Тканини рослин

Тканина — це група клітин, подібних за будовою, походженням і функціями, разом із міжклітинною речовиною. Клітини однієї тканини працюють узгоджено, виконуючи спільне завдання: захищають, проводять воду, запасають поживні речовини тощо.

Чому тканини з'явилися лише у вищих рослин?

У водоростей тканин немає. Їхнє тіло — слань (талом) — складається з однотипних клітин або ниток, які не утворюють справжніх тканин. Чому? Тому що водорості живуть у воді: вода підтримує їхнє тіло, не дає йому висохнути, а поживні речовини й гази надходять безпосередньо з навколишнього середовища через поверхню всіх клітин.

Із виходом рослин на суходіл постали три нові проблеми:

• загроза висихання — потрібен захист поверхні;

• потреба проводити воду й мінеральні солі від кореня до листків (які можуть бути за десятки метрів від кореня);

• потреба в опорі — у повітрі тіло рослини не підтримується водою, як у водоростей.

Саме тому у вищих рослин сформувалися покривні, провідні й механічні тканини — як ключові пристосування до життя на суходолі.

Групування тканин за програмою НМТ

Програма НМТ з біології (тема 3.5) ділить усі тканини рослин на дві великі групи: твірні (утворювальні) та постійні.

Важливо: частина шкільних підручників виділяє механічні тканини в окрему групу (а не як різновид основної) або згадує ще вставну твірну тканину злаків. На НМТ орієнтуйся на групування програми, де механічна — це різновид основної тканини.

Твірні (утворювальні) тканини складаються з клітин, які зберігають здатність ділитися мітозом. Саме вони дають початок усім постійним тканинам рослини.

Будова клітин твірних тканин

Клітини твірних тканин дуже відрізняються від клітин постійних тканин:

• дрібні розміри — щільно прилягають одна до одної, майже без міжклітинників;

• тонкі целюлозні оболонки, які легко розтягуються;

• велике ядро, що займає значну частину клітини;

• густа цитоплазма без великої центральної вакуолі;

• хлоропласти відсутні — твірні клітини безбарвні.

Верхівкова твірна тканина

Верхівкова (апікальна) твірна тканина розташована в конусі наростання — верхівці пагона (в бруньках) і верхівці кореня (у зоні поділу, під кореневим чохликом). Завдяки її поділу пагін росте вгору, а корінь заглиблюється в ґрунт. Верхівкова тканина забезпечує так званий первинний ріст — ріст у довжину.

З її клітин утворюються первинні покривні тканини (шкірочка), первинна кора, серцевина, а також прокамбій — зачаток провідних тканин.

Бічна твірна тканина — камбій

Камбій — це бічна твірна тканина, що забезпечує вторинний ріст, тобто ріст стебла й кореня в товщину. Він виглядає як тонкий шар дрібних клітин, розташований між лубом (флоемою) і деревиною (ксилемою) у стеблах і коренях дводольних і голонасінних рослин.

Клітини камбію діляться в двох напрямках:

• досередини — утворюють клітини деревини (ксилеми);

• назовні — утворюють клітини лубу (флоеми).

Сезонна робота камбію — навесні він активніший (утворює ширші судини), улітку менш активний (вужчі судини) — формує річні кільця, за якими можна визначити вік дерева (про це докладніше в уроці «Пагін і стебло»).

Запам'ятай: камбій — твірна, а не провідна тканина. Він сам не проводить речовин, а лише утворює клітини, які стануть провідними елементами. В однодольних рослин (злаки, цибуля) камбію немає, тому їхні стебла з роками не товщають.

Покривні тканини: шкірочка та корок

Покривні тканини захищають рослину від висихання, механічних пошкоджень, перепадів температур і проникнення збудників хвороб. Їхня будова безпосередньо пов'язана з життям на суходолі.

Шкірочка (епідерміс)

Шкірочка — це первинна покривна тканина, яка вкриває листки й молоді стебла. Вона утворена одним шаром щільно прилеглих живих клітин. Самі клітини шкірочки безбарвні — хлоропласти є лише в замикаючих клітинах продихів. Зовні клітини вкриті кутикулою — восковим шаром, що зменшує випаровування води.

У шкірочці є продихи — щілини між двома замикаючими клітинами, через які відбуваються газообмін (надходження $C{O}_2$ і виділення $O_2$) та транспірація (випаровування води). Також на шкірочці можуть бути волоски — вирости клітин, що захищають від перегріву, поїдання тваринами або надмірного випаровування.

Корок

Корок — це вторинна покривна тканина, яка на зміну шкірочці вкриває стебла й корені багаторічних рослин. Він складається з багатьох шарів мертвих клітин, оболонки яких просякнуті суберином — корковою речовиною, що не пропускає воду й повітря.

Завдяки суберину корок надійно захищає рослину від висихання, різких перепадів температур і проникнення бактерій чи грибів. Оскільки корок не пропускає повітря, газообмін із зовнішнім середовищем відбувається через сочевички — невеликі отвори в корку, заповнені пухкою тканиною. Корок коркового дуба (Quercus suber) — відома сировина для виготовлення пробок.

Провідні тканини: ксилема і флоема

Провідні тканини забезпечують транспорт речовин між різними органами рослини. Розрізняють два типи провідних тканин: ксилему (деревину) і флоему (луб).

Ксилема — висхідний транспорт

Ксилема (деревина) проводить воду й мінеральні солі від кореня вгору до листків. Це висхідна течія. Основними провідними елементами ксилеми є судини й трахеїди.

• Судини — мертві порожнисті трубки, утворені з багатьох клітин, поперечні стінки між якими повністю зникли. Бічні стінки потовщені й здерев'янілі. Судини характерні для покритонасінних.

• Трахеїди — мертві видовжені клітини з порами в оболонках (поперечні стінки збережено). Вода просочується через пори з однієї трахеїди в іншу. Трахеїди — основні провідні елементи голонасінних і папоротей.

Флоема — низхідний транспорт

Флоема (луб) проводить органічні речовини — переважно сахарозу — від листків (де вони утворилися в процесі фотосинтезу) до всіх інших органів: коренів, бульб, плодів, бруньок. Це низхідна течія.

Основними провідними елементами флоеми є ситоподібні (ситовидні) трубки — ланцюжки живих клітин, які втратили ядро. Їхні поперечні стінки пронизані отворами — нагадують сито, звідки й назва. Поруч із кожною ситоподібною трубкою розташована клітина-супутниця, яка має ядро й забезпечує життєдіяльність без'ядерної трубки.

Ксилема й флоема разом із механічними волокнами утворюють судинно-волокнисті пучки. Їх добре видно як жилки листка або як «ниточки» в черешку селери чи в листку подорожника.

Основні тканини становлять більшу частину тіла рослини. Вони виконують різноманітні функції: фотосинтез, запаса́ння поживних речовин, опору. За програмою НМТ до основних належать фотосинтезувальна, запасальна (зокрема ендосперм) і механічна тканини.

Фотосинтезувальна (асиміляційна) тканина

Фотосинтезувальна тканина складається з живих тонкостінних клітин, які містять велику кількість хлоропластів. Саме в цих клітинах відбувається фотосинтез — утворення органічних речовин з $C{O}_2$ і води за рахунок енергії світла.

У листку розрізняють два типи фотосинтезувальної тканини:

• Стовпчаста тканина — видовжені клітини, щільно розташовані під верхньою шкірочкою листка; містять найбільше хлоропластів.

• Губчаста тканина — клітини неправильної форми з великими міжклітинниками, розташовані під стовпчастою тканиною; забезпечують газообмін.

Фотосинтезувальна тканина є також у молодих зелених стеблах (наприклад, у трав'янистих рослин). У коренях і підземних органах (бульби, коренеплоди) хлоропластів немає, тому фотосинтезувальної тканини там не буває.

Запасальна тканина

Запасальна тканина складається з живих клітин, які накопичують поживні речовини: крохмаль, білки, олії, цукри. Ці речовини рослина використовує в періоди спокою, під час проростання насінини або в несприятливих умовах.

Приклади запасальної тканини:

• м'якуш бульби картоплі — заповнений крохмалем;

• коренеплоди моркви й буряка — накопичують цукри;

• серцевина стебла (наприклад, у кукурудзи);

• сім'ядолі насінини (квасоля, горох) — запасають білки й крохмаль;

• ендосперм насінини — спеціалізована запасальна тканина, що оточує зародок; наприклад, ендосперм зернівки пшениці наповнений крохмалем.

У деяких рослин (кактуси, алое) запасальна тканина накопичує воду — це водозапасальна тканина, яка допомагає переживати посуху.

Механічна тканина

Механічна тканина забезпечує опору й міцність органів рослини. За програмою НМТ вона належить до основних тканин. Розрізняють два типи: коленхіму й склеренхіму.

Склеренхіма буває у вигляді волокон (лубові волокна льону, конопель — використовують для виготовлення тканин) і кам'янистих клітин (шкаралупа горіха, кісточка вишні, тверді «зернятка» в м'якуші груші).

Як розпізнати тканину на рисунку чи в описі

Під час виконання завдань НМТ звертай увагу на такі ознаки:

• Живі чи мертві клітини. Судини, трахеїди, корок, склеренхіма — мертві; ситоподібні трубки, коленхіма, шкірочка, фотосинтезувальна, запасальна — живі.

• Товщина й рівномірність потовщення оболонок. У коленхіми нерівномірне потовщення, у склеренхіми — рівномірне й здерев'яніння.

• Наявність хлоропластів. Ознака фотосинтезувальної тканини; у шкірочки хлоропласти є лише в замикаючих клітинах продихів.

• Отвори в поперечних стінках. У судин поперечні стінки зникли повністю; у ситоподібних трубок — пронизані отворами; у трахеїд — пори в оболонках.

• Положення в органі. На поверхні — покривні тканини; у пучках — провідні; у центрі або між пучками — основні.

Приклад 1. Логічні пари «тканина → функція»

Установи відповідність між тканиною рослини (1–4) та її функцією (А–Д).

Розв'язання: камбій забезпечує ріст у товщину (А). Ситоподібні трубки флоеми транспортують органічні речовини від листків (Б). Корок захищає багаторічне стебло (В). Склеренхіма дає опору й міцність (Г). Варіант Д — рух води й мінеральних солей — це функція судин ксилеми, якої немає серед лівих позицій, тому вона зайва.

Відповідь: 1 → А, 2 → Б, 3 → В, 4 → Г.

Приклад 2. Вибір однієї відповіді: опис тканини

Прочитай опис: «Мертві порожнисті трубки, клітини яких утратили поперечні стінки; по них вода й мінеральні солі піднімаються від кореня». Яка це тканина?

Розв'язання: ключова ознака — мертві клітини, поперечні стінки зникли, транспорт води й солей угору. Це судини ксилеми. Ситоподібні трубки — живі, транспортують органічні речовини. Трахеїди — мертві, але поперечні стінки з порами збережено. Коленхіма — живі клітини механічної тканини.

Відповідь: судини.

Приклад 3. Два твердження

Оціни правильність двох тверджень:

• I. Камбій — провідна тканина, бо розташований між лубом і деревиною.

• II. Ендосперм насінини пшениці належить до запасальної основної тканини.

Розв'язання: твердження I хибне — камбій є бічною твірною тканиною, він не проводить речовин, а утворює клітини провідних тканин. Твердження II правильне — ендосперм справді є запасальною основною тканиною.

Відповідь: правильне лише II.

Приклад 4. Група тканин за програмою НМТ

До якої групи тканин за програмою НМТ належить коленхіма?

Розв'язання: коленхіма — це механічна тканина, яку програма НМТ відносить до основних тканин (різновид — механічна). Вона не належить до покривних, провідних чи твірних.

Відповідь: основні (механічна тканина).

Приклад 5. Тканина м'якуша бульби картоплі

Яка тканина утворює м'якуш бульби картоплі?

Розв'язання: бульба картоплі — підземний запасальний орган. Її м'якуш складається з живих клітин, заповнених крохмалем. Це запасальна тканина. Фотосинтезувальної тканини там немає (хлоропласти відсутні в підземних органах). Верхівкова твірна тканина розташована у верхівці пагона й кореня, а провідна — у судинно-волокнистих пучках.

Відповідь: запасальна.

• Плутають напрямки транспорту. По судинах ксилеми вода й мінеральні солі йдуть від кореня вгору (висхідна течія). По ситоподібних трубках флоеми органічні речовини рухаються від листків до інших органів (низхідна течія). Запам'ятай: ксилема — «корінь→вгору», флоема — «фотосинтез→вниз».

• Вважають камбій провідною тканиною. Хоча камбій розташований між лубом і деревиною, він не проводить речовин. Камбій — бічна твірна тканина, яка утворює клітини провідних тканин, але сама речовин не транспортує.

• Вважають клітини судин і ситоподібних трубок однаково живими. Судини й трахеїди ксилеми — мертві клітини (порожнисті трубки). Ситоподібні трубки флоеми — живі (хоч і без ядра, але з цитоплазмою, і поруч є живі клітини-супутниці).

• Плутають шкірочку з корком. Шкірочка — один шар живих клітин із продихами, вкриває листки й молоді стебла. Корок — багато шарів мертвих клітин із сочевичками, вкриває багаторічні стебла й корені.

• Обирають «механічна тканина — окрема група». У деяких підручниках механічні тканини справді виділяють окремо. Але на НМТ орієнтуйся на програму, де механічна тканина — різновид основної. Якщо варіанти відповідей побудовано за програмою, обирай «основні».

• Вважають, що фотосинтезувальна тканина є в усіх органах. У коренях і підземних запасальних органах (бульби, коренеплоди) хлоропластів немає, тому фотосинтезувальної тканини там не буває. Вона є лише в зелених частинах рослини.

Тема 3.5 програми НМТ з біології охоплює тканини постійні (покривні: шкірочка, корок; провідні: судини, ситовидні трубки; основні: фотосинтезуюча, запасаюча, зокрема ендосперм, механічна) і твірні (верхівкова, бічна). Від тебе вимагається:

• візуально розпізнавати тканини на рисунках;

• пов'язувати будову й функції тканин та органів;

• пояснювати будову рослин як пристосування до життя на суходолі.

Формати завдань

Завдання 25–28 — логічні пари 1–4 → А–Д, одна буква зайва. Кожна правильна пара дає 1 бал, максимум 4 бали. Для цієї теми форма чудово підходить для пар «тканина → функція» або «тканина → місце розташування».

Завдання 1–24 — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г), 0 або 1 бал. У демоваріанті 2026 року тема 3.5 була основною в № 10 (вибір однієї відповіді за рисунком) і в № 29 (три групи разом із темами 1.2 і 5.2).

Стратегія виконання

• На рисунку зрізу спершу визнач, який це орган (стебло, корінь, листок) і де розташована тканина (на поверхні, у пучку, у центрі).

• Потім оціни, чи клітини живі чи мертві, якої товщини оболонки, чи є хлоропласти, отвори в поперечних стінках.

• Напрямок руху речовин перевіряй за типом провідного елемента: ксилема (судини/трахеїди) — вгору, флоема (ситоподібні трубки) — вниз.

• Тканини з'явилися у вищих рослин як пристосування до життя на суходолі: покривні — захист від висихання, провідні — транспорт речовин, механічні — опора в повітрі.

• Твірні тканини: верхівкова (ріст пагона й кореня в довжину) і бічна — камбій (ріст стебла й кореня в товщину).

• Покривні тканини: шкірочка (один шар живих клітин, продихи, кутикула) і корок (багато шарів мертвих клітин із суберином, сочевички).

• Провідні тканини: судини й трахеїди ксилеми — вода й мінеральні солі рухаються від кореня вгору; ситоподібні трубки флоеми — органічні речовини рухаються від листків до інших органів.

• Основні тканини: фотосинтезувальна (хлоропласти, фотосинтез), запасальна (зокрема ендосперм, накопичення крохмалю, білків, олій) і механічна (коленхіма — живі клітини з нерівномірним потовщенням, склеренхіма — мертві клітини з рівномірним здерев'янінням).

• Камбій — твірна, а не провідна тканина: він не проводить речовин, а утворює клітини провідних тканин.