Из какой ткани состоит клубень картофеля

Описание и строение клубня картофеля

Выращивая картофель, вряд ли кто-то серьёзно задумывается над строением клубня и его химических свойствах, однако обо всём что мы едим желательно знать как можно больше. Простая с виду картошка, таит в себе много интересных фактов, о которых вы сейчас и узнаете.

Что такое клубень картофеля?

Научное и «простонародное» определение клубня имеют существенные отличия, поэтому, чтобы прийти к истине, стоит сопоставить собственные знания с академическим значением этого понятия.

Определение клубня

Картофельный клубень являет собой своеобразное вегетативное утолщение стебля культуры, формирующееся в подземной части растения. Находящийся под почвой стебель принято называть «столоном», а на самих клубнях можно различить узлы (глазки) и междоузлия.

В структуру каждого такого узла входит листовой след, который в благоприятных условиях быстро растёт и превращается в новый стебель, который в дальнейшем будет представлять стандартную вегетативную надземную часть картофельного куста.

Внутреннее и внешнее строение

Если внешнее строение клубня можно частично оценить при визуальном осмотре, то его внутренние элементы, вместе с основными слоями, придётся рассматривать под микроскопом. Именно он позволяет увидеть эпидермис, кору, камбий, сердцевину и сосудистые щепотки овоща, а также узнать, как выглядит подземная часть стебля в разрезе.

Эпидермис (у зрелых клубней его называют шкуркой) — самый верхний, защитный слой, состоящий из опробкованных клеток перидермы (ещё одна укрывная ткань). Сразу под этим слоем находится кора, образованная паренхимными клетками с крахмальными зёрнами и ситоподобными трубками флоэмы (являют собой ведущие элементы луба).

Под корой можно рассмотреть слой камбиальных клеток, от которого до центральной части клубня отходят ксилемные элементы.

В центральной части картофеля сосредоточено большое количество паренхимных сердцевинных клеток, а сама средина расходится к ним радиальными лучами. Паренхимные клетки клубневой части содержат в себе крахмальные зёрна, наибольшее количество которых сосредоточено во внутренней части коры и внешних слоях сердцевины.

Меньше всего этих элементов содержится в водянистых клетках центральной части сердцевины.

Биологические особенности

Биологические особенности роста и развития картофеля во многом зависят от сорта овоща, но в среднем первый урожай можно собирать уже через 80–150 дней, после высадки посадочного материла. Все клубни начинают своё развитие от латеральных подпочвенных почек, которые формируются при основании главного стебля. В максимально благоприятных условиях, в определённый момент удлинение столона останавливается, а находящиеся внутри его апикальной области клетки вначале расширяются, а затем начинают своё продольное деление.

Все вместе описанные процессы вызывают набухание субапикального участка столона, что внешне проявляется цветением растения (в редких случаях оно отсутствует).

Увеличиваясь в размерах, новые картофельные клубни накапливают белки и углеводы, по большей части представленные крахмалом. С их появлением метаболическая активность внутри клубня немного снижается, и он начинает играть роль обычного сосуда для хранения питательных веществ. В среднем, доля крахмала внутри овоща составляет не меньше 18% от его общей свежей массы.

После отмирания надземных побегов (зелёный цвет сменяется коричневым, а затем лозы полностью засыхают) можно приступать к сбору урожая, ведь клубни картофеля уже точно успели затвердеть и вероятность повреждения плодов во время сбора максимально снизилась.

Химический состав и пищевая ценность

Химический состав съедобной части картофеля во многом зависит от сорта культуры, условий её произрастания, ухода за растением и зрелости самых клубней. В среднем в процентном соотношении одна картофелина содержит в себе:

• 75% воды;
• 18% крахмала;
• 2% сырого белка (азотистых веществ);
• 1,5% сахаров;
• 1% клетчатки;
• 0,1% жиров;
• 0,2% титруемых кислот;
• 0,1% фенольных соединений;
• 0,6: пектиновых компонентов;
• 1,6% органических соединений (в частности, нуклеиновых кислот, гликоалкалоидов);
• 1,1% минеральных веществ.

При хранении собранного урожая количество содержащегося в клубнях крахмала снижается, что объясняется гидролитическим распадом его сахаров под воздействием пониженных температур в хранилище. Помимо уже указанных веществ, зрелые картофельные клубни полезны для человеческого организма ещё и высоким содержанием витаминов С, В1, В2, В6, К, РР.

Что же касается калорийности приготовленного картофеля, то в 100 г пюре содержится примерно 66 ккал, а старые клубни, приготовленные в мундире, характеризуются наличием 78–80 ккал.

Как развивается клубень картофеля

Принимая во внимание биологические особенности картофельных плодов можно чётко определить все стадии его развития. Как известно, картофелины образуются утолщениями корневищ (подземной стеблевой части), развивающимися в нижних листовых пазухах, поэтому в жизненном цикле картофеля различают несколько основных этапов:

1. Инициация и активный рост клубней.
2. Период покоя без существенных изменений характеристик основной части растения.
3. Прорастание, которое, в конечном счёте, приводит к последующей вегетативной генерации (под воздействием усилившегося клеточного метаболизма из глазков начинают появляться проростки).
4. После прорастания картофеля начинается формирование всех растительных частей культуры, происходит фотосинтез.

На образование новых клубней (будущего урожая) необходимо не меньше 30–60 дней с момента высадки семенного материала, после чего, в течение следующего 1-2 месяцев, новые плоды будут расти и развиваться до состояния полной зрелости.

Примечательно, что образование подземных частей многих сортов картофеля завершается тогда, когда почва прогревается до температуры +25…+27 °C.

Почему клубень картофеля следует считать видоизменённым побегом?

Если внимательно изучить ботаническое описание картофеля, то ответить на этот вопрос совсем не сложно. Все подземные побеги с формирующимися клубневыми утолщениями в верхушечной части, являются продолжением надземного стебля, поскольку берут своё начало от его основания. Однако ткани клубней во многом отличаются от тканей надземной части, поэтому об их вегетативном происхождении свидетельствует наличие на молодом картофеле недоразвитых, чешуеобразных листовых пластин. Отмирая, они оставляют на поверхности будущего урожая дугообразные отметины, с 2-3 почками внутри. Вместе с бровками такие следы формируют летки.

Дополнительным свидетельством того, что клубень можно рассматривать как видоизменённый побег, служит его способность к изменению цвета при воздействии солнечного излучения. Несмотря на отсутствие в плодах картофеля хлорофилла, они могут зеленеть не хуже листвы и надземной части стебля.

Вредители и болезни

Несмотря на то, какой сорт картофеля перед вами, он наверняка состоит из стандартного набора тканей, слегка отличающихся своей структурой. Правда, именно эти отличия часто влияют на устойчивость растения к разнообразным овощным недугам и вредителям, поэтому полностью исключить вероятность появления проблем невозможно.

Самыми частыми причинами нарушения развития культуры становятся:

1. Фитофтороз — заболевание, вызванное мицелиальным микроорганизмом Phytophthora infestans, который быстро распространяется в тканях листовых пластин и самых клубнях. Патоген долгое время сохраняется в растительных остатках с прошлого сезона и успешно зимует в почве, поэтому для предупреждения заражения культуры не стоит оставлять на огороде мусор, а саму почву перед морозами лучше перекопать. При сильном заражении, без фунгицидных составов обойтись не получиться, а значит стоит обратить внимание на современные препараты вроде «Ацидана», «Татту», «Бордосской смеси», приобрести которые можно в любом садоводческом магазине.
2. Спорангии. Этот недуг часто вызван воздействием на растение бесполых микроскопических спор, которые в благоприятных условиях очень быстро перемещаются по воздуху или воде. Попадая на листву картофеля, они высвобождают зооспоры, а те, в свою очередь, отправляют зародышевую трубку в ткани зелёной части растения. Внешне наличие проблемы заметно по коричневым пятнам, образующимся на разных участках листьев. Со временем такие участки растягиваются и приводят к активизации гнилостных процессов в эпидермисе растения.
3. Парша (обыкновенная и серебристая). В первом случае развитие проблемы вызывает патогенный микроорганизм Streptomyces scabies, а во втором растение страдает от Helminthosporium solani. Первыми признаками заболеваний считается появление на растении коричневых пятен неправильной формы и образование светло-коричневых участков на самих клубнях, которые быстро изменяют проходимость кожицы и нарушают влагообмен. Вкус поражённого картофеля может не отличаться от свойств здоровых экземпляров, но качество плодов всё равно будет снижено (обычно у инфицированного растения замедляется рост и мельчают клубни). Идеальными условиями для активного развития болезни будет повышенная влажность воздуха на фоне высокой температуры окружающей среды.
4. Ооспороз (парша бугристая) — ещё одна грибковая болезнь картофеля, возбудителем которой в данном случае является гриб Polyscytalum pustulans. Он изменяет состояние глазок на поверхности клубней и проявляется в виде округлых пустул, цвет которых практически не отличается от окраса основной поверхности здорового картофеля. Как и в предыдущих случаях, справиться с проблемой помогут своевременные профилактические мероприятия (например, соблюдение севооборота и своевременный уход за почвой) и использование фунгицидов.

Из вредителей, особенно опасными для картофельных насаждений считаются колорадский жук, фторимея (она же картофельная моль), нематоды и большая тля, чьё присутствие можно заметить по ухудшению состояния зелёной массы культуры. Кроме того, не меньше вреда ей приносят слизни, прокладывающие туннели внутри плодов и вызывающие их гниение.

Бороться с вредителями можно путём регулярного ручного сбора взрослых особей и личинок, а также с помощью специальных инсектицидов, вроде «Бомбардир», «Калипсо», «Каратэ Зеон».

Внимательно изучив особенности строения, роста и развития картофельных клубней, а также уделив внимание требованиям к выращиванию культуры, можно существенно снизить вероятность развития любой из перечисленных проблем, а всё что останется — наслаждаться вкусными и питательными картофельными плодами.

§ 3. Ткани растений и животных

Подробное решение Параграф § 3 по биологии для учащихся 6 класса, авторов Н.И. Сонин, В.И. Сонина 2015

1. Что такое ткань? Перечислите четыре типа животных тканей и пять типов растительных.

Ткань — это группа клеток, сходных по размерам, строению и выполняемым функциям. Клетки тканей соединены между собой межклеточным веществом. В растениях различают образовательную, основную, покровную, механическую и проводящую ткани, у животных — эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную ткани.

2. Рассмотрите рисунок на с. 20—21. Докажите, что он не противоречит информации о том, что различают четыре типа животных тканей.

У животных различают четыре типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную ткани.

На рисунке мы видим эпителиальную и нервную ткань.

Мышечная ткань представлена двумя видами – гладкой и поперечнополосатой (скелетной). Их основное свойство — возбудимость и сократимость.

К четвертому типу (соединительная ткань) относятся костная ткань, хрящ, жировая ткань, кровь. Несмотря на большое многообразие, все виды соединительной ткани объединяет одна особенность — наличие большого количества межклеточного вещества.

3.Какие ткани относятся к соединительным?

К этому типу относятся костная ткань, хрящ, жировая ткань, кровь и другие. Несмотря на большое многообразие, все виды соединительной ткани объединяет одна особенность — наличие большого количества межклеточного вещества. Оно может быть плотным, как в костной ткани, рыхлым, как в тканях, заполняющих пространство между органами, и жидким, как в крови.

4. Назовите особенности строения эпителиальной ткани.

Клетки её очень плотно прилегают друг к другу, а межклеточное вещество почти отсутствует. Такое строение обеспечивает защиту нижележащих тканей от высыхания, проникновения микробов, механических повреждений.

5. Какая ткань обеспечивает рост растений?

Рост растений обеспечивает образовательная ткань.

6. Из какой ткани состоит клубень картофеля?

Клубень картофеля состоит из основной ткани.

7. Используя текст и рисунки параграфа составьте схемы «Классификация растительных тканей» и «Классификация животных тканей».

8. Что такое кровь?

Кровь — это жидкая соединительная ткань, состоящая из плазмы и форменных элементов: эритроцитов (красные кровяные тельца), лейкоцитов (белые кровяные тельца), тромбоцитов (кровяные пластинки).

9. Каковы основные свойства мышечной ткани?

Основные свойства мышечной ткани — возбудимость и сократимость.

10. Как устроены нервные клетки?

Любая нервная клетка имеет тело и многочисленные отростки различной длины. Один из них обычно особенно длинный, он может достигать в длину от нескольких сантиметров до нескольких метров.

11. Каковы особенности строения образовательной ткани растительных организмов?

Образовательная ткань образована мелкими, постоянно делящимися клетками с крупными ядрами, в их цитоплазме совсем нет вакуолей.

12. В каких частях растения находится образовательная ткань?

Зародыш растения целиком состоит из образовательной ткани. По мере его развития большая её часть преобразуется в другие виды тканей, но даже в самом старом дереве остаётся образовательная ткань: она сохраняется на верхушках всех побегов, во всех почках, на кончиках корней, в камбии — клетках, обеспечивающих рост дерева в толщину.

13. Какая ткань обеспечивает опору тела растения и его органов?

Опору растению и его органам придаёт механическая ткань.

14. Назовите ткань, по которой в растениях передвигаются вода, минеральные соли и органические вещества.

Вода, растворённые в ней минеральные и органические вещества передвигаются по проводящим тканям.

15. Как особенности строения тканей связаны с выполняемыми ими функциями?

Особенности строения любой ткани позволяют выполнять определенные функции. Например, покровные ткани, если образованы мёртвыми клетками, то они имеют толстые и прочные оболочки, которые не пропускают ни воду, ни воздух. Они очень прочно соединены друг с другом. Так эти клетки обеспечивают защиту других тканей.

16. Какое значение для многоклеточного организма имеет специализация клеток?

Строгая специализация клеток необходима для выполнения многочисленных функций живого организма. Это повышает эффективность работу всего организма, усложняет его структуру и обеспечивает более сложные формы поведения.

Что такое клубень картофеля: ботаническое описание, развитие и применение

Научное название картофеля — паслен клубненосный. Но обычно и клубни, и растение в целом называют картошкой. Мы расскажем об анатомическом строении клубней картофеля. Эта информация поможет начинающим фермерам грамотно расходовать урожай и получать ценный посевной материал.

Что представляет собой клубень картофеля

Чем является клубень картофеля? Это вегетативное утолщение, или чрезмерно разросшаяся почка на корне растения, пригодная в пищу.

По сути клубень — это видоизмененный побег паслена клубненосного. Развивается на вершине столона — бокового побега с удлиненными междоузлиями и недоразвитыми листьями.

Как выглядит

В зависимости от сорта клубни бывают круглой, овальной, продолговатой и веретеновидной формы. Мякоть — белого, желтого, кремового, оранжевого цвета. Плотная кожица — розового, желтого, бежевого, коричневого или фиолетового цвета.

Интересно! У сорта картофеля Взрыв мякоть и кожица темно-фиолетового цвета с ореховым привкусом и ароматом.

Строение клубня

Мякоть состоит из утолщенной крахмалистой плотной ткани. Клубень покрыт пробковой корочкой, которая грубеет по мере старения (см. фото).

На заметку! Родина паслена клубненосного — Южная Америка, где он впервые был окультурен.

Внутреннее

Рассмотреть внутреннее строение картофелины можно только на свежем срезе. Подземный стебель в разрезе включает такие слои:

• эпидермис — опробкованные клетки перидермы;
• кора — паренхимные клетки с крахмальными зернами;
• камбий — камбиальные клетки с ксилемными элементами;
• сердцевина — паренхимные клетки с радиальными лучами.

Сердцевина содержит наименьшее количество крахмальных зерен. Это самая грубая часть мякоти.

Внешнее

Клубень — семенной материал для вегетативного размножения картофеля. На его поверхности располагается 7-15 глазков, по 3 почки с зачатками листьев и корешков в каждом. В рост идет исключительно центральная почка, из которой развиваются надземные побеги и корни.

Внимание! Если ростки из центрального побега повреждены, происходит замещение за счет боковых почек. Но такие побеги всегда слабее и плохо переносят неблагоприятные погодные условия в момент интенсивной вегетации.

Зависит ли от сорта

Общее строение клубня картофеля у всех сортов одинаковое. Различие лишь в окраске мякоти и кожицы картофелины и соотношении внутренних слоев по толщине.

Другие составляющие растения

Надземная часть картофеля включает:

1. Стебли. Прямостоячие, мясистые, с прижатыми волосками, высотой от 30 до 140 см. Обычно на кусте образуется 4-7 стеблей.
2. Листья. Прерывисто-непарноперисторассеченные, с 6-10 яйцевидными листочками заостренной формы. Гладкие с наружной и опушенные, ребристые с внутренней стороны. Расположены на стеблях по спирали.
3. Цветки. Пятичленные, собраны на верхушке в соцветия-завитки. Чашечка состоит из 5 чашелистиков. Венчик спайнолепестной, белого, желтого, розового, фиолетового цвета. После опыления пестика превращается в плод-ягоду.
4. Плод. Зеленая ягода, шаровидная, 1,5-2,2 см в диаметре, не пригодная в пищу.

Какая корневая система у картошки

Корневая система картофеля мочковатая, уходит на глубину 30-50 см от поверхности почвы. Максимального развития корни достигают в момент бутонизации куста, при полном созревания клубней постепенно отмирают.

Состоит из:

• первичных корней, которые образуются в начале прорастания клубней;
• пристолонных корней, расположенных группами по 4-5 шт.;
• столонных корней.

Клубень картофеля представляет собой утолщенный и укороченный стебель, покрытый защитной пробковой тканью.

Сколько семядолей

Картофель относится к классу двудольных. При прорастании семя образует две семядоли.

Биологические особенности клубня

Образование новых клубней происходит в нижних листовых пазухах и занимает 40-70 дней с момента посадки.

Как образуется

Начало прорастания картофелин характеризуется активацией клеточного метаболизма для формирования вегетативной массы растения. Куст формирует до 20-30 клубней, но только 5-15 из них превращаются в полноценные, сохранив все сортовые характеристики.

Алгоритм развития

Развитие разделяют на условные периоды:

1. В процессе фотосинтеза зеленая часть растения накапливает питательные вещества и отправляет их в корневую систему, благодаря чему образуются клубни на 30-45 день посадки.
2. Из латеральных подпочвенных почек развиваются столоны.
3. С наступлением благоприятных условий наступает инициация, прекращается удлинение столона.
4. В фазе цветения субапикальная часть столона набухает, что приводит к накапливанию крахмала и белка.
5. По истечении 3-4 недель общая метаболическая активность снижается, лозы отмирают.
6. Кожица утолщается, скорость клеточных процессов подавляется.

В момент сбора урожая клубни готовы к длительному хранению в подвальных условиях.

Почему считается видоизмененным побегом

Столоны с клубневыми утолщениями в верхушечной части — это продолжение надземного стебля. Однако строение ткани клубня отличается от строения тканей надземной части. Наличие чешуеобразных листовых пластин свидетельствует об их вегетативном происхождении.

Дополнительное доказательство того, что клубень можно считать побегом — его способность к позеленению. Под воздействием солнечного цвета картофелины быстро меняют окраску, несмотря на отсутствие хлорофилла в клетках.

Какие болезни и вредители угрожают клубням картошки

Паслен клубненосный поражают такие заболевания:

1. Фитофтороз — грибковая инфекция, которая успешно зимует в грунте и на урожае в холодном помещении. Проявляется черными пятнами. Метод борьбы — опрыскивание насаждений препаратами «Ацидан», «Татту», бордоская смесь.
2. Фомоз — вдавленные пятна на поверхности диаметром до 3 см. Приводят к гниению и растрескиванию картофелин. Метод борьбы — опрыскивание средствами «Триходермин», «Фитодоктор», «Фитоспорин».
3. Ооспороз — округлые пустулы на кожице, повреждающие глазок. Препараты для борьбы — «Ремонталь», «Старк», «Док про».

Самые известные вредители картофеля — колорадский жук, нематода, медведка, слизни. В борьбе с вредителями помогут инсектициды — «Актара», «Актофит», «Бинго Миледи».

Химический состав и свойства

Химический состав зависит от сорта картофеля, качественного состава почвы в месте произрастания и степени зрелости.

Картофельные клубни содержат:

• 73% воды;
• 15% крахмала;
• 2% сырого белка;
• 5,5% сахаров;
• 1% клетчатки;
• 0,1% жиров;
• 0,5% пектиновых компонентов;
• 0,3% титруемых кислот;
• 0,1% фенольных соединений;
• 1,5% органических соединений;
• 1,2% минеральных веществ.

Пищевая ценность

Калорийность картофеля, отваренного в кожице, достигает 70 ккал. В измельченном виде (пюре) — 60-65 ккал на 100 г.

Основное питательное вещество — сложный углевод крахмал. В отделах ЖКТ он расщепляется и превращается в глюкозу, которая при окислении выделяет энергию. В среднем содержание крахмала варьируется в пределах 15-25%.

В картофеле много клетчатки и пектинов, которые не раздражают слизистую желудка и тонкого кишечника. В мякоти есть витамины С, В1, В2, В6, К, РР, калий, натрий, железо, магний, медь, цинк, марганец, йод.

Польза и вред картофеля

В 100 г картофеля содержится:

• 400 мг калия, который необходим для работы сердечной мышцы и нормализации водного обмена в организме;
• 20 мг витамина С, или аскорбиновой кислоты, которая отвечает за состояние иммунитета и общую сопротивляемость вирусным заболеваниям, предотвращает цингу;
• до 2% легкоусвояемого белка туберина (100% усвояемость организмом).

Вред организму может нанести употребление в пищу зеленых картофелин, которые под воздействием солнечных лучей интенсивно накапливают соланин — яд, вызывающий отравление.

Применение клубней

Картофель возделывают как однолетнюю культуру. Основная масса выращенного урожая используется для приготовления пищи. Помимо этого картофелины пригодны для кормления домашних животных, производства этанола и пищевого крахмала.

Это интересно:

Заключение

С позиции биологической классификации, клубень считается вегетативным утолщением на корне. Это не плод паслена клубненосного, но он используется для размножения растения. Простая технология выращивания и высокая питательная ценность определили его важное место в рационе человека.

Источники:

http://fermer.blog/bok/ogorod/kartofel/botanika-kartofel/2496-opisanie-i-stroenie-klubnya-kartofelya.html

http://resheba.me/gdz/biologija/6-klass/sonin/3

Что такое клубень картофеля: ботаническое описание, развитие и применение