НАЦИОНАЛЬНЫЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БОТАНИКИ ЛЕКЦИЯ АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БОТАНИКИ ЛЕКЦИЯ АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ 1

Анатомическое строение корня

Зоны корня Анатомия корня – зона укрепления и проведения с боковыми корнями – зона всасывания с корневыми волосками – зона роста и растяжения - зона деления - корневым чехликом

Зоны корня Зона делящихся Состоит из клеток-инициалей апикальной мериклеток, или конус стемы, которые находятся в постоянном делении. Кончик корня прикрыт корневым чехликом, выполнарастания няет защитную функцию. Зона роста и дифференциации Зона всасывания Зона проведения и укрепления Характеризуется растяжением клеток Расположена над зоной роста, характеризуется наличием корневых волосков. В этой зоне корни всех растений имеют первичное строение Обеспечивает передвижение двух токов веществ, а также укрепления растения благодаря образованию боковых корней. У однодольных остается первичное строение, у двудольных в этой зоне формируется вторичное строение

Первичное строение корня Характеризуется наличием трех систем тканей – покровно-всасывающей эпиблемы с корневыми волосками, первичной коры и центрального цилиндра Выполняет всасывающую и защитную функции, состоит Эпиблема из одного слоя тонкостенных, плотносомкнутых клеток с корневыми волосками, не имеет устьиц, кутикулы и трихом. Первичная кора Состоит из экзодермы, мезодермы и эндодермы Экзодерма 3 -4 слоя крупных многоугольных, плотносомкнутых клеток, оболочки частично опробковевшие Мезодерма Многослойная запасающая ткань. Клетки живые, крупные, рыхлые Эндодерма Граничит с центральным цилиндром, выполняет опорнопропускную функцию Центральный Занимает срединную часть корня, окружен кольцом цилиндр перицикла, из которого формируются боковые корни

Первичное строение корня однодольных эпиблема экзодерма мезодерма эндодерма

Первичное строение корня двудольных эпиблема экзодерма мезодерма пояски Каспари

Особенности первичного строения корня однодольных и двудольных растений Эндодерма однодольных Эндодерма двудольных Утолщаются и опробковевают радиальные и внутренние тангентальные оболочки в виде буквы U. Среди мертвых клеток эндодермы напротив лучей ксилемы сохраняются живые пропускные клетки, по которым вода и растворы минеральных веществ проходят к сосудам. Центральный цилиндр состоит из радиального пучка. Лучей ксилемы более 6 Лишь радиальные стенки эндодермы имеют линзовидные опробковевшие утолщения – пятна, или пояски Каспари. Центральный цилиндр состоит из радиального пучка. Лучей ксилемы не более 6

Вторичное строение корня Формируется в зоне укрепления голосеменных и двудольных покрытосеменных растений в следствие появления и функционирования вторичных боковых меристем – камбия и феллогена. Вторичное строение корня может быть пучкового (у некоторых травянистых двудольных растений) или беспучкового типа (в основном, у древесных). Пучковый тип формируется, если межпучковый камбий продуцирует паренхиму сердцевинных лучей, а пучковый камбий – вторичную флоэму и ксилему. При беспучковом строении кольцо камбия образует сплошные кольца флоэмы и ксилемы.

Вторичное строение корня травянистого растения в зоне проведения (пучковый тип) перидерма коровая паренхима открытый коллатеральный пучок межпучковый камбий вторичная флоэма пучковый камбий вторичная ксилема первичная ксилема

Анатомия корня Пучковый тип

Вторичное строение корня древесного растения (беспучковый тип) 1 – перидерма 2 – коровая паренхима 3 – вторичная флоэма а – лубяные волокна b – склереиды с – ситовидные трубки с клетками-спутницами 4 – камбий 5 – вторичная ксилема d – весенние элементы е – осенние элементы 6 – первичный сердцевинный луч 7 – вторичный сердцевинный луч 8 – первичная ксилема

В корне нет настоящей сердцевины!!! Наличие в центре органа радиального проводящего пучка, склеренхимы или сосудов первичной ксилемы отличает корень от стебля и корневища, у которых центральную часть занимает настоящая сердцевина

КОРНЕПЛОДЫ По типу моркови (монокамбиальный) 9 1 – перидема 2 – коровая паренхима 3 – вторичная флоэма 4 – схизогенный канал 5 – камбий 6 – вторичная ксилема 7 – лучевая запасающая паренхима 8 – первичная ксилема • Значительное разрастание запасающей паренхимы в лубе • Слабо развиты механические и проводящие ткани

КОРНЕПЛОДЫ По типу редиса (монокамбиальный) 1 – перидерма 2 – коровая паренхима 3 – вторичная флоэма 4 – камбий 5 – вторичная флоэма 6 – лучевая запасающая паренхима 7 – первичная ксилема • Питательные вещества накапливаются в древесной паренхиме • Флоэма и коровая паренхима развиты плохо

КОРНЕПЛОДЫ По типу свеклы (поликамбиальный) 1 – перидерма 2 – запасающая паренхима коры 3 – дополнительные кольца камбия 4 – коллатеральные пучки 5 – первичная флоэма 6 – вторичная флоэма 7 – камбий 8 – вторичная ксилема 9 – первичная ксилема

Анатомическое строение стебля

Формирование стебля Анатомия стебля Расположение меристем в теле стебля Апикальная, или верхушечная Интеркалярная, или вставочная первичные Латеральная, или боковая ü Прокамбий ü Перицикл ü Камбий ü Пробковый камбий (феллоген) вторичные Раневая Перицикл прокамбий феллоген

Апикальная меристема и ее производные Первичные ткани Протодерма Вторичные меристемы Вторичные ткани Эпидерма Вторичная флоэма Первичная флоэма Пучковый камбий Прокамбий Первичная ксилема Сердцевинные лучи Основная меристема Межпучковый камбий Вторичная ксилема Сердцевинный луч Сердцевина Первичная кора Пробковый камбий Пробка Феллодерма

Общие закономерности строения стебля, его анатомо-топографические зоны и ткани 1. Покровная ткань эпидерма, перидерма камбий серцевина II. Первичная кора: • колленхима • коровая паренхима или хлоренхима • эндодерма III. Осевой цилиндр: • перицикл или его производные • проводящие ткани • сердцевидные лучи сердцевина (!!!) флоэма ксилема

Основной признак для идентификации стебля – локализация в центральной части органа сердцевины !!!

Прохождение проводящих пучков в стебле Однодольных Листовые следы – закрытые коллатеральные пучки, внедряющиеся из листьев в стебель Двудольных В междоузлиях пучки располагаются упорядоченно – по кругу, т. к. листовые следы в узлах объединяются в синтетические пучки и сливаются с пучками стебля Типы строения осевого цилиндра семенных растений Пучковый Переходный Беспучковый

Стебли травянистых растений • Покровная ткань - эпидерма • В первичной коре большинства представителей имеется хлорофиллоносная паренхима • Типы строения осевого цилиндра – пучковый, переходный, беспучковый • В ксилеме отсутствуют годичные кольца • В центре – сердцевина или полость (пустота)

Стебли однодольных растений A

Стебли однодольных растений Анатомия стебля • Первичная кора развита слабо, может отсутствовать • Колленхима, как правило, отсутствует • Эндодерма отсутствует • Часто не наблюдается четкой границы между первичной корой и центральным цилиндром • Камбий не закладывается, нет вторичного прироста • Хорошо развита механическая ткань - склеренхима • Осевой цилиндр имеет только пучковый тип строения • Проводящие пучки: закрытые, коллатеральные, являются листовыми следами, расположены по всему центральному цилиндру без определенного порядка, при этом по периферии пучки мелкие, многочисленные, а в центральной части они крупнее и малочисленнее • Сердцевинные лучи не выражены • Сердцевина морфологически не выражена или полая

Строение стеблей представителей семейства злаки A 1 – эпидерма 3 - склеренхима перициклическая 4 – закрытый коллатеральный пучок а – флоэма, b – ксилема, с – склеренхима обкладочная d – воздухоносная полость 5 – основная паренхима Кукуруза обыкновенная (Zea mays ) осевого цилиндра

Строение стеблей представителей семейства злаки 5 4 1 – эпидерма 2 – хлоренхима, или коровая паренхима 3 - склеренхима перициклическая 4 – закрытый коллатеральный пучок а – флоэма, b – ксилема, с – склеренхима обкладочная d – воздухоносная полость 5 – основная паренхима осевого цилиндра 6 – полость соломины 4 2 3 1 Рожь посевная (Secale cereale) 2 5

Строение стебля представителя семейства лилейные 1 4 2 3 4 в 4 б 5 4 а 1 – эпидерма 2 – хлоренхима, или коровая паренхима 3 – склеренхима перициклическая 4 – закрытый коллатер. пучок а – флоэма, б – ксилема в – склеренхима обкладочная 5 – основная паренхима осевого цилиндра Купена многоцветковая (Рolygonatum multiflorum)

Стебли двудольных травянистых растений • Первичная кора, как правило, хорошо развита, у большинства видов включает колленхиму, коровую паренхиму и эндодерму • Граница между первичной корой и осевым цилиндром выражена хорошо • Камбий формируется из прокамбия, в связи с чем характерен вторичный прирост • Осевой цилиндр имеет пучковый, переходный или беспучковый типы строения • Проводящие ткани, как правило, расположены по кругу • Проводящие пучки: открытые, коллатеральные или биколлатеральные; • Сердцевинные лучи выражены, узкие или широкие • Сердцевина выражена, может быть полой

Формирование и строение стебля пучкового типа Прокамбий Первичная флоэма Вторичная флоэма Камбий Вторичная ксилема Первичная ксилема Пучковый тип строения стебля характеризуется наличием постоянных коллатеральных или биколлатеральных пучков, образованных пучковым камбием

Строение стебля пучкового типа 1 2 4 3 а 3 б 3 в 5 Клевер луговой 3 г 1 – эпидерма 2 – коровая паренхима 3 – открытый коллатеральный пучок: а – склеренхима, б – флоэма, в – камбий, г – ксилема 4 – сердцевинный луч 5 - сердцевина

Формирование стебля переходного типа Прокамбий Первичная флоэма Вторичная флоэма Пучковый камбий Межпучковый камбий Вторичная ксилема Первичная ксилема Дополнительный проводящий пучок В стеблях переходного типа из лучевой паренхимы появляется межпучковый камбий, формирующий дополнительные проводящие пучки.

Строение стебля переходного типа Подсолнечник однолетний 8 4 1 2 3 5 6 а 6 б 6 в 6 г 9 10 1 – эпидерма с волосками 2 – колленхима 3 – коровая паренхима 4 – схизогенный каналец 5 – эндодерма 6 – основной открытый коллатеральный пучок: а – склеренхима, б – флоэма, в – пучковый камбий, г – ксилема 7 – межпучковый камбий 8 – дополнительный пучок 9 – сердцевинный луч 10 - сердцевина

Формирование и строение стебля беспучкового типа Прокамбий Первичная флоэма Первичная ксилема Непучковый, или беспучковый тип характеризуется отсутствием проводящих пучков. Проводящая система состоит из внутреннего широкого кольца ксилемы и более узкого, наружного - флоэмы

Строение стебля непучкового типа 1 – эпидерма; 2 – коровая паренхима; 3 – лубяные волокна (толстостенная флоэма); 4 – ситовидные трубки с клетками -спутницами и лубяная паренхима (тонкостенная флоэма); 5 – камбий; 6 – вторичная ксилема; 7 – первичная ксилема; 8 – сердцевинный луч; 9 – сердцевина с полостью 1 2 3 4 5 6 8 7 9

Строение корневищ В отличие от стебля, у корневищ : • Запасающая паренхима, как правило, преобладает над другими тканями. Продукты запаса локализованы в хорошо развитой первичной коре, а также в паренхиме сердцевинных лучей, сердцевины, ксилемы и флоэмы • Покровная ткань – эпидерма, устьиц мало или отсутствуют • Хлоренхима отсутствует • Механическая и проводящая ткани развиты слабо Осевой цилиндр имеет характерный для стебля тип строения (пучковый, переходный или беспучковый)

Корневища однодольных растений Особенностей строения однодольных: • У некоторых видов под эпидермой закладывается гиподерма • Защитную функцию выполняют наружные слои первичной коры за счет суберинизации или лигнификации клеточных оболочек • Отчетливо выражена граница между первичной корой и осевым цилиндром за счет развития эндодермы • Может сохраняться действующий перицикл • У некоторых представителей (сем. ландышевые, ароидные) наряду с коллатеральными встречаются концентрические центрофлоэмные проводящие пучки

Корневища однодольных растений Корневище лилейных 1 – эпидерма; 2 – запасающая паренхима коры; 3 – эндодерма 4 – закрытый коллатеральный пучок: а – флоэма; b – ксилема; 5 – концентрический центрофлоэмный пучок: а – флоэма; b – ксилема; 6 – запасающая паренхима осевого цилиндра Ландыш майский (Convallaria majalis L. ) У представителей сем. ландышевые на ряду с коллатеральными встречаются концентрические центрофлоэмные проводящие пучки

Корневища однодольных растений Ландыш майский (Convallaria majalis L. )

Корневище злака 6 7 Пырей ползучий (Elytrigia repens L. ) 1 – эпидерма 2 – запасающая паренхима коры 3 – эндодерма 4 – склеренхима перициклическая 5 – закрытый коллатеральный пучок: а – флоэма; b – ксилема; с – склеренхима обкладочная; 6 – запасающая паренхима осевого цилиндра

Корневища двудольных растений Кроме особенностей строения, характерных для всех корневищ , у корневищ двудольных: • Эпидерма заменятся перидермой • В первичной коре , как правило, отсутствует колленхима 1 – перидерма 2 – запасающая паренхима коры 3 – схизогенный каналец 4 – полость со слизью 5 – открытый коллатеральный пучок: а – склеренхима; b – флоэма; с – пучковый камбий d – ксилема 6 – дополнительный пучок 7 – межпучковый камбий 8 – сердцевинный луч 9 – запасающая паренхима сердцевина

Корневища двудольных растений Мать-и-мачеха (Tussilago farfara L. )

Стебли древесных растений 1 год жизни 2 -й год жизни 3 -й год жизни • Покровная ткань – перидерма или корка • Эндодерма и перицикл у большинства видов не выражены • Деятельность камбия многолетняя, имеет сезонный характер, в древесине образуются годичные (годовые) кольца Тип строения осевой цилиндра - беспучковый

Для древесных растений характерны: • Годичные кольца - прирост древесины за год, включает весеннюю и осеннюю ксилему • Твердый луб – механическая ткань (лубяные волокна, склереиды) – толстостенные элементы флоэмы • Мягкий луб – проводящие и запасающие (тонкостенные) элементы флоэмы • Первичные сердцевинные лучи - сердцевинные лучи, связывающие сердцевину с первичной корой, формируются на первом году жизни • Вторичные сердцевинные лучи – не доходят до сердцевины и первичной коры, формируются на 2 -м и последующих годах жизни • Вторичная кора – включает флоэму и флоэмную часть сердцевинных лучей • Заболонь – наружная, более молодая, функционирующая древесина (светлая) • Ядро – центральная, более старая, не функционирующая часть древесины (темная) Кора, как лекарственное растительное сырье – включает все ткани над камбием

Стебли покрытосеменных древесных растений • Покровная ткань – перидерма с чечевичками • Проводящие элементы флоэмы – ситовидные трубки с клетками-спутницами • Проводящие элементы ксилемы – сосуды и трахеиды • В состав луба и древесины входит механическая ткань

Строение стеблей покрытосеменных древесных растений Стебель липы 1 – перидерма 2 – колленхима 3 – коровая паренхима с друзами 4 – лубяные волокна 5 – ситовидные трубки с клетками-спутницами и лубяная паренхима 6 – верхушка сердцевинного луча 7 – камбий 8 – вторичная ксилема (древесина) а – весенние элементы; b – осенние элементы 9 – первичная ксилема 10 – сердцевинные лучи: с – первичный, d – вторичный 11 - сердцевина

Строение стеблей покрытосеменных древесных растений Центральный цилиндр начинается вторичной корой, которая состоит из трапециевидных участков вторичной Ксилемы, разделенными воронковиднорасширенными верхушками первичных сердцевинных лучей. Во вторичной флоэме участки тонкостенного луба ( ситовидных трубок с клетками-спутницами и лубяной паренхимой) чередуются с лубяными волокнами Липа сердцелистная (Tilia cordata)

Стебли хвойных растений • Покровная ткань – перидерма без чечевичек, рано образуется корка • Проводящие элементы флоэмы – ситовидные трубки без клеток – спутниц • Проводящие элементы ксилемы – только трахеиды • У ряда представителей механическая ткань отсутствует, опорную функцию выполняют трахеиды • Характерны смоляные ходы (семейство сосновые)

Стебли хвойных растений 1 – перидерма 2 – коровая паренхима 3 – схизогенные смоляные ходы 4 – флоэма 5 – камбий 6 – вторичная ксилема (древесина): а – весенние трахеиды, b – осенние трахеиды, (а, b – годичное кольцо 7 – сердцевинные лучи: с – первичный d – вторичный 8 – первичная ксилема 9 - сердцевина

Стебли хвойных растений Весенние трахеиды Схизогенный смоляной ход Осенние трахеиды