Слайд 1. Выделительные ткани

Слайд 1. Выделительные ткани

Слайд 2.

1. Общая характеристика выделительных тканей

2. Выделительные ткани внешней секреции

3. Выделительные ткани внутренней секреции

4. Хозяйственное значение выделительных тканей.

Слайд 3. Растительный организм – это открытая система, непрерывно осуществляющая обмен с внешней средой. Обязательным компонентом этого обмена являются процессы выделения веществ. Они осуществляются на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях. Таким образом, выделительными (секреторными) называются ткани, выделяющие вещества, исключенные из метаболизма. Растения выделяют как неорганические соединения, так и большое число органических веществ первичного и вторичного обмена (табл. 1).

Классификация растительных выделений (Зауралов, 1985)

Группа	Подгруппа	Выделяемые вещества
Внутренние выделения	Накапливающиеся в пределах клетки	Кутин, суберин, воск, полисахариды клеточной оболочки, вещества вакуолей, эфирные масла, терпены, слизи идиобластов
Накапливающиеся в тканях	Эфирные масла и слизи во вместилищах, эфирные масла и смолы в смоляных ходах, каучук и гуттаперча в млечниках
Наружные выделения	Локализованные в железках	Нектар, эфирные масла, переваривающая жидкость, ловчая слизь, минеральные соли.
Нелокализованные	Корневые выделения, листовые летучие выделения, рыльцевые выделения.

Слайд 4. Таким образом, секреторные ткани весьма разнообразны по морфологии и топографии в теле растения. И различают два типа выделительной ткани - внешней и внутренней секреции.

К первому типу относят разнообразные железистые волоски и железки, нектарники, гидатоды.

Второй тип выделительных тканей включает в себя смоляные каналы (смоляные ходы), вместилища выделений, идиобласты (специализированные клетки), млечники (млечные трубки).

Слайд 5. Еще раз хочется отметить, что выделительная деятельность растений очень разнообразна, поэтому изучение выделительных тканей имеет ряд трудностей:

1. Эти ткани сильно различаются по строению и размещению в теле растения;

2. Растения выделяют очень разнообразные в химическом отношении вещества, при чем одинаковые вещества могут вырабатываться разными видами выделительной ткани и наоборот.

3. Остается неясным значение выделяемых веществ для самих растений.

Слайд 6. Секреторные клетки отличаются от паренхимных клеток близлежащих тканей плотной цитоплазмой, содержащей большое число митохондрий, мембран ЭПР и аппаратов Гольджи. Крупной центральной вакуоли в них может и не быть, но в цитоплазме всегда присутствуют многочисленные везикулярные образования и мелкие вакуоли. Секреторные клетки часто меньше паренхимных и обладают крупным ядром. Они связаны между собой и подстилающими паренхимными клетками многочисленными плазмодесмами. Поверхность секреторных образований покрыта кутикулой, а боковые стенки железистых клеток часто утолщены и пропитаны лигнином и суберином.

Слайд 7. Выделительные ткани внешней секреции

1. Гидатоды - устройства, служащие для выделения воды.

У многих растений, особенно у тропических, разные органы (главным образом листья), выделяют воду в виде капель. Это явление называется гуттацией. Гуттация происходит особенно интенсивно в условиях, затрудняющих транспирацию - испарение воды листьями. Такие условия создаются, например, в прохладные безветренные ночи при влажном воздухе. В ранние утренние часы после таких ночей можно наблюдать капельки воды на листьях растений - растения гуттируют.

Гуттационные капли обычно легко отличаются от росы. Они располагаются большей частью под верхушкой листа или на кончиках зубцов его пластинки. Положение капель гуттационной воды показывает и положение органов ее выделяющих - гидатод.

Слайд 8-9. Гидатоды наиболее простого типа представляют собой видоизмененные клетки кожицы или многоклеточные волоски. Они пространственно не связаны с тканями, проводящими воду.

Наиболее сложный тип представляют гидатоды, у которых кожица участвует в формировании специальных выводных отверстий для воды, в виде водяных устьиц или водяных щелей. В отличие от обычных устьиц, водяные устьица лишены подвижности, а щели постоянно открыты.

Гидатода снабжена либо одним крупным устьицем с широкой щелью, как у первоцветов и аконитов, либо имеется группа мелких устьиц обычно с узкими щелями, как у многих толстянок, сложноцветных, зонтичных.

Состав гуттационной жидкости меняется от почти чистой воды до сложной смеси органических и неорганических веществ. Так, в гуттационной жидкости томатов, капусты и др. растений содержится до 50% минеральных веществ: Са (преобладающий ион у капусты и томатов), Mg, K, Cl, P, аммоний, нитрат. Остальная ее часть представлена органическими веществами: сахарами, аминокислотами, растворимыми витаминами. У различных растений может меняться не только состав, но и количество выделяемой жидкости: от нескольких капель до 10-100 м за ночь.

Способностью к гуттации обладают растения 350 родов и 155 семейств, причем многие из них – растения субтропиков и тропиков. В средних широтах гутируют например злаки, (30 родов и 54 вида).

Слайд 10.

2. Наружные эпидермальные железки весьма разнообразны и широко распространены.

У многих растений кожица листьев и стеблей обладает высокоспециализированными многоклеточными железистыми волосками. Эти волоски имеют обычно многоклеточную ножку и округлую одноклеточную головку (как у первоцветов, пеларгоний). Эфирные масла заполняют пространство между целлюлозной оболочкой и кутикулой.

Слайд 11. Например, на временном препарате эпидермы листа пеларгонии (Pelargonium) при большом увеличении на краю среза, среди длинных остроконечных простых волосков, можно рассмотреть маленькие головчатые волоски. Ножка их состоит обычно из двух живых клеток, головка - из железистой клетки. Выделяемое этой клеткой эфирное масло накапливается под кутикулой, раздувая ее в виде прозрачного пузырька на верхушке волоска. Затем этот пузырек лопается, а жидкость вытекает. После этого начинает собираться новая капелька эфирного масла.

Слайд 12. У крапивы двудомной (Urtica dioica) жгучий волосок представлен единственной клеткой, расширенной у основания и заостренно вытянутой к верхушке, где образуется головка. Большая клетка, наполненная едким соком, находится в состоянии тургора. Вытянутый кончик волоска имеет окремневшие, очень хрупкие стенки, которые при легком прикосновении обламываются и образуют острые края (как у осколка стекла). Волосок впивается в кожу и выдавливает сок. Жгучий волосок крапивы находится в углублении многоклеточной подставки, выступающей над поверхностью листа.

Достаточно часто встречаются и многоклеточные головки. Железистый волосок может быть ветвистым, как у некоторых бегоний или хмеля.

Слайд 13. Интересными являются солевые железки – это группа сектреторынх эпидермальных образований, участвующих в выделении минеральных веществ. Солевыделяющие железки располагаются в основном на верхней стороне листьев. Число их на листе на 1 кв.см колеблется от 300-1000. Железки состоят из клеток двух типов – собирательных и выделительных, которые не связаны с проводящими тканями. Расположение секреторных клеток может быть различным: они или погружены в эпидерму, или находятся на ее поверхности.

Слайд 14.

3. Нектарники представляют особый тип желез наружной секреции. Нектарники - органы выделения сахаристой жидкости нектара.

В зависимости от местонахождения, нектарники классифицируют следующим образом:

1. Флоральные (цветковые), находятся внутри цветка.

2. Эстрафлоральные (внецветковые), находятся на внешней стороне чашелистиков, на листьях, черешках, стеблях. Встречаются не у всех растений.

3. Септальные – у однодольных находятся на перегородках завязи.

Слайд 15. Наиболее изученными являются флоральные нектарники, которые по морфологии чрезвычайно разнообразны, например: в виде сосочков на лепестках у липовых, мальвовых; в виде бугорков у барбарисовых, дисковидные на цветоложе губоцветных, плоские у бобовых, черной смородины, вогнутые у лютиковых, чашевидные у тыквенных.

Нектар служит средством привлечения животных, чаще всего насекомых, которые производят перекрестное опыление растений.

Слайд 16.

4. И, наконец, самым редким типом выделительных органов являются переваривающие железки насекомоядных растений. Они немногочисленны в ловчих органах насекомоядных растений (росянка, пузырчатка), где насекомые задерживаются, приклеиваясь к слизи, а также с помощью содержащихся в ней токсических для насекомых веществ (например, алкалоида конина у росянки).

Заканчивая обзор наружных выделительных органов, необходимо отметить, что в целом, растительные выделения, в противоположность животным, относительно редко выводятся наружу. В этом состоит одна из характерных особенностей растений. Объясняется это отчасти тем, что выделяемые вещества образуются внутри клеток, одетых к тому же клеточными оболочками. Значительно чаще растительные выделения собираются внутри самого растения. Поэтому внутренние выделительные ткани заметно разнообразнее. Перейдем к их рассмотрению.

Слайд 17. Выделительные ткани внутренней секреции

Вместилища выделений весьма разнообразны по форме, величине и происхождению.

В зависимости от способа их образования различают: 1) схизогенные; 2) рексигенные; 3) лизигенные вместилища.

Схизогенные вместилища образуются путем расхождения оболочек клеток, первоначально тесно примыкавших друг к другу. Расхождение клеток происходит путем расщепления срединной пластинки.

Рексигенные межклетники возникают путем разрыва целых участков тканей, а затем высыхания и отмирания клеток. Таким способом образуются крупные полости в междоузлиях стеблей многих злаков, зонтичных и др.

Лизигенные вместилища появляются при растворении - лизисе клеток и их оболочек. Обычно это полости или карманы правильной сферической формы. Таковы, например, вместилища в наружной корке плодов апельсина и других цитрусовых.

Слайд 18. Наибольшие шаровидные полости, наполненные выделениями, встречаются преимущественно в листьях. Эти вместилища лежат чаще вблизи поверхности под кожицей, поэтому нередко просвечивают и видны невооруженным глазом, как светлые прозрачные точки. Подобные вместилища встречаются в листьях зверобоя, лавра, эвкалипта, мирта, магнолии и представляют собой идиобласты среди паренхимной ткани.

Слайд 19. Каналообразные выделительные устройства или ходы образуются преимущественно в стеблях и корнях, реже в листьях. Каналы по их содержимому называют: масляными, смоляными, слизевыми и камедевыми. Обычно полости выделительных ходов возникают схизогенным путем.

Слайд 20. Смоляные ходы имеются, например, у многих хвойных, зонтичных, сложноцветных. Типичный смоляной ход представляет собой длинный трубчатый межклетник, окруженный живыми клетками эпителия. Выстилающие эпителиальные клетки выделяют в полость канала экскреты в виде смол и эфирных масел.

Расположение смоляных ходов сложное. Они проходят и в вертикальном и в горизонтальном направлениях, соединяясь в общую систему.

Слайд 21. Схизогенные смоляные ходы хорошо видны на постоянном микропрепарате поперечного среза древесины сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). При малом увеличении найти среди трахеид (окрашенных в красный цвет флороглюцином и соляной кислотой) резко выделяющиеся округлые группы неокрашенных клеток с межклеточным пространством в центре. При большом увеличении видно, что межклетник, заполненный смолой, окружен живыми клетками эпителия. Клетки эпителия заполнены густой цитоплазмой с ясно заметными ядрами.

Слайд 22. Строение эфиромасличной железки можно рассмотреть на поперечном срезе листа зверобоя (Hypericum perforatum). Вместилища эфирных масел на листьях зверобоя продырявленного видны невооруженным глазом, как светлые прозрачные точки. Найти в мезофилле листа схизогенные вместилища эфирных масел, имеющие обычно сферические очертания. Схизогенные железы содержат эпителиальный слой из плотно сомкнутых выделительных клеток сплющенной формы или почти изодиаметрических, но снабженных сочковидными выступами в полость железы. Клеточные оболочки тонкостенные, клетки содержат зернистую цитоплазму, крупное ядро. Внутри эпителиальных клеток образуются эфирные масла, выделяющиеся в полость железы.

Слайд 23. Рассмотреть лизигенные вместилища выделений можно приготовив препарат поперечного среза околоплодника мандарина или апельсина (Citrus). Близко к поверхности виден ряд больших округлых полостей. Клетки, выстилающие их изнутри, имеют очень тонкую стенку и крупные вакуоли. Самый внутренний слой клеток обычно полуразрушен, видны остатки клеточных стенок. Здесь происходит постепенное растворение выделительных клеток. Оно начинается с небольшой центральной группы клеток и распространяется вокруг, захватывая новые концентрические слои клеток и увеличивая, таким образом, полость вместилища.

Слайд 24.

Наиболее своеобразными трубчатыми каналами являются млечные сосуды или млечники.

Содержащийся в млечниках млечный сок (или латекс) представляет собой эмульсию или суспензию, водный раствор, в котором во взвешенном состоянии находятся гидрофобные капельки разнообразных веществ и твердые частицы: смолы, камеди, каучук и др.

Типичный млечный сок похож на молоко и обычно молочно-белого цвета, как, например, у молочая. Реже молочный сок бывает желтого - у некоторых маков или оранжевого (у чистотела) цвета. Млечники присущи лишь некоторым группам растений, например, представителям семейств Сложноцветные (Asteraceae), Маковые (Papaveraceae), Молочайные (Euphorbiaceae).

Помимо смол и каучуков латекс содержит сахара, белковые вещества, эфирные масла и алкалоиды, гликозиды. Так, в опии (затвердевшем млечном соке незрелых коробочек опийного мака) найдено до 20 алкалоидов, в том числе морфин, папаверин, кодеин. Наличие в млечниках продуктов ассимиляции, таких как белки, углеводы, жиры, заставляет многих исследователей считать млечники проводящей тканью, подобно ситовидным трубкам, тем более, что при наличии млечников ситовидные трубки немногочисленны. Более того, в проводящих пучках снотворного мака ситовидные трубки вообще отсутствуют. Однако наличие в млечниках конечных продуктов обмена веществ, таких как смолы, эфирные масла - позволяет относить млечники к выделительной системе.

Сами млечники бывают двух видов: 1) членистые и 2) нечленистые.

Нечленистый млечник представляет собой гигантскую многоядерную клетку с одной непрерывной вакуолью. Одновременно с развитием проростка клетка-млечник растет в длину, ветвится и, протискиваясь подобно гифам гриба-паразита, проникает в разные части тела растения.

Нечленистые млечники имеют большинство молочайных, некоторые тутовые, бересклеты.

Членистые млечники состоят из многих отдельных млечных клеток. Эти клетки в простейших случаях сообщаются друг с другом порами (как у кленовых, в чешуях луков). Но в большинстве случаев перегородки с порами имеются только в ранней стадии развития членистых млечников. Позже поперечные перегородки растворяются и исчезают полностью или частично. Членистые млечники характерны для растений семейств маковых, колокольчиковых, ароидных, банановых, некоторых сложноцветных и многих других. Вообще, латекс содержат 12500 видов растений из 900 родов, в основном представители двудольных.

Значение млечников.

Вопрос о значении млечников для растений до сих пор не выяснен.

Несомненна лишь побочная роль некоторых млечников в жизни растений, в том случае, когда латекс содержит горькие или ядовитые вещества и предохраняет растение от поедания.

Если значение многих выделений в жизни растений не вполне понятно, то их значение в хозяйственной деятельности человека очевидно.

Бальзамы, смолы, эфирные масла, каучук широко используются в промышленности и медицине.

Например, ароматические летучие жидкости - эфирные масла специфичны для каждого вида растений. Запахи розы, сирени, фиалки нельзя спутать. Эфирные масла применяются в технике, медицине, парфюмерной, кондитерской и других отраслях промышленности. В наибольшем количестве они употребляются для приготовления ликеров и водок, и используются как растворители смол для приготовления лаков.

Эфирные масла при соприкосновении с воздухом затвердевают, превращаясь в смолы. Смеси смол и эфирных масел, имеющие вид густой сиропообразной жидкости и отличающиеся характерным запахом называются бальзамами.

При поранении деревьев бальзамы вытекают, окончательно затвердевают и превращаются в смолы.

В отличие от бальзамов, смолы практически не имеют запаха. Особенно ценны даммаровая смола, акароня и масличная смола, получаемые из тропических и субтропических деревьев. Смолы применяются при изготовлении лаков, мастики, смазочных масел, типографской краски.

К числу наиболее широко распространенных и имеющих практическое значение относятся бальзамы хвойных деревьев. Главнейшим продуктом этих бальзамов является скипидар. "Канадский бальзам", широко применяющийся в микроскопии, в нашей стране получают из пихты сибирской.

Народная медицина много веков применяла различные бальзамы для лечения ран. Выражение "бальзам на рану" вошло в обиходную речь. Знаменитый перуанский бальзам добывается из живицы тропического дерева Myroxylon balsamum. Отличными заживляющими свойствами обладают бальзамы сибирской пихты.

И, наконец, до тех пор, пока не была разработана технология синтетического получения каучука, он добывался исключительно из растений. Впервые сырьевой каучук был обнаружен европейцами в бассейне р. Амазонки в XVII веке. Индейцы добывали его из тропического лесного дерева Hevea brasilensis, относящегося к семейству молочайных. Только в конце 19 века семена были перевезены в Европу, и оттуда доставлены на о. Цейлон и на Малайский полуостров. Ныне Малайя и Индонезия - основные центры культивирования гевеи.

В 30-х годах в нашей стране был своеобразный бум по поиску растений-каучуконосов, в целях избавиться от импорта каучука из-за границы. Впервые были найдены и введены в культуру травянистые каучуконосы, такие как кок-сагыз (Taraxacum kok-saghyz).

Дата добавления: 2015-08-27