Ядро, его физическое состояние и химический состав

Ядро, его физическое состояние и химический состав.

Сам термин "ядро" впервые был применен Броуном в 1833 г. Для обозначения шаровидных постоянных структур в клетках растений. Позднее такую же структуру описали во всех клетках высших организмов.

Клеточное ядро обычно одно на клетку (есть примеры многоядерных клеток), состоит из ядерной оболочки, отделяющей его от цитоплазмы, хроматина, ядрышка, кариоплазмы (или ядерного сока). Эти четыре основных компонента встречаются практически во всех неделящихся клетках эукариотических одно- и многоклеточных организмов.

Ядра имеют обычно шаровидную или яйцевидную форму; диаметр первых равен приблизительно 10 мкм, а длина вторых - 20 мкм.

Ядро необходимо для жизни клетки, поскольку именно оно регулирует всю ее активность. Связано это с тем, что ядро несет в себе генетическую (наследственную) информацию, заключенную в ДНК.

По химическому составу и физико-химическому строению как ядро, так и цитоплазма представляют в основном комплекс гидрофильных коллоидов, находящихся в большей или меньшей степени набухания. Из них главное значение имеют белки, и особенно сложные белки, называемые протеидами , представляющие соединения собственно белка (протеина) с небелковым компонентом, большей частью кислотного характера. Из них особенно важное значение имеют нуклеопротеиды - соединения белка с нуклеиновыми кислотами .

Ядро осуществляет две группы общих функций: одну, связанную собственно с хранением генетической информации, другую - с ее реализацией, с обеспечением синтеза белка.

В первую группу входят процессы, связанные с поддержанием наследственной информации в виде неизменной структуры ДНК. Эти процессы связаны с наличием так называемых репарационных ферментов, ликвидирующих спонтанные повреждения молекулы ДНК (разрыв одной из цепей ДНК, часть радиационных повреждений), что сохраняет строение молекул ДНК практически неизменным в ряду поколений клеток или организмов. Далее, в ядре происходит воспроизведение или редупликация молекул ДНК, что дает возможность двум клеткам получить совершенно одинаковые и в качественном и в количественном смысле объемы генетической информации. В ядрах происходят процессы изменения и рекомбинации генетического материала, что наблюдается во время мейоза (кроссинговер). Наконец, ядра непосредственно участвуют в процессах распределения молекул ДНК при делении  клеток

Перидерма и корка, их оброзовние , строение, функции.

Перидерма (от греч. "пери" – вокруг, около и "дерма") – вторичная покровная ткань стеблей и корней растений, формирующаяся в результате деятельности феллогена (пробкового камбия), который откладывает снаружи от себя многослойную феллему (пробку), а внутрь – однослойную феллодерму. Клетки феллемы воздухо- и водонепроницаемы, так как оболочки клеток внутри покрыты жироподобным веществом – суберином, чередующимся с плёнками растительного воска. Живое содержимое в этих клетках отмирает без остатка.

Функция – газообмен и испарение; осуществляются через образующиеся в перидерме чечевички. Внешне чечевички выглядят как округлые или вытянутой формы образования на поверхности стебля. Форма чечевичек специфична для каждого вида растений. Чечевички закладываются под устьицами. В области чечевичек феллоген наружу откладывает выполняющие клетки с крупными межклетниками, заполненными воздухом, а внутрь – однослойную феллодерму. Осенью образуется замыкающий слой, и чечевичка закрывается. Весной феллоген в области чечевички снова образует клетки выполняющей ткани. Под их давлением замыкающий слой разрывается, чечевичка открывается, через неё происходит газообмен и транспирация.

У большинства древесных растений перидерма со временем замещается коркой – третичной покровной тканью, образующейся в результате многократного заложения новых прослоек перидермы во всё более глубоких тканях коры. Живые клетки, заключённые между этими прослойками, гибнут. Таким образом, корка состоит из чередующихся слоев пробки и заключённых между ними отмерших тканей коры.

Она защищает растение от излишнего испарения, резких колебаний температуры и др. неблагоприятных воздействий.

Ксилема (древесина), функции ксилемы, вещества, передвигающиеся по ксилеме.

По ксилеме от корня к листьям передвигаются вода и растворенные в ней минеральные вещества. Первичная и вторичная ксилемы содержат клетки одних и тех же типов. Однако первичная ксилема не имеет сердцевинных лучей, отличаясь этим от вторичной.

В состав ксилемы входят морфологически различные элементы, осуществляющие функции как проведения, так и хранения запасных веществ, а также чисто опорные функции. Дальний транспорт осуществляется по трахеальным элементам ксилемы: трахеидам и сосудам , ближний - по паренхимным элементам. Опорные, а иногда и запасающие функции выполняют часть трахеид и волокна механической ткани либриформа , также входящие в состав ксилемы.

Трахеиды в зрелом состоянии - это мертвые прозенхимные клетки, суженные на концах и лишенные протопласта . Длина трахеид в среднем составляет 1-4 мм, поперечник же не превышает десятых и даже сотых долей миллиметра. Стенки трахеид одревесневают, утолщаются и несут простые или окаймленные поры , через которые происходит фильтрация растворов. Большая часть окаймленных пор находится около окончаний клеток, т.е. там, где растворы просачиваются из одной трахеиды в другую. Трахеиды есть у спорофитов всех высших растений , а у большинства хвощевидных , плауновидных , папоротниковидных и голосеменных они являются единственными проводящими элементами ксилемы.

Сосуды - это полые трубки, состоящие из отдельных члеников, располагающихся друг над другом. Между расположенными один над другим члениками одного и того же сосуда имеются разного типа сквозные отверстия - перфорации. Благодаря перфорациям вдоль всего сосуда свободно осуществляется ток жидкости. Эволюционно сосуды, по-видимому, произошли из трахеид путем разрушения замыкающих пленок пор и последующего их слияния в одну или несколько перфораций. Концы трахеид, первоначально сильно скошенные, заняли горизонтальное положение, а сами трахеиды стали короче и превратились в членики сосудов ( рис. 45 ).

Сосуды появились независимо в разных линиях эволюции наземных растений. Однако наибольшего развития они достигают у покрытосеменных , где являются главнейшими водопроводящими элементами ксилемы.

Возникновение сосудов - важное свидетельство эволюционного прогресса этого таксона, поскольку они существенно облегчают транспирационный ток вдоль тела растения.

Помимо первичной оболочки, сосуды и трахеиды в большинстве случаев имеют вторичные утолщения. В самых молодых трахеальных элементах вторичная оболочка может иметь форму колец, не связанных друг с другом (кольчатые трахеиды и сосуды). Позднее появляются трахеальные элементы со спиральными утолщениями. Затем следуют сосуды и трахеиды с утолщениями, которые могут быть охарактеризованы как спирали, витки которых связаны между собой (лестничные утолщения). В конечном итоге вторичная оболочка сливается в более или менее сплошной цилиндр, формирующийся внутрь от первичной оболочки. Этот цилиндр прерывается в отдельных участках порами .

Сосуды и трахеиды с относительно небольшими округлыми участками первичной клеточной оболочки, не прикрытыми изнутри вторичной оболочкой, нередко называют пористыми. В тех случаях, когда поры во вторичной оболочке образуют подобие сетки или лестницы, говорят о сетчатых или лестничных трахеальных элементах (лестничные сосуды и трахеиды).

Вторичная, а иногда и первичная оболочка, как правило, лигнифицируются, т.е. пропитываются лигнином , это придает дополнительную прочность, но ограничивает возможности дальнейшего их роста в длину.

Трахеальные элементы, т.е. трахеиды и сосуды, распределяются в ксилеме различным образом. Иногда на поперечном срезе они образуют хорошо выраженные кольца (кольцесосудистая древесина). В других случаях сосуды рассеяны более или менее равномерно по всей массе ксилемы (рассеяннососудистая древесина). Особенности распределения трахеальных элементов в ксилеме используют при определении древесин различных пород деревьев.

Помимо трахеальных элементов, ксилема включает лучевые элементы, т.е. клетки, образующие сердцевинные лучи ( рис. 46 ), сформированные чаще всего тонкостенными паренхимными клетками (лучевая паренхима). Реже в лучах хвойных встречаются лучевые трахеиды. По сердцевинным лучам осуществляется ближний транспорт веществ в горизонтальном направлении. В ксилеме покрытосеменных помимо проводящих элементов содержатся также тонкостенные неодревесневшие живые паренхимные клетки, называемые древесинной паренхимой. По ним наряду с сердцевинными лучами отчасти осуществляется ближний транспорт. Кроме того, древесинная паренхима служит местом хранения запасных веществ. Элементы сердцевинных лучей и древесинной паренхимы, подобно трахеальным элементам, возникают из камбия .

Стебель, его строение, основные и дополнительные функции, классификация  стебля.

Стебель - осевой вегетативный орган растения, несущий листья и почки, цветы, плоды и семена, имеет неограниченный верхушечный рост, положительный гелиотропизм, радиальную симметрию (рис. 34)

1 - лист 2 - верхушечная почка, 3 - пазушная почка 4 - стебель 5 - междоузлия, 6 - узел Основные функции стебля:

а) является опорой растению;

б) осуществляет Связь всех частей растения;

в) увеличивает поверхность растения за счет ветвления;

г) обеспечивает неограниченный рост растения;

д) обеспечивает транспорт воды, минеральных и органических веществ;

е) служит для вегетативного размножения и фотосинтеза;

есть) запасает питательные вещества или воду (кактусы);

же) с помощью стебля листья размещаются и ориентируются наиболее эффективно в пространстве для поглощения лучистой энергии и углекислого газа воздуха

2 Формирование  и морфологическая классификация  стеблей

Структура стебля формируется в результате деятельности верхушечной (апикальной) меристемы, инициальных клеток конуса нарастания (рис. 19)

Конус нарастания или точка роста, стебли первых листостебельные растений (мхов, папоротникообразных) состоит только из одной инициальной клетки пирамидальной формы У голосеменных и цветковых (покрытосеменных) растений в верхушечная (апикальная) меристема имеет вид конуса с округлой верхушкой, который состоит из множества меристематы-ческих клеток и скрытый в основе почки Конус нарастания является самой активной и важной ча сти, ведь формирует первичную структуру стебли, листья, боковые побеги и генеративные органни.

По направлению роста и размещением в пространстве стебли бывают прямостоячие, вьющиеся, ползучие, цепкие (схема 7)

Морфологически по степени одеревенение стебли делят на травянистые и деревянистые (схема 7) Молодые стебли древесных растений сначала трав 'кровянистые, зеленые, способные к фотосинтезу Впоследствии клеточные и стенки стебля этих растений просачиваются суберином (лигнином), т.е. дер яниють Среди дер кремнистых различают деревья и кусты (кустарники)и). Деревья имеют главный стебель - ствол, который растет на протяжении всей жизни за счет его ветвления формируется крона есть совокупность всех надземных побегов дерева, размещенных выше начала ветвления ствола Ветвление - образование на основном стебле из вегетативных почек боковых побегов Ветвление бывает дихотомическое, моноподиальное, симподиальным (рис 35) При дихотомическом ветвлении с верхушечного конуса нарастания стебля вырастают две ветви, а из верхушечных конусов нарастания каждой ветви также вырастает по две ветви Дихотомическое ветвления характерно для плаунов, мохообразных, во одоростей При моноподиальным ветвлении верхушечная почка на протяжении всей жизни растения продолжает рост главного стебля, которое здовжуеться и утолщается больше, чем боковые ветви моноподиальным ветвления характерно для сосны, ели, бука и т.д. ПриПри симподиальным ветвлении верхушечная почка стебля не развивается, а ближайшая от нее боковая почка дает побег, который продолжает рост стебля Такое разветвление характерно для картофеля, яблони, грецкого ореха, липы

У кустов (кустарников) ветвления стебля начинается у самой поверхности почвы результате образуется несколько боковых побегов (смородина, крыжовник, шиповник)

полукустов (полукустарники) отличаются от кустов тем, что их стебли дер яниють только в многолетней нижней части, от которой ежегодно отрастают однолетние травянистые побеги (шалфей, полынь горькая)

Общую морфологическую классификацию стеблей представлен на схеме 7