Các ống sàng và mạch lọc là các bộ phận của mô dẫn điện của thực vật. Các mô thực vật dẫn điện. Cấu trúc, chức năng và vị trí của chúng Mô dẫn điện nằm ở đâu trong thực vật

Các mô dẫn điện có chức năng vận chuyển các chất hòa tan trong nước đi khắp cây. chất dinh dưỡng. Chúng phát sinh do kết quả của việc thực vật thích nghi với cuộc sống trên cạn. Liên quan đến sự sống trong hai môi trường - đất và không khí, nảy sinh hai mô dẫn điện, qua đó các chất di chuyển theo hai hướng. Qua xylem các chất đi từ rễ lên lá dinh dưỡng đất– nước và muối khoáng hòa tan trong đó ( tăng dần, hoặc dòng thoát hơi nước). Qua phloem Các chất được hình thành trong quá trình quang hợp, chủ yếu là sucrose ( dòng điện đi xuống ). Vì các chất này là sản phẩm của quá trình đồng hóa carbon dioxide nên việc vận chuyển các chất qua phloem được gọi là dòng đồng hóa.

Các mô dẫn điện tạo thành một hệ thống phân nhánh liên tục trong cơ thể thực vật, kết nối tất cả các cơ quan - từ rễ mỏng nhất đến chồi non nhất. Xylem và phloem là các mô phức tạp, chúng bao gồm các yếu tố không đồng nhất - dẫn điện, cơ học, lưu trữ, bài tiết. Quan trọng nhất là các yếu tố dẫn điện, chúng thực hiện chức năng dẫn điện.

Xylem và phloem được hình thành từ cùng một mô phân sinh và do đó luôn nằm gần nhau trong cây. Sơ đẳng mô dẫn điện được hình thành từ mô phân sinh bên sơ cấp - procambia, sơ trung– từ mô phân sinh bên thứ cấp – tầng phát sinh gỗ. Các mô dẫn thứ cấp có cấu trúc phức tạp hơn các mô sơ cấp.

Xylem (gỗ) bao gồm các phần tử dẫn điện - khí quản Và mạch máu (khí quản), các phần tử cơ khí - sợi gỗ (sợi libriform) và các yếu tố của vải chính - nhu mô gỗ.

Các phần tử dẫn điện của xylem được gọi là khí quản các phần tử. Có hai loại yếu tố khí quản - khí quản Và đoạn mạch máu(cơm. 3,26).

khí quản Nó là một tế bào rất dài với các bức tường nguyên sinh còn nguyên vẹn. Sự chuyển động của các dung dịch xảy ra bằng cách lọc qua các lỗ có viền. Tàu gồm nhiều tế bào gọi là các thành viên tàu. Các đoạn này nằm chồng lên nhau, tạo thành một ống. Giữa các đoạn liền kề của cùng một tàu có lỗ xuyên qua - thủng. Dung dịch di chuyển qua mạch dễ dàng hơn nhiều so với qua khí quản.

Cơm. 3,26. Sơ đồ cấu trúc và sự kết hợp của khí quản (1) và các đoạn mạch (2).

Các thành phần khí quản ở trạng thái trưởng thành, hoạt động là các tế bào chết không có nguyên sinh chất. Việc bảo tồn các protoplast sẽ cản trở sự di chuyển của các dung dịch.

Mạch và khí quản truyền dung dịch không chỉ theo chiều dọc mà còn theo chiều ngang đến các thành phần khí quản lân cận và đến các tế bào sống. Tường bên khí quản và mạch máu vẫn mỏng trên một diện tích lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Đồng thời, chúng có độ dày thứ cấp giúp tạo độ bền cho tường. Tùy thuộc vào tính chất dày lên của thành bên, các thành phần khí quản được gọi là bao vây, xoắn ốc, lưới thép, cầu thang Và lỗ chân lông (cơm. 3.27).

Cơm. 3,27. Các loại độ dày và độ xốp của các thành bên của khí quản: 1 – hình vòng, 2-4 – xoắn ốc, 5 – dày lưới; 6 – bậc thang, 7 – đối diện, 8 – độ xốp đều.

Các phần dày hình khuyên và xoắn ốc thứ cấp được gắn vào thành sơ cấp mỏng bằng một hình chiếu hẹp. Khi các lớp dày lại với nhau và hình thành các cầu nối giữa chúng, một lớp lưới dày lên xuất hiện, biến thành các lỗ có viền. Loạt bài này ( cơm. 3,27) có thể được coi là một chuỗi tiến hóa, phát sinh hình thái.

Sự dày lên thứ cấp của thành tế bào của các thành phần khí quản trở nên dày đặc (được tẩm lignin), giúp chúng có thêm sức mạnh, nhưng hạn chế khả năng phát triển về chiều dài. Do đó, trong quá trình hình thành của một cơ quan, các phần tử hình vòng và xoắn ốc vẫn có khả năng kéo dài lần đầu tiên xuất hiện, không cản trở sự phát triển về chiều dài của cơ quan. Khi sự phát triển của một cơ quan dừng lại, các yếu tố xuất hiện không có khả năng kéo dài theo chiều dọc.

Trong quá trình tiến hóa, tracheids xuất hiện đầu tiên. Chúng được tìm thấy ở dạng nguyên thủy đầu tiên cây đất. Các tàu xuất hiện muộn hơn nhiều bằng cách biến đổi khí quản. Hầu như tất cả các thực vật hạt kín đều có mạch. Theo quy luật, thực vật bào tử và thực vật hạt trần không có mạch máu và chỉ có khí quản. Chỉ như một ngoại lệ hiếm hoi, các mạch được tìm thấy trong các bào tử như Selaginella, một số loài đuôi ngựa và dương xỉ, cũng như trong một số loài thực vật hạt trần (Gnetaceae). Tuy nhiên, ở những thực vật này, mạch phát sinh độc lập với mạch của thực vật hạt kín. Sự xuất hiện của các mạch trong thực vật hạt kín đánh dấu một thành tựu tiến hóa quan trọng, vì nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc dẫn nước; Thực vật hạt kín hóa ra lại thích nghi hơn với cuộc sống trên cạn.

Nhu mô gỗ Và sợi gỗ thực hiện các chức năng lưu trữ và hỗ trợ tương ứng.

Phloem (con khốn) bao gồm chất dẫn điện sàng- các yếu tố, các ô đi kèm (các ô đồng hành), các phần tử cơ khí – sợi phloem (bast) và các yếu tố của vải chính - nhu mô phloem (bast).

Ngược lại với các thành phần khí quản, các thành phần dẫn điện của phloem vẫn còn sống ngay cả ở trạng thái trưởng thành và thành tế bào của chúng vẫn còn sơ cấp, không bị hóa gỗ. Trên thành của các phần tử sàng có các nhóm lỗ nhỏ xuyên qua - ruộng sàng, qua đó các nguyên mẫu của các tế bào lân cận giao tiếp và vận chuyển các chất xảy ra. Có hai loại phần tử sàng - tế bào sàng Và đoạn ống sàng.

Sàng tế bào nguyên thủy hơn, chúng vốn có trong thực vật bào tử và thực vật hạt trần. Ô sàng là một ô đơn, có chiều dài rất dài, có đầu nhọn. Các cánh đồng sàng của nó nằm rải rác dọc theo các bức tường bên. Ngoài ra, tế bào sàng còn có những đặc điểm nguyên thủy khác: chúng thiếu các tế bào chuyên biệt đi kèm và chứa nhân ở trạng thái trưởng thành.

Ở thực vật hạt kín, các chất đồng hóa được vận chuyển ống sàng (cơm. 3,28). Chúng được tạo thành từ nhiều tế bào riêng lẻ - các thành viên, cái này ở trên cái kia. Các trường sàng của hai đoạn liền kề tạo thành tấm sàng. Các tấm sàng có cấu trúc hoàn hảo hơn các trường sàng (các lỗ lớn hơn và có nhiều lỗ hơn).

Ở trạng thái trưởng thành, các đoạn ống sàng thiếu nhân nhưng vẫn sống và dẫn điện tích cực. Vai trò quan trọng trong việc vận chuyển chất đồng hóa qua ống sàng thuộc về các ô đi kèm (các ô đồng hành). Mỗi đoạn ống sàng và tế bào đi kèm của nó (hoặc hai hoặc ba tế bào trong trường hợp phân chia bổ sung) phát sinh đồng thời từ một tế bào mô phân sinh. Các tế bào đồng hành có nhân và tế bào chất với nhiều ty thể; sự trao đổi chất mạnh mẽ xảy ra trong họ. Có rất nhiều kết nối tế bào chất giữa các ống sàng và các tế bào đi kèm liền kề với chúng. Người ta tin rằng các tế bào đồng hành, cùng với các đoạn ống sàng, tạo thành một hệ thống sinh lý duy nhất thực hiện dòng đồng hóa.

Cơm. 3,28. Phloem của thân bí ngô trên mặt cắt dọc (A) và mặt cắt ngang (B): 1 – đoạn ống sàng; 2 – tấm sàng; 3 – ô đi kèm; 4 – nhu mô phloem; 5 – tấm sàng bị tắc.

Thời gian hoạt động của ống sàng ngắn. Đối với cây hàng năm và chồi trên mặt đất của cỏ lâu năm - không quá một mùa sinh trưởng, đối với cây bụi và cây - không quá ba đến bốn năm. Khi các chất sống trong ống sàng chết đi thì tế bào đồng hành cũng chết theo.

nhu mô Bast gồm các tế bào sống có thành mỏng. Tế bào của nó thường tích lũy các chất dự trữ, cũng như nhựa, tannin, v.v. Sợi Bastđóng vai trò hỗ trợ. Chúng không có mặt ở tất cả các loài thực vật.

Trong cơ thể thực vật, xylem và phloem nằm cạnh nhau, tạo thành các lớp hoặc các sợi riêng biệt, được gọi là dẫn tia. Có một số loại bó dẫn điện ( cơm. 3,29).

Gói đóng chỉ bao gồm các mô dẫn điện sơ cấp, chúng không có tầng phát sinh và không dày thêm. Chùm kín là đặc điểm của cây một lá mầm và mang bào tử. Gói mở có tầng sinh gỗ và có khả năng dày lên thứ cấp. Chúng là đặc trưng của thực vật hạt trần và thực vật hai lá mầm.

Tùy thuộc vào vị trí tương đối Phloem và xylem trong một bó được chia thành các loại sau. Chung nhất tài sản thế chấp bó trong đó phloem nằm ở một bên của xylem. Các bó bên có thể ở dạng mở (thân của thực vật hai lá mầm và thực vật hạt trần) và đóng (thân của thực vật một lá mầm). Nếu với bên trong từ xylem có thêm một mạch phloem, bó đó được gọi là song phương. Các bó hai bên chỉ có thể mở, chúng là đặc điểm của một số họ thực vật hai lá mầm (bí ngô, cây cà dược, v.v.).

Cũng có đồng tâm bó trong đó một mô dẫn bao quanh một mô khác. Họ chỉ có thể được đóng lại. Nếu có phloem ở giữa bó và xylem bao quanh nó thì bó đó được gọi là khối ly tâm, hoặc lưỡng cư. Những bó như vậy thường được tìm thấy trong thân và thân rễ của cây một lá mầm. Nếu xylem nằm ở trung tâm của bó và được bao quanh bởi phloem thì bó đó được gọi là centroxylem, hoặc lưỡng cư. Các bó centoxylem thường gặp ở dương xỉ.

Cơm. 3,29. Các loại bó dẫn điện: 1 – tài sản thế chấp mở; 2 – song phương mở; 3 – tài sản thế chấp đã đóng; 4 – ly tâm khép kín đồng tâm; 5 – ly tâm khép kín đồng tâm; ĐẾN– tầng sinh gỗ; KS– xylem; F– phloem.

Nhiều tác giả nêu bật xuyên tâm chùm. Xylem trong bó như vậy nằm ở dạng tia từ tâm dọc theo bán kính và phloem nằm giữa các tia xylem. Chùm tia xuyên tâm – tính năng đặc trưng gốc của cấu trúc sơ cấp.

Vải dẫn điện

Loại này thuộc về tổ hợp mô, bao gồm các tế bào biệt hóa khác nhau. Ngoài các phần tử dẫn điện, mô còn chứa các phần tử cơ học, bài tiết và lưu trữ (Hình 26). Các mô dẫn điện liên kết tất cả các cơ quan thực vật thành hệ thống thống nhất. Có hai loại mô dẫn điện: xylem Và phloem(Hy Lạp xylon - cây; phloios - vỏ cây, khốn). Chúng có cả sự khác biệt về cấu trúc và chức năng.

Các phần tử dẫn điện của xylem được hình thành Tế bào chết. Chúng thực hiện vận chuyển đường dài nước và các chất hòa tan trong đó từ rễ đến lá. Các yếu tố dẫn điện của phloem bảo tồn nguyên sinh chất sống. Chúng thực hiện vận chuyển đường dài từ lá quang hợp đến rễ.

Thông thường, xylem và phloem nằm trong cơ thể thực vật theo một trật tự nhất định, tạo thành các lớp hoặc bó dẫn điện. Tùy thuộc vào cấu trúc, có một số loại bó dẫn điện đặc trưng cho một số nhóm nhất định thực vật. Trong một gói mở tài sản thế chấp Giữa xylem và phloem có một tầng phát sinh, cung cấp sự phát triển thứ cấp (Hình 27-A, 28). Trong một gói mở song phương phloem nằm tương đối với xylem ở cả hai bên (Hình 27-B, 29). Gói đóng không chứa cambium và do đó không có khả năng làm dày thứ cấp (Hình 27-B, 27-D, 30,31). Hai loại nữa có thể được tìm thấy dầm đồng tâm, trong đó phloem bao quanh xylem (Hình 27-D, 32) hoặc xylem bao quanh phloem (Hình 27-E).

Xylem (gỗ). Sự phát triển của xylem ở thực vật bậc cao liên quan đến việc đảm bảo trao đổi nước. Vì nước liên tục được loại bỏ qua lớp biểu bì nên cây phải hấp thụ cùng một lượng ẩm và bổ sung vào các cơ quan thực hiện quá trình thoát hơi nước. Cần lưu ý rằng sự hiện diện của một thể nguyên sinh sống trong các tế bào dẫn nước sẽ làm chậm quá trình vận chuyển nước rất nhiều; các tế bào chết ở đây hóa ra lại có nhiều chức năng hơn. Tuy nhiên, tế bào chết không có độ trương lên , do đó vỏ phải có tính chất cơ học. Ghi chú: sự trương nở - trạng thái của tế bào thực vật, mô và cơ quan trong đó chúng trở nên đàn hồi do áp lực của thành phần tế bào lên màng đàn hồi của chúng. Thật vậy, các bộ phận dẫn điện của xylem bao gồm các tế bào chết kéo dài dọc theo trục của cơ quan với lớp vỏ dày có chất gỗ.

Ban đầu, xylem được hình thành từ mô phân sinh sơ cấp - Procambium, nằm ở đỉnh của các cơ quan trục. Khác biệt đầu tiên protoxylem, sau đó metaxylem. Ba loại hình thành xylem được biết đến. Tại quan sát viên Trong loại này, các phần tử protoxylem đầu tiên xuất hiện ở ngoại vi của bó Procambium, sau đó các phần tử metaxylem xuất hiện ở trung tâm. Nếu quá trình diễn ra theo hướng ngược lại (tức là từ trung tâm đến ngoại vi), thì điều này cực đoan kiểu. Tại loại trung mô xylem được bắt đầu ở trung tâm của bó procambial, sau đó nó được đưa về phía trung tâm và hướng ra ngoại vi.

Rễ được đặc trưng bởi kiểu hình thành xylem ngoại tuyến, trong khi thân cây được đặc trưng bởi kiểu hình thành xylem. Ở thực vật có tổ chức thấp, các phương pháp hình thành xylem rất đa dạng và có thể đóng vai trò là đặc điểm mang tính hệ thống.

Ở một số thực vật (ví dụ, thực vật một lá mầm), tất cả các tế bào Procambium đều biệt hóa thành các mô dẫn không có khả năng dày lên thứ cấp. Ở các dạng khác (ví dụ, dạng gỗ), mô phân sinh bên (cambium) vẫn nằm giữa xylem và phloem. Những tế bào này có khả năng phân chia, làm mới xylem và phloem. Quá trình này được gọi là tăng trưởng thứ cấp.Ở nhiều nơi, tăng trưởng tương đối ổn định điều kiện khí hậu, thực vật, tăng trưởng không đổi. Ở dạng thích nghi với sự thay đổi khí hậu theo mùa - định kỳ. Kết quả là các vòng tăng trưởng hàng năm được xác định rõ ràng được hình thành.

Các giai đoạn chính của quá trình biệt hóa tế bào Procambium. Các tế bào của nó có màng mỏng không ngăn chúng giãn ra trong quá trình phát triển của cơ quan. Sau đó, protoplast bắt đầu hình thành lớp vỏ thứ cấp. Nhưng quá trình này có những đặc điểm riêng biệt. Lớp vỏ thứ cấp không được lắng đọng thành một lớp liên tục, điều này không cho phép tế bào giãn ra mà ở dạng vòng hoặc hình xoắn ốc. Sự kéo dài của tế bào không khó. Ở tế bào non, các vòng hoặc vòng xoắn nằm gần nhau. Ở các tế bào trưởng thành, các tế bào phân kỳ do sự kéo dài của tế bào (Hình 33). Độ dày dạng vòng và xoắn ốc của vỏ không cản trở sự phát triển, nhưng về mặt cơ học, chúng kém hơn so với vỏ, trong đó độ dày thứ cấp tạo thành một lớp liên tục. Do đó, sau khi ngừng tăng trưởng, các nguyên tố có lớp vỏ được hóa gỗ liên tục được hình thành trong xylem ( metaxylem). Cần lưu ý rằng độ dày thứ cấp ở đây không phải là hình vòng hoặc hình xoắn ốc mà là dạng điểm, hình thang và dạng lưới (Hình 34). Các tế bào của nó không thể giãn ra và chết trong vòng vài giờ. Quá trình này xảy ra một cách phối hợp trong các tế bào lân cận. Một số lượng lớn lysosome xuất hiện trong tế bào chất. Sau đó, chúng phân hủy và các enzyme có trong chúng sẽ phá hủy protoplast. Khi các bức tường ngang bị phá hủy, các tế bào nằm thành chuỗi phía trên nhau tạo thành một mạch rỗng (Hình 35). Hầu hết các thực vật hạt kín và một số loài pteridophyte đều có mạch.

Một tế bào dẫn điện không hình thành qua các lỗ trên thành của nó được gọi là khí quản. Sự chuyển động của nước qua khí quản xảy ra với tốc độ thấp hơn so với tàu. Thực tế là ở tracheids, lớp vỏ sơ cấp không bị gián đoạn ở bất cứ đâu. Các tracheid giao tiếp với nhau thông qua bởi vì. Cần làm rõ rằng ở thực vật lỗ chân lông chỉ là một chỗ lõm ở lớp vỏ thứ cấp cho đến lớp vỏ sơ cấp và không có lỗ thủng nào giữa các khí quản.

Thông thường, các lỗ chân lông có viền được tìm thấy (Hình 35-1). Trong đó, một kênh đối diện với khoang tế bào tạo thành một phần mở rộng - buồng lỗ chân lông. Hầu hết các lỗ chân lông cây lá kim trên lớp vỏ sơ cấp chúng có độ dày - hình xuyến, là một loại van có khả năng điều chỉnh cường độ vận chuyển nước. Bằng cách dịch chuyển, hình xuyến sẽ chặn dòng nước qua lỗ rỗng, nhưng sau đó nó không thể quay trở lại vị trí trước đó nữa và thực hiện hành động một lần.

Các lỗ rỗng ít nhiều tròn, thon dài vuông góc với trục thon dài (nhóm lỗ chân lông này giống như một cái thang, đó là lý do tại sao độ xốp như vậy được gọi là cầu thang). Thông qua các lỗ chân lông, sự vận chuyển xảy ra theo cả chiều dọc và chiều ngang. Các lỗ chân lông không chỉ hiện diện ở khí quản mà còn ở các tế bào mạch máu riêng lẻ hình thành nên mạch máu.

Theo quan điểm của lý thuyết tiến hóa, tracheids đại diện cho cấu trúc đầu tiên và chính dẫn nước trong cơ thể của thực vật bậc cao. Người ta tin rằng các mạch phát sinh từ khí quản do sự phân giải các thành ngang giữa chúng (Hình 36). Hầu hết các loài pteridophytes và thực vật hạt trần đều không có mạch. Sự chuyển động của nước xảy ra thông qua tracheids.

Trong tiến trình sự phát triển tiến hóa tàu xuất hiện ở các nhóm khác nhau thực vật nhiều lần, nhưng chúng có được ý nghĩa chức năng quan trọng nhất trong thực vật hạt kín, chúng cùng với khí quản. Người ta tin rằng việc sở hữu một cơ chế vận chuyển tiên tiến hơn đã giúp chúng không chỉ tồn tại mà còn đạt được nhiều hình thức đa dạng đáng kể.

Xylem là một mô phức tạp, ngoài các yếu tố dẫn nước, nó còn chứa các yếu tố khác. Chức năng cơ khí thực hiện các sợi libriform ( lat. phóng khoáng - khốn nạn, forma - hình thức). Sự hiện diện của các cấu trúc cơ học bổ sung rất quan trọng vì mặc dù dày lên nhưng thành của các bộ phận dẫn nước vẫn quá mỏng. Họ không thể tự mình hỗ trợ số lượng lớn. cây lâu năm. Các sợi phát triển từ tracheids. Chúng được đặc trưng bởi kích thước nhỏ hơn, vỏ được xếp thành gỗ (lignified) và khoang hẹp. Các lỗ chân lông không có đường viền có thể được tìm thấy trên tường. Những sợi này không thể dẫn nước, chức năng chính của chúng là hỗ trợ.

Xylem cũng chứa các tế bào sống. Khối lượng của chúng có thể đạt tới 25% tổng khối lượng gỗ. Vì những tế bào này có hình tròn nên chúng được gọi là nhu mô gỗ. Trong cơ thể thực vật, nhu mô nằm theo hai cách. Trong trường hợp đầu tiên, các tế bào được sắp xếp theo dạng sợi dọc - đây là nhu mô sợi. Trong trường hợp khác, nhu mô tạo thành các tia ngang. Họ đã gọi tia tủy, vì chúng kết nối lõi và vỏ cây. Lõi thực hiện một số chức năng, bao gồm cả việc lưu trữ các chất.

Phloem (khốn nạn). Đây là một mô phức tạp vì nó được hình thành bởi các loại tế bào khác nhau. Tế bào dẫn điện chính được gọi là yếu tố sàng(Hình 37). Các yếu tố dẫn điện của xylem được hình thành bởi các tế bào chết, trong khi ở phloem, chúng vẫn giữ lại một protoplast sống, mặc dù đã được biến đổi nhiều, trong suốt thời gian hoạt động. Phloem thực hiện việc giải phóng các chất nhựa từ các cơ quan quang hợp. Khả năng thực hiện chất hữu cơĐược sở hữu bởi tất cả các tế bào thực vật sống. Và do đó, nếu xylem chỉ được tìm thấy ở thực vật bậc cao thì việc vận chuyển các chất hữu cơ giữa các tế bào cũng được thực hiện ở thực vật bậc thấp.

Xylem và phloem phát triển từ mô phân sinh đỉnh. Ở giai đoạn đầu tiên, một protophloem. Khi các mô xung quanh phát triển, nó sẽ căng ra và khi quá trình tăng trưởng hoàn tất, thay vào đó, protophloem được hình thành ẩn dụ.

Trong các nhóm thực vật bậc cao khác nhau, có thể tìm thấy hai loại nguyên tố sàng. Trong thực vật pteridophytes và thực vật hạt trần, nó được thể hiện tế bào sàng. Các trường sàng trong các ô nằm rải rác dọc theo các bức tường bên. Protoplast giữ lại một hạt nhân bị phá hủy phần nào.

Trong thực vật hạt kín, các nguyên tố sàng được gọi là ống sàng. Chúng giao tiếp với nhau thông qua các tấm sàng. Tế bào trưởng thành thiếu nhân. Tuy nhiên, bên cạnh ống sàng còn có tế bào đồng hành, được hình thành cùng với ống sàng do sự phân chia nguyên phân của tế bào mẹ chung (Hình 38). Tế bào đồng hành có tế bào chất dày đặc hơn với số lượng lớn ty thể đang hoạt động, cũng như nhân hoạt động đầy đủ, một số lượng lớn plasmodesmata (gấp 10 lần so với các tế bào khác). Các tế bào đồng hành ảnh hưởng đến hoạt động chức năng của các tế bào sàng ống có nhân.

Cấu trúc của tế bào sàng trưởng thành có một số đặc thù. Không có không bào nên tế bào chất bị hóa lỏng rất nhiều. Nhân có thể không có (trong thực vật hạt kín) hoặc ở trạng thái nhăn nheo, không hoạt động chức năng. Ribosome và phức hợp Golgi cũng không có, nhưng mạng lưới nội chất phát triển tốt, không chỉ xâm nhập vào tế bào chất mà còn đi vào các tế bào lân cận qua các lỗ của trường sàng. Ty thể và lạp thể phát triển tốt được tìm thấy rất nhiều.

Giữa các tế bào, các chất được vận chuyển qua các lỗ nằm trên màng tế bào. Những lỗ hở như vậy được gọi là lỗ chân lông, nhưng không giống như lỗ chân lông của khí quản, chúng xuyên qua. Người ta cho rằng chúng là các plasmodesmata có khả năng mở rộng cao, trên thành của chúng lắng đọng polysaccharide callose. Các lỗ chân lông được sắp xếp thành từng nhóm, tạo thành ruộng sàng. Ở dạng nguyên thủy, các trường sàng nằm rải rác ngẫu nhiên trên toàn bộ bề mặt vỏ; ở thực vật hạt kín tiên tiến hơn, chúng nằm ở đầu các tế bào lân cận liền kề nhau, tạo thành tấm sàng(Hình 39). Nếu có một trường sàng trên đó thì gọi là đơn giản, nếu có nhiều trường sàng thì gọi là phức tạp.

Tốc độ di chuyển của các giải pháp dọc theo yếu tố sàng lên tới 150cm? giờ. Tốc độ này nhanh hơn hàng nghìn lần so với tốc độ khuếch tán tự do. Sự vận chuyển tích cực có thể diễn ra và vô số ty thể gồm các phần tử sàng lọc và tế bào đồng hành cung cấp ATP cần thiết cho quá trình này.

Thời gian hoạt động của các phần tử rây phloem phụ thuộc vào sự có mặt của mô phân sinh bên. Nếu chúng có mặt thì các phần tử sàng sẽ hoạt động trong suốt vòng đời của cây.

Ngoài các phần tử sàng và tế bào đồng hành, phloem còn chứa các sợi libe, màng cứng và nhu mô.

Nội dung chính.

Phân loại mô dẫn điện.
Đặc điểm của xylem.
Đặc điểm của phloem

Trong cơ thể thực vật cũng như trong cơ thể động vật đều có các hệ thống vận chuyển đảm bảo vận chuyển chất dinh dưỡng đến nơi cần đến. Trong bài học hôm nay chúng ta sẽ nói về các mô dẫn điện của thực vật.

Vải dẫn điện – các mô mà qua đó xảy ra sự chuyển động khối lượng lớn của các chất phát sinh như một hệ quả tất yếu của quá trình thích nghi với cuộc sống trên cạn. Tăng dần, hoặc sự thoát hơi nước, dòng điện của dung dịch muối. Đồng hóa, dòng chất hữu cơ đi xuốngđi từ lá tới rễ. Dòng điện đi lên hầu như chỉ được thực hiện thông qua các thùng gỗ (xylem), và dòng điện đi xuống được thực hiện thông qua các phần tử giống như sàng của libe (phloem).

1. Dòng chất đi lên qua mạch xylem 2. Dòng chất đi xuống qua ống rây của phloem

Các tế bào của mô dẫn điện có đặc điểm là chúng có chiều dài thon dài và có dạng ống với đường kính rộng ít nhiều (nói chung, chúng giống với các mạch máu ở động vật).

Có mô dẫn điện sơ cấp và thứ cấp.

Chúng ta hãy nhớ lại việc phân loại các mô thành các nhóm theo hình dạng tế bào.

Xylem và phloem là những mô phức tạp bao gồm ba yếu tố chính.

Bàn "Các yếu tố chính của xylem và phloem"

Các yếu tố dẫn điện của xylem.

Các nguyên tố dẫn điện cổ xưa nhất của xylem là tracheids (Hình 1)–đây là những tế bào thon dài với đầu nhọn. Họ đã tạo ra sợi gỗ.

Cơm. 1 Tracheid

Tracheids có thành tế bào được xếp lớp với các mức độ dày khác nhau, có vòng, xoắn ốc, có dấu lấm chấm, xốp, v.v.. hình dạng (Hình 2). Quá trình lọc dung dịch xảy ra thông qua các lỗ rỗng nên chuyển động của nước trong hệ thống khí quản diễn ra chậm.

Tracheids được tìm thấy trong bào tử của tất cả các loài thực vật bậc cao, và trong hầu hết các loài thực vật đuôi ngựa, lycophytes, pteridophytes và thực vật hạt trần, chúng là những yếu tố dẫn truyền thiết yếu của xylem. Thành vững chắc của khí quản cho phép chúng không chỉ thực hiện các chức năng dẫn nước mà còn cả các chức năng cơ học. Thường thì chúng là những yếu tố duy nhất mang lại sức mạnh cho cơ quan. Vì vậy, ví dụ, tại rừng cây lá kim không có loại vải cơ khí đặc biệt nào trong gỗ, và sức mạnh cơ họcđược cung cấp bởi tracheids.

Chiều dài của khí quản dao động từ một phần mười milimét đến vài cm.

Cơm. 2 Tracheids và vị trí của chúng so với nhau

Cơm. 2 Tracheids và vị trí của chúng so với nhau

Tàu thuyền– các yếu tố dẫn điện đặc trưng của xylem của thực vật hạt kín. Chúng là những ống rất dài được hình thành do sự hợp nhất của một số tế bào được nối từ đầu đến cuối. Mỗi tế bào tạo thành mạch xylem tương ứng với một khí quản và được gọi là một thành viên của một con tàu. Tuy nhiên, các đoạn mạch ngắn hơn và rộng hơn so với khí quản. Xylem đầu tiên xuất hiện ở cây trong quá trình phát triển được gọi là xylem sơ cấp; nó được hình thành ở rễ và trên ngọn của chồi. Các đoạn mạch xylem khác nhau xuất hiện thành hàng ở cuối dây procamial. Mạch xảy ra khi các đoạn liền kề trong một hàng nhất định hợp nhất do sự phá hủy các vách ngăn giữa chúng. Bên trong tàu, phần còn lại của các bức tường cuối bị phá hủy được bảo tồn dưới dạng vành.


Cơm. 3 Vị trí của mô dẫn điện sơ cấp và thứ cấp ở rễ	Vị trí của các mô dẫn điện sơ cấp và thứ cấp ở thân cây

Các mạch đầu tiên hình thành (Hình 3) là protoxylem- được đặt ở trên cùng của các cơ quan trục, ngay dưới mô phân sinh đỉnh, nơi các tế bào xung quanh vẫn tiếp tục dài ra. Các mạch protoxylem trưởng thành có khả năng kéo dài đồng thời với sự kéo dài của các tế bào xung quanh, vì thành cellulose của chúng chưa được hóa gỗ hoàn toàn - lignin (một chất hữu cơ đặc biệt gây ra sự hóa gỗ của thành tế bào) được lắng đọng trong chúng thành các vòng hoặc theo hình xoắn ốc. Những chất lắng đọng lignin này cho phép các ống duy trì đủ độ bền trong quá trình phát triển của thân hoặc rễ.

Cơm. 4 dày thành tế bào của mạch máu

Khi cơ quan phát triển, các mạch xylem mới xuất hiện, trải qua quá trình hóa gỗ mạnh mẽ hơn và hoàn tất quá trình phát triển của chúng ở các bộ phận trưởng thành của cơ quan—sự hình thành của metaxylem. Trong khi đó, các mạch đầu tiên của protoxylem bị kéo căng và sau đó bị phá hủy. Các mạch metaxylem trưởng thành không có khả năng giãn ra và phát triển. Đây là những ống chết, cứng, hoàn toàn được hóa gỗ. Nếu quá trình phát triển của chúng hoàn thành trước khi quá trình mở rộng của các tế bào sống xung quanh hoàn tất, thì chúng sẽ cản trở rất nhiều đến quá trình này.

Sự dày lên của thành tế bào của mạch máu, giống như của khí quản, có hình khuyên, xoắn ốc, dạng vảy, dạng lưới và xốp (Hình 4 và Hình 5).

Cơm. 5 Các loại thủng tàu

Các ống xylem dài, rỗng là một hệ thống lý tưởng để vận chuyển nước trên quãng đường dài với sự xáo trộn tối thiểu. Giống như trong khí quản, nước có thể truyền từ mạch này sang mạch khác qua các lỗ hoặc qua các phần không bị hóa gỗ của thành tế bào. Do quá trình hóa học, thành tế bào của các mạch có độ bền kéo cao, điều này cũng rất quan trọng, nhờ đó, các ống không bị xẹp xuống khi nước di chuyển qua chúng dưới sức căng. Xylem cũng thực hiện chức năng thứ hai - cơ học - do nó bao gồm một số ống được hóa gỗ.

Các yếu tố dẫn điện của phloem Ống sàngđược hình thành từ Procambium trong phloem sơ cấp ( protophloem) và từ cambium trong phloem thứ cấp ( ẩn dụ). Khi các mô xung quanh nó phát triển, protophloem sẽ giãn ra và một phần đáng kể của nó sẽ chết và ngừng hoạt động. Metaphloem trưởng thành sau khi quá trình kéo dài kết thúc.

Các đoạn ống sàng có cấu tạo rất đặc trưng. Chúng có thành tế bào mỏng hơn, bao gồm các chất cellulose và pectin, và theo cách này, chúng giống với các tế bào nhu mô, tuy nhiên, nhân của chúng chết đi khi trưởng thành và chỉ còn lại một lớp tế bào chất mỏng, ép vào thành tế bào. Mặc dù không có nhân, các đoạn của ống sàng vẫn còn sống nhưng sự tồn tại của chúng phụ thuộc vào các tế bào đồng hành liền kề với chúng, phát triển từ cùng một tế bào mô phân sinh (Hình 6).

Câu hỏi: — Tế bào động vật nào không có nhân vẫn còn sống?

Đoạn ống sàng và tế bào đồng hành của nó cùng nhau tạo thành một đơn vị chức năng; trong tế bào đồng hành, tế bào chất rất dày đặc và có hoạt tính cao, được biểu thị bằng sự hiện diện của nhiều ty thể và ribosome. Về mặt cấu trúc và chức năng, tế bào vệ tinh và ống sàng có liên quan chặt chẽ với nhau và vô cùng cần thiết cho hoạt động của chúng: nếu tế bào vệ tinh chết thì các phần tử sàng cũng chết.

Cơm. 6 Ống sàng và tế bào đồng hành

Một tính năng đặc trưng của ống sàng là sự hiện diện tấm sàng(Hình 7).Đặc điểm này ngay lập tức gây chú ý khi nhìn dưới kính hiển vi ánh sáng. Tấm sàng phát sinh tại điểm nối của thành cuối của hai đoạn ống sàng liền kề. Ban đầu, plasmodesmata đi qua thành tế bào, nhưng sau đó các kênh của chúng mở rộng và hình thành các lỗ chân lông, do đó các thành cuối trông giống như một cái rây qua đó dung dịch chảy từ đoạn này sang đoạn khác. Trong ống sàng, các tấm sàng được đặt ở những khoảng cách nhất định, tương ứng với từng đoạn riêng biệt của ống này.

Cơm. 7 tấm sàng ống sàng

Các khái niệm cơ bản: Phloem (protophloem, metaphloem), ống sàng, tế bào đồng hành. Xylem (protoxylem, metaxylem) khí quản, mạch.

Trả lời các câu hỏi:

Xylem được thể hiện trong thực vật hạt trần và thực vật hạt kín là gì?
Sự khác biệt trong cấu trúc của phloem ở các nhóm thực vật này là gì?
Giải thích sự mâu thuẫn: cây thông bắt đầu sinh trưởng thứ cấp sớm và hình thành nhiều gỗ thứ cấp, nhưng phát triển chậm hơn và kém hơn so với cây rụng lá.
Cấu trúc đơn giản hơn của gỗ lá kim là gì?
Tại sao tàu lại là hệ thống dẫn điện tiên tiến hơn tracheid?
Điều gì gây ra sự cần thiết phải hình thành các lớp dày lên trên thành mạch máu?
Sự khác biệt cơ bản giữa các yếu tố dẫn điện của phloem và xylem là gì? Điều này được kết nối với cái gì?
Chức năng của tế bào vệ tinh là gì?

Các mô dẫn điện rất phức tạp vì chúng bao gồm một số loại tế bào, cấu trúc của chúng có dạng thon dài (hình ống) và bị xuyên qua bởi nhiều lỗ chân lông. Sự hiện diện của các lỗ ở phần cuối (dưới hoặc trên) cung cấp khả năng vận chuyển theo chiều dọc và các lỗ ở các bề mặt bên tạo điều kiện thuận lợi cho dòng nước chảy theo hướng xuyên tâm. Các mô dẫn điện bao gồm xylem và phloem. Chúng chỉ được tìm thấy ở những cây giống dương xỉ và cây mang hạt. Mô dẫn điện chứa cả tế bào chết và tế bào sống
Xylem (gỗ)- Đây là mô chết. Bao gồm cơ bản thành phần cấu trúc(khí quản và khí quản), nhu mô gỗ và sợi gỗ. Nó thực hiện cả chức năng hỗ trợ và dẫn điện trong cây - nước và muối khoáng di chuyển lên cây qua nó.
Tracheids – tế bào chết hình trục chính. Các bức tường dày lên rất nhiều do sự lắng đọng của lignin. Một tính năng đặc biệt của tracheids là sự hiện diện của các lỗ có viền trên thành của chúng. Các đầu của chúng chồng lên nhau, mang lại cho cây sức mạnh cần thiết. Nước di chuyển qua các khoảng trống của khí quản mà không gặp phải bất kỳ sự can thiệp nào dưới dạng nội dung tế bào trên đường đi của nó; từ khí quản này sang khí quản khác nó được truyền qua các lỗ chân lông.
Ở thực vật hạt kín, khí quản đã tiến hóa thành mạch máu (khí quản). Đây là những ống rất dài được hình thành do sự “nối” của một số tế bào; phần còn lại của các vách ngăn cuối vẫn được bảo quản trong các bình ở dạng đục lỗ vành. Kích thước của tàu thay đổi từ vài cm đến vài mét. Trong các mạch protoxylem đầu tiên được hình thành, lignin tích tụ thành các vòng hoặc theo hình xoắn ốc. Điều này cho phép tàu tiếp tục căng ra khi nó lớn lên. Trong các bình chứa metaxylem, lignin tập trung dày đặc hơn - đây là “đường ống dẫn nước” lý tưởng hoạt động trên khoảng cách xa.
?1. khí quản khác với khí quản như thế nào? (Trả lời ở cuối bài)
?2 . Tracheids khác với sợi như thế nào?
?3 . Phloem và xylem có điểm gì chung?
?4. Ống sàng khác với khí quản như thế nào?
Các tế bào nhu mô của xylem tạo thành các tia đặc biệt nối lõi với vỏ cây. Chúng dẫn nước theo hướng xuyên tâm và dự trữ chất dinh dưỡng. Các mạch xylem mới phát triển từ các tế bào nhu mô khác. Cuối cùng, sợi gỗ tương tự như tracheids, nhưng không giống như nó, chúng có lumen bên trong rất nhỏ, do đó, chúng không dẫn nước mà cung cấp thêm độ bền. Chúng cũng có lỗ chân lông đơn giản, không có viền.
Phloem (con khốn)- Cái này mô sống, là một phần của vỏ cây, mang theo dòng nước đi xuống cùng với các sản phẩm đồng hóa hòa tan trong đó. Phloem được hình thành bởi năm loại cấu trúc: ống sàng, tế bào đồng hành, nhu mô libe, sợi libe và sclereids.
Cơ sở của những cấu trúc này là ống sàng , được hình thành do sự kết nối của một số tế bào sàng. Thành của chúng mỏng, chứa cellulose, nhân chết đi sau khi chín và tế bào chất bị ép vào thành, dọn đường cho các chất hữu cơ. Thành cuối của các tế bào của ống sàng dần dần bị bao phủ bởi các lỗ chân lông và bắt đầu trông giống như một cái sàng - đây là những tấm sàng. Để đảm bảo các chức năng quan trọng của chúng, các tế bào đồng hành nằm gần đó, tế bào chất của chúng hoạt động và nhân của chúng lớn.
?5 . Tại sao bạn cho rằng khi tế bào sàng trưởng thành thì nhân của chúng sẽ chết đi?
ĐÁP ÁN
?1. Khí quản là cấu trúc đa bào và không có thành cuối, nhưng khí quản là đơn bào, có thành cuối và các lỗ có viền.
?2 . Các khí quản có các lỗ bao quanh và đường kính được xác định rõ, trong khi các sợi có đường kính rất nhỏ và các lỗ đơn giản. Chúng cũng khác nhau về chức năng, khí quản thực hiện vai trò vận chuyển (dẫn điện) và các sợi thực hiện vai trò cơ học.
?3. Phloem và xylem đều là các mô dẫn điện; cấu trúc của chúng có dạng hình ống và chứa các tế bào nhu mô và các mô cơ học.
?4. Các ống sàng bao gồm các tế bào sống, thành của chúng là cellulose, chúng thực hiện việc vận chuyển các chất hữu cơ đi xuống và khí quản được hình thành bởi các tế bào chết; thành của chúng được làm dày lên rất nhiều bằng lignin, chúng cung cấp sự vận chuyển nước và khoáng chất đi lên.
?5. Sự vận chuyển đi xuống xảy ra dọc theo các tế bào sàng và các hạt nhân, bị dòng chất mang đi sẽ chiếm một phần đáng kể của trường sàng, dẫn đến giảm hiệu quả của quá trình.

Trong sinh học, mô là một nhóm tế bào có cấu trúc và nguồn gốc giống nhau, đồng thời thực hiện các chức năng giống nhau. Ở thực vật, các mô đa dạng và phức tạp nhất được phát triển trong quá trình tiến hóa ở thực vật hạt kín (thực vật có hoa). Các cơ quan thực vật thường được hình thành từ một số mô. Có sáu loại mô thực vật: giáo dục, cơ bản, dẫn điện, cơ học, tích hợp, bài tiết. Mỗi mô bao gồm các loại phụ. Giữa các mô, cũng như bên trong chúng, có các khoảng gian bào - khoảng trống giữa các tế bào.

Vải giáo dục

Do sự phân chia tế bào của mô giáo dục, cây tăng chiều dài và độ dày. Trong trường hợp này, một số tế bào của mô giáo dục sẽ biệt hóa thành tế bào của các mô khác.

Các tế bào của mô giáo dục khá nhỏ, nằm sát nhau, có lõi lớn và màng mỏng.

Mô giáo dục ở thực vật được tìm thấy ở nón tăng trưởng rễ (đầu rễ) và thân (đỉnh thân), đôi khi ở gốc các đốt, cũng vải giáo dục lên tới tầng phát sinh gỗ(đảm bảo sự phát triển của thân cây về độ dày).

Tế bào của nón phát triển rễ. Bức ảnh cho thấy quá trình phân chia tế bào (phân kỳ nhiễm sắc thể, phân giải nhân).

Nhu mô hoặc mô đất

Nhu mô bao gồm một số loại mô. Có mô cơ bản đồng hóa (quang hợp), dự trữ, chứa nước và chứa không khí.

Mô quang hợp bao gồm các tế bào chứa chất diệp lục, tức là các tế bào màu xanh lá cây. Những tế bào này có thành mỏng và chứa một lượng lớn lục lạp. Chức năng chính của chúng là quang hợp. Mô đồng hóa tạo nên phần cùi của lá, là một phần của vỏ thân cây non và thân cỏ.

Trong tế bào mô lưu trữ chất dinh dưỡng dự trữ được tích lũy. Mô này tạo nên nội nhũ của hạt và là một phần của củ, củ, v.v. Lõi của thân, các tế bào bên trong của vỏ thân và rễ, và vỏ quả mọng nước cũng thường bao gồm nhu mô dự trữ.

Nhu mô tầng ngậm nướcđặc trưng chỉ của một số loài thực vật, thường ở môi trường sống khô cằn. Nước tích tụ trong các tế bào của mô này. Mô chứa nước có thể được tìm thấy cả ở lá (lô hội) và thân (xương rồng).

Mô không khíđặc điểm của thực vật thủy sinh và thực vật đầm lầy. Điểm đặc biệt của nó là sự có mặt số lượng lớn khoảng gian bào chứa không khí. Điều này tạo điều kiện trao đổi khí cho nhà máy khi gặp khó khăn.

Vải dẫn điện

Chức năng chung của các mô dẫn điện khác nhau là dẫn các chất từ cơ quan thực vật này sang cơ quan khác. Trong cốp xe cây thân gỗ tế bào mô dẫn điện nằm trong gỗ và vỏ cây. Hơn nữa, trong gỗ còn có mạch máu (khí quản) và khí quản, dọc theo đó dung dịch nước di chuyển từ rễ và trong phloem - ống sàng, qua đó các chất hữu cơ di chuyển từ lá quang hợp.

Tàu và khí quản là những tế bào chết. Dung dịch nước dâng lên trong mạch nhanh hơn qua khí quản.

Các ống sàng là những tế bào sống nhưng có nhân.

khăn giấy che phủ

Các mô tích hợp bao gồm da (biểu bì), nút chai và lớp vỏ. Da bao phủ lá và thân xanh, đây là những tế bào sống. Phích cắm bao gồm các tế bào chết được tẩm một chất giống như chất béo không cho nước hoặc không khí đi qua.

Chức năng chính của bất kỳ mô tích hợp nào là bảo vệ. tế bào bên trong cây trồng khỏi bị hư hại cơ học, bị khô héo, bị vi sinh vật xâm nhập, thay đổi nhiệt độ.

Nút chai chỉ là thứ yếu mô che phủ, vì nó xảy ra ở vị trí da của thân và rễ của cây lâu năm.

Lớp vỏ bao gồm nút chai và các lớp mô chết của mô chính.

Vải cơ khí

Đối với tế bào vải cơ khíđặc trưng bởi lớp vỏ gỗ hóa dày đặc. Chức năng của mô cơ học là tạo ra sức bền và độ đàn hồi cho cơ thể và các cơ quan của thực vật.

Trong thân thực vật hạt kín, mô cơ học có thể nằm trong một lớp liên tục hoặc ở các sợi riêng biệt cách nhau.

Ở lá, các sợi của mô cơ học thường nằm cạnh các sợi của mô dẫn điện. Chúng cùng nhau tạo thành gân lá.

Mô tiết hoặc bài tiết của thực vật

Tế bào mô bài tiết tiết ra các chất khác nhau, và do đó chức năng của loại vải này là khác nhau. Các tế bào bài tiết ở thực vật lót nhựa và đường dẫn tinh dầu và hình thành các tuyến và lông tuyến đặc biệt. Mật hoa thuộc về mô tiết.

Nhựa thực hiện chức năng bảo vệ khi thân cây bị hư hại.

Mật hoa thu hút côn trùng thụ phấn.

Có những tế bào bài tiết loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất, ví dụ như muối axit oxalic.