянно делятся и образуют другие два шара, внутренний - феллодерма. Перидерма имеет систему внутренних ходов, заполненных воздухом и чечевички, через которые идет газообмен.

Основная функция - защита от проникновения вредителей

Корка

В состав входят огрубевшие отмершие клетки. Со временем, когда диаметр дерева увеличивается, корка трескается, так как утрачивает эластические свойства.

Предохраняет от травм, пожаров, грубых механических воздействий.

 

Вегетативные органы растений

 

Морфология – это наука, которая изучает подразделение тела на органы. У растения выделяют следующие органы: корень, стебель, лист, цветок, плод и семя, которые располагаются в определенном порядке друг относительно друга. Они подразделяются на подземные и надземные, а также на вегетативные и генеративные.

К вегетативным органам растения относятся корень, стебель и лист, которые могут быть как надземными, так и как подземными.

В строении растений можно выделить единый план, который имеет свои особенности для каждой группы растений. В каждом крупном таксоне можно выделить растение, наиболее близкое к единому плану строения – такое растение называется типовым. Автором теории о плане развития растений является Гете. В ходе развития растения план строения может меняться: например, среди культурных растений часто встречаются махровые формы, у которых вместо тычинок развиваются лепестки.

Анатомия растений – это наука, изучающая внутреннее строение, а также особенности развития и размещения тканей внутри растительных органов.

Подземные органы

В первую очередь к подземным органам относится корень – один из осевых органов высших растений. Все корни растения составляют его корневую систему. Выделяют следующие виды корней:

  • главный – это самый длинный корень, который образуется из семенного корешка
  • боковые корни отходят от главного и закладываются эндогенно
  • придаточные корни формируются на стебле, но не относятся к побеговой системе. Они закладываются внутри коры стебля.

Два типа корневых систем – стержневая (аллоризная) и мочковатая (гоморизная) – отличаются друг от друга составом корней. Стержневая корневая система состоит из главного корня, от которого отходят боковые. Мочковатую корневую систему составляют придаточные корни. Первая из них больше характерна для двудольных, а вторая – для однодольных растений, хотя есть и исключения. Тип корневой системы на протяжении жизни растения может меняться. Например, при повреждении главного корня стрежневой системы она постепенно становится похожа на мочковатую.

В анатомическом строении корня выделяют следующие зоны (расположены снизу вверх):

  • зона дифференцировки, где появляются корневые волоски и происходит дифференцировка основных тканей, характерных для корня
  • зона растяжения, где происходит увеличение клеток в размерах, что проталкивает корень через почву и определяет направление его роста
  • зона деления (меристема): здесь происходит деление клеток
  • корневой чехлик с прочными клетками, которые легко слущиваются и имеют утолщенные клеточные стенки. Он служит для защиты.

Для корней характерна радиальная симметрия. В поперечном строении корня можно выделить кору и центральный цилиндр. Самый верхний слой тканей коня называется ризодермой и образован эпидермальными клетками. Здесь формируются корневые волоски.

Под ней находится более жесткий и долговечный слой, который иногда одревесневает, - экзодерма. Затем в коре корня расположен слой паренхимы, под которой находится эндодерма – самый внутренний слой тканей коры корня, который примыкает к центральному цилиндру. Она регулирует поступление воды и ионов из коры в центральный цилиндр корня. В стебле ее клетки обычно содержат большое количество крахмала, поэтому название эндодермы стебля – крахмалоносное влагалище.

В оболочках ее клеток часто формируются пояски Каспари - опробковевшие и одревесневшие участки клеток эндодермы, по форме напоминающие пояс, которые создают водонепроницаемый барьер вокруг осевого цилиндра, что мешает апопластному транспорту воды. Центральный цилиндр включает механические и проводящие элементы. Самый наружный слой центрального цилиндра - перицикл, тонкостенные клетки которого богаты цитоплазмой и долгое время сохраняют способность к делению. В центре корня находится несколько "лучей" ксилемы, в промежутках которых располагаются клетки флоэмы. Друг от друга ксилема и флоэма отделены лучами паренхимы и слоем клеток, которые сохраняют способность к делению.

При вторичном утолщении, которое происходит за счет расположенных между ксилемой и флоэмой клеток камбия, строения корней меняется. Камбий откладывает при делении клетки в обе стороны, что приводит к утолщению корня и к увеличению расстояния между ксилемой и флоэмой.

Поскольку большая часть клеток корня, в том числе расположенные снаружи ткани, к началу работы камбия уже закончили свой рост, ризодерма и кора корня лопаются и погибают. Поэтому для образования защитных тканей на периферии корня возникает пробковый камбий, который откладывает клетки как внутрь корня, так и наружу. Распложенные снаружи клетки имеют сильно утолщенные клеточные стенки и скоро отмирают, формируя защитный слой на поверхности корня. Внутрь корня пробковый камбий откладывает клетки, пополняющие паренхиму.

Расположенный между флоэмой и ксилемой камбий может откладывать еще и клетки, запасающие сахара и другие питательные вещества, которые необходимы корню. Таким образом, у выполняющих запасающую функцию корней под защитными тканями находится запасающая ткань с вкраплением клеток флоэмы, а в центре корня находится ксилема и другие запасающие ткани.

В  жизни растения корень выполняет следующие функции:

  • поглощение воды и растворенных в ней минеральных веществ из почвы
  • закрепление в почве
  • перемещение воды и растворенных в ней питательных веществ вверх по корню
  • запасание питательных веществ
  • дыхание
  • паразитизм

Обратите внимание, что три последние функции характерны только для некоторых корней. Для наилучшего выполнения некоторых функций корень подвергается различным видоизменениям.

Корень растения также может участвовать в размножении. Новые побеги могут развиваться из подземных почек, которые образуются на корнях. Такой тип размножения характерен, например, для малины. Такие растения также можно размножать корневыми черенками, разрезав корень на части – на каждом кусочке в результате образуется своя почка. Этот способ размножения использует, например, одуванчик, что делает его таким успешным сорняком. Так можно размножать и культурные растения.

Стебель – это осевая часть побега. Он нарастает за счёт верхушечной меристемы, находящейся в почке, и имеет неограниченный рост. У мятликовых стебель растёт за счёт вставочных, или интеркалярных, меристем. Стебель является связующим звеном между двумя полюсами растений: листьями, которые осуществляют фотосинтез, и корнями, которые обеспечивают листовой узел пазушная почка междоузлие пазуха листа верхушечная почка 9 почвенное питание. По стеблю происходит передвижение органических веществ (нисходящий ток), воды, растворённых в ней минеральных солей, и органических веществ, синтезируемых в корне (восходящий ток).

Стебель, как и корень, может быть вместилищем запасных питательных веществ; может быть органом вегетативного размножения. По своей структуре стебли бывают травянистые и деревянистые. У травянистых растений (однолетних, двулетних) клетки тканей стебля не одревесневают, т.к. такие стебли живут один вегетационный период. Деревянистый стебель живет много лет. Он характерен для деревьев, кустарников, полукустарников. У деревьев главный стебель называют стволом, а у кустарников отдельные стебли – стволиками.

 

По форме поперечного сечения стебли бывают округлые (подсолнечник), трёхгранные (осока), четырёхгранные (шалфей), ребристые (пастернак), плоские (опунция), крылатые, если имеются выросты по бокам стебля (чина лесная).

Участок стебля, несущий лист, называется листовым узлом. Расстояние между двумя ближайшими листовыми узлами – междоузлие. Угол между листом и идущим вверх от листового узла стеблем называется пазухой листа. В пазухе листа находится пазушная, или боковая, почка. Когда лист опадает, на стебле остаётся листовой рубец. На нём видны листовые следы – проводящие пучки. На верхушке побега расположена верхушечная почка.

Побег – это неразветвленный стебель с расположенными на нем листьями и почками, развивающийся в течение одного вегетационного периода. Вегетативный побег в типичном случае выполняет функцию воздушного питания. Кроме этого побег может выполнять функции вегетативного размножения, запаса питательных веществ и воды, прикрепления к вертикальной опоре, защиты растения от поедания его животными.

Характерной чертой побега является метамерность – повторяемость отдельных структур его строения по продольной оси. От основания до верхушки годичный побег складывается из отдельных повторяющихся элементов – метамеров, состоящих из листового узла с отходящим от него листом (или листьями), пазушной почки и расположенного выше междоузлия. Побег характеризуется отрицательным геотропизмом, т.е. он нарастает в противоположную от действия силы притяжения Земли сторону, и положительным фототропизмом – растет к источнику света.

Продолжительность жизни побега определяется экологическими условиями. У растений с коротким периодом вегетации – эфемеров – стебель 11 живёт 30-45 дней (костенец зонтичный), у большинства трав – 120-150 дней; у деревьев – сотни лет (яблоня – 200 лет, сосна – 500 лет и т.д.). Стебель тиса ягодного живёт 3 тыс. лет. Размеры стеблей отличаются большим разнообразием: пальмы – ротанги имеют длину стебля 200-300 м, прямостоячий стебель эвкалипта достигает высоты 150 м, ели – 50 м, дуба – 40 м, берёзы и клёна – 25 м.

Побегам свойственна цикличность развития. Она связана с сезонными изменениями климатических условий. Для растений умеренного климата осенью и зимой наступает перерыв в росте; в тропиках он наблюдается в сухой период. К моменту наступления неблагоприятных условий на верхушке побега и в пазухах листьев формируются почки.

Почка – это зачаточный, укороченный побег. Она состоит из зачаточного стебля с конусом нарастания и зачаточных листьев. В их пазухах находятся зачатки боковых почек. На верхушке конуса нарастания или в пазухах листьев могут возникать зачатки цветков или соцветий. Выделяется несколько классификаций почек. По наличию почечных чешуй, которыми являются наружные листья почки, выполняющие защитную функцию, почки бывают закрытые и открытые.

Закрытые почки имеют почечные чешуи. Они характерны для растений умеренных широт. У открытых (голых) почек защитные чешуи отсутствуют, они характерны для растений тропиков и субтропиков. Среди растений наших широт голые почки встречаются у калины, крушины, барбариса. По структуре и выполняемой функции почки подразделяются на вегетативные, генеративные и смешанные. Вегетативные почки образуют только листья, встречаются у большинства растений. Генеративные (цветочные) почки образуют цветки или соцветия (ива, форзиция). 

Смешанные почки образуют стебли с листьями и цветками (яблоня, вишня, сирень, бузина). Строение вегетативной и генеративной почек Особую группу составляют выводковые почки, которые образуются в пазухах листьев (лилия) или в соцветиях (некоторые луки) и служат для вегетативного размножения. По местоположению на стебле почки могут быть верхушечные, боковые и придаточные. Верхушечные почки развиваются на верхушке побега.

Боковые вегетативная почка зачаточная пазушная почка конус нарастания зачатки листьев зачаточный стебель почечные чешуи генеративная почка зачатки листьев зачаточный стебель зачатки цветка почечные чешуи (пазушные) почки развиваются в пазухе листа и способствуют увеличению кроны растения. Боковые почки, которые долго не дают побегов и при обмерзании, удалении верхушки трогают в рост, называются спящими. Верхушечные и боковые почки образуются из меристемы конуса нарастания. 

Придаточные почки могут возникать в различных местах растения: в нижней части стебля, на корнях (корнеотпрысковые растения – вьюнок полевой, бодяк седой, сирень, малина), на черешках листьев (глоксиния, бегония, узумбарская фиалка). У берёзы, клёна, грецкого ореха группы придаточных почек, разрастаясь внутри стебля, образуют наплывы – капы с очень красивым рисунком древесины. Придаточные почки на листе бриофилиума Пазушные почки могут развиваться в пазухах листьев не поодиночке (одиночное расположение), а группами. Расположение почек может быть сериальное или коллатериальное.

 

Заключение

 

При сериальном расположении почки развиваются одна под другой, несколько почек образует вертикальный ряд. Такое расположение характерно для двудольных растений (жимолости, грецкого ореха, аморфы кустарниковой). При коллатериальном расположении ряд почек располагается по горизонтали. Такое расположение характерно для однодольных растений (гладиолус, крокус, птицемлечник). Край листа с выростами, несущими выводковые растения. Сериальное и коллатериальное расположение почек.

Листорасположение – это порядок расположения листьев на стебле. Листья должны располагаться таким образом, чтобы солнечные лучи освещали равномерно почти каждый фотосинтезирующий лист. В связи с этим в процессе эволюции возникло три типа листорасположения: очередное (спиральное), супротивное и мутовчатое. Основной признак при установлении типа листорасположения – это количество листьев, отходящих от одного листового узла.

При очередном листорасположении в каждом листовом узле развивается один лист (береза, дуб, вишня, тополь, яблоня, пшеница и др.). Очередное, или спиральное, листорасположение является самым сложным и наиболее распространенным у покрытосеменных растений. Оно характеризуется различными вариантами листового цикла. При спиральном листорасположении, начиная от верхушечной почки, основания последовательно возникающих листьев можно соединить условной линией.

Задания муниципального этапа XXVII всероссийской олимпиады школьников по биологии. Московская область – 2010-11 уч год


Задания


муниципального этапа XXVII Всероссийской олимпиады
школьников по биологии. Московская область – 2010-11 уч. год
7 класс

Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 20
(по 1 баллу за каждое тестовое задание). Индекс ответа, который вы считаете наиболее полным и правильным, укажите в матрице ответов.


  1. Биология – это наука, изучающая:
    а) строение объектов живой и неживой природы;
    б) взаимодействие объектов живой и неживой природы;
    в) жизнь во всех ее проявлениях; +
    г) рациональные пути использования природных ресурсов.

  2. Область распространения жизни на нашей планете составляет оболочку Земли, которую называют:
    а) атмосферой;
    б) гидросферой;
    в) литосферой;
    г) биосферой. +

  3. Объект биологических исследований, изображенный на рисунке, следует отнести к:
    а) бактериям;
    б) грибам;
    в) растениям;
    г) животным. +

  4. Раскрытие и закрытие соцветия одуванчика в течение дня является примером проявления у растений жизненного свойства:
    а) развитие;
    б) размножение;
    в) движение; +
    г) обмен веществ.

  5. Важнейшим условием жизни грибов является:
    а) достаточная освещенность;
    б) наличие органических веществ, необходимых для их питания; +
    в) совместное обитание с растениями;
    г) возможность формирования плодового тела, необходимого для размножения.

  6. Основу слоевища лишайника составляют клетки:
    а) цианобактерий;
    б) гриба; +
    в) многоклеточной водоросли;
    г) одноклеточной водоросли.

  7. Плауны размножаются:
    а) только семенами;
    б) только спорами;
    в) спорами и вегетативно; +
    г) только вегетативно.

  8. Среди растений исключительно на суше встречаются:
    а) зеленые водоросли;
    б) красные водоросли;
    в) голосеменные; +
    г) покрытосеменные.

  9. Могут размножаться спорами:
    а) папоротники и хвойные;
    б) хвощи и папоротники; +
    в) папоротники и покрытосеменные;
    г) мхи и хвойные.

  10. У сосны от опыления до созревания семян проходит примерно:
    а) неделя;
    б) месяц;
    в) год;
    г) полтора года. +

  11. На рисунке представлен агротехнический прием:

    а) пасынкование;
    б) мульчирование;
    в) пикировка; +
    г) стратификация.

  12. В почвенном питании растений главную роль играет зона корня, обозначенная на рисунке «Х», – это зона:
    а) деления;
    б) роста;
    в) всасывания; +
    г) проведения.

  13. Конечным продуктом фотосинтеза у зеленых растений является вещество:
    а) крахмал; +
    б) хлорофилл;
    в) углекислый газ;
    г) вода.

  14. У цветковых растений мужские половые клетки образуются в:
    а) пестиках;
    б) тычинках; +
    в) семязачатках;
    г) пыльцевой трубке.

  15. Формула цветка шиповника:
    а) *Ч5Л5Т5П1;
    б) *Ч5Л5ТП1;
    в) *Ч5Л5ТП; +
    г) *Ч5+5Л5ТП.

  16. Органами зрения у пауков являются:
    а) 1 пара фасеточных глаз;
    б) 4 пары простых глаз; +
    в) 1 пара фасеточных и 2 пары простых глаз;
    г) 1 пара фасеточных и 3 пары простых глаз.

  17. Гельминтами называют:
    а) всех червей;
    б) всех червей, паразитирующих в организме животных и человека; +
    в) только плоских червей, паразитирующих в организме животных и человека;
    г) только круглых червей, паразитирующих в организме животных и человека.

  18. Крылья у насекомых находятся на спинной стороне:
    а) груди и брюшка;
    б) груди; +
    в) головогруди и брюшка;
    г) головогруди.

  19. На рисунке изображен представитель Простейших:
    а) амеба;
    б) эвглена;
    в) вольвокс; +
    г) инфузория.

  20. Земноводные, являясь холоднокровными животными с невысоким уровнем обмена веществ, ведут активную жизнедеятельность благодаря:
    а) всеядности;
    б) развитию с метаморфозом;
    в) питанию только богатой белками животной пищей; +
    г) способности к длительному пребыванию под водой.

Часть II. Вам предлагаются тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех возможных, но требующих предварительного множественного выбора. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 10 (по 2 балла за каждое тестовое задание). Индекс ответа, который вы считаете наиболее полным и правильным, укажите в матрице ответов.


  1. Подземные столоны у:
    I. картофеля. +
    II. тюльпана.
    III. седмичника. +
    IV. костяники.
    V. лютика ползучего.
    а) I, III; +
    б) I, IV;
    в) II, IV;
    г) II, V.

  2. Корень может:
    I. поглощать воду с растворенными веществами. +
    II. закреплять растения в почве. +
    III. расти за счет вставочной меристемы.
    IV. синтезировать аминокислоты, гормоны, алкалоиды. +
    V. образовывать чешуевидные листья на старых участках корней.
    а) I, II, III;
    б) I, II, IV; +
    в) II, IV, V;
    г) I, III, V.

  3. Надземный тип прорастания семян характерен для:
    I. фасоли. +
    II. гороха.
    III. липы. +
    IV. клена. +
    V. овса.
    а) I, II, IV;
    б) II, III, V;
    в) I, III, IV; +
    г) II, IV, V.

  4. Яркая черно-желтая полосатая окраска является предупреждающей у:
    I. тигра.
    II. колорадского жука. +
    III. суматранского барбуса.
    IV. шершня. +
    V. мухи журчалки.
    а) I, III, IV;
    б) I, V;
    в) II, III, V;
    г) II, IV. +

  5. На лапках у комнатной мухи находятся органы чувств:
    I. зрения.
    II. обоняния.
    III. осязания. +
    IV. вкуса. +
    V. слуха.
    а) II, IV, V;
    б) I, III, IV;
    в) III, V;
    г) III, IV. +

Часть 3. Вам предлагаются тестовые задания в виде суждений, с каждым из которых следует либо согласиться, либо отклонить. В матрице ответов укажите вариант ответа «да» или «нет». Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 5 (по 1 баллу за каждое тестовое задание).

        1. Водорослями называют любые растения, обитающие в воде.

        2. Колючки боярышника являются видоизмененными побегами. +

        3. Стебли многолетних растений всегда могут выполнять фотосинтезирующую функцию.

        4. Нервная система медузы устроена сложнее, чем у полипов. +

        5. Основная масса мышц у птиц располагается на брюшной стороне. +

Часть 4. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 2,5. Заполните матрицы ответов в соответствии с требованиями заданий.


    1. [мах. 2,5 балла] Соотнесите название элементов строения микроскопа (А–Ж) с их цифровыми обозначениями на рисунке (1–5). Внимание: указаны не все элементы!

Элементы строения микроскопа:

А. Зеркало

Б. Винт

В. Штатив

Г. Предметный столик

Д. Окуляр

Е. Объектив

Ж. Тубус




Обозначение

1

2

3

4

5

Элемент строения микроскопа

Г

Е

Д

Б

В

Достарыңызбен бөлісу:

Развитие завода | Безграничная биология

Meristems

Меристематические ткани растений - это клетки, которые делятся, чтобы дать начало различным органам растения и поддерживать его рост.

Цели обучения

Обсудить свойства ткани меристемы и ее роль в развитии и росте растений

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Митотическое деление клеток происходит в меристемах растений, которые состоят из группы самообновляющихся стволовых клеток, из которых возникает большинство структур растений.
  • Клетки апикальной меристемы побега и корня делятся быстро и являются «неопределенными», что означает, что они не предназначены для какой-либо конкретной конечной цели.
  • Верхушечная меристема побега (SAM) дает начало таким органам, как листья и цветы, а верхушечная меристема корня (RAM) обеспечивает клетки для будущего роста корней.
  • Меристематическая ткань имеет ряд определяющих характеристик, включая мелкие клетки, тонкие клеточные стенки, крупные клеточные ядра, отсутствие или маленькие вакуоли и отсутствие межклеточных пространств.
  • Апикальная меристема (кончик роста) запускает рост новых клеток у молодых проростков на концах корней и побегов и формирование почек.
  • Апикальная меристема разделена на четыре меристематические зоны: (1) центральная зона, (2) периферическая зона, (3) медуллярная меристема и (3) костномозговая ткань.
Ключевые термины
  • меристема : ткань растения, состоящая из тотипотентных клеток, которая обеспечивает рост растений
  • недифференцированные : описывает ткани, в которых отдельные клетки еще не развили зрелые или отличительные признаки, или описывает эмбриональные организмы, органы которых не могут быть идентифицированы
  • апикальный : расположен на верхушке растения или его корнях, по сравнению с интеркалярным ростом, расположенным между зонами постоянной ткани

Meristems

Взрослый организм сосудистых растений является результатом меристематической активности.Меристемы растений являются центрами деления митотических клеток и состоят из группы недифференцированных самообновляющихся стволовых клеток, из которых возникает большинство структур растений. Меристематические клетки также отвечают за поддержание роста растений. Апикальная меристема побега (SAM) дает начало таким органам, как листья и цветы, а апикальная меристема корня (RAM) обеспечивает меристематические клетки для будущего роста корней. Клетки апикальной меристемы побега и корня делятся быстро и считаются неопределенными, что означает, что они не обладают какой-либо определенной конечной судьбой.В этом смысле меристематические клетки часто сравнивают со стволовыми клетками животных, которые обладают аналогичным поведением и функцией.

Ткань меристемы и развитие растений

Меристематические ткани - это клетки или группа клеток, которые обладают способностью делиться. Эти ткани в растении состоят из небольших плотно упакованных клеток, которые могут продолжать делиться с образованием новых клеток. Меристематическая ткань характеризуется мелкими клетками, тонкими клеточными стенками, крупными клеточными ядрами, отсутствующими или небольшими вакуолями и отсутствием межклеточных пространств.

Меристематические ткани встречаются во многих местах, в том числе около кончиков корней и стеблей (апикальные меристемы), в почках и узлах стеблей, в камбии между ксилемой и флоэмой у двудольных деревьев и кустарников, под эпидермисом двудольных деревьев. и кустарники (пробковый камбий), и в перицикле корней, дающие ветвящиеся корни. Два типа меристем - это первичные и вторичные меристемы.

Зоны Меристем

Апикальная меристема, также известная как «кончик роста», представляет собой недифференцированную меристематическую ткань, обнаруживаемую в почках и кончиках растущих корней у растений.Его основная функция - вызвать рост новых клеток у молодых проростков на кончиках корней и побегов и формирование почек. Апикальные меристемы разделены на четыре зоны: (1) центральная зона, (2) периферическая зона, (3) медуллярная меристема и (3) костномозговая ткань.

Меристематические зоны : Каждая зона апикальной меристемы выполняет определенную функцию. Здесь изображены (1) центральная зона, (2) периферическая зона, (3) медуллярная меристема и (3) костномозговая ткань.

Апикальная меристема : Апикальная меристема, изображенная в центре листьев на этом снимке, также называется «верхушкой роста».Его основная функция - начать рост новых клеток у молодых проростков на кончиках корней и побегов (в том числе формирование почек).

Центральная зона расположена на вершине меристемы, где можно найти небольшую группу медленно делящихся клеток. Клетки этой зоны выполняют функцию стволовых клеток и необходимы для поддержания меристемы. Темпы пролиферации и роста на вершине меристемы обычно значительно отличаются от таковых на периферии. Центральную зону окружает периферийная зона.Скорость деления клеток в периферической зоне выше, чем в центральной зоне. Клетки периферической зоны дают начало клеткам, которые вносят вклад в органы растения, включая листья, меристемы соцветий и цветочные меристемы.

Активная апикальная меристема кладет за собой растущий корень или побег, продвигаясь вперед. Они очень маленькие по сравнению с цилиндрическими боковыми меристемами и состоят из нескольких слоев, которые варьируются в зависимости от типа растения. Самый внешний слой называется оболочкой, а самые внутренние слои в совокупности называются корпусом.

Генетический контроль цветов

Разнообразие генов контролирует развитие цветков, которое включает половое созревание и рост репродуктивных органов, как показано на модели ABC.

Цели обучения

Изобразите ABC-модель развития цветка и определите гены, которые контролируют это развитие

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Развитие цветка описывает процесс, с помощью которого покрытосеменные (цветковые растения) производят паттерн экспрессии генов в меристемах, который приводит к появлению цветка; биологическая функция цветка - способствовать размножению.
  • Для того, чтобы цветение произошло, должны произойти три развития: (1) растение должно достичь половой зрелости, (2) апикальная меристема должна превратиться из вегетативной меристемы в цветочную, и (3) растение должно вырасти индивидуально. цветочные органы.
  • Эти разработки инициированы с использованием передачи сложного сигнала, известного как флориген, который включает в себя множество генов, включая CONSTANS, FLOWERING LOCUS C и FLOWERING LOCUS T.
  • Последнее развитие (рост отдельных органов цветка) было смоделировано с использованием модели развития цветка ABC.
  • Гены класса A влияют на чашелистики и лепестки, гены класса B влияют на лепестки и тычинки, гены класса C влияют на тычинки и плодолистики.
Ключевые термины
  • чашелистик : часть покрытосеменного и одна из составных частей чашечки; В совокупности чашелистики называются чашечкой (множественное число чашечек), крайним завитком частей, образующих цветок
  • тычинка : у цветковых растений структура цветка, производящая пыльцу, обычно состоящая из пыльника и нити.
  • мутовчатая : мутовка; группа подобных частей, таких как листья, расходящиеся от общей оси
  • двухгодичный период : завод, которому требуется два года для завершения своего жизненного цикла
  • оборот : круг из трех или более листьев, цветов или других органов, примерно одной и той же части или сустава стебля
  • апикальная меристема : ткань большинства растений, содержащая недифференцированные клетки (меристематические клетки), обнаруживаемая в зонах растения, где рост может происходить на кончике корня или побега.
  • покрытосеменных : растение, семяпочки которого заключены в завязь
  • многолетнее : растение, активное круглый год или выжившее более двух вегетационных сезонов
  • primordium : скопление клеток, являющееся первой стадией развития органа

Генетический контроль цветов

Развитие цветков - это процесс, при котором покрытосеменные растения образуют образец экспрессии генов в меристемах, который приводит к появлению цветка.Цветок (также называемый цветком или цветком) - это репродуктивная структура цветковых растений. Есть три физиологических развития, которые должны произойти для того, чтобы иметь место воспроизводство:

Анатомия цветка : Созревшие цветы способствуют размножению растения. Чтобы добиться воспроизводства, растение должно стать половозрелым, апикальная меристема должна стать цветочной меристемой, а цветок должен развить свои отдельные репродуктивные органы.

  1. растение должно перейти из половой незрелости в половозрелое состояние
  2. апикальная меристема должна превратиться из вегетативной меристемы в цветочную меристему или соцветие
  3. Цветки отдельных органов должны расти (смоделировано с использованием модели ABC)

Развитие цветов

Цветок развивается на модифицированном побеге или оси от определенной апикальной меристемы («определенная» означает, что ось вырастает до заданного размера).Переход к цветению - одно из основных фазовых изменений, которые растение совершает в течение своего жизненного цикла. Переход должен происходить в то время, которое благоприятно для оплодотворения и формирования семян, что обеспечивает максимальный репродуктивный успех. Чтобы зацвести в подходящее время, растение может интерпретировать важные эндогенные и экологические сигналы, такие как изменения уровней гормонов растений и сезонные изменения температуры и фотопериода. Многие многолетние и большинство двулетних растений требуют яровизации для цветения.

Генетический контроль развития цветков

Когда растения распознают возможность зацвести, сигналы передаются через флориген, который включает в себя множество генов, в том числе CONSTANS, ЦВЕТУЩИЙ ЛОКУС C и ЦВЕТУЩИЙ ЛОКУС T. Флориген продуцируется в листьях в благоприятных для репродукции условиях и действует в почках и кончиках роста. вызвать ряд различных физиологических и морфологических изменений.

С генетической точки зрения, в растении запрограммированы два фенотипических изменения, которые контролируют вегетативный и цветочный рост.Первое генетическое изменение включает переход от вегетативного состояния к цветочному. Если это генетическое изменение не работает должным образом, цветения не произойдет. Второе генетическое событие следует за стремлением растения формировать цветы. Последовательное развитие органов растений предполагает, что существует генетический механизм, в котором ряд генов последовательно включается и выключается. Это переключение необходимо для каждого оборота, чтобы получить свою окончательную уникальную идентичность.

Модель развития цветов ABC

В простой модели развития цветков ABC три активности генов (обозначенные как A, B и C-функции) взаимодействуют, чтобы определить особенности развития зачатков органа (единственное число: зачаток) внутри цветочной меристемы.Модель развития цветка ABC была впервые разработана для описания набора генетических механизмов, которые устанавливают идентичность цветочных органов у розидов и астерид; у обоих видов есть четыре мутовок (чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики), которые определяются дифференциальной экспрессией ряда гомеотических генов, присутствующих в каждой мутовке.

В первом витке цветка экспрессируются только А-гены, что приводит к образованию чашелистиков. Во втором обороте экспрессируются как A-, так и B-гены, что приводит к образованию лепестков.На третьем обороте гены B и C взаимодействуют с образованием тычинок, а в центре цветка одни только C-гены дают начало плодолистикам. Например, при потере функции B-гена мутантные цветки образуются с чашелистиками в первом обороте, как обычно, но также и во втором обороте вместо нормального формирования лепестков. В третьем обороте отсутствие B-функции, но присутствие C-функции имитирует четвертый оборот, что приводит к образованию плодолистиков также и на третьем обороте.

ABC-модель развития цветка : Гены класса A (синий) влияют на чашелистики и лепестки, гены класса B (желтые) влияют на лепестки и тычинки, гены класса C (красные) влияют на тычинки и плодолистики.

Большинство центральных генов в этой модели принадлежат генам MADS-бокса и являются факторами транскрипции, которые регулируют экспрессию генов, специфичных для каждого органа цветка.

механизмов роста | Информационная система по кормам

Есть несколько способов, которыми травы могут расти или отрастать после дефолиации, зимних заморозков или других стрессов. Есть 5 различных структур, позволяющих расти травяным растениям. Пять - это апикальная меристема (меристема = ткани, способные к росту), вставочная меристема, базальные почки, столоны и корневища.Не у всех видов трав есть все пять.

Точка роста: апикальные и интеркалярные меристемы

Во многих текстах упоминается «точка роста» трав. Точка роста состоит из двух механизмов роста. Внутри точки роста находится апикальный купол, содержащий апикальную меристему и зачаток, который будет развивать интеркалярную меристему. Апикальный купол содержит апикальные меристемы, которые подталкивают вверх новые листья, заставляя травянистое растение увеличивать высоту и увеличивать листву.Вставочные меристемы начинаются в зачатке и продвигаются вверх, чтобы стать основанием каждой листовой пластинки. Большой рост листа на самом деле является расширением клеток вставочной меристемы. Это расширение способствует фотосинтезу, и, если удалить верхушку листа, вставочные клетки продолжают увеличивать листовую пластинку, хотя верхушка листа не отрастает заново.

Почки

Почки - это места для кущения. В различных текстах есть много терминов, относящихся к бутонам.Используются такие термины, как ростки, побеги, дочери и побеги. Прилагательные также могут сбивать с толку слово «почки». В литературе упоминаются надземные почки, придаточные почки и прикорневые почки. В основном, все почки являются придаточными с базальными почками, относящимися к новым побегам, возникающим из области основания или кроны. Воздушные почки, появляющиеся в нижних узлах растения, встречаются у некоторых видов.

Корневища

У некоторых видов кущение экстравагинальное.Это означает, что они посылают боковой, подземный рост, который может укорениться в узлах и развить дочерние растения. Виды трав с корневищами (подземные стебли) образуют дерн и могут быть инвазивными.

Столоны

Другой тип экстравагинального кущения дает боковой надземный рост, который может укореняться в столонах узлов. Виды трав со столонами (надземные стебли) образуют дерн и могут быть инвазивными. Возможно, что у вида могут быть и корневища, и столоны, но, как правило, у вида будет одно или другое.Многие виды, называемые гроздьями, не имеют ни корневищ, ни столонов. Овсяница высокорослая считается гроздью, но имеет короткие корневища.

Вегетативный рост - биология развития

Когда побег вырастет из почвы, большая часть строения тела спорофита еще предстоит разработать. показаны основные части зрелого спорофита, которые вырастут из меристем.

Рисунок 20.20

Морфология генерализованного спорофита покрытосеменных.

Meristems

Как уже упоминалось, меристем представляют собой кластеры клеток, которые позволяют повторять основной паттерн тела, установленный во время эмбриогенеза, и расширять его после прорастания.Меристематические клетки похожи на стволовые клетки животных. * Они делятся, давая начало одной дочерней клетке, которая продолжает оставаться меристематической, а другая - дифференцирующейся. Меристемы делятся на три категории: апикальные, боковые и вставочные.

Апикальные меристемы встречаются на растущих побегах и кончиках корней (). Апикальные меристемы корня образуют корневой покров, который состоит из смазанных клеток, которые отслаиваются, когда меристема проталкивается через почву путем деления и удлинения клеток в более проксимальных клетках.Апикальная меристема корня также дает начало дочерним клеткам, которые продуцируют три тканевые системы корня. Новые апикальные меристемы корня инициируются из ткани в сердцевине корня и выходят через основную ткань и ткань дермы. Корневые меристемы также могут происходить вторично от стебля растения; в случае кукурузы это основной источник корневой массы.

Рисунок 20.21

Меристемы побега и корня. И побеги, и корни развиваются из апикальных меристем, недифференцированных клеток, сгруппированных на их концах.В корнях также образуется корневой покров, который защищает меристему, когда она прорастает через почву. Боковые органы побега (подробнее ...)

Апикальная меристема побега дает стебли, листья и репродуктивные структуры. Помимо апикальной меристемы побега, инициированной во время эмбриогенеза, в пазухах (углах между листом и стеблем) формируются апикальные меристемы пазушных побегов (пазушные зачатки; см.), Происходящие от исходной. В отличие от новых корневых меристем, они возникают из поверхностных слоев меристемы.

Апикальные меристемы покрытосеменных состоят из трех слоев клеток (обозначенных L1, L2 и L3) на поверхности растения (). Один из способов исследования вклада различных слоев в структуру растения - построение химер. Химеры растений состоят из слоев, имеющих различные генотипы с различимыми маркерами. Когда L2, например, имеет другой генотип, чем L1 или L3, вся пыльца будет иметь генотип L2, что указывает на то, что пыльца происходит от L2. Химеры также использовались для демонстрации классической индукции у растений, в которой, как и при развитии животных, один слой влияет на путь развития соседнего слоя.

Рисунок 20.22

Организация апикальной меристемы побега. (A) Меристемы покрытосеменных имеют два или три внешних слоя клеток, которые гистологически различны (здесь обозначены L1, L2 и L3). Хотя клетки в определенных слоях, как правило, имеют определенную судьбу, они не обязательно (подробнее ...)

Размер апикальной меристемы побега точно контролируется межклеточными сигналами, скорее всего, между слоями меристемы (обзор Doerner 1999). . Мутации в генах Arabidopsis CLAVATA , например, приводят к увеличению размера меристемы и образованию дополнительных органов. STM имеет противоположный эффект, и фенотипы двойных мутантов согласуются с гипотезой о том, что они работают вместе, чтобы поддерживать размер меристемы (Clark et al. 1996). Возможно, они уравновешивают скорость деления клеток (что увеличивает меристему) и скорость дифференцировки клеток на периферии меристемы (которая уменьшает размер меристемы) (Meyerowitz 1997).

Боковые меристемы представляют собой цилиндрические меристемы, обнаруженные в побегах и корнях, которые приводят к вторичному росту (увеличению обхвата стебля и корня за счет образования сосудистых тканей).Стебли однодольных не имеют боковых меристем, но часто имеют интеркалярных меристем , вставленных в стебли между зрелыми тканями. Хлопок, который вы слышите на кукурузном поле в летнюю ночь, на самом деле вызван быстрым увеличением длины стебля из-за вставочных меристем.

Развитие корня

Радиальный и осевой паттерн в корнях начинается во время эмбриогенеза и продолжается на протяжении всего развития, когда первичный корень растет, а боковые корни выходят из клеток перицикла глубоко внутри корня.Эксперименты по лазерной абляции, устраняющие отдельные клетки, и клональный анализ продемонстрировали, что клетки пластичны, и это положение является основным фактором, определяющим судьбу в раннем развитии корня. Анализ мутантов радиальной организации корней выявил гены со специфической для слоя активностью (Scheres et al. 1995; Scheres and Heidstra 1999). Мы проиллюстрируем эти результаты, рассмотрев два гена Arabidopsis , которые регулируют судьбу основной ткани.

У Arabidopsis дикого типа, имеется два слоя наземной ткани корня.Внешний слой становится корой, а внутренний слой - энтодермой, которая образует трубку вокруг сердцевины сосудистой ткани. Гены SCARECROW ( SCR ) и SHORT-ROOT ( SHR ) имеют мутантные фенотипы с одним, а не двумя слоями основной ткани корня (Benfey et al. 1993). Ген SCR необходим для асимметричного деления клеток в начальном слое клеток, давая меньшую энтодермальную клетку и большую клетку коры головного мозга ().Мутант scr экспрессирует маркеры как кортикальных, так и энтодермальных клеток, указывая на то, что дифференцировка прогрессирует в отсутствие клеточного деления (Di Laurenzio 1996). SHR отвечает за спецификацию энтодермальных клеток. Клетки мутанта shr не развивают энтодермальных свойств.

Рисунок 20.23

SCR и SHR регулируют энтодермальную дифференцировку в радиальном развитии корня. (A) Схема нормального деления клеток с образованием корковых и энтодермальных клеток. SCR регулирует это асимметричное деление клеток. (B, C) Экспрессия SCR в корне и побеге. Промотор SCR (подробнее ...)

Формирование осевого паттерна в корнях может быть морфоген-зависимым, что соответствует некоторым аспектам развития животных. Разнообразные эксперименты установили, что распределение растительного гормона ауксина организует осевой паттерн. Пик концентрации ауксина на кончике корня должен восприниматься для нормального формирования осевого рисунка (Sabatini et al.1999).

Как обсуждалось ранее, были идентифицированы отдельные гены, определяющие формирование меристемы корня и побега; однако развитие корней и побегов может иметь общие группы генов, которые регулируют судьбу и формирование паттерна клеток (Benfey 1999). Это, по-видимому, относится к генам SCR и SHR . В побеге эти гены необходимы для нормального гравитропного ответа, который зависит от нормального образования энтодермы (дефект у мутантов обоих генов; см.). Важно помнить, что существует ряд этапов между установлением базового рисунка и его преобразованием в анатомическую и морфологическую структуру.Выявление основных механизмов контроля, вероятно, будет наиболее продуктивной стратегией в понимании того, как развиваются корни и побеги.

Развитие побегов

Уникальная наземная архитектура различных видов растений берет свое начало в меристемах побегов. На архитектуру побега влияет величина разрастания подмышечной почки. Паттерны ветвления регулируются верхушкой побега - феномен, называемый апикальным доминированием, и, по-видимому, за это ответственны гормоны растений. Ауксин вырабатывается молодыми листьями и транспортируется к основанию листа.Может подавлять рост пазушных почек. Выпас и цветение часто освобождают бутоны от верхушечного доминирования, когда происходит ветвление. Цитокинины также могут освобождать почки от апикального доминирования. Подмышечные почки могут инициировать свои собственные пазушные почки, поэтому схемы ветвления могут быть довольно сложными. Шаблоны ветвления можно регулировать с помощью сигналов окружающей среды, так что обширный навес на открытой местности обеспечивает максимальное улавливание света. Асимметричные кроны деревьев образуются, когда два дерева растут очень близко друг к другу.Помимо экологической пластичности, архитектура побегов регулируется генетически. У нескольких видов к настоящему времени идентифицированы гены, регулирующие паттерны ветвления.

Зачатки листьев (скопления клеток, которые будут формировать листья) инициируются на периферии меристемы побега (см.). Соединение листа и стебля называется узлом , а ткань стебля между узлами называется межузлом (см.). В упрощенном смысле зрелый спорофит создается путем объединения узловых / междоузлийных единиц вместе. Филлотаксия , расположение листьев на стебле, включает связь между существующими и вновь формирующимися зачатками листьев. Листья могут иметь различную структуру, включая спиральное чередование на 180 градусов отдельных листьев, пар и завитков трех или более листьев в узле (Jean and Barabé 1998). Эксперименты выявили ряд механизмов для поддержания геометрически регулярного расположения листьев на растении, включая химические и физические взаимодействия новых зачатков листьев с верхушкой побега и с существующими зачатками (Steeves and Sussex 1989).

Неясно, как начинается конкретная картина филлотаксии. Описательные математические модели могут воспроизводить наблюдаемые закономерности, но ничего не раскрывают о механизме. Биофизические модели (например, воздействия напряжения / деформации на отложение материала клеточной стенки, которое влияет на деление и удлинение клеток) пытаются восполнить этот пробел. Подходы генетики развития являются многообещающими, но было идентифицировано несколько филлотактических мутантов. Одним из кандидатов является мутант терминального колоса кукурузы, имеющий нерегулярную филлотаксию.Ген дикого типа экспрессируется в области подковообразной формы с зазором, где лист будет начинаться (Veit et al. 1998). Плоскость подковы перпендикулярна оси стебля.

Развитие листа

Развитие листа включает в себя стремление стать листом, формирование осей листа и морфогенез, что приводит к огромному разнообразию форм листа. Эксперименты с культурой оценивали, когда зачатки листьев становятся определяемыми для развития листьев. Исследования папоротников и покрытосеменных показывают, что самые молодые видимые зачатки листьев не предназначены для образования листа; скорее, эти молодые зачатки могут развиваться как побеги в культуре (Steeves 1966; Smith 1984).Программирование развития листа происходит позже. Радиальная симметрия зачатка листа становится дорсально-вентральной, или уплощенной, у всех листьев. Также устанавливаются две другие оси: проксимально-дистальная и латеральная. Уникальные формы листьев являются результатом регуляции клеточного деления и расширения клеток по мере развития листовой пластинки. В некоторых случаях избирательная гибель клеток (апоптоз) участвует в формировании листа, но дифференциальный рост клеток, по-видимому, является более распространенным механизмом (Gifford and Foster 1989).

Листья делятся на две категории: простые и сложные (см. Обзор Sinha 1999). Листья простой формы очень разнообразны, от листьев с гладкими краями до листьев дуба с глубокими лопастями. Сложные листья состоят из отдельных листочков (а иногда и усиков), а не из одной листовой пластинки. Остается открытым вопрос, развиваются ли простые и сложные листья по одному и тому же механизму. Одна точка зрения состоит в том, что сложные листья - это простые листья с большими лопастями. Альтернативная точка зрения состоит в том, что сложные листья - это модифицированные побеги.Считается, что предковое состояние семенных растений сложное, а у покрытосеменных - просто. Сложные листья возникали у покрытосеменных несколько раз, и неясно, являются ли они возвратами к предковому состоянию.

К морфогенезу листа применяются генетические подходы к развитию. Гены класса I KNOX представляют собой гомеобоксовые гены, которые включают в себя ген STM и KNOTTED 1 ( KN1 ) кукурузы. Мутации с повышением функции KN1 вызывают образование меристемоподобных бугорков на листьях кукурузы.У растений дикого типа этот ген экспрессируется в меристемах. Когда промотор KN1, или гомолог LeT6, томата заменяется промотором из вируса мозаики цветной капусты и вставляется в геном томата, ген экспрессируется на высоких уровнях по всему растению, и листья становятся «супер соединение »(; Hareven et al. 1996; Janssen et al. 1998). Простые листья становятся более лопастными (но не сложными) в ответ на избыточную экспрессию KN1, , что согласуется с гипотезой о том, что сложные листья могут быть крайним случаем расслоения простых листьев (Jackson 1996).Роль KN1 в меристеме побегов и развитии листьев, однако, согласуется с гипотезой о том, что сложные листья являются модифицированными побегами.

Рисунок 20.25

Сверхэкспрессия генов класса 1 KNOX в томате. На фотографии показаны отдельные листья (A) растения дикого типа, (B) мутант мышиных ушей с повышенной сложностью листьев и (C) трансгенное растение, которое использует вирусный промотор для сверхэкспрессии гомолога томата (подробнее ...)

Второй ген, LEAFY, , который необходим для перехода от вегетативного к репродуктивному развитию, также, по-видимому, играет роль в развитии сложного листа.Он был идентифицирован в Arabidopsis и львиный зев (в котором он назван FLORICAULA ) и имеет гомологов у других покрытосеменных. Гомолог гороха ( UNIFOLIATA ) имеет мутантный фенотип, при котором сложные листья редуцируются до простых листьев (Hofer and Ellis 1998). Этот результат также указывает на регуляторную взаимосвязь между побегами и сложными листьями.

В некоторых сложных листьях также принимаются решения о развитии листа по сравнению с образованием усиков.Мутации двух генов формы листа могут по отдельности и в сумме резко изменить морфологию сложного листа гороха (). Мутант acacia ( tl ) превращает усики в листочки; afilia ( af ) превращает листовку в усики (Маркс, 1987). Двойной мутант af tl имеет сложную архитектуру и напоминает лист петрушки.

Рис. 20.26

Мутанты по морфологии листа у гороха. (А) Горох дикого типа. (B) Мутант tl , у которого усики превращаются в листочки.(C) Мутант af , у которого листочки превращены в усики. (D) Двойной мутант af tl , в результате которого получается «лист петрушки» (подробнее ...)

На более микроскопическом уровне структура устьиц (отверстия для газо- и водообмена) и трихом (волоски) поперек листа также исследуется. У однодольных растений устьица формируются параллельными рядами, тогда как у двудольных распределение кажется более случайным. В обоих случаях рисунок, по-видимому, обеспечивает максимальную равномерность распределения устьиц.Генетический анализ позволяет понять механизмы, регулирующие это распространение. Общая группа генов, по-видимому, работает как в побегах, так и в корнях, влияя на характер распределения как трихом, так и корневых волосков (Benfey 1999).

*

Сходство между клетками меристемы растений и стволовыми клетками животных может распространяться на молекулярный уровень, указывая на то, что стволовые клетки существовали до того, как растения и животные использовали разные филогенетические пути. Гомология была обнаружена между генами, необходимыми для сохранения меристем растений, и генами, экспрессируемыми в стволовых клетках зародышевой линии Drosophila (Cox et al.1998).

Это явление, называемое фасциацией , встречается у многих видов, включая горох и томаты.

Организм растения - Биология 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Опишите систему органов побега и систему корневых органов
  • Различать меристематическую ткань и постоянную ткань
  • Определите и опишите три региона, где происходит рост растений
  • Обобщите роли кожной ткани, сосудистой ткани и основной ткани
  • Сравните простую растительную ткань со сложной растительной тканью

Подобно животным, растения содержат клетки с органеллами, в которых происходит определенная метаболическая активность.Однако, в отличие от животных, растения используют энергию солнечного света для образования сахаров во время фотосинтеза. Кроме того, у растительных клеток есть клеточные стенки, пластиды и большая центральная вакуоль: структуры, которых нет в клетках животных. Каждая из этих клеточных структур играет определенную роль в структуре и функциях растений.

Ссылка на обучение

Часы Ботаника без границ , видеоролик о важности растений, созданный Ботаническим обществом Америки.

Системы органов растений

У растений, как и у животных, похожие клетки, работая вместе, образуют ткань.Когда разные типы тканей работают вместе, чтобы выполнять уникальную функцию, они образуют орган; органы, работающие вместе, образуют системы органов. Сосудистые растения имеют две различные системы органов: систему побегов и корневую систему. Система побегов состоит из двух частей: вегетативных (не репродуктивных) частей растения, таких как листья и стебли, и репродуктивных частей растения, включая цветы и плоды. Система побегов обычно растет над землей, где она поглощает свет, необходимый для фотосинтеза.Корневая система, которая поддерживает растения и поглощает воду и минералы, обычно находится под землей. (Рисунок) показывает системы органов типичного растения.

Побеговая система растения состоит из листьев, стеблей, цветов и плодов. Корневая система закрепляет растение, впитывая воду и минералы из почвы.


Растительные ткани

Растения - это многоклеточные эукариоты, тканевые системы которых состоят из различных типов клеток, выполняющих определенные функции.Системы тканей растений делятся на два основных типа: меристематическая ткань и постоянная (или немеристематическая) ткань. Клетки меристематической ткани находятся в меристемах, которые представляют собой участки растений, в которых происходит непрерывное деление и рост клеток. Клетки меристематической ткани либо недифференцированы, либо не полностью дифференцированы, и они продолжают делиться и вносить вклад в рост растения. Напротив, постоянная ткань состоит из растительных клеток, которые больше не делятся активно.

Меристематические ткани бывают трех типов в зависимости от их расположения в растении.Апикальные меристемы содержат меристематическую ткань, расположенную на концах стеблей и корней, которые позволяют растению увеличиваться в длину. Боковые меристемы способствуют увеличению толщины или обхвата созревающего растения. Вставочные меристемы встречаются только у однодольных, у оснований листовых пластинок и узлов (области прикрепления листьев к стеблю). Эта ткань позволяет листовой пластине однодольных увеличиваться в длину от основания листа; например, он позволяет листьям газонной травы удлиняться даже после многократного кошения.

Меристемы производят клетки, которые быстро дифференцируются или специализируются и становятся постоянной тканью. Такие клетки берут на себя определенные роли и теряют способность к дальнейшему делению. Их можно разделить на три основных типа: кожные, сосудистые и наземные. Кожная ткань покрывает и защищает растение, а сосудистая ткань транспортирует воду, минералы и сахар к различным частям растения. Земляная ткань служит местом фотосинтеза, обеспечивает поддерживающую матрицу для сосудистой ткани и помогает хранить воду и сахар.

Вторичные ткани бывают простыми (состоящими из схожих типов клеток) или сложными (состоящими из разных типов клеток). Кожная ткань, например, представляет собой простую ткань, которая покрывает внешнюю поверхность растения и контролирует газообмен. Сосудистая ткань является примером сложной ткани и состоит из двух специализированных проводящих тканей: ксилемы и флоэмы. Ткань ксилемы переносит воду и питательные вещества от корней к различным частям растения и включает три разных типа клеток: элементы сосудов и трахеиды (оба из которых проводят воду) и паренхиму ксилемы.Ткань флоэмы, которая переносит органические соединения от места фотосинтеза к другим частям растения, состоит из четырех разных типов клеток: ситчатых клеток (которые проводят фотосинтаты), клеток-компаньонов, паренхимы флоэмы и волокон флоэмы. В отличие от клеток, проводящих ксилему, клетки, проводящие флоэму, остаются живыми в зрелом возрасте. Ксилема и флоэма всегда прилегают друг к другу ((рисунок)). В стеблях ксилема и флоэма образуют структуру, называемую сосудистым пучком; в корнях это называется сосудистой стелой или сосудистым цилиндром.

На этой светлой микрофотографии показано поперечное сечение стебля кабачка ( Curcurbita maxima ). Каждый каплевидный сосудистый пучок состоит из крупных сосудов ксилемы внутрь и более мелких клеток флоэмы снаружи. Клетки ксилемы, которые переносят воду и питательные вещества от корней к остальным частям растения, мертвы при функциональной зрелости. Клетки флоэмы, которые переносят сахар и другие органические соединения из фотосинтезирующей ткани в остальную часть растения, являются живыми. Сосудистые пучки заключены в наземную ткань и окружены кожной тканью.(кредит: модификация работы «(биофотографии)» / Flickr; данные шкалы от Мэтта Рассела)


Сводка раздела

Сосудистое растение состоит из двух систем органов: системы побегов и корневой системы. Система побегов включает надземные вегетативные части (стебли и листья) и репродуктивные части (цветы и плоды). Корневая система поддерживает растение и обычно находится под землей. Растение состоит из двух основных типов тканей: меристематической ткани и постоянной ткани.Меристематическая ткань состоит из активно делящихся клеток, находящихся в корнях и кончиках побегов. По мере роста меристематическая ткань дифференцируется в постоянную ткань, которая подразделяется на простую или сложную. Простые ткани состоят из подобных типов клеток; примеры включают кожную ткань и наземную ткань. Кожная ткань обеспечивает внешнее покрытие растения. Наземная ткань отвечает за фотосинтез; он также поддерживает сосудистую ткань и может накапливать воду и сахар. Сложные ткани состоят из разных типов клеток.Сосудистая ткань, например, состоит из клеток ксилемы и флоэмы.

Контрольные вопросы

Области непрерывного роста растений состоят из ________.

  1. кожная ткань
  2. Сосудистая ткань
  3. меристематическая ткань
  4. постоянная ткань

Что из перечисленного является основным участком фотосинтеза?

  1. Апикальная меристема
  2. Ткань
  3. ксилемных клеток
  4. клеток флоэмы

Вопросы о критическом мышлении

Какой тип меристемы встречается только у однодольных, например у газонных трав? Объясните, как этот тип меристематической ткани полезен для газонных трав, которые скашивают еженедельно.

Газонные травы и другие однодольные растения имеют вставочную меристему, которая представляет собой область меристематической ткани у основания листовой пластинки. Это полезно для растения, потому что оно может продолжать расти, даже если верхушка растения удалена путем выпаса скота или скашивания.

Какая часть растения отвечает за транспортировку воды, минералов и сахаров к различным частям растения? Назовите два типа ткани, из которых состоит эта ткань, и объясните роль каждого из них.

Сосудистая ткань переносит воду, минералы и сахара по всему растению.Сосудистая ткань состоит из ткани ксилемы и ткани флоэмы. Ткань ксилемы переносит воду и питательные вещества от корней вверх. Ткань флоэмы переносит сахар от участков фотосинтеза к остальным частям растения.

Глоссарий

апикальная меристема
меристематической ткани, расположенной на концах стеблей и корней; позволяет растению увеличиваться в длину
кожная ткань
защитная ткань растения, покрывающая внешнюю часть растения; контролирует газообмен
измельченная ткань
растительных тканей, участвующих в фотосинтезе; обеспечивает поддержку и хранит воду и сахар
интеркалярная меристема
меристематическая ткань, расположенная в узлах и основаниях листовых пластинок; встречается только в однодольных
боковая меристема
Меристематическая ткань, позволяющая растению увеличиваться в толщине или обхвате
меристематическая ткань
ткань, содержащая клетки, которые постоянно делятся; способствует росту растений
меристема
растение область непрерывного роста
постоянная ткань
Растительная ткань, состоящая из клеток, которые больше не делятся активно
корневая система
Подземная часть растения, которая поддерживает растение и поглощает воду и минералы
стреляющая система
надземная часть завода; состоит из непродуктивных частей растений, таких как листья и стебли, и репродуктивных частей, таких как цветы и плоды
сосудистый пучок
нитей стволовой ткани, состоящей из ксилемы и флоэмы
сосудистая стела
нитей корневой ткани, состоящей из ксилемы и флоэмы
сосудистая ткань
Ткань, состоящая из ксилемы и флоэмы, которая транспортирует пищу и воду по всему растению

Биология растений - первичный рост и вторичный рост

Первичный рост и вторичный рост

Первичный рост побегов

Растения растут сверху или снизу? Если вы вырежете свое имя на стволе дерева, через 10 лет оно будет на том же месте или поднимется по стволу? Чтобы узнать ответы на эти вопросы, вам необходимо понять первичного роста и вторичного роста .

Во-первых, давайте посмотрим на первичный рост. Первичный рост увеличивает длину растения как над землей, так и под землей. Поскольку люди обычно живут над землей, мы обычно видим только надземные части растения: систему побегов. Вся система побегов, независимо от того, насколько она велика или мала, обязана своим происхождением небольшой области растения, называемой апикальной меристемой побега .

Апикальная меристема - это область высокого деления клеток (много-много митозов), которая способствует разрастанию растения.Апикальная меристема побега - это апикальная меристема, которая находится в системе побегов, в отличие от апикальной меристемы корня, то есть, как вы уже догадались, в корнях. Только за счет активности апикальной меристемы побега растение становится выше.

Апикальная меристема побега находится на кончике стебля растения, поэтому рост идет вверх от верхушки стебля, а не от низа. Эти нижние листья никуда не денутся, пока не упадут с растения. Это означает, что если вы вырежете свое имя на стволе дерева, оно останется там много лет спустя (но не делайте этого, дерево вредит дереву, как татуировка ранит кожу человека; посмотрите этот клип от Fern Gully, если вы его не сделаете. не верю нам).

Еще одна меристема - интеркалярная меристема . Это область быстрого деления клеток в основании узлов. Этот тип меристемы встречается только у однодольных, поэтому не ищите его на эвдикотах. Вы будете искать долго. Это особенно важно для однодольных, потому что они позволяют стеблям быстро удлиняться, а листьям быстро отрастать, если они были повреждены.

Точно так же, как человеческое тело состоит из разных частей (рук, ног, туловища, головы), так и у растения есть части, одинаковые на всех растениях, хотя они могут выглядеть по-разному у разных видов.

Частями системы побегов являются:

  • Стебель (узлы + междоузлия)
    • узлы - это места, где листья прикрепляются к стеблю
    • междоузлия - это промежутки на стебле между листьями
  • Лист ( черешок + пластинка)
  • Ветви, растущие из пазушных почек
  • Репродуктивные части (цветки и плоды)

Лист состоит из пластинки и черешка. Лезвие - это плоская зеленая часть, которую вы обычно считаете листом, а черешок - это просто маленький стебель, который прикрепляет лезвие к основному стеблю.Между зачатками листа , где образуются новые листья, и нижним стеблем находятся пазушные почки. Они образуют ветви, у которых на концах будут свои апикальные меристемы. Подмышечные почки часто защищены чешуей почек . Чешуя бутона - это видоизмененный лист, который покрывает нежную почку, пока она не начинает расти в побег.

Большинство вышеперечисленных частей видны, поскольку берут начало на апикальной меристеме побега. Апикальная меристема побега состоит из листовых зачатков, переходящих в листья, и апикального купола , , где стебель удлиняется.Под микроскопом кончик побега растения выглядит так:

Иногда стебли видоизменяются, и специализированные стебли могут выглядеть и функционировать иначе, чем «обычные» стебли. Например, корневище - это стебель, который растет горизонтально под землей. То, что часть растения растет под землей, не означает, что это корень! У корневища могут быть пазушные почки, из которых вырастают побеги. У ирисов есть корневища, как и у имбиря и картофеля. Многие знают, что картофель растет под землей и называется клубнями, но на самом деле это не корни.Картофель - это увеличенные концы корневища, накапливающие сахар и выполняющие функции запасающих органов для растения. Корневище выглядит так:

На картинке выше видите, как клубни находятся на концах корневищ, а настоящие корни внизу?

Первичный рост корней

Корневая система также имеет апикальную меристему, известную как апикальная меристема корня . Это действует почти так же, как апикальная меристема побега, вызывая разрастание. Основное отличие состоит в том, что этот рост уходит в землю, и корни, а не листья и ветви, исходят из апикальной меристемы корня.

У Рутов действительно важная работа, и они не получают должного внимания за их упорный труд, потому что они все время находятся в подполье. Корни отвечают за:

  1. Закрепление растения в земле
  2. Поглощение воды и питательных веществ
  3. Хранение питательных веществ
  4. Взаимодействие с почвенными микробами в симбиотических отношениях

По мере роста корней они перемещаются вниз через почву, уворачиваясь от камней и другие препятствия, которые могут быть на их пути.Так же, как вы должны носить шлем при езде на мотоцикле или во время игры в хоккей, у Roots есть свой собственный тип шлема: root cap . Корневая крышка защищает апикальную меристему корня, когда корень пробивается сквозь почву. Он также выделяет слизистую слизь, которая смазывает почву вокруг кончика корня, помогая корню в его путешествии по жесткой почве.

Корни могут принимать разные формы, и форма корня зависит от того, является ли растение эвдикотом или однодольным .У эвдикотов первый корень, который образуется, является первичным корнем. Он растет прямо вниз и является основным корнем, также известным как стержневой корень . Главный корень может давать боковые корни, которые разрастаются в стороны. К распространенным эвдикотам относятся томаты, розы, клены, дубы и кусты малины.

У эвдикотов корни ветви вскоре присоединяются к главному корню в его охоте за питательными веществами. Эти корни ветви образуются из области, называемой перициклом . Ветвистые корни не растут так же долго, как стержневые, но они расширяют способность растения впитывать воду и питательные вещества из земли.

У однодольных растений первичный корень обычно отмирает вскоре после прорастания растения и заменяется корнями, образующимися на стебле, называемыми придаточными корнями . Придаточные корни - это боковые корни, которые закрепляют растение. Однодольные не имеют стержневых корней, а имеют мелкую мочковатую корневую систему, которая задерживает много почвы. Некоторые примеры однодольных - кукуруза, орхидеи, лилии и магнолии.

Когда семена только начинают прорастать, самое важное для молодого растения - прочно закрепиться в земле.В молодости растение производит больше корней, чем побегов, но по мере взросления количество корневой структуры примерно равно количеству структуры побегов. Фактически, подземная корневая система часто отражает систему надземных побегов.

Вторичный рост побегов

Теперь мы знаем, как растение становится выше, а его корни - длиннее. А как насчет более широкого? Даже большое дерево с огромным стволом начинается с маленького саженца. Попай ест много шпината, чтобы вырасти большим и сильным, но что едят растения шпината?

Ширина растения или его обхват называется вторичным приростом и возникает из боковых меристем в стеблях и корнях.Как и в случае апикальных меристем, боковые меристемы являются областями с высокой активностью деления клеток. Однако клетки, которые они производят, растут наружу, а не вверх или вниз. Эвдикоты используют боковые меристемы для увеличения своей ширины; однодольные, однако, вторичного роста не имеют. Мы вернемся к ним позже.

Боковые меристемы, которые производят вторичный рост, называются камбием, что означает просто слой ткани, который способствует росту растений. Двумя важными для вторичного роста являются сосудистый камбий и пробковый камбий .Сосудистый камбий производит больше сосудистой ткани (ксилемы и флоэмы), которые обеспечивают поддержку системы побегов в дополнение к транспортировке воды и питательных веществ. Поскольку ксилема и флоэма, которые происходят из сосудистого камбия, заменяют исходную (первичную) ксилему и флоэму и увеличивают ширину растения, они называются вторичной ксилемой и вторичной флоэмой . Вот как это выглядит:

Сосудистый камбий толщиной всего в одну клетку образует кольцо вокруг стебля растения.Внутри он добавляет вторичную ксилему, а снаружи - вторичную флоэму. У деревьев слои вторичной ксилемы образуют древесину. Слои вторичной флоэмы образуют кору. Со временем дерево сбрасывает старые слои коры и заменяет их новыми слоями. Если вы посмотрите на поперечное сечение ствола, ширина древесины со временем увеличивается, но кора всегда остается узкой полосой.

Со временем старая древесина во внутренней части ствола трансформируется. Он не превращается в пришельца и не сражается с десептиконами, но увеличивает свою защиту.Внутренняя древесина проходит через генетический процесс, что делает ее более устойчивой к гниению. Ячейки древесины мертвы, и теперь она называется сердцевина . Сердцевина иногда, но не всегда, темнее окружающей древесины. Вы можете думать об этом как о «сердце» дерева, которое делает дерево сильным и крепким, потому что оно находится в середине дерева. Однако на самом деле это не способствует сохранению жизни дерева - деревья могут жить с полностью разложившейся сердцевиной!

Древесина, окружающая сердцевину, называется заболонью .Заболонь - это живая древесина, по которой происходит перенос воды. Заболонь, в отличие от сердцевины, жизненно важна для здоровья дерева, потому что она несет воду и питательные вещества, необходимые дереву для выживания. Заболонь мягче сердцевины, поэтому, если вам нужно решить, из чего построить дом, выберите сердцевину.

В этом поперечном сечении стержня материал посередине, обозначенный Pi, называется стержнем . Сердцевина состоит из первичных клеток (происходящих из апикальной меристемы). Область, обозначенная буквой X, - это ксилема, а буквой P - флоэма.Область, обозначенная BF, представляет собой область лубяных волокон, которые являются прочными поддерживающими волокнами во флоэме. Они присутствуют не на всех растениях. Внешняя темная область, обозначенная буквой C, - это кора головного мозга , которая окружает сосудистую ткань. И наконец, что не менее важно, это эпидермис , который является самым внешним слоем клеток.

В регионах с умеренным климатом с отчетливым летом и зимой сосудистый камбий хорошо отдыхает зимой, поднимая ноги и наблюдая за марафоном Friday Night Lights в течение нескольких месяцев.Когда он снова начинает деление клеток весной, новые клетки намного больше, чем последние клетки, созданные осенью, потому что вода и питательные вещества более доступны весной. Части дерева с более широкими ячейками, изготовленные весной, называются пружинным деревом . Древесина, полученная позже в этом сезоне, называется летняя древесина и часто состоит из более тонких ячеек. Этот цикл роста весной и летом и «Огни ночной пятницы» зимой повторяется каждый год и образует годовые кольца деревьев.

Пробка из камбия образует пробку, которая представляет собой прочный изолирующий слой клеток. В этих клетках содержится воск, который помогает им защитить стебель от потери воды. Пробковый слой также защищает растение от насекомых и патогенов, таких как грибки и бактерии, и может защитить дерево от огня. Это действительно та же пробка, что и в винных бутылках, которая обычно производится от пробкового дуба ( Quercus suber ). Сбор пробки с этих деревьев поддерживает экосистему: в тех районах Европы, где сбор пробки был прекращен, места обитания пробкового дуба заросли легковоспламеняющимися кустарниками, что привело к увеличению лесных пожаров.Пробка также является частью коры, и со временем она отпадает.

Однодольные не имеют вторичного роста. Обычно однодольные не становятся очень широкими. Однако некоторые однодольные, например, пальмы, могут стать довольно толстыми в середине. Как? Когда пальмы сбрасывают листья, они не теряют весь лист. Основание листа остается прикрепленным к стеблю, а слои старых оснований листа со временем накапливаются. Это делает ствол пальмы шире даже без вторичного роста.

Brain Snack

Не все корни находятся под землей.Мангры - это тропические растения, которые растут в затопленной почве, и у них есть огромная надземная корневая система, которая помогает им получать воздух, в то время как остальные их корни находятся под водой. Многие орхидеи и другие растения являются эпифитами, которые полностью растут поверх других растений. Их корни болтаются в воздухе или приклеены к стволам деревьев, и обычно они довольно маленькие, поскольку орхидея нашла кого-то, на кого можно опереться, и ей не нужны корни, чтобы держать их в вертикальном положении.

Апикальная меристема: определение, функция, структура

Апикальная меристема: определение

Апикальная меристема - это область роста растений, находящаяся в пределах кончиков корней и кончиков новых побегов и листьев.Апикальная меристема - это один из трех типов меристемы или ткани, которая может дифференцироваться в разные типы клеток. Меристема - это ткань, в которой происходит рост растений. Апикальный рост - это описание роста верхушечных и нижних концов растения. Интеркалярная меристема находится между ветвями, а боковая меристема растет в обхвате, как у древесных растений.

Апикальная меристема имеет решающее значение для расширения доступа к питательным веществам и воде через корни и доступа к световой энергии через листья.Чтобы добиться успеха, растения должны развиваться в обоих направлениях. Некоторые растения демонстрируют апикальное доминирование , у которого только одна апикальная меристема главного побега является наиболее заметной. У таких растений есть единственный главный ствол, который достигает большой высоты. Если отрезать апикальную меристему, расположенные ниже ветви начнут брать на себя роль первичной апикальной меристемы, что приведет к более густому растению. Садоводы используют это явление для увеличения кустистости и урожайности некоторых сельскохозяйственных культур и декоративных растений.

Функция апикальной меристемы

Апикальная меристема, находящаяся чуть ниже поверхности ветвей и корней, наиболее удаленных от центра растения, постоянно делится. Некоторые клетки делятся на более меристематических клеток , в то время как другие клетки делятся и дифференцируются на структурные или сосудистые клетки. У большинства растений имеется два расположения апикальной меристемы. Апикальная меристема побега находится на верхушках растений. Эта апикальная меристема отвечает за создание клеток и рост, выводя растение на свет и воздух, где оно может фотосинтезировать и обменивать накопившиеся газы.

Апикальная меристема корня находится на концах корней. Чувствуя состояние почвы вокруг корня, внутри апикальной меристемы вырабатываются сигналы, которые направляют растение к воде и нужным питательным веществам. Именно по этой причине корни часто проникают в водопроводные и дренажные трубы, несущие многие из необходимых им питательных веществ. Апикальная меристема, защищенная корневым колпачком , продолжает производить клетки даже тогда, когда корневой колпачок соскабливается, когда он проталкивается сквозь грязь.Апикальная меристема должна производить достаточно клеток, чтобы не только проникнуть в почву, но и заменить клетки, потерянные в результате истирания.

Структура апикальной меристемы

Апикальная меристема расположена чуть ниже корневой крышечки в корнях, как показано на изображении ниже. Фактическая апикальная меристема представляет собой скопление плотно упакованных и недифференцированных клеток. Из этих клеток будет происходить вся разнообразная клеточная структура, которую использует растение. Недифференцированная клетка апикальной меристемы будет делиться снова и снова, постепенно превращаясь в специализированную клетку.

В апикальной меристеме корня клетки продуцируются в двух направлениях. В апикальной меристеме побега клетки создаются только в одном направлении. Апикальная меристема побега может располагаться на концах растений, как у многих двудольных , или может начинаться немного ниже почвы и давать листья, которые растут вверх, как у большинства однодольных . Однако в обеих группах апикальная меристема побега является центром всего надземного роста.

Интересно, что апикальная меристема побега у большинства растений способна дать целое растение, тогда как апикальная меристема корня - нет.Ученые использовали способность апикальной меристемы побега клонировать многие виды растений. Если просто отрезать апикальную меристему и перенести ее в подходящую среду для выращивания, апикальная меристема разовьет корни и дифференцируется в совершенно новое растение. Дополнительным преимуществом является то, что на растении формируется больше апикальных меристем, из которых можно собрать больше клонов. Таким образом, желаемое растение можно воспроизводить практически бесконечно.

Регуляция апикальной меристемы

Диверсификация клеток апикальной меристемы - сложный процесс, контролируемый рядом генов.Фактически, эти гены определяют форму и структуру растения. По мере роста апикальной меристемы она разветвляется на более мелкие участки меристемы, которые разовьются в ветви стеблей и корней. Время и количество этих событий контролируются рядом генов в растениях. Различная экспрессия этих генов приводит к различным формам, некоторые из которых более успешны, чем другие. Взаимодействие между этими генами и рост апикальной меристемы привело к появлению миллионов различных видов растений, существующих сегодня.

Разнообразие форм у растений объясняется почти исключительно различиями в функционировании их апикальной меристемы. Некоторые растения, такие как кусты, ветвятся непрерывно и одинаково, в то время как такие растения, как сосны, имеют единственную главную ветвь. Апикальная меристема корня также отвечает за развитие корня. Корни могут быть глубокими и сосредоточенными на одной ветви, например, стержневой корень , общий для многих сорняков. Кукуруза и бамбук, с другой стороны, имеют гораздо более рассредоточенные и волокнистые корни , и систему, которая зависит от большого количества ветвлений и боковых корней .

Quiz

1. В чем разница между апикальной меристемой и интеркалярной меристемой?
A. Без разницы
B. Апикальная меристема находится на вершине
C. Интеркалярные меристемы могут быть апикальными

Ответ на вопрос № 1

B правильный. Термин «апикальный» означает просто «на кончике». Меристема - это просто часть организма со стволовыми клетками. Интеркалярный описывает пространство между апикальными меристемами, в котором образуются более мелкие ветви.

2. Как можно манипулировать апикальной меристемой, чтобы увеличить урожай урожая?
A. Их можно разрезать, чтобы получить кустистое растение
B. Больше меристем - больше фруктов
C. Им нельзя манипулировать

Ответ на вопрос № 2

B is верный. Хотя из него также может получиться густое растение, большинство фруктов и овощей являются продуктом оплодотворенного цветка. Цветки обычно образуются в меристеме. Следовательно, если обрезка апикальной меристемы означает больше меристем, можно создать больше цветов.

3. Чем апикальная меристема похожа на стволовые клетки у плода человека?
A. Оба обладают способностью различать
B. Они совершенно разные
C. Они делятся одинаково

Ответ на вопрос № 3

A правильный. Оба набора клеток totipotent , в том смысле, что они могут дифференцироваться в целый организм. В то время как апикальная меристема может оставаться тотипотентной, стволовые клетки у людей обычно уменьшают количество стволовых клеток до мультипотентных , способных трансформироваться только в несколько родственных типов клеток.Это одна из причин, по которой клонировать человека намного сложнее.

Ссылки

  • Хартвелл, Л. Х., Худ, Л., Голдберг, М. Л., Рейнольдс, А. Э., и Сильвер, Л. М. (2011). Генетика: от генов к геномам. Бостон: Макгроу Хилл.
  • Мак-Магон, М. Дж., Кофранек, А. М., и Рубацки, В. Э. (2011). Растениеводство: рост, развитие и использование культурных растений (5-е изд.). Бостон: Прентинс-Холл.
  • Рис, Дж. Б., Урри, Л.А., Каин, М. Л., Вассерман, С. А., Минорский, П. В., и Джексон, Р. Б. (2014). Биология Кэмпбелла, десятое издание (Том 1). Бостон: решения для обучения Pearson.

меристема

Меристема - это ткань у всех растений, состоящая из недифференцированных клеток ( меристематических клеток ) и обнаруженная в зонах растения, где может иметь место рост.

Термин «меристема» впервые был использован Карлом Вильгельмом фон Нэгели (1817–1891) в его книге «Beiträge zur Wissenschaftichen Botanik» в 1858 году.Оно образовано от греческого слова «меризейн», означающего разделять с учетом присущей ему функции.

Дифференцированные клетки растений обычно не могут делиться или продуцировать клетки другого типа. Следовательно, деление клеток в меристеме необходимо для обеспечения новых клеток для расширения и дифференциации тканей и зарождения новых органов, обеспечивающих основную структуру тела растения.

Меристематические клетки аналогичны по функциям стволовым клеткам у животных, они не полностью или не дифференцированы совсем и способны к продолжающемуся клеточному делению (молодые).Кроме того, клетки маленькие, и протоплазма полностью заполняет клетку. Вакуоли очень маленькие. Цитоплазма не содержит дифференцированных пластид (хлоропластов или хромопластов), хотя они присутствуют в рудиментарной форме (пропластиды). Меристематические клетки плотно упакованы, без межклеточных полостей. Клеточная стенка представляет собой очень тонкую первичную клеточную стенку .

Поддержание клеток требует баланса между двумя антагонистическими процессами: инициацией органа и обновлением популяции стволовых клеток.

Рекомендуемые дополнительные знания

Меристематические зоны

Апикальные меристемы - это полностью недифференцированные (недетерминантные) меристемы в растении. Они подразделяются на три типа первичных меристем. Первичные меристемы, в свою очередь, производят два вторичных типа меристем. Эти вторичные меристемы также известны как боковые меристемы, потому что они участвуют в боковом росте.

На вершине меристемы находится небольшая группа медленно делящихся клеток, которую принято называть центральной зоной. Клетки этой зоны выполняют функцию стволовых клеток и необходимы для поддержания меристемы. Темпы пролиферации и роста на вершине меристемы обычно значительно отличаются от таковых на периферии.

Апикальные меристемы

Апикальная меристема , или кончик роста, представляет собой полностью недифференцированную ткань меристемы , обнаруживаемую в почках и на кончиках корней растений.Его основная функция - начать рост новых клеток у молодых проростков на кончиках корней и побегов (в том числе формирование почек). В частности, активная апикальная меристема кладет за собой растущий корень или побег, продвигаясь вперед. Апикальные меристемы очень маленькие по сравнению с цилиндрическими боковыми меристемами.

Апикальные меристемы состоят из нескольких слоев. Количество слоев варьируется в зависимости от типа растения. Обычно самый внешний слой называется tunica , а самые внутренние слои - corpus .У однодольных растений оболочка определяет физические характеристики края и края листа. У двудольных растений второй слой корпуса определяет характеристики края листа. Корпус и оболочка играют важную роль в внешнем виде растения, так как все клетки растения формируются из меристем. Апикальные меристемы встречаются в двух местах: у корня и стебля.

Побеговые апикальные меристемы

Источник всех надземных органов. Клетки на вершине SAM служат стволовыми клетками для окружающей периферической области, где они быстро размножаются и включаются в дифференцирующиеся зачатки листьев или цветов.

Апикальная меристема побега является участком большей части эмбриогенеза у цветковых растений. Зачатки листьев, чашелистиков, лепестков, тычинок и завязей здесь инициируются с частотой по одному на каждый временной интервал, называемый пластохроном. Здесь проявляются первые признаки развития цветка. Одним из этих признаков может быть потеря апикального доминирования и высвобождение в противном случае спящих клеток для развития в виде меристем подмышечных побегов, у некоторых видов в пазухах зачатков на расстоянии двух или трех от апикального купола.SAM состоит из 4 отдельных групп ячеек: -.

  • Стволовые клетки
  • Ближайшие дочерние клетки стволовых клеток
  • Подлежащий организационный центр
  • Клетки-основатели для инициации органов в прилегающих регионах

Четыре отдельные зоны, упомянутые выше, поддерживаются сложным сигнальным путем. Организационный центр экспрессирует белков WUS , которые поддерживают идентичность стволовых клеток вышележащих клеток. Стволовые клетки возвращают сигнал с помощью CLAVATA3 (CLV3), который, как предполагается, является лигандом киназы рецептора CLV1.Когда CLV1 взаимодействует с CLV3, он инициирует сигнальный путь, который приводит к репрессии экспрессии WUS. Это контролирует размер организационного центра.

Корневые апикальные меристемы

В отличие от SAM, апикальная меристема корня (RAM) производит клетки в двух направлениях. Он покрыт корневой крышкой, которая защищает апикальную меристему от камней, грязи и болезнетворных микроорганизмов. Клетки непрерывно отслаиваются от внешней поверхности корневого чехлика. Центр RAM занимает спокойный центр с низкой митотической активностью.Факты свидетельствуют о том, что неподвижный центр действительно функционирует как зона инициалов. Редкое деление исходных ячеек в покоящемся центре является источником ячеек для ОЗУ. Эти начальные клетки и паттерны тканей устанавливаются у зародыша в случае первичного корня и в новых боковых меристемах в случае вторичных корней.

Интеркалярная меристема

Вставочные меристемы встречаются только на однодольных (особенно травяных) стеблях у основания узлов и листовых пластинок.Интеркалярные меристемы способны к делению клеток и обеспечивают быстрый рост и отрастание многих однодольных. Вставочные меристемы в узлах бамбука обеспечивают быстрое удлинение стебля, в то время как меристемы у основания большинства листовых пластинок травы позволяют поврежденным листьям быстро отрастать. Этот отрастание листьев в травах развилось в ответ на повреждение травоядными пастбищами, но более знакомо нам по реакции газонокосилок.

Цветочная меристема

Когда растения начинают процесс развития, известный как цветение, апикальная меристема побега трансформируется в меристему соцветия, которая продолжает производить цветочную меристему, которая дает знакомые чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики цветка.

Апикальное доминирование

Апикальное доминирование - это явление, при котором одна меристема предотвращает или подавляет рост других меристем. В результате у растения будет один четко очерченный главный ствол. Например, у деревьев верхушка главного ствола несет доминирующую меристему. Поэтому верхушка ствола быстро растет и не затеняется ветвями. Если доминантная меристема отрезана, одна или несколько ветвей перейдут к доминированию. Филиал начнет расти быстрее, и новый рост будет вертикальным.С годами ветка может все больше и больше походить на продолжение основного ствола. Часто несколько ветвей проявляют такое поведение после удаления апикальной меристемы, что приводит к кустистому росту.

Механизм апикального доминирования основан на ауксине растительного гормона. Он продуцируется в апикальной меристеме и транспортируется к корням камбия. Если апикальное доминирование полное, это предотвращает образование каких-либо ветвей, пока активна апикальная меристема. Если доминирование неполное, разовьются боковые ветви.

Первичные меристемы

Апикальные меристемы можно разделить на три типа первичных меристем:

  • Protoderm - лежит вокруг внешней части стебля и развивается в эпидермис.
  • Прокамбий - находится внутри протодермы и развивается в первичную ксилему и первичную флоэму. Он также производит сосудистый камбий, вторичную меристему.
  • Наземная меристема перерастает в сердцевину. Он производит пробковый камбий, еще одну вторичную меристему.

Эти меристемы отвечают за первичный рост или увеличение длины или высоты.

Вторичные меристемы

Есть два типа вторичных меристем, их также называют боковыми меристемами , потому что они окружают укоренившийся стебель растения и заставляют его расти латерально (т. Е. Увеличиваться в диаметре).

  • Сосудистый камбий - производит вторичную ксилему и вторичную флоэму, этот процесс может продолжаться на протяжении всей жизни растения.Это то, что дает начало древесине в растениях. Такие растения называют древовидными. Этого не происходит у растений, которые не подвергаются вторичному росту (известных как травянистые растения).
  • Пробка камбий - дает начало коре дерева.

Неопределенный рост меристем

Хотя каждое растение растет в соответствии с определенным набором правил, каждый новый корень и меристема побега могут продолжать расти, пока они живы; У многих растений меристематический рост потенциально неопределенный , поэтому общая форма растения не определяется заранее.Это первичный прирост .

Клонирование

При соответствующих условиях каждая меристема побега может развиться в полностью новое растение или клон. Такие новые растения можно вырастить из черенков побегов, содержащих апикальную меристему. Однако апикальные меристемы корней клонировать нелегко. Это клонирование называется бесполым воспроизводством или вегетативным воспроизводством и широко практикуется в садоводстве для массового производства растений желаемого генотипа.Этот процесс также известен как мериклонирование.

Список литературы

  • Mauseth J.D.
  • Нил А. Кэмпбелл и Джейн Б.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *