Анатомия растений Эзау. Меристемы, клетки и ткани растний: строение, функции и развитие
Покупка
Новинка
Издательство:
Лаборатория знаний
Автор:
Эверт Рэй Франклин
Перевод:
Степанова А. В.
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 603
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-93208-681-0
Артикул: 688312.03.99
Переиздание классической монографии К. Эзау «Анатомия растений», подготовленное, переработанное и дополненное современными данными Р. Эвертом.
Книга содержит исчерпывающие сведения о строении, функциях и развитии клеток, тканей и органов растений. Текст сопровождается подробными иллюстрациями.
Книга предназначена для студентов и преподавателей биологических факультетов, научных работников ботанических и агрономических специальностей.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ ЭЗАУ
ESAU’S PLANT ANATOMY MERISTEMS, CELLS, AND TISSUES OF THE PLANT BODY: THEIR STRUCTURE, FUNCTION, AND DEVELOPMENT Third Edition Ray F. Evert Katherine Esau Katherine Esau Professor of Botany and Plant Pathology, Emeritus University of Wisconsin, Madison With the assistance of Susan E. Eichhorn Susan E. Eichhorn University of Wisconsin, Madison WILEYWILEYINTERSCIENCE INTERSCIENCE A John Wiley & Sons, Inc., Publication
ЛУЧШИЙ ЗАРУБЕЖНЫЙ УЧЕБНИК Рэй Ф. Эверт АНАТОМИЯ РАСТЕНИЙ ЭЗАУ МЕРИСТЕМЫ, КЛЕТКИ И ТКАНИ РАСТЕНИЙ: СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ И РАЗВИТИЕ Кэтрин Эзау, почетный профессор ботаники и фитопатологии Висконсинского университета в Мэдисоне При содействии Сьюзан Э. Эйкхорн, Висконсинский университет, Мэдисон О. В. Аверчевой, М. А. Гречниковой, А. Г . Кулибабиной, Перевод 3 го английского издания А. А. Синюшина Под общей редакцией канд. биол. наук А. В. Степановой 3 Е ИЗДАНИЕ, ЭЛЕКТРОННОЕ Москва Лаборатория знаний 2024
УДК 58 ББК 28.56 Э15 С е р и я о с н о в а н а в 2006 г. Эверт Р. Ф. Э15 Анатомия растений Эзау. Меристемы, клетки и ткани растений: строение, функции и развитие / Р. Ф. Эверт ; пер. с англ. под ред. канд. биол. наук А. В. Степановой. — 3-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2024. — 603 с. — (Лучший зарубежный учебник). — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-93208-681-0 Переиздание классической монографии К. Эзау «Анатомия растений», подготовленное, переработанное и дополненное современными данными Р. Эвертом. Книга содержит исчерпывающие сведения о строении, функциях и развитии клеток, тканей и органов растений. Текст сопровождается подробными иллюстрациями. Книга предназначена для студентов и преподавателей биологических факультетов, научных работников ботанических и агрономических специальностей. УДК 58 ББК 28.56 Деривативное издание на основе печатного аналога: Анатомия растений Эзау. Меристемы, клетки и ткани растений: строение, функции и развитие / Р. Ф. Эверт ; пер. с англ. под ред. канд. биол. наук А. В. Степановой. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. — 600 с. : ил. — (Лучший зарубежный учебник). — ISBN 978-5-9963-1572-7. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации © John Wiley & Sons, Inc., 2006 Все права защищены. Авторизованный перевод издания на английском языке, опубликованного John Wiley & Sons Limited. Электронная книга публикуется по лицензии оригинального издателя John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-5-93208-681-0 © Лаборатория знаний, 2015
Посвящается памяти Кэтрин Эзау, наставника и близкого друга «В качестве признания ее выдающейся работы в сообществе американских биологов растений; за ее фундаментальные и прикладные новаторские исследования строения и развития растений, продолжавшиеся более шести десятилетий; за ее замечательную деятельность преподавателя как в учебной аудитории, так и посредством написанных ею книг; за поощрение и воодушевление, которое она дарила легиону юных честолюбивых биологов растений; за то, что она служила образцом женщины-ученого». Из речи президента США при вручении Национальной медали науки США, 1989 Кэтрин Эзау (1898–1997)
Оглавление
Предисловие ................................................................................ 14
Благодарности ............................................................................. 16
Литература .................................................................................. 17
Глава 1. Строение и развитие растения: общие сведения......................... 19
Внутренняя организация растения
............................................. 21
Тело сосудистого растения состоит из трех систем тканей ........... 21
Стебель, лист и корень различаются главным образом
относительным расположением проводящих
и основных тканей ................................................................ 21
Обзор типов клеток и тканей .................................................... 24
Развитие растения
.................................................................... 25
Общий план строения растения закладывается
в ходе эмбриогенеза ............................................................... 25
Эмбрион возобновляет рост при прорастании семени и
последовательно развивается во взрослое растение .................... 29
Литература к главе 1 ............................................................... 30
Глава 2. Протопласт: плазматическая мембрана,
ядро и органеллы цитоплазмы
......................................... 32
Прокариотические и эукариотические клетки ............................ 33
Цитоплазма ............................................................................. 35
Плазматическая мембрана
......................................................... 36
Ядро
........................................................................................ 39
Клеточный цикл ...................................................................... 41
Пластиды ................................................................................ 42
Хлоропласты содержат пигменты — хлорофиллы
и каротиноиды ..................................................................... 43
Хромопласты содержат только каротиноиды ............................ 45
Лейкопласты — пластиды без пигментов
.................................. 47
Все пластиды образуются из пропластид .................................. 47
Митохондрии ........................................................................... 49
Пероксисомы ........................................................................... 50
Вакуоли
................................................................................... 52
Рибосомы
................................................................................. 54
Литература к главе 2 ............................................................... 55
Глава 3. Протопласт: система внутренних мембран,
секреторные пути, цитоскелет и запасные вещества ........... 62
Система внутренних мембран .................................................... 62
Эндоплазматический ретикулум — непрерывная трехмерная
система мембран, пронизывающая весь цитозоль ...................... 62
Аппарат Гольджи — сильно поляризованная мембранная
система, связанная с секрецией
............................................... 65
Цитоскелет .............................................................................. 66
Микротрубочки — цилиндрические структуры из тубулиновых
субъединиц .......................................................................... 67
Актиновые филаменты состоят из двух линейных цепочек
молекул актина в виде спирали ............................................... 68
Оглавление Запасные вещества ................................................................... 69 Крахмал откладывается в пластидах в виде зерен ...................... 69 Место возникновения алейронового зерна зависит от составляющих его белков ................................................... 70 Масляные тельца отделяются от мембран гладкого ЭР при помощи олеозина ............................................................ 71 Таннины, как правило, находятся в вакуолях, но встречаются также в клеточной стенке ................................. 72 Кристаллы оксалата кальция обычно развиваются в вакуолях, но могут также находиться в клеточной стенке и кутикуле ......... 73 Кремний чаще всего откладывается в клеточных стенках ........... 76 Литература к главе 3 ............................................................... 76 Глава 4. Клеточная стенка ............................................................. 82 Макромолекулярные компоненты клеточной стенки ................... 83 Целлюлоза — основной компонент клеточных стенок растений ... 83 Целлюлозные микрофибриллы погружены в матрикс из нецеллюлозных молекул ........................................................ 84 Каллоза — широко распространенный полисахарид клеточной стенки ................................................................................. 86 Лигнины — фенольные полимеры, которые в основном откладываются в стенках клеток механических и проводящих тканей ................................................................................. 87 Кутин и суберин — нерастворимые липидные полимеры, обычно присутствующие в покровных тканях растений ........................ 88 Слои клеточной стенки ............................................................. 89 Определение границы между срединной пластинкой и первичной клеточной стенкой часто представляет затруднения .................. 89 Первичная клеточная стенка формируется пока клетка растет .... 89 Вся вторичная клеточная стенка или большая ее часть формируется внутри первичной клеточной стенки, после того как площадь ее поверхности перестает увеличиваться ............... 91 Поры и первичные поровые поля .............................................. 92 Образование клеточной стенки в ходе деления клетки ................ 94 Цитокинез происходит посредством формирования фрагмопласта и клеточной пластинки .......................................................... 94 Первоначально каллоза служит основным полисахаридом клеточной стенки и присутствует на ранней стадии развития клеточной пластинки ............................................................ 96 Препрофазное кольцо намечает место расположения клеточной пластинки ............................................................................ 96 Рост клеточной стенки ............................................................. 98 Ориентация микрофибрилл целлюлозы в первичной клеточной стенке влияет на направление роста клетки .............................100 При рассмотрении механизма роста клеточной стенки необходимо различать рост поверхности (растяжение стенки) и рост в толщину ..................................................................101 Рост первичной клеточной стенки ............................................101 Остановка роста клеточной стенки ...........................................102 Межклетники .........................................................................103 Плазмодесмы ..........................................................................104 По своему происхождению плазмодесмы могут быть классифицированы как первичные и вторичные.......................104 Плазмодесмы содержат два типа мембран: плазматическую мембрану и десмотрубочку ....................................................106 Плазмодесмы обеспечивают взаимодействие клеток .................108 Симпласт претерпевает реорганизацию в процессе роста и развития растения .............................................................110 Литература к главе 4 ..............................................................110 Глава 5. Меристемы и дифференцировка ........................................122 Меристемы..............................................................................122 Классификация меристем .....................................................123
Анатомия растений Эзау Характеристика меристематических клеток ............................126 Модели роста меристем .........................................................126 Меристематическая активность и рост растений .......................128 Дифференцировка ..................................................................129 Термины и понятия ..............................................................129 Старение (программируемая гибель клеток) ............................131 Изменения клеток при дифференцировке ................................132 Факторы, влияющие на дифференцировку ...............................134 Технологии культуры ткани позволяют изучить условия, необходимые для роста и дифференцировки ............................135 Анализ генетических мозаик помогает определить особенности клеточного деления и судьбу клеток в развивающихся растениях ...........................................................................136 Генная инженерия значительно расширила наши знания о развитии растений .............................................................138 Полярность играет ключевую роль в формировании биологических структур и связана с наличием градиентов .........138 Клетки растений дифференцируются в соответствии со своим положением ........................................................................140 Гормоны растений ...................................................................140 Ауксины .............................................................................141 Цитокинины .......................................................................142 Этилен ................................................................................143 Абсцизовая кислота .............................................................143 Гиббереллины .....................................................................143 Литература к главе 5 ..............................................................144 Глава 6. Апикальные меристемы ...................................................152 Эволюция представлений об организации апекса .......................153 Раньше считалось, что апикальные меристемы имеют всего одну инициальную клетку ............................................................153 Теорию апикальной клетки сменяет гистогенная теория ...........153 Модель организации апикальной меристемы «туника-корпус» применима в основном к покрытосеменным ............................154 В апексах побегов большинства голосеменных и покрытосеменных наблюдается цитогистологическая зональность .........................................................................154 Изучение свойств апикальных инициалей .................................155 Апекс вегетативного побега ......................................................157 Для апексов побегов споровых сосудистых растений характерно наличие апикальной клетки ..................................................158 Зональность в апексе гинкго — основа для объяснения организации апексов побегов других голосеменных ..................159 Для апексов побегов покрытосеменных характерна зональность, наложенная на структуру «туника-корпус» ............................161 Апекс вегетативного побега арабидопсиса .................................163 Образование листьев ................................................................165 На протяжении вегетационного периода апикальная меристема образует листья в определенном порядке .................................165 Инициация листовых примордиев связана с увеличением частоты периклинальных делений в месте инициации ..............167 Филлотаксис побега определяет места инициации листовых примордиев ........................................................................169 Образование ветвей ..................................................................170 У большинства семенных растений пазушные меристемы берут начало от обособленных меристем ..........................................171 Побеги могут развиваться из придаточных почек .....................173 Апекс корня ...........................................................................173 Строение апекса в корнях может быть открытым или закрытым .....................................................................173 В нормальных условиях покоящийся центр не полностью лишен митотической активности .....................................................179 Апекс корня арабидопсиса .......................................................181
Оглавление Рост кончика корня ................................................................183 Литература к главе 6 ..............................................................186 Глава 7. Паренхима и колленхима .................................................197 Паренхима ..............................................................................197 Паренхимные клетки могут образовывать непрерывные скопления — паренхимные ткани — или вместе с клетками других типов входить в состав морфологически гетерогенных тканей ................................................................................198 Содержимое клеток паренхимы отражает их функции ..............198 Клеточные стенки паренхимных клеток могут быть толстыми или тонкими .......................................................................200 Некоторые клетки паренхимы — передаточные клетки — имеют выросты клеточной стенки ....................................................201 Паренхимные клетки значительно различаются по форме и расположению ..................................................................203 Паренхима особого типа — аэренхима — содержит очень большие межклеточные пространства .....................................204 Колленхима ............................................................................206 Структура клеточной стенки колленхимы — наиболее характерная особенность этой ткани .......................................206 Колленхима обычно располагается по периферии .....................208 Колленхима чрезвычайно хорошо приспособлена для поддержки растущих листьев и стеблей .............................208 Литература к главе 7 ..............................................................210 Глава 8. Склеренхима ..................................................................214 Волокна ..................................................................................214 Волокна широко распространены в теле растения ....................................................................215 Волокна могут быть подразделены на две группы — ксилемные и экстраксилярные ...............................................................217 Ксилемные и экстраксилярные волокна могут быть септированными или желатинозными ....................................219 Промышленные волокна подразделяют на мягкие и жесткие .....221 Склереиды ..............................................................................221 На основании формы и размера склереиды могут быть подразделены на несколько групп ..........................................222 Склереиды, как и волокна, широко распространены в теле растения ....................................................................222 Возникновение и развитие волокон и склереид .........................226 Факторы, контролирующие развитие волокон и склереид ..........230 Литература к главе 8 ..............................................................231 Глава 9. Эпидерма .......................................................................234 Неспециализированные клетки эпидермиса ...............................237 Клеточные стенки эпидермиса различаются по толщине ...........237 Наличие кутикулы — наиболее характерный признак внешней клеточной стенки эпидермальных клеток ................................238 Устьица ..................................................................................243 Устьица встречаются на всех надземных частях растения ..........243 Замыкающие клетки обычно имеют почковидную форму ..........245 Стенки замыкающих клеток обычно неравномерно утолщенные, с радиально расположенными микрофибриллами целлюлозы ....247 Синий свет и абсцизовая кислота — основные сигналы, контролирующие движения устьиц ........................................248 В ходе развития устьичного аппарата происходит одно или более асимметричных клеточных делений .......................................249 Разные последовательности событий развития приводят к различным конфигурациям устьичного аппарата ...................252 Трихомы .................................................................................254 Трихомы имеют множество функций ......................................254 Трихомы подразделяются на несколько морфологических категорий ...........................................................................255
Анатомия растений Эзау
Трихома инициируется как вырост эпидермальной клетки ........257
Закономерности расположения клеток в эпидермисе
..................262
Пространственное распределение устьиц и трихом в листьях
неслучайно .........................................................................262
В ризодерме покрытосеменных существует три основных типа
расположения корневых волосков ..........................................263
Другие специализированные клетки эпидермы ..........................265
Окремневшие и опробковевшие клетки часто встречаются
вместе парами .....................................................................265
Пузыревидные клетки сильно вакуолизированы ......................266
Некоторые эпидермальные волоски содержат цистолиты ..........267
Литература к главе 9 ..............................................................269
Глава 10. Ксилема: типы клеток и особенности развития ..................280
Типы клеток ксилемы .............................................................281
Трахеальные элементы — трахеиды и членики сосудов —
проводящие клетки ксилемы .................................................281
Вторичные клеточные стенки большинства трахеальных
элементов содержат поры ......................................................285
Сосуды проводят воду эффективнее, чем трахеиды ...................288
Волокна — специализированные опорные элементы ксилемы ....291
Живые паренхимные клетки встречаются как в первичной,
так и во вторичной ксилеме ...................................................291
У некоторых видов паренхимные клетки образуют тилы —
впячивания в полость сосудов ................................................293
Филогенетическая специализация трахеальных элементов
и волокон ...............................................................................293
Основные направления эволюции члеников сосудов связаны
с уменьшением их длины ......................................................294
Существуют отклонения от направлений эволюции члеников
сосудов ...............................................................................296
Волокна, так же как трахеиды и членики сосудов, претерпели
укорочение в филогенезе .......................................................297
Первичная ксилема .................................................................299
Между ранней и поздней первичной ксилемой существуют
различия в структуре и развитии ...........................................299
Для первичных трахеальных элементов характерны
разнообразные вторичные утолщения клеточной стенки ...........300
Дифференцировка трахеальных элементов
.................................302
В дифференцировке трахеальных элементов участвуют
гормоны .............................................................................306
Изолированные клетки мезофилла в культуре могут напрямую
трансдифференцироваться в трахеальные элементы .................309
Литература к главе 10
.............................................................310
Глава 11. Ксилема: вторичная ксилема
и разнообразие строения древесины
.................................318
Общий план строения вторичной ксилемы ................................319
Вторичная ксилема состоит из двух отдельных систем клеток —
осевой и лучевой ..................................................................319
Древесина бывает ярусной или неярусной
...............................320
Кольца прироста — результат периодической активности
сосудистого камбия ..............................................................321
По мере старения древесина перестает выполнять функции
проведения и запасания ........................................................324
Реактивная древесина — тип древесины, который формируется
в ветвях и наклонных и искривленных стволах ........................326
Типы древесин ........................................................................329
Древесина хвойных устроена относительно просто
....................329
Осевая система древесины хвойных полностью или почти
полностью состоит из трахеид ................................................330
Лучи хвойных могут состоять как из паренхимных клеток,
так и из трахеид
...................................................................331