Das Phloem enthält die folgenden Elemente. Was ist Xylem und Phloem in der Biologie? Wie unterscheiden sich Gewebe?
Thema: Pflanzengewebe, ihre Struktur und Funktion
1. Das Konzept der Pflanzengewebe. Klassifizierung von Geweben.
2. Bildungsgewebe (Meristeme).
3. Hautgewebe.
4. Hauptstoffe.
5. Mechanische Stoffe.
6. Leitfähiges Gewebe. Phloem und Xylem. leitfähige Bündel.
7. Ausscheidungsgewebe (sekretorische Strukturen).
Das Konzept der Pflanzengewebe. Klassifizierung von Geweben.
Bezugsstoffe.
Dies sind Gewebe, die sich auf der Außenseite aller Pflanzenorgane befinden. Ihre Funktion besteht darin, das innere, untere Gewebe vor Austrocknung und Beschädigung zu schützen. Darüber hinaus erfüllen sie eine Ausscheidungsfunktion und nehmen am Gasaustausch mit der Umgebung teil.
Es gibt 3 Arten von Hautgewebe:
1. Primär - Epidermis (Haut),
2. Sekundär - Periderm (Kork)
3. Tertiär - Ritidom (Kruste).
Epidermis- primäres Hautgewebe von Blättern und Stängeln. Zellen z. lebend, mit Zelluloseschalen. Da dieser Stoff eine Schutzfunktion hat, ist dieser Stoff dicht; Im Grundriss haben die Zellen einen gewundenen Umriss, wodurch sie fest geschlossen sind. Die Zellen der langgestreckten Organe (lineare Blätter) haben eine längliche Form.
Die Hautoberfläche ist mit einem Film bedeckt - Kutikula(Kutikula), bestehend aus cutin. Die Kutikula schützt die Zellen vor dem Austrocknen, Wassertropfen perlen von ihrer glatten Oberfläche ab (Kohl, Ficus). Epidermiszellen haben keine gefärbten Plastiden. Diese Zellen sind transparent (sie bedecken das Blatt - das Organ der Photosynthese) (vergleiche mit einem Fenster) und übertragen Licht frei in das innere Gewebe.
Die Kommunikation mit der äußeren Umgebung des inneren Gewebes erfolgt durch Stomata. Durch die Spaltöffnungen finden Gasaustausch und Transpiration (Wasserverdunstung) statt.
Stoma besteht aus 2 Schließzellen und einer Lücke zwischen ihnen (stomatale Lücke) Schließzellen sind meistens bohnenförmig. Schalen von der Seite der Lücke sind verdickt. Die stomatale Lücke wird durch die vordere Terrasse, die zentrale Lücke und die hintere Terrasse repräsentiert.
Das Öffnen und Schließen der Stomata wird durch Turgorphänomene bestimmt.
Es kann welken (Zellen in einem Zustand der Plasmolyse) - schließen. Füllen mit Wasser - Turgor - Öffnen. Aufgrund einer ungleichmäßigen Verdickung der Zellwand.
Die Veränderung des Turgors in den Schließzellen wird durch den Prozess der Photosynthese und die Umwandlung von Stärke in Zucker und umgekehrt - Zucker in Stärke - bestimmt. Bei der Verzuckerung von Stärke gelangt Zucker in den Zellsaft, die Zellsaftkonzentration steigt, die Saugkraft steigt, Wasser aus Nachbarzellen dringt in die Schließzellen ein. Das Volumen der Vakuolen nimmt zu, die Lücke öffnet sich. Da die Photosynthese morgens höher ist, wenn mehr UV-Strahlen vorhanden sind, sind die Spaltöffnungen morgens geöffnet (Gras mähen). Mähe die Sense bis zum Tau, nieder mit dem Tau und wir sind zu Hause.
Auf der Epidermis gibt es Schutzformationen - verschiedene Arten Haare (Trichome). Sie können ein- und mehrzellig, verzweigt und sternförmig sein. Einige von ihnen dienen als Schutz vor dem Fressen von Pflanzen durch Tiere. Andere, die weiß sind, reflektieren die Sonnenstrahlen und schützen die Pflanze vor Verbrennungen.
Brennende Haare Brennnesseln erfüllen eine Schutzfunktion. Das sind Zellen mit vesikulärem Grund, der Zellsaft enthält brennende Substanzen. Das Haar hat eine mit Kalk und Kieselsäure imprägnierte Zellmembran, die es hart und spröde macht. Beim Eindringen in den Körper bricht es und der Zellsaft wird wie aus einer Spritze injiziert.
Hautzellen bedecken junge, wachsende Pflanzenorgane. Es gibt eine Epidermis von einigen Wochen bis zu einigen Monaten. Am Ende des Sommers beginnt die Epidermis an den Stängeln von Holzpflanzen durch ein sekundäres Integumentgewebe - Kork - ersetzt zu werden.
Kork.
Meristematisches Gewebe wird aus den Zellen der Epidermis oder aus den Zellen des subepidermalen Gewebes gebildet, das als bezeichnet wird Korkkambium oder Fellogenom. Phellogenzellen teilen sich nur in tangentialer Richtung. In diesem Fall kann aus der inneren Tochterzelle eine Zelle lebenden Gewebes werden - Phellodermen, dann bleibt die äußere meristematisch (Phellogenzellen), sie teilt sich wieder und die äußere wird zur Zelle Korken (Fellems). Mehr dieser Zellen werden abgelagert. Ihre Schalen verkorken, die Zellen sterben ab, ihre Hohlräume füllen sich mit Luft. Dadurch wird ein integumentäres Korkgewebe gebildet. Der gesamte Komplex (Phellogen, Phelloderm und Phellem) wird als Periderm bezeichnet. Integumentary ist hier nur ein Korken. weil Phellogenzellen teilen sich nur in tangentialer Richtung, sie legen Phellem- und Phellodermzellen nur über und unter sich, und alle Peridermzellen liegen strikt übereinander. Auf dieser Grundlage unterscheidet sich das Periderm unter dem Mikroskop von anderen Geweben.
Kruste.
Die Langlebigkeit des Korkkambiums ist von Pflanze zu Pflanze unterschiedlich. Normalerweise stirbt sie nach einigen Monaten ab. Aus den tieferen Schichten der Stammrinde bildet sich ein neues Korkkambium, es produziert ein neues Periderm, und das Phelloderm des ersten Periderms, isoliert durch einen neuen Kork, erhielt keine Nahrung und starb ab. Dies bildet allmählich einen Komplex aus totem Periderm, der als Kruste bezeichnet wird. Der Kortex ist das tertiäre Hautgewebe. Der Stamm des Baumes wird dicker, unter seinem Druck bricht die Kruste. Es ist entweder durch Ringe oder Schuppen getrennt. Daher gibt es eine beringte Kruste (Kirsche, Eukalyptus) und eine schuppige (Kiefer).
Der Kork ist ein wasser- und gasdurchlässiges Gewebe, die darunter liegenden Zellen teilen sich intensiv, es bildet sich ein Tuberkel, der das äußere Gewebe - den Kork und die Epidermis - zerreißt, und es bildet sich ein Lentizellen. Durch die Lentizellen erfolgt die Kommunikation des inneren Gewebes mit der äußeren Umgebung.
Linsen sind leicht an den Knollen an den Zweigen von Bäumen und Sträuchern zu erkennen. Bei Birke sehen sie aus wie dunkle Querstreifen, die auf der weißen Oberfläche des Periderms deutlich sichtbar sind.
mechanische Stoffe.
Die ersten Pflanzen entstanden im Wasser. weil Wasser ist ein dichtes Medium (dichter als Luft, als es selbst), das als Stütze für den Algenkörper dient. Auch die Riesenalge Macrocystis hat mehrere Thallus. Dutzende Meter, und "Äste", die 180 m erreichen, können in der Nähe der Wasseroberfläche bleiben, wo sie in Meeresströmungen schwanken.
Mit der Freisetzung von Pflanzen an Land müssen sie ihre Stängel zum Licht tragen und sie ohne die Hilfe von Wasser stützen, das nicht mehr um sie herum war. Die Zweige von Landpflanzen müssen der Schwerkraft von Blättern, Blüten und Früchten entgegenwirken.
Die notwendige Stärke der Pflanze wird durch den Turgor der Zellen lebender Gewebe, die Stärke des Hautgewebes, bereitgestellt. Darüber hinaus verfügt die Pflanze über ein System mechanischer Gewebe, die das Skelett des Pflanzenkörpers verstärken.
Es gibt 3 Arten von mechanischen Geweben: Collenchym, Sklerenchym und Skleriden (Steinzellen).
Collenchym tritt am häufigsten bei zweikeimblättrigen Pflanzen an der Peripherie der Stängel und Blattstiele auf. Dies ist ein lebendes Zellgewebe, es hat Zellulosemembranen. Zellmembranen sind verdickt, aber nicht über die gesamte Oberfläche, sondern in bestimmten Bereichen. Abhängig davon gibt es:
- Ecke zu - Die Schalen verdicken sich aufgrund der Schichtung von Zellulose in den Ecken der Zellen.
- Lamellar zu - Tangentialwände von Zellen sind verdickt.
- Lose bis. - Zellen in den frühen Stadien werden in den Ecken getrennt und Interzellularräume werden gebildet, die Zellwände verdicken sich an den Stellen, an denen sie an die Interzellularräume angrenzen.
Da Collenchym ein lebendes Gewebe ist, verhindert es nicht das Dickenwachstum des Organs, obwohl es sich an der Peripherie des Organs befindet. Daher ist es charakteristisch für Dicots.
Sklerenchym- das häufigste Verstärkungsgewebe in Pflanzenorganen. Es besteht aus toten Zellen einer prosenchymalen Form mit spitzen Enden. Zellmembranen verholzt, stark verdickt. Das Material von Sklerenchym-Zellwänden steht Baustahl in puncto Festigkeit und Elastizität in nichts nach. Sklerenchym kommt in den vegetativen Organen fast aller höheren Pflanzen vor. Sklerenchymzellen werden Fasern genannt.
Skleriden- Dies sind mechanische Zellen, die eine Parenchymform und stark verdickte verholzte Membranen haben. Am häufigsten sind die sog. Steinzellen, die die Schale von Nüssen (Hasel, Eichel, Walnuss), Fruchtkernen (Kirschen, Pflaumen, Aprikosen) bilden, finden sich im Fruchtfleisch von Quitten- und Birnenfrüchten. In den Blättern von Tee, Kamelien, Skleriden mit Zweigen (Asterosklereiden) findet man sie.
Allen Fellen gemeinsam. Gewebe Verdickung der Zellmembranen, wodurch die Festigkeit dieser Gewebe erreicht wird.
leitfähige Gewebe.
Das Pflanzenleben ist untrennbar mit der Leitung und Verteilung von Nährstoffen verbunden. Von den Wurzeln entlang des Stiels bis zu den Blättern, Blüten und Früchten bewegt sich Wasser mit darin gelösten Mineralien ständig vorwärts. Dieser Materiestrom wird Aufwärtsstrom genannt.
Organische Substanzen werden in den Blättern von Pflanzen produziert. Sie werden zu allen Pflanzenorganen transportiert, wo sie Pflanzenzellen aufbauen und als Reserve gelagert werden. Dieser Stoffstrom wird absteigend genannt.
Die Einwärtsförderung in beide Richtungen erfolgt mit Hilfe von leitfähigen Geweben. Die Zellen aller leitfähigen Gewebe sind länglich und haben die Form von Tubuli.
Die aufsteigende Strömung in-in bewegt sich entlang der Tracheiden und Gefäße.
Tracheiden sind älteren Ursprungs. Dies sind schmale, lange Prosenchymzellen, die an den Enden zugespitzt sind. Ihre Schalen sind verholzt, verdickt und die Zellen selbst sind tot, die Verdickung der Schalen ist ungleichmäßig. Es kann eine Spirale, eine Treppe oder ein Ring sein.
Tracheiden sind nebeneinander und die Kommunikation zwischen ihnen erfolgt durch Poren, Intervalle zwischen Verdickungen und Perforationen. Diese Löcher sind normalerweise nicht massiv, daher liefern sie einen langsamen Strom.
Schiffe- Dies sind Verbindungen von Rohrzellen (wie eine aus relativ kurzen Rohren geschweißte Rohrleitung). Gefäßzellen sind tot, die Trennwände zwischen ihnen sind gebrochen. Zellwände von Gefäßen sind verholzt. Die Länge der Gefäße kann mehrere betragen. cm bis 1-1,5 m. Im Prozess der Ontogenese wird das Gefäß wie folgt gebildet:
Es gibt Arten von Schiffen:
1. beringt
2. Spirale
3. Treppe
4. Netz
5. porös
Tracheiden sind älteren Ursprungs und primitivere leitende Elemente. Sie sind charakteristisch für Gymnospermen, es gibt auch Blütenpflanzen. Und die Luftröhre ist progressiver und kommt nur in Blütenpflanzen vor.
Die Abwärtsströmung in-in erfolgt durch Siebrohre mit Satellitenzellen. Im Gegensatz zu Tracheiden und Gefäßen sind Siebröhren (Gitterröhren) lebendig und haben Zytoplasma. Siebröhren bestehen aus länglichen röhrenförmigen Zellen. Die Trennwände dazwischen sind wie ein Sieb perforiert. Diese Trennwände werden Siebplatten (Gitterplatten) genannt.
Die Länge der Siebrohre beträgt Bruchteile von mm bis 2 mm. Im Prozess der Ontogenese werden Siebröhren auf folgende Weise gebildet:
Es wird angenommen, dass Siebröhrenzellen keinen Zellkern haben, aber sie leben.Offensichtlich regulieren die Zellkerne von Satellitenzellen irgendwie die Funktionen von Siebröhren.
Leitfähige Gewebe in Pflanzenorganen sind in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet und bilden Bündel verschiedener Art, die auch als Gefäßfaserbündel bezeichnet werden.
Die Hauptbestandteile des Leitungsbündels sind das Xylem (liefert den Aufwärtsstrom) und das Phloem (liefert den Abwärtsstrom). Xylem und Phloem sind Gewebekomplexe.
Überlegen Sie, welche Gewebe in ihrer Zusammensetzung enthalten sind. Füllen wir die Tabelle aus:
Histologische Zusammensetzung von Phloem und Xylem
In leitenden Bündeln sind leitfähige Elemente und Parenchym obligatorisch, und Fasern sind nicht immer vorhanden. Daher trifft der Begriff "vaskuläre Faserbündel" nicht auf alle Bündel zu.
Phloem und Xylem werden als Ergebnis der Aktivität des Kambiums gebildet, das normalerweise Phloem an der Peripherie des Stamms oder der Wurzel und Xylem in der Mitte ablagert.
Wenn in diesem Fall das gesamte Bildungsgewebe (d. H. Das Kambium) für die Bildung von X und F verwendet wird, wird der Strahl als geschlossen bezeichnet. Wenn die Kambiumschicht im Bündel erhalten bleibt, wird das Bündel als offen bezeichnet. In einem offenen leitenden Balken setzt sich die Bildung der Elemente Fl und Ks fort, der Balken kann zunehmen und wachsen.
Abhängig von der gegenseitigen Anordnung von X und F sind vaskuläre Faserbündel unterschiedlicher Art.
Am gebräuchlichsten Sicherheit(seitliche) Balken. Ein solches Bündel wird bei einer Katze als Sicherheit bezeichnet. Fl. Und Ks befinden sich auf demselben Radius der Orgel. Sicherheitenbündel sind geschlossen und offen.
Sicherheit
geschlossen offen
Geschlossene Seitenbündel sind charakteristisch für einkeimblättrige Stängel und Blätter. Offene Kollateralbündel sind charakteristisch für Wurzeln und Stängel zweikeimblättriger Pflanzen, bei Blättern sehr selten.
Bilaterales Bündel(zweiseitig).
Auf demselben Radius der Orgel befinden sich 2 Abschnitte Fl (außen und innen) und 1 Abschnitt Ks. Zwischen dem äußeren Pl und Ks befindet sich eine Zwischenschicht aus Kambium. Solche Bündel finden sich in den Stängeln von Nachtschatten- und Kürbispflanzen (Table st. Pumpkin).
radialer Strahl- Fl und Ks befinden sich abwechselnd auf unterschiedlichen Radien. Charakteristisch für die Wurzeln der Primärstruktur (Iris).
Konzentrisch(entweder Ph umgibt X oder umgekehrt). Amphivasal (Ks umgibt Ph) (Maiglöckchen-Rhizom). Amphicribral (Fl umgibt X) (Farn-Rhizom).
34. Komplexe Gewebe - Phloem (Bast) und Xylem (Holz): Entstehung, histologische Zusammensetzung, Topographie in Organen.
Leitfähige Gewebe in Pflanzenorganen verbinden sich mit anderen Elementen zu komplexen Geweben - Xylem und Phloem.
C y l e m a , oder Holz, besteht aus primären (prokambialen) und sekundären (kambialen) Elementen, die bestimmte Funktionen erfüllen: leitfähige Gewebe - Gefäße und Tracheiden, mechanisch - Holzfasern, Speichergewebe - Holzparenchym und Ersatzfasern.
Phloem oder lub umfasst auch Elemente primären (prokambialen) und sekundären (kambialen) Ursprungs für verschiedene Zwecke: leitfähige Gewebe – Siebzellen oder Siebröhren mit Satellitenzellen, mechanisches Gewebe – Bastfasern, Speichergewebe – Bastparenchym. Manchmal fehlen mechanische Fasern. Oft werden im Phloem Milchsäure- oder andere sekretorische Strukturen gebildet.
35. Leitfähige Bündel: Bildung, Zusammensetzung, Typen, Anordnungsmuster in Organen, taxonomische und diagnostische Bedeutung.
Xylem und Phloem begleiten sich normalerweise und bilden sich leitfähig, oder vaskulär faserig, Bündel.
Leitfähige Bündel, die durch das Prokambium gebildet werden und kein Kambium haben, werden als bezeichnet geschlossen, und Bündel mit Kambium - offen, da sie lange an Größe zunehmen können . Je nach Lage des Xylems und des Phloems werden Bündel unterschieden: kollateral, bikollateral, konzentrisch und radial.
Sicherheitenbündel gekennzeichnet durch die Anordnung von Phloem und Xylem nebeneinander auf demselben Radius. Gleichzeitig nimmt das Phloem in den axialen Organen den äußeren Teil des Bündels ein, das Xylem - den inneren und in den Blättern - umgekehrt. Sicherheitenbündel können geschlossen (monocots) und offen (dicots) sein.
Bilaterale Bündel immer offen, mit zwei Phloemabschnitten - innen und außen, zwischen denen sich Xylem befindet. Das Kambium befindet sich zwischen dem äußeren Phloem und dem Xylem. Charakteristisch für Vertreter dieser Familie sind bikollaterale vaskuläre Faserbündel. Kürbis, Nachtschatten, Kutrovye und einige andere.
Konzentrische Bündel geschlossen. Sie sind Zentrophoem, wenn das Xylem das Phloem umgibt, und Zentroxylem, wenn das Phloem das Xylem umgibt. Zentrophloem-Bündel werden häufiger in einkeimblättrigen Pflanzen, Centoxylem - in Farnen gebildet.
Radiale Bündel geschlossen. In ihnen wechseln sich Phloem und Xylem entlang der Radien ab. Radiale Bündel sind charakteristisch für die Wurzelabsorptionszone sowie die Wurzelpassagezone monokotyler Pflanzen.
36. Morphologie als Zweig der Botanik: Zweck, Methoden, morphologische Grundbegriffe. Allgemeine Muster pflanzlicher Organismen (Organ, Polarität, Symmetrie, Reduktion, Metamorphose, Ähnlichkeit und Homologie etc.).
Morphologie der Pflanzen, Phytomorphologie, die Wissenschaft von den Strukturmustern und Prozessen der Pflanzenbildung in ihrer individuellen und evolutionsgeschichtlichen Entwicklung. Einer der wichtigsten Zweige der Botanik. Als Entwicklung von M. r. als eigenständige Wissenschaften gingen die Pflanzenanatomie, die den Gewebe- und Zellaufbau ihrer Organe untersucht, die Pflanzenembryologie, die die Entwicklung des Embryos untersucht, und die Zytologie, die Wissenschaft vom Aufbau und der Entwicklung der Zellen, hervor. So hat Herr R. untersucht im engeren Sinne die Struktur und Formgebung hauptsächlich auf der Ebene der Organismen, ihre Kompetenz umfasst jedoch auch die Berücksichtigung der Muster der Populations-Arten-Ebene, da sie sich mit der Evolution der Form befasst.
Die Hauptprobleme von M. R.: die Identifizierung der morphologischen Vielfalt von Pflanzen in der Natur; Studium der Regelmäßigkeiten der Struktur und gegenseitigen Anordnung von Organen und ihren Systemen; Untersuchung von Veränderungen der allgemeinen Struktur und einzelner Organe während der individuellen Entwicklung einer Pflanze (Ontomorphogenese); Klärung der Herkunft pflanzlicher Organe während der Evolution der Pflanzenwelt (Phylomorphogenese); Untersuchung der Auswirkungen verschiedener externer und interner Faktoren auf die Formgebung. Ohne sich auf die Beschreibung bestimmter Strukturtypen zu beschränken, hat M. r. versucht, die Dynamik von Strukturen und deren Entstehung aufzuklären. In Form eines pflanzlichen Organismus und seiner Teile manifestieren sich die Gesetze der biologischen Organisation nach außen, dh die inneren Zusammenhänge aller Prozesse und Strukturen im gesamten Organismus.
Im theoretischen M. r. zwischen 2 zusammenhängenden und komplementären Ansätzen zur Interpretation morphologischer Daten unterscheiden: die Identifizierung der Ursachen für die Entstehung bestimmter Formen (in Bezug auf Faktoren, die die Morphogenese direkt beeinflussen) und die Aufklärung der biologischen Bedeutung dieser Strukturen für das Leben von Organismen (in Bezug auf Fitness ), was zur Erhaltung bestimmter Formen im Prozess der natürlichen Selektion führt.
Die Hauptmethoden der morphologischen Forschung sind beschreibend, vergleichend und experimentell. Die erste besteht in der Beschreibung der Organformen und ihrer Systeme (Organographie). Der zweite liegt in der Klassifizierung von beschreibendem Material; es wird auch verwendet bei der Untersuchung altersbedingter Veränderungen des Organismus und seiner Organe (vergleichende ontogenetische Methode), bei der Aufklärung der Evolution von Organen durch deren Vergleich bei Pflanzen verschiedener systematischer Gruppen (vergleichende phylogenetische Methode), bei der Untersuchung des Einflusses von der äußeren Umgebung (vergleichende ökologische Methode). Und schließlich werden mit Hilfe der dritten - experimentellen - Methode kontrollierte Komplexe äußerer Bedingungen künstlich geschaffen und die morphologische Reaktion von Pflanzen darauf untersucht, und es werden auch interne Beziehungen zwischen den Organen einer lebenden Pflanze durch chirurgische Eingriffe untersucht .
Eine Reihe allgemeiner Muster umfassen das Vorhandensein einer bestimmten Art von Symmetrie, die Eigenschaften der Polarität, die Fähigkeit zur Metamorphose, Reduzierung und Abbruch sowie Regeneration.
Symmetrie. In der Pflanzenmorphologie versteht man unter Symmetrie die Fähigkeit, ein Organ in mehrere spiegelähnliche Hälften zu teilen. Die Ebene, die das Organ in symmetrische Teile teilt, wird Symmetrieebene oder -achse genannt. Vegetative Organe können monosymmetrisch, bisymmetrisch und polysymmetrisch (radialsymmetrisch) sein. Durch ein monosymmetrisches Organ kann nur eine Symmetrieebene gezogen werden, daher kann das Organ nur in zwei spiegelähnliche Hälften geteilt werden. Die Blätter einer Reihe von Pflanzen sind monosymmetrisch (gemeiner Flieder - Syringa vulgaris, hängende Birke - Betula pendula, europäischer Huf - Asarum europaeum usw.). Gelegentlich gibt es monosymmetrische Stämme (Gattung Lithops - Lithops aus der Familie der Kakteengewächse, geflügelter Stamm des Waldrangs - Lathyrus sylvestris) und Wurzeln (brettförmige Wurzeln von Ficuses). Abgeflachte Stängel sind bisymmetrisch, durch sie können zwei Symmetrieebenen gezogen werden (Abgeflachtes Rispengras - Poa compressa, Kaktusfeige - Opuntia polyacantha). Wenn mehr als zwei Symmetrieebenen durch ein Organ gezogen werden können, ist das Organ polysymmetrisch. Polysymmetrische Rundstämme (einjährige Sonnenblume - Helianthus annuus), Wurzeln (gemeiner Kürbis - Cucurbita pepo), Hackfrüchte (Aussaatrettich - Raphanus sativus, gemeine Rübe - Beta vulgaris), Wurzelzapfen einiger Pflanzen (Frühlingschistyak - Ficaria verna, dicht- Blühender Spargel "Sprenger" - Asparagus densiflorus "schprengeri"), einseitige Blätter (Sedum sedum - Sedum acre, Zwiebel - Allium cepa), Stolonen (Kartoffel - Solanum tuberosum). Eine besondere Form der Symmetrie ist die Asymmetrie. Durch asymmetrische Organe kann keine einzige Symmetrieebene gezogen werden. Die Blätter der Ulmen sind asymmetrisch (glatte Ulme - Ulmus laevis, raue Ulme - Ulmus scabra), einige Begonien (königliche Begonien - Begonia rex, gefleckte Begonien - Begonia maculata).
Polarität- eines der allgemeinen Muster, das nicht nur dem gesamten Pflanzenorganismus, sondern auch seinen einzelnen Organen sowie Zellen innewohnt. Polarität ist durch das Vorhandensein morphologischer und physiologischer Unterschiede an gegenüberliegenden Enden des Pflanzenkörpers oder seiner Elemente gekennzeichnet. Wurzeln und Blättern innewohnende Polarität, sie haben deutliche Unterschiede in den Spitzen und Basen. Aufgrund der Eigenschaft der Polarität sind Pflanzenorgane auf bestimmte Weise im Raum orientiert. Der Prozess der Polarisierung ist sehr komplex und noch nicht vollständig verstanden.
Alle vegetativen Organe sind dazu in der Lage Metamorphosen. Die größte Vielfalt metamorphosierter Strukturen ist sowohl für Triebe als Ganzes als auch für ihre Bestandteile - Blätter - typisch. Wurzeln, die unter relativ stabilen Existenzbedingungen stehen, wandeln sich seltener um, und Wurzelmetamorphosen in autotrophen Landpflanzen werden hauptsächlich mit der Erfüllung einer Speicherfunktion in Verbindung gebracht. Im Verlauf der morphologischen Evolution fand nicht nur die morphophysiologische Komplikation verschiedener Organe statt, sondern unter dem Einfluss der Existenzbedingungen kam es bei einigen Arten zu einer Verkleinerung oder sogar zum Abbruch einzelner Organe oder ihrer Teile.
Beim Abtreibung Körper verschwindet vollständig. So wird die Wurzel des Schwimmfarns Salvinia (Salvinia natans) abgebrochen. Dodder-Blätter werden abgebrochen. Die Verkleinerung und der Abbruch von Organen sind ebenso wie Metamorphosen Anpassungsvorgänge, die Reaktion einer Pflanze auf die Bedingungen des Daseins. Häufig werden die Begriffe „Reduktion“ und „Abtreibung“ in der botanischen Literatur synonym verwendet.
Eine gemeinsame Eigenschaft der vegetativen Organe von Pflanzen ist die Fähigkeit Regeneration d.h. um die verlorenen Körperteile wiederherzustellen. Regeneration liegt der vegetativen Vermehrung von Pflanzen zugrunde. Es kann sowohl unter natürlichen Bedingungen auftreten als auch unter experimentellen Bedingungen erhalten werden. Die Fähigkeit zur Regeneration ist in verschiedenen Taxa unterschiedlich. Je höher der morphologische und anatomische Differenzierungsgrad einer Pflanze und ihrer Organe ist, desto schwächer ist ihre Regenerationsfähigkeit. Die Regeneration erfolgt aufgrund der Wiederherstellung der meristematischen Aktivität von Parenchymzellen und ihrer anschließenden Differenzierung in die Gewebe der vegetativen Organe.
Phloem ist ein komplexes leitfähiges Gewebe, durch das Photosyntheseprodukte von Blättern zu Orten ihrer Verwendung oder Ablagerung transportiert werden (zu Wachstumskegeln, unterirdischen Organen, reifenden Samen und Früchten usw.).
Primäres Phloem unterscheidet sich von Prokambium, sekundäres Phloem (Bast) leitet sich von Kambium ab. Bei Stängeln befindet sich das Phloem normalerweise außerhalb des Xylems, während es bei Blättern der Unterseite der Lamina zugewandt ist. Primäres und sekundäres Phloem unterscheiden sich neben der unterschiedlichen Kraft der Siebelemente dadurch, dass dem ersten die Kernstrahlen fehlen.
Die Zusammensetzung des Phloems umfasst Siebelemente, Parenchymzellen, Elemente der Kernstrahlen und mechanische Elemente (Abb. 47). Die meisten Zellen eines normal funktionierenden Phloems leben. Nur ein Teil der mechanischen Elemente stirbt. Die eigentliche Leitfunktion übernehmen Siebelemente. Es gibt zwei Arten: Siebzellen und Siebrohre. Die Endwände der Siebelemente enthalten zahlreiche kleine Durchgangsröhrchen, die in Gruppen in den sogenannten Siebfeldern gesammelt sind. Bei Siebzellen, länglich und mit spitzen Enden, befinden sich Siebfelder hauptsächlich an den Seitenwänden. Siebzellen sind das wichtigste leitende Element des Phloems in allen Gruppen höherer Pflanzen, ausgenommen Angiospermen. Siebzellen haben keine Satellitenzellen.
Die Siebröhren von Angiospermen sind perfekter. Sie bestehen aus einzelnen Zellen - Segmenten, die übereinander liegen. Die Länge der einzelnen Segmente der Siebrohre liegt im Bereich von 150-300 µm. Der Durchmesser der Siebrohre beträgt 20-30 µm. Evolutionär entstanden ihre Segmente aus Siebzellen.
Die Siebfelder dieser Segmente befinden sich hauptsächlich an deren Enden. Die Siebfelder zweier übereinander liegender Segmente bilden einen Siebboden. Siebrohrsegmente werden aus länglichen Zellen des Prokambiums oder Kambiums gebildet. Dabei teilt sich die Mutterzelle des Meristems in Längsrichtung und produziert zwei Zellen. Einer von ihnen wird zu einem Segment, der andere zu einer Satellitenzelle. Es wird auch eine Querteilung der Satellitenzelle beobachtet, gefolgt von der Bildung von zwei oder drei ähnlichen Zellen, die längs übereinander neben dem Segment liegen (Abb. 47). Es wird angenommen, dass Satellitenzellen zusammen mit Segmenten von Siebröhren ein einziges physiologisches System darstellen und möglicherweise zur Förderung des Assimilationsstroms beitragen. Während seiner Bildung hat das Segment ein parietales Zytoplasma, einen Kern und eine Vakuole. Mit Beginn der funktionellen Aktivität dehnt es sich merklich aus. An den Querwänden erscheinen viele kleine Löcher-Perforationen, die Tubuli mit einem Durchmesser von mehreren Mikrometern bilden, durch die zytoplasmatische Schnüre von Segment zu Segment verlaufen. An den Wänden der Tubuli wird ein spezielles Polysaccharid abgelagert - Kallose, das ihr Lumen verengt, aber die zytoplasmatischen Stränge nicht unterbricht.
Mit der Entwicklung des Siebröhrensegments bilden sich Schleimkörper im Protoplasten. Der Kern und die Leukoplasten lösen sich in der Regel auf, die Grenze zwischen Zytoplasma und Vakuole - der Tonoplast - verschwindet und alle lebenden Inhalte verschmelzen zu einer einzigen Masse. In diesem Fall verliert das Zytoplasma seine Semipermeabilität und wird vollständig durchlässig für Lösungen organischer und anorganischer Substanzen. Schleimkörperchen verlieren auch ihre Form, verschmelzen und bilden einen Schleimstrang und Cluster in der Nähe der Siebplatten. Damit ist die Bildung des Siebrohrsegments abgeschlossen.
Die Dauer des Funktionierens von Siebrohren ist gering. In Sträuchern und Bäumen dauert es nicht länger als 3-4 Jahre. Mit zunehmendem Alter verstopfen die Siebröhren mit Hornhaut (bildet den sogenannten Corpus callosum) und sterben dann ab. Tote Siebröhren werden in der Regel durch den Druck benachbarter lebender Zellen platt gedrückt.
Die parenchymalen Elemente des Phloems (Bastparenchym) bestehen aus dünnwandigen Zellen. In ihnen werden Reservenährstoffe deponiert und zum Teil erfolgt entlang ihnen der Nahtransport von Assimilationsmitteln. Begleitzellen fehlen bei Nacktsamern und ihre Rolle spielen die wenigen Zellen des Bastparenchyms neben den Siebzellen.
Auch die Kernstrahlen, die sich im sekundären Phloem fortsetzen, bestehen aus dünnwandigen Parenchymzellen. Sie sind für die Durchführung des Kurzstreckentransports von Assimilaten bestimmt.
Aus dem Griechischen übersetzt bedeutet dieser Begriff „Rinde“. Es wird auch oft als Bast bezeichnet. Phloem ist das Gewebe, das Nährstoffe zu den Pflanzenorganen transportiert. Welche Struktur hat es? Wie ist der Nährstofftransport? Wie unterscheidet es sich von Xylem?
Leitfähiges Gewebe von Pflanzen: Xylem und Phloem
Leitfähiges Gewebe wird benötigt, um Mineralien und Wasser zu verschiedenen Teilen der Pflanze zu transportieren. Es besteht aus zwei Arten von komplexen Geweben - Phloem und Xylem.
Xylem wird auch Holz genannt und Phloem wird auch Bast genannt. Sie liegen in der Regel eng beieinander und bilden Leitbündel (auch Gefäßfaserbündel genannt). Je nach relativer Position von Phloem und Xylem werden verschiedene Arten von leitfähigen Geweben unterschieden:
- Kollaterale (Gewebe sind nebeneinander und in gleichem Abstand vom axialen Teil des Pflanzenorgans angeordnet).
- Bikollateral (Xylem umgeben von zwei Phloemabschnitten).
- Konzentrisch (wenn Xylem Phloem umgibt und umgekehrt).
- Radial (wenn sich Phloem und Xylem entlang der Radien abwechseln).
Die Struktur des Phloems
Pflanzenphloem ist eine spezielle Art von leitfähigem Gewebe, das für die Übertragung der durch Photosynthese produzierten Nährstoffe zu den Pflanzenorganen, wo sie verwendet werden, unerlässlich ist. Je nach Herkunftsart wird es in folgende Typen unterteilt:
- primär (unterscheidet von Procambium);
- sekundär (aus dem Kambium gebildet).
Ihr Hauptunterschied besteht darin, dass es im primären Phloem keine herzförmigen Röhren gibt. Ihre zelluläre Zusammensetzung ist jedoch identisch.
Das Phloem besteht aus folgenden Zelltypen:
- Sieb (bieten den Haupttransfer von Substanzen und haben keine Zellkerne);
- Sklerenchym (dient zur Unterstützung);
- parenchymal (erfüllen die Funktion des nahezu radialen Transports).
Das Hauptmerkmal von Siebzellen ist das Vorhandensein spezieller Poren in den Zellwänden. Ihre Herkunft ist noch unklar. Die Kanäle der Siebelemente sind mit Kallose (Polysaccharid) ausgekleidet, die sich darin ansammeln kann. Callose kann die Kanäle dieser Zellen verstopfen, zum Beispiel wenn die Pflanze im Winter ruht.
Phloem-Transport
Phloem ist ein Gewebe, durch das sich konzentrierte Lösungen von Kohlenwasserstoffen (meistens Saccharose), die durch Photosynthese entstehen, bewegen. Außerdem werden Assimilate und Metaboliten übertragen, jedoch in geringerer Konzentration. Die Transferrate von Substanzen erreicht innerhalb einer Stunde mehrere zehn Zentimeter.
Der Transfer von Stoffen erfolgt von den Organen, in denen sie aktiv gebildet werden, zu den Pflanzenteilen, in denen sie verwendet oder gespeichert werden. Die aktive Übertragung von Substanzen erfolgt zu den Wurzeln, Trieben, aufstrebenden Blättern, Fortpflanzungsorganen, Knollen, Zwiebeln, Rhizomen.
Als Ergebnis von Experimenten fanden Wissenschaftler heraus, dass der Transport von Spenderorganen zu den ihnen am nächsten gelegenen Pflanzenteilen erfolgt. Außerdem ist der Stofftransfer bilateral. Daher kann die Pflanze in verschiedenen Vegetationsperioden Nährstoffe anreichern oder verbrauchen.
Phloem: Funktionen
Die Photosynthese wird in den Chloroplasten der Blätter unter Beteiligung von Sonnenlicht durchgeführt. Seine Produkte, Wasser und andere Lösungen von Mineralstoffen, die von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden, sind für das Funktionieren absolut aller Zellen notwendig. Phloem ist das Gewebe, das ihre Translokation bereitstellt. Lösungen fließen durch die Siebelemente von Bereichen mit hohem hydrostatischem Druck zu Bereichen mit seinem niedrigen Wert. Daher ist die Hauptfunktion des Phloems der Transport.
Der Unterschied zwischen Phloem und Xylem
Trotz der Tatsache, dass Xylem und Phloem ähnliche Funktionen erfüllen und sich in unmittelbarer Nähe befinden, weisen sie Unterschiede auf. Die Bewegung von Substanzen im Xylem erfolgt von der Wurzel zu den Blättern. Darüber hinaus sind die Zellen, die diese Art von Gewebe bilden, Gefäßelemente, Tracheiden, Fasern und Holzparenchym. Xylem ist für den Transport von Wasser zusammen mit gelösten Nährstoffen unerlässlich.
Phloem ist also eine der Arten von leitfähigem Pflanzengewebe. Es dient dazu, Nährstoffe von den Pflanzenteilen, in denen sie aktiv gebildet werden, zu den Pflanzenteilen zu transportieren, in denen sie gespeichert oder verbraucht werden. Phloem wird durch drei Arten von Zellen dargestellt - Sieb, Sklerenchym und Parenchym. Die Haupttransportfunktion übernehmen Siebzellen mit speziellen kernlosen Poren.
Die Übertragung von Substanzen kann in zwei Richtungen erfolgen, und ihre Geschwindigkeit erreicht manchmal mehrere zehn Zentimeter pro Stunde. Eine andere ähnliche Funktion wie das Phloem ist das Xylem. Ihr Hauptunterschied besteht jedoch darin, dass Xylem Wasser mit darin gelösten Mineralien nur in eine Richtung (von den Wurzeln zu den Trieben) überträgt.
PhloemÄhnlich wie Xylem hat es auch röhrenförmige Strukturen, die entsprechend ihrer leitenden Funktion modifiziert sind. Diese Röhren bestehen jedoch aus lebenden Zellen, die ein Zytoplasma haben; sie haben keine mechanische Funktion. Es gibt fünf Arten von Zellen im Phloem: Siebröhrensegmente, Begleitzellen, Parenchymzellen, Fasern und Skleriden.
Siebrohre und Begleitzellen
Siebrohre- Dies sind lange röhrenförmige Strukturen, entlang derer sich Lösungen organischer Substanzen, hauptsächlich Saccharoselösungen, in der Pflanze bewegen. Sie werden durch End-to-End-Verbindung von Zellen gebildet, die als Siebrohrsegmente bezeichnet werden. Im apikalen Meristem, wo das primäre Phloem und das primäre Xylem (leitende Bündel) abgelegt sind, kann man die Entwicklung von Reihen dieser Zellen aus prokambialen Strängen beobachten.
Erstes auftauchendes Phloem, Protophloem genannt, erscheint wie Protoxylem in der Zone des Wachstums und der Verlängerung der Wurzel oder des Stammes. Wenn das es umgebende Gewebe wächst, dehnt sich das Protophloem aus und ein erheblicher Teil davon stirbt ab, d. h. hört auf zu funktionieren. Gleichzeitig wird aber ein neues Phloem gebildet. Dieses Phloem, das nach Beendigung der Streckung ausgereift ist, wird Metaphloem genannt.
Siebrohrsegmente sind sehr charakteristische Struktur. Sie haben dünne Zellwände, bestehend aus Zellulose und Pektin, und ähneln darin Parenchymzellen, aber ihre Kerne sterben ab, wenn sie reifen, und nur eine dünne Schicht des Zytoplasmas bleibt an die Zellwand gedrückt. Trotz des fehlenden Kerns bleiben die Segmente der Siebröhren am Leben, aber ihre Existenz hängt von den ihnen benachbarten Begleitzellen ab, die sich aus derselben meristematischen Zelle entwickeln. Das Siebrohrsegment und seine Begleitzelle bilden zusammen eine Funktionseinheit; in der Begleitzelle ist das Zytoplasma sehr dicht und hochaktiv. Die elektronenmikroskopisch sichtbar gemachte Struktur dieser Zellen wird in unserem Artikel ausführlich beschrieben.
charakteristisches Merkmal Siebrohre ist das Vorhandensein von Siebplatten. Diese Eigenschaft fällt bei der Betrachtung im Lichtmikroskop sofort ins Auge. Der Siebboden entsteht an der Verbindungsstelle der Stirnwände zweier benachbarter Segmente der Siebrohre. Zunächst passieren Plasmodesmen die Zellwände, dann erweitern sich ihre Kanäle und werden zu Poren, sodass die Endwände die Form eines Siebs annehmen, durch das die Lösung von einem Segment zum anderen fließt. In dem Siebrohr sind in bestimmten Abständen Siebplatten angeordnet, die den einzelnen Segmenten dieses Grobsiebs entsprechen. Die elektronenmikroskopisch sichtbar gemachte Struktur von Siebröhren, Trabantenzellen und Bastparenchym ist in der Abbildung dargestellt.
sekundäres Phloem, das sich wie das sekundäre Xylem aus dem gebündelten Kambium entwickelt, ist ähnlich aufgebaut wie das primäre Phloem und unterscheidet sich von diesem nur dadurch, dass es Stränge verholzter Fasern und Kernstrahlen des Parenchyms enthält (Kap. 22). Das sekundäre Phloem ist jedoch nicht so ausgeprägt wie das sekundäre Xylem und wird außerdem ständig erneuert.
Bastparenchym, Bastfasern und Skleriden
Bastparenchym und Bastfasern sind nur in Dikotylen vorhanden, sie fehlen in Monokotylen. In seiner Struktur ähnelt das Bastparenchym jedem anderen, aber seine Zellen sind normalerweise länglich. Im sekundären Phloem ist das Parenchym in Form von Markstrahlen und vertikalen Reihen sowie das oben beschriebene Holzparenchym vorhanden. Die Funktionen des Bast- und Holzparenchyms sind gleich.
Bastfasern unterscheiden sich nicht von den oben beschriebenen Sklerenchymfasern. Manchmal sind sie im primären Phloem zu finden, aber häufiger sind sie im sekundären Phloem von Dikotylen zu finden. Hier bilden diese Zellen vertikale Stränge. Das sekundäre Phloem erfährt bekanntlich eine Dehnung während des Wachstums; Es ist möglich, dass das Sklerenchym ihr hilft, diesem Effekt zu widerstehen.
Skleriden im Phloem, besonders bei älteren, sind recht häufig.