Стебель, его строение и значение

Внешнее строение стебля. Стебель — это осевая часть побега, состоящая из узлов и междоузлий. В зависимости от степени вытянутости междоузлий стебель может быть удлиненным или укороченным. Так, у подсолнечника, кукурузы, астр, гладиолуса стебель удлиненный. А у подорожника, одуванчика, маргаритки, примулы, эхеверии, сенполии стебель укороченный.

Удлиненные и укороченные стебли побегов
Удлиненные и укороченные стебли побегов: 1 — подсолнечник; 2 — подорожник

На поперечном разрезе видно, что стебель чаще всего имеет округлую форму. Но он может быть и трехгранным (у осоки), и четырехгранным (у крапивы) или иметь другую форму.

Внутреннее строение стебля. Рассмотрим внутреннее строение стебля древесного растения на поперечном разрезе. Снаружи стебель защищен покровными тканями. У молодых стеблей поверх покровной ткани еще сохраняются остатки тонкой кожицы. У многолетних растений к концу первого года жизни кожица замещается многослойной пробкой, состоящей из мертвых клеток, заполненных воздухом. Для дыхания в кожице (у молодых побегов) имеются устьица, а позже образуются чечевички — участки пробки с крупными, рыхло расположенными клетками с большими межклетниками.

Поперечный срез стебля побега липы
Часть поперечного среза стебля трехлетнего побега липы: 1 — пробка; 2 — луб; 3 — кора; 4 — камбий; 5 — древесина с тремя годичными кольцами; 6 — сердцевина

Под покровной тканью находится кора, образованная разными тканями. Наружная часть коры представлена слоями клеток покровной и механической тканей с утолщенными оболочками и тонкостенных клеток основной ткани. Внутренняя часть коры, в составе которой много клеток проводящей ткани, называется лубом.

В состав луба входят ситовидные трубки, по которым идет нисходящий ток: органические вещества передвигаются от листьев. Ситовидные трубки состоят из живых клеток, соединенных концами в длинную трубку. Между соседними клетками имеются мелкие отверстия. Через них, как через сито, передвигаются органические вещества, образующиеся в листьях.

Движение воды и органических веществ по сосудам древесины и ситовидным трубкам луба
Схема движения воды и органических веществ по сосудам древесины (1) и ситовидным трубкам луба (2) в стебле

Ситовидные трубки остаются живыми недолго, чаще 2-3 года, изредка — 10-15 лет. На смену им постоянно образуются новые. Ситовидные трубки составляют небольшую часть в лубе и обычно собраны в пучки. Кроме этих пучков в лубе имеются клетки механической ткани, главным образом в виде лубяных волокон, и клетки основной ткани.

К центру от луба в стебле расположена другая проводящая ткань — древесина. По ней идет восходящий ток: вода с растворенными в ней веществами передвигается от корней к листьям.

Древесина образована разными по форме и величине клетками. Основная ее часть состоит из сосудов, трахеид и древесных волокон.

Сосуды — это соединения многих трубчатых клеток, называемых члениками. Располагаясь друг за другом, они образуют трубочку. Часть перегородок между соседними члениками растворяется, и образуются сквозные отверстия. По таким сосудам растворы передвигаются достаточно быстро.

Трахеиды представляют собой не сосуды, а цепочки из прилегающих друг к другу длинных мертвых водопроводящих клеток. В местах соприкосновения у них имеются поры, по которым и передвигаются растворы из клетки в клетку по направлению к листьям. Передвижение воды с растворенными солями в трахеидах идет значительно медленнее, чем в сосудах.

Древесные волокна похожи на трахеиды, но имеют более толстые стенки клеток. Основная часть древесины (сосуды, трахеиды, древесные волокна) представлена одревесневшими клетками, лишенными живого содержимого. Они участвуют в передаче растворов вместе с живыми клетками.

В центре стебля лежит толстый слой рыхлых клеток основной ткани, в которых откладываются запасы питательных веществ, – это сердцевина. У некоторых растений (георгин, тюльпан, огурец, бамбук) сердцевина занята воздушной полостью.

Рост стебля в толщину. Между древесиной и лубом у двудольных растений находится тонкий слой клеток образовательной ткани — камбий. В результате деления клеток камбия стебель растет в толщину. При делении камбиальных клеток ¾ дочерних появляющихся клеток отходит к древесине, а ¼ – к лубу. Поэтому прирост особенно заметен в древесине. Деление клеток камбия зависит от сезонного ритма: весной и летом происходит активно, в результате чего образуются крупные клетки, а осенью замедляется, и тогда образуются мелкие клетки. Зимой деление камбия прекращается. В итоге образуется годичный прирост древесины, хорошо заметный у многих деревьев, называемый годичным кольцом. По числу годичных колец можно подсчитать возраст побега и дерева в целом.

Внутреннее строение стебля
Внутреннее строение стебля

Ширина годичных колец у древесных растений зависит от условий окружающей среды. Так, в холодном климате, на болотных почвах величина годичных колец древесины очень мала. В благоприятных климатических условиях, на богатых почвах толщина годичных колец увеличивается. Сопоставляя чередование широких и узких годичных колец у ствола, можно определить, в каких условиях жило растение, а также установить колебания погодных условий за многие годы.

Функция стебля. В жизни растений стебель выполняет разные функции. Он проводит воду с растворами минеральных солей от корня к листьям и отводит образующиеся в них органические вещества. Проводящая — важная функция стебля.

Стебель служит опорой растению, он держит на себе тяжесть находящихся на нем листьев, цветков и плодов. Опорная — другая важная функция стебля.

В основной ткани стебля могут откладываться запасные питательные вещества. В этом проявляется запасающая функция стебля.

С помощью стебля побег выносит свои листья и почки к свету в ходе роста растения. В этом проявляется важная осевая функция стебля и функция роста.

Все эти функции стебель выполняет посредством основных, проводящих, механических и образовательных тканей.

Бутылочное дерево
Бутылочное дерево

В пустынях, где жаркий климатических и недостаток влаги, встречаются растения с толстым стеблем и слабым развитием листьев, например кактусы, кактусовидные молочаи, стапелии. Стебель таких растений превращен в орган, способный накапливать воду. Растения с сочными, мясистыми стеблями (кактусы) или листьями (алоэ) называются суккулентами (от лат. суккулентус - "сочный"). Мексиканские кактусы имеют мясистые стебли в виде ребристых шаров, высоких ребристых колонн, цилиндров и канделябров, толстых лепешек. У кактусов нет зеленых листьев — они представлены в виде пучков игл. Поэтому хлоропласты находятся в клетках поверхностных тканей стебля, где и происходит фотосинтез. На острове Сокотра у восточного побережья Африки произрастают деревья с чрезвычайно толстыми, как бочки, стволами и малым количеством листьев. Одно из них, красиво цветущий адениум тучный, имеет толстый бочковидный короткий ствол с большими резервуарами для воды. Воду может накапливать в своих стволах и баобаб. Его мягкие и пористые ткани запасают в период дождей так много воды, что ствол заметно разбухает, приобретает выпуклую форму. Этой воды дереву хватает на весь засушливый сезон. Расходуя воду, ствол баобаба худеет. Таким же свойством обладают стволы некоторых пальм. Из-за утолщения стволов, вызванного запасом влаги, такие деревья получили название бутылочных.

Адениум тучный
Адениум тучный

Лабораторная работа № 8

Тема. Внешнее и внутреннее строение стебля.
Цель: изучить строение стебля.
Оборудование и материалы
1. Лупа, препаровальная игла, пинцет, скальпель. 2. Комнатное растение пеларгония; раздаточный материал: зимняя ветка тополя (двулетняя), поперечный и продольный срезу тополя.

Ход работы

  1. У пеларгонии рассмотрите стебель. Найдите узлы и междоузлия.
  2. У ветки тополя найдите чечевички и листовые рубцы.
  3. Рассмотрите с помощью лупы поперечный срез стебля тополя. Пользуясь рисунками, найдите основные элементы внутреннего строения стебля.
  4. Определите количество годичных колец у ветки тополя. Найдите слой камбия.
  5. Рассмотрите продольный срез стебля тополя. Определите иглой твердость сердцевины, древесины и коры.
  6. Отделите кору от древесины. Объясните, почему она так легко отделяется.
  7. Сделайте выводы.
  8. По материалам работы подготовьте наглядное пособие "Строение стебля". Для этого на плотный лист бумаги прикрепите обнаруженные при изучении внутреннего строения стебля тополя части и подпишите их.

Стебель — важная часть побега. Он выполняет различные функции: осевую, проводящую, опорную, запасающую. Внешнее и внутреннее строение стебля обусловлено теми функциями, которые он выполняет в жизни растения. По древесине стебля идет восходящий ток, а по лубу — нисходящий ток. В результате деления клеток камбия стебель растет в толщину. По годичным кольцам можно определить возраст растения и условия, в которых оно произрастало.

  1. В какой части стебля расположены сосуды?
  2. Назовите функции стебля.
  3. В чем проявляется взаимосвязь стебля с другими органами растения?

em