Покровная растительная ткань: Покровная ткань растений – особенности строения, функции в таблице

Растительная ткань

Отдельные клетки растительной ткани прочно соединены между собой срединными пластинками, состоящими в основном из протопектина.

Эти пластинки вместе с клеточными оболочками составляют остов паренхимной ткани. Оболочки клеток пронизаны тончайшими нитями протоплазмы, которые носят название плазмодесм. Таким образом, все элементы живой растительной ткани связаны в единую систему.

Промежутки между клетками образуют межклеточные ходы. В этих ходах скапливается воздух, а также углекислый газ, который выделяется клетками при дыхании. Количество газов может достигать значительной величины (до 30% об).

Различают следующие виды растительной ткани.

Первичная меристема — ткань растущих органов растений (стебли, корни). Она состоит из неразвившихся паренхимных клеток, целиком заполненных протоплазмой. Первичная меристема не содержит газов и не имеет межклеточных ходов.

Основная паренхима состоит из развившихся паренхимных клеток, имеющих вакуоли, заполненные клеточным соком, пластиды и другие включения.

Межклеточные пространства и ходы в ткани ясно выражены. Из этой ткани состоят зрелые плоды, а также листья.

Покровные ткани — кожица плодов, или эпидермис, — образуются из поверхностного слоя первичной меристемы. На корнях, стеблях, а иногда и на плодах покровный слой содержит клетки, пропитанные суберином. Ткань из таких клеток имеет бурую окраску и носит название перидермы.

Механическая ткань состоит из клеток, имеющих толстостенные оболочки. Она придает прочность органам растений. Механическая ткань из живых прозенхимных клеток с Оболочками, утолщенными по боковым стенкам или в углах клеток, называется колленхимой. Механическая ткань, образованная омертвевшими толстостенными прозенхимными клетками, носит название склеренхимы.

Проводящие ткани состоят из прозенхимных клеток значительной длины. Они встречаются преимущественно в стеблях и способствуют перемещению растворимых химических веществ из листьев в плоды.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

5 — Покровные ткани — СтудИзба

Лекция 5.

Покровные ткани

Эпидерма

Перидерма

Пробка (феллема)

Ритидом

Механические ткани

Колленхима

Рекомендуемые файлы

Склеренхима

Склереиды

Организация тела растения с точки зрения строительно-механических принципов

К этой категории относятся ткани, покрывающие органы растений. Они защищают внутренние ткани от вредных наружных воздействий и ослабляют действие факторов внешней среды, которые при высокой интенсивности могут быть опасными для растений.

Особенно большое значение покровные ткани имеют для надземных органов, обитающих в переменчивой (динамичной) воздушной среде.

Покровные ткани предохраняют органы растения от резких температурных колебаний (сильного нагревания или охлаждения), от чрезмерной потери воды, путем испарения, от повреждения каплями дождя, града, твердыми частицами атмосферной пыли, от проникновения внутрь растения болезнетворных организмов. Многие из этих моментов имеют значение и в отношении подземных и подводных органов.

У корней роль первичной защитной покровной ткани играет экзодерма, а у стеблей и листьев ≈ эпидерма (кожица).

На смену первичной покровной ткани у многих растений образуется вторичная покровная ткань ≈ пробка (феллема), она является частью комплекса тканей, называемого перидермой.

Еще позже, во многих случаях образуется весьма сложный тканевый комплекс ≈

корка (третичная покровная ткань).

Рассмотрим все по порядку.

Эпидерма

Покровные ткани не могут наглухо изолировать растение от внешней среды, растение находится в состоянии непрерывного обмена со средой. Поэтому второй, не менее важной, чем защитная, функцией эпидермы является регуляция газообмена и транспирации (естественного испарения воды живыми тканями).

В процессе эволюции эпидерма возникла очень давно, в самом начале приспособления растений к условиям жизни на суше. Без нее не мыслимо существование высших сухопутных растений. Уже у ринии имелась вполне развитая эпидерма.

Кроме типичных функций, характерных для покровной ткани, эпидерма может функционировать как всасывающая ткань, принимает участие в синтезе различных веществ, в восприятии раздражений, в движении листьев. Таким образом, эпидерма многофункциональная ткань.

В структурном отношении эпидерма — сложная ткань, поскольку в ее состав входит ряд морфологически различных элементов:

	основные клетки эпидермы;
	замыкающие и побочные клетки устьиц;
	трихомы (производные эпидермальных клеток в виде выростов и волосков).

Основная ткань эпидермы состоит из живых плотно сомкнутых клеток, имеющих нередко извилистые стенки. За счет извилистости стенок увеличивается сила сцепления клеток и дополнительно повышается прочность ткани.

Обычно основные клетки эпидермы прозрачны и не содержат хлоропластов, а если хлоропласты и имеются, то в очень незначительном количестве. Через прозрачные клетки основной ткани беспрепятственно проходят солнечные лучи.

Оболочки клеток кожицы утолщены неравномерно: в каждой клетке наиболее толста наружная стенка, боковые стенки несколько тоньше, внутренние еще более тонки.

Клетки эпидермы обычно покрыты тонкой пленкой ≈ кутикулой. Она представляет собой продукт жизнедеятельности цитоплазмы, клетки, которая выделяет через оболочку на ее поверхность жидкий кутин, затвердевающий в пленку.

Обычно кутикула неоднородна в своем строении и многослойна. Кутикулярные слои нередко пропитаны воском, залегающим в виде включений и прослоек.

Отложения воска на поверхности кутикулы разнообразны и имеют вид: а) мелких зерен, расположенных равномерным слоем; б) чешуек; в) тонких палочек, часто изогнутых и на конце закрученных, например, на стеблях сахарного тростника палочки воска достигают длины 0,1 мм.

Восковой налет снижает интенсивность транспирации у листьев: в опытах листья эвкалипта, с которых осторожно удаляли воск, испаряли воды на 30% больше по сравнению с контрольными.

Восковой покров может иметь и иное значение, особенно для растений теплых дождливых районов. Он делает поверхность органов несмачиваемой и с них легко и быстро стекает вода.

У насекомоядных растений из рода Nepenthes цветы имеют вид урночек или колпачков. Их поверхность изнутри покрыта мелкими восковыми чешуйками, легко отделяющимися при нажиме лапок насекомых. Даже бескрылые осы, способные ползать по вертикальной поверхности стекла, садясь на окраину урны, не могут удержаться и неизбежно падают на дно.

Эпидерма листьев и стеблей растений, растущих погруженными в воду, почти не имеет кутикулы и, тем более, воскового налета. Чем суше местообитание растения, тем кутикулярная пленка более отчетливо выражена.

Иногда эпидерма состоит из нескольких слоев клетки. Предполагают, что в этом случае эпидерма выполняет водозапасающую функцию.

Поскольку такая эпидерма отмечена преимущественно у тропических растений, произрастающих в условиях непостоянной обеспеченности водой, таких как фикусы, бегонии.

В клетках эпидермы могут образовываться различные продукты жизнедеятельности протопласта. Особенно интересны так называемые цистолиты. Они формируются в гипертрофически разросшихся клетках эпидермы и представляют собой гроздьевидные кристаллы углекислой извести. Клетки с цистолитами представляют собой идиобласты.

Другая особенность внешних стенок клеток эпидермы отдельных растений ≈ пропитывание их минеральными солями кальция и кремния. У осок кремний отлагается даже в кутикуле. В некоторых случаях клеточные оболочки приобретают настолько большую прочность, что хвощи, например, в кожице которых отлагается кремнезем, используют для полировки.

Наличие непрерывного слоя кутикулы лишило бы растения возможности какого-либо газообмена со средой, что неизбежно привело бы его к гибели. Поэтому в процессе эволюции возникли специфические структуры ≈ устьица.

Через них и осуществляется сообщение с внешней средой. Там, где нет кутикулы, например, у подводных растений, нет и устьиц. Чем толще кутикула, тем многочисленнее устьица. Через устьица проходит чрезвычайно интенсивная диффузия водяного пара, кислорода и углекислого газа.

Каждое устьице состоит из пары замыкающих клеток и устьичной щели, которая представляет собой межклетник. Замыкающие клетки отличаются от окружающих их обычных эпидермальных клеток своей формой и наличием хлоропластов. Чаще всего замыкающие клетки имеют бобовидную форму. Кроме того, замыкающие клетки обычно имеют более мелкие размеры.

Как правило, замыкающие клетки окружены так называемыми побочными клетками устьиц, отличающимися морфологически от основных клеток эпидермы. Побочные клетки функционально тесно связаны с замыкающими и составляют вместе

устьичный аппарат (или устьичный комплекс). Побочные клетки устьиц весьма разнообразны по форме, для них даже разработана специальная классификация, а примитивные высшие растения вообще не имеют побочных клеток.

Раскрывание и закрывание устьиц представляет чрезвычайно важное явление в жизни растений. Полностью механизм работы устьичного аппарата был выявлен совсем недавно, но уже со времен Швенденера известно, что основным фактором здесь является изменение тургора (осмотического давления) внутри замыкающих клеток.

Раскрыванию устьиц, кроме того, способствует неравномерно утолщенные оболочки замыкающих клеток. Внутренние стенки, окаймляющие устьичную щель, более толстые, чем наружные. Поэтому при повышении давления в замыкающих клетках наружные стенки изгибаются сильнее и устьичная щель приоткрывается.

Изменение тургорного давления в замыкающих клетках обусловлено изменением в них концентрации ионов калия. Ионы калия закачиваются в замыкающие клетки против градиента концентрации. На это требуется большое количество энергии, поэтому замыкающие клетки содержат многочисленные митохондрии. Углеводы, необходимые для активной деятельности митохондрий, синтезируются хлоропластами.

При высокой концентрации калия вода всасывается в замыкающие клетки, их объем увеличивается и устьице открывается.

Отток ионов калия и соответственно воды совершается пассивно.

Резервуаром ионов калия служат побочные клетки.

В движении устьиц особое значение имеет также и радиальная ориентация целлюлозных микрофибрилл в оболочках замыкающих клеток. Эти радиальные мицеллы позволяют замыкающим клеткам удлиняться и одновременно не дают им расширяться.

В большинстве случаев устьица в значительно больших количествах расположены на нижней стороне листовых пластинок, чем на верхней. В этом случае устьица не подвержены прямому воздействию солнечных лучей и меньше нагреваются.

Устьица на верхней стороне листа преобладают у травянистых растений, обитающих на сильно нагреваемых каменистых склонах.

И, наконец, у водных растений, таких, как кувшинки, водной лилии, у которых листья расположены на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне листа.

Таким образом, количество устьиц и их локализация в значительной мере зависит от экологических условий. В среднем на 1мм² поверхности листа насчитывается 100-300 устьиц.

У огромного большинства высших растений клетки эпидермы образуют выросты ≈ трихомы или волоски (греч. трихос ≈ волосок). К трихомам относятся самые разнообразные выросты эпидермы. Некоторые из них действительно напоминают формой волоски, другие имеют вид сосочков, бугорков, крючочков, чешуек.

Трихомы бывают железистые и кроющие. В железистых трихомах накапливаются экскреты, поэтому их относят к выделительной системе.

Кроме того, различают волоски одноклеточные и многоклеточные, мертвые и живые.

Мертвые волоски лишены протопласта, полости их заполнены воздухом, вследствие чего они кажутся белыми. Растение густо покрытое мертвыми волосками, имеет седой вид. Такие волоски лучше отражают солнечные лучи и этим уменьшают нагревание и испарение у растения.

Форма волосков очень разнообразна и характерна для того или иного вида растения. Волоски бывают головчатые, звездчатые, крючковидные, чешуйчатые, ветвистые.

Нередко трихомы защищают растения от насекомых. При этом, чем гуще опушено растение, тем реже насекомые посещают его и используют в качестве пищи и для откладки яиц.

От трихомов следует отличать эмергенцы (лат. emergere — выдаваться) ≈ структуры, в образовании которых принимает участие не только эпидерма, но и глубже расположенные ткани. У некоторых растений, малин, роз, образуются эмергенцы, называемые шипами. В образовании шипов у шиповника, например, кроме эпидермы участвуют 2 ниже лежащих слоя. От настоящих колючек (метаморфозов органов) эмергенцы отличаются беспорядочным расположением.

Перидерма

У большинства многолетних растений осевые органы (корень и стебель) неуклонно нарастают в толщину, за счет деятельности вторичных меристем. Но первичная покровная ткань ≈ эпидерма не обладает меристематической активностью и не может следовать за утолщением органов. Под напором образующихся вторичных тканей она разрывается и слущивается. На смену ей приходит сложная вторичная покровная ткань ≈ перидерма.

Начало образованию перидермы кладется формированием вторичной латеральной меристемы ≈ пробкового камбия или феллогена.

Феллоген работает на две стороны. Наружу он откладывает слои пробки (или феллему), а внутрь органа ≈ живую паренхимную ткань ≈ феллодерму.

На поперечном срезе органа феллоген выглядит в виде кольца плотно сомкнутых тонкостенных клеток, имеющих, как правило, прямоугольные очертания.

Пробка (феллема)

Клетки пробки образуют правильные радиальные ряды над производящими их клетками феллогена.

Характерная особенность клеток феллемы ≈ суберинизация их оболочек. Жироподобное вещество суберин откладывается в виде сплошных пластинок, а сами целлюлозные оболочки, кроме этого, нередко одревесневают. Оболочки пробковых клеток могут иметь коричневый или желтый цвет.

Поры в клетках пробки развиты слабо. В этом нет необходимости, поскольку живое содержимое в клетках пробки обычно рано отмирает и полости клеток заполняются воздухом.

У некоторых растений в клетках пробки имеется зернистое содержимое, например, белое смолоподобное вещество бетулин у березы или церин в клетках дуба. Предполагают, что эти вещества обладают антисептическими свойствами.

У многих растений, например, у берез, ежегодно образуются новые тонкостенные и толстостенные слои пробки, что-то вроде годичных колец. Именно поэтому береста легко расслаивается.

Мощность феллемы сильно варьирует. Чрезвычайно мощную пробку имеют знаменитые пробковые дубы (бутылочная пробка).

Пробка функционирует в качестве покровной (защитной) ткани. Особенно велика роль пробки у надземных органов. Пробка непроницаема для воды, поэтому предохраняет стволы и ветви от высыхания.

Ритидом

У большинства древесных пород на смену вторичной покровной ткани перидерме приходит третичная покровная ткань — корка или ритидом.

Деятельность пробкового камбия не может продолжаться неограниченно долго. Обычно через определенный период времени его активность затухает и тогда в более глубоких слоях коры закладывается новый слой феллогена, производящий пробку. Так, в результате многократного заложения новых прослоек перидермы и образуется третичная покровная ткань — ритидом. Живые клетки, попавшие между этими прослойками, гибнут. Таким образом, корка представляет собой сложный тканевый комплекс, состоящий из чередующихся слоев пробки и других отмерших тканей.

Мертвые ткани, составляющие корку, растрескиваются под напором нарастающих изнутри тканей, поэтому в отличие от гладкой пробки, корка характеризуется трещиноватостью.

Особенно ярко граница между гладкой перидермой (берестой) и трещиноватой коркой выражена при основании стволов березы.

Грубая, нередко толстая корка надежно предохраняет стволы деревьев от механических повреждений, резкой смены температур и даже лесных пожаров.

Механические ткани

Высшие растения ведут прикрепленный образ жизни, поэтому способность противостоять нагрузкам имеет для них особое значение. Некоторые растения вынуждены десятки и даже сотни лет оказывать сопротивление бурям, ливням, граду и снегу.

Любая растительная клетка (за редким исключением) имеет наружный скелет в виде целлюлозной оболочки. Поэтому, весьма примечательно, сто в обеспечении прочности тела растения нет резкого разграничения между различными тканями. В то время как работа фотосинтеза может выполняться лишь специализированными клетками, снабженными хлоропластами, функцию укрепления растительного тела в той или иной мере выполняют все клетки и ткани, живые и мертвые. Еще раз повторю, что в обеспечении прочности растения принимают участие все клетки и ткани.

Однако если для небольших многоклеточных организмов (особенно погруженных в воду) наличие тонких оболочек у каждой из клеток оказывается вполне достаточным для обеспечения прочности и поддержания формы, то для крупных наземных растений такая опорная система явно недостаточна и у них возникли специализированные механические ткани, которые даже после отмирания живого содержимого продолжают выполнять опорную функцию.

Тело растения в целом представляется чем-то вроде железобетонной конструкции, где механические ткани соответствуют арматуре (тяжам проволоки и стержням), а остальные ткани играют роль наполнителя (бетона). Именно поэтому Ф.М. Раздорский считал более правильным называть механические ткани ≈ арматурными.

Различают два основных типа механических тканей: колленхиму и склеренхиму.

Колленхима

Колленхима (греч. кола — клей), которую рассматривают как опорную ткань, состоит из толстостенных клеток. Она очень близка к паренхиме. Клетки обеих тканей содержат протопласты со всеми органеллами. Для той и другой ткани характерны первичные и нелигнифицированные оболочки клеток. Отличие между этими тканями состоит главным образом в том, что у колленхимы оболочки толще, а клетки прозенхимные вытянуты в длину и имеют скошенные концы.

Кроме того, характернейшая особенность клеток колленхимы состоит в том, что их оболочки неравномерно утолщены, что придает этой ткани на поперечном срезе очень своеобразный вид.

В зависимости от характера утолщения различают три основных типа колленхимы: 1) уголковую; 2) пластинчатую и 3) рыхлую.

В клетках уголковой колленхимы оболочка сильно утолщается в углах, где соприкасается несколько клеток.

Пластинчатая колленхима, менее распространенная, характеризуется тем, что утолщенные части оболочек расположены параллельными слоями, а сами клетки на поперечном срезе имеют форму прямоугольников.

Сравнительно редко встречается рыхлая колленхима. Строение этой ткани усложняется тем, что клетки на ранних стадиях развития разъединяются в углах с образованием межклетника. Оболочки же утолщаются именно в местах примыкающих к межклетнику.

Колленхима приспособлена прежде всего для выполнения функции опоры растущих листьев и стеблей. Колленхима появляется на ранних этапах развития побега. Ее оболочки пластичны и способны к растяжению. Поэтому она не препятствует удлинению органа. Если бы в это время возникали жесткие ткани, неспособные к растяжению, то и удлинение органов было бы невозможным. Кроме того, колленхима способна не только пассивно растягиваться, но и активно расти, благодаря сохранению в клетках живого содержимого.

Одна из особенностей колленхимы состоит в том, что она выполняет свое назначение только в состоянии тургора. Если молодые побеги теряют воду, тонкие участки оболочек складываются «гармошкой» и побеги увядают, то есть теряют упругость, обвисают.

Итак, колленхима живая ткань, состоящая из вытянутых клеток с неравномерно утолщенными стенками, способная растягиваться и выполняющая свои функции лишь в состоянии тургора клеток.

Для колленхимы характерно периферическое положение в побеге. Она располагается либо непосредственно под эпидермой, либо на расстоянии одного или нескольких слоев от нее. В стеблях колленхима чаще образует сплошной кольцевой слой. Она встречается иногда и в форме тяжей в ребрах травянистых стеблей.

Склеренхима

Склеренхима ≈ это наиболее распространенный в растительном царстве тип механической ткани.

Как и колленхима, она состоит из вытянутых прозенхимных заостренных на концах клеток, но в остальном заметно от нее отличается.

Типичная склеренхима состоит из равномерно утолщенных, плотно сомкнутых клеток. Сформировавшись, клетки склеренхимы обычно теряют живое содержимое и их полости заполняются воздухом; клеточные стенки к этому времени в большинстве случаев одревесневают; сравнительно редко они остаются чисто целлюлозными. Таким образом, склеренхима выполняет свою функцию уже после отмирания протопластов.

Материал клеточных стенок склеренхимы обладает высокой прочностью и упругостью. По прочности на разрыв он близок к строительной стали, а по упругости даже превышает ее. Склеренхима значительно превосходит сталь в способности противостоять динамическим (ударным) нагрузкам без деформации.

Склеренхима имеется в вегетативных органах почти всех сосудистых растений. Ее нет или она слабо развита в погруженных в воду органах.

Обычно склеренхимные клетки подразделяются на две группы: 1) волокна и 2) склереиды.

Волокна представляют собой длинные узкие прозенхимные клетки, длина которых во много раз превышает ширину. Обычно волокна имеют толстые стенки и очень узкую полость. Прочность стенок повышается еще и оттого, что фибриллы целлюлозы проходят в них винтообразно, а направление витков в слоях чередуется.

Волокна вторичного происхождения отмечаются специальными терминами. Наружу от камбия в лубе формируются так называемые лубяные волокна, а внутрь от камбия в древесине откладываются древесинные волокна или либриформ.

Волокна могут размещаться в виде сплошного кольца, отдельными тяжами и даже поодиночке.

В практике лубяные пучки называют техническим волокном. Лубяные волокна некоторых растений широко используются в промышленности. Прочность и сырьевое качество технического волокна зависят от степени сцепления лубяных клеток между собой и плотности соединения их в пучки, а также от длины волокна. Текстильные ткани из длинных тонких и извитых волокон имеют большую прочность.

В производстве особенно ценны те редкие растения, у которых волокна не одревесневают, например, лен.

Назову лишь наиболее известные волокнистые растения и изделия из них изготавливаемые: конопля (Cannabis sativa) ≈ канаты и веревки; джут (Corchorus capsularis) ≈ канаты, веревки и грубые ткани; кенаф (Hibiscus cannabinus) ≈ грубые ткани; лен (Linum usitatissimum) ≈ тканию; рами (Bochmeria nivea) ≈ ткани.

Склереиды

Склереиды не имеют форму волокон и сильно варьируют по форме. Обычно по форме клеток их и классифицируют.

Наиболее распространенными являются изодиаметрические округлые склереиды, называемые брахисклереидами или каменистыми клетками.

Брахисклереиды встречаются в скорлупе плодов лещины, желудя; в косточках плодов сливовых, грецкого ореха; в мякоти плодов груши, айвы; в кожуре семян кедровой сосны.

Брахисклереиды встречаются и в подземных органах ≈ в коре корневищ пионов, в корнях хрена, клубнях георгина.

Остеосклереиды имеют длинноцилиндрическую форму с расширениями на концах, напоминающими сочленовые головки костей.

Астросклереиды или звездчатые склереиды имеют ветвистую форму. Чаще всего астросклереиды встречаются в листьях кожистой консистенции. Они придают листовым пластинках дополнительную прочность.

Склереиды могут образовывать сплошные группы, тканевую массу, как в скорлупе плодов. Могут они встречаться и поодиночке, в виде идиобластов, как, например, в листьях.

Организация тела растения с точки зрения строительно-механических принципов

Прикрепленные к месту растения не имеют возможности укрываться от действия стихий. При этом растения нередко обладают очень крупными размерами и почти всегда ≈ огромной наружной поверхностью. Они подвергаются энергичному воздействию разнообразных механических нагрузок. К тому же многие нагрузки существуют десятки и сотни лет, то есть являются многократными.

Поэтому растения обладают поразительной способностью противостоять различного рода механическим нагрузкам. Тонкая соломина поддерживает тяжелый колос и листья, раскачивается при порывах ветра и не ломается.

Эта ржаная соломина долге время вызывала изумление ботаников. Ее сравнивали то с Эйфелевой башней, то с высокими дымовыми трубами. У соломины высота в 500 раз превышает диаметр при основании, а инженерные сооружения по этому показателю заметно проигрывают.

Целесообразность строения растений с точки зрения механики пытался объяснить еще Галилей. Его интересовал вопрос, как меняются пропорции тела организмов при значительном изменении их размеров. Много внимания этим вопросам уделяли Грю и Гук. Однако лишь два века спустя в 1874г немецкий ботаник Швенденер подробно рассмотрел распределение механических тканей в теле растения с точки зрения инженерной теории сопротивления материалов.

Было выдвинуто положение, утверждающее, что органы растений строятся в соответствии с принципами достижения прочности при экономной затрате материала.

Рассмотрим это положение более подробно.

Если стержень, испытываемый на прочность, положить на две опоры и нагрузить, то он прогнется. При этом его нижняя сторона будет растягиваться, то есть противодействовать разрыву. Наоборот, верхняя сторона будет противодействовать раздавливанию и сжиматься. Материал же находящийся в центре стержня останется в этом отношении нейтральным.

Таким образом, с точки зрения инженерным расчетов материал целесообразно сосредоточить в верхней и нижней частях стержней, где он будет выполнять наибольшую нагрузку. В центре же с целью экономии употребить лишь в той мере, чтобы предотвратить сжатие конструкции в поперечном направлении.

В соответствии с этими принципами инженеры установили наиболее экономичную и целесообразную конструкцию в виде двутавровой балки, применяемой для перекрытий.

Швенденер показал, что в листьях растений механические ткани по расположению очень напоминают двутавровые балки.

Стебель подвергается изгибам в различных направлениях и его можно сравнить с вертикальной трубой. В целях наибольшей экономии и прочности механические элементы должны быть отнесены к периферии такой конструкции. Действительно, в стеблях колленхима и склеренхима чаще всего располагаются непосредственно под эпидермой или близко к поверхности. Центр стебля обычно занят тонкостенной паренхимой или даже имеет обширную полость. Соломина злаков является типичной полой трубой.

Корню, окруженному почвой, не грозит опасность изгиба и излома. Корень выполняет другую механическую задачу, он «заякоривает» растения в почве и противодействует напряжениям, стремящимся выдернуть его, то есть противодействует разрыву. В соответствие с этим, механические ткани размещаются в центре корня.

Существенный вклад в рассматриваемую проблему внес отечественные ботаник В.Ф.Раздорский. Прежде всего Раздорский показал, что рассмотренные нами принципы распределения механических тканей в различных органах растения реализуются не столь однозначно. Дело в том, что растения повергаются воздействию механических нагрузок 2-х категорий, предъявляющих к ним совершенно противоположные требования, нагрузкам: 1) статическим и 2) динамическим.

К первым относится воздействие силы тяжести, собственного веса. Иногда статические нагрузки заметно увеличиваются, например, при оседании снега в ветвях крон.

К механическим факторам динамического (ударного) рода можно отнести порывы ветра, удары капель дождя и града.

Схема, предложенная Швенедером, в большей мере соответствует противодействию статическим нагрузкам.

Однако, с точки зрения динамики, как показал Раздорский, органы растения должны работать подобно пружинам изгиба, способным всякий раз возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки. Поэтому ствол дерева, раскачивающийся под тяжестью кроны, имеет конструкцию не полой жесткой трубы, а сплошной упругой пружины.

Кроме того, «инженерные требования» растений заметно меняются в ходе онтогенеза. У молодого проростка отчетливо проявляется периферическая тенденция развития механических тканей. В этой стадии растение тянется к свету и его задача возможно быстрее достигнуть максимальной высоты с возможной экономией материала.

Бесплатная лекция: «7 лекция» также доступна.

Но, выбравшись к свету, растение начинает ветвиться и подвергается более сильному воздействию ветра и других динамических факторов. Соответственно меняется и распределение механических тканей: в большей степени укрепляется центр.

Раздорский же впервые обратил внимание на сходство растений с так называемыми комплексными сооружениями, к разряду которых главным образом относятся железобетонные конструкции.

В органах растения бетону соответствует основная масса мягких и тонкостенных тканей, а каркасу (арматуре) ≈ механические тяжи.

Но растительные конструкции стоят на более высокой ступени, чем технические сооружения. Бетон разрушается уже при незначительном удлинении в 0,01%. Поэтому в железобетоне высокие механические качества железа используются далеко не полностью. В растительных конструкциях основная масса способна сильно деформироваться, ткани заполнения могут разрушиться лишь после разрыва тяжей арматуры. Поэтому в органах растений сопротивление арматуры используется полностью.

Кроме того, железо обладает свойством текучести, то есть железный прут либо вытягивается, либо пучится при сжатии, без возврата в исходное состояние. Растительная арматура текучестью не обладает.

Однако природа всегда многообразнее, чем наши суждения о ней. Некоторые растения строятся как бы наперекор инженерным принципам. Например, южно-африканские клейнни (Kleinia — из семейства сложноцветных) имеют стебли тонкие у основания и утолщающиеся на вершине. В результате ветви отламываются при малейшем ветре. Отломившиеся побеги служат для вегетативного размножения.

Растительные ткани

Тканями называют комплексы клеток, обладающих сходным строением, имеющих единое происхождение и выполняющих одинаковые функции. Растительные ткани возникли в процессе эволюции с переходом растений к наземному образу жизни и наибольшей специализации достигли у цветковых. Формирование тканей происходило параллельно с дифференцировкой тела растения на органы. Растения, не имеющие расчленения тела на вегетативные органы, как правило, не содержат дифференцированных тканей. Классификация растительных тканей основана на единстве выполняемых функций, происхождении, сходстве строения и расположении клеток в органах растения. По этим критериям ткани делят на несколько групп: меристематические или образовательные, покровные, основные, механические, проводящие, выделительные.

Таблица . Растительные ткани (Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.,1991)

Название ткани	Строение	Местонахождение	Функции
Образовательная: 1. Верхушечная	Молодые тонкостенные клетки с крупным ядром и густой цитоплазмой, делятся путем митоза	Почки побегов, кончики корней (конусы нарастания)	Рост органов в длину благодаря делению клеток, образование тканей корня, стебля, листьев, цветков
2. Боковая (камбий)		Между древесиной и лубом стеблей и корней	Рост корня и стебля в толщину; камбий внутрь откладывает клетки древесины, наружу — клетки луба
Покровная: 1. Кожица (эпидерма)	Плотно сомкнутые живые клетки с утолщенной наружной стенкой и устьицами	Покрывает листья, зеленые стебли, все части цветка	Защита органов от высыхания, колебаний температуры, повреждений
2. Пробка	Мертвые клетки, стенки пропитаны жироподобным веществом суберином	Покрывает зимующие стебли, клубни, корневища, корни
3. Корка (покровный комплекс)	Много слоев пробки и других мертвых тканей	Покрывает нижнюю часть стволов деревьев
Проводящая: 1. Сосуды	Полые трубки с одревесневающими стенками и отмершим содержимым	Древесина (ксилема), проходящая вдоль корня, стебля, жилок листьев	Проведение воды и минеральных веществ из почвы в корень, стебель, листья, цветки
2. Ситовидные трубки	Вертикальный ряд живых клеток с ситовидными поперечными перегородками	Луб (флоэма), расположенный вдоль корня, стебля, жилок листьев	Проведение органических веществ из листьев в стебель, корень, цветки
3. Проводящие сосудисто-волокнистые пучки	Комплекс из древесины и луба в виде отдельных тяжей у трав и сплошного массива у деревьев	Центральный цилиндр корня и стебля; жилки листьев и цветков	Проведение по древесине воды и минеральных веществ; по лубу — органических веществ; укрепление органов, связь их в единое целое
Механическая (волокна)	Длинные клетки с толстыми одревесневающими стенками и отмершим содержимым	Вокруг проводящих сосудисто-волокнистых пучков	Укрепление органов растения благодаря образованию каркаса
Основная: 1.Ассимиляционная	Столбчатая и губчатая ткань с большим количеством хлоропластов	Мякоть листа, зеленые стебли	Фотосинтез, газообмен
2. Запасающая	Однородные тонкостенные клетки, заполненные зернами крахмала, белка, каплями масла, вакуолями с клеточным соком	Корнеплоды, клубни, луковицы, плоды, семена	Отложение в запас белков, жиров, углеводов (крахмал, сахар, глюкоза, фруктоза)

Образовательные ткани благодаря постоянному митотическому делению их клеток обеспечивают не только рост, но и образование всех тканей растения. Часть дочерних клеток дифференцируется, т.е. превращается в клетки различных тканей. Другие, сохраняя :вои меристематические свойства, продолжают делиться и образуют все новые и новые клетки. Меристемы возникают в зиготе на ранних этапах развития зародыша и являются первичной тканью, из которой состоит весь зародыш. В процессе роста растения меристемы сохраняются в точках роста – апикальные меристемы (верхушка стебля и кончик корня), а также вдоль стебля – боковые меристемы. Верхушечные меристемы обесточивают рост растения в длину, а боковые – в ширину. Существуют еще вставочные меристемы, которые сохраняются в зонах роста (основание черешков листьев и междоузлия). Меристемы, имеющие свое происхождение от меристем зародыша, называют первичными, к ним относятся верхушечные. К вторичным меристемам принадлежат ткани, которые образуются из первичных меристем и клеток других тканей. Это боковые меристемы – камбий, раневые меристемы (камбий обеспечивает рост стебля в ширину, раневые – регенерацию тканей при повреждениях). Покровные ткани находятся в контакте с внешней средой и обеспечивают защиту растений от неблагоприятных воздействий среды: механических повреждений, низких температур, чрезмерного испарения воды, проникновения микроорганизмов и др. Кроме того, покровные ткани осуществляют обмен веществ между организмом и внешней средой. Различают три вида покровных тканей: кожицу, или эпидерму, пробку и корку.

Эпидерма состоит из одного слоя плотно прилегающих друг к другу клеток. Ее поверхность покрыта воскоподобным веществом – кутином, образующим кутикулу. Кутикула снижает испарение воды, воск делает поверхность органов несмачиваемой. Эпидерма покрывает листья и молодые побеги растения. Клетки кожицы содержат хлоропласты, Одной из функций эпидермы являются газообмен и транспирация, т.е. испарение воды. Эти процессы обеспечиваются устьицами – отверстиями, окаймленными двумя замыкающими клетками. При изменении осмотического давления внутри клеток щель может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен. Предполагают существование двух процессов, изменяющих осмотическое состояние вакуолярного сока. На свету происходит гидролиз крахмала в глюкозу, которая повышает осмотическое давление в вакуоли. Считают, что изменение давления регулируется также ионами калия, концентрация которых увеличивается в светлое время суток. У многих высших растений некоторые клетки кожицы образуют выросты, так называемые волоски, имеющие разнообразную форму и выполняющие различные функции. Нитевидные волоски, в большом количестве покрывающие зеленые части растений, ослабляют иссушающее действие ветра и солнца. Жгучие волоски имеют форму шипа, который при прикосновении вонзается в кожу и клеточный сок с раздражающими веществами вспрыскивается в ранку.

Существуют также железистые волоски и нектарники, выполняющие секреторную функцию. Пробка образуется на смену эпидерме и покрывает стебли и корни многолетних растений. Образование пробки связано с появлением вторичной меристемы – феллогена. Феллоген образуется под кожицей и располагается в виде кольца; при делении его клетки, откладывающиеся наружу, превращаются в пробку.  Пробка состоит из нескольких рядов мертвых плотно сомкнутых клеток, утолщенные стенки которых пропитаны суберином веществом, плохо пропускающим воздух и воду. Благодаря этому пробка предохраняет стволы и ветви от излишней потери воды, резких колебаний температуры и др. Для газообмена и транспирации в пробке имеются чечевички-отверстия, которые прикрыты рыхлой тканью, состоящей из живых, слабо опробковевших клеток. Корка образуется в результате того, что феллоген организует слои пробки, которые могут препятствовать поступлению веществ и воды в клетки паренхимы. Феллоген также захватывает механические ткани и луб. В результате происходит отмирание участков тканей. На поверхности органа образуется корка – комплекс мертвых тканей. Толстые слои корки надежно предохраняют стволы деревьев от разного рода повреждений. Трещины в корке, на дне которых имеются чечевички, обеспечивают газообмен. Механические ткани, подобно арматуре железобетонных конструкций, создают каркас всем тканям и органам растения.

Клетки могут располагаться тяжами вдоль осевых органов, сопровождать проводящие пучки и образовывать трехмерные структуры, создающие опору для других тканей. Прочность и упругость клеток механических тканей обусловлены утолщенными и целлюлозными или одревесневевшими оболочками. Наиболее важные механические ткани – лубяные и древесные волокна – хорошо развиты в стебле. В корне механическая ткань сосредоточена в центре органа. Волокна механической ткани сопровождают проводящие пучки. Проводящие ткани обеспечивают транспорт веществ в теле растений. От корней в стебель и листья осуществляется перенос минеральных веществ, всасываемых из почв, – восходящий ток. Он обеспечивается ксилемой,  или древесиной.  Движение органических веществ, продуктов фотосинтеза к местам их использования или отложения в запас (к корням, плодам, семенам и другим органам) составляет нисходящий ток. Он осуществляется флоэмой, или лубом, располагающимся кнаружи от древесины. Основными элементами ксилемы являются трахеиды и трахеи (сосуды), окруженные древесными волокнами.

А – сосуды ксилемы с кольчатым, спиральным и сетчатым утолщением стенок; Б – клетки флоэмы: 1 – клетки камбия, 2 – ситовидные клетки, 3 – клетки-спутницы

Трахеиды-вытянутые мертвые клетки, одревесневевшие стенки которых имеют углубления (поры), затянутые перовой мембраной. Ток жидкости по трахеидам медленный и происходит путем фильтрации через мембраны соседних клеток. Трахеиды – наиболее древние проводящие элементы. Они встречаются у цветковых растений, а у голосеменных и папоротникообразных являются единственными проводящими элементами ксилемы. У покрытосеменных имеются также сосуды. Трахеи представляют собой полые трубки, состоящие из продольного ряда Клеток – члеников.

Перегородки между члениками содержат сквозные отверстия (перфорации) или полностью разрушаются, что многократно увеличивает скорость тока раствора. В состав флоэмы входят ситовидные трубки и клетки-спутницы, окруженные лубяными волокнами. Ситовидная трубка состоит из вертикального ряда живых клеток, поперечные перегородки между которыми продырявлены в виде сита, сквозь них проходят тяжи цитоплазмы. Транспорт веществ осуществляется по цитоплазме члеников. Предполагают, что клетки-спутницы совместно с члениками ситовидных трубок составляют единую физиологическую систему и в известной степени регулируют функции ситовидных трубок, способствуя току ассимилятов. Элементы ксилемы и флоэмы с волокнами механической ткани образуют сосудисто-волокнистые пучки. Они располагаются во всех органах и объединяют растение в единое целое. Основные ткани паренхимы) составляют большую часть всех органов растений. Они заполняют промежутки между проводящими и механическими тканями и присутствуют во всех вегетативных и генеративных органах. Эти ткани образуются за счет дифференцировки апикальных меристем и состоят из живых паренхиматозных клеток, разнообразных по строению и функциям. Различают ассимиляционную, запасающую, воздухоносную и водоносную паренхимы. Клетки ассимиляционной паренхимы содержат хлоропласты и специализируются на фотосинтезе. Они расположены под эпидермой листьев, молодых зеленых стеблей и плодов. В клетках запасающей паренхимы накапливаются избыточные в данный период развития растения продукты обмена веществ: углеводы, белки, жиры и др. Она хорошо развита в стеблях, корнях, корневищах, клубнях, луковицах. воздухоносная паренхима представлена в разных органах болотных и водных растений и состоит из клеток с тонкими стенками. Пространства между клетками (межклетники) заполнены воздухом и сообщаются с внешней средой через устьица или чечевички.

Растения засушливых мест обитания (кактусы, агавы, алоэ) в стеблях и листьях содержат водоносную паренхиму, которая служит для запасания воды, В вакуолях клеток этой ткани содержатся слизистые вещества, обеспечивающие удержание влаги. Выделительные ткани представлены различными образованьями (чаще многоклеточными, реже одноклеточными), выделяющими из растения или изолирующими в его тканях продукты обмена веществ либо воду. Листья многих растений способны выделять воду в условиях избыточной влажности. По проводящим пучкам вода подается к эпидерме, в которой по краям листа находятся водяные устьица. Млечники образуют млечный сок (латекс). У насекомоядных растений на листьях находятся желёзки, выделяющие пищеварительные соки. В цветках обычно содержатся нектарники, образующие сахаристую жидкость – нектар. Он служит средством привлечения животных, опыляющих растения. Смоляные ходы хвойных, эфиромасличные ходы цитрусовых выделяют вещества, имеющие защитное значение.

Растительные ткани. Классификация тканей — презентация онлайн

1. Растительные ткани

Тканями называют комплексы клеток, обладающих сходным
строением, имеющих единое происхождение и выполняющих
одинаковые функции. Растительные ткани возникли в
процессе эволюции с переходом растений к наземному образу
жизни и наибольшей специализации достигли у цветковых.
Формирование тканей происходило параллельно с
дифференцировкой тела растения на органы. Растения, не
имеющие расчленения тела на вегетативные органы, как
правило, не содержат дифференцированных тканей.
Классификация растительных тканей основана на единстве
выполняемых функций, происхождении, сходстве строения и
расположении клеток в органах растения.
Гистология — это наука о
тканях.
ТКАНИ – группа клеток, сходных по
строению и выполняющие в организме
определенную функцию.
В растениях выделяют 5 основных тканей, но в
зависимости от способности к постоянному
делению х делят на 2 группы:
Ткани
Меристемы, или
образовательные.
(постоянно делятся)
Первичные
Вторичные
Постоянные
(образуются из меристемы
и выполняют определенную
Функцию)
Покровные
Механические
Проводящие
Основные
Важнейшие ткани сосудистых растений объединены в более
крупные комплексы –СИСТЕМЫ ТКАНЕЙ. Таких систем три:
Системы тканей
Основные ткани
Паренхима
Колленхима
Склеренхима
(простые ткани,
т.к. состоят из
одного типа
клеток)
Проводящие ткани
Покровные ткани
Ксилема
Флоэма
Эпидерма
Перидерма
(сложные ткани, т.к. состоят из
двух и более типов клеток)
По форме клеток различают ткани ПАРЕНХИМНЫЕ , клетки
которых имеют примерно равную длину и ширину, и
ПРОЗЕНХИМНЫЕ, которые состоят из удлиненных клеток.

4. Образовательные ткани, или меристемы

Меристемы обеспечивают непрерывный
рост корней, стеблей и листьев в дину и
толщину, образуя другие ткани.
Клетки паренхимные,
тонкостенные, мелкие, с крупным ядром,
постоянно делятся.
У высших растений развитие
зародыша начинается с верхушечной
(апикальной) меристемы на верхушке
стебля и кончике корня, которые
обеспечивают рост в длину.
1
2
3
Апикальная меристема побега состоит из
двух слов: 1 — туники (поверхностного
слоя), обеспечивающей увеличении
поверхности, и 2 — корпуса, дающий
увеличение объема побега. Сбоку на
границе туники и корпуса расположена
периферическая меристема,
участвующая в формировании листьев и
пазушных почек.
На кончике корня расположена
апикальная меристема (1), покрытая
снаружи в виде наперстка корневым
чехликом (2), защищающим меристему
от повреждения при продвижении корня
в почве.
У основания междоузлий стебля и у
основания молодых растущих листьев
расположена вставочная меристема,
которая по окончании роста
превращается
При
повреждениив постоянные ткани.
1
2
растений
образуется
раневая
меристема,
образующая
защитную пробку.
У двудольных многолетних растений в
стеблях и корнях возникают боковые
(латеральные) меристемы – камбий,
обеспечивающий рост стебля и корня
в толщину.

6. Покровные ткани

Защищают органы растения от высыхания, резких
колебаний температуры, от избытка солнечного света,
механических повреждений, проникновения бактерий и
других паразитов; осуществляют газообмен и
транспирацию (испарение воды).
Покровные ткани
Эпидерма, или кожица
Состоит из 1 слоя
живых клеток
Перидерма, или
пробка
Состоит из
несколь-ких слоев
живых и мертвых
клеток
Корка
Состоит из
несколь-ких
слоев пробки

7. ЭПИДЕРМА (первичная покровная ткань)

Ткань состоит из уплощенных
плотно сомкнутых живых клеток.
В цитоплазме содержится много
лейкопластов и вакуолей, нередко с
антоцианами, придающими лиловокрасное окрашивание листьям и
стеблям.
Наружные стенки клеток сильно
утолщены и покрыты водонепроницаемой кутикулой, нередко с
восковым налетом (хвойные,
толстян-ковые) или пропитаны
кремнеземом (хвощи, осоки).
У некоторых растений на кожице
образуются разнообразной формы
выросты – трихомы (волоски). Если
они накапливают и выделяют
эфирные масла, муравьиную
кислоты, слизь и пр., то называются
желёзками.
Различные трихомы (А – Е) и развитие корневого волоска (Ж
– И)
В эпидермисе листьев имеются
устьичные клетки,
осуществляемые водо- и
газообмен. Устьица состоят они из
двух бобовидных замыкающих
клеток и устьичной щели. В этих
клетках всегда содержатся
хоропласты и активно проходит
фотосинтез. Устьичная щель
регулирует водо-газообмен
расширяясь
или сужаясь за счет
ческого давления
изменения
осмотивнутри замыкающих
клеток.
У наземных растений
устьица располагаются
на нижней стороне
листа, а у водных с
плавающими листьями
– на верхней стороне. Устьичные клетки образуются за счет
неравномерного деле-ния клеток кожицы и
растворения межклеточного вещества

9. ПЕРИДЕРМА , или пробка (вторичная покровная ткань)

Для осуществления
газообмена в пробке
образуются чечевички (в виде
бугорков), в которых
пробковые и паренхимные
клетки соединены рыхло
газообмен осуществляется по
межклетникам
У многолетних растений
эпидерма сменяется вторичной
покровной тканью – пробкой.
Перидерма образуется из
пробкового камбия,
расположенного под эпидермой.
Клетки плотно прижаты друг к
другу в несколько слоев.
Расположенные ближе к камбию
– живые, а наружные – мертвые.

10. КОРКА (третичная покровная ткань)

У древесных пород через
несколько лет формируется
третичная покровная ткань корка, состоящая из
нескольких слоев мертвой
перидермы.
По мере
накопления
перидермы
корка дает
трещины и
ствол
становится
неровным.
А
А
Б
А – корка
Б — перидерма

11. ПРОВОДЯЩИЕ ТКАНИ

Проводящие ткани проводят воду с растворенными
минеральными веществами и питательные (органические)
вещества в различные органы растения. У растений выделяют
два типа проводящих тканей:
Проводящие ткани
Ксилема
Флоэма
Состоит из проводящих
элементов, механической
и запасающей тканей
Состоит из проводящих
элементов, механической
и запасающей тканей
Проводящие элементы
состоят из мертвых клеток
– трахеид и сосудов. Они
проводят воду с
растворенными
минеральными от корней к
наземным органам
Проводящие элементы
состоят из живых клеток
— ситовидных трубок,
проводящих
органические вещества
от листьев к другим
органам
(восходящий поток)
(нисходящий поток)

12. КСИЛЕМА

А
Трахеиды
Б (характерные для
папоротнико-образных
и голосемен-ных) –
мертвые, вытянутые,
иногда заостренные на
концах клетки, без
цитоплазмы с большим
количеством пор (Б)
Рис.1. Типы утолщения стенки
сосудов (А): кольчатое, спиральное,
лестничное и пористое.
Членики сосудов – цилиндрические
клетки, лишенные протопласта,
имеют поры и перфорации
(отверстия в стенке главным
образом на концах клетки).
Членики располагаются одни над
другими в виде непрерывной
трубки – сосуда (А). Сосуды
характерны для цветковых
растений.
Рис.2. Поперечный срез древесины. Хорошо
видны крупные сосуды в ранней древесине.

13. ФЛОЭМА

Проводящие элементы состоят из ситовидных
клеток (имеют мелкие ситовидные поры на
боковых стенках и концах клеток),
характерных для папоротникообразных и
голосеменных, и члеников ситовидных
трубок (имеют ситовидные пластинки –
скопление крупных пор на концах клетки),
характерных для покрытосеменных.
Все клетки живые, но лишены ядра и
рибосом, поэтому их сопровождают клетки
спутницы, ответственные за активные
функции члеников ситовидных трубок.
Проводящая ткань вместе с механической тканью
образуют сосудисто-волокнистые пучки , которые
пронизывают все органы растения:
Сосудистые пучки
Радиальные
Располагаются по
радиусам органа
( в корне)
Коллатеральные,
или боковые
Флоэма
располагается рядом
с ксилемой (в
листьях, стеблях
травянистых
растений)
Концентрические
Одна проводящая
ткань (флоэма)
окружает другую
(ксилему).
Располагается в
стебле древеснокустарниковых
растений
По наличию в проводящих пучках камбиальных клеток их
подразделяют на: открытые (клетки пучкового камбия,
расположенного между флоэмой и ксилемой, постоянно делятся,
обеспечивая вторичное утолщение стебля и корня) и закрытые (нет
камбиальных клеток, и они не способны к вторичному утолщению).
Первые характерны для многолетних двудольных растений, а вторые
для однолетних двудольных и всех однодольных.
2
3
А
1
5
4
Б
Рис. 1. Развитие радиального проводящего
пучка в корне лютика (поперечный срез): А
– незрелый пучок; Б – зрелый пучок.
Рис 2. Строение биколлатерального
проводящего пучка в стебле тыквы
(поперечный срез): 1 – камбий: 2 –
наружная флоэма; 3 – сосуды вторичной
ксилемы; 4 – первичная ксилема;
5–
внутренняя флоэма.
Закрытый проводящий
пучок в стебле лютика,
травянистого двудольного
(поперечный срез):
первичная ксилема и
флоэма окружены
толстостенными
склеренхим-ными
клетками; камбия нет.
Открытый
коллатеральный
проводящий пучок в
стебле люцерны,
травянистого
двудольного
(поперечный срез):
разделенные камбием
проводящие пучки ;
между пучками
расположен
межпучковый камбий.
Открытый концентрический
проводящий пучок стебля липы,
многолетнего двудольного
(попереч-ный срез): камбий
создает четкую границу между
флоэмой и ксилемой; внутренняя
граница первичной ксилемы
четко ограничена паренхимными клетками сердцевины.
В первичной и вторичной
ксилеме и флоэме
встречаются волокна,
склереиды, придающие
прочность тканям и
паренхим-ные клетки,
служащие для запасания
питательных веществ.

18. МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ

Выполняют опорную функцию. Состоят из живых и мертвых
клеток с очень толстыми клеточными стенками. В
зависимости от формы клеток и способа утолщения их
стенок различают три типа механических тканей:
Механические ткани
Колленхима
Клетки живые,
паренхимные, с
частично
утолщенными
стенками;
встречается в
молодых растущих
органах .
Склеренхима
Клетки мертвые,
прозенхимные
(вытянутые) –
волокна; входят в
состав вторичной
колленхимы и
флоэмы.
Склереиды
Клетки с сильно
яутолщенными
стенками, не
обладающие
формой волокна.
Механические ткани создают прочный каркас тела растения, который
наполняется упругой массой живых клеток. Механическая ткань в
стебле располагается по периферии, увеличивая сопротивление изгибу
и перелому. В корне она располагается в основном в центре,
препятствуя разрыву органа.

19. КОЛЛЕНХИМА

Рис. Уголковая колленхима.
1 – слой цитоплазмы; 2 – ядро;
3 – вакуоль; 4 – утолщенная
оболочка
Колленхима (греч. – «клей») состоит
из живых, но не размножающихся
клеток, имеющих неравномерно
утолщенные оболочки, делающие их
приспособленными для укрепления
молодых растущих органов.
Наиболее распространена уголковая
колленхима (утолщение по углам
соприкасающихся друг с другом
клеток)

20.

СКЛЕРЕНХИМА Склеренхима (греч. «твердый») состоит
из мертвых вытянутых клеток, которые
называются волокна. Клетки имеют
очень толстые оболочки, благодаря
которым они выполняют опорную
функцию органов растений.
Вытянутые клетки
склеренхимы в
стебле
А
А – лубяные
волок-на; Б –
древесные
волокна
Волокна собраны в пучки (лубяные,
пеньковые, джутовые, льняные)и входят в
состав древесины (древесные волокна, или
либриформ), луба (флоэмы — лубяные
волокна).
Б

21. СКЛЕРЕИДЫ

1
2
Склереиды разнообразны по
форме и часто разветвлены, но
по сравнению с волокнами
являются короткими клетками.
Чаще располагаются группами
по основным тканям. Они
имеют очень толстые,
одревесневшие оболочки.
Из таких клеток состоит
скорлупа орехов, косточки
сочных костянок, семенная
кожура; они (каменистые
клетки) придают мякоти груши
и айвы характерную
крупитчатую структуру.
1 – склереиды (каменистые клетки)
в мякоти груши; 2– ветвистая
склереида из листа кувшинки; ее
оболочка содержит мелкие
кристаллы.

22. ПАРЕНХИМА, ИЛИ ОСНОВНАЯ ТКАНЬ

Составляют основу всех органов и встречаются в виде
сплошных масс в коре стеблей, корне, сердцевине стеблей,
мезофилле листьев и мякоти плодов. Образует
горизонтальные тяжи (лучи) в проводящих тканях.
Клетки живые, способные к делению, играют важную роль
в регенерации и заживлении ран, дают начало
придаточным корням на стеблевых черенках, участвуют в
фотосинтезе (содержат хлоропласты), запасании веществ и
секреции, обуславливает газообмен.
В зависимости от выполняемой функции различают
следующие основные ткани:
Ассимиляционная ткань
Запасающая ткань
Воздухоносная ткань (аэренхима)
Всасывающая ткань (ризодерма))
Выделительная ткань

23. АССИМИЛЯЦИОННАЯ, ИЛИ ХЛОРЕНХИМА

Этот тип основной
ткани выполняет функцию
образования органических
веществ в процессе фотосинтеза и
состоит из тонкостенных живых
клеток, содержащих хлоропласты.
Обычно ассимиляционная ткань
располагается непосредственно
под покровной тканью в листьях и
зеленых стеблях растений.
Хлоренхима в листьях не образует одной
однородной ткани, а разделяется на два
совершенно различных слоя. Один
состоит из призматических клеток,
лежащих под кожицей листа, и
называется столбчатой или палисадной
паренхимой. Второй слой лежит на
нижней поверхности листа и содержит
большое количество межклетников и
называется губчатой паренхимой.

24. ЗАПАСЮЩАЯ ТКАНЬ

1Запасающая
ткань в стебле
люцерны
1
Запасающа
я
паренхима
клубня
картофеля
Эта ткань приспособлена для накопления
питательных веществ и, главным образом, представлена в
подземных органах растений — клубнях, корневищах, луковицах, а
также в плодах, семенах и значительно реже в листьях. В клетках
запасающей паренхимы откладываются крахмал, жирные масла,
сахара, белки и другие питательные вещества. Состоит из живых
клеток, содержащих большое количество лейкопластов.

25. АЭРЕНХИМА (ВОЗДУХОНОСНАЯ)

Ткань с очень большими межклетниками,
основная функция которой –
вентиляция. Системы межклетников
связаны между собой и с внешней
средой (через устьица и чечевички).
Сильно развита у высших водных
растений или обитающих в условиях
затрудненного газообмена, обеспечивая
поступление кислорода от листьев к
корням.
Лист кувшинки с большим
количеством
межклетников и
устьицами только на
верхней эпидерме
Поперечный разрез
через аэренхиму
стебля водного
растения

26. РИЗОДЕРМА (ВСАСЫВАЮЩАЯ)

Это наружная однослойная
Развитие корневого волоска
ткань на молодых корнях.
Клетки живые, тонкостенные,
имеют корневые волоски,
через которые корень
всасывает воду и
растворенные в ней
минеральные вещества
осмотическим путем.
В корневой волосок
вырастает не вся клетка, а
только участок ее передней
стенки, который вытягивается
в слепую трубочку (0,15 – 1
см). Корневые волоски
быстро отмирают, а на смену
им образуются на новом
участке корешка новые
корневые корешки. Старая
ризодерма становится
вторичной покровной тканью.

27. ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ

Выделительные ткани служат для накопления или
выделения конечных продуктов обмена веществ и вредных
для растения веществ. Накопление их может происходить
как в полости самой клетки, так и в межклетниках.
Различают выделительные ткани внутренней и внешней
секреции.
Выделительная ткань
1 – клетки эпителия; 2 – капли эфирного масла;
3 – полость смоляного хода; 4 – капля смолы.
Древесина сосны со смоляными ходами на продольном и поперечном
срезах
Внутренние ткани накапливают продукты обмена чаще всего в виде
кристаллов щавелевокислого кальция, эфирных масел, дубильных
веществ в отдельных клетках (идиобластах) среди клеток различных
тканей. В межклетниках образуются вместилища выделений и
выделительные ходы (смоляные ходы хвойных). Клетки
накапливающие в вакуолях млечный сок, называются млечниками.
Выделительные простые волоски герани на черешке листа
Наружные выделительные ткани очень
разнообразны:
Железистые волоски, образующие опушение некоторых растений,
выделяют наружу эфирные масла, соли и другие вещества.
Гидатоды — это группы клеток, связанные с проводящими тканями
листа и заканчивающиеся водными устьицами, выделяющиеся воду
и растворенные в ней соли. Процесс выделения воды в капельножидком состоянии называется гуттацией. Гуттация происходит в
условиях высокой влажности воздуха, препятствующей транспирации.
Нектарники расположены в цветниках и выделяют наружу
сахарную жидкость (нектар), которая привлекает насекомых опылителей.
Пищеварительные железки насекомоядных
растений
выделяют
ферменты и кислоты, необходимые для переваривания тканей
пойманных насекомых.
II. Особенности строения и функции растительных тканей
Тип
ткани
Строение
Функции
Образоват
ельная
ткань
Мелкие постоянно делящиеся
клетки с крупными ядрами,
вакуолей нет.
Рост растения
Покровная
ткань
Живые и мертвые клетки.
Имеют толстые и прочные
оболочки
Прочно соединены друг с
другом
Защита от неблагоприятных
воздействий, повреждений.
Связь с внешней средой
(устьица и чечевички)
Основная
ткань
Живые клетки, в которых
содержатся хлоропласты и
питательные вещества
Образование и накопление
питательных веществ
Проводящ
ая ткань
Клетки живые и мертвые,
напоминают сосуды и
трубочки.
Передвижение веществ по
растению
Механичес
кая ткань
Мертвые клетки с
утолщенными и
одревесневшими оболочками.
Опора растения.
Внешний
вид

Тест по биологии на тему: Ткани растений

Тестовые задания

1 вариант

Выберите один правильный ответ:

1. Где находится боковая меристема?

А) в основании междоузлий;

Б) между древесиной и лубом стеблей и корней;

В) на верхушке корня;

Г) в области корневого чехлика.

2. Какой тип ткани содержит устьичный аппарат?

А) образовательная;

Б) покровная;

В) основная;

Г) механическая.

3. Какие вещества проводятся по древесине?

А) минеральные;

Б) только глюкозу;

В) органические;

Г) все.

4. Клетки какой ткани содержат эфирные масла и смолы?

А) основная;

Б) механическая;

В) проводящая;

Г) выделительная.

5. Функция воздухоносной паренхимы в том, что:

А) она запасает вещества;

Б) всасывает воду;

В) помогает водным растениям держаться на поверхности;

Г) осуществляет фотосинтез.

Дайте краткий ответ (термин):

6. Луб ещё называют-

7. Ткань, клетки которой покрыты кутикулой-

8. Чем отличается яд и лекарство?

9. Испарение воды с поверхности листа-

Выберите верные утверждения:

10. Все растения состоят из тканей.

11. Механическая ткань выполняет опорную функцию и является как скелетом растения.

12. Каждая из тканей функционирует самостоятельно и не взаимодействует с другими тканями.

13. Пробка защищает растение от потери влаги, перепадов температур, и болезнетворных болезней.

14. Воздухоносная ткань расположена в подводных органах водных и болотных растений, в воздушных корнях.

Тестовые задания

2 вариант

Выберите один правильный ответ:

1. Зачем нужна верхушечная меристема?

А) рост в толщину;

Б) зарастание повреждений;

В) рост в области междоузлий;

Г) рост в длину.

2. Какой тип ткани представлен сосудами?

А) образовательная;

Б) проводящая;

В) основная;

Г) механическая.

3. Какие вещества проводятся по лубу?

А) только белки;

Б) органические;

В) вода;

Г) минеральные.

4. Вещества какой растительной ткани служат для привлечения насекомых- опылителей?

А) основная;

Б) механическая;

В) проводящая;

Г) выделительная.

5. Разновидность основной растительной ткани, служащая для размещения излишков питательных веществ-

А) поглощающая паренхима;

Б) фотосинтетическая паренхима;

В) воздухоносная паренхима;

Г) запасающая паренхима.

Дайте краткий ответ (термин):

6. Для испарения воды и дыхания в пробке имеются отверстия-

7. Что такое нектар?

8. Где находятся ситовидные трубки?

9. Древесину называют-

Выберите верные утверждения:

10. Ткань — группа клеток, сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям.

11. Механическая ткань защищает растение от воздействия окружающей среды.

12. Фотосинтезирующая ткань расположена в основном в корнях растений.

13. Проводящая ткань представлена в основном сосудами, состоящими из мертвых клеток, и живыми ситовидными клетками.

14. Ткани могут состоять как из живых, так и из мертвых клеток.

Ответы

1 вариант 2 вариант

1

Б

2

Б

3

А

4

Г

5

В

6

флоэма

7

покровная

8

концентрацией, дозой

9

транспирация

10

10, 11, 13, 14

1

Г

2

Б

3

Б

4

Г

5

Г

6

чечевички

7

раствор углеводов

8

в лубе корня, стебля, жилок листа

9

ксилема

10

10, 13, 14

Ответ 20) Сравниваем и обобщаем

1)Рассмотрите рисунок. Установите соответствие между изображениями тканей и местом их расположения в растительном организме.

 

• Ответ:

 

2)Заполните схему.

 

• Ответ:

   

 

3) Установите соответствие между названием ткани и характерными для нее чертами.

1)Покровная растительная. 2)Покровная животная. 3)Фотосинтезирующая 4)Образовательная 5) Поперечно-полосатая мышечная 6)Кровь 7)Нервная 8)Механическая

А) Выстилает изнутри полые органы организма;

Б) Служит опорой тем органам, в которых находится. Клетки имеют утолщенные оболочки. Могут быть мертвыми и живыми;

В) Клетки прозрачные, крупные, плотно прилегают друг к другу;

Г) Свойство ткани — возбудимость и проводимость;

Д) Свойство ткани — возбудимость и сократимость;

Е) Основная функция клеток ткани — деление;

Ё) Ткань составляют тонкостенные клетки с большим числом хлоропластов;

Ж) Связывает клетки разных органов между собой. состоит из плазмы, эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов;

Напишите получившиеся у вас пары из цифр и букв.

 

• Ответ: А-2, Б-8, В-1, Г-7, Д-5, Е-5, Ё-3, Ж-6.

 

4) Объедините перечисленные ниже ткани в группы в соответствии с каждым из предложенных критериев.

Ткани: кожица, пробка, древесина, луб, корка, эпителий, хрящевая ткань, костная ткань, кровь, жировая ткань, поперечно-полосатая ткань, гладкая мышечная ткань, нервная ткань.

 

• Ответ: Образованы живыми клетками пробка, древесина, корка;

  Образованы мертвыми клетками кожица, луб, эпителий, хрящевая, костная, жировая, поперечно-полосатая и гладкая мышечная, нервная ткани и кровь;

  Ткани растительного организма кожица, пробка, древесина, луб, корка;

  Ткани живого организма — хрящевая ткань, костная ткань, кровь, жировая ткань, поперечно-полосатая мышечная ткань, гладкая мышечная ткань, нервная ткань.

   

  5) Заполните таблицу, отмечая наличие ткани знаком « + », отсутствие знаком « — ».

    

  Ответ:

  Тип ткани	Растения	Животные
  Покровная	—	+
  Механическая	+	—
  Проводящая	+	—
  Фотосинтезирующая	+	—
  Запасающая	+	—
  Образовательная	+	—
  Соединительная	—	+
  Мышечная	—	+
  Нервная	—	+

Растительные ткани | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

Тема: Ботаника

В многоклеточных организмах есть груп­пы клеток, которые осуществляют разные процессы жизнедеятельности. Такие группы клеток называют тканью. Термин предложен в связи со сходством с текстильными тканями.

У высших растений обычно выделяют такие ткани — образовательные, покровные, прово­дящие, основные.

Растения, в отличие от животных, имеют неограниченный рост, который обеспечива­ет образовательные ткани. Образовательные ткани — это ткани, которые состоят из моло­дых, способных к делению клеток. Эти ткани обеспечивают разные типы роста растений и дают начало всем другим тканям, которые называют постоянными. Материал с сайта //iEssay.ru

Постоянные ткани растения (покровные, проводящие, основные) формиру­ются из образовательных тканей. Они отличаются особенностями строения, рас­положением в теле растения и функциями. Покровные ткани — это ткани, кото­рые расположены на поверхности органов растения и выполняют защитную функцию. Так, клетки на поверхности листа испытывают прямое влияния сре­ды, поэтому их основной функцией является защита внутренних клеток. И это сказывается на их строении. Проводящие ткани — это ткани, которыми по рас­тению передвигаются растворы веществ (длинные трубки-сосуды в древесине ствола дерева и т. п.). Основные ткани — это ткани, которых больше всего в те­ле растения. В них запасаются вещества, происходит фотосинтез и т. п. (напри­мер мякоть арбуза, в клетках которой накапливаются сладкие вещества и вода).

На этой странице материал по темам:

• доклад по теме покровные ткани растений и животных 5 класс википедия
• реферат на тему растительные ткани
• растительные ткани ботаника кратко
• реферат по теме растительные ткани
• проводящие ткани кратко

кожных покровов | биология | Британника

покров , в биологии, сеть признаков, образующих покров организма. Покровы ограничивают тело организма, отделяя его от окружающей среды и защищая от посторонних предметов. В то же время он обеспечивает связь с внешним миром, позволяя организму жить в определенной среде.

Среди одноклеточных организмов, таких как бактерии и простейшие, покровы соответствуют клеточной мембране и любой секретируемой оболочке, которую производит организм.У большинства беспозвоночных животных слой (или слои) поверхностных (эпителиальных) клеток — часто с дополнительными секретируемыми покрытиями — составляет покров. У позвоночных пограничный покров — с множеством производных элементов, таких как чешуя, перья и волосы — принял сложность системы органов, покровной системы.

Покровы состоят из слоев, которые могут иметь одноклеточную толщину, как у многих беспозвоночных, или многоклеточную толщину, как у некоторых беспозвоночных и всех позвоночных.В каждом случае клетки, из которых состоят покровы, принадлежат к классу тканей, называемых эпителием, который у большинства животных называется эпидермисом. Под эпидермисом и снабжая его питательными веществами, является дерма. В дополнение к клеточным слоям покровы часто включают неклеточное покрытие или кутикулу, секретируемую эпидермисом. Такие покрытия встречаются у большинства беспозвоночных. Кожа позвоночных образовала множество видов желез и множество роговых структур, но на ней нет покрытий.

Широкое разнообразие кожных покровов позвоночных еще раз демонстрирует адаптивный характер покровов тела: от почти непробиваемого щита броненосца и густой пушистой шерсти арктического медведя до слизистого чешуйчатого покрова трески и исключительно гладкой кожи морской свиньи. У земноводных и рыб часто есть слизистые железы, которые смазывают их кожу и предотвращают переувлажнение и порчу. У рептилий толстая кожаная кожа, которая помогает уменьшить потерю воды и служит броней против врагов.Птицы используют свои перья — производные кожи — для полета и защиты своего тела. Волосатая или пушистая шубка многих наземных млекопитающих изолирует их, отводит воду и надежно защищает от травм.

Компоненты

Покровы одноклеточных организмов состоят из клеточной мембраны и любой оболочки, которую она выделяет. Практически все бактерии имеют внешнюю клеточную стенку, которая поддерживает форму и упругость клетки и обеспечивает защиту. Однако у многоклеточных беспозвоночных есть единственный внешний слой эпителиальных клеток, и они могут секретировать различные поверхностные покрытия, начиная от слизистой оболочки книдарий (полипы, морские анемоны, медузы) и заканчивая жесткой кутикулой насекомых.Эпителиальный слой может включать в себя клетки нескольких типов, такие как сенсорные клетки, клетки желез и стрекательные клетки, а внешние поверхности могут нести микроворсинки, реснички или другие тонкие выступы. Кроме того, клетки могут образовывать наросты, такие как щетина, шипы, выступы и гребни.

Прочность некоторых беспозвоночных животных, таких как кольчатые червяки (дождевые черви, морские черви и пиявки) и некоторых моллюсков, зависит от растяжения водой отдельных клеток, образующих стенку тела.Во многих других формах твердые скелетные материалы откладываются либо внутри клеток, либо на внешней поверхности. Неклеточные покрытия покровов беспозвоночных чрезвычайно разнообразны по составу и размеру, и они пересекаются по таксономическим категориям. Эти жесткие структуры могут служить не более чем защитным панцирем, но у членистоногих, включая ракообразных, насекомых и пауков, многослойный и твердый покров образует экзоскелет, к которому прикреплены мышцы. У иглокожих экзоскелет находится ниже эпидермиса.

13.2: Введение в покровную систему

Что такое покровная система?

Помимо кожи, покровная система включает волосы и ногти, которые являются органами, которые растут из кожи. Поскольку органы покровной системы в основном находятся вне тела, вы можете думать о них как о не более чем аксессуарах, таких как одежда или украшения, но они служат жизненно важным физиологическим функциям. Они обеспечивают защитное покрытие для тела, ощущают окружающую среду и помогают телу поддерживать гомеостаз.

Кожа

Кожа примечательна не только тем, что это самый большой орган тела. Это примечательно и по другим причинам. В среднем квадратный дюйм кожи состоит из 20 кровеносных сосудов, 650 потовых желез и более тысячи нервных окончаний. Он также имеет невероятное количество клеток, вырабатывающих пигмент, — 60000. Все эти структуры упакованы в стопку ячеек толщиной всего 2 мм, то есть примерно такой же, как обложка книги. Хотя кожа тонкая, она состоит из двух отдельных слоев, эпидермиса и дермы, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Эпидермис — это более тонкий внешний слой кожи, который состоит из плотно упакованных эпителиальных клеток. Дерма — это более толстый внутренний слой кожи, содержащий такие структуры, как кровеносные сосуды, волосяные фолликулы и потовые железы.

Внешний слой кожи

Внешний слой кожи — эпидермис. Этот слой тоньше внутреннего слоя, дермы. Эпидермис состоит в основном из эпителиальных клеток, называемых кератиноцитами , которые производят прочный волокнистый белок кератин. Самые внутренние клетки эпидермиса — это стволовые клетки, которые непрерывно делятся с образованием новых клеток. Вновь образованные клетки продвигаются вверх через эпидермис к поверхности кожи, производя все больше и больше кератина. Клетки наполняются кератином и умирают к тому времени, когда достигают поверхности, где образуют защитный водонепроницаемый слой. По мере того как мертвые клетки удаляются с поверхности кожи, они заменяются другими клетками, которые движутся снизу вверх. Эпидермис также содержит меланоциты, клетки, вырабатывающие коричневый пигмент меланин, который придает коже большую часть ее цвета.Хотя эпидермис содержит некоторые сенсорные рецепторные клетки, называемые клетками Меркеля, он не содержит нервов, кровеносных сосудов или других структур.

Внутренний слой кожи

Дерма — это внутренний и более толстый слой кожи. Он состоит в основном из прочной соединительной ткани и прикреплен к эпидермису с помощью коллагеновых волокон. Как показано на рисунке выше, дерма содержит множество структур, в том числе кровеносные сосуды, потовые железы и волосяные фолликулы, которые представляют собой структуры, из которых берут начало волосы. Кроме того, дерма содержит множество сенсорных рецепторов, нервов и сальных желез.

Функции кожи

Кожа выполняет несколько функций в организме. Многие из этих ролей связаны с гомеостазом. Основные функции кожи включают предотвращение потери воды из организма и выполнение функций барьера для проникновения микроорганизмов. Другая функция кожи — синтез витамина D, который происходит при воздействии на кожу ультрафиолетового (УФ) света. Меланин в эпидермисе блокирует часть ультрафиолетового излучения и защищает дерму от его разрушительного воздействия.

Еще одна важная функция кожи — регулирование температуры тела. Например, когда тело слишком теплое, кожа снижает температуру тела, выделяя пот, который охлаждает тело при испарении. Кожа также увеличивает количество крови, текущей к поверхности тела за счет расширения сосудов (расширения кровеносных сосудов), отводя тепло от ядра тела, чтобы излучаться в окружающую среду.

Волосы

Волосы — это волокна, которые встречаются только у млекопитающих. Он состоит в основном из кератинпродуцирующих кератиноцитов. Каждый волос растет из фолликула в дерме. К тому времени, когда волосы достигают поверхности, они состоят в основном из мертвых клеток, заполненных кератином. Волосы выполняют несколько гомеостатических функций. Волосы на голове важны для предотвращения потери тепла головой и защиты ее кожи от УФ-излучения. Волосы в носу задерживают частицы пыли и микроорганизмы в воздухе и не дают им попасть в легкие. Волосы по всему телу обеспечивают сенсорную информацию, когда предметы касаются их или они качаются в движущемся воздухе.Ресницы и брови защищают глаза от воды, грязи и других раздражителей.

Гвозди

Ногти пальцев рук и ног состоят из мертвых кератиноцитов, заполненных кератином. Кератин делает их твердыми, но гибкими, что важно для выполняемых ими функций. Ногти предотвращают травмы, образуя защитные пластины на концах пальцев рук и ног. Они также усиливают ощущения, выступая в качестве противодействия чувствительным кончикам пальцев при обращении с предметами. Кроме того, ногти можно использовать как инструмент.

Эпидермис — определение и примеры

Эпидермис
n., Множественное число: эпидермиды или эпидермисы
[ˌɛ.pə.ˈdɝ.məs]
Определение: один или несколько слоев клеток, образующих крайнюю часть кожи или покровов
Источник: изменено Мария Виктория Гонзага, из BruceBlaus (диаграмма кожи человека, слева), CC BY 3.0. Головецкий (шкура лука, справа), CC BY-SA 4.0.

Определение эпидермиса

Что такое эпидермис? Мы можем определить эпидермис как один или несколько слоев клеток, образующих прочный и защитный внешний слой кожи или покровов (естественное покрытие).Эпидермис — это защитное внешнее покрытие многих растений и животных. Он может состоять из одного слоя, как у растений, или из нескольких слоев клеток поверх дермы, как у позвоночных животных.

Эпидермис (биологическое определение): крайняя часть кожи или покровов. Этимология: от epi, что означает «поверх» + derma, что означает «кожа».

Эпидермис человека

У человека кожа является самым большим органом покровной системы.Он окружает внешнюю поверхность тела. Роль кожи жизненно важна, поскольку она защищает тело (особенно подлежащие ткани) от патогенов, ультрафиолетового излучения, химикатов, механических повреждений и чрезмерной потери воды. Он также участвует в обеспечении изоляции, регулировании температуры и ощущении. Слои кожи человека и других млекопитающих состоят из трех основных слоев: , , эпидермис, , дерма, и , гиподерма. Основная роль эпидермиса — защита наиболее уязвимых слоев кожи.

Структура эпидермиса

Кожа состоит из трех слоев. К ним относятся эпидермис, дерма и гиподерма. На рисунке 1 показана структура кожи.

Рисунок 1: анатомия кожи и слои — диаграмма. Предоставлено: Марк Келли, Heartstring.net

. Эпидермис состоит в основном из ороговевшего многослойного плоского эпителия . Стратифицированный определяется как имеющий толщину более одного слоя, а плоскоклеточный. относится к структуре ячеек, напоминающих «шкалы » или имеющих уплощенный вид.Основной компонент клеток эпидермиса — кератиноциты. Эти клетки производят протеин кератин. Кератин — это прочный волокнистый структурный белок, который является основным компонентом внешнего покрова позвоночных, включая кожу, перья, волосы и копыта.

Эпидермальные клетки не имеют прямого кровоснабжения; следовательно, они зависят от диффузии кислорода и питательных веществ из кровеносных капилляров дермы.

Эпидермис состоит из четырех или пяти слоев в зависимости от его расположения.Там, где есть только четыре слоя, она описывается как тонкая оболочка , где пять слоев описывается как толстая оболочка . Толщина кожи варьируется в зависимости от того, на каком участке тела она находится. Как правило, безволосая кожа является самой толстой, потому что эпидермис имеет дополнительный слой, известный как stratum lucidum . Толстая кожа находится на подошвах наших ног и ладонях. Слои кожи будут описаны более подробно ниже.

Эпидермис состоит из пяти слоев.Это stratum basale , stratum spinosum , stratum granulosum , stratum lucidum и stratum corneum . Просветленный слой находится только в толстой коже и расположен между роговым слоем и зернистым слоем. На рисунке 2 показаны слои эпидермиса.

Рисунок 2: Слои эпидермиса: (слева) схематическая диаграмма, показывающая части, и (справа) микроскопическое изображение эпидермиса, показывающее от базального слоя до рогового слоя.Источник: Модифицировано Марией Викторией Гонзага, BiologyOnline.com, из работ LumenLearning.com (диаграмма эпидермальных слоев) и Микаэля Хэггстрёма и др., CC BY 3.0. У человека кожа является самым большим органом покровной системы. Он состоит из двух основных слоев: (1) эпидермиса и (2) дермы . Эпидермис — это внешний водостойкий слой кожи, а дерма — это слой под эпидермисом. Между двумя слоями находится тонкий слой волокон, называемый базальной мембраной.

(1) Базальный слой

Базальный слой, также известный как зародышевый слой, является самым внутренним слоем эпидермиса. Ячейки здесь кубовидные или столбчатые. Они лежат на базальной мембране, отделяющей дерму от эпидермиса. Базальный слой состоит в основном из 2 типов клеток: (1) кератиноцитов и (2) меланоцитов . Другие типы ячеек, например Ячейки Меркеля также присутствуют в очень небольших количествах.

Большинство клеток, обнаруженных в этом первом слое, представляют собой кератиноцитов , которые отвечают за восполнение клеток, потерянных на поверхности кожи. Эти клетки делятся путем митоза, что приводит к образованию миллионов новых кератиноцитов в базальном слое каждый день. Процесс митоза происходит только в этом слое эпидермиса, поскольку он расположен близко к капиллярам, ​​что позволяет ему получать много кислорода и питательных веществ посредством диффузии. Новые клетки перемещают старые через слои эпидермиса. Со временем, когда эти клетки движутся, они изменяют свою форму и состав. Кератиноциты также помогают удерживать эпидермис.

Другой основной тип клеток эпидермиса включает меланоциты, вырабатывающие меланин. Эти клетки отвечают за цвет волос и кожи. На рис. 3 показан образец кератиноцитов и меланоцитов, окрашенный под микроскопом.

Рис. 3. Эпидермальный разрез, показывающий кератиноциты и меланоциты. Предоставлено: Сетиджанти и др., CC BY-SA 4.0.

Другие клетки, обнаруженные в базальном слое, — это клетки Меркеля (рис. 4). Ячейки Меркель были первоначально обнаружены Фридрихом Меркелем в конце 1800-х годов. Это редкие специализированные эпителиальные клетки, расположенные непосредственно над базальной мембраной и функционирующие как механорецепторы 1-го типа. Они могут ощущать легкое / нежное прикосновение, поскольку их мембрана взаимодействует с нервными окончаниями, находящимися в коже. Следовательно, они находятся в основном на губах, кончиках пальцев и на лице, где сенсорное восприятие наиболее чувствительно. На другой стороне своей мембраны они связаны с кератиноцитами посредством десмосомных мультибелковых комплексов.

Базальный слой прикреплен к базальной мембране десмосомами и гемидесмосомами . Это мультибелковые комплексы, обеспечивающие прочную адгезию клеток. Это межклеточные соединения, которые придают ткани механическую прочность.

Рисунок 4: Диаграмма ячейки Меркель. Предоставлено сотрудниками Blausen.com. (2014). «Медицинская галерея Blausen Medical 2014». WikiJournal of Medicine 1 (2).DOI: 10.15347 / wjm / 2014.010 ..

(2) Шиповидный слой

Слой выше базального слоя — это шиповидный слой, также известный как шиповидный слой . Он имеет толщину около 8-10 ячеек и содержит ячейки многогранной формы. Клетки в этом слое содержат множество десмосом, которые служат для скрепления клеток друг с другом. Когда этот клеточный слой готовится на предметном стекле для микроскопии, промежутки между десмосомами сокращаются, придавая клеткам колючий вид. Этот колючий вид не такой, как клетки в реальной жизни.Десмосомы действуют как структурная опора и обеспечивают гибкость и эластичность.

Кератиноциты начинают вырабатывать кератин в этом слое. Этот сильный волокнистый белок помогает удерживать воду в клетках. Каждый кератиноцит содержит тонофибриллы, которые начинаются и заканчиваются на каждой десмосоме. Тонофибриллы — это кератиновые промежуточные филаменты, компоненты цитоскелета кератиноцитов. Здесь они играют очень важную структурную вспомогательную роль.

Дендритные клетки иммунной системы также находятся в поверхностной части этого слоя.Дендритные клетки называются клетками Лангерганса , когда они обнаруживаются в эпидермисе. В этом слое они лежат очень близко к кератиноцитам. Они также распространяют свои отростки на следующий слой, гранулированный слой. Эти клетки Лангерганса распознают патогены и аллергены в эпидермальных слоях и мигрируют в лимфатический узел, где могут инициировать соответствующий иммунный ответ.

По мере того, как новые кератиноциты перемещаются в этот слой, они выталкивают старые кератиноциты в следующий эпидермальный слой кожи, гранулированный слой.

Рис. 5: Шиповатый слой под микроскопом. Вход (левый угол): более пристальный вид клеток Лангерганса в нормальной коже. Источник: Модифицировано Марией Викторией Гонзага, BiologyOnline.com, из работ Athikhun.suw (эпидермальные слои), CC BY-SA 4.0 и Эда Усмана (Клетки Лангерганса в нормальном эпидермисе, иммунное окрашивание CD1a), CC BY 2.0.

(3) Stratum Granulosum

Толщина гранулезного слоя составляет около 3-5 клеток. В этом слое клетки слегка приплюснуты до ромбовидной формы.Кератиноциты здесь производят большое количество белков кератина и кератогиалина. кератогиалин накапливается в гранулах, называемых гранулами кератогиалина. Эти гранулы окружают кератиновые нити, создавая внутриклеточный матрикс.

Пластинчатые гранулы (или тела ламелл) также встречаются в этом слое эпидермиса. Это секреторные органеллы, содержащие гликолипиды, ферменты и белки, которые секретируются на поверхность клетки. Они действуют как клей, позволяя клеткам оставаться плотно упакованными вместе, и покрывают клетки, делая их водонепроницаемыми, предотвращая потерю воды.Этот процесс также предотвращает диффузию питательных веществ в кератиноциты и из них. Это, в свою очередь, приводит к гибели поверхностного гранулезного слоя, о чем свидетельствует потеря их ядер. Клетки в этом слое становятся сплющенными и раздавленными. (См. Рисунок 5 )

(4) Stratum Lucidum

При толщине около 2–3 клеток этот слой присутствует только в толстой коже. На данный момент кератиноциты отмерли из-за нехватки питательных веществ и кислорода.Этот слой прозрачный и встречается только на безволосых участках тела с толстой кожей, таких как подошвы ступней и ладони. (См. Рис. 2)

(5) Роговой слой

Наконец, самый верхний слой эпидермиса имеет толщину около 20-30 клеток. (См. , рисунок 2, ) Этот слой состоит из мертвых кератиноцитов, у которых нет ядра. По сути, это кератиновый слой из сморщенных, уплощенных, ороговевших клеток. Их можно назвать безъядерными плоскими клетками, и этот слой иногда называют роговым слоем.Кератиноциты теперь почти лишены воды и заполнены кератином. На данный момент они известны как корнеоциты. Эти клетки уходят в окружающую среду.

Мертвые кератиноциты секретируют дефенсинов , которые действуют как часть иммунной системы. Дефенсины — это антимикробные пептиды, которые, как было установлено, действуют против некоторых вирусов, бактерий и грибов.

Полный цикл кератиноцита от его образования до момента отторжения может занять от 25 до 45 дней. Рисунок 2 s представляет собой микроскопическое изображение эпидермиса от базального слоя до рогового слоя. Обратите внимание на отслаивание мертвых клеток в слое рогового слоя.

У человека и других позвоночных эпидермис состоит из следующих слоев (слоев):

Функции эпидермиса

Эпидермис выполняет множество функций, в том числе действует как водный барьер, структурная стабильность, иммунная защита, тело гомеостаз, эндокринные и экзокринные функции и ощущение / прикосновение. Более подробно каждый из них будет рассмотрен ниже.

Водный барьер и иммунная защита

Во-первых, эпидермис служит барьером не только для воды, но и для микробов, химикатов и ультрафиолетовых лучей. Он действует как водный барьер из-за гидрофобной внутренней поверхности плазматической мембраны. Эта поверхность состоит из сшивающих белков, которые также придают эпидермису структурную стабильность. Кроме того, внешняя поверхность плазматической мембраны также гидрофобна. Когда кератиноциты в шиповидном слое продуцируют гранулы ламелл, они экспортируются через экзоцитоз во внутриклеточные пространства.Эти ламеллярные гранулы заполнены церамидами, , фосфолипидами, и гликосфинголипидами, , которые при секреции помогают формировать внеклеточную мембрану, богатую липидами. Это блокирует движение воды. Более того, жирные кислоты обладают антимикробным действием, и именно в этих гранулах ламелей выделяются дополнительные противомикробные химические вещества, такие как дефенсины.

Структурная целостность

Структура кожи с ее обилием волокнистого протеина кератина позволяет эпидермису действовать как защитное покрытие, действующее от механических нагрузок и травм.Он прочный и гибкий, защищает слои ткани под эпидермисом. Внешний вид кожи человека позволяет нам увидеть его общее состояние здоровья и возраст.

Гомеостаз тела, эндокринные и экзокринные функции

В слоях шиповника и зернистого слоя эпидермиса вырабатывается витамин D. Это происходит в кератиноцитах с помощью солнечного ультрафиолетового света, который превращает 7-дегидрохолестерин в витамин D. Рецептор витамина D и соответствующие ферменты также экспрессируются кератиноцитами, позволяя витамину D превращаться в его активную форму.Стимуляция рецептора витамина D способствует образованию кератиноцитов в базальном слое и дифференцировке кератиноцитов по мере их миграции через слои эпидермиса.

Эпидермис также регулирует температуру и водоотдачу. Экзокринные функции включают потоотделение и работу сальных желез. Сальные железы — это апокринная железа (разновидность экзокринной железы), которая выделяет масла, содержащие липиды и белки, известные как кожный жир, которые отводятся через протоки в область, окружающую волосяной фолликул.Это масло движется вверх по стержню волоса, а затем покрывает эпидермис, защищая от потери воды. Сальные железы обычно расположены в волосатых частях тела и не находятся на подошвах ног или ладонях рук. На рисунке 6 показано расположение сальной железы на коже.

Рисунок 6: Сальная железа в коже. Предоставлено: Вонг, Д.Дж. и Чанг, Х.Й., CC BY 3.0.

С другой стороны, потовые железы — это эккринные железы, которые реагируют на температуру тела. Они содержатся в больших количествах в кожных тканях по всему телу, особенно в ладонях рук и подошвах ног.Их работа — выделять воду и электролиты, которые распространяются по эпидермису, позволяя регулировать температуру тела посредством потоотделения.

Ощущение / прикосновение

Как упоминалось ранее, клетки Меркеля участвуют в опосредовании восприятия легкого прикосновения. Клетки Меркеля описаны как нейроэндокринных клеток, или механорецепторов. Они находятся группами в областях, называемых сенсорными куполами . В эпидермисе также находятся свободные нервные окончания, которые помогают выполнять сенсорные функции, включая ощущение тепла, прикосновения, холода и боли.

Кожа играет жизненно важную роль, поскольку она защищает организм (особенно нижележащие ткани) от патогенов и чрезмерной потери воды. Он также участвует в обеспечении изоляции, регулировании температуры и ощущении.

Другие примеры эпидермиса

Ниже приведены некоторые примеры эпидермиса животных и растений.

Эпидермис животных

Кератин в эпидермисе кожи встречается у различных видов животных.Например, он состоит из копыт, ногтей, когтей, чешуи, перьев, волос и рогов. Эти придатки образованы модификациями эпидермиса, дермы и подкожных слоев. Рога хоть и состоят из кости, но имеют бархатное эпидермальное покрытие. ( Рисунок 7 )

Рисунок 7: копыто (слева) и рога (справа). Источник: Изменено Марией Викторией Гонзага, BiologyOnline.com, из работ Цаага Валрена (фото копыта), CC BY-SA 4.0 и Питера Тримминга, CC BY 2.0.

Копыта, когти, когти и рога — одни из самых твердых биологических материалов из-за прочности мертвых клеток, заполненных кератином. Из-за сложной природы кератинового материала их образование может иметь широкий спектр биологических свойств, таких как ударопрочность (как у копыт), внешнее воздействие (рога и ногти) и сопротивление аэродинамическим силам (перья).

Эпидермис растений

Эпидермис растений имеет гораздо более простую структуру, чем эпидермис животных. Обычно это всего лишь одна клетка толщиной, состоящая из простых эпидермальных клеток, замыкающих клеток и волосков. Однако многослойный эпидермис можно найти в листьях некоторых растений, таких как представители рода Figus и Nerium . Эпидермис в стеблях содержит клетки табличной формы. Клетки эпидермиса обычно плотно прилегают друг к другу с ограниченными межклеточными пространствами. Рисунок 8 показывает структуру листа, указывающую расположение эпидермиса на нижней и верхней сторонах.

Рисунок 8: Структура листа. Кредит: Zephyris CC BY-SA 3.0

Эпидермис покрывает все травянистые растения и покрывает листья, стебли, цветы и корни. Над землей эпидермальные клетки растений имеют восковое покрытие, известное как кутикула, непроницаемая для воды. ( Рисунок 9 ) Кутикула задерживает воду и патогены, обеспечивая защитную роль. Эпикутикулярный воск покрывает эпидермис некоторых растений. Это дополнительно защищает растения от потери воды, а также от ветра и сильного солнечного света. Эти растения приспособлены к жизни в жарких и сухих условиях. Кутикула прозрачная, сквозь нее проходит свет. В эпидермальном слое мало или совсем нет хлоропластов, они находятся в нижних слоях, и, поскольку эпидермис полупрозрачный, солнечный свет может легко достигать их.

Рис. 9. Кутикула на поверхности листа делает его непроницаемым для воды.

Устьица присутствуют в эпидермисе листьев, это отверстия, через которые осуществляется газообмен. Устьица состоят из пары замыкающих клеток, образующих устьичную пору.Эти замыкающие клетки содержат хлоропласты, позволяющие им производить пищу с помощью фотосинтеза. ( Рисунок 10 )

Рисунок 10: Специализированные клетки, называемые замыкающими клетками, используют тургорное давление для создания отверстия, называемого стомой (множественное число: устьица), через которое могут поступать газы, например диоксид углерода, который является одним из реагентов фотосинтеза. Кислород, побочный продукт фотосинтеза, выбрасывается через это отверстие.

Расширения эпидермиса можно увидеть у большинства растений, они называются трихомами, которые защищают растение от насекомых и травоядных.Они могут делать это, выделяя токсичные вещества или предотвращая попадание вредителей на поверхность растения (колючки или колючки). Крапива двудомная — один из таких примеров, когда их трихомы могут отламываться и вводить животному / человеку раздражающие гистамины. У насекомоядных растений, таких как росянка (Drosera), трихомы вырабатывают липкий нектар, который привлекает и улавливает насекомых, чтобы растение переварило их.

Рис. 11: Трихомы Arabidopsis thaliana листьев и увеличенный вид одного из трихом (вход).Источник: Модифицировано Марией Викторией Гонзага, BiologyOnline.com, из работ Алены Кравченко (фото трихом), CC BY-SA 4.0 и Дэвида Д. (СЭМ трихом, подвергшихся дополнительной эндоредупликации), CC BY-SA 3.0.

Эпидермис также находится в корнях растений. Здесь он способствует поглощению воды корневой системой. Эпидермис корня имеет очень тонкую кутикулу, способствующую поглощению воды. Корни могут производить химическое вещество под названием mucigel , которое представляет собой гидрофильный углевод, позволяющий корню легко перемещаться по почве.

ПРОЧИТАЙТЕ: Ткани растений — Учебное пособие

У растений эпидермис представляет собой один слой клеток в отличие от нескольких слоев клеток эпидермиса человека и животных. Эпидермис растений также имеет дополнительный слой поверх него — кутикулу, которая представляет собой непроницаемое вещество, секретируемое клетками эпидермиса для защиты от высыхания (потери воды).

Заключение

Эпидермис присутствует у животных и растений в качестве внешнего защитного слоя, обеспечивающего жизненно важный барьер для патогенов окружающей среды, химических веществ и ультрафиолета, а также играет важную структурную роль.У животных эпидермис адаптирован к индивидуальным видам животных для обеспечения защиты, защиты и регулирования тела за счет образования копыт, волос, перьев и ногтей. Точно так же растения адаптировались к окружающей среде, увеличивая толщину кутикулы на эпидермисе в зависимости от влажной или сухой среды. У них также есть широкий спектр трихомов, которые отпугивают вредителей и травоядных животных. В целом эпидермис отвечает за безопасность организма, в котором он находится.

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы узнали об эпидермисе.

Следующий

Органов животных. Покровы. Атлас гистологии растений и животных.

Покровы полностью покрывают тело. У позвоночных он состоит из кожи и ее производных или придатков. Кожа состоит из трех компонентов: эпидермиса, дермы и гиподермы. Производными кожи являются волосы, ногти (чешуя и перья у позвоночных, не являющихся млекопитающими) и те железы, которые выделяют свое содержимое по внешней поверхности тела.Когда участок кожи подвергается сильному механическому воздействию (давлению или трению), эпидермис и дерма увеличиваются в толщине, и все слои эпидермиса могут быть четко видны. Эти области известны как толстая кожа. С другой стороны, на этих участках с тонкой кожей виден эпидермис с несколькими слоями клеток и тонкой дермой. Тонкая кожа располагается на участках поверхности тела, подверженных легким механическим нагрузкам.

Основные компоненты кожи млекопитающих. 1: эпидермис, 2: сосочковая дерма, 3: ретикулярная дерма, 4: гиподерма, 5: эккриновая потовая железа, 6: жировые клетки, 7: волосяной фолликул, 8: сальная железа, 9: апокриновая потовая железа, 10: тельце Пачини, 11: выпрямляющая мышца, 12: кровеносные сосуды, 13: окончание сенсорного нерва, 14: сосочки дермы, 15: эпидермальные гребни, 16: тонкая кожа. Основные компоненты тонкой кожи млекопитающих. Основные компоненты тонкой толщи млекопитающих. Эпидермис.

E pidermis — это самый внешний слой кожи. Это ороговевший многослойный плоский эпителий, в основном состоящий из кератиноцитов. Эпидермис предотвращает потерю воды, является барьером против токсичных веществ, выдерживает механические нагрузки и участвует в иммунных реакциях.Керантиноциты образуют этот слой, образуя поперечно-сшитые каркасы посредством клеточных соединений, таких как десмосомы. Эпидермис может иметь разную толщину в зависимости от механических сил, которым он подвергается. Например, он толще на ладонях и подошвах, но также и в других областях, подверженных сильному механическому трению. Независимо от толщины, эпидермис делится на четыре слоя, от базальной до апикальной: базальный слой или зародышевый слой, шиповатый слой, зернистый слой и роговой слой. В толстом эпидермисе наблюдается дополнительный слой между роговым слоем и остистым слоем, который известен как прозрачный слой. В базальном слое происходит пролиферация кератиноцитов. Новые кератиноциты отделяются от базальной пластинки и мигрируют вверх, в то время как они дифференцировались, чтобы сформировать шиповидный слой, а затем погибают, став ороговевшими мертвыми клетками рогового слоя. Это довольно сложный процесс, поскольку существует постоянный поток клеток от базальной части эпидермиса к поверхностной для обновления и восстановления ткани, но в то же время между клетками должна быть плотная связь, чтобы эпидермис стал устойчивым. барьер.

В эпидермисе встречаются клетки других типов, смешанные с кератиноцитами. Меланоциты синтезируют меланин, который защищает от ультрафиолетового излучения. Клетки Лангерганса или дендритные клетки участвуют в иммунном ответе как антигенпредставляющие клетки. Клетки Меркеля обладают механической сенсорной функцией. Все эти типы клеток в основном расположены в более глубоком слое эпидермиса. Эпидермис, как и другие эпителии, лишен кровеносных сосудов и покоится на специализированном слое внеклеточного матрикса, известном как базальная пластинка.

Дерма — это соединительная ткань, расположенная под де базальной пластинкой. Этот слой обеспечивает механическую поддержку и питает эпидермис и придатки кожи. Есть выступы дермальной ткани по направлению к эпидермису, известные как дермальные сосочки, которые окружены эпидермальными расширениями вниз, известными как эпидермальные гребни. На толстой коже легко видны как дермальные сосочки, так и эпидермальные гребни. Они увеличивают поверхность контакта между дермой и эпидермисом, усиливая силу сцепления.В дерме можно выделить два слоя. Сосочковый слой дермы, расположенный ближе к эпидермису и контактирующий с базальной пластинкой, образует дермальные сосочки и представляет собой соединительную ткань с многочисленными кровеносными сосудами для питания эпидермиса, а также для регулирования температуры тела путем расширения сосудов и сужения сосудов. В этом слое также много нервных сенсорных окончаний, некоторые из них пересекают базальную пластинку и входят в эпидермис. Более глубокая часть дермы известна как ретикулярная дерма, которая представляет собой плотную соединительную ткань неправильной формы с меньшим количеством клеток по сравнению с сосочковидной дермой.Однако он показывает хорошо развитый внеклеточный матрикс с толстыми коллагеновыми волокнами.

Гиподерма находится ниже дермы. Он также известен как подкожная клетчатка или жировой слой. Гиподерма в основном состоит из адипоцитов, окруженных рыхлой соединительной тканью. Толщина этого слоя варьируется в зависимости от части тела, возраста, а также у мужчин и женщин. В голове отсутствует подкожная клетчатка, а дерма соприкасается с костями черепа. Гладкомышечные клетки, позволяющие волосам стоять прямо, иногда можно найти в подкожной клетчатке, а несколько поперечно-полосатых мышечных клеток на шее и лице.

Эккриновые потовые железы Ноготь.

Производные эпидермиса — это ногти, волосы и железы, все они возникают в результате индукционных сигналов, исходящих от подлежащей дермы. Волосы растут в инвагинациях эпидермиса, известных как волосяные фолликулы, которые неравномерно распределены по коже тела. Сальные железы, входящие в состав волосяных фолликулов, и аппокринные потовые железы выделяют свое содержимое в просвет волосяного фолликула.Однако эккринные потовые железы выделяют свое содержимое непосредственно на поверхность кожи. Эти железы распределены по всей коже тела. Ногти представляют собой твердые и компактные слои кератина, расположенные в тыльной части кончиков пальцев. У других видов можно найти другие эпидермальные дериваты, такие как рога, чешуя, перья и копыта.

Интерес для людей и насекомых >> Культура атома >> Блоги EL PAÍS

София Ризопулу, Афинский университет

За миллионы лет до того, как люди начали создавать синтетические структуры и манипулировать ими, биологические системы растений разрабатывали трехмерные сложные микроструктуры и особые элементы для создания поразительных визуальных и функциональных эффектов.Такие особенности обычно связаны с условиями окружающей среды растений и их физиологическими условиями. В настоящее время доступны сложные методы визуализации для просмотра и исследования живого растительного материала с высоким разрешением. Изучение микросборок тканей растений и оценка их функциональности дает нам знания о многих адаптациях, существующих в природе. Следует отметить крылатую фразу «Искусство имитирует природу», которая подразумевает, что большая часть искусства человечества может быть основана на естественном объекте.Некоторые могут спросить: «Имеет ли смысл изучать самый внешний слой растения?» Недавние исследования показывают, что правильный ответ — «Да».

Изучение биологических поверхностей стало активной областью исследований, связанных с разработкой функциональных промышленных материалов. Некоторые из этих материалов основаны на имитации характеристик и свойств живых организмов. Некоторые из разрабатываемых материалов имеют функции, связанные с регулированием воды, самоочищением, преобразованием энергии, энергосбережением, адгезией, окраской и теплоизоляцией; у каждой из этих функций есть примеры в природе — многие в мире растений.

Поверхности растений (кожица растений или кутикула растений) образуют многофункциональные интерфейсы между внутренними тканями растения и окружающей средой растения. Таким образом, кожа растений может действовать как сложный датчик различных раздражителей окружающей среды. Рассматривая множество функций этого пограничного слоя, стоит отметить, что кожура растений может сочетать в себе многие аспекты так называемых «умных» материалов, которые предназначены для реагирования на внешние раздражители, такие как свет, температура, влажность и пыль, с частные изменения некоторых переменных.Более того, кажется, что поверхности растений эволюционировали таким образом, что они могут одновременно выполнять множество различных ролей.

Детальная визуализация образцов растений выявляет интересные особенности, особенно когда растительные ткани отображаются на нанометровом уровне (1/1 000 000 000 метра). Такой просмотр показывает, что микроскульптурные детали увеличивают площадь поверхности исследуемых тканей, и это улучшение поверхности может быть особенно важным для характеристик ткани. Например, увеличение рельефа поверхности может повлиять на эффективность адгезионных и физических свойств ткани, или это может повлиять на ее водорегулирование, обезвоживание, функции регидратации, а также на ее энерго- и газообмен.Неровные поверхности увеличивают шероховатость ткани, что может улучшить ее характеристики смачивания и повлиять на водный статус растения, поскольку капли воды могут проникать в углубления на шероховатой поверхности и намочить ткань. Кажется вероятным, что шероховатая поверхность растений позволяет растению удерживать воду в течение длительного засушливого периода. Исследования показывают, что многие особенности поверхности растений в нанометровом масштабе связаны с адаптацией растений к микроклиматическим условиям, в основном связанной с доступностью воды и света.

Рельеф поверхности кутикулы растения может уменьшить потерю воды через эпидермис и защитить ткани растения от физических, химических и биологических атак. Кроме того, он может снизить поглощение ультрафиолетового излучения, которое достигает растительных клеток, и, что очень важно, рельефные структуры формируют благоприятные микроскульптурные особенности, которые позволяют насекомым-опылителям ходить по частям растений, особенно по цветам.

Кроме того, многие клетки поверхности растений связаны с улавливанием падающего света и служат в качестве интерфейсов между растением и окружающей средой.Характерной микроскульптурной особенностью тканей кутикулы растений является коническая форма эпидермальных клеток, которые уменьшают отражение света и увеличивают долю падающего света, проникающего в клетки. Это увеличивает поглощение света растительными пигментами и обеспечивает максимальный блеск пигмента. Под слоем эпидермальных клеток слой мезофилла содержит множество светоотражающих поверхностей, которые могут увеличивать рассеяние света внутри ткани и влиять на окраску и яркость пигмента.

Пограничные слои кутикулы и клетки эпидермиса растений подвергаются воздействиям окружающей среды и способны проявлять множество реакций на такие раздражители, часто одновременно реагируя на многие типы стимуляции.Вполне вероятно, что природные системы в коже растений все еще могут служить примерами для дальнейшего переноса на искусственные материалы. Поскольку в некоторых отраслях современной промышленности растет спрос на цветные и водоотталкивающие материалы, многие из них могут быть связаны с разработкой специальных светочувствительных и реагирующих на цвет материалов.

Обнаружив видимые и гидрофобные эффекты кожи растений, глядя на поверхность листьев и цветов, нам также пришлось научиться смотреть на внешний микрометр растений совершенно по-другому.

София Ризопулу
Афинский университет
www.atomiumculture.eu

Как и у животных, у растений есть кожа, которая реагирует на окружающую среду вокруг них, и это имеет решающее значение для их выживания

Растения реагируют на окружающую среду. Кредит: Pexels

У людей пять чувств: вкус, осязание, зрение, слух и обоняние. Эти чувства помогают нам ориентироваться в мире и действуют как предупреждающие знаки об опасности.Мы используем их для принятия повседневных решений; например, когда идет дождь, мы вытаскиваем зонтики, а когда жарко, снимаем куртки.

Хотя растения могут показаться пассивными, они также имеют свои собственные сложные сенсорные системы, предназначенные для реагирования на опасности или другие изменения в окружающей их среде.

У растений может не быть глаз, ушей или языка, но их кожа может выполнять многие из тех же функций.Растения не только знают, когда идет дождь или когда ветрено, но и могут реагировать соответствующим образом.

Доктор Ким Джонсон, научный сотрудник Школы бионаук Мельбурнского университета, изучает мир чувств растений.

«Растения постоянно находятся под воздействием окружающей среды. Вы действительно можете увидеть, как растения реагируют на эти физические нагрузки, потому что они меняют свою форму», — говорит д-р Ким Джонсон.

«Итак, если на растение постоянно дует сильный ветер, оно фактически изменит форму, чтобы лучше противостоять этому ветру; если корни ударяются о камень, они разрастаются вокруг него, поэтому они чувствуют вещи вокруг себя.«

Исследование доктора Джонсона может оказать значительное влияние на промышленность по всему миру, включая сельское хозяйство.

«Растения растут совсем не так, как мы, потому что, когда мы рождаемся, у нас уже есть план нашего тела, а затем все просто растет оттуда», — говорит она.

Растения выживают в суровых условиях, изменяя свою форму по мере роста. Предоставлено: Грэм Джеймс.

«Но растения имеют гораздо более простую структуру, и почти все их органы — листья, корни, цветы — появляются после рождения.Итак, я хочу знать: как это регулируется в ответ на механическую или физическую нагрузку? »

И ключом к их реакции на внешние факторы является их кожа. Как и людям, растениям нужен защитный слой, который стоит между суровой окружающей средой и их чувствительными внутренностями. Эпидермис растения работает так же, как и наш, в том смысле, что он защищает внутреннюю структуру и помогает предотвратить потерю воды. Но это также идеальное место, где можно почувствовать воздействие окружающей среды, — говорит доктор Джонсон.

Кожа растения содержит плотно упакованную сеть клеток, которая часто покрыта восковым налетом, обеспечивающим дополнительную защиту от повреждений и, в частности, от потери воды. Поскольку он скрепляет растение, его кожа постоянно находится под напряжением, и изменение этого напряжения влияет на то, как растение растет.

«Группа ученых еще в 1800-х годах впервые описала феномен« натяжения тканей »на основе экспериментов, показывающих, что, когда вы срезаете стебель подсолнечника, внешний эпидермальный слой втягивается, а внутренние ткани продолжают расти», — говорит доктор Джонсон.

В этом эксперименте ученые взяли стебель подсолнечника и слегка срезали его с одной стороны. Он выявил внутренние слои, выдавленные на эпидермис, что, в свою очередь, сдерживало это давление.

«Они пришли к выводу, что внутренние слои испытывают сжимающие силы, а внешний слой — растянутый», — говорит д-р Джонсон.

Повреждение кожи растения заставляет его отодвигаться от внутренних тканей. Это может повлиять на его рост. Кредит: Викимедиа

Кожа растений выполняет сложную работу, но не очень.Эпидермис растений представляет собой единый слой клеток, который должен быть достаточно тонким, чтобы пропускать солнечный свет во внутренний слой клеток, ответственных за фотосинтез. Но он также должен быть достаточно прочным, чтобы противостоять повреждениям и давлению постоянного напряжения.

«Когда эпидермис испытывает слишком сильное напряжение, он реагирует либо укреплением, чтобы противостоять стрессу, либо расслаблением, чтобы снять давление», — объясняет доктор Джонсон.

«Важно понимать, как эпидермис выполняет все эти важные функции.»

---

Исследование показало, что растения «слушают», чтобы найти источники воды

---

Предоставлено Мельбурнский университет

Ссылка : Как и у животных, у растений есть кожа, которая реагирует на окружающую среду, и это имеет решающее значение для их выживания (2017, 17 апреля) получено 5 января 2022 г. с https: // физ.org / news / 2017-04-животные-кожа-реагирует-окружающая среда-решающий.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Кожа, волосы и ногти (для подростков)

Что делает кожа?

Кожа, наш самый большой орган, выполняет множество функций.Это:

• защищает сеть мышц, костей, нервов, кровеносных сосудов и всего остального внутри нашего тела
• образует барьер, предотвращающий попадание вредных веществ и микробов в организм
• защищает ткани тела от травм
• помогает контролировать температуру тела за счет потоотделения, когда нам жарко, и за счет сохранения тепла в теле, когда нам холодно

Без нервных клеток в коже люди не могли бы чувствовать тепло, холод или другие ощущения.

Каждый квадратный дюйм кожи содержит тысячи клеток и сотни потовых желез, сальных желез, нервных окончаний и кровеносных сосудов.

Какие части кожи?

Кожа состоит из трех слоев: эпидермиса (произносится: эп-их-ДУР-мис), дермы (произносится: ДУР-мис) и подкожного слоя (произносится: суб-kyoo-TAY-nee-us ) ткань .

Эпидермис — это верхний слой кожи. Этот прочный защитный внешний слой в одних областях тонкий, в других — толстый.Эпидермис состоит из слоев клеток, которые постоянно отслаиваются и обновляются. В этих слоях есть три особых типа ячеек:

• Меланоциты (произносится: meh-LAH-nuh-sites) производят меланин , пигмент, придающий коже ее цвет. У всех людей примерно одинаковое количество меланоцитов; чем больше вырабатывается меланина, тем темнее кожа. Воздействие солнечного света увеличивает выработку меланина, из-за чего люди загорают или покрываются веснушками.
• Кератиноциты (произносится: ker-uh-TIH-no-sites) производят кератин , тип белка, который является основным компонентом волос, кожи и ногтей.Кератин во внешнем слое кожи помогает создать защитный барьер.
• Langerhans (произносится: LAHNG-ur-hanz) клетки помогают защитить организм от инфекции.

Поскольку клетки эпидермиса полностью заменяются примерно каждые 28 дней, порезы и царапины заживают быстро.

Под эпидермисом находится дерма. Здесь находятся наши кровеносные сосуды, нервные окончания, потовые железы и волосяные фолликулы. Дерма питает эпидермис.Два типа волокон в дерме — коллаген и эластин — помогают коже растягиваться и оставаться упругой.

Дерма также содержит сальных человека (произносится: sih-BAY-shiss) желез . Эти железы производят масло кожного сала (произносится: SEE-bum), которое смягчает кожу и делает ее водонепроницаемой.

Нижний слой кожи подкожный (произносится: суб-кюх-ТАЙ-ни-исс) ткань . Сделано из

соединительная ткань, кровеносные сосуды и клетки, накапливающие жир.Этот слой помогает защитить тело от ударов и других травм и помогает удерживать тепло.

Для чего нужны волосы?

Волосы на нашей голове не просто красивы. Он согревает нас, сохраняя тепло.

Волосы в носу, ушах и вокруг глаз защищают эти чувствительные участки от пыли и других мелких частиц. Брови и ресницы защищают глаза, уменьшая количество света и частиц, которые попадают в них.

Тонкие волосы, покрывающие тело, согревают и защищают кожу.

Какие части волос?

Человеческий волос состоит из:

• стержень волоса , часть, которая выступает из поверхности кожи
• корень , мягкая утолщенная луковица у основания волоса
• фолликул (произносится: FAHL-ih-kul), мешкообразная ямка на коже, из которой растут волосы

В нижней части фолликула находится сосочек (произносится: пух-ПИЛЛ-а), где и происходит рост волос.Сосочек содержит артерию, питающую корень волоса. По мере того, как клетки размножаются и вырабатывают кератин, укрепляющий структуру, они продвигаются вверх по фолликулу и через поверхность кожи в виде стержня волос.

Каждый волос состоит из трех слоев:

1. medulla (произносится: meh-DULL-uh) в центре, мягкий
2. кора головного мозга , которая окружает продолговатый мозг и является основной частью волос
3. кутикула (произносится: KYOO-tuh-kull), твердый внешний слой, защищающий стержень

Волосы растут за счет образования новых клеток у основания корня.Эти клетки размножаются, образуя тканевый стержень в коже. Палочки клеток движутся вверх по коже, поскольку под ними формируются новые клетки. По мере продвижения вверх они лишаются доступа к питанию и начинают вырабатывать твердый белок, называемый кератином. Этот процесс называется кератинизацией (произносится кер-у-тух-нух-ЗАЙ-шун). Когда это происходит, волосковые клетки умирают. Мертвые клетки и кератин образуют стержень волоса.

Волосы растут по всему человеческому телу, кроме ладоней, подошв и губ.Волосы летом растут быстрее, чем зимой, и медленнее ночью, чем днем.

Что делают гвозди?

Ногти защищают чувствительные кончики пальцев рук и ног. Нам не нужны ногти, чтобы выжить, но они поддерживают кончики пальцев рук и ног, защищают их от травм и помогают нам подбирать мелкие предметы. Без них нам было бы трудно почесать зуд или развязать узел.

Ногти могут быть индикатором общего состояния здоровья человека, и болезнь часто влияет на их рост.

Какие части ногтей?

Ногти растут из глубоких складок на коже пальцев рук и ног. По мере того, как клетки эпидермиса под корнем ногтя перемещаются к поверхности кожи, их количество увеличивается. Ближайшие к корню ногтя становятся плоскими и плотно прижимаются друг к другу. Каждая клетка становится тонкой пластинкой; эти пластины складываются в слои, образуя ноготь.

Как и волосы, ногти образуются путем ороговения. Когда ногтевые клетки накапливаются, ноготь выдвигается вперед.

Кожа под ногтем — это матрица .Большая часть ногтя, , ногтевая пластина , выглядит розовой из-за сети крошечных кровеносных сосудов в подлежащей дерме. Беловатая область в форме полумесяца у основания ногтя — это лунула (произносится: ЛУН-ю-лух).

Ногти на пальцах рук растут быстрее, чем на ногах. Как и волосы, ногти летом растут быстрее, чем зимой. Оторванный гвоздь вырастет снова, если матрица не будет сильно повреждена.

.