Стебель. Строение стебля и его функции.

Вопросы:

1.Разнообразие стеблей растений

2.Внутреннее строение стебля

3.Передвижение питательных веществ по стеблю

1. Разнообразие стеблей растений

Стебель – осевая часть побега растения. 

Функции стебля: 

- опорная: стебель является опорой для других органов растения и выносит листья к свету;

- транспортная: по стеблю органические вещества, образовавшиеся во время фотосинтеза, поступают к корням и плодам, а к листьям и др. органам поступает вода с минеральными веществами.

По внешним признакам все стебли можно разделить на две группы: травянистые и деревянистые. Травянистые стебли существуют один сезон, они гибкие и имеют сочную мякоть, например, травы, молодые побеги деревьев. Деревянистые стебли приобретают твердость благодаря отложению в оболочке клеток лигнина. Одревеснение молодых побегов деревьев и кустарников происходит через несколько месяцев после прорастания (во второй поло-вине или в конце лета).

По направлению роста стебли делят на 

1. Прямостоячие (пшеница, крапива) – растут вертикально вверх, имеют хорошо развитую механическую ткань, могут быть одревесневевшими (деревья) или травянистыми (банан, ананас, кукуруза, подсолнечник).

2. Вьющиеся (вьюнок, хмель) – обвивают другое растение, опору.

3. Лазающие (плющ, виноград, фасоль) – поднимаются вверх, цепляясь за опору усиками. У некоторых растений используются придаточные корни-присоски, например, плющ.

4. Ползучие (лапчатка, земляника) – стелются по земле и в узлах укореняются.

2. Внутренне строение стебля 

1.Покровная ткань

2.Кора (пробка и луб)

Молодые сочные стебли снаружи покрыты кожицей. У молодых побегов древесных растений под кожицей сразу формируется пробка. Она состоит из мертвых клеток, заполненных воздухом. Кожица и пробка защищают внут-ренние клетки стебля от избыточного испарения, повреждений, микроорга-низмов и пыли.

Дыхание через стебель осуществляется через устьица – отверстия. В пробке образуются чечевички – хорошо заметные снаружи бугорки с отвер-стиями. Они образованы крупными клетками основной ткани, через них и происходит газообмен. 

Под пробкой находятся клетки луба. Луб состоит из трех видов клеток:

1) Ситовидные трубки – вытянутые вертикально живые клетки, верхние и нижние границы которых имеют отверстия, как сито. В клетках раз-рушились ядра, а цитоплазма прилегает к оболочке. В этих клетках происходит перемещение органических веществ.

2) Лубяные волокна – вытянутые клетки с разрушенным содержимым клетки, которые имеют одревесневевшие стенки. Эти клетки выпол-няют механическую функцию, создавая каркас стебля. У некоторых деревьев и травянистых растений очень развиты лубяные волокна, например у липы и льна, что позволяет их использовать человеку.

3) Группы клеток основной ткани.

3. Камбий.

Это слой тонких и длинных клеток образовательной ткани. Весной и летом камбий интенсивно делится, пополняя кору и следующий слой - древесину новыми клетками, увеличивая дерево в толщину. Осенью деление замедляется, а затем и вовсе прекращается. 

4. Древесина

Основная часть стебля, образованная клетками разнообразной формы и величины. Часть клеток древесины – мертвы, а часть – живые, в которых накапливаются питательные вещества. Все слои клеток, образовавшиеся весной и летом формируют годичное кольцо. Осенью, когда рост замедляется, видна четкая граница между следующим кольцом. По годичным кольцам можно определить возраст дерева и условия, в которых оно росло, а так же изменение климатических условий за последние годы.

5.Сердцевина

Клетки сердцевины крупные, рыхлые, с тонкими оболочками. В них проис-ходит запас питательных веществ. От сердцевины в радиальном направлении через древесину и луб могут проходить сердцевидные лучи. Они состоят из клеток основной ткани, выполняя запасающую и проводящую функции. 

3. Передвижение питательных веществ по стеблю

Для нормальной жизнедеятельности растения вода и питательные вещества должны поступать во все органы.   Всё растение пронизано проводящими тканями. По одним проводящим тканям движется вода с растворёнными в ней минеральными веществами, по другим – раствор органических веществ. Проводящие ткани объединяются в сосудисто-волокнистые пучки, часто окружённые прочными волокнами механической ткани.

Сосудисто-волокнистые пучки проходят по всему стеблю, соединяя корневую систему с листьями. Но чтобы окончательно убедиться в этом, желательно проделать следующий опыт.

Опыт 1.

Цель: убедиться, что сосудисто-волокнистые пучки соединяют корневую систему с листьями.

Веточку растения поставить на некоторое время в подкрашенную воду. В опыте она заменит минеральные вещества. Через 2-3 часа сделать поперечный и продольный разрез. Изменила свою окраску и стала красной древесина. Кора и сердцевина остались неокрашенными. Растворы минеральных веществ, как и подкрашенная вода, поднимаются от корня внутри стебля по сосудам древесины. Сосуды проходят через стебель, ответвляются в листья и разветвляются там. По этим сосудам вода с растворёнными в ней минеральными веществами и поступает в листья. Это хорошо видно на продольном и поперечном срезе стебля. 

Большое значение для поднятия воды в стебель имеет корневое давление и испарение воды листьями. На место испарившейся воды в листья постоянно поступает новая.

Передвижение по стеблю органических веществ

Органические вещества откладываются в специальных запасающих тканях, из которых одни накапливают эти вещества внутри клеток, другие – внутри клеток и в их оболочках. Вещества, которые откладываются в запас: сахара, крахмал, инулин, аминокислоты, белки, масла.

Органические вещества могут накапливаться в растворённом (в корне-плодах свеклы, чешуйках лука), твёрдом (зёрна крахмала, белка – клубни картофеля, зёрна злаков, бобовых) или полужидком состоянии (капли масла в эндосперме клещевины). Особенно много органических веществ откладывается в видоизменённых подземных побегах (корневищах, клубнях, лукови-цах), а также в семенах и плодах. В стебле органические вещества могут откладываться в паренхимных клетках первичной коры, сердцевинных лучах, живых клетках сердцевины.

Мы знаем, что крахмал, образовавшийся в листьях, превращается затем в сахар и поступает во все органы растения. Проведем опыт.

Опыт 2.

Цель: выяснить, как сахар из листьев проникает в стебель?

На стебле комнатного растения (драцены, фикуса) осторожно сделаем кольцевой надрез. Удалим с поверхности стебля кольцо коры и обнажим древесину. На стебле укрепим стеклянный цилиндр с водой (смотри рисунок).

Через несколько недель на ветке, выше кольца появляется утолщение в виде наплыва. На нём начинают развиваться придаточные корни. Мы знаем, что в лубе расположены ситовидные трубки, а так как, окольцевав ветку мы их перерезали, то органические вещества, оттекающие из листьев, дошли до кольцевой вырезки и скопились там. Вскоре из наплыва начинают развивать-ся придаточные корни. Таким образом, опыт доказывает, что органические вещества передвигаются по лубу.

Отложение органических веществ

Вода и минеральные соли, всасываемые корнями, передвигаются по стеблю к листьям, цветкам и плодам. Это – восходящий ток, он осуществляется по древесине, основным проводящим элементом которой являются со-суды (мёртвые пустые трубки, образующиеся из живых клеток) и мёртвые клетки, которые соединяются между собой.

Органические вещества, образующиеся в листьях, оттекают во все органы растения. Это – нисходящий ток, он осуществляется по лубу, основным проводящим элементом которого являются ситовидные трубки (живые клетки, соединяющиеся между собой ситечками – тонкими перегородками с отверстиями, они могут быть в поперечных и в продольных стенках).

У древесных растений передвижение питательных веществ в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью сердцевидных лучей.

Значение запасающей ткани заключается не только в том, что растение при необходимости питается этими органическими веществами, но и в том, что последние являются продуктом питания человека и животных, а также могут использоваться как сырьё.