ΕΚΦΕ ΑΓΙΩΝ ΑΝΑΡΓΥΡΩΝ. Εργαστηριακές Ασκήσεις Βιολογίας

Transcript

1 Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστηµών Αγίων Αναργύρων Υπεύθυνος: Ευάγγελος Κουντούρης, Φυσικός Εργαστηριακές Ασκήσεις Βιολογίας Α Γυµνασίου: Η µεταφορά ουσιών στα φυτά Επιµέλεια-Παρουσίαση: Λαµπρινή Σιαφάκα Βιολόγος, Συνεργάτης του Εργαστηριακού Κέντρου ΑΓΩΓΟΣ ΙΣΤΟΣ

2 Α. ΞΥΛΩΜΑ Το ξύλωμα είναι ένας σύνθετος ιστός, που αναπτύσσεται σε όλα τα τραχεόφυτα και έχει ως κύριο ρόλο τη μεταφορά νερού και ανόργανων αλάτων από τη ρίζα στα υπόλοιπα φυτικά όργανα. Επιπλέον παρέχει στο φυτό σημαντική μηχανική στήριξη και αποταμιεύει νερό και θρεπτικά συστατικά. Η μεταφορά πραγματοποιείται με τα τραχειακά στοιχεία, η στήριξη με τα τραχειακά στοιχεία και τις σκληρεγχυματικές ίνες (ξυλικές ίνες ), ενώ στην αποταμίευση συμμετέχουν οι σκληρεγχυματικές ίνες και παρεγχυματικά κύτταρα (ξυλοπαρέγχυμα ). Οι κύριοι κυτταρικοί τύποι του ξυλώματος είναι τα τραχειακά στοιχεία, τα οποία διακρίνονται σε τραχεΐδες και σε άρθρα ή μέλη των αγγείων. Οι τραχεΐδες είναι πιο πρωτόγονες και είναι τα αποκλειστικά υδαταγωγά στοιχεία των κατώτερων τραχεόφυτων και γυμνόσπερμων, καθώς και αρχέγονων αγγειόσπερμων. Στα εξελιγμένα αγγειόσπερμα το ξύλωμα αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από άρθρα αγγείων. Τα ώριμα τραχειακά στοιχεία είναι επιμήκη, φέρουν τοπικές παχύνσεις αποξυλωμένου δευτερογενούς τοιχώματος, ενώ στερούνται πρωτοπλάστη, ο οποίος αυτολύεται. Οι τραχεΐδες είναι πολύ επιμήκη οξύληκτα κύτταρα και διατάσσονται σε δέσμες. Τα άρθρα των αγγείων είναι κυλινδρικά κύτταρα, μικρότερα σε μήκος, αλλά μεγαλύτερα σε διάμετρο και διευθετούνται σε συστοιχίες. Μία συστοιχία άρθρων αγγείων δημιουργεί ένα αγγείο ή τραχεία, δηλαδή έναν αγωγό μεγάλου μήκους, που διατρέχει το φυτικό σώμα. Τα άρθρα των αγγείων έρχονται σε επαφή με τα εγκάρσια τοιχώματά τους, τα οποία είναι διάτρητα, ώστε να διευκολύνεται η μετακίνηση του νερού. Η ροή του νερού στις δεσμίδες των τραχεΐδων και στα αγγεία δεν απαιτεί ενέργεια, οφείλεται δε σε φυσικοχημικούς και υδροδυναμικούς παράγοντες. Τέσσερις ιδιότητες του νερού σχετίζονται με την κίνησή του: α) Η τάση του να μετακινείται από περιοχές με υψηλό υδατικό δυναμικό σε περιοχές με χαμηλό υδατικό δυναμικό. Β) Η συνοχή, δηλαδή η ανάπτυξη δυνάμεων μεταξύ των μορίων του. γ) Η συνάφεια, δηλαδή η τάση των μορίων του να συνδέονται με δυνάμεις συνάφειας με διαφορετικά μόρια ( τοιχωμάτων ). δ ) Το βάρος του.

3 Από τη ρίζα προς τον βλαστό και τα φύλλα του φυτού, διαμορφώνεται μία φθίνουσα διαβάθμιση υδατικού δυναμικού, με τη μεγαλύτερη τιμή στο έδαφος και τη μικρότερη στα φύλλα. Μία από τις αιτίες δημιουργίας αυτής της διαβάθμισης είναι η συνεχής αποβολή νερού από τα φύλλα, λόγω διαπνοής. Τα μόρια του νερού που αποβάλλονται κατά την διαπνοή συμπαρασύρουν άλλα από υποκείμενους ιστούς να κινηθούν προς τα πάνω. Αυτά με τη σειρά τους συμπαρασύρουν άλλα από τους πιο εσωτερικούς ιστούς και τελικά από τα άκρα των αγγείων. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται ένα ρεύμα διαπνοής ( ή διαπνευστικό ρεύμα ), το οποίο ανυψώνει το νερό στα αγγεία με τη μορφή συνεχούς στήλης. ΦΛΟΙΩΜΑ Το φλοίωμα είναι ένας σύνθετος ιστός, ο κύριος ρόλος του οποίου είναι η μαζική μεταφορά οργανικών θρεπτικών συστατικών από τα φωτοσυνθετικά προς τα υπόλοιπα τμήματα φυτού. Οι βασικοί κυτταρικοί τύποι του φλοιώματος είναι τα ηθμώδη στοιχεία, τα συνοδά κύτταρα, τα αλβουμινώδη κύτταρα, παρεγχυματικά ( φλοιοπαρέγχυμα) και σκληρεγχυματικά κύτταρα ( ίνες και σκληρεΐδες ) Τα ηθμώδη στοιχεία είναι τα κύρια μεταφορικά κύτταρα και σε αντίθεση με τα τραχειακά στοιχεία, είναι ζωντανά.τα ηθμώδη στοιχεία διακρίνονται σε ηθμώδη κύτταρα ( πιο αρχέγονα ) και σε άρθρα ή μέλη των ηθμοσωλήνων ή ηθμώδη άρθρα. Τα ηθμώδη άρθρα διευθετούνται σε συστοιχίες και σχηματίζουν τους ηθμοσωλήνες, που διατρέχουν το φυτικό σώμα. Ηθμοσωλήνες διαθέτει η πλειοψηφία των αγγειοσπέρμων. Η μεταφορά των θρεπτικών διαλυμάτων κατά μήκος του φλοιώματος απαιτεί την κατανάλωση ενέργειας και τη συμμετοχή μοριακών αντλιών μεταφοράς του πλασμαλήματος.

4 ΒΛΑΣΤΟΣ Το ξύλωμα και το φλοίωμα βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους και συγκροτούν τις ηθμαγγειώδεις δεσμίδες

5 ΦΥΛΛΟ Στα περισσότερα αγγειόσπερμα τα φύλλα διατρέχονται από πολυάριθμα νεύρα, τα οποία διαμορφώνουν συγκεκριμένα πρότυπα (νεύρωση φύλλου ). Ο όρος νεύρο προσδιορίζει μία ηθμαγγειώδη δεσμίδα ή πυκνή διάταξη ηθμαγγειωδών δεσμίδων.

6 ΡΙΖΑ Το κεντρικό τμήμα της ρίζας καταλαμβάνεται από τον κεντρικό ή αγωγό κύλινδρο, ο οποίος αποτελείται κυρίως από τον αγωγό ιστό και το συνοδό του παρέγχυμα. (Το ξύλωμα και το φλοίωμα δεν σχηματίζουν ηθμαγγειώδεις δεσμίδες, παραμένουν ανεξάρτητα μεταξύ τους ).

7 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Μία ογκομετρική φιάλη Ένα μεγάλο ποτήρι ζέσεως Διάφανη μεμβράνη Χρωστική π. χ. κυανούν του μεθυλενίου, μπογιά βαφής αβγών, μελάνη Ξυραφάκι Χάρακας Κλωνάρια φρέσκου σέλινου, ίδιου περίπου μεγέθους και με ίσο αριθμό φύλλων Αντικειμενοφόρες πλάκες Καλυπτρίδες Μκροσκόπιο Α. Σε μία ογκομετρική φιάλη προσθέτουμε νερό και μικρή ποσότητα χρωστικής. Βάζουμε μέσα ένα κλωνάρι σέλινο. Τα αφήνουμε σε φωτεινό μέρος. Μετά από 1-2 ημέρες ( ή όταν η χρωστική φτάσει και στα φύλλα) κόβουμε λεπτές τομές : α) εγκάρσια στο βλαστό β) κάθετα στο βλαστό γ) εγκάρσια σε φύλλο και παρατηρούμε στο μικροσκόπιο τα χρωματισμένα αγγεία. Β. Σε μεγάλο ποτήρι ζέσεως προσθέτουμε νερό και μικρή ποσότητα χρωστικής. Βάζουμε μέσα 4 κλωνάρια σέλινο των οποίων τα φύλλα έχουμε καλύψει με διάφανη μεμβράνη και 4 κλωνάρια ακάλυπτα. Κάθε 10 λεπτά βγάζουμε ένα κλωνάρι καλυμμένο και ένα ακάλυπτο, κόβουμε το βλαστό τους σταδιακά ( π. χ. κάθε ένα cm ), μέχρι το ύψος που έχει ανέβει η χρωστική και μετράμε σε κάθε κλωνάρι αυτό το ύψος.