Микроскопическое строение древесины

1. Лекция №2 Микроскопическое строение древесины

2. 1 Общие сведения о микроскопическом строении древесины

3.

Древесина состоит из большого числа
клеток
(анатомических
элементов),
которые
разнообразны
по
форме,
размерам и назначению.

4.

По форме и размерам клетки делятся на
два вида:
– паренхимные (имеют квадратную
или округлую форму),
–
прозенхимные
(имеют
сильно
вытянутую, напоминающую волокно
форму).

5.

У хвойных пород к прозенхимным
клеткам относятся трахеиды, которые
составляют около 90% от объема
древесины.

6.

У лиственных пород прозенхимные
клетки составляют около 70%, к ним
относятся
– сосуды,
– волокна либриформа,
– сосудистые трахеиды,
– волокнистые трахеиды.

7.

Однородные
клетки
древесины,
выполняющие одинаковые функции,
называются тканями.
У растущего дерева можно выделить
шесть видов тканей:
– ассимиляционную,
– покровную,
– проводящую,
– механическую,
– запасающую,
– образовательную.

8.

Древесина растущего дерева состоит в
основном
из
мертвых
клеток
(прозенхимных) и лишь часть клеток
(паренхимные)
сохраняет
живой
протопласт.
Оболочку вполне сформировавшейся
взрослой клетки принято называть
клеточной стенкой.

9. 2 Строение клеточной стенки

10.

Основными веществами, слагающими
клеточную стенку являются
– целлюлоза,
– гемицеллюлоза,
– лигнин.

11. Целлюлоза

Это углеводный полимер с длинной
цепной молекулой.

12. Гемицеллюлоза

Это вещество близкое по строению к
целлюлозе,
но
меньшей
длиной
молекулы.

13. Лигнин

Это неуглеводный аморфный полимер.

14.

Мельчайшее структурное образование
клеточной
стенки
называется
элементарная
фибрилла,
которая
состоит
из
пучка
макромолекул
целлюлозы.

15.

Из
элементарных
фибрилл
образуются микрофибриллы, различное
расположение которых создает слоистое
строение клеточной стенки древесины.

16. Рисунок 1 – Схема строения клеточной стенки древесины

17. Рисунок 1 – Схема строения клеточной стенки древесины

Первичная
оболочка Р
Внутренний
слой вторичной
оболочки S3
Наружный
слой вторичной
оболочки S1
Средний
слой вторичной
оболочки S2
Межклеточный слой М
Рисунок 1 – Схема строения
клеточной стенки древесины

18.

Каждый слой клеточной стенки состоит
из рядов целлюлозных микрофибрилл,
ориентированных под определенным
углом по отношению к продольной оси
клетки и между собой, и имеющих
различную плотность упаковки.

19. Межклеточный слой (срединная пластинка) М

Это тонкий слой, который в основном
состоит из лигнина.

20. Первичная оболочка Р

Это оболочка тонкая с рыхлой упаковкой
микрофибрилл, ориентированных по
отношению оси клетки под углом около
90°.
В
этом
слое
клеточной
стенки сконцентрировано наибольшее
количество лигнина, содержащееся во
всей клеточной стенке.

21. Вторичная оболочка S

Этот
слой
клеточной
стенки
значительно больше и толще первичной
оболочки. Он составляет основную часть
клеточной стенки.
Вторичная оболочка включает три слоя:
S1 – внешний слой; S2 – средний и
S3 – внутренний.

22.

В
слоях
вторичной
оболочки
микрофибриллы
имеют
высокую
плотность
упаковки
и
различно
ориентированы
по
отношению
к
продольной оси клетки (S1 – 45 - 600, S2 –
5 - 150, S3 – 50 - 90°).

23.

Вторичная оболочка имеет углубления,
называемые порами, при помощи
которых соседние клетки древесины
сообщаются между собой.

24. Рисунок 2 – Типы пор

25. 3 Микроскопическое строение древесины хвойных пород

26. Рисунок 3 – Микроскопическое строение древесины хвойных пород

27.

Древесина хвойных пород состоит всего
лишь из двух видов клеток – трахеид и
паренхимных
клеток.
Эти
анатомические
элементы
образуют
правильные радиальные ряды.

28. Трахеиды

Являются
основным
элементом
древесины
хвойных
пород.
Они
имеют
сильно
вытянутую
вдоль
ствола веретенообразную форму с
закругленными или кососрезанными
концами.
На поперечном срезе форма трахеид
у
большинства
пород
близка
к
прямоугольнику, а лиственницы – к пятиили шестиугольнику.

29.

Трахеиды подразделяются на:
– Ранние трахеиды
Они образуются в первую половину
вегетационного
периода,
имеют
сравнительно тонкие стенки и широкие
полости;
выполняют
проводящую
функцию.
Именно ранние трахеиды образуют
раннюю древесину.

30. Рисунок 3 – Микроскопическое строение древесины хвойных пород

31.

– Поздние трахеиды
образуются
во
второй
половине
вегетационного периода, имеют толстые
стенки клеток и узкие полости,
сплюснутые в радиальном направлении;
выполняют механическую функцию,
придавая древесине прочность.
Поздние
трахеиды
образуют
соответственно позднюю древесину.

32. Рисунок 3 – Микроскопическое строение древесины хвойных пород

33.

Вследствие
различного
строения
поздних трахеид одного годичного слоя и
ранних последующего годичного слоя у
хвойных пород резко выражена граница
годичных слоев.

34. Паренхимные клетки

Это тонкостенные клетки, с большой
полостью, слегка вытянутые в радиальном
направлении.
В древесине хвойных пород паренхимные
клетки в основном расположены в
сердцевинных
лучах,
а
также
сопровождают смоляные ходы и служат
для проведения и хранения запасных
питательных веществ. Также паренхимные
клетки выстилают каналы смоляных ходов
(их называют тогда клетками эпителия).

35.

Кроме того, в древесине хвойных пород
встречаются
клетки,
древесной
паренхимы. Они расположены среди
трахеид в виде одиночных клеток, а
также сопровождают смоляные ходы
(сопровождающая паренхима).

36. Сердцевинные лучи

В древесине всех хвойных пород
сердцевинные лучи очень узкие (на
поперечном разрезе однорядные, по
высоте состоят из 3–5 рядов клеток).

37. Рисунок 3 – Микроскопическое строение древесины хвойных пород

38.

Сердцевинные лучи бывают однородные
и неоднородные.
Однородные сердцевинные лучи
состоят только из паренхимных клеток.
Неоднородные сердцевинные лучи
состоят из двух видов клеток: верхний и
нижний ряды по высоте луча, состоят из
горизонтальных (лучевых трахеид),
средние по высоте ряды – из
паренхимных клеток.

39. Рисунок 3 – Микроскопическое строение древесины хвойных пород

40. Смоляные ходы

Это узкий, длинный межклеточный
канал, образованный паренхимными
клетками.

41.

По расположению в стволе выделяется
два вида смоляных ходов:
– Вертикальный смоляной ход состоит
из трех слоев клеток: эпителия
(внутренний), слой мертвых клеток,
заполненных воздухом (средний), слой
клеток сопровождающей паренхимы
(наружный).

42. Рисунок 3 – Микроскопическое строение древесины хвойных пород

43.

– Горизонтальные смоляные ходы
проходят по сердцевинным лучам и
состоят из двух слоев клеток: эпителия
(внутренний) и кольца мертвых клеток.

44. Рисунок 3 – Микроскопическое строение древесины хвойных пород

45.

Диаметр горизонтальных смоляных
ходов в 2,5 – 3 раза меньше диаметра
вертикальных.
Горизонтальные
смоляные
ходы
пересекаются с вертикальными, образуя
единую смолоносную систему.

46.

При повреждении ствола растущего дерева
образуются патологические смоляные
ходы, которые отличаются от нормальных
б`ольшим
диаметром,
неправильной
формой, малой протяженностью вдоль
ствола. Они образуют большие группы,
вытянутые тангенциальном направлении.
Такие ходы могут появляться и в
древесных
породах,
не
имеющих
нормальных смоляных ходов.

47. 4 Микроскопическое строение древесины лиственных пород

48. Рисунок 4 – Микроскопическое строение древесины лиственных пород

49.

Древесина
лиственных
пород,
в
отличие от хвойных, имеет более
сложное
строение:
б`ольшее
количество анатомических элементов,
расположенных менее упорядоченно.

50.

Основные
виды
анатомических
элементов:
сосуды,
волокна
либриформа, паренхимные клетки.
Переходные: сосудистые трахеиды и
волокнистые трахеиды, перегородочный
либриформ.

51. Сосуды

Являются основными элементами для
проведения в растущем дереве воды, с
растворенными в ней, минеральными
веществами, из корней к листьям.

52. Рисунок 4 – Микроскопическое строение древесины лиственных пород

53.

Сосуд – вертикальная трубка, состоящая
из коротких клеток (члеников) с
широкими
полостями
и
тонкими
стенками. Членики сосудов соединяются
между
собой
перегородками
(перфорациями).
Перегородки могут быть простые и
лестничные.

54. Рисунок 5 – Типы перегородок

55.

При
образовании
ядра
сосуды
закупориваются
тиллами,
представляющими собой мешковидные
выросты соседних паренхимных клеток.

56. Рисунок 6 - Тиллы

57. Сосудистые трахеиды

Являются переходной формой между
типичными трахеидами и сосудами. Они
похожи на членики мелких сосудов по
форме, размерам, порам.
Сосудистые
трахеиды
выполняют
преимущественно проводящую функцию.

58. Рисунок 7 – Сосудистые трахеиды

59. Волокна либриформа

(от латинского «либри» — лыко и
«форма» — вид)
Это клетки с заостренными концами,
толстыми стенками и узкими полостями,
сильно вытянутые вдоль оси ствола.
Составляют 35 – 75% древесины
лиственных
пород
и
выполняют
механическую функцию.
На поперечном срезе имеют округлую
или многогранную форму.

60. Рисунок 8 – Волокно либриформа

61.

Встречается разновидность
волокон
либриформа:
перегородочный
либриформ,
с
поперечными
перегородками и с менее тонкими
стенками.

62. Волокнистая трахеида

Это переходная форма от типичной
трахеиды к волокну либриформа.
В отличие от волокон либриформа они
имеют
более
заметную
полость,
меньшую толщину стенок и окаймленные
поры.
В растущем дереве выполняют как
механическую, так и проводящую
функции.

63. Рисунок 9 – Волокнистая трахеида

64. Паренхимные клетки

Образуют в стволе дерева две системы:
горизонтальную (сердцевинные лучи) и
вертикальную (древесная паренхима).
В
древесине
лиственных
пород
паренхимные клетки, составляют 8 - 40%
объема древесины ствола.

65. Сердцевинные лучи

У лиственных пород сердцевинные лучи
занимают значительно больший объем
ствола, чем у хвойных.
Сердцевиные лучи лиственных пород
однородные,
состоят
только
из
паренхимных клеток.

66. Рисунок 4 – Микроскопическое строение древесины лиственных пород

67.

По ширине сердцевинные лучи делятся на
— Однорядные (имеют по ширине один
ряд клеток);
— Многорядные лучи (имеют по ширине
два и более рядов клеток);
— Ложноширокие сердцевинные лучи
(состоят из нескольких сближенных
однорядных лучей).

68. Рисунок 4 – Микроскопическое строение древесины лиственных пород

69.

По высоте сердцевинные лучи могут
содержать от нескольких рядов клеток до
нескольких сотен рядов клеток.

70. Древесная паренхима

На продольных срезах представлена
отдельными вытянутыми вдоль ствола
рядами паренхимных клеток.

71. 5 Строение коры

72.

В коре проводящие функции выполняют
ситовидные трубки, механические –
лубяные волокна и каменистые клетки,
запасающие – паренхимные клетки,
покровные – пробковые клетки.

73. Ситовидные клетки

Это живые клетки, расположенные одна
над другой в лубяной ткани.

74. Лубяные волокна

Похожи на волокна либриформа.

75. Каменистые клетки

Имеют форму паренхимных клеток с
сильно
утолщенными
слоистыми
оболочками, пронизанные поровыми
каналами.

76. Лубяные лучи

Продолжение
лучей.
в
коре
сердцевинных

77. Лубяная паренхима

Состоит из клеток двух видов:
– удлиненных, суживающихся по
концам;
– с перегородками посредине и
прямоугольных.
Клетки лубяной паренхимы имеют
целлюлозные оболочки.

78.

Между лубом и корой есть пробковый
камбий,
который
при
делении
откладывает в сторону луба клетки
лубяной паренхимы, а снаружи –
пробковые клетки.

79.

Пробковые клетки плотно прижаты
между собой, оболочки их не имеют пор
и пропитаны суберином, делающим их
непроницаемыми для воды и воздуха. В
пробковой ткани есть чечевички, через
которые ствол дерева соединяется с
атмосферой.