В чем отличие лубяных волокон от древесных: Механические ткани

Содержание

10Билет

1. Механические ткани. Разнообразие, строение, функции.

Механические ткани:

  • Колленхима — это первичная механическая ткань, которая может располагаться под эпидермисом в составе первичной коры

стебля (подсолнечник), в черешках листьев (тыква), в листовых подушках (злаки), реже в корнях (капуста). Субэпидермальное развитие колленхимы способствует формированию ребристости стебля, как у тыквенных, яснотковых, мареновых. Упругие свойства колленхимы проявляются при тургорном состоянии клеток.Колленхима образуется живыми, многогранными прозенхимными клетками длиной до 2 мм, с тупыми или скошенными концами, с неравномерно утолщенными клеточными оболочками, которые содержат много целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина и воды. Эта неравномерность обеспечивает хорошую упругость клетки и не препятствует её росту. В зависимости от характера утолщения колленхима бывает уголковой, пластинчатой и рыхлой.В клетках уголковой колленхимы вторичные утолщения, как в черешках листа свеклы, располагаются в уголках клетки и проходят вдоль неё в виде продольных тяжей. У пластинчатой колленхимы, характерной для стеблей и черешков листьев астровых, целлюлоза равномерно откладывается на всей поверхности противоположных клеточных оболочек, расположенных тангентально к поверхности органа. Другие оболочки остаются относительно тонкими. Рыхлая колленхима отличается хорошим развитием межклетников, к которым обращены утолщенные оболочки клеток. Эта ткань встречается в стебле ваточника, черешке листа лопуха.

прочность выше, чем у колленхимы, и близка к прочности инструментальной стали. По происхождению склеренхима бывает первичной, если образуется из перицикла или прокамбия, и вторичной, если образуется из камбия. Клетки сформировавшейся склеренхимы мертвые, длинные, узкие, имеют толстую вторичную оболочку и плотное сложение и называются волокнами.В зависимости от клеточного строения и местонахождения склеренхима подразделяется на лубяные и древесинные волокна.Лубяные волокна могут иметь перициклическое или камбиальное происхождение. Лубяные волокна перициклического происхождения располагаются в стебле либо сплошным кольцом непосредственно под эпидермисом (кукуруза и другие злаки), либо под первичной корой (купена), либо отдельными тяжами в коре (лен), либо в виде блоков над проводящими пучками (бобовые и другие травянистые двудольные). Лубяные волокна камбиального происхождения входят в состав вторичной коры и хорошо развиты у древесных растений (яблоня, липа и др.).Клетки лубяных волокон тонкие, с утолщенными целлюлозными оболочками. Их длина достигает у конопли — 40 мм, крапивы — 55, льна — 60 и у рами — 350 мм. При этом коэффициент прозенхимности (отношение длины к ширине клетки) составляет у конопли — 750, у льна — 1000, у рами — более 2000. Клетки лубяных волокон собраны в тяжи цилиндрической формы, именуемые техническими волокнами. Они характеризуются высокой прочностью, гигроскопичностью и низкой теплопроводностью. Используются для изготовления тканей (лен), канатов (новозеландский лен), веревок (манильская пенька), рогож, мочал.Технические качества лубяных волокон зависят от сорта, уровня применяемых технологий выращивания растений и переработки сырья.Древесинные волокна входят в состав древесины и, как правило, образуются камбием. Их мертвые клетки короче и толще лубяных, имеют плотное сложение. Целлюлозные оболочки клеток толстые, пропитаны лигнином, отличаются большой прочностью и твердостью. В частности твердой древесиной выделяются граб, дуб, железное дерево, ясень. Благодаря высокой прочности древесинных волокон стебли многих растений имеют многостороннее техническое использование.

мощное развитие клеточных оболочек, пропитанных лигнином, наличие в них простых пор. По мере развития оболочек клетки отмирают. Среди склереид выделяют каменистые клетки, или брахисклереиды, и ветвистые клетки, или астеросклереиды.Каменистые клетки округлые, имеют плотное сложение. Они могут располагаться группами в мякоти плодов груши, айвы, в корнях хрена. Кроме того, каменистые клетки могут образовывать сплошной слой как в косточке (эндокарпе) у сливы и других косточковых пород.Ветвистые клетки имеют разветвленную, звездчатую форму. Они располагаются поодиночке в листьях чая, маслины, камелии, в воздухоносной паренхиме стеблей водных растений, где выполняют опорную функцию.Развитие механических тканей зависит от многих эндогенных и экзогенных факторов. Под влиянием разных наборов генов формируется число и размеры клеток, фитогормоны участвуют в регулировании инкрустации оболочек лигнином. Погодные и почвенные условия, а также условия питания растений имеют большое значение в развитии механических тканей, что должно учитываться в агрономической практике.

Ткани стебля – 3 (ткани и их расположение в стебле древесных растений).

1. Перидерма – вторичная покровная ткань.

2.    Трахеиды и сосуды, их сравнительный анализ.

3.    Лубяные и древесинные волокна.

4.    Особенности не пучкового строения проводящих тканей.

5. Формирование первичных и вторичных тканей.

Перидерма – это сложная, многослойная вторичная покровная ткань стеблей и корней многолетних (реже однолетних) растений. Перидерма сменяет первичные покровные ткани осевых органов, которые постепенно отмирают и слущиваются. В основе перидермы стебля лежит вторичная меристема – феллоген, который в свою очередь развивается из остатков эпидермы и клеток основной ткани.

Феллоген может закладываться отдельными участками, позднее сливающимися, либо сразу по всей окружности органа. Прежде всего, образуется ряд инициальных клеток таблитчатой формы. Позднее инициальные клетки периклинально делятся, формируя два ряда меристематических клеток. Внутренний ряд дифференцируется как феллодерма (живые паренхимные клетки) и далее не делится. Наружный ряд в ходе серии периклинальных делений формирует различное количество слоёв пробки. Этот ряд длительное время сохраняет меристематическую активность. Пробка, феллоген и феллодерма образуют перидерму. По мере того как формируется перидерма зелёный цвет побегов переходит в бурый. К осени побели первого года, покрытые перидермой способны выдержать зимние морозы.

   У корней основой образования феллогена может быть перицикл.

Перидерма покрывает многолетние части растения: стебли, корни, подземные побеги, видоизменённые корни.          

У большинства двудольных и голосеменных перидерма обычно появляется в течение первого вегетативного периода в тех частях корня и побега, которые прекратили рост в длину.

Функция перидермы:

1. предотвращение потери влаги внутренними тканями

2. защита от механических повреждений

3. защита от морозов.

Перидерма – это сложная ткань, состоящая из пробки, феллогена и феллодермы.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

 Пробка образована самыми наружными клетками, расположенными в несколько рядов. Их вторичные клеточные стенки пропитываются суберином, теперь оболочка не пропускает влагу, и протопласты такой клетки отмирают. Эти клетки заполняются воздухом и обеспечивают защиту от незначительных морозов. Т. к. клетки пробки мёртвые, они постоянно слущиваются с поверхности органа под действием факторов внешней среды. Одновременно с этим идёт образование новых слоёв пробки из феллогена – второго компонента перидермы.

 Феллоген – это 2-3 слоя живых меристематических клеток, которые делятся и откладывают кнаружи от себя новую пробку. Внутрь от себя они откладывают клетки феллодермы.

Феллодерма – третий компонент перидермы. Клетки феллодермы всегда живые, они проводят органические вещества к феллогену.

 Живые ткани, лежащие под пробкой, нуждаются в газообмене и удалении избытка влаги. Поэтому в перидерме довольно рано образуются чечевички  отверстия, заполненные рыхлой выполняющей тканью, состоящей из закруглённых паренхимных слабоопробковевших клеток с многочисленными межклетниками. На зиму чечевички «закрываются» за счёт ряда клеток пробки, откладываемых феллогеном.

Корка.

На стволах старых деревьев может формироваться третичная покровная ткань – корка. В многолетних осевых органах двудольных и хвойных растений обычно развивается несколько перидерм. Каждая последующая перидерма закладывается глубже предыдущей. Со временем живые клетки наружных перидерм и клетки, располагающихся между ними тканей отмирают, образуя мощный покровный комплекс – корку. В отличие от более или менее гладкой перидермы корка часто трещиноватая и неровная. У древесных пород корка начинает закладываться в зрелом возрасте; у сосны в 8-10 лет, у дуба – в 25-30 лет. Корка защищает растение от:

1. механических повреждений

2. лесных низовых пожаров

3. резкой смены температур

4. ожогов прямыми солнечными лучами

5. проникновения патогенных микроорганизмов.

Трахеиды и сосуды, их сравнительный анализ.

Трахеиды – эволюционно более древние проводящие элементы (они характерны дл споровых растений и голосеменных, впрочем, у некоторых голосеменных есть и сосуды). Они представлены узкими длинными клетками со скошенными концами. Трахеиды обязательно имеют вторичную клеточную стенку, которая подвергается лигнификации, а это приводит к отмиранию протопласта. В трахеидах перемещение воды из клетки в клетку происходит через поры во вторичной клеточной стенке, и наличие поперечных перегородок несколько замедляет движение воды в вертикальном направлении.

Длина трахеид в среднем составляет 1-4мм, диаметр не превышает десятых и даже сотых долей миллиметра. Стенки трахеид одревесневают и несут простые или окаймлённые поры, через которые происходит фильтрация растворов, с помощью которой осуществляется дальний транспорт. Впрочем, боковые стенки трахеид в определённой степени водопроницаемы, что способствует осуществлению ближнего транспорта. Большая часть окаймлённых пор находится около окончаний клеток, т.е. там, где растворы просачиваются из одной трахеиды в другую.

Трахеи (сосуды) появились в ходе эволюции несколько позднее, они характерны для цветковых растений. Сосуды развиваются из вертикального ряда живых клеток. По мере отложения вторичной клеточной стенки и её лигнификации протопласт отмирает, и разрушаются поперечные перегородки между соседними клетками. Поэтому зрелый функционирующий сосуд представляет собой полую трубку, в котором вода с растворёнными минеральными веществами не встречает никаких препятствий.

Сосуды – полые трубки, состоящие из отдельных члеников, располагающихся друг над другом. Между члениками одного и того же сосуда имеются разного типа сквозные отверстия – перфорации. Благодаря перфорациям, вдоль всего сосуда свободно осуществляется ток жидкости. Сосуды могут состоять из огромного числа члеников, так что общая длина сосуда может достигать нескольких метров. Диаметр же варьирует от 0,2мм до 1мм.

 Эволюционно сосуды видимо произошли из трахеид путём разрушения замыкающих плёнок пор и последующего их слияния в одну перфорацию. Концы трахеид первоначально сильно скошенные заняли горизонтальное положение, а сами трахеиды стали короче и превратились в членики сосудов.

Отложение вторичной клеточной стенки в трахеидах и сосудах происходит неравномерно, и в результате этого могут формироваться кольчатые лубяные и древесинные волокна. Эти волокна состоят из склеренхимы.  Склеренхима состоит из очень вытянутых клеток с одревесневшими (лигнифицированными) и равномерно утолщёнными оболочками. Склеренхимные клетки имеют оболочки, по прочности близкие к стали, и маленькую полость клетки.

Первичная cклеренхима возникает в первичной коре из первичной меристемы (из клеток прокамбия), вторичная – из клеток камбия.

Склеренхима в зависимости от формы клеток подразделяется на две группы: волокна и склереиды. Склеренхимные волокна (сильно вытянутые веретёновидные клетки с заострёнными концами) в исключительных случаях достигают нескольких десятков сантиметров длины (рами).

 Древесинные волокна (либри форм) находятся во вторичной древесине и древесинной части сосудисто-волокнистого пучка. Они состоят из вытянутых(0,5-1,5мм) толстостенных одревесневших мёртвых клеток. Либриоформ придаёт древесине деревьев твёрдость и прочность.

 Волокна, входящие в состав флоэмы, носят название лубяных волокон. Они достигают в длину несколько сантиметров и даже метров. Лубяные волокна находятся среди основной ткани луба коры и в лубяной части сосудисто-волокнистого пучка. Лубяные клетки имеют настолько утолщённую слоистую оболочку, что на поперечном разрезе полость клетки представляется точкой. Лубяные волокна у разных видов растений имеют различную длину: лён – 4-60мм, конопля – 8-40мм, крапива – 5-55мм, рами – 5-350мм.

 Оболочки лубяных волокон у некоторых видов растений не одревесневают или одревесневают в слабой степени, сохраняя гибкость и упругость, и являются чрезвычайно прочными. Они используются в качестве прядильного материала (лён, конопля). У других видов растений лубяные клетки более или менее одревесневают, и составленное ими волокно является не столь упругим (липа).

4. Особенности непучкового строения проводящих тканей

5. Формирование первичных и вторичных тканей

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

ДРЕВЕСИНА КАК ХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ. ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ. II. АНАТОМИЯ ДРЕВЕСИНЫ КАК ФАКТОР ЕЕ ХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ISSN 2542-1468, Лесной вестник /Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 6. С. 103-112. © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Древесина как химическое сырье… Лесная биотехнология

УДК 674.03; 676 DOI: 10.18698/2542-1468-2020-6-103-112

ДРЕВЕСИНА КАК ХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ. ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ II. АНАТОМИЯ ДРЕВЕСИНЫ КАК ФАКТОР ЕЕ ХИМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

Г.Н. Кононов, В.Д. Зайцев

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1 [email protected]

Проанализирована история изучения анатомии и морфологии древесных растений. Рассмотрены особенности строения основных анатомических элементов, свойственных древесине лиственных и хвойных древесных пород. Приведены сведения о влиянии особенности строения анатомических элементов на свойства волокнистых полуфабрикатов и получаемых из них различных видов бумаги и картона. Показано влияние строения древесины различных пород на свойство углей, получаемых в результате их пиролиза. Охарактеризованы особенности процессов проникновения жидких реагентов в древесину как природную гетерокапиллярную систему.

Ключевые слова: древесина, сердцевина, ядро, заболонь, луб, анатомические элементы, клеточные стенки

Ссылка для цитирования: Кононов Г.Н., Зайцев В.Д. Древесина как химическое сырье. История и современность. II. Анатомия древесины как фактор ее химической активности // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 6. С. 103-112. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-6-103-112

В химических технологиях переработки древесины большое внимание традиционно уделялось особенностям строения и функциональной активности соединений, образующих клеточную стенку. Однако активность древесинного вещества в различных химико-технологических процессах обусловлена не только химическим строением компонентов лигноуглеводного комплекса, но и особенностями анатомического строения растительных тканей.

Анатомическое строение растений интересовало человека издавна. Современник Платона и Аристотеля — древнегреческий философ Теоф-раст — впервые описал анатомическое строение стеблей растительных организмов, охарактеризовав их макростроение и выделив сердцевину, древесину и кору.

Дальнейшие исследования строения растений продолжились только с изобретением микроскопа, что позволило подробнее изучить древесные ткани и их клеточное строение. Впервые наличие клеток зафиксировал английский физик Р. Гук, который в труде «Микрография или физиологическое описание мельчайших тел, исследованных с помощью мельчайших стекол», опубликованной в 1665 г., описал пробковые ткани, исследованные с помощью сконструированного им же микроскопа, при этом обнаружив полости в их структурах, которые назвал клетками.

Основоположниками анатомии растений как науки являются итальянский ученый М. Маль-пиги и английский ученый Н. Грю. Оба, работая

«Древесина представляет сложное вещество, как в анатомическом, так и в химическом отношении»

Л. Уайз, 1926 г.

самостоятельно, представили доклады по анатомии растений в Лондонском королевском обществе в 1671 г. М. Мальпиги описал строение коры, стебля, ветвей, почек и т. д., а также строение и форму сосудов, названых им трахеями. Н. Грю ввел в научный оборот термин «растительная ткань», разделив клетки и ткани на прозенхимные (от греч. pros — возле и enchyma—налитое, наполняющее) и паренхимные (от греч. para — рядом) [1].

Цель работы

Продолжение рассмотрения методов компонентного анализа лигноуглеводного комплекса древесины на историческом фоне изучения химического строения ее основных компонентов [2].

Клеточные элементы древесины

В начале XIX в. в связи с совершенствованием микроскопической техники познания в анатомии растений продвинулись вперед. К настоящему времени строение древесных растений изучено достаточно подробно и многие накопленные знания являются неоспоримыми.

Основными клеточными элементами древесины хвойных древесных растений являются тра-хеиды. Трахеиды (от лат. tracheia — дыхательное горло) — вытянутые прозенхимные клетки со слегка суженными и обычно тупыми окончаниями. Трахеиды представляют собой продольную систему древесины, а на торцевых срезах они располагаются концентрическими рядами — годичными кольцами, представляющими собой

продолжение таких же рядов клеток камбиальной зоны [3]. Живые паренхимные клетки в хвойной древесине немногочисленны, так как хвойные породы накапливают часть питательных веществ в хвое. Паренхимные клетки представляют собой округлые или многогранные тонкостенные клеточные элементы, составляющие основу сердцевинных лучей (лучевая паренхима), сердцевины, камбия, прикамбиальной зоны и луба (вертикальная паренхима). К живым клеткам относятся эпителиальные клетки, выстилающие внутреннюю поверхность таких образований, как смоляные ходы, и продуцирующие физиологическую смолу. Смоляные ходы характерны только для хвойных древесных пород, в лиственных их нет. Различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы, последние иногда располагаются в многорядных сердцевинных лучах. Смоляные ходы заполнены физиологической смолой, выполняющей роль антисептика при ранении дерева.

Древесина лиственных пород в отличие от древесины хвойных пород состоит из большого количества анатомических элементов и их переходных форм, расположенных менее упорядочен-но. Проводящую функцию у лиственных пород выполняют в первую очередь сосуды, а также трахеиды (волокнистые или сосудистые).

Сосуды — специализированные водопрово-дящие элементы, занимают довольно большую часть объема ствола [4]. Сосуды представляют собой длинные вертикальные трубки, состоящие из члеников — отдельных коротких клеток с широкими полостями и тонкими стенками [5]. Анатомические элементы лиственных пород трансформировались из анатомических элементов древних голосеменных растений, их отличительной особенностью является наличие таких специализированных водопроводящих элементов, как сосуды [6]. Сосуды образовались путем срастания нескольких трахеид с последующим исчезновением клеточных стенок между ними. Внутри сосудов иногда образуются выросты — тиллы, содержащие большое количество таннинов. Промежуточным элементом между трахеидой и сосудом принято считать сосудистую трахеиду — неперфорированную клетку с признаками и механического волокна, и сосуда [7]. Сосудистые трахеиды — элементы, которые являются переходной формой между типичными трахеидами и сосудами и содержатся в древесине в небольшом количестве, но обнаруживаются не у всех пород.

Волокна либриформа (от лат. «libri» — лыко и «forma» — вид) образуют механическую ткань, занимая наибольшую долю древесины ствола лиственных пород. Представляя собой типичные клетки древесины лиственных, они в процессе

эволюционного развития образовались из тра-хеид голосеменных древесных растений. В этом эволюционном процессе совершенно отчетливо прослеживаются два направления: 1) утолщение клеточных стенок; 2) увеличивающаяся редукция окаймленных пор в них [7].

Паренхимных клеток в лиственной древесине значительно больше, чем в хвойной (иногда более 30 %) и сосредоточены они в основном в сердцевинных лучах. В древесине тропических лиственных пород иногда присутствуют образования, называемые камедными ходами (аналогичные смоляным ходам хвойных), полости которых заполнены веществами углеводного характера — камедями.

Основные анатомические элементы хвойных и лиственных древесных растений представлены на рис. 1 и 2 [4], а их характеристики в табл. 1-3 [8].

Древесина хвойных пород

Луб хвойных пород

л

ё А

о

А

Рис. 1. Основные анатомические элементы хвойных пород Fig. 1. The main anatomical elements of conifers

Древесина лиственных пород

Луб

лиственных пород

«

‘ s

— 1 [

Ё 4

N Й & к

. 1 «

4 о s

— §

и

Рис. 2. Основные анатомические элементы древесины

лиственных пород Fig. 2. The main anatomical elements of hardwood

Таблица 1

Содержание анатомических элементов древесины относительно объема (%) The content of the anatomical elements of wood by volume, %

Анатомические элементы Хвойная древесина Лиственная древесина

пределы колебаний среднее значение пределы колебаний среднее значение

Волокна трахеиды волокна либриформа 89…96 92 — —

— — 36.76 56

Сосуды — — 10.34 22

Сердцевинные лучи 5.7,5 6,2 11.28 15

Вертикальная паренхима 1.2 1,3 2.12 7

Смоляные ходы 0,1.0,9 0,5 — —

Таблица 2

Содержание анатомических элементов древесины относительно площади поперечного сечения (%) The content of anatomical elements of wood from the cross-sectional area,%

Вид Волокна Сосуды Сердцевинные лучи Вертикальная паренхима Смоляные ходы

Ель европейская 95,3 — 4,7 — 0,5

Сосна обыкновенная 93,1 — 5,5 1,4 0,5

Береза бородавчатая 64,8 24,7 10,5 — —

Осина 60,9 26,4 12,7 — —

Дуб черешчатый 44,3 39,5 16,2 — —

Бук европейский 37,4 31,0 27,0 4,6 —

Хлопковое дерево 29,7 7,7 21,3 41,3 —

Примечание. Максимальные значения величин выделены жирным шрифтом.

Таблица 3

Размеры анатомических элементов древесины Dimensions of anatomical elements of wood

Вид Трахеиды Волокна либриформа Членики сосудов

длина, мм ширина, мкм длина, мм ширина, мкм длина, мм ширина, мкм

Ель европейская 3,4 (1,1.6,0) 31 (21.40) — — — —

Сосна обыкновенная 3,1 (1,8.4,5) 35 (14.46) — — — —

Береза бородавчатая — — 1,2 (0,8.1,6) 28 (20.36) 0,84 —

Осина — — 1,0 (0,4.1,9) 18 (10.27) 0,67 —

Секвойя гигантская 6,1 (2,9-9,3) 57 (50-65) — — — —

Нисса лесная — — 1,8 (0,8.2,7) 26 (20..32) 1,11 —

Ликвидамбар смолоносный — — 1,7 (1,0.2,5) 30 (20.40) 1,32 —

Дуб скальный — — 1,1 (0,6.1,6) 20 (10.30) 0,2 (15.500)

Стенки прозенхимных клеточных элементов и хвойных (трахеиды), и лиственных (волокна ли-бриформа, членики сосудов) не являются сплошными, в них присутствуют отверстия округлой

или щелевидной формы (простые поры), либо отверстия с клапаном, т. е. окаймленные поры. Окаймленная пора — это камера, внутри которой на пористой мембране (маргинальная зона)

расположен клапан (торус), закрывающий поочередно отверстия (порус) с одной или с другой стороны, уравновешивая давление жидкости между соседними клетками.

Анатомия коры

Строение коры коренным образом отличается от строения древесины. Большинство клеток луба — живые. В их состав входят ситовидные клетки, ситовидные трубки и паренхимные клетки округлой формы.

В лубе проводящими элементами являются относительно узкие ситовидные клетки, с заостренными концами, расположенные вертикальными рядами. В лиственных породах аналогичную функцию выполняют ситовидные трубки, состоящие из отдельных элементов. Стенки ситовидных клеток и элементов ситовидных трубок перфорированы, поперечные перегородки элементов ситовидных трубок (ситовидные пластинки) имеют крупные поры. Ситовидные клетки и элементы ситовидных трубок — это живые клетки с плазматическим содержимым, но без ядра. Содержимое клеток связано тонкими плазматическими нитями (плазмодесмами), которые проходят через поры.

Паренхимные клетки округлой формы образуют основную массу ткани флоэмы. Они образуют как вертикальную, так и лучевую паренхиму. Лубяные лучи являются непосредственным продолжением сердцевинных лучей и выполняют функцию проведения продуктов метаболизма в радиальном направлении. На некотором расстоянии от камбия радиальное расположение лучей нарушается, они принимают волнистый вид, и в результате увеличения числа клеток могут расширяться и во внешней части луба принимать аркообразную форму.

Луб хвойных пород пронизывают смоляные ходы, окруженные эпителиальными клетками.

К прозенхимным клеткам луба относятся лубяные волокна, представляющие собой длинные (1.. .3 мм) толстостенные клетки с заостренными перекрывающими друг друга концами, которые располагаются тангециальными рядами, и каменистые клетки (склереиды) многогранной формы. Луб хвойных пород содержит значительно меньше лубяных волокон (пихта — 5 %), чем каменистых клеток (сосна — 26 %). Луб, лиственных более однороден по содержанию — лубяных волокон (ива — 23 %) и каменистых клеток (бук — 24 %). В лубе заметны сезонные изменения размеров клеток, аналогичные образованию ранней и поздней древесины, и временные, связанные с их старением, подобно образованию ядровой древесины. Стенки лубяных волокон в основном состоят из целлюлозы и гемицеллюлоз.

Внешний слой коры (корка) представляет собой в основном мертвую ткань, для которой

характерно сплющивание ситовидных клеток и трубок и расширение клеток вертикальной паренхимы. Этот процесс называется облитерацией. Облитерированную флоэму прерывают имеющие неправильную форму слои перидермы, которая содержит вновь образовавшиеся камбиальные клетки. Перидерма состоит из трех слоев: пробкового камбия — феллогена, феллемы — слоя пробковых клеток, образованных феллогеном с внешней стороны, феллодермы — слоя клеток, в том числе и паренхимных, образованных фелло-геном с внутренней стороны. Стенки пробковых клеток тонкие и состоят из трех слоев: наружного лигнифицированного, внутреннего целлюлозного и срединного, содержащего специфические для пробковой ткани вещества — суберин, таннины, а в полостях весенних клеток корки березы содержится мелкозернистое вещество белого цвета — бетулин (лат. ВеШ1а — береза) [8].

Лигнификация клеточной стенки и ее строение

Характерная особенность растительных клеток — рост путем растяжения — связана с наличием способной к растяжению прочной оболочки и центральной вакуоли, объем которой в процессе жизнедеятельности может многократно увеличиваться. Это приводит к образованию чрезвычайно вытянутых в одном направлении прозенхимных клеток. Их длина превышает диаметр в десятки, а иногда и в сотни раз. В процессе роста таких клеток наряду с увеличением их длины происходит утолщение их клеточной оболочки за счет отложения в них продуктов метаболизма, в том числе и гидрофобного характера (в первую очередь лигнина). Лигнификация клеточной оболочки обусловливает постепенное отмирание прозенхимной клетки, превращая ее в древесное волокно со сложным слоистым строением клеточной стенки.

С помощью электронного микроскопа была открыта тонкая структура клеточных стенок древесных клеток (рис. 3). На ранней стадии развития клетки — сразу после ее деления и в период роста — протоплазма находится внутри тонкой оболочки, называемой первичной стенкой (Р). Ее толщина в сухом состоянии не превышает 30 нм, а в природном (набухшем) — 100 нм, но многократно увеличивается в процессе роста клетки.

Межклеточное вещество, соединяющее соседние клетки после прекращения их роста в древесную ткань, носит название истинной срединной пластинки (М). В связи с незначительной толщиной первичных стенок даже мертвых клеток и истинной срединной пластинки между ними их часто рассматривают вместе и называют сложной срединной пластинкой (Р + М + Р) (см. рис. 3).

По окончании роста клетки ее стенка утолщается в результате откладывания продуктов биосинтеза во вторичную стенку (5). Вторичная стенка состоит из трех слоев: 51 — наружного, 52 — среднего и 53 — внутреннего, отличающихся оптическими свойствами и толщиной (табл. 4).

Межклеточное вещество истинной срединной пластинки имеет однородную структуру и состоит преимущественно из лигнина. Первичная и слои вторичной стенки построены из разнонаправленных целлюлозных волоконцев (фибрилл). Промежутки между ними заполнены гемицел-люлозами и лигнином. Очень тонкая третичная стенка (и гранулярный слой) образуется при отмирании протопласта, и содержит вещество, находящиеся в нем.

Анатомия древесины и ее химико-технологические свойства

Анатомическая структура используемой древесины оказывает влияние на свойства получаемых из нее волокнистых полуфабрикатов, а значит, на свойства бумаги и картона, изготовляемых на их основе.

С производством волокнистых полуфабрикатов неразрывно связана диффузия различных реагентов в толщу клеточной стенки древесины. На скорость варочных процессов при получении целлюлозы оказывает большое влияние анатомическая структура древесины и морфология древесных волокон.

Первоначальное проникновение варочных растворов в древесину происходит через открытые концы люменов перерезанных анатомических элементов, главным образом трахеид у хвойной и сосудов у лиственной древесины, находящихся на поверхности щепы. Дальнейшее распространение растворов в полости глубже расположенных тра-хеид у хвойных осуществляется через окаймленные поры, чему способствуют также смоляные ходы и сердцевинные лучи.

Наблюдая за морфологическими изменениями в процессе варки древесины исследователи [10] приходят к выводу о том, что в результате воздействия сульфитной варочной кислоты прежде всего разрушается истинная срединная пластинка, о чем свидетельствует ее набухание и более быстрая по сравнению со слоями клеточной стенки делигнификация.

Микроскопическое исследование В. Бюхнера [10] позволило ему сделать вывод о том, что при сульфитной варке делигнификация в сложной срединной пластинке происходит интенсивнее, чем во вторичной стенке. В сульфатной же целлюлозе, полученной из хвойной древесине, обнаружено значительное количество равномерно распределенного в клеточной стенке остаточного лигнина.

Рис. 3. Схема строения и микрофотография клеточной стенки древесной клетки [9]: M — срединная пластинка; P — первичная оболочка; S1 — наружный слой вторичной оболочки; S2 — средний слой вторичной оболочки; S3 — внутренний слой вторичной оболочки; W — наросты

Fig. 3. Scheme of the structure and micrograph of the cell wall of a wood cell [9]: M — middle plate; P — primary shell; S1 — outer layer of the secondary shell; S2 — middle layer of the secondary shell; S3 — inner layer of the secondary shell; W — growths

Таблица 4

Толщина и соотношение слоев стенок весенних трахеид ели

Thickness and ratio of wall layers of spring tracheids of spruce

Слой

S1

S

Толщина, мкм

0.23 0 34

0,12…0,35

1.77…3.

0,1.0,15

Соотношение (%) слоев, %

7,0.14,2

5,2…101

73,3.84,0

2,7.4,2

В результате различных условий варки сульфатная и сульфитная целлюлозы отличаются распределением остаточного лигнина в волокнах. Как отмечает Ю.Н. Непенин [17], у сульфатной целлюлозы как лигнин, так и гемицеллюлозы распределены равномерно по толщине клеточной стенки волокна и относительно трудно доступны, чем и объясняется сложность отбелки, плохая реакционная способность и нелегкий размол сульфатной целлюлозы. У сульфитной целлюлозы остаточный лигнин и гемицеллюлозы сосредоточены в наружном слое вторичной стенки и поэтому более доступны действию химических реагентов и механическому воздействию при размоле (рис. 4, 5) [11].

Различия в бумагообразующих свойствах технических целлюлоз, полученных делигнифи-кацией древесины, обусловлены прежде всего особенностями их морфологического строения и размерами волокон. Важной характеристикой волокон, влияющих на прочностные свойства целлюлозы является их гибкость. О ней можно косвенно судить по отношению длины волокна к ширине [12].

р

W АГ 4

71

Л

г

3

¥

сульфатная небеленая лиственная; сульфатная беленая хвойная; 4 —

Рис. 4. Микрофотографии волокон целлюлозы: 1 2 — сульфитная небеленая лиственная; 3 сульфатная беленая хвойная Fig. 4. Micrographs of cellulose fibers: 1 — sulfate unbleached deciduous; 2 — sulfite unbleached deciduous; 3 — sulfate bleached coniferous; 4 — sulfate bleached coniferous

1

2

Рис. 5. Внешний вид целлюлозы смешанных пород: 1 — сульфатная небеленая;

2 — сульфитная небеленая; 3 — сульфатная беленая; 4 — сульфатная беленая Fig. 5. The appearance of cellulose mixed rocks: 1 — sulfate unbleached; 2 — sulfite unbleached; 3 — sulfate bleached; 4 — sulfate bleached

Волокна трубчатого строения способствуют получению пухлых видов бумаги, обладающих повышенной впитывающей способностью. Из волокон ленточного строения обычно получается плотная прочная бумага с сомкнутой поверхностью. Кроме того, такие волокна, даже не размолотые, позволяют получить бумагу с относительно высокими показателями механической прочности. Целлюлоза с трубчатым строением требует больше времени фибриллирования волокон. Толстостенные волокна (толщина стенки 6…8 мкм) легче фибриллируются, а тонкостенные (1,5…2 мкм) более подвержены поперечной рубке.

Волокна твердых лиственных пород древесины, как правило, обеспечивают непрозрачность, пухлость, воздухопроницаемость и впитывающую способность бумаги. Волокна мягких лиственных пород, наоборот, придают бумаге относительно более высокую прозрачность, плотную структуру и высокие показатели сопротивления разрыву.

Волокна большинства лиственных пород при размоле достаточно хорошо сохраняют трубчатую форму в отличие от хвойных, которые становятся плоскими и похожими на ленту, поэтому они придают пухлость бумажному листу.

Главная особенность лиственной целлюлозы — наличие сосудов. Они обладают пониженной прочностью, имеют повышенную жесткость и характеризуются небольшой способностью к сцеплению. В связи с этим при формировании бумажного листа связь волокно — сосуд является довольно слабой, а находящиеся на поверхности частицы сосудов могут с легкостью оторваться от поверхности бумаги, что создает трудности при прохождении бумаги через печатные формы [12].

Пиролиз древесины — это разложение ее основных компонентов под действием высоких температур без доступа кислорода воздуха. В результате подобного воздействия на компоненты лигноуглеводного комплекса образуется твердый остаток, жидкие и газообразные продукты. Влияние анатомической структуры связано с удалением продуктов распада из зоны пиролиза. При обуглероживании парогазовая смесь из внутренних слоев клеточной стенки движется наружу через полости таких анатомических элементов, как сердцевинные лучи, сосуды, смоляные ходы и т. д. Если рассматривать этот процесс на примере пиролиза древесины сосны и ели, то при прочих равных условиях, уголь из сосны получается более прочным и более качественным, чем еловый. Сердцевинные лучи и смоляные ходы у сосны крупнее, чем у ели, поэтому при пиролизе древесины сосны образующиеся парогазовые продукты легко удаляются из внутренних слоев

древесины, не оказывая заметного давления на стенки клеточных элементов. Для древесины ели этот нежелательный эффект можно избежать с помощью нанесения отверстий на исходной древесной заготовке (рис. 6, 7) [13].

1

2

Рис. 6. Микрофотографии древесного угля из березы [14]: 1 — при увеличении 200*; 2 — при увеличении 2000х

Fig. 6. Micrographs of birch charcoal [14]: 1 — with an increase in 200х; 2 — with an increase of 2000*

■ \

-cm V*

•’ яг

,.«» *f ft

1

2

Рис. 7. Внешний вид елового угля, полученного с отверстиями (1) и без отверстий (2) [14] Fig. 7. Appearance of spruce coal obtained with holes (1) and without holes (2) [14]

Анатомическая структура оказывает также влияние на массоперенос и скорость извлечения экстрактивных веществ из древесины. Так, через единицу площади поперечного сечения массоперенос массы смолистых веществ в 8-9 раз больше, чем через единицу площади боковой поверхности. Скорость извлечения канифоли из торцевой поверхности в 5 раз больше, чем через тангенциальную поверхность, и в 16 раз больше, чем через радиальную [15].

Ядровая древесина лиственных пород менее проницаема, чем заболонная, поскольку сосуды в ней часто перекрыты тилловыми наростами, выступающими через капилляры клеточных стенок.

В ядровой части древесины хвойных пород поры клеточных стенок трахеид часто засмолены или лигнифицированны, вследствие чего проницаемость древесины часто ухудшается. Ранняя древесина, имеющая более широкие люмены и более тонкие перфорированные стенки клеток, пропитывается лучше, чем поздняя.

В живом древесном растении вода с растворенными в ней соединениями движется вдоль ствола, значит, древесина лучше всего приспособлена для проведения воды вдоль ствола. Капиллярная система может быть эффективной для сквозного проведения жидкости поперек волокон в том случае, когда она является достаточно крупной и преодоление в ней сил поверхностного натяжения возможно небольшим внешним давлением. В древесине с более мелкой капиллярной системой происходит глубокое увлажнение образца за счет сил капиллярного поднятия, но преодолеть эти силы небольшое внешнее давление не может.

Микроскопические исследования подтверждают наиболее активное участие сердцевинных лучей, трахеид поздней зоны годичных слоев и горизонтальных смоляных ходов в проведении растворов окрашенных веществ. Вблизи к увлажняемой поверхности окрашиваются почти все ранние и поздние трахеиды, затем начинают встречаться неокрашенные участки трахеид, а далее оказываются окрашенными лишь сердцевинные лучи, которые являются наиболее активными проводниками [16].

Продвижение воды в древесине ядра как вдоль, так и поперек волокон оказывается затруднительным по сравнению с продвижением в древесине заболони. В некоторых лиственных породах эта разница объясняется тиллообразованием. У хвойных, как известно, тиллообразование отсутствует, однако у них есть отрытые поры в трахеидах заболони и закрытые — в трахеидах ядра. Влияние анатомического строения древесины на ее проницаемость — важный фактор, влияющий на интенсивность тех или иных технологических процессов химической и механической переработки древесины, в частности гидротермическую обработку, пропитывание, модифицирование, пьезотермическую обработку и т. д. [16-21].

Выводы

1. Древесина лиственных и хвойных пород обладает системой разнообразных анатомических элементов, выполняющих различные функции.

2. Анатомическое строение древесины характеризуется некоторыми особенностями, влияющими на получение из нее различных полупродуктов.

3. Проницаемость древесины различных пород является следствием ее анатомического строения и имеет важное значение в технологических процессах.

Список литературы

[1] Косиченко Н.Е. История анатомии древесины и коры. Воронеж: ВГЛТА, 2002. 76 с.

[2] Кононов Г.Н., Зайцев В.Д. Древесина как химическое сырье: история и современность. I. Лигноуглеводый комплекс древесины как объект изучения // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2020. Т. 24. № 1. С. 74-89. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-1-74-89

[3] Лотова Л.И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений. М.: ЛЕНАНД, 2018. 512 с.

[4] Леонтьев Л.Л. Древесиноведение и лесное товароведение. СПб.: Лань, 2017. 416 с.

[5] Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. М.: МГУЛ, 2007. 351 с.

[6] Атлас древесины и волокон для бумаги / Под ред. Е.С. Чавчавадзе. М.: Ключ, 1992. 336 с.

[7] Жизнь растений. В VI т. Т. IV. Мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные растения / Под ред. А.А. Фе-дерова. М.: Просвещение, 1978. 447 с.

[8] Кононов Г.Н. Дендрохимия. Химия, нанохимия и биогеохимия компонентов клеток, тканей и органов древесных растений. В 2-х т. Т. I. М.: МГУЛ, 2015. 480 с.

[9] Химия древесины / под ред. М.А. Иванова. М.: Лесная промышленность, 1982. 400 с.

[10] Бейнарт И.И., Ведерников Н.А. Клеточная стенка древесины и ее изменения при химическом воздействии. Рига: Зинатне, 1972. 510 с.

[11] Бобров А.И., Мутовина М.Г., Бондарева Т.А., Малыш-кина В.К. Производство волокнистых полуфабрикатов из лиственной древесины. М.: Лесная пром-сть, 1984. 248 с.

[12] Фляте Д.М. Свойства бумаги. СПб.: Лань, 2012. 384 с.

[13] Бронзов О.В., Уткин Г.К., Кислицын А.Н., Морозова О.В., Василевская С.И. Древесный уголь. Получение, основные свойства, области применения древесного угля. М.: Лесная пром-сть, 1979. 137 с.

[14] Юрьев Ю.Л. Древесный уголь. Справочник. Екатеринбург: Сократ, 2007. 184 с.

[15] Выродов В.А., Кислицын А.Н., Глухарева М.И. Технология лесохимических производств. М.: Лесная пром-сть, 1987. 352 с.

[16] Баженов В.А. Проницаемость древесины жидкостями и ее практическое значение. М.: Издательство академии наук СССР, 1952. 93 с.

[17] Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Том 3. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы. М.: Экология, 1994. 592 с.

[18] Аксенов П.А. Метаболическая активность и гисто-метрические характеристики структурных элементов древесины // Лесной комплекс в цифровой экономике. Тезисы докладов международного симпозиума, МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2-5 декабря 2019 г. 2019. С. 60-61.

[19] Мануковский А.Ю., Курдюков Р.П., Насонова Ю.Ю. Процессы Водопоглащения Древесины // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2014. Т. 2. № 2-3 (7-3). С. 98-102.

[20] Гриб В.М. Особенности строения корневых систем сосны обыкновенной и их влияние на качество лесовос-становления // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал, 2015. № 2 (344). С. 37-49.

[21] Снегирева С.Н., Плюхина Н.А., Елфимов И.С. Влияние условий произрастания на микроструктуру древесины кольцесосудистых пород // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2017. Т. 5. № 1 (27). С. 108-112.

Сведения об авторах

Кононов Георгий Николаевич — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), чл.-кор. РАЕН, уч. секретарь секции «Химия и химическая технология древесины» РХО им. Д.И. Менделеева, [email protected]

Зайцев Владислав Дмитриевич — аспирант МГТУ им Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), [email protected]

Поступила в редакцию 31.08.2020. Принята к публикации 30.09.2020.

WOOD AS A CHEMICAL RAW MATERIAL. HISTORY AND MODERNITY II. WOOD ANATOMY AS A FACTOR OF ITS CHEMICAL ACTIVITY

G.N. Kononov, V.D. Zaytsev

BMSTU (Mytishchi branch), 1, 1st Institutskaya st., 141005, Mytishchi, Moscow reg., Russia [email protected]

The article is devoted to the history of studying the anatomy and morphology of woody plants, structural features of the basic anatomical elements inherent in deciduous and coniferous wood. Information is provided on the influence of the structural features of anatomical elements on the properties of fibrous semi-finished products and various types of paper and cardboard obtained from them. The influence of the wood structure of various species on the property of coals obtained as a result of their pyrolysis is shown. The features of the processes of penetration of liquid reagents into wood as a natural heterocapillary system are considered. Keywords: wood, heart, core, sapwood, bast, anatomical elements, cell walls

Suggested citation: Kononov G.N., Zaytsev V.D. Drevesina kak khimicheskoe syr’e. Istoriya i sovremennost’. II. Anatomiya drevesiny kak faktor ee khimicheskoy aktivnosti [Wood as a chemical raw material. History and modernity. II. Wood anatomy as a factor of its chemical activity]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 6, pp. 103-112. DOI: 10.18698/2542-1468-2020-6-103-112

References

[1] Kosichenko N.E. Istoriya anatomii drevesiny i kory [The history of the anatomy of wood and bark]. Voronezh: VGLTA, 2002, 76 p.

[2] Kononov G.N., Zaitsev V.D. Drevesina kak khimicheskoe syr’e: istoriya i sovremennost’. I. Lignouglevodyy kompleks drevesiny kak ob’ekt izucheniya [Wood as a chemical raw material: its history and modernity. I. Lignoharbohydrate complex of wood as an object of study]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2020, vol. 24, no. 1, pp. 74-89.

DOI: 10.18698/2542-1468-2020-1-74-89

[3] Lotova L.I. Botanika: Morfologiya i anatomiya vysshih rasteniy [Botany: Morphology and anatomy of higher plants]. Moscow: Lenand, 2018, 512 p.

[4] Leont’ev L.L. Drevesinovedenie i lesnoe tovarovedenie [Wood science and forest commodity science]. St. Petersburg: Lan’, 2017, 416 p.

[5] Ugolev B.N. Drevesinovedenie i lesnoe tovarovedenie [Wood science and forest products]. Moscow: MSFU, 2007, 351 p.

[6] Atlas drevesiny i volokon dlya bumagi [Atlas of wood and paper fibers]. Ed. E.S. Chavchavadze. Moscow: Klyuch, 1992, 336 p.

[7] Zhizn’ rasteniy. V VI tomah. Tom IV. Mhi, plauny, hvoshchi, paporotniki, golosemennye rasteniya [Plant life. In VI volumes. Volume IV Mosses, crowns, horsetails, ferns, gymnosperms]. Ed. A.A. Fyoderov. Moscow: Education, 1978, 447 p.

[8] Kononov G.N. Dendrohimiya. Himiya, nanohimiya i biogeohimiya komponentov kletok, tkaney i organov drevesnyh rasteniy [Dendrochemistry. Chemistry, nanochemistry and biogeochemistry of components of cells, tissues and organs of woody plants. In two volumes. Volume I]. Moscow: MSFU, 2015, 480 p.

[9] Himiya drevesiny [Chemistry of wood] Ed. M.A. Ivanov. Moscow: Forest industry, 1982, 400 p.

[10] Beynart I.I., Vedernikov N.A. Kletochnaya stenka drevesiny i eyo izmeneniya pri himicheskom vozdeystvii [The cell wall of wood and its changes during chemical exposure]. Riga: Knowledge, 1972, 510 p.

[11] Bobrov A.I., Mutovina M.G., Bondareva T.A., Malyshkina V.K. Proizvodstvo voloknistyh polufabrikatov iz listvennoy drevesiny [Production of fibrous semi-finished products from hardwood]. Moscow: Forest industry, 1984, 248 p.

[12] Flyate D.M. Svoystva bumagi [Paper properties]. St. Petersburg: Lan’, 2012, 384 p.

[13] Bronzov O.V., Utkin G.K., Kislicyn A.N., Morozova O.V., Vasilevskaya S.I. Drevesnyy ugol’. Poluchenie, osnovnye svoystva, oblasti primeneniya drevesnogo uglya [Charcoal. Obtaining, basic properties, areas of application of charcoal]. Moscow: Forest industry, 1979, 137 p.

[14] Yur’ev Yu.L. Drevesniy ugol’. Spravochnik [Charcoal. Directory]. Yekaterinburg: Sokrat, 2007, 184 p.

[15] Vyrodov V.A., Kislicyn A.N., Gluhareva M.I. Tekhnologiya lesohimicheskih proizvodstv [Technology of forest chemical production]. Moscow: Forest industry, 1987, 352 p.

[16] Bazhenov V.A. Pronicaemost’drevesiny zhidkostyami i eeprakticheskoe znachenie [The permeability of wood to liquids and its practical significance]. Moscow: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, 1952, 93 p.

[17] Nepenin N.N., Nepenin Yu.N. Tekhnologiya tsellyulozy [Cellulose technology]. Ochistka, sushka i otbelka tsellyulozy. Prochie sposoby polucheniya tsellyulozy [Cleaning, drying and bleaching of cellulose. Other methods for producing cellulose]. In 3 vol. Vol 3. Moscow: Ekologiya [Ecology], 1994, 592 p.

[18] Aksenov P.A. Metabolicheskaya aktivnost’ i gistometricheskie kharakteristiki strukturnykh elementov drevesiny [Metabolic activity and histometric characteristics of structural elements of wood]. Lesnoy kompleks v tsifrovoy ekonomike. Tezisy dokladov mezhdunarodnogo simpoziuma [Forestry complex in digital economy. Abstracts of the international symposium], MF MSTU named after N.E. Bauman, December 2-5, 2019, pp. 60-61.

[19] Manukovskiy A.Yu., Kurdyukov R.P., Nasonova Yu.Yu. Protsessy Vodopoglashcheniya Drevesiny [Processes of Water Absorption of Wood]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Actual directions of scientific research of the XXI century: theory and practice], 2014, v. 2, no. 2-3 (7-3), pp. 98-102.

[20] Grib V.M. Osobennosti stroeniya kornevykh sistem sosny obyknovennoy i ikh vliyanie na kachestvo lesovosstanovleniya [Features of the structure of the root systems of Scots pine and their impact on the quality of reforestation]. Lesnoy Zhurnal (Russian Forestry Journal), 2015, no. 2 (344), pp. 37-49.

[21] Snegireva S.N., Plyukhina N.A., Elfimov I.S. Vliyanie usloviy proizrastaniya na mikrostrukturu drevesiny kol’tsesosudistykh porod [The influence of growing conditions on the microstructure of wood of ring-vascular species]. Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika [Actual directions of scientific research in the XXI century: theory and practice], 2017, t. 5, no. 1 (27), pp. 108-112.

Authors’ information

Kononov Georgiy Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the BMSTU (Mytishchi branch), Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences, the Scientific Secretary of section «Chemistry and engineering chemistry of wood» RHO of D. I. Mendeleyev, [email protected] Zaytsev Vladislav Dmitrievich — Graduate student of BMSTU (Mytishchi branch), [email protected]

Received 31.08.2020. Accepted for publication 30.09.2020.

Министерство образования и науки РФ — Контрольная работа — Материаловедение


Контрольная работа — Материаловедение
скачать (654 kb.)

Доступные файлы (1):


содержание

1.doc

Министерство образования и науки РФ

Московский государственный университет

Дизайна и технологии

Новосибирский технологический институт

(НТИ МГУДТ (филиал))

Работа зачтена:

Доцент к. т. н. Глушкова Т.В.

Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности

Контрольная работа № 1

Выполнил: студент ЗШ-81

Плотникова Е.А. № з. к. 067

Новосибирск 2011

Содержание:

1.лубяные волокна: виды, строение, химический состав, свойства и недостатки в сравнении с хлопковыми, шерстяными и химическими волокнами.
Расположены обычно в коровой части осевого органа, во флоэме, они встречаются в коре стебля и корня, а также в листовых черешках и пластинках, в цветоножках, плодоножках, реже плодах. Чаще они формируются в стеблях травянистых растений, но у многих пальм образуются в листьях. Клетки лубяных волокон длинные, толстостенные. Длина их колеблется от 40 до 60 мм, у китайской крапивы рами от 350 до 500 мм. В целом волокна насыщены цитоплазмой, в ней содержатся единичные мелкие хлоропласты, часто с крахмальными зёрнами. Число митохондрий значительно больше, чем хлоропластов. Характерная черта молодых волокон — высокоактивный Аппарат Гольджи. У сформировавшихся лубяных волокон протопласт чаще всего отмирает и полость клетки совершенно исчезает.

За счёт интрузивного роста лубяных волокон создаётся исключительная прочность ткани, которая повышается благодаря спиральным расположениям микрофибрилл оболочки.
Химический состав волокон
Строение и свойства целлюлозы и ее спутников
Строение волокон

Химический состав волокон
Тряпичная бумага, как мы уже говорили, отличается большой устойчивостью к старению. Одна из главных причин этой долговечности — химический состав хлопковых, льняных и пеньковых волокон, которые представляют собой почти чистую целлюлозу (в связи, с чем их обычно называют натуральными целлюлозными волокнами).
В табл. 1 приведен химический состав растительных волокон — хлопковых, льняных, пеньковых, а также рами и джутовых.
ТАБЛИЦА 1 Химический состав растительных волокон*


Составные части

Содержание в волокнах,

Хлопковых

Льняных

Пеньковых

Рами

Джутовых

а-Целлюлоза

90-97

80,5

77

79

64

Вещества — спутники целлюлозы:

 

Пектиновые вещества и пентозаны

1,0

8,4







Лигнин



5,2

9,5

6,0

22-24

Жиры и воски

0,3-1,0

2,7

0,6

1,0-1,5

0,4

Азот и белковые вещества

0,2-0,9

2,1







Смолы











Зольные вещества

0,1-0,2

1,1

0,8

0,6

0,7

Вода

7,0

8,5

10,0

6,0

20,0

Вещества, экстрагируемые водой

0,5

4,0

2,5

6,5

1,0

Как видно, по содержанию а-целлюлозы (так называют целлюлозу, не растворимую в 17,5%-ном растворе едкого натра NaOH при 20°С в течение 1 часа) хлопковое волокно занимает первое место, затем следуют волокна льняное, пеньковое и рами — с приблизительно одинаковым содержанием а-целлюлозы, около 80%, и затем джутовое волокно.
Строение и свойства целлюлозы и ее спутников
Прежде всего, необходимо пояснить, что же именно представляет собой целлюлоза и каковы в общих чертах ее свойства.
Целлюлоза (от лат. cellula — букв, комнатка, здесь — клетка) — клетчатка, вещество клеточных стенок растений, представляет собой полимер класса углеводов — полисахарид, молекулы которого построены из остатков молекул моносахарида глюкозы (см. схему 1).

СХЕМА 1 Строение молекулы целлюлозы
Каждый остаток молекулы глюкозы — или, для краткости, глгокозный остаток — повернут относительно соседнего на 180° и связан с ним кислородным мостиком -О-, или, как принято говорить в данном случае, глюкозидной связью через атом кислорода. Вся молекула целлюлозы представляет, таким образом, как бы гигантскую цепочку. Отдельные звенья этой цепочки имеют форму шестиугольников, или — в терминах химии -6-членных циклов. В молекуле глюкозы (и ее остатке) этот 6-членный цикл построен из пяти атомов углерода С и одного атома кислорода О. Такие циклы называются пирановыми. Из шести атомов 6-членного пиранового цикла на изображенной выше схеме 1, в вершине одного из углов показан только атом кислорода О — гетероатом (от греч. етeроs; — другой, отличающийся от остальных). В вершинах остальных пяти углов располагается по атому углерода С (эти «обычные» для органики атомы углерода, в отличие от гетероатома, в формулах циклических соединений изображать не принято).
Каждый 6-членный цикл имеет форму не плоского шестиугольника, а изогнутого в пространстве, наподобие кресла ( см. схему 2 ),

СХЕМА 2 Форма кресла
— отсюда и название этой формы, или пространственной конформации, наиболее устойчивой для молекулы целлюлозы.
На схемах 1 и 2 стороны шестиугольников, расположенные к нам ближе, выделены жирной чертой. На схеме 1 видно также, что каждый глюкозный остаток содержит 3 гидроксильные группы -ОН (их называют гидроксигруппами или просто гидроксилами). Для наглядности эти группы -ОН заключены в пунктирную рамку.
Гидроксильные группы способны образовывать прочные межмолекулярные водородные связи с атомом водорода Н в качестве мостика, поэтому энергия связей между молекулами целлюлозы высока и целлюлоза как материал обладает значительной прочностью и жесткостью. Кроме того, группы -ОН способствуют поглощению водяных паров и придают целлюлозе свойства многоатомных спиртов (так называют спирты, содержащие несколько групп -ОН). При набухании целлюлозы водородные связи между ее молекулами разрушаются, цепочки молекул раздвигаются молекулами воды (или молекулами поглощенного реагента), и образуются новые связи — между молекулами целлюлозы и воды (или реагента).
В обычных условиях целлюлоза — твердое вещество плотностью 1,54-1,56 г/см3 , нерастворимое в обычных растворителях — воде, спирте, диэтиловом эфире, бензоле, хлороформе и др. В натуральных волокнах целлюлоза имеет аморфно-кристаллическое строение со степенью кристалличности около 70%.
В химических реакциях с целлюлозой участвуют обычно три группы -ОН. Остальные элементы, из которых построена молекула целлюлозы, вступают в реакцию при более сильных воздействиях — при повышенной температуре, при действии концентрированных кислот, щелочей, окислителей.
Так, например, при нагревании до температуры 130°С свойства целлюлозы изменяются лишь незначительно. Но при 150-160°С начинается процесс медленного разрушения — деструкции целлюлозы, а при температуре выше 160°С этот процесс происходит уже быстро и сопровождается разрывом глюкозидных связей (по атому кислорода), более глубоким разложением молекул и обугливанием целлюлозы.
По-разному действуют на целлюлозу кислоты. При обработке хлопковой целлюлозы смесью концентрированных азотной и серной кислот в реакцию вступают гидроксильные группы -ОН, и в результате получаются азотнокислые эфиры целлюлозы — так называемая нитроцеллюлоза, которая, в зависимости от содержания нитрогрупп в молекуле, обладает различными свойствами. Наиболее известны из нитроцеллюлоз пироксилин, применяемый для производства пороха, и целлулоид — пластмассы на основе нитроцеллюлозы с некоторыми добавками.
Другой тип химического взаимодействия имеет место при обработке целлюлозы соляной или серной кислотой. Под действием этих минеральных кислот происходит постепенная деструкция молекул целлюлозы с разрывом глюкозидных связей, сопровождающаяся гидролизом, т.е. обменной реакцией с участием молекул воды (см. схему 3).

СХЕМА 3 Гидролиз целлюлозы
На этой схеме изображены те же три звена полимерной цепочки целлюлозы, т.е. те же три остатка молекул целлюлозы, что и на схеме 1, только 6-членные пирановые циклы представлены не в форме «кресел», а в форме плоских шестиугольников. Такое условное обозначение циклических структур также общепринято в химии.
Полный гидролиз, проводимый при кипячении с минеральными кислотами, приводит к получению глюкозы. Продуктом частичного гидролиза целлюлозы является так называемая гидроцеллюлоза, она обладает меньшей механической прочностью по сравнению с обычной целлюлозой, так как показатели механической прочности падают с уменьшением длины цепочки полимерной молекулы.
Совершенно другой эффект наблюдается в том случае, если целлюлозу обработать непродолжительное время концентрированной серной или соляной кислотой. Происходит пергаментация: поверхность бумаги или хлопчатобумажной ткани набухает, и этот поверхностный слой, представляющий собой частично разрушенную и подвергнувшуюся гидролизу целлюлозу, придает бумаге или ткани после высушивания особый лоск и повышенную прочность. Это явление впервые было замечено в 1846 г. французскими исследователями Ж.Пумару и Л.Фипойе.
Слабые (0,5%-ные) растворы минеральных и органических кислот при температуре примерно до 70°С , если после их нанесения следует промывка, не оказывают разрушающего действия на целлюлозу.
К щелочам (разбавленным растворам) целлюлоза устойчива. Растворы едкого натра в концентрации 2-3,5% применяют при щелочной варке тряпья, идущего на изготовление бумаги. При этом из целлюлозы удаляются не только загрязнения, но и продукты деструкции полимерных молекул целлюлозы, имеющие более короткие цепи. В отличие от целлюлозы, эти продукты деструкции растворимы в щелочных растворах.
Своеобразно действуют на целлюлозу концентрированные растворы щелочей на холоде — при комнатной и более низких температурах. Этот процесс, открытый в 1844 г. английским исследователем Дж. Мерсером и получивший название мерсеризации, широко
применяется для облагораживания хлопчатобумажных тканей. Волокна обрабатывают в натянутом состоянии при температуре 20°С 17,5%-ным раствором едкого натра. Молекулы целлюлозы присоединяют щелочь, образуется так называемая щелочная целлюлоза, и этот процесс сопровождается сильным набуханием целлюлозы. После промывки щелочь удаляется, а волокна приобретают мягкость, шелковистый блеск, становятся более прочными и восприимчивыми к красителям и влаге.
При высоких температурах в присутствии кислорода воздуха концентрированные растворы щелочей вызывают деструкцию целлюлозы с разрывом глюкозидных связей.
Окислители, применяемые для отбелки целлюлозных волокон в текстильном производстве, а также для получения бумаг с высокой степенью белизны, действуют на целлюлозу разрушающе, окисляя гидроксильные группы и разрывая глюкозидные связи. Поэтому в производственных условиях все параметры процесса отбеливания строго контролируются.
Когда мы говорили о строении молекулы целлюлозы, мы имели в виду ее идеальную модель, состоящую только из многочисленных остатков молекулы глюкозы. Мы не уточняли, сколько этих глюкозных остатков содержится в цепочке молекулы (или, как принято называть гигантские молекулы, — в макромолекуле) целлюлозы. Но в действительности, т.е. в любом природном растительном сырье, существуют большие или меньшие отклонения от описанной идеальной модели. Макромолекула целлюлозы может содержать некоторое количество остатков молекул других моносахаридов — гексоз (т.е. содержащих 6 атомов углерода, как и глюкоза, которая также относится к гексозам) и пентоз (моносахаридов с 5-ю атомами углерода в молекуле). Макромолекула природной целлюлозы может содержать также и остатки уроновых кислот — так называют карбоновые кислоты класса моносахаридов, остаток глюкуроновой кислоты, например, отличается от остатка глюкозы тем, что содержит вместо группы -СН2ОН карбоксильную группу -СООН, характерную для карбоновых кислот.
Количество глюкозных остатков, содержащихся в макромолекуле целлюлозы, или так называемая степень полимеризации, обозначаемая индексом n, также различна для разных видов целлюлозного сырья и колеблется в широких пределах. Так, в хлопке n составляет в среднем 5 000 — 12 000, а в льне, пеньке и рами 20 000 — 30 000. Таким образом, молекулярная масса целлюлозы может достигать 5 млн. кислородных единиц. Чем выше n, тем прочнее целлюлоза. Для целлюлозы, получаемой из древесины, n значительно ниже — в пределах 2500 — 3000, что обусловливает и меньшую прочность волокон древесной целлюлозы.
Однако если рассматривать целлюлозу как материал, полученный из какого-либо одного вида растительного сырья — хлопка, льна, конопли или древесины и т.д., то и в этом случае молекулы целлюлозы будут иметь неодинаковую длину, неодинаковую степень полимеризации, т.е. в этой целлюлозе будут присутствовать более длинные и более короткие молекулы. Высокомолекулярную часть любой технической целлюлозы принято определения количества этих примесей содержание а-целлюлозы не может характеризовать называть а-целлюлозой — так условно обозначают ту часть целлюлозы, которая состоит из молекул, содержащих 200 и более глюкозных остатков. Особенностью этой части целлюлозы является нерастворимость в 17,5%-ном растворе едкого натра при 20°С (таковы, как уже упоминалось, параметры процесса мерсеризации — первого этапа производства вискозного волокна).
Растворимая в этих условиях часть технической целлюлозы называется гемицеллюлозой. Она в свою очередь состоит из фракции b-целлюлозы, содержащей от 200 до 50 глюкозных остатков, и у-целлюлозы — наиболее низкомолекулярной фракции, с n менее 50. Название «гемицеллюлоза», так же как и «а-целлюлоза», условно: в состав гемицеллюлоз входит не только целлюлоза сравнительно низкой молекулярной массы, но и другие полисахариды, молекулы которых построены из остатков других гексоз и пентоз, т.е. другие гексозаны и пентозаны (см., например, содержание пентозанов в табл. 1). Общее их свойство — невысокая степень полимеризации n, менее 200, и как следствие — растворимость в 17,5%-ном растворе едкого натра.
Качество целлюлозы определяется не только содержанием a-целлюлозы, но и содержанием гемицеллюлоз. Известно, что при повышенном содержании a-целлюлозы волокнистый материал отличается обычно более высокой механической прочностью, химической и термической стойкостью, стабильностью белизны и долговечностью. Но для получения прочного полотна бумаги необходимо, чтобы в технической целлюлозе присутствовали и гемицеллюлозные спутники, так как чистая а-целлюлоза не склонна к фибриллированию (расщеплению волокон в продольном направлении с образованием тончайших волоконец — фибрилл) и в процессе размола волокон легко рубится. Гемицеллюлоза облегчает фибриллирование, что в свою очередь улучшает сцепление волокон в бумажном листе без чрезмерного уменьшения их длины при размоле.
Когда мы говорили о том, что понятие «а-целлюлоза» тоже условно, мы имели в виду, что и а-целлюлоза не является индивидуальным химическим соединением. Этот термин обозначает суммарное количество веществ, находящихся в технической целлюлозе и нерастворимых в щелочи при мерсеризации. Действительное же содержание высокомолекулярной целлюлозы в a-целлюлозе всегда меньше, так как примеси (лигнин, зола, жиры, воски, а также пентозаны и пектиновые вещества, химически связанные с целлюлозой) не полностью растворяются при мерсеризации.
Продолжая изложение первоначальных сведений о строении и свойствах спутников целлюлозы, вернемся к табл. 1.
В табл. 1 были приведены вещества, встречающиеся наряду с целлюлозой в растительных волокнах. Первыми после целлюлозы указаны пектиновые вещества и пентозаны. Пектиновые вещества — это полимеры класса углеводов, которые, так же как целлюлоза, имеют цепочечное строение, но построены из остатков уроновой кислоты, точнее — галактуроновой кислоты. Полигалактуроновая кислота называется пектовой кислотой, а ее метиловые эфиры — пектинами (см. схему 4).

СХЕМА 4 Участок цепи макромолекулы пектина
Это, разумеется, только схема, так как пектины разных растений различаются по молекулярной массе, содержанию групп -ОСН3 ( так называемых метокси-, или метоксильных, групп, или просто — метоксилов) и их распределению по цепи макромолекулы. Пектины, содержащиеся в клеточном соке растений, растворимы в воде и способны образовывать в присутствии сахара и органических кислот плотные гели. Однако пектиновые вещества существуют в растениях главным образом в виде нерастворимого протопектина — полимера разветвленного строения, в котором линейные участки макромолекулы пектина связаны поперечными мостиками. Протопектин содержится в стенках растительной клетки и межклеточном цементирующем материале, выполняя роль опорных элементов. Вообще пектиновые вещества являются резервным материалом, из которого путем ряда превращений образуется целлюлоза и формируется клеточная стенка. Так, например, в начальной стадии роста хлопкового волокна содержание пектиновых веществ в нем достигает 6%, а ко времени вскрытия коробочки постепенно убывает примерно до 0,8%. Параллельно увеличивается содержание целлюлозы в волокне, повышается его прочность, повышается степень полимеризации целлюлозы.
Пектиновые вещества довольно стойки к кислотам, но под действием щелочей при нагревании разрушаются, и это обстоятельство используется для очистки целлюлозы от пектиновых веществ (путем варки, например, хлопкового пуха с раствором едкого натра). Легко разрушаются пектиновые вещества и под действием окислителей.
Пентозаны — это полисахариды, построенные из остатков пентоз — обычно арабинозы и ксилозы. Соответственно эти пентозаны называются арабанами и ксиланами. Они имеют линейное (цепочечное) или слабо разветвленное строение и в растениях обычно сопутствуют пектиновым веществам (арабаны) или входят в состав гемицеллюлоз (ксиланы). Пентозаны бесцветны, аморфны. Арабаны хорошо растворимы в воде, ксиланы в воде не растворяются.
Следующим важнейшим спутником целлюлозы является лигнин — полимер разветвленного строения, вызывающий одревеснение растений. Как видно из табл. 1, лигнин отсутствует в хлопковом волокне, но в остальных волокнах — льняном, пеньковом, рами и особенно джутовом — он содержится в меньших или больших количествах. Он заполняет главным образом пространства между клетками растения, но проникает и в поверхностные слои волокон, играя роль инкрустирующего вещества, скрепляющего целлюлозные волокна. Особенно много лигнина содержится в древесине — до 30%. По своей природе лигнин уже не относится к классу полисахаридов (как целлюлоза, пектиновые вещества и пентозаны), а представляет собой полимер на основе производных многоатомных фенолов, т.е. относится к так называемым жирноароматическим соединениям. Существенное его отличие от целлюлозы заключается и в том, что макромолекула лигнина имеет нерегулярное строение, т.е. полимерную молекулу составляют не одинаковые остатки мономерных молекул, а разнообразные структурные элементы. Однако последние имеют между собой то общее, что состоят из ароматического ядра (которое образовано в свою очередь 6-ю атомами углерода С) и боковой пропановой цепочки (из 3-х атомов углерода С), этот общий для всех лигнинов структурный элемент называют фенилпропановым звеном (см. схему 5).

СХЕМА 5 Фенилпропановое звено
Таким образом, лигнин принадлежит к группе природных соединений, имеющих общую формулу (С6С3)х. Лигнин не является индивидуальным химическим соединением со строго определенным составом и свойствами. Лигнины различного происхождения заметно отличаются друг от друга, и даже лигнины, полученные из одного вида растительного сырья, но разными способами, иногда очень сильно различаются по элементарному составу, содержанию тех или иных заместителей (так называют группы, соединенные с бензольным ядром или боковой пропановой цепочкой), растворимости и другим свойствам.
Высокая реакционная способность лигнина и неодинаковость его строения затрудняют исследование его структуры и свойств, но тем не менее установлено, что в состав всех лигнинов входят фенилпропановые звенья, представляющие собой производные гваякола (т.е. монометилового эфира пирокатехина, см. схему 6).

СХЕМА 6 Производное гваякола
Выявлены и некоторые отличия в строении и свойствах лигнинов однолетних растений и злаков, с одной стороны, и древесины — с другой. Например, лигнины трав и злаков (к ним относятся лен и пенька, на которых мы останавливаемся более подробно) сравнительно хорошо растворяются в щелочах, тогда как лигнины древесины -трудно. Это обусловливает более жесткие параметры процесса удаления лигнина (делигнификации) из древесины методом натронной варки древесины (как-то: более высокие температуры и давления) по сравнению с процессом удаления лигнина из молодых побегов и трав методом варки в щелоке — методом, который был известен в Китае еще в начале первого тысячелетия нашей эры и который широко использовался под названием мацерации или бучения в Европе при переработке тряпья и разного рода отходов (льняных, пеньковых) в бумагу.
Мы уже говорили о высокой реакционной способности лигнина, т.е. о его способности вступать в многочисленные химические реакции, что объясняется присутствием в макромолекуле лигнина большого количества реакционноспособных функциональных групп, т.е. способных вступать в те или иные химические превращения, присущие определенному классу химических соединений. Особенно это относится к спиртовым гидроксилам -ОН, находящимся у атомов углерода в боковой пропановой цепочке, по этим группам -ОН происходит, например, сульфирование лигнина при сульфитной варке древесины — еще одном способе ее делигнификации.
Вследствие большой реакционной способности лигнина легко происходит и его окисление, в особенности в щелочной среде, с образованием карбоксильных групп -СООН. А при действии хлорирующих и белящих агентов лигнин легко хлорируется, причем атом хлора Сl вступает как в ароматическое ядро, так и в боковую пропановую цепочку, в присутствии влаги одновременно с хлорированием происходит и окисление макромолекулы лигнина, и получаемый хлорлигнин содержит также карбоксильные группы. Хлорированный и окисленный лигнин легче вымывается из целлюлозы. Все эти реакции широко используются в целлюлозно-бумажной промышленности для очистки целлюлозных материалов от примеси лигнина, который является очень неблагоприятным компонентом технической целлюлозы.
Почему присутствие лигнина нежелательно? Прежде всего потому, что лигнин имеет разветвленную, часто трехмерную, пространственную структуру и поэтому не обладает волокнообразующими свойствами, т. е. из него не могут быть получены нити. Он придает целлюлозным волокнам жесткость, ломкость, снижает способность целлюлозы набухать, окрашиваться и взаимодействовать с реагентами, применяемыми при различных процессах обработки волокон. При приготовлении бумажной массы лигнин затрудняет размол и фибриллирование волокон, ухудшает их взаимное сцепление. Кроме того, сам по себе он окрашен в желто-коричневый цвет, а при старении бумаги к тому же еще и усиливает ее пожелтение.
Наши рассуждения о строении и свойствах спутников целлюлозы могут показаться, на первый взгляд, излишними. Действительно, уместны ли здесь даже краткие описания строения и свойств лигнина, если реставратор-график имеет дело не с природными волокнами, а с бумагой, т.е. материалом, изготовленным из очищенных от лигнина волокон? Это, разумеется, так, но только в том случае, если речь идет о тряпичной бумаге, изготовленной из хлопчатобумажного сырья. В хлопке лигнина нет. Практически нет его и в тряпичной бумаге из льна или пеньки — он был почти полностью удален в процессе бучения тряпья.
Однако в бумаге, полученной из древесины, и в особенности в сортах газетной бумаги, в которых наполнителем служит древесная масса, лигнин содержится в достаточно больших количествах, и это обстоятельство следует иметь в виду реставратору, работающему с самыми разными, в том числе и низкосортными бумагами.
Строение волокон
Краткое описание целлюлозных волокон целесообразно начать с хлопкового волокна, так как оно сильно отличается по своему строению от других целлюлозных волокон.
Хлопком называют волокна, растущие на поверхности семян растения хлопчатника из семейства мальвовых. Каждый волосок хлопка представляет собой очень тонкую и длинную клетку, сужающуюся у глухого конца и открытую с другого — того, которым волосок прикреплен к семени. Размеры волокон хлопка разных сортов колеблются в довольно широких пределах. Например, средневолокнистый хлопчатник дает волокно, длина которого достигает 30-35 мм. Толщина волокна может составлять от 10 до 25 мкм. Строение хлопкового волокна имеет ряд особенностей (рис. 1).

РИС. 1 Поперечный разрез хлопкового волокна. (Сильно увеличено)
Снаружи расположена первичная стенка толщиной около 1 мкм, содержащая примерно 50% целлюлозы. На поверхности первичной стенки сосредоточены жиро-восковые вещества — этим и объясняется плохая смачиваемость хлопкового волокна водой. За первичной стенкой (которая частично разрушается в процессе отбелки) следует основная многослойная вторичная стенка толщиной около 6-8 мкм, она состоит из суточных отложений целлюлозы, образуемых при фотосинтезе из протоплазмы. Внутри волокна находится канал. В незрелом волокне он заполнен протоплазмой, в зрелом же содержатся только ее остатки.
Исследования с помощью электронного микроскопа показывают, что отдельные слои целлюлозы образованы из фибрилл, которые, в свою очередь, представляют собой пучки микрофибрилл, состоящих из десятков и сотен цепей макромолекул целлюлозы. Отдельные молекулы в микрофибриллах и микрофибриллы в фибриллах расположены неплотно по отношению друг к другу и удерживаются силами межмолекулярного взаимодействия (главным образом — посредством водородных связей), а также благодаря тому, что длинные цепи макромолекул входят отдельными своими частями (звеньями) в разные микрофибриллы и фибриллы. Поэтому как в отдельных суточных слоях, так и между ними имеются неплотности — поры, микрощели — именно они оказывают большое влияние на поведение хлопковых волокон при различных процессах обработки, в частности при крашении.
Микрофибриллы и фибриллы располагаются в отдельных слоях целлюлозы спиралеобразно, под углом 20-40° к оси волокна, поэтому волокно закручивается как спираль относительно своей оси. При созревании волокна протоплазма в канале постепенно засыхает, и волокно сплющивается. Рассматривая такое волокно под микроскопом, можно заметить, что оно имеет форму скрученной ленточки (или пустой сплющенной трубочки, рис. 2)

РИС.2Продольный и поперечный вид хлопковых волокон
со стенками и каналом определенной тРИС. 2 Продололщины, которая зависит от зрелости. Из поперечных срезов видно, что внутренняя полость волокна весьма значительна по сравнению с толщиной стенки, а так как эта полость открыта, по крайней мере с одного конца, то хлопковое волокно способно быстро и легко смачиваться и набухать изнутри. Этим хлопковое волокно выгодно отличается от лубяных волокон. Кроме того, при малой массе хлопковое волокно имеет достаточно развитую поверхность, что обусловливает способность хлопка к адсорбционным процессам. Известно, какие значительные объемы газов поглощаются хлопковыми волокнами: например, аммиак поглощается в количестве, превышающем более чем в 100 раз по объему сам хлопок.
Мягкость и нежность хлопковых волокон, их скрученная форма объясняют высокую ценность хлопка как прядильного материала. Отдельные волоски хлопка легко сцепляются между собой, распрямляются при вытягивании, держатся в тонких нитях и поддаются закручиванию. Благодаря совокупности этих свойств хлопок, появившийся в Европе позднее других волокон (льняных и пеньковых), очень быстро завоевал себе главенствующее положение в текстильном производстве.
Столь же ценны и бумагообразующие свойства хлопка. В процессе размола волокон, основополагающем в бумажном производстве, тонкие и мягкие волокна хлопка легко ослабевают, скручиваются, спутываются в клочки. Хлопку не свойственна легкая фибриллизация льна (т.е. расщепление волокна на тонкие волоконца — фибриллы — вдоль оси волокна), но зато благодаря скручиванию хлопковых волокон бумага приобретает пухлость и непрозрачность, что в сочетании с мягкостью делает бумагу из хлопка наилучшим материалом для печатания гравюр с медных досок.
Лен, или льняное волокно, представляет собой клетки луба растения, называемого, так же как и его волокно, льном. Это растение относится к семейству льновых.
Стебель льна (рис. 3),

РИС. 3 Стебель льна. как и других стеблевых лубяных растений (конопли, рами, джута, кенафа), состоит из различных по своему строению и функциям тканей:
— покровной ткани 1, которая образована сомкнутыми клетками, покрытыми снаружи тонкой кожицей;
— коровой паренхимы 2 — из тонкостенных и неодревесневших клеток, они содержат запасы питательных веществ;
— волокон 3;
— камбия 4, состоящего из клеток, обеспечивающих рост льна;
— древесины 5;
— сердцевины 6, она состоит из рыхлых тонкостенных клеток, при отмирании которых образуется полость 7 стебля.
Все ткани, от покровной до слоя камбия, называются корой стебля, или лубом. Все, что расположено за камбием, называется древесиной.
Волокна льна распределены, как мы видим, в кольцевидном слое паренхимы. Они представляют собой пучки округлых толстостенных клеток с небольшим каналом, содержащим иногда остатки протоплазмы. Эти пучки волокон тянутся параллельно оси стебля по всей его длине. В среднем в стебле льна содержится 300-700 элементарных волокон, которые образуют 20-30 пучков с числом элементарных волокон в каждом из них от 15 до 24. Волокна склеены в пучки пектиновыми веществами.
Если пектиновые вещества удалить полностью, пучок распадется на отдельные элементарные волокна. Они представляют собой длинные глухие клетки, заостренные наподобие веретена с обоих концов. Волокна имеют гладкую, блестящую поверхность с продольными штрихами, характерны для волокон льна и поперечные сдвиги, как бы надломы, с узловатыми утолщениями (рис.4),


РИС. 4 Поперечные сдвиги на волокнах
последний признак, кстати сказать, типичен и для волокон пеньки и джута. Длина элементарных волокон льна колеблется в пределах от 4 до 66 мм, а чаще всего бывает около 20 мм. Средняя толщина (поперечник) составляет 12-20 мкм. Отношение длины волокна к поперечнику приближается к 1200. Таким образом, как по соотношению размеров, так и по их абсолютной величине волокна льна и хлопка оказываются весьма сходными. И тем не менее льняное волокно гораздо прочнее хлопкового, что объясняется большей толщиной стенки льняного волокна.
Элементарные волокна льна, так же как и хлопка, имеют слоистое строение. Но пучки фибрилл первичной и вторичной стенок расположены спирально под меньшим углом (8-12°),чем в хлопковом волокне (20-40°). Эта намного большая ориентация структурных элементов относительно оси в льняном волокне по сравнению с хлопковым также обусловливает более высокую прочность льна и меньшую способность удлиняться при растяжении.
Льняное волокно гораздо менее податливо к химическим обработкам и крашению. Причина кроется прежде всего в том, что элементарное волокно льна представляет собой закрытую с обоих концов клетку, без свободного доступа во внутреннюю полость — канал. Кроме того, этот канал очень узок, а стенки клетки достаточно толсты. А если вспомнить об обилии пектиновых веществ и лигнина, окружающих волокна со всех сторон, а возможно, и проникающих в толщу стенок волокон, — веществ, трудно растворимых не только в кипящей воде, но и в других нейтральных растворителях, — то станет понятным, почему лен так упорно противостоит крашению и отбеливанию.
Из бумагообразующих свойств льняных волокон следует отметить в первую очередь их способность к фибриллированию в процессе размола. Поскольку стенки волокон льна ровные и толстые, они легко расщепляются в продольном направлении, образуя маленькие пряди волоконец — фибрилл. Последние, сцепляясь во время отливки (формования) бумажного листа, придают бумаге дополнительную прочность.
Пенька. Так называются у нас волокна, получаемые из двудомного растения конопли. Мужская особь — посконь — имеет более тонкий стебель, и только из нее получают прядильное волокно. У женской особи этого растения — матерки — волокно грубое.
Пеньковые волокна сходны со льном по своему строению, но грубее льняных волокон и представляют собой еще более одревесневшие клетки. Так же как льняные волокна, они склеены в пучки пектиновыми веществами. Длина отдельных клеток — элементарных волокон — составляет в среднем 10-15 мм, ширина (размер поперечника) -9-40 мкм. Волокна пеньки не столь ровны по длине, имеют более широкий канал и часто — заметные утолщения в продольном направлении. В поперечнике концы пеньковых волокон бывают с боковыми отростками, чего не встречается у льна.
При размоле волокна пеньки хорошо фибриллируются и дают бумагу, отличающуюся чрезвычайной прочностью (более высокой, чем у льна) и долговечностью. Эти свойства пеньки делают полученную из нее высокосортную бумагу незаменимой для изготовления разного рода документов, карт, чертежей.
Другие лубяные волокна — джут, рами, кенаф — имеют еще более жесткую и грубую структуру и поэтому применяются главным образом для изготовления канатов, веревок, шпагатов, а также тарных тканей и упаковочных бумаг.
Древесина. Древесные волокна отличаются более сложной морфологической структурой, меньшей упорядоченностью самих структурных элементов и меньшим содержанием целлюлозы, всего до 40-55%. Соответственно, так называемые спутники целлюлозы присутствуют в древесине в гораздо больших количествах: другие гексозаны (кроме целлюлозы) — 5-10%, пентозаны — 10-20%, лигнин — 20-30%. Поэтому для выделения целлюлозы из древесины приходится применять более жесткие условия обработки (более высокие температуры и давления).

Положительные свойства

Отрицательные свойства

Хлопчатобумажные волокна

Обладают хорошей прочностью, лёгкостью, мягкостью. Они легко впитывают влагу, пропускают воздух, легко стираются и не осыпаются при раскрое. Легко разглаживаются.

Они сильно сминаются

Льняные волокна

Обладают высокой прочностью. Они хорошо пропускают воздух, впитывают влагу и не осыпаются. Легко разглаживаются.

Они жёсткие, толстые, сильно сминаются.

Шерстяные волокна

Очень тёплые, хорошо драпируются, мало сминаются.

При замачивании изменяют свой размер, т.е. «садятся»

Шёлковые волокна

Прочные, они хорошо впитывают влагу, быстро высыхают, свободно пропускают воздух, мало сминаются.
В качестве исходного сырья для получения синтетических волокон используют продукты переработки газа, нефти и каменного угля (бензол, фенол, этилен, ацетилен…). Вид полученного полимера зависит от вида исходных веществ. По названию исходных веществ дается и название полимеру. Синтетические полимеры получают путем реакций синтеза (полимеризации или поликонденсации) из низкомолекулярных соединений (мономеров). Синтетические волокна формуют либо из расплава или раствора полимера по сухому или мокрому методу.

Производство синтетических волокон развивается более быстрыми темпами, чем производство искусственных волокон. Это объясняется доступностью исходного сырья и разнообразием свойств исходных синтетических полимеров, что позволяет получать синтетические волокна с различными свойствами, в то время как возможности варьировать свойства искусственных волокон очень ограничены, поскольку их формуют практически из одного полимера (целлюлозы или её производных).

Очень важно и то, что свойства синтетического волокна и, получаемого из него, материала можно задавать наперед. Физико-механические и физико-химические свойства синтетических волокон можно изменять в процессах формования, вытягивания, отделки и тепловой обработки, а также путём модификации, как исходного сырья (полимера), так и самого волокна. Это позволяет создавать даже из одного исходного волокнообразующего полимера волокна химические, обладающие разными свойствами.

Именно поэтому, текстильные изделия нового поколения более адаптированы к потребностям человека, обладают многофункциональными и комфортными свойствами, комплиментарно поддерживают здоровье человека, позволяют существенно повысить безопасность среды его обитания. Как ни парадоксально, использование одежды на основе нового поколения «синтетики» позволяет повысить работоспособность организма в экстремальных условиях. В связи с этим синтетические волокна существенно потеснили натуральные и искусственные волокна в производстве некоторых видов изделий. Материалы из синтетических волокон очень активно используются для производства современной модной одежды, спецодежды, одежды для экстремальных условий и спорта.

Производство синтетических волокон началось с выпуска в 1932 году поливинилхлоридного волокна (Германия). В 1940 году в промышленном масштабе выпущено наиболее известное синтетическое волокно – полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон осуществлено в 1954-60 годах.

Прототипом процесса получения химических нитей послужил процесс образования шелкопрядом нити при завивке кокона. Существовавшая в 80-х 19 столетия гипотеза о том, что шелкопряд выдавливает волокнообразующую жидкость через шелкоотделительные железы и таким образом прядет нить, легла в основу технологических процессов формирования химических нитей.

Современные способы формования нитей также заключаются в продавливании исходных растворов или расплавов полимеров через тончайшие отверстия фильер.
Несмотря на некоторые различия в получении химических волокон и нитей разных видов, общая схема их производства состоит из следующих основных этапов:


  1. Получение сырья и его предварительная обработка

  2. Приготовление прядильного раствора (расплава)

  3. Формование волокна

  4. Вытягивание и термообработка волокна

  5. Отделка сформованного волокна

Следует отметить, что благодаря техническому прогрессу в области производства химических волокон, наряду с «классическими» видами волокон, созданы их модифицированные виды с оптимизированными характеристиками. Появились высокотехнологичные химические волокна нового поколения со специальными функциями: пониженной горючести, антимикробные, антиаллергические, изменяющие цвет в зависимости от температуры и освещения, терморегулирующие, защищающие от статического электричества и ультрафиолетовых лучей, и т. д. Модификация волокон может проводиться на любой стадии производства.

«Физически модифицированные волокна», «Микроволокна», «Текстильные ноу-хау».

Из растворов или расплавов полимеров формируют:


  • мононити — одиночные нити

  • комплексные нити, состоящие из ограниченного числа элементарных нитей (от 3 до 200), используются для выработки тканей и трикотажных изделий

  • жгуты, состоящие из очень большого количества элементарных нитей (сотни тысяч), используются для получения штапельных волокон определенной длины (от 30 до 200 мм), из которых вырабатывается пряжа

  • пленочные материалы

  • штампованные изделия (детали одежды, обуви)

Искусственные волокна (нити) — это химические волокна (нити), получаемые химическим превращением природных органических полимеров (например, целлюлозы, казеина, протеинов или морских водорослей).


Многие путают искусственные и синтетические волокна. Синтетические волокна имеют химический состав, подобный которому не встретить среди природных материалов. Другое дело искусственные волокна. Искусственные волокна получают из полимеров, встречающихся в природе в готовом виде (целлюлоза, белки). Например, вискоза, это та же целлюлоза, что и в хлопке. Только вискозу прядут из древесных волокон. Чтобы получить из «дров» мягкие нити, необходимы разные химические процессы.

Литературные источники:
Большая Советская Энциклопедия;
Калмыкова Е.А., Лобацкая О.В. Материаловедение швейного производства: Учеб. Пособие,- Мн.: Выш. шк., 2001- 412с.
Мальцева Е.П., Материаловедение швейного производства, — 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983,- 232.
Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства: Учеб. для вузов,- 4-е изд., перераб и доп.,- М., Легпромбытиздат, 1986 – 424.



Скачать файл (654 kb.)


Растительные ткани — Биология — Презентации

Растительные ткани

10 КЛАСС

(ПРОФИЛЬ)

УЧИТЕЛЬ БИОЛОГИИ- ВЕЧЁРКО ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА

Цель урока:   сформировать представления о растительных тканях.

Задачи урока:

  • дать понятие “ ткани ” ;
  • показать многообразие тканей;
  • показать зависимость между строением и функциями тканей.

Растительные ткани

Тканями называют комплексы клеток, обладающих сходным строением, имеющих единое происхождение и выполняющих одинаковые функции.

Растительные ткани возникли в процессе эволюции с переходом растений к наземному образу жизни и наибольшей специализации достигли у цветковых. Формирование тканей происходило параллельно с дифференцировкой тела растения на органы. Растения, не имеющие расчленения тела на вегетативные органы, как правило, не содержат дифференцированных тканей.

Классификация растительных тканей основана на единстве выполняемых функций, происхождении, сходстве строения и расположении клеток в органах растения.

Гистология — это наука о тканях.

  • ТКАНИ – группа клеток, сходных по строению и выполняющие в организме определенную функцию.
  • В растениях выделяют 5 основных тканей, но в зависимости от способности к постоянному делению их делят на 2 группы:

Ткани

Меристемы, или

образовательные.

(постоянно делятся)

Постоянные

(образуются из меристемы

и выполняют определенную

Функцию)

Покровные Механические Проводящие Основные

Первичные

Вторичные

  • Важнейшие ткани сосудистых растений объединены в более крупные комплексы –СИСТЕМЫ ТКАНЕЙ. Таких систем три:

Системы тканей

Покровные ткани

Проводящие ткани

Основные ткани

Паренхима Колленхима Склеренхима

(простые ткани, т.к. состоят из одного типа клеток)

Ксилема Флоэма

Эпидерма Перидерма

(сложные ткани, т.к. состоят из двух и более типов клеток)

По форме клеток различают ткани ПАРЕНХИМНЫЕ , клетки которых имеют примерно равную длину и ширину, и ПРОЗЕНХИМНЫЕ , которые состоят из удлиненных клеток.

Образовательная ткань

  • группа одинаковых по строению клеток,

интенсивно делящихся, сохраняющих

физиологическую активность на протяжении

всей жизни и обеспечивающих непрерывное

нарастание массы растения.

Камбий

Зона роста корня

Конус нарастания верхушки побега

Образовательные ткани (меристемы):

Образованы

  • недифференцированными (паренхимными) клетками
  • округлыми или многогранными клетками без межклетников;
  • клеточные стенки тонкие, легко растяжимые;
  • цитоплазма густая, вязкая;
  • ядро крупное, занимает центральное положение.

По происхождению различают:

Первичные меристемы — меристемы зародыша. Они обуславливают развитие проростка и первичный рост органов.

Вторичные меристемы . Возникают на базе первичных. Обеспечивают рост органов преимущественно в ширину.

Образовательные ткани, или меристемы

Меристемы обеспечивают непрерывный рост корней, стеблей и листьев в дину и толщину, образуя другие ткани.

У высших растений развитие зародыша начинается с верхушечной (апикальной) меристемы на верхушке стебля и кончике корня, которые обеспечивают рост в длину.

  • Апикальная меристема побега состоит из двух слоёв : 1 — туники (поверхностного слоя), обеспечивающей увеличении поверхности, и 2 — корпуса , дающий увеличение объема побега. Сбоку на границе туники и корпуса расположена периферическая меристема , участвующая в формировании листьев и пазушных почек.

1

3

2

  • На кончике корня расположена апикальная меристема (1), покрытая снаружи в виде наперстка корневым чехликом (2), защищающим меристему от повреждения при продвижении корня в почве.

У основания междоузлий стебля и у основания молодых растущих листьев расположена вставочная (интеркалярная) меристема , которая по окончании роста превращается в постоянные ткани.

Вставочные -чаще первичны и сохраняются в виде отдельных участков в зонах активного

роста (например, у оснований междоузлии,в основаниях черешков листьев).

Участки интенсивно делящихся клеток, расположенные обычно над узлами побегов

1

2

У двудольных многолетних растений в стеблях и корнях возникают боковые (латеральные) меристемы – камбий , обеспечивающий рост стебля и корня в толщину.

Представлена камбием и феллогеном.

Эти ткани обеспечивают вторичное разрастание стебля и корня в диаметре.

По месту расположения выделяют верхушечные, боковые и вставочные вторичные меристемы.

У взрослого растения эта ткань сохраняется в верхушках побегов и кончиках корней. Именно благодаря ей осуществляется первичный рост растения в длину.

Образовательные ткани (меристемы)

.

Раневые (травматические) меристемы .

Образуются в местах повреждения тканей

и дают начало каллюсу — особой ткани,

состоящей из однородных паренхимных клеток, прикрывающие место поражения.

Обеспечивают зарастание раны, перекрывают доступ возбудителям болезней.

Образовательные ткани, или меристемы, являются эмбриональными тканями .

Рассмотрим расположение образовательной ткани на примере продольного среза корня растения

Контрольные вопросы

 

1. Каковы признаки меристематической ткани?

2. В чем отличие первичной меристемы от вторичной?

3. Какая меристема обуславливает нарастание органа в длину, а какая в толщину?

4. Что такое конус нарастания побега?

5. Какие особенности строения имеют клетки меристемы?

6. Почему происходит зарастание ран на органах растений?

Покровные ткани

  • Защищают органы растения от высыхания, резких колебаний температуры, от избытка солнечного света, механических повреждений, проникновения бактерий и других паразитов; осуществляют газообмен и транспирацию (испарение воды).

Покровные ткани

Эпидерма, или кожица

Перидерма, или

пробка

Корка

Состоит из нескольких слоев пробки

Состоит из 1 слоя живых клеток

Состоит из нескольких слоев живых и мертвых клеток

Эпидермис

Волоски на листе

Устьица

Клетки живые, тонкостенные, уплощённые, плотно сомкнутые со всеми органоидами; редко с хлоропластами

защитная, испарение воды, газообмен

15

ЭПИДЕРМА (первичная покровная ткань)

  • В цитоплазме содержится много лейкопластов и вакуолей, нередко с антоцианами, придающими лилово-красное окрашивание листьям и стеблям.
  • Наружные стенки клеток сильно утолщены и покрыты водонепро-ницаемой кутикулой, нередко с восковым налетом (хвойные, толстянковые) или пропитаны кремнеземом (хвощи, осоки).
  • У некоторых растений на кожице образуются разнообразной формы выросты – трихомы (волоски). Если они накапливают и выделяют эфирные масла, муравьиную кислоты, слизь и пр., то называются желёзками.

Различные трихомы (А – Е) и развитие корневого волоска (Ж– И)

Покровные ткани

Эпидерма листьев имеет структуры для газообмена и водообмена – устьица. Устьице ограничено двумя клетками бобовидной формы, замыкающими клетками .

Замыкающие клетки содержат хлоропласты, а клетки эпидермы, окружающие замыкающие, называются побочными или прилегающими и не содержат хлоропластов.

Под устьицем находится газовоздушная камера .

Устьичная щель регулирует водо- газообмен расширяясь или сужаясь за счет изменения осмотического давления внутри замыкающих клеток.

У наземных растений устьица располагаются на нижней стороне листа, а у водных с плавающими листьями – на верхней стороне.

Устьичные клетки образуются за счет неравномерного деления клеток кожицы и растворения межклеточного вещества

ПЕРИДЕРМА , или пробка (вторичная покровная ткань)

  • У многолетних растений эпидерма сменяется вторичной покровной тканью – пробкой.
  • Перидерма образуется из пробкового камбия , расположенного под эпидермой.
  • Клетки плотно прижаты друг к другу в несколько слоев. Расположенные ближе к камбию – живые, а наружные – мертвые.

Для осуществления газообмена в пробке образуются чечевички (в виде бугорков), в которых пробковые и паренхимные клетки соединены рыхло газообмен осуществляется по межклетникам

Перидерма

Покровные ткани

2. Перидерма, вторичная покровная ткань.

Состоит из феллемы — собственно пробки, феллогена — пробкового камбия и и феллодермы — пробковой паренхимы. Она сменяет эпидерму, которая постепенно отмирает и слущивается. Феллоген закладывается в эпидерме, под эпидермой и даже в более глубоких слоях осевых органов.

Пробка состоит из плотно расположенных клеток с опробковшими стенками. Содержимое клетки отмирает. Не проницаема для воды и газов. Для газообмена и транспирации в пробке формируются чечевички.

Перидерма:

1 — чечевичка; 2 — остатки эпидермы; 3 — феллема; 4 — феллоген; 5 — феллодерма.

КОРКА (третичная покровная ткань)

  • У древесных пород через несколько лет формируется третичная покровная ткань — корка, состоящая из нескольких слоев мертвой перидермы.

А

По мере накопления перидермы корка дает трещины и ствол становится неровным.

А

Б

А – корка

Б — перидерма

Кора

Клетки мертвые, заполнены воздухом, с толстыми оболочками

защитная,

газообмен

(через трещины коры)

Покровные ткани

Кутикула . Защитная функция эпидермы может усиливаться наличием кутикулы.

Кутикула и восковой налет встречаются на плодах, листьях стеблях, частях цветка. Кутикула и восковой налет слабо проницаемы для воды и газов.

Контрольные вопросы

 

1.  По какому принципу покровные ткани делятся на первичные, вторичные и третичные? Назвать их.

2.  Назвать строение и функции эпидермы. Какие органы она покрывает?

3.  Рассказать о механизме работы устьичного аппарата.

4.  Почему у многолетних растений эпидерма заменяется пробкой?

5.  Как через пробку происходит газообмен и транспирация?

6.  Назвать покровные ткани корня.

7.  Что такое эпифиты? Какие особенности строения у них имеет покровная ткань корня?

8.  Какое значение имеет корка?

9.  Какие органы растений или их части покрыты перидермой, и какие — коркой?

ПРОВОДЯЩИЕ ТКАНИ

  • Проводящие ткани проводят воду с растворенными минеральными веществами и питательные (органические) вещества в различные органы растения. У растений выделяют два типа проводящих тканей:

Проводящие ткани

Ксилема

Состоит из проводящих

элементов, механической

и запасающей тканей

Флоэма

Состоит из проводящих

элементов, механической

и запасающей тканей

Проводящие элементы состоят из живых клеток — ситовидных трубок, проводящих органические вещества от листьев к другим органам

(нисходящий поток)

Проводящие элементы состоят из мертвых клеток – трахеид и сосудов. Они проводят воду с растворенными минеральными от корней к наземным органам

(восходящий поток)

Проводящая ткань

Ксилема (древесина)

Флоэма

(луб)

Трахеиды

Ситовидные трубки

Сосуды

Клетки-спутницы

Паренхимные клетки

Лубяные волокна

Волокна

Лубяная паренхима

Склереиды

КСИЛЕМА

Трахеиды (характерные для папоротникообразных и голосеменных) – мертвые, вытянутые, иногда заостренные на концах клетки, без цитоплазмы с большим количеством пор (Б)

А

Б

Рис.1. Типы утолщения стенки сосудов (А): кольчатое, спиральное, лестничное и пористое .

Членики сосудов – цилиндрические клетки, лишенные протопласта, имеют поры и перфорации (отверстия в стенке главным образом на концах клетки). Членики располагаются одни над другими в виде непрерывной трубки – сосуда (А). Сосуды характерны для цветковых растений.

Рис.2. Поперечный срез древесины. Хорошо видны крупные сосуды в ранней древесине.

Трахеиды представляют собой узкие, сильно вытянутые в длину мертвые клетки с заостренными концами и оболочками.

Проникновение растворов из одной трахеиды в другую происходит путем фильтрации через поры — углубления, затянутые мембраной.

Жидкость по трахеидам протекает медленно, так как поровая мембрана препятствует движению воды.

Трахеиды встречаются у всех высших растений , а у большинства хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных служат единственным проводящим элементом ксилемы.

У покрытосеменных растений наряду с трахеидами имеются сосуды .

ФЛОЭМА

  • Проводящие элементы состоят из ситовидных клеток (имеют мелкие ситовидные поры на боковых стенках и концах клеток), характерных для папоротникообразных и голосеменных, и члеников ситовидных трубок ( имеют ситовидные пластинки – скопление крупных пор на концах клетки), характерных для покрытосеменных.
  • Все клетки живые, но лишены ядра и рибосом, поэтому их сопровождают клетки спутницы , ответственные за активные функции члеников ситовидных трубок.

Проводящие ткани

Флоэма (луб).

Состоит из ситовидных клеток, ситовидных трубок и сопровождающих их клеток-спутниц, лубяной паренхимы и флоэмных (лубяных) волокон.

  • Проводящая ткань вместе с механической тканью образуют сосудисто-волокнистые пучки , которые пронизывают все органы растения:

Сосудистые пучки

Радиальные

Коллатеральные,

или боковые

Концентрические

Располагаются по радиусам органа ( в корне)

Одна проводящая ткань (флоэма) окружает другую (ксилему). Располагается в стебле древесно-кустарниковых растений

Флоэма располагается рядом с ксилемой (в листьях, стеблях травянистых растений)

По наличию в проводящих пучках камбиальных клеток их подразделяют на: открытые (клетки пучкового камбия, расположенного между флоэмой и ксилемой, постоянно делятся, обеспечивая вторичное утолщение стебля и корня) и закрытые (нет камбиальных клеток, и они не способны к вторичному утолщению). Первые характерны для многолетних двудольных растений, а вторые для однолетних двудольных и всех однодольных.

А

Б

1

2

  • Рис. 1. Развитие радиального проводящего пучка в корне лютика (поперечный срез): А – незрелый пучок; Б – зрелый пучок.
  • Рис 2. Строение биколлатерального проводящего пучка в стебле тыквы (поперечный срез): 1 – камбий: 2 – наружная флоэма; 3 – сосуды вторичной ксилемы; 4 – первичная ксилема; 5 – внутренняя флоэма.

4

3

5

Открытый коллатеральный проводящий пучок в стебле люцерны, травянистого двудольного (поперечный срез): разделенные камбием проводящие пучки ; между пучками расположен межпучковый камбий.

Закрытый проводящий пучок в стебле лютика, травянистого двудольного (поперечный срез): первичная ксилема и флоэма окружены толстостенными склеренхимными клетками; камбия нет.

Открытый концентрический проводящий пучок стебля липы, многолетнего двудольного (попереч-ный срез): камбий создает четкую границу между флоэмой и ксилемой; внутренняя граница первичной ксилемы четко ограничена паренхим-ными клетками сердцевины.

В первичной и вторичной ксилеме и флоэме встречаются волокна, склереиды, придающие прочность тканям и паренхим-ные клетки, служащие для запасания питательных веществ.

Контрольные вопросы

 

1.  По каким проводящим тканям осуществляется передвижение органических веществ, а по каким — минеральных?

2.  Что такое сопровождающая клетка? Какие ее функции?

3.  В чем отличие ситовидных трубок от сосудов?

4.  Как долго функционируют ситовидные трубки и сосуды и с чем связано прекращение их деятельности?

5.  В чем отличие сосудов от трахеид?

6.  Почему кольчатые и спиральные сосуды свойственны молодым органам растений, а пористые, сетчато-пористые, лестничные — более старым?

7.  Какие сосуды имеют наименьший диаметр и какие наибольший?

МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ

  • Выполняют опорную функцию. Состоят из живых и мертвых клеток с очень толстыми клеточными стенками. В зависимости от формы клеток и способа утолщения их стенок различают три типа механических тканей:

Механические ткани

Колленхима

Склеренхима

Склереиды

Клетки живые, паренхимные, с частично утолщенными стенками; встречается в молодых растущих органах .

Клетки мертвые, прозенхимные (вытянутые) – волокна; входят в состав вторичной колленхимы и флоэмы.

Клетки с сильно утолщенными стенками, не обладающие формой волокна.

я

Механические ткани создают прочный каркас тела растения, который наполняется упругой массой живых клеток. Механическая ткань в стебле располагается по периферии, увеличивая сопротивление изгибу и перелому. В корне она располагается в основном в центре, препятствуя разрыву органа.

Механическая ткань

Склереиды

Склеренхима

Колленхима

Клетки с толстыми одревесневшими стенками

обеспечить упругость

и прочность растений

КОЛЛЕНХИМА

Рис. Уголковая колленхима.

1 – слой цитоплазмы; 2 – ядро; 3 – вакуоль; 4 – утолщенная оболочка

  • Колленхима (греч. – «клей») состоит из живых, но не размножающихся клеток, имеющих неравномерно утолщенные оболочки, делающие их приспособленными для укрепления молодых растущих органов. Наиболее распространена уголковая колленхима (утолщение по углам соприкасающихся друг с другом клеток)

СКЛЕРЕНХИМА

Склеренхима (греч. «твердый») состоит из мертвых вытянутых клеток, которые называются волокна. Клетки имеют очень толстые оболочки, благодаря которым они выполняют опорную функцию органов растений.

А

Вытянутые клетки склеренхимы в стебле

А – лубяные волок-на; Б – древесные волокна

  • Волокна собраны в пучки (лубяные, пеньковые, джутовые, льняные)и входят в состав древесины ( древесные волокна, или либриформ ), луба (флоэмы — лубяные волокна ).

Б

СКЛЕРЕИДЫ

  • Склереиды разнообразны по форме и часто разветвлены, но по сравнению с волокнами являются короткими клетками. Чаще располагаются группами по основным тканям. Они имеют очень толстые, одревесневшие оболочки.
  • Из таких клеток состоит скорлупа орехов, косточки сочных костянок, семенная кожура; они (каменистые клетки) придают мякоти груши и айвы характерную крупитчатую структуру.

1

1 – склереиды (каменистые клетки) в мякоти груши; 2– ветвистая склереида из листа кувшинки; ее оболочка содержит мелкие кристаллы.

2

У двудольных волокна особенно характерны для проводящих тканей. Они имеют форму сильно вытянутых в длину (прозенхимных) клеток, заостренных на концах. Обычно они имеют толстые стенки и узкую полость. Различают древесинные волокна (волокна либриформа) и лубяные волокна . Древесинные волокна входят в состав древесины (ксилемы), лубяные в состав луба (флоэмы).

Склереидами — это округлые мертвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками.

Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы, абрикоса ; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер.

Волокна и склереиды располагаются в органах растений группами или поодиночке. В последнем случае их называют идиобластами .

ПАРЕНХИМА, ИЛИ ОСНОВНАЯ ТКАНЬ

  • Составляют основу всех органов и встречаются в виде сплошных масс в коре стеблей, корне, сердцевине стеблей, мезофилле листьев и мякоти плодов. Образует горизонтальные тяжи (лучи) в проводящих тканях.
  • Клетки живые, способные к делению, играют важную роль в регенерации и заживлении ран, дают начало придаточным корням на стеблевых черенках, участвуют в фотосинтезе (содержат хлоропласты), запасании веществ и секреции, обуславливает газообмен.
  • В зависимости от выполняемой функции различают следующие основные ткани:

Ассимиляционная ткань

Запасающая ткань

Воздухоносная ткань (аэренхима)

Всасывающая ткань (ризодерма) )

Выделительная ткань

АССИМИЛЯЦИОННАЯ, ИЛИ ХЛОРЕНХИМА

  • Этот тип основной ткани выполняет функцию образования органических веществ в процессе фотосинтеза и состоит из тонкостенных живых клеток, содержащих хлоропласты. Обычно ассимиляционная ткань располагается непосредственно под покровной тканью в листьях и зеленых стеблях растений.

Хлоренхима в листьях не образует одной однородной ткани, а разделяется на два совершенно различных слоя. Один состоит из призматических клеток, лежащих под кожицей листа, и называется столбчатой или палисадной паренхимой. Второй слой лежит на нижней поверхности листа и содержит большое количество межклетников и называется губчатой паренхимой.

ЗАПАСЮЩАЯ ТКАНЬ

1 — Запасающая ткань в стебле люцерны

1

Запасающая паренхима клубня картофеля

  • Эта ткань приспособлена для накопления питательных веществ и, главным образом, представлена в подземных органах растений — клубнях, корневищах, луковицах, а также в плодах, семенах и значительно реже в листьях. В клетках запасающей паренхимы откладываются крахмал, жирные масла, сахара, белки и другие питательные вещества. Состоит из живых клеток, содержащих большое количество лейкопластов.

Запасающая ткань

АЭРЕНХИМА (ВОЗДУХОНОСНАЯ)

  • Ткань с очень большими межклетниками, основная функция которой – вентиляция. Системы межклетников связаны между собой и с внешней средой (через устьица и чечевички). Сильно развита у высших водных растений или обитающих в условиях затрудненного газообмена, обеспечивая поступление кислорода от листьев к корням.

Лист кувшинки с большим количеством межклетников и устьицами только на верхней эпидерме

Поперечный разрез через аэренхиму стебля водного растения

РИЗОДЕРМА (ВСАСЫВАЮЩАЯ)

  • Это наружная однослойная ткань на молодых корнях. Клетки живые, тонкостенные, имеют корневые волоски, через которые корень всасывает воду и растворенные в ней минеральные вещества осмотическим путем.
  • В корневой волосок вырастает не вся клетка, а только участок ее передней стенки, который вытягивается в слепую трубочку (0,15 – 1 см). Корневые волоски быстро отмирают, а на смену им образуются на новом участке корешка новые корневые корешки. Старая ризодерма становится вторичной покровной тканью.

Развитие корневого волоска

Контрольные вопросы

 

  • Почему основные ткани получили такое название?
  • Каковы функции основных тканей?
  • Из каких клеток состоит основная ткань?
  • На каком принципе построена классификация основных тканей?
  • В каких органах растения встречают различные типы основной ткани?

ВЫДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТКАНИ

  • Выделительные ткани служат для накопления или выделения конечных продуктов обмена веществ и вредных для растения веществ. Накопление их может происходить как в полости самой клетки, так и в межклетниках. Различают выделительные ткани внутренней и внешней секреции.

Выделительная ткань

1 – клетки эпителия; 2 – капли эфирного масла;

3 – полость смоляного хода; 4 – капля смолы.

Выделительные ткани

Древесина сосны со смоляными ходами на продольном и поперечном срезах

Внутренние ткани накапливают продукты обмена чаще всего в виде кристаллов щавелевокислого кальция, эфирных масел, дубильных веществ в отдельных клетках ( идиобластах) среди клеток различных тканей. В межклетниках образуются вместилища выделений и выделительные ходы (смоляные ходы хвойных). Клетки накапливающие в вакуолях млечный сок, называются млечниками.

Выделительные простые волоски герани на черешке листа

Наружные выделительные ткани очень разнообразны:

  • Железистые волоски, образующие опушение некоторых растений, выделяют наружу эфирные масла, соли и другие вещества.
  • Гидатоды — это группы клеток, связанные с проводящими тканями листа и заканчивающиеся водными устьицами, выделяющиеся воду и растворенные в ней соли. Процесс выделения воды в капельно-жидком состоянии называется гуттацией . Гуттация происходит в условиях высокой влажности воздуха, препятствующей транспирации.
  • Нектарники расположены в цветниках и выделяют наружу сахарную жидкость (нектар), которая привлекает насекомых — опылителей.
  • Пищеварительные железки насекомоядных растений выделяют ферменты и кислоты, необходимые для переваривания тканей пойманных насекомых.

Внутреннее строение стебля

Пробка

Первичная кора

Флоэма

Камбий

Древесина

Сердцевина

Повторение

  • Что такое ткань?
  • Перечислите основные виды образовательных тканей.
  • Перечислите основные виды латеральных меристем.
  • Перечислите основные виды проводящих тканей флоэмы.
  • Перечислите основные виды проводящих тканей ксилемы.
  • Перечислите основные виды покровных тканей.
  • Перечислите основные виды основных тканей.
  • Перечислите основные виды выделительных тканей.

Дайте определение терминам или раскройте понятия (одним предложением, подчеркнув важнейшие особенности):

1. Апикальные, латеральные, интеркалярные меристемы. 2. Первичная меристема. 3. Вторичная меристема. 4. Камбий. 5. Феллоген. 6. Эпиблема. 7. Эпидерма. 8. Кутикула. 9. Перидерма. 10. Корка. 11. Склеренхима. 12. Колленхима. 13. Ксилема.14. Флоэма. 15. Трахеи. 16. Трахеиды. 17. Ситовидные трубки. 18. Ситовидные клетки. 19. Клетки-спутницы. 20. Паренхима.

Повторение

Что обозначено на рисунке цифрами 1 – 14?

II. Особенности строения и функции растительных тканей

Тип ткани

Строение

Образовательная ткань

Мелкие постоянно делящиеся клетки с крупными ядрами, вакуолей нет.

Покровная ткань

Функции

Живые и мертвые клетки.

Имеют толстые и прочные оболочки

Прочно соединены друг с другом

Внешний вид

Рост растения

Основная ткань

Проводящая ткань

Живые клетки, в которых содержатся хлоропласты и питательные вещества

Защита от неблагоприятных воздействий, повреждений.

Связь с внешней средой (устьица и чечевички)

Клетки живые и мертвые, напоминают сосуды и трубочки.

Механическая ткань

Образование и накопление питательных веществ

Мертвые клетки с утолщенными и одревесневшими оболочками.

Передвижение веществ по растению

Опора растения.

ТЕСТЫ С ОТВЕТАМИ ПО БОТАНИКЕ, Специальность-Фармация (2016-2017 год, 1 курс)

 

 

 

 

 

 

Выберите один или несколько ответов

1. Общие вопросы ботаники

1.1.

Раздел ботаники, изучающий внутреннее строение растений, — это:

систематика

морфология

анатомия

альгология

1.2.

Многообразие и классификацию растительных организмов изучает наука

систематика растений

морфология растений

анатомия растений

география растений

1.3. Раздел ботаники, изучающий внешнее строение растений и их формообразование:

систематика

морфология

анатомия

альгология

1.4. Структурная и функциональная единица растения:

клетка

ткань

орган

организм

1.5. Клетки одной ткани характеризуются сходством в

строении

составе

функции

местоположении

происхождении

1.6. Слова, обозначающие таксономические категории, это

вид

ель

класс

порядок

сосновые

1.7. Назовите отдел, не относящийся к споровым растениям

Lycopodiophyta

Pinоphyta

Polypodiophyta

Bryophyta

Equisetophyta

1.8. Название Magnoliopsida относится к таксономической категории

отдел

семейство

класс

порядок

род

1.9. Название Rosales относится к таксономической категории

отдел

семейство

класс

порядок

род

1.10. Название Rosaceae относится к таксономической категории

отдел

семейство

класс

порядок

род

1.11. Шиповник собачий — это таксон, относящийся к таксономической категории

отдел

семейство

класс

порядок

вид

1.12. Двудольные — это таксон, относящийся к таксономической категории

отдел

семейство

класс

порядок

род

2. Растительная клетка

2.1. Для растительной клетки характерно запасное питательное вещество:

целлюлоза

гликоген

крахмал

муреин

2.2. Хлоропласт в клетке выполняет функцию:

образование первичных углеводов

синтез белков

поддержание тургорного давления

хранение запасных питательных веществ

2.3.Функция вакуоли в растительной клетке — это:

образование первичного крахмала

синтез АТФ

синтез белков

поддержание тургорного давления

хранение запасных питательных веществ

2.4.Функция лейкопластов в клетке — это:

хранение и передача наследственной информации

поддержание тургорного давления

хранение запасных питательных веществ

фотосинтез

синтез белков

2.5. Процесс фотосинтеза протекает в

митохондриях

лейкопластах

хлоропластах

вакуоли

хромопластах

2.6. Механическую опору клетки, проведение воды и минеральных веществ осуществляет

вакуоль

клеточная стенка

хлоропласт

цитоплазма

эндоплазматическая сеть

2.7. Видоизменение клеточной оболочки в связи с отложением в ней суберина называется

опробковение

одревеснение

ослизнение

минерализация

2.8. Отложение лигнина приводит к следующему видоизменению клеточной оболочки

одревеснению

минерализации

опробковению

ослизнению

2.9. Видоизменение клеточной оболочки в связи с отложением в ней оксалатов и

кремнезема называется

одревеснение

опробковение

минерализация

кутинизация

2.10. Запасной крахмал в клетке можно обнаружить с помощью реактива

судан III

хлор-цинк-йод (Cl-Zn-J)

раствор йода

флороглюцин + НCl конц.

2.11. Реактивом на одревесневшие клеточные структуры является

судан III

хлор-цинк-йод (Cl-Zn-J)

раствор йода

флороглюцин + НCl конц.

2.12. Опробковение клеточной стенки обнаруживают с помощью реактива

судан III

хлор-цинк-йод (Cl-Zn-J)

раствор йода

флороглюцин + НCl конц.

2.13. Для обнаружения целлюлозы в клеточной стенке используют

судан III

хлор-цинк-йод (Cl-Zn-J)

раствор йода

флороглюцин + НClконц.

2.14. Раствор йода с крахмалом дает окрашивание

красно-малиновое

фиолетовое

розовое

желтое

черно-синее

2.15. Раствор флороглюцина в присутствии концентрированной соляной кислоты с

лигнином дает окрашивание

синее

оранжевое

красно-малиновое

сине-фиолетовое

черно-зеленое

2.16. Судан III с суберином дает окрашивание

синее

оранжевое

красно-малиновое

черно-синее

черно зеленое

2.17. Реактив хлор-цинк-йод с целлюлозой дает окрашивание

сине-фиолетовое

черно-синее

красно-малиновое

оранжевое

желтое

2.18. Включения оксалата кальция в виде сростков кристаллов называются

рафиды

стилоиды

цистолиты

друзы

2.19. Хромопласты содержат следующие пигменты

ксантофиллы

каротиноиды

хлорофилл

антоциан

2.20. Хлоропласты содержат пигменты

ксантофиллы

каротиноиды

хлорофиллы

фикобиллины

2.21. Рафиды — это

палочковидные кристаллы

игольчатые кристаллы в пучках

мелкие кристаллы в скоплениях

мелкие кристаллы в шаровидных сростках

2.22. Друзы — это

палочковидные кристаллы

игольчатые кристаллы в пучках

сростки кристаллов

мелкие кристаллы в шаровидных сростках

2.23. Одномембранные органеллы клетки:

ЭПС, комплекс Гольджи

ядро, комплекс Гольджи

рибосомы, ЭПС

вакуоль, клеточная стенка

хлоропласты, митохондрии

2.24. Двумембранные органеллы клетки:

митохондрии

ЭПС

вакуоль

комплекс Гольджи

митохондрии

рибосомы

2.25. К производным протопласта относятся:

клеточный сок

лизосомы

рибосомы

митохондрии

центросомы

ЭПС

2.26. У растительной клетки отсутствует:

клеточный центр

ядро

вакуоль

митохондрии

гиалоплазма

2.27.Функция лейкопластов в клетке — это:

хранение запасных питательных веществ

синтез белков

фотосинтез

поддержание тургорного давления

хранение и передача наследственной информации

3. Образовательные ткани

3.1. Ткани, развивающиеся из вторичной меристемы

вторичные постоянные

вторичные образовательные

первичные постоянные

первичные образовательные

3.2. Первичной коре корня дает начало:

периблема

дерматоген

плерома

туника

корпус

3.3.Из туники образуется

первичная покровная ткань

вторичная покровная ткань

вторичная кора

камбий

центральный осевой цилиндр

3.4. Дифференциация клеток меристемы в постоянные ткани корня начинается в зоне

всасывания

деления

роста

растяжения

проведения

3.5. Первичная меристема, находящаяся на верхушке побега:

апикальная

вставочная

боковая

раневая

латеральная

3.6. Для клеток первичной меристемы характерно все, кроме:

есть пластиды и крупная центральная вакуоль

стенки тонки, целлюлозные

клетки мелкие, изодиаметричные, многогранные

отсутствуют межклетники

цитоплазма густая, ядро крупное

3.7. Внутренние слои клеток первичной меристемы стебля называются

дерматогеном

периблемой

плеромой

туникой

корпусом

3.8. Ко вторичным меристемам относятся

феллоген

феллема

камбий

эпидерма

перидерма

3.9. В первичной меристеме различают протодерму, из которой в дальнейшем образуются

покровные ткани

основные ткани первичной коры

основные ткани центрального осевого цилиндра

первичная флоэма

первичная ксилема

3.10. Ткани, состоящие из живых тонкостенных, интенсивно делящихся клеток:

образовательные

покровные

механические

проводящие

основные

3.11. Основная функция меристем — это

образование новых клеток

защита от неблагоприятных воздействий

поглощение воды и минеральных солей

регуляция газообмена и транспирации

опорная функция

3.12. Тканям центрального осевого цилиндра корня дает начало

плерома

дерматоген

периблема

туника

корпус

3.13. Во время митоза центромеры разъединяются, сокращаются нити веретена деления,

хроматиды расходятся к полюсам клетки на стадии:

анафазы

профазы

метафазы

телофазы

цитокинеза

3.14. К образовательным относятся ткани:

прокамбий, перицикл, феллоген

эпидерма, ризодерма, перидерма

колленхима, склеренхима, склереиды

хлоренхима, паренхима, гиподерма

гидатода, млечник, трихома

3.15. Прокамбий и камбий относят к тканям

образовательным

основным

проводящим

покровным

механическим

4. Покровные и выделительные ткани

4.1. Пробка состоит из

мертвых клеток с субериновыми оболочками

мертвых клеток с одревесневшими клеточными стенками

живых и мертвых клеток без межклетников

4.2.Газообмен и транспирация в органах, покрытых перидермой происходит через:

чечевички

устьица

трихомы

межклетники

4.3.Травянистый стебель обычно покрывает

эпидерма

колленхима

ризодерма

корка

перидерма

4.4.В собственно эпидермальных клетках листа содержатся пластиды:

лейкопласты

хромопласты

хлоропласты

4.5.В замыкающих клетках устьиц содержатся пластиды:

хлоропласты

лейкопласты

хромопласты

4.6.Покровной тканью НЕ является

перидерма

эпидерма

ризодерма

колленхима

4.7. Кутином могут пропитываться клетки покровной ткани

эпидермы

перидермы

корки

ризодермы

4.8. Перидерма относится к группе тканей

образовательные

покровные

механические

основные

4.9.Назовите покровные ткани, клетки которых могут пропитываться суберином

эпидермы

перидермы

корки

ризодермы

4.10. Какие покровные ткани имеют в своём составе живые клетки

эпидерма

перидерма

корка

ризодерма

4.11. Покровная ткань листьев 40-летнего дерева

пробка

корка

эпидерма

экзодерма

4.12. К покровным тканям относятся

прокамбий, камбий, протодерма

перицикл, феллоген, дерматоген

ритидом, перидерма, ризодерма

колленхима, склеренхима, склереиды

аэренхима, хлоренхима, паренхима

4.13. Основными функциями эпидермы являются

образование новых клеток

накопление запасных веществ

защита внутренних тканей от механических повреждений

регуляция газообмена и транспирации

обеспечение прочности органов

4.14. Живая однослойная ткань, покрывающая молодые корни в зоне всасывания — это

ризодерма

эпидерма

перидерма

протодерма

колленхима

4.15. Сложная ткань, образованная феллогеном и покрывающая стебли, корни и

корневища многолетних растений — это

ризодерма

эпидерма

перидерма

ксилема

протодерма

4.16. К выделительным тканям относятся следующие ткани и их элементы

железка

млечник

эпидерма

камбий

прокамбий

4.17. К наружным выделительным тканям относится следующая структура

млечник

смоляной ход

вместилище

железка

4.18. К внутренним выделительным тканям относится следующая структура

гидатода

железка

головчатый волосок

млечник

устьице

4.19. Однослойная ткань, состоящая из основных клеток, устьиц и волосков и

покрывающая молодые надземные органы растения — это:

ризодерма

эпидерма

перидерма

корка

протодерма

4.20. Специализированные 2 замыкающие клетки эпидермы, выполняющие функцию

газообмена и транспирации называются

железка

устьице

эмергенец

нектарник

4.21. Нежелезистые живые или мертвые выросты клеток эпидермы, имеющие различную

форму и строение, называются

головчатый волосок

железка

эмергенец

кроющий волосок

4.22. Выросты клеток эпидермы, состоящие из одной или нескольких секретирующих

верхушечных клеток, расположенных на ножке, называются

кроющий волосок

эмергенец

головчатый волосок

железка

4.23. Специализированное образование эпидермы, состоящее из межклетника, двух

замыкающих клеток и нескольких побочных, называется

нектарник

железка

устьичный аппарат

эмергенец

кроющий волосок

4.24. Железистые волоски, в образовании которых принимают участие клетки эпидермы и

субэпидермальные слои, называются

млечники

вместилища

эмергенцы

нектарники

4.25. Клетки, находящиеся в цветках и выделяющие наружу сахаристую жидкость для

привлечения насекомых, называются

млечники

вместилища

эмергенцы

нектарники

5. Механические и основные ткани

5.1. Функцию фотосинтеза выполняет:

хлоренхима

эпидерма

аэренхима

запасающая паренхима

5.2. В плодах и семенах встречается механическая ткань:

склеренхима

пластинчатая колленхима

уголковая колленхима

склереиды

5. 3. В центральном осевом цилиндре наземного стебля находится:

запасающая паренхима

колленхима

хлорофилоносная паренхима

пробка

5.4. Клеточная стенка склеренхимы пропитана:

лигнином

кремнеземом

суберином

кутином

5.5. В первичной коре надземного стебля находится:

хлорофилоносная паренхима

склеренхима

воздушная полость

запасающая паренхима

5.6. Колленхиму можно обнаружить с помощью красителя:

хлор-цинк-йода

флороглюцина с НСl конц.

судана III

йода

5.7.Ткань, живые клетки которой образуют крупные межклетники:

аэренхима

склеренхима

колленхима

эндодерма

5.8.Живая механическая ткань с неравномерно утолщенными стенками:

колленхима

ризодерма

эпидерма

склеренхима

склереиды

5.9.Ткань, живые клетки которой соединены рыхло друг с другом и имеют равномерно

тонкие целлюлозные стенки:

паренхима

эпидерма

склеренхима

колленхима

эпиблема

5.10. Склеренхимные волокна, образующие наружную обкладку ЦОЦ:

перициклическая склеренхима

коровые волокна

либриформ

камбиформ

5.11. К механическим тканям относятся:

колленхима

склеренхима

паренхима

хлоренхима

5.12. К основным тканям относятся

аэренхима

паренхима

хлоренхима

запасающая паренхима

эпидерма

5.13. Живая ткань с неравномерно утолщенными целлюлозными клеточными стенками и

хлоропластами называется

запасающая паренхима

колленхима

склеренхима

аэренхима

5.14. Механическая ткань, сосредоточенная в растущих органах растений, клетки которой

способны к растяжению

колленхима

паренхима

склереиды

5.15. К какой группе тканей относятся склереиды

покровным

основным

механическим

проводящим

образовательным

5.16. Мертвая механическая ткань с равномерно утолщенными клеточными стенками

называется

склеренхима

паренхима

колленхима

перидерма

6. Проводящие ткани

6.1. Ткань, осуществляющая проведение водного раствора органических веществ:

ксилема

колленхима

флоэма

склеренхима

эндодерма

6.2.Мертвая проводящая ткань, по которой передвигаются вода и растворенные в ней

минеральные вещества:

флоэма

колленхима

ксилема

склеренхима

эндодерма

6.3.Проводящие элементы ксилемы:

ситовидные трубки

сосуды

либриформ

клетки-спутницы

древесинная паренхима

6.4.Проводящие элементы флоэмы:

ситовидные трубки

сосуды

либриформ

клетки-спутницы

древесинная паренхима

6.5.Проводящие ткани относятся к типу:

сложные ткани

редуцированные ткани

комплексные ткани

простые ткани

6.6.К проводящим относятся ткани:

ксилема, флоэма

экзодерма, эндодерма

прокамбий, камбий

колленхима, склеренхима

6.7. Ткань, обеспечивающая передвижение воды и питательных веществ, называется

механической

проводящей

покровной

запасающей

6.8. В состав флоэмы НЕ входят

клетки-спутницы

ситовидные трубки

трахеиды

лубяные волокна

6.9. В состав ксилемы НЕ входят

древесные волокна

трахеи

трахеиды

ситовидные трубки

6.10. Флоэма и ксилема образуют

проводящий пучок

плером

камбиальную зону

периблему

6.11. Проводящий пучок, имеющий камбий между флоэмой и ксилемой, называется

закрытым

вогнутым

открытым

выпуклым

6.12. Проводящий пучок, НЕ имеющий камбия, называется

закрытым

открытым

вогнутым

выпуклым

6.13. Ткань, образованная камбием в процессе вторичного роста стебля, состоящая из

сосудов, трахеид, древесных волокон и древесной паренхимы — это

прокамбий

луб

древесина

камбий

6.14. Ткань, образованная камбием в процессе вторичного роста стебля, состоящая из

ситовидных трубок с клетками-спутницами, лубяных волокон, и лубяной паренхимы — это

прокамбий

луб

древесина

камбий

6.15. Основной функцией ксилемы является

проведение ассимилятов

защита от инсоляции

секреция веществ

проведение водных растворов

хранение вторичного крахмала

6.16. Основной функцией флоэмы является

проведение ассимилятов

проведение водных растворов

дыхание

фотосинтез

6.17. Коллатеральный сосудисто-волокнистый пучок характеризуется тем, что

флоэма расположена между лучами ксилемы

в центре пучка есть флоэма, окруженная ксилемой

в центре пучка есть ксилема, окруженная флоэмой

ксилема и флоэма соприкасаются по одной стороне

6.18. Сосудисто-волокнистый пучок, в котором ксилема окружает флоэму, называется

центрофлоэмный

центроксилемный

радиальный

коллатеральный

6.19. Сосудисто-волокнистый пучок, в котором флоэма примыкает к ксилеме с двух

сторон, называется

центрофлоэмный концентрический

центроксилемный концентрический

биколлатеральный

коллатеральный

6.20. Сосудисто-волокнистый пучок, в котором флоэма примыкает к ксилеме с одной

стороны, называется

биколлатеральным

коллатеральным

концентрическим

радиальным

6.21. Радиальный сосудисто-волокнистый пучок характеризуется тем, что

флоэма расположена между лучами ксилемы

в центре пучка есть флоэма, окруженная ксилемой

ксилема и флоэма соприкасаются по одной стороне

флоэма примыкает к ксилеме с двух сторон

6.22. Лубяная паренхима выполняет функцию

проводящую

механическую

запасающую

проводящую и запасающую

проводящую и механическую

6.23. Передвижение неорганических веществ осуществляется по

сосудам и трахеидам

сосудам

трахеидам

ситовидным трубкам и клеткам-спутницам

6.24. Передвижение органических веществ происходит по

ситовидным трубкам и клеткам-спутницам

ситовидным клеткам

ситовидным трубкам

ситовидным клеткам и ситовидным трубкам

6.25. Флоэма — сложная комплексная ткань, в состав которой входят

сосуды, трахеиды, лубяная паренхима, лубяные волокна

сосуды, лубяная паренхима, древесные волокна

трахеиды, лубяная паренхима, древесные волокна

ситовидные трубки, клетки-спутницы, лубяная паренхима, лубяные волокна

6.26. Ксилема — сложная комплексная ткань, в состав которой входят

сосуды, трахеиды, древесная паренхима, древесные волокна

сосуды, лубяная паренхима, древесные волокна

трахеиды, лубяная паренхима, древесные волокна

сосуды, лубяная паренхима, лубяные волокна

7. Морфология побега

7.1. Узел — это

место прикрепления листа к стеблю

участок между двумя соседними листьями

угол между листом и выше расположенным участком стебля

7.2. Почка — это

зачаточный побег

зачаточные листья

зачаточный стебель

7.3. Нарастание побега в длину происходит за счет почек

цветочных

верхушечных

пазушных

вегетативных

7.4. Ветвление побега, при котором верхушечная почка быстро отмирает, а две боковые

одновременно трогаются в рост и образуют развилок, называется:

дихотомическое

симподиальное

ложнодихотомическое

7.5. Надземными видоизменениями побега являются:

луковицы

корнеклубни

клубни

усы

7.6. Осевая часть побега, выполняющая опорную, проводящую и запасающую функции,

называется

побег

корень

лист

стебель

7.7. Видоизменениями побега являются

корнеплод

микориза

корневище

луковица

клубень

7.8. Отличительным признаком корневища от корня является

развитие эфемерных корневых волосков

эндогенное возникновение боковых корней

верхушка, прикрытая корневым чехликом

наличие узлов и междоузлий, т.е. метамеров

развитие зародышевого корешка семени

7.9.Листорасположение, когда в узле находится более двух листьев, называется

очередное

спиральное

супротивное

мутовчатое

прикорневая розетка

7.10.Листорасположение, когда в узле находится два листа, называется

очередное

спиральное

супротивное

мутовчатое

прикорневая розетка

7.11. Очередное листорасположение — это когда в узле находится

1 лист

2 листа

3 листа

4 листа

7.12. Стебель деревьев отличается от корня

наличием пробки

способностью к транспорту веществ

сердцевиной в центре

типом роста

7.13. Видоизмененный побег — это

усик гороха

корнеплод моркови

луковица тюльпана

семя фасоли

7.14. Место прикрепления листьев на стебле называется

пазухой

междоузлием

узлом

почкой

7.15. Зачаточный побег, имеющий конус нарастания, ось и зачатки листьев — это

узел

пазуха

почка

междоузлие

7.16. Зачаток вегетативного побега — это почка

вегетативная

генеративная

боковая

верхушечная

7.17. Зачаток соцветия или цветка — это почка

вегетативная

генеративная

боковая

верхушечная

7.18. Подземные метаморфозы побега — это

усики, колючки, шипы

корневище, клубень, луковица

шипы, столоны, усики

клубни, колючки, корневище

7.19. У подорожника большого листорасположение

очередное

спиральное

супротивное

мутовчатое

7.20. Накрестсупротивное листорасположение характерно для

подорожника большого

мяты перечной

вахты трехлистной

пастушьей сумки

7.21. Мутовчатое листорасположение характерно для

ветреницы дубравной

мяты перечной

вороньего глаза

пастушьей сумки

7.22. Запасные питательные вещества в клубне локализованы в

главном корне

придаточных корнях

стебле

листьях

боковом корне

7.23. В луковице запасные питательные вещества сосредоточены в

главном корне

придаточных корнях

стебле

листьях

боковом корне

8. Анатомическое строение стебля

8.1. В наземном стебле травянистого двудольного растения:

первичная кора шире ЦОЦ

первичная кора равна по ширине ЦОЦ

первичная кора уже ЦОЦ

первичная кора отсутствует

8.2. В состав первичной коры травянистого двудольного стебля входят:

уголковая паренхима, хлоренхима, крахмалоносная эндодерма

эпидерма, ассимиляционная паренхима, эндодерма

только хлоренхима

запасающая паренхима, склеренхима, СВП

8.3.Проводящие сосудисто-волокнистые пучки в стебле однодольного растения

располагаются:

одиночно в центре

в одно кольцо

по спирали

отсутствуют

8.4.В состав первичной коры древесного стебля входит:

уголковая колленхима

вторичная ксилема

пластинчатая колленхима

склеренхима

8.5.В корневище однодольного растения:

первичная кора отсутствует

первичная кора равна по ширине ЦОЦ, состоит из хлорофиллоносной паренхимы, СВП

закрытые коллатеральные или концентрические центрофлоэмные располагаются по

кольцу

первичная кора равна по ширине ЦОЦ, состоит из уголковой колленхима,

хлорофиллоносной паренхимы и эндодермы, СВП закрытые коллатеральные или

концентрические центрофлоэмные располагаются беспорядочно

первичная кора равна по ширине ЦОЦ, состоит из запасающей паренхимы, СВП

закрытые коллатеральные или концентрические центрофлоэмные, располагаются

беспорядочно

8.6. Стебель деревьев отличается от корня

наличием пробки

способностью к транспорту веществ

сердцевиной в центре

типом роста

8.7. Первичное строение стебля характерно для

однодольных растений в течение всей жизни

однодольных растений только в течение первого года жизни

двудольных растений в течение всей жизни

8.8. Спиральное расположение сосудисто-волокнистых проводящих пучков в центральном

осевом цилиндре характерно для

однодольных травянистых растений

однодольных древесных растений

двудольных травянистых растений

двудольных древесных растений

8.9. В центральном осевом цилиндре сосудисто-волокнистые проводящие пучки в стебле

двудольных травянистых растений расположены

упорядоченно по кольцу

по спирали

по эллипсу

8.10. Рост в толщину за счет деятельности камбия осуществляется

в стебле травянистых и древесных двудольных растений

только в стебле древесных двудольных растений

только в стебле травянистых двудольных

в стебле травянистых однодольных растений

8.11.Твёрдый луб в древесном стебле липы образован

ситовидными клетками с клетками-спутницами

лубяными волокнами

лубяной паренхимой и лубяными волокнами

древесными волокнами

8.12. Для древесных растений характерно мощное развитие

луба

древесины

запасающей паренхимы

сердцевины

8.13. Биколлатеральные и коллатеральные открытые сосудисто-волокнистые проводящие

пучки образуются

в стебле и корневище двудольных растений

только в стебле двудольных растений

только в корневище двудольных растений

в стебле однодольных растений

8.14. Хорошо развитая первичная кора, состоящая из колленхимы, хлорофиллоносной

паренхимы и крахмалоносной эндодермы — это особенность строения

стебля двудольных растений

корневища двудольных растений

стебля однодольных растений

корневища однодольных растений

8.15.Годичное кольцо:

образовано приростом камбия за один год

состоит из весенней, летней и осенней древесины

характерно для ксилемы древесных растений

характерно для ксилемы травянистых растений

8.16. Признаки: слабо выраженная первичная кора по ширине меньше ЦОЦ, отсутствие

сердцевины характерны для стебля

однодольных растений

двудольных растений

однодольных и двудольных растений

голосеменных растений

8.17. Вторичная кора в многолетнем стебле липы

возникает в результате деятельности камбия

состоит из вторичной флоэмы, сердцевинных лучей и паренхимы

состоит из пластинчатой колленхимы, хлорофиллоносной паренхимы и крахмалоносного

влагалища

располагается под эпидермой

8.18.Флоэма в многолетнем стебле липы на поперечном срезе имеет форму

трапеции

круга

треугольника

эллипса

9. Морфология листа

9.1. Боковой вегетативный орган растения с ограниченным ростом, имеющий

дорзовентральную структуру, выполняющий функции фотосинтеза, траспирации,

газообмена, называется

цветком

стеблем

листом

корнем

9.2. Любой простой лист имеет

листовую пластинку и черешок

черешок и прилистники

основание и прилистники

черешок и основание

9.8.Дуговое жилкование листьев характерно для

двудольных растений и некоторых однодольных

однодольных и некоторых двудольных

однодольных и всех двудольных

большинства двудольных и многих однодольных

9.4. Плоская форма, дорзовентральность и ограниченный рост характерны для

черешка

листовой пластинки

основания листа

влагалище листа

9.5. Лист выполняет следующие функции:

укрепление растений в почве

фотосинтез

газообмен

транспирация

9.6. Лист с округлой верхушкой и сердцевидным основанием называется

продолговатый

обратнояйцевидный

ланцетный

эллиптический

почковидный

9.7. У раздельного листа пластинка расчленена:

до 1/4 ширины листа

на 1/2 длины черешка

до 1/2 длины боковой жилки

более чем на 1/2 боковой жилки

до главной жилки

9.8. Простые листья характерны для

бузины, ясеня

рябины, шиповника

клевера, земляники

клена, дуба

9.9. Лист, в котором листовые пластинки расположены попарно по обе стороны от рахиса,

а на верхушке листа находится один листочек, называется

парноперистосложный

непарноперистосложный

двоякоперистосложный

перисторассеченный

9.10. Лист, в котором несколько листовых пластинок (более трех) прикрепляются к

верхушке рахиса, называется

тройчатостосложный,

перистосложный

пальчатостосложный

тройчаторассеченный

перисторассеченный

9.11. K сложным листьям относятся все, кроме

парноперистосложного

тройчатосложного

пальчатосложного

пальчаторассеченного

непарноперистосложного

9.12. Лист, у которого расчленение листовой пластинки доходит до основания или до средней

жилки, называется

лопастным

раздельным

рассеченным

сложным

9.13. Для дугового жилкования характерно следующее расположение жилок

одинаковые жилки проходят вдоль листа параллельно

жилки идут дугообразно от основания пластинки к ее верхушке

от главной жилки отходят более тонкие боковые

несколько одинаково развитых жилок расходятся от основания пластинки во все стороны

9.14. Лист, состоящий из нескольких листовых пластинок, каждая из которых имеет свой

черешочек, называется

лопастным

раздельным

рассеченным

сложным

9.15. Парные боковые выросты у основания листа называются

прилистники

прицветники

листовое влагалище

раструб

9.16. Сросшиеся прилистники образуют

раструб

листовое влагалище

основание

листовую пластинку

9.17. Лист, у которого листовые пластинки расположены попарно, в том числе и на верхушке

рахиса, называется

парноперистосложным

непарноперистосложным

парноперисторассеченным

непарноперисторассеченным

9.18. Охватывающее стебель разросшееся основание листа образует

раструб

листовое влагалище

основание

листовую пластинку

9.19. Пальчатое жилкование характеризуется следующим расположением жилок

одинаковые жилки проходят вдоль листа параллельно

жилки идут дугообразно от основания пластинки к ее верхушке

от главной жилки отходят более тонкие боковые

несколько одинаково развитых жилок расходятся от основания пластинки во все

стороны

9.20. Параллельное жилкование характеризуется следующим расположением жилок

одинаковые жилки проходят вдоль листа параллельно

жилки идут дугообразно от основания пластинки к ее верхушке

от главной жилки отходят более тонкие боковые

несколько одинаково развитых жилок расходятся от основания пластинки во все стороны

9.21. Непарноперистосложный лист характерен для растения

калина обыкновенная

шиповник морщинистый

черемуха обыкновенная

вахта трехлистная

тысячелистник обыкновенный

9.22. Тройчаторассеченный лист характерен для растения

вахта трехлистная

мать-и-мачеха

черемуха обыкновенная

пастушья сумка

9.23. Пальчатосложный лист характерен для растения

аралия манчжурская

элеутерококк колючий

рябина обыкновенная

барбарис обыкновенный

валериана лекарственная

9.24. Наличие раструба характерно для растения

шиповник даурский

боярышник даурский

горец птичий

подорожник большой

пастушья сумка

10. Анатомическое строение листа

10.1. Лист, у которого устьица расположены преимущественно с нижней стороны:

гипостоматический

эпистоматический

радиальный

амфистоматический

дорзовентральный

10.2.У радиального листа мезофилл:

между двумя слоями столбчатого находится губчатый

все три типа мезофилла встречаются в равных пропорциях

только складчатый

только столбчатый

10.3.У дорзовентрального листа

столбчатый мезофилл располагается как с верхней, так и с нижней части листовой

пластинки

столбчатый мезофилл отсутствует

столбчатый мезофилл располагается в центральной части листовой пластинки и окружен

губчатым

столбчатый мезофилл расположен только с верхней части листовой пластинки

10.4. Проводящая система листа представлена:

концентрическими центрофлоэмными СВП

радиальными СВП

закрытыми коллатеральными СВП

концентрическими центроксилемными СВП

10.5. Покровная ткань листа:

ризодерма

эндодерма

эпидерма

перидерма

10.6. По анатомическому строению выделяют листья

дорзовентральные

изолатеральные

радиальные

концентрические

10.7. Мезофилл листа, клетки которого расположены под верхней эпидермой, имеют

цилиндрическую форму и специализированы для выполнения фотосинтеза, называют

столбчатым

губчатым

складчатым

запасающим

10.8. Лист, у которого хорошо выражены верхняя (дорзальная) и нижняя (вентральная)

стороны, называется

дорзовентральным

изолатеральным

вентральным

дорзальным

10.9.В световом листе лучше, чем в теневом развита ткань

механическая

столбчатая

губчатая

запасающая

10.10. Межклетники губчатого мезофилла заполнены

слизью

воздухом

водой

парами воды

10.11. При равномерном освещении с обеих сторон и почти вертикальном расположении

листовой пластинки, лист становится

изолатеральным

латеральным

радиальным

односторонним

10.12. Прочность листу придают ткани

механические

проводящие

механические и запасающие

запасающие

10.13. Структура листа хвойных растений, при которой складчатый мезофилл расположен

вокруг центральной проводящей части, называется

радиальной

концентрической

дорзовентральной

вентральной

10.14. Система разветвленных проводящих пучков, составляющих основу жилкования

листа, выполняет функцию

газообмена

транспирации

механическую

проводящую

10.15. Ткань листа, регулирующая газообмен и транспирацию — это

эпидерма

колленхима

склеренхима

паренхима

10.16. У водных растений устьица находятся на

обеих сторонах листовой пластинки

верхней стороне листовой пластинки

нижней стороне листовой пластинки

краях листа

10.17. Расположение устьиц в нижней эпидерме характерно для растений

наземных, умеренно влажных местообитаний

наземных, сухих местообитаний

водных

наземных и водных

10.18. Для образования органических веществ в листе необходимы:

вода, солнечный свет, углекислый газ

вода, солнечный свет, кислород

вода, углекислый газ, минеральные соли

вода, минеральные соли, кислород

10.19. В процессе фотосинтеза в атмосферный воздух выделяется

кислород

углекислый газ

вода

азот

10.20. При дыхании зеленое растение поглощает

кислород

углекислый газ

воду

азот

10.21. Зеленый лист при дыхании выделяет в атмосферу

углекислый газ

кислород

воду

азот

11. Морфология корня

11.1. Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени, называется

боковой

главный

придаточный стеблеродный

придаточный корнеродный

11.2. Корень, возникающий эндогенно на главном, называется

боковой

главный

придаточный стеблеродный

придаточный корнеродный

11.3. Корень, образующийся на любой части стебля или листа, называется

боковой

главный

придаточный

ризоид

11.4. Видоизменением корня является

корнеплод

микориза

корневище

клубень

клубнелуковица

11.5. Запасающий корень у моркови или свеклы образуется при разрастании

бокового корня

главного корня

нижних участков стебля

главного корня и нижних участков стебля

11.6. В результате утолщения боковых или придаточных корней развиваются

дыхательные корни

воздушные корни

корневые шишки

корни-подпорки

корнеплоды

11.7. Взаимовыгодное сожительство корней с грибами называется

микоризой

мицелием

метаморфозом

меристемой

11.8. Происхождение главного корня:

закладывается в перицикле эндогенно

развивается на стебле и листьях

развивается из зародышевого корешка семени

11.9.Корневая система, образованная придаточными корнями:

ветвистая

мочковатая

смешанная

стержневая

11.10. Корневая система, образованная главным и боковыми корнями:

ветвистая

мочковатая

смешанная

стержневая

11.11.Видоизменения главного корня

клубни

клубнелуковицы

корнеплоды

корнеклубни

10.12. Видоизменения придаточных корней

клубни

клубнелуковицы

корнеплоды

корнеклубни

12. Анатомическое строение корня

12.1.Прочность и упругость корня обеспечивает ткань

проводящая

покровная

механическая

образовательная

всасывающая

12.2. Под корневым чехликом находится зона

деления

растяжения

всасывания

проведения

12.3. Корневой чехлик состоит из

мертвых клеток

живых клеток

живых и мертвых

меристематических

12.4. Корневой волосок представляет собой

нитевидный боковой корешок

клетку покровно-всасывающей ткани корня с длинным выростом

несколько клеток покровно-всасывающей ткани

12.5. Корневые волоски образуются в зоне

деления

всасывания

растяжения

проведения

12.6. Ризодерма корня выполняет функции

покровную и механическую

механическую и выделительную

всасывающую и покровную

покровную и выделительную

всасывающую и механическую

12.7. Дифференциацию тканей и становление первичного строения корня можно

наблюдать в зоне

деления

всасывания

растяжения

проведения

12.8. Клетки сохраняют способность к делению в зоне

деления

всасывания

растяжения

проведения

12.9. Для корня первичного строения характерен сосудисто-волокнистый пучок

концентрический

радиальный

коллатеральный

биколлатеральный

12.10. Первичное анатомическое строение корни двудольных растений имеют в зоне:

растяжения

проведения

деления

всасывания

12.11.Покровная ткань корня первичного строения:

перидерма

эндодерма

эпидерма

пробка

ризодерма

12.12.Первичная кора корня первичного строения однодольного растения

уже ЦОЦ, стоит из однородной хлорофиллоносной паренхимы

намного шире ЦОЦ, стоит из экзодермы, мезодермы и эндодермы с

подковообразными утолщениями

приблизительно равна ЦОЦ, состоит из запасающей паренхимы и эндодермы с пятнами

Каспари

уже ЦОЦ, состоит из запасающей паренхимы и эндодермы с пятнами Каспари

уже ЦОЦ, состоит из уголковой колленхимы, хлоренхимы и крахмалоносной эндодермы

12.13.При переходе от первичного ко вторичному строению в корне двудольного

растения:

исчезает перицикл

исчезает проводящая система

между первичными флоэмой и ксилемой в радиальном СВП закладываются дуги

камбия

увеличивается объем первичной коры

12.14.В корне вторичного строения

в ЦОЦ один радиальный СВП

покровная ткань — ризодерма, широкая первичная кора состоит из экзодермы, мезодермы

и эндодермы

проводящие пучки в ЦОЦ закрытые коллатеральные, расположены по кольцу

покровная ткань — пробка, первичная кора отсутствует

13. Бактерии. Грибы. Водоросли

13.1.Все бактерии способны к

фотосинтезу

паразитизму

половому размножению

дыханию

13.2.Общий признак бактерий:

в клетках есть ядро и мембранные органоиды

состоят из множества специализированных клеток

способны к хемосинтезу

ДНК расположена в цитоплазме

13.3.Из предложенных организмов выберите бактерию:

кишечная палочка

хлорелла

хламидомонада

амеба

13.4.Тело водорослей называется

мицелий

таллом

спорофит

клетка

13.5.Небольшие включения в матриксе пластид у водорослей, на которых откладываются

крахмальные зерна, называются

пиреноиды

фикобиллины

трихогины

тилакоиды

13.6. Запасным веществом у водорослей обычно служит

гликоген

крахмал

жирное масло

моносахариды

13.7.Набор пигментов : хлорофиллы «а»и «d», каротиноиды, фикобиллины характерен для

красных водорослей

бурых водорослей

золотистых водорослей

сине-зеленых водорослей

13.8. Отдел Зеленые водоросли включает роды

Хламидомонада

Хлорелла

Спирогира

Порфира

13.9. К Отделу Красные водоросли относят роды

Порфира

Родимения

Спирогира

Фукус

13.10. Половой процесс водорослей, при котором сливается содержимое двух внешне

сходных безжгутиковых клеток, называется

конъюгация

копуляция

оогамия

агамия

13.11. Половое размножение ламинарии, при котором сливается одна крупная

неподвижная гамета с маленькой подвижной, называется

гетерогамия

оогамия

агамия

конъюгация

13.12.Пластиды водорослей носят название

хлоропласты

хромопласты

лейкопласты

хроматофоры

13.13.Выберите признак, характерный и для грибов, и для животных:

автотрофное питание

не способны к фотосинтезу

запасное вещество — крахмал

рост всю жизнь

13.14.В симбиоз с растениями могут вступать«

шляпочные грибы

головневые грибы

молочнокислые бактерии

мукор

13.15.Болезни злаков могут вызвать«

фитофтора

ржавчинные грибы

дрожжи

пеницилл

13.16.Дрожжи, в отличие от других грибов«

автотрофы

не имеют мицелия

размножаются спорами

не способны к делению клеток

13.17.Азотсодержащий полисахарид, входящий в состав клеточной стенки грибов,

называется

крахмал

амилопектин

хитин

целлюлоза

13.18.Система микроскопически тонких ветвящихся нитей, образующих мицелий, это —

гифы

спорангиеспоры

конидии

микориза

13.19. Споры грибов, образующиеся эндогенно, называют

спорангиеспоры

конидии

зооспоры

экзоспоры

13.20. Споры грибов, образующиеся экзогенно, называют

спорангиеспоры

конидии

зооспоры

экзоспоры

14. Высшие споровые растения

14.1.В цикле развития моховидных доминирует:

диплоидный спорофит

гаплоидный гаметофит

диплоидный гаметофит

дикарион

гаплоидный спорофит

14.2. Архегонии хвощей образуются:

на мужском заростке

в спорангии

на женском заростке

на обоеполом заростке

14.3. Вегетативное тело папоротника включает:

корни, стебли

ризоиды, стебли, листья

корни, листья

корни, корневища, вайи

корни, стебли, мелкие листья

14.4. Латинское название Отдела Плауновидные:

Lycopodiophyta

Lycopodiales

Polypodyopsida

Equisetophyta

14.5. Таксон Lycopodium clavatum переводится:

кукушкин лен обыкновенный

плаун булавовидный

щитовник мужской

плаун сплюснутый

хвощ полевой

14.6. Мхи отличаются от других споровых растений

размножаются спорами

не имеют корней

для оплодотворения необходима вода

в цикле развития доминирует спорофит

14.7.Два типа клеток (живые зеленые и мертвые водоносные) характерны для

кукушкиного льна обыкновенного

сфагнума

щитовника мужского

сосны обыкновенной

14.8.У всех растений Отдела Папоротниковидные

есть корневище

развивается главный корень

споры образуются в спорангиях

листья крупные, растут верхушкой

14.9.Для Отдела Хвощевидные характерен признак

наличие семени

наличие плода

членистое строение стебля

крупные листья — вайи

независимое от воды оплодотворение

14.10. К Отделу Плауновидных относится семейство

Lycopodiaceae

Pinaceae

Dryopteridacea

Ephedraceae

Сupressaceae

14.11.К Отделу Хвощевидных относится семейство

Pinaceae

Equisetaceae

Dryopteridaceae

Ephedraceae

Сupressaceae

14.12.Многолетнее споровое растение с членистым стеблем, зубчатыми чешуевидными

листьями в узлах и двумя типами побегов: весенних недолговечных бурых спороносных и

летних зеленых бесспоровых соответствует виду

Equisetum arvense

Ephedra equisetina

Juniperus communis

Lycopodium clavatum

Pinus sylvestris

14.13. Для растений семейства Equisetaceae характерны признаки

жилкование параллельное

чешуевидные листья, срастающиеся в листовое влагалище

наличие корневища

плод ягода

жизненная форма — многолетние травы

14.14. Для растения Lycopodium clavatum характерны морфологические признаки

листья мелкие, с одной жилкой

жилкование дуговидное

два спороносных колоска

стебель стелящийся

14.15. Для растения Equisetum arvense характерны морфологические признаки

весенние спороносные побеги розовато-бурые

два спороносных колоска

летние побеги зеленые, фотосинтезирующие

листья — вайи

наличие шишек

14.16. Сорусы папоротников — это

собрание спорангиев

собрание заростков

спороносные колоски

спорогоны

14.17. Споры снабжены элатерами у

хвоща полевого

плауна булавовидного

кукушкина льна обыкновенного

щитовника мужского

14.18. Спорангии у хвощей расположены

в спороносном колоске

на нижней стороне листьев

в специальных подставках

в спорогоне

14.19. Для растения Dryopteris filix-mas характерны морфологические признаки:

весенние спороносные побеги розовато-бурые

два спороносных колоска

листья — вайи

наличие корневища

14.20. В цикле развития плауна булавовидного преобладает

спорофит

бесполое поколение

гаметофит

половое поколение

14.21. Архегонии и антеридии у папоротников образуются

на заростке

на верхушке стебля среди листьев

в сорусах

в спороносном колоске

14.22. В архегонии у хвощей образуется

яйцеклетка

спора

семя

сперматозоид

14.23. В антеридиях у папоротников образуются

сперматозоиды

спермии

споры

яйцеклетки

14.24. У хвоща полевого функцию фотосинтеза выполняют

боковые летние побеги

листья

спороносные колоски

спороносные весенние побеги

14.25. Спорангии у папоротников расположены

на обратной стороне вайи в сорусах

на заростке

на спорофиллах

на верхушке растения

14.26. Клеточные стенки эпидермы побегов пропитаны кремнеземом у

хвощей

папоротников

мхов

плаунов

14.27. После оплодотворения у плаунов развивается

заросток

зародыш

спорогон

спора

14.28. У мхов органом полового размножения, имеющим шейку и брюшко, является

архегоний

антеридий

спорогон

гаметофит

14.29. Вегетативное тело не расчленяется на органы у

печеночных мхов

листостебельных мхов

зеленых мхов

торфяных мхов

14.30. У мхов НЕ развиваются

корни

стебли

листья

ризоиды

14.31. Одноклеточные ризоиды характерны для представителя Отдела Моховидные:

маршанции обыкновенной

кукушкиного мха обыкновенного

плауна булавовидного

хвоща полевого

14.32. Лист, состоящий только из хлорофиллоносных клеток, характерен для следующего

представителя Отдела Моховидные:

кукушкиного мха обыкновенного

плауна булавовидного

хвоща полевого

плауна годичного

14.33. Слияние гамет у мхов происходит в

архегонии

антеридии

спорогоне

выводковых корзинках

14.34. Споры у мхов образуются после

мейоза

митоза

амитоза

слияния гамет

14.35. Стебли, листья и ризоиды характерны для растений Отдела Моховидные:

зеленых мхов

всех представителей мхов

всех листостебельных мхов

сфагновых мхов

14.36. Архегонии и антеридии находятся на особых подставках у следующих мхов:

маршанции обыкновенной

кукушкиного льна обыкновенного

сфагнума

14.37. При прорастании споры происходит деление клетки

митозом

мейозом

амитозом

прямое

14.38. Спорогон у мхов имеет вид

коробочки с крышечкой

удлиненного мешочка

бутылочновидного органа с шейкой и брюшком

многолучевой подставки

15. Отдел Голосеменные

15.1. Семя хвойных представляет собой:

гаметофит

спорофит

сочетание гаметофита и спорофита

15.2.Составными частями семязачатка являются:

интина, эндосперм, генеративная клетка

генеративная клетка, нуцеллус

интегумент, нуцеллус, экзина

интегумент, нуцеллус, эндосперм

экзина, интина, нуцеллус

15.3.В микроспорангиях хвойных происходит образование:

семени

эндосперма

семязачатка

пыльцевых зерен

зародыша

15.4. Растение Pinus silvestris относится к семейству:

Pinaceae

Ephedraceae

Cupressaceae

Taxaceae

15.5. Набор хромосом в ядрах клеток эндосперма сосны:

гаплоидный

диплоидный

триплоидный

15.6. Признак, ОТСУТСТВУЮЩИЙ у Pinophyta

нарастание моноподиальное

архегониев нет

в ксилеме есть трахеи

шишки раздельнополые

15.7. У можжевельника обыкновенного семена находятся в

женских шишках

мужских шишках

плодах

соплодиях

15.8 Для Отдела Голосеменные характерны признаки:

расселение спорами

половой процесс не зависит от водной среды

преобладающее поколение — спорофит

гаметофит свободноживущий

расселение семенами

15.9. Многолетний вечнозеленый ветвистый кустарник высотой до 1,5 м, листья

редуцированные, пленчатые сидят супротивно, шишки напоминают «ягоду» ярко-

оранжевого цвета

Pinus sylvestris

Ephedra equisetina

Dryopteris filix-mas

Equisetum arvense

15.10. К Отделу Голосеменные относятся семейства

Lycopodiaceae

Pinaceae

Dryopteridaceae

Ephedraceae

Сupressaceae

15.11. Латинское название Pinus sylvestris соответствует виду

сосна обыкновенная

ель обыкновенная

лиственница сибирская

15.12. Латинское название Ephedra equisetina соответствует виду

эфедра хвощовая

лиственница сибирская

сосна обыкновенная

15.13. Сосна обыкновенная размножается с помощью:

семян

спор

плодов

выводковых почек

15.14. Мегаспорангием у голосеменных является:

нуцеллус

семязачаток

пыльцевые зерна

пыльцевой мешок

15.15. В клетках семени голосеменных растений имеется набор хромосом

диплоидный и гаплоидный

диплоидный

гаплоидный

15.16. Семена голосеменных растений являются составной частью

женской шишки

мужской шишки

плода

15.17. Составной частью мужской шишки являются:

микроспорофиллы

пыльцевые мешки

семязачатки

макроспорофиллы

15.18. Гаплоидный набор хромосом в семени хвойных имеет

эндосперм

нуцеллус

зародыш

15.19. Наружные кроющие чешуи и внутренние семенные чешуи — составные части

женской шишки хвойных

мужской шишки хвойных

и мужской, и женской шишки хвойных

15.20.Женским гаметофитом голосеменных растений является

эндосперм

пыльцевое зерно

антеридий

архегоний

15.21. В цикле развития голосеменных растений преобладает

спорофит

гаметофит

спорофит, паразитирующий на гаметофите

15.22. Ядра клеток стебля хвойных растений содержится набор хромосом

диплоидный

гаплоидный

триплоидный

гаплоидный и диплоидный

15.23. Прорастание мегаспор у хвойных происходит

внутри мегаспорангия женской шишки

внутри микроспорангия мужской шишки

на мужском заростке

на почве

15.24. Голосеменные растения являются

разноспоровыми

равноспоровыми

и равноспоровыми, и разноспоровыми

16. Отдел Покрытосеменные

16.1. Для Отдела Покрытосеменные характерны признаки:

половой процесс не зависит от водной среды

двойное оплодотворение

преобладающее поколение — спорофит

гаметофит свободноживущий

расселение семенами

16.2.Женский гаметофит покрытосеменных представлен

восьмиядерным зародышевым мешком

эндоспермом с 2 архегониями

женским заростком

мужским заростком

16.3.Семязачаток покрытосеменных растений

находится под покровом мегаспоролистиков

лежит открыто на семенной чешуе

отсуствует

16.4. Семена покрытосеменных растений находятся внутри

плода

женской шишки

мужской шишки

16.5. Двойное оплодотворение заключается в

слиянии двух спермиев и одной яйцеклетки

слиянии двух спермиев друг с другом

слиянии одного спермия с яйцеклеткой, а второго — с центральной клеткой

слиянии двух яйцеклеток и одного спермия

16.6.В цикле развития покрытосеменных растений

господствует спорофит

преобладает гаметофит

бесполое поколение паразитирует на половом

16.7. Важнейшими преобразованиями проводящих тканей покрытосеменных растений

служит появление в них

основных проводящих элементов ксилемы — сосудов

проводящих элементы ксилемы — трахеид

проводящих элементов флоэмы — ситовидных трубок с клетками-спутницами

проводящих элементов флоэмы — ситовидных клеток

16.8.Отдел Покрытосеменные растения включает классы:

Magnoliopsida и Liliopsida

только Magnoliopsida

только Liliopsida

16.9. Деление Отдела Покрытосеменные растения на классы основано на признаках

строения

зародыша семени

листьев и их жилковании

корневой системы

цветка

гаметофита

16.10. Растения с простыми листьями, имеющими параллельное или дуговое жилкование;

мочковатой корневой системой; 3-членными цветками; зародышем с 1 семядолей

относятся к классу

Magnoliopsida

Liliopsida

Pinopsida

Gnetopsida

16.11. Растения Класса Magnoliopsida в основном характеризуются

наличием двух семядолей у зародыша семени

заложением камбия

параллельным жилкованием листьев

5-членными цветками

мочковатой стержневой системой

16.12. Класс Liliopsida покрытосеменных растений включает подклассы

Liliidae

Arecidae

Rosidae

Asteridae

16.13. Мужской гаметофит покрытосеменных растений представлен

мужским заростком

женским заростком

пыльцой

эндоспермом

16.14.Микроспорогенез — это процесс образования

микроспор

гамет

мегаспор

16.15. У покрытосеменных растений мегагаметогенез приводит к образованию

зародышевого мешка

женского заростка

проростка

мегаспоры

16.16. Эндосперм покрытосеменных растений образуется в результате слияния

спермия с диплоидным центральным ядром

спермия с яйцеклеткой

сперматозоида с диплоидным центральным ядром

сперматозоида с яйцеклеткой

16.17. Биологический смысл двойного оплодотворения заключается в том, что

эндосперм развивается только после оплодотворения

образование эндосперма не связано с оплодотворением

образование эндосперма предшествует оплодотворению

образование эндосперма происходит за счет гаметофазы

16.18. В результате двойного оплодотворения покрытосеменных растений из

интегументов семязачатка формируется

семенная кожура

экзина

интина

спородерма

16.19. Перисперм семени покрытосеменных растений

имеет диплоидный набор хромосом

имеет гаплоидный набор хромосом

формируется из нуцеллуса

формируется при слиянии яйцеклетки со спермием

16.20.Орган размножения цветковых растений, выполняющий функции формирования,

защиты и распространения семян, называется

плодом

шишкой

цветком

листом

17. Морфология цветков и соцветий

17.1.Укороченный неразветвленный видоизмененный побег, состоящий из цветоножки,

цветоложа, околоцветника, андроцея и гинецея, называется

соцветием

стеблем

листом

цветком

17.2.Околоцветник, через который нельзя провести ни одной плоскости симметрии,

называется

асимметричным

симметричным

правильным

неправильным

17.3.Совокупность всех тычинок в цветке называется

андроцей

гинецей

нектарник

околоцветник

17.4.Совокупность плодолистиков, образующих один или несколько пестиков, называется

чашечка

венчик

андроцей

гинецей

17.5.Околоцветник, состоящий из чашечки и венчика носит название

тройной

одинарный

двойной

простой

17.6.Части простого околоцветника — это

листочки

лепестки

чашелистики

тычинки

17.7.Часть плодолистика между завязью и рыльцем — это

столбик

стилодий

нить

пестик

17.8.Верхняя часть пестика, улавливающая пыльцу, — это

рыльце

столбик

пестик

стилодий

17.9.Нижняя расширенная полая часть пестика в цветке, содержащая один или несколько

семязачатков, из которых развиваются семена, а ее отсеки участвуют в образовании плода

или его внутренней части, называется

венчиком

столбиком

завязью

чашечкой

17.10.Околоцветник — это«

листочки обертки

цветолистики

тычинки и пестики

чашечка и подчашие

чашечка и венчик

17.11.Неправильный цветок имеет«

несколько осей симметрии

неполночленный околоцветник

одну ось симметрии

нечетное число лепестков

не имеет оси симметрии

17.12.Однополые цветки встречаются у«

яблони

крапивы

редьки

клевера

17.13. Выберите признак, характерный для самоопыляемых растений:

яркие, крупные цветки

цветут до появления листьев

лепестки венчика плотно прилегают друг к другу

имеют нектар и запах

17.14.К частям цветка относятся

пластинка, черешок

андроцей, гинецей

околоплодник, семя

узлы, междоузлия

17.15. Функция тычинки — это

образование зародышевого мешка

образование семязачатков

образование пыльцы

защита цветка от усыхания

фотосинтез

17.16.Функция пестика — это

образование мужского гаметофита

образование женского гаметофита

образование пыльцы

защита цветка в бутоне

всасывание воды

17.17.Функция околоцветника — это

образование зародышевого мешка

образование семязачатков

образование пыльцы

привлечение насекомых

фотосинтез

17.18. Для монокарпного гинецея характерно следующее

плодолистик один

плодолистиков много, свободные

плодолистиков много, сросшиеся боковыми стенками

плодолистиков много, сросшиеся краями

плодолистиков много, сросшиеся боковыми стенками которые затем растворяются, в

центре остается ось

17.19. Для апокарпного гинецея характерно следующее

плодолистиков много, свободные

плодолистиков много, сросшиеся боковыми стенками

плодолистиков много, сросшиеся краями

плодолистиков много, сросшиеся боковыми стенками которые затем растворяются, в

центре остается ось

17.20.Для синкарпного гинецея характерно следующее число и способ срастания частей

плодолистик один

плодолистиков много, свободные

плодолистиков много, сросшиеся боковыми стенками

плодолистиков много, сросшиеся краями

плодолистиков много, сросшиеся боковыми стенками, которые затем растворяются, в

центре остается ось

17.21. Расположите члены цветка в последовательности, начиная с наружного круга

гинецей — андроцей — чашелистики — лепестки

лепестки — чашелистики — андроцей — гинецей

чашелистики — андроцей — гинецей — лепестки

андроцей — гинецей лепестки — чашелистики

чашелистики — лепестки — андроцей — гинецей

17.22. Наружный круг двойного околоцветника составляет

чашечка

венчик

андроцей

гинецей

17.23. Совокупность тычинок в формуле обозначается

P

Ca

Co

A

G

17.24. Подчашие — это

наружный круг двойного околоцветника

внутренний круг двойного околоцветника

наружный круг чашечки

внутренний круг чашечки

17.25. Побег или система побегов, несущие цветки, называется

соцветием

стеблем

листом

корнем

17.26. Простое соцветие, в котором на удлиненной главной оси

поочередно расположены цветки с хорошо выраженными цветоножками, — это

колос

зонтик

кисть

корзинка

17.27.Простое соцветие, в котором на главной оси располагаются сидячие цветки,

называется

зонтик

колос

кисть

щиток

17.28. Соцветие с укороченной эллиптической осью соцветия и сидячими цветками носит

название

зонтик

початок

головка

корзинка

17.29. Соцветие с сильно укороченной, утолщенной, расширенной мясистой главной

осью, на которой тесно расположены многочисленные сидячие цветки, — это

щиток

корзинка

початок

зонтик

17.30.Простым называется околоцветник:

в котором чашелистики свободны, а лепестки срастаются

в котором венчик редуцирован до нектарников

состоящий из чашелистиков и лепестков

состоящий из однородных листочков

17.31. Венчик в формуле цветка обозначается буквами:

Ca

Co

P

A

G

17.32.Цветок, через который можно провести только одну ось симметрии:

актиноморфный

ассиметричный

правильный

зигоморфный

17.33.Андроцей представляет собой совокупность:

чашелистиков

лепестков

тычинок

плодолистиков

17.34. Гинецей — это совокупность

тычинок

лепестков

плодолистиков

чашелистиков

17.35.Для определенных (цимозных) соцветий характерно ветвление:

моноподиальное

дихотомическое

симподиальное

17.36.К дихазиям относятся:

корзинка

тирс

извилина

развилина

завиток

17.37.Простые неопределенные соцветия:

развилина

тирс

метелка

завиток

кисть

18. Морфология плодов и семян

18.1. Орган размножения, расселения и перенесения неблагоприятных условий,

формирующийся при созревании семязачатка после оплодотворения называется

семенем

цветком

плодом

соцветием

18.2. Полимерный верхний сухой плод с многосеменными плодиками листовками,

вскрывающимися по брюшному шву или средней жилке, называется

многолистовка

боб

стручок

однолистовка

18.3. Мономерный одногнездный многосеменной плод, вскрывающийся по брюшному

шву, называется

однолистовка

многолистовка

боб

однокостянка

18.4. К группе монокарпных плодов относятся плоды

многолистовка

многокостянка

однокостянка

однолистовка

18.5. Плоды, возникающие из цветка с гинецеем, образованным одним плодолистиком,

называются

монокарпии

поликарпии

апокарпии

ценокарпии

18.6. К группе апокарпных плодов, образованных гинецеем со свободными

плодолистиками относятся

многолистовка

многокостянка

однокостянка

однолистовка

18.7. Монокарпный односемянной плод с сухим невскрывающимся околоплодником — это

коробочка

боб

семянка

костянка

18.8. Ценокарпный многосемянной вскрывающийся плод с сухим околоплодником

называется

боб

орешек

коробочка

листовка

18.9. Сухой ценокарпный многосемянной плод, образованный двумя плодолистиками с

пленчатой ложной перегородкой и вскрывающийся двумя створками — это

стручок

стручочек

боб

коробочка

18.10. Сухой псевдомонокарпный односемянной плод, образованный двумя

плодолистиками с очень твердым околоплодником — это

боб

орех

желудь

стручок

18.11. К сочным односеменным плодам относится

ягода

костянка

померанец

коробочка

18.12. К сухим односеменным плодам НЕ относится

стручок

зерновка

орех

семянка

18.13. К группе ценокарпных плодов относится

многокостянка

семянка

многоорешек

боб

стручочек

18.14. Боб относится к типу плодов

монокарпных

апокарных

ценокарпных

псевдомонокарпных

18.15. Стручок относится к типу плодов

монокарпных

апокарных

ценокарпных

псевдомонокарпных

18.16. Односеменной сухой плод, семенная кожура которого плотно срастается с

околоплодником

зерновка

семянка

желудь

орешек

18.17. Многолистовка характеризуется как

сухой многосеменной плод, вскрывающий по брюшному шву

сухой односеменной плод невскрывающийся

сухой односеменной плод, вскрывающий по брюшному шву

сухой многосеменной плод невскрывающийся

18.18. Коробочка характеризуется как плод

сухой многосеменной

сухой односеменной

сочный многосеменной

сочный односеменной

18.19. Сочный многосеменной невскрывающийся плод

ягода

коробочка

многоорешек

многолистовка

18.20. Сухой двугнездный многосеменной плод, образованный двумя сросшимися

плодолистиками

стручок

боб

яблоко

орешек

18.21. Стручку свойственны признаки

многосеменной плод с сухим околоплодником

многосеменной плод с железистым околоплодником

односеменной плод с кожистый околоплодником

многосеменной плод с сочным околоплодником

18.22. У монокарпной однокостянки эндокарпий

сочный

твердый склерофицированный

пленчатый

губчатый

18.23. Многоорешек шиповника, плодики которого сидят внутри сильно вогнутого

сочного гипантия, называют

цинародием

гесперидием

ценобием

фрагой

18.24. Стручок характерен для растения

горчица белая

боярышник кровяно-красный

солодка голая

чистотел большой

18.25. Боб характерен для растения

клевер луговой

малина обыкновенная

гречиха съедобная

барбарис обыкновенный

18.26. Коробочка характерна для растения

чистотел большой

брусника обыкновенная

черемуха обыкновенная

пастушья сумка

18.27. Плод ягода характерен растению

картофель обыкновенный

ромашка аптечная

клевер луговой

чистотел большой

18.28. Плод цинарродий характерен растению

шиповник морщинистый

земляника лесная

пастушья сумка

ромашка аптечная

18.29. Яблоко — это плод, характерный для

рябины обыкновенной

шиповника морщинистого

клевера лугового

земляники лесной

18.30. Семянка — это плод, характерный для растения

ромашка аптечная

шиповник морщинистый

пастушья сумка

клевер луговой

18.31.Плод, образованный множеством свободных пестиков, каждый из которых состоит

из одного плодолистика:

монокарпный

ценокарпный

апокарпный

псевдомонокарпный

18.32.Сочный многосеменной ценокарпный невскрывающийся плод:

тыквина

цинарродий

сочная многолистовка

многокостянка

фрага

19. Подкласс Ранункулиды и Кариофиллиды

(Семейства Лютиковые, Маковые, Гречишные)

19.1. Наличие млечного сока характерно для растений семейства

Polygonaceae

Ranunculaceae

Papaveraceae

19.2. Наличие раструба у листьев характерно для растений семейства

Brassicaceae

Polygonaceae

Papaveraceae

19.3. Многолетнее травянистое растение с очередными перисторассеченными листьями,

четырьмя желтыми лепестками околоцветника, плодом стручковидной коробочкой и

желтым млечным соком соответствует виду

мак снотворный

пастушья сумка

чистотел большой

крапива двудомная

19.4. Для растения Polygonum aviculare характерны морфологические признаки:

наличие раструбов у листьев

листья сложные

цветки актиноморфные

плод псевдомонокарпный — гранистый орех

19.5. Латинское название Adonis vernalis соответствует виду

адонис весенний

купальница европейская

живокость высокая

19.6.Латинское название Chelidonium majus соответствует виду

чистотел большой

чистотел весенний

мак самосейка

мак снотворный или Мак опийный

19.7.К семейству Ranunculaceae относятся виды:

адонис весенний

купальница европейская

лютик едкий

мак самосейка

19.8.К семейству Papaveraceae относятся виды:

мак снотворный или мак опийный

чистотел большой

лютик едкий

живокость полевая

19.9.Отличительные признаки семейства Papaveraceae:

наличие желтого, белого или цветного млечного сока (латекса)

плод коробочка или стручковидная коробочка

наличие раструба у листьев

плод многоорешек

19.10.Отличительные признаки семейства Ranunculaceae

плоды однолистовка, многолистовка, многоорешек

большинство видов — энтемофильные растения

большинство видов — анемофильные растения

преобладающая жизненная форма — многолетние травы

19.11.У чистотела большого плод:

стручковидная коробочка

стручок

стручочек

коробочка

19.12.К алкалоидам мака относят:

морфин, наркотин, кодеин

атропин, гиосциамин, скополамин

колхицин, колхамин, эфедрин

платифиллин, саррацин, сенецифилллин

19.13. Важнейшие роды Семейства Лютиковые:

Горицвет, Аконит, Лютик

Чистотел, Горицвет, Ветреница

Чистотел, Мак, Горицвет

19.14. Важнейшие роды Семейства Гречишные:

Горец, Щавель, Гречиха

Горец, Горицвет, Гречиха

Аконит, Лютик, Горицвет

19.15. Отличительные признаки Семейства Polygonaceae:

плод псевдомонокарпный орех

листья очередные с раструбом

околоцветник простой

околоцветник двойной

жизненная форма — многолетние или однолетние травы

19.16. К Семейству Гречишные относятся виды:

горец птичий, гречиха посевная, ревень волнистый

горец птичий, ревень волнистый, горицвет весенний

горец птичий, гречиха посевная, горицвет весенний

19.17. Латинское название Polygonum aviculare соответствует виду

горец птичий

горец земноводный

ревень волнистый

ревень тангутский

19.18. Культивируемая крупяная культура гречиха посевная относится к семейству:

Papaveraceae

Ranunculaceae

Polygonaceae

19.19.*Вопрос удален из категории и перенес в категорию 20 (вопрос 41).

19.20. Латинское название чистотел большой

Chelidonium majus

Amigdalus nana

Consolida regalis

Aquilegia vulgaris

Anemonae sylvestris

19.21. Формула цветка Са2 Со2+2 А∞ G∞ характерна для

лютика ползучего

купальницы европейской

чистотела большого

чистяка весеннего

мака самосейки

19.22. Горец змеиный имеет плод

зерновка

трехгранный орех

желудь

коробочка

19.23.Для представителей семейства маковые характерен гинецей

апокарпный

ценокарпный

монокарпный

20.Подклассы Дилленииды и Розиды

20.1. Горчичное масло и горчичный порошок, используемый при изготовлении

горчичников, получают из растений:

Brassica juncea

Brassica nigra

Capsella bursa-pastoris

Urtica dioica

20.2. У растений Семейства Crusiferae отсутствует признак

плод стручок

околоцветник простой

соцветие кисть

тычинок шесть

20.3. Для растений Семейства Крестоцветные характерны плоды:

ягода

стручок

стручочек

костянка

20.4. Для растения пастушья сумка характерны морфологические признаки:

околоцветник двойной, четырехчленный

соцветие кисть

плод боб

стержневая корневая система

20.5. Морфологические признаки: жизненная форма — многолетние или однолетние травы

с простыми супротивными листьями без прилистников; цветки обоеполые,

актиноморфные, четырехчленные с двойным околоцветником, в котором лепестки

венчика расположены крестообразно; плоды стручки или стручочки характерны для

растений Семейства

Крестоцветные

Крапивные

Мальвовые

Маковые

20.6. Латинское название Capsella bursa-pastoris соответствует виду

пастушья сумка

ярутка полевая

хрен обыкновенный

горчица белая

20.7. Латинское название вида Brassica juncea

горчица сарептская

горчица черная

горчица белая

пастушья сумка

20.8.Важнейшие роды Семейства Крестоцветные:

Горчица, Редька, Желтушник

Горох, Фасоль, Соя

Горец, Горицвет, Гречиха

20.9. Отличительные признаки Семейства Мотыльковые:

листья сложные без прилистников

цветки зигоморфные

венчик мотылькового типа

плод стручок

20.10. Бактерии из рода Ризобиум, обладающие способностью к фиксированию

атмосферного азота поселяются на корнях растений семейства

Fabaceae

Crusiferae

Urticaceae

Polygonaceae

20.11.Формула цветка горчицы сарептской:

* Ca(2+2) Co(4) A2+4 G(2)

* Ca(4) Co(4) A6 G(2)

* Ca(2+2) Co(4) A2 G(2)

↑Ca(4) Co(4) A2 G(2)

20.12. Жгучие эмергенцы характерны для растений Семейства:

Крапивные

Крестоцветные

Гречишные

20.13. Для крапивы двудомной характерны морфологические признаки:

листья сложные

жгучие эмергенцы

цветки раздельнополые

жизненная форма — многолетнее растение

20.14. Латинское название Urtica dioica соответствует виду

крапива двудомная

крапива жгучая

крапива коноплёвая

пастушья сумка

20.15. Латинское название Семейства Крапивные

Urticaceae

Fabaceae

Crusiferae

Polygonaceae

20.16.Лекарственные растения Семейства Мотыльковые:

Melilotus officinalis

Glycyrrhiza glabra

Thermopsis lanceolata

Urtica dioica

20.17.Венчик, состоящий из паруса, весел и лодочки характерен для растений Семейства

Мотыльковые

Крапивные

Розоцветные

Гречишные

20.18. Для растений Семейства Мотыльковые характерна формула цветка:

* Р(3+3) А3+3 G(3)

↑ Ca(5) Co1,2(2) A(9),1 G1

↑ Ca(5) Co(2/3) A4 G(2)

20.19. Латинское название Thermopsis lanceolata соответствует виду:

термопсис ланцетолистный

солодка голая

донник лекарственный

клевер луговой

20.20. Важнейшие роды Семейства Мотыльковые, обладающие питательной ценностью в

связи с семенами, богатыми белком, это:

Горох, Фасоль, Соя

Горох, Фасоль, Клевер

Горох, Соя, Люцерна

Горох, Клевер, Люцерна

20.21. К Семейству Fabaceae относятся подсемества:

бобовые, цезальпиниевые, мимозовые

бобовые, мимозовые, спирейные

спирейные, яблоневые, сливовые

20.22.Растения, имеющие плод яблоко, это:

рябина обыкновенная, боярышник кровяно-красный

вишня обыкновенная, земляника лесная

шиповник собачий, шиповник майский

20.23. Какому подсемейству соответствуют формула цветка * Ca5 Co5 A∞ G(5)-

Яблоневые

Спирейные

Розовые

Сливовые

20.24. Растение Семейства Розоцветные, для которого характерны морфологические

характеристики: цветки пятичленные, чашечка с подчашием, плод земляничина,

вегетативное размножение усами, это:

земляника лесная

шиповник коричный

яблоня домашняя

черемуха обыкновенная

20.25. Представители подсемейства розовые

лапчатка прямостоячая

земляника лесная

яблоня домашняя

вишня обыкновенная

20.26. Морфологическая характеристика: деревья, кустарники, травы, у которых цветки

пятичленные, часто имеющие гипантий; плоды — многолистовка, многоорешек, костянка,

яблоко соответствует семейству:

Rosaceae

Fabaceae

Urticaceae

Polygonaceae

20.27. Морфологическая характеристика: дерево или кустарник с видоизмененными

пазушными побегами в виде колючек, перистолопастными листьями, белыми цветками,

собранными в щитковидные соцветия, плодом яблоком, содержащим витамины, сахара и

используемым при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, соответствует растению

боярышник кроваво-красный

рябина обыкновенная

яблоня домашняя

лапчатка прямостоячая

20.28. Общим для растений черемуха обыкновенная и земляника лесная является признак:

пятичленный актиноморфный цветок

четырехчленный актиноморфный цветок

травянистые растения

древесные растения

20.29. Общим для растений рябина обыкновенная и черемуха обыкновенная является

признак

жизненная форма — дерево или кустарник

вечнозеленые растения

эфиромасличные растения

плод — яблоко

20.30. Плод однокостянка характерен для растений подсемейства

сливовые

яблоневые

розовые

спирейные

20.31. Кустарник высотой до 2 м с многочисленными шипами, листья

непарноперистосложные, сильно морщинистые; цветки розово-пурпуровые, пятичленные;

плод — цинарродий соответствует виду

шиповник морщинистый

боярышник кроваво-красный

рябина обыкновенная

20.32. Растение, сгущенный водный экстракт плодов с сахаром (холосас) которого

используют в качестве желчегонного препарата, относится к роду

Шиповник

Спирея

Кровохлебка

Гравилат

20.33. Для растения Rosa rugosa характерны морфологические признаки:

листья непарноперистосложные с прилистниками

листья непарноперистосложные без прилистников

цветоложе вогнутое, образующее гипантий

плод цинарродий

побеги с шипами

20.34. Латинское название Sanguisorba officinalis соответствует виду:

кровохлебка лекарственная

черемуха обыкновенная

яблоня домашняя

рябина обыкновенная

20.35. Латинское название Fragaria vesca соответствует виду

земляника лесная

земляника зеленая

земляника ананасная

лапчатка гусиная

20.36. К подсемейству Сливовые относят роды растений:

Слива, Вишня, Черемуха, Миндаль

Слива, Вишня, Яблоня, Миндаль

Слива, Яблоня, Миндаль, Рябина

Слива, Миндаль, Рябина, Боярышник

20.37. Растение с тройчатыми сидячими стеблевыми листьями, четырехчленным

околоцветником, где чашечка с подчашием, толстым корневищем, используемым при

желудочно-кишечных заболеваниях, соответствует виду

Potentilla erecta

Potentilla anserina

Potentilla argentea

20.38. Монокарпный гинецей характерен для растений подсемейства

Сливовые

Спирейные

Розовые

Яблоневые

20.39. Растения с нижней завязью в цветке характерны для следующего подсемейства

семейства Розоцветные:

Яблоневые

Сливовые

Розовые

20.40. Кустарник семейства Розоцветные, плоды которого — многокостянки содержат

салициловую кислоту, обладающую потогонным и жаропонижающим действием:

Rubus idaeus

Potentilla anserina

Padus racemosa

Fragaria vesca

20.41. Растение, имеющее формулу цветка *Ca5C5A∞G1

Malus domestica

Consolida regalis

Trollius europeus

Padus racemosa

20.42.Цветки Семейства Крапивные собраны в соцветие

завиток

тирс

метелка

кисть

извилина

20.43.Тип плода, характерный для Семейства Капустные

стручковидная коробочка

стручок

боб

семянка

20.44. Виды семейства Rosaceae:

черемуха обыкновенная, чистотел большой

чистотел большой, прострел поникший

живокость высокая, ветреница лютичная

кровохлебка лекарственная, миндаль низкий

21.Подклассы Ламииды и Астериды

21.1. Четырехгранный стебель характерен для растений семейства

Labiatae

Solanaceae

Plantaginaceae

Rosaceae

21.2. Супротивное листорасположение характерно для растений семейства

Губоцветные

Зонтичные

Подорожниковые

Крестоцветные

21.3. Растение с четырехгранным стеблем, супротивным листорасположением, двугубым

венчиком и двусильным андроцеем относится к Семейству

Labiatae

Solanaceae

Cruciferae

Fabaceae

21.4. Эфирными маслами богаты растения семейства

Губоцветные

Бобовые

Подорожниковые

Гречишные

21.5.Общими для растений Mentha piperita и Origanum vulgare являются признаки

зигоморфный цветок с двугубым венчиком

актиноморфный цветок с колокольчатым венчиком

супротивное листорасположение

очередное листорасположение

21.6. К семейству Solanaceae относятся растения

Solanum tuberosum

Hyoscyamus niger

Atropa belladonna

Valeriana officinalis

21.7. Латинское название картофеля клубненосного

Solanum tuberosum

Solanum dulcamara

Solanum nigrum

Hyoscyamus niger

21.8. Важнейшие роды Семейства Пасленовые

Паслен, Томаты, Красавка

Паслен, Красавка, Наперстянка

Паслен, Наперстянка, Томаты

21.9.Ядовитое растение с неясногранистым стеблем, пятичленными колокольчатыми

цветками с двойным околоцветником, плодом черной ягодой, содержащей алкалоид

атропин, относится к виду

Atropa belladonna

Hyoscyamus niger

Solanum nigrum

Valeriana officinalis

21.10. Латинское название Hyoscyamus niger соответствует виду

белена черная

красавка белладонна

дурман вонючий

паслен черный

21.11. К семейству Labiatae относятся виды:

Mentha piperita

Menyanthes trifoliata

Atropa belladonna

Datura stramonium

Origanum vulgare

21.12.Для растений семейства Solanaceae характерна формула цветка:

* Ca(5) Co(5) A5 G(2)

* Ca5 Co5 A∞ G(5)-

* Ca5 Co5 A5 G(5)-

* Ca5 Co(5) A5 G(2)

21.13.Тип плода, характерный для семейства Compositae

семянка

зерновка

яблоко

цинобий

21.14.Для подсемейства язычковые характерны типы цветков:

язычковые

воронковидные

ложноязычковые

трубчатые

21.15. У растений подсемества трубчатоцветные в корзинках цветки могут быть

только трубчатые

трубчатые и ложноязычковые

трубчатые и воронковидные

только язычковые

21.16. Наличие млечного сока характерно для растений подсемейства

трубкоцветные

язычковые

трубкоцветные и язычковые

21.17.Андроцей у Cемейства Сложноцветные представлен

5 тычинками, спаянными пыльниками в трубку

многочисленными свободными тычинками

двумя длинными и двумя короткими тычинками

9 сросшимися в трубку и 1 свободной тычинкой

21.18. Гинецей в Семействе Сложноцветных

ценокарпный с нижней завязью

ценокарпный с верхней завязью

апокарпный

монокарпный

21.19. Чашечка семейства Compositae может быть представлена

зубцами

волосками

щетинками

чешуйками

зелеными чашелистиками

21.20. Паппус — это:

видоизмененная чашечка

видоизмененный венчик

сростнолистная чашечка

сростнолепестный венчик

21.21. Краевые цветки в корзинке Chamomilla recutita:

ложноязычковые

трубчатые

воронковидные

мотыльковые

21.22. Для Семейства Сложноцветные характерно соцветие:

корзинка

колос

зонтик

щиток

21.23. Количество тычинок в Семействе Compositae

пять

четыре

две

десять

21.24.В корзинке одуванчика обыкновенного встречаются цветки:

только язычковые

трубчатые и ложноязычковые

воронковидные и трубчатые

только трубчатые

21.25.Краевые цветки в корзинке василька синего называются

воронковидные

колесовидные

трубчатые

мотыльковые

двугубые

21.26.Важнейшие роды семейства Сложноцветные:

Полынь, Ромашка, Подсолнечник

Полынь, Ромашка, Шалфей

Полынь, Шалфей, Подсолнечник

Полынь, Тимьян, Лаванда

21.27.Представители семейства Compositae:

Gnaphalium uliginosum

Thymus vulgaris

Hyosciamus niger

Taraxacum officinale

21.28. Цветки тысячелистника обыкновенного, имеющие формулу

* Ca0 Co(5) A(5) G (2)−

трубчатые

воронковидные

ложноязычковые

мотыльковые

21.29. В корзинке василька синего цветки

краевые воронковидные, срединные трубчатые

краевые ложноязычковые, срединные трубчатые

только трубчатые

только ложноязычковые

21.30 У растений Семейства Сложноцветные отсутствует признак:

венчик свободнолепестный

плод семянка

плодолистиков два

соцветие корзинка

21.31. Для ложноязычкового цветка характерна формула

↑ Ca(0)Co(3) A0 G(2)-

* Ca (0)Co(5) A(5) G(2)-

↑ Ca(0)Co(3) A0 G(2)-

21.32.Многолетнее травянистое растение с укороченным побегом, струговидными

листьями, полыми цветоносами, опушенными в верхней части, соцветием корзинкой,

язычковыми обоеполыми цветками ярко-желтой окраски соответствует виду:

Taraxacum officinale

Chamomilla recutita

Calendula officinalis

Tanacetum vulgare

21.33. Многолетнее травянистое растение с очередным листорасположением, дважды

перисто-рассеченными листьями, мелкими корзинками, собранными в щитки, краевыми

белыми или розовыми ложноязычковыми цветками и внутренними трубчатыми желтыми

соответствует виду:

пижма обыкновенная

одуванчик лекарственный

календула лекарственная

мать-и-мачеха обыкновенная

21.34. Для растений семейства Compositae характерны морфологические признаки:

соцветие — корзинка

листья с прилистниками

цветки актиноморфные и зигоморфные

плод семянка

21.35.Наличие в корзинке только трубчатых цветков характерно для растения:

пижмы обыкновенной

одуванчика обыкновенного

ромашки лекарственной

календулы лекарственной

21.36. Латинское название Taraxacum officinale соответствует виду

одуванчик обыкновенный

пижма обыкновенная

череда трехраздельная

василек синий

21.37.Латинское название рода череда:

Bidens

Taraxacum

Centaurea

Chamomilla

22.Подкласс Лилииды

22.1. Для представителей Семейства Лилейные характерны листья:

простые цельные без прилистников

простые цельные с прилистниками

пальчатосложные с прилистниками

тройчатосложные без прилистников

22.2.У растений Семейства Liliaceae плод

вскрывающаяся коробочка

стручок

стручковидная коробочка

боб

22.3.Представитель Семейства Ландышевые:

Convollaria majalis

Lilium candidum

Lilium migrinum

Allium cepa

22.4. Для растений Семейства Ландышевые характерна формула цветка:

* Р(3+3) А3+3 G(3)

* Ca(5) Co(5) A5 G(2)

↑ Ca∞ Co(5) A5 G(2)

* Ca5 Co5 A∞ G

22.5. У растений Семейства Лилейные цветок

зигоморфный

ассиметричный

актиноморфный

актиноморфный и зигоморфный

22.6. Вид Allium cepa относится к семейству:

Луковые

Лилейные

Злаки

Ландышевые

22.7. Многолетние корневищные травы с простыми листьями с дуговым жилкованием,

цветки с колокольчатым околоцветником соответствующим формуле *Р(3+3) А3+3 G(3),

плодом ягодой относится к семейству:

Convallariaceae

Poaceae

Araceae

22.8. Стебель соломина характерен для растений семейства:

Poaceae

Convallariaceae

Araceae

Liliaceae

22.9. Для растений Семейства Convollariaceae характерны морфологические признаки:

жилкование дуговое

листья рассеченные

трехчленный цветок

жизненная форма — травянистые корневищные растения

22.10. Семейство Poaceae характеризуется признаками:

сложные соцветия, состоящие из колосков

наличие у листьев влагалища

листья рассеченные

жилкование параллельное

жизненная форма — кустарники, деревья

22.11.Важнейшие роды Семейства Злаковые:

Рис, Пшеница, Кукуруза, Рожь

Рис, Ландыш, Кукуруза, Рожь

Рис, Лук, Кукуруза, Рожь

Рис, Рожь, Ландыш, Пшеница

22.12.Элементарное соцветие Семейства Злаковые:

колосок

колос

зонтичек

зонтик

22.13.Для кукурузы обыкновенной характерен плод:

зерновка

семянка

орешек

ягода

22.14.Растение сахарный тростник относится к семейству:

Poaceae

Liliaceae

Convollariaceae

Rosaceae

22.15.Для растений семейства Poaceae характерна формула цветка:

↑Р(2)+2 А3 G(2)

* Р(3+3) А3+3 G(3)

↑Р(3+3) А3+3 G(1)

Кенаф — Энциклопедия по машиностроению XXL

Натуральные волокна бывают растительного, животного и минерального происхождения. Волокна растительного-происхождения, к которым относятся хлопок, лен, пенька (волокна конопли), джут, кенаф, кендырь, рами, канатник и др., состоят из основного вещества — целлюлозы. К волокнам животного происхождения принадлежат натуральный шелк, шерсть и волос различных животных. В состав этих волокон входят белковые вещества.  [c.12]

Костра является отходом при механической обработке льна, кенафы, конопли и др. Объемный вес 100—200 кг/м , коэффициент теплопроводности 0,04 ккал/м.. час град при температуре 20° С. Материал гигроскопичный, влагоемкий, горючий и подвержен гниению.  [c.117]


Предприятия по производству волокна пеньки, кенафа, джута и других лубяных волокон  [c.331]

Из волокон растительного происхождения в производстве кабелей нашли применение джут, кенаф, канатник, пенька, манильская пенька, лен, хлопок.  [c.219]

Смесь, состоящая из джута, персидского и отечественного кенафа, канатника, пеньки, отходов льна (так называемых турбинных отходов), применяется для изготовления кабельной пряжи . Эта пряжа является одним из основных материалов для защитных покровов кабеля.  [c.219]

Плиты фибролитовые на хлористом магнии (ОСТ 2571) представляют собой строительный материал, получающийся путем прессования костры кенафа или древесных стружек, связанных магнезиальным 1 ементом на хлористом магнии и подвергнутых просушке.  [c.1195]

Плиты фибролитовые на магнезиальном и магнезиально-доломитовом цементе (изоляционные) представляют собой изделия, полученные путем прессования и сушки древесных стружек или костры кенафа, связанных магнезиальным цементом на хлористом или сернокислом магнии.  [c.47]

Импорт джута и кенафа (из Индии, незначительное количество из Персии) в СССР за два последних года выразился сравнительно с экспортом довольно крупными величинами  [c.49]

Для повышения надежности, долговечности и улучшения качества уплотнений фирмы применяют каркасные материалы в виде волокон растительного происхождения (хлопок, конопля, джут, лен, кенаф), минерального происхождения (хризотил-и амфибол-асбесты), волокон искусственного происхождения и боль-248  [c.248]

КЕНАФ, см. Волокна прядильные.  [c.46]

Па обмотку кабелей и, как кенаф, для веревок и мешковины  [c.186]

Стальной канат с волокнистым сердечником напоминает гибкую стальную трубку — сердечник у него более гибкий, чем стальные пряди. Для изготовления волокнистых сердечников применяют растительные волокна пеньку, джут, кенаф, манилу, сизаль, а в последнее время — искусственные волокна — капрон и перлон. Для тросов, работающих в горячих цехах, волокнистый сердечник делают из асбестовой пряжи (по особому заказу).  [c.64]

У прядильных культур (хлопчатник, конопля, кенаф, джут и др.) качество продукции оценивают по нескольким показателям длине волокна, его крепости, мягкости, эластичности, тонине и др. Учитывают цвет волокна (более светлое считается лучшим по качеству). По совокупности всех качественных показателей определяют номер волокна, который служит конечным комплексным выражением достоинства каждого и -чаемого сорта.  [c.418]

На дирижабле N-1 применялись спасательные пояса из кенафа (волокнистое растение).  [c.202]

Каболкой также называют ленточную паклю с пропиткой для заделки тех же раструбов. Ее получают из отходов переработки волокон пеньки и льна, пропитанных смолой деревьев хвойных пород или канатной смазкой марки Е-1. В состав пакли могут входить также джут, канатик, конопля, кенаф и т. п.  [c.338]


Фибролит изготовляют из магнезиального цемента и органических заполнителей древесной шерсти и костры кенафа, затворенных раствором хлористого магния. В зависимости от объемного веса и прочности на изгиб различают следующие виды фибролита термоизоляционный, конструктивный и фибролитовую фанеру. Объемный вес термоизоляционного фибролита 300—400, конструктивного 450—550, фибролитовой фанеры 600—650 кг м , а минимальный предел прочности при изгибе равен соответственно 4—6, 8—12 и 15—17 кПсм . Теплопроводность термоизоляционного фибролита 0,085—0,13, а конструктивного 0,156—0,205 ккал/л ч С. Влажность не должна превышать 22%. Фибролит хорошо обрабатывается режущими инструментами. Он не горит, но тлеет.  [c.508]

Пенько-джутовые полотна изготавливаются из пряжи, полученной из волокон пеньки, джута, кенафа, кендыря. Из указанной пряжи в основном вырабатываются такие изделия как канаты, шнуры, шпагат, веревки, мешки и упаковочные ткани.  [c.693]

Электроизоляционные текстильные материалы изготовляют главным образом из растительных волокон, представляющих собой по составу в основном целлюлозу (хлопок, реже лен, пенька, джут, кенаф). Иногда применяют шелк дающий возможность получения особо тонкой и в то л е время механически прочной изоляции, но более дорогой. По электроизоляционным свойствам шелк близок к целлюлозным текстильным материалам. Из различных видов искусственных волокон органического химического состава должны быть отмечены вискозный шелк, представляющий собой видоизмененную и превращенную в длинное волокно древесную целлюлозу, обладающий еще большей гигроскопичностью, чем обычная целлюлоза, и ацетатный шелк, получаемый из целлюлозы сложной химической обработкой, представляющей по химическому составу ацетилцеллюлозу, способный растворяться в ацетоне и обладающий ничтожно малой гигроскопичностью. Существуют и другие виды искусственных волокон, обладающие ценными свойствами. Таковы волокно капрон полиамидного состава ( 11), механически весьма прочное и нагревостойкое, но несветостойкое чрезвычайно стойкое химически и с ничтожной гигроскопичностью стирофлексовое волокно иа основе полистирола с весьма высокими электроизоля-  [c.113]

Кенаф представляет собой однолетнее травянистое растение, родиной которого является Индия. Луб кенафа дает волокно, заменяющее джут. Кенаф широко культивируется в Советском Союзе (Закавказье, Средняя Азия, Северный Кавказ, южные области УССР).  [c.219]

Плиты фибролитовые на извести и трепеле—ОСТ 3619. Этот строительный ь агериал получается путем прессования древесных стружек (древесной шерсти), кистры кенафа или соломы, связанных известково-трелельным раствором прн запаривании плит под повышенным давлением. Стандартные размеры в мн 15Х)х50х70. Объемный вес не более 5оО k2 m . Временное сопротивление на изгиб не меиее 5 h3 M  [c.1195]

Использование фотосинтеза для выращивания быстрорастущих растений — сахарного тростника, кенафа, подсолнечника, сорго, маниоки, сине-зеленых водорослей, переработка биомассы с помощью солнечной энергии, биофотолиз воды для производства водорода, биоконверсия органических материалов в метан, пиролиз и химическое восстановление органических материалов с получением твердых, жидких и газообразных топлив — вот те технологии, которые разрабатываются для получения экологически чистого топлива с помощью солнечной энергии.  [c.124]

Прядение жестких волокон. Недостаток сырья включил в текстильную промышленность ряд новых лубяных растений, б. ч. тропич. происхождения, дающих жесткое волокно. К ним принадлежит м а-нильская пенька (см. Банановое волокно), сизаль, маврикийскаяпен ь-ка, новозеландский лен и др. (см. Волокна прядильные), в СССР—кенаф и канатник. Технологич. процесс для грубых лубяных, заканчивающийся прядением волокна на гиллспиннере или автомате,имеет несколько иной подготовительный процесс,  [c.53]

КОСТРА, одревеснелые части стеблей, получаемые при первичной обработке прядильных растений. Стебли льна, кохюпли, а также кенафа и кендыря при выделении волокна в процессах мятья и трепания разрушаются, а отпадающие одревеснелые части образуют К. Размеры этих кусочков древесины у различных прядильных растений неодинаковы. Наиболее мелки они у льна длина отдельных кусочков колеблется от 1 до 10 мм, чаще всего встречаются кусочки длиною ЗЧ-5 мм толщина колеблется в пределах 0,3-М,5 мм. Размер К. зависит от системы мяльных и трепальных машин и самого способа обработки. Размеры конопляной К. значительно больше, т. к. конопляный стебель гораздо толще льняного. Длина отдельных кусков конопляной К. ко.чеб-лется от 5 до 50 мм чаще всего 104-20 мм толщина 24-15 мм.  [c.61]


Веревочными изделиями в отличие от канатных называют те изделия, к-рые изготовляются из пряжи, сработанной из коротких растительных (конопли, льна, канатника) волокон по методу короткого пенькового прядения (см. Прядение пеньки). Веревочные изделия помимо того, что изготовляются из пенькового волокна, изготовляются также ив хлопка и из других лубяных волокон, как то джута, кенафа, сизали, маниллы, ново-зеландского льна, кокосового волокна. В СССР основным видом сырья является пенька а) низкие сорта пеньковых волокон, б) пеньковые отходы, швингтурбины, в) пеньковая кудель и г) пеньковая пакля.  [c.278]

Из НОВЫХ ВИДОВ текстильного сырья у нас при-иился за истекшие 4 г. кенаф, разведение которого при наличии удобных для посева площадей в соответствующих темпах сделает ненужным импорт джута.  [c.287]

Гипсолитов, плиты и доски (алебастр) с заполнит. Штукат. гипс и заполпитель 40—50% штук, гипса бо—60% песка, гравия, шлака или 50% торф-сфагн., опилок, кенафа, костры и воды Затворяют алебастр, тесто и вмешивают заполнитель в формы Об. в. 1 100—1 200 кг/. з (шлак) об. в. 900 кг/. (опилки) об. в. 800—850 кг/. (кепаф) об. в. 700-750 кг/. з (торф) Для переборок жилых зданий и т. п.  [c.117]


BSCI 124 Lecture Notes — Растительные волокна

BSCI 124 Lecture Notes — Растительные волокна
Программа бакалавриата по биологии растений, Мэрилендский университет

ЛЕКЦИЯ 27 — МАТЕРИАЛЫ ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВОЛОКНО:


ТКАНЬ, БУМАГА; СПЕЦИИ И ТРАВЫ

I. Определения волокна

  1. Ботаническое определение: Волокно = длинная узкая сужающаяся клетка, мертвая и полая. при созревании толстая клеточная стенка состоит в основном из целлюлоза и лигнин, твердый, для поддержку, обнаруживаемую в основном в сосудистой ткани.
  2. Коммерческое определение: Волокно = длинный узкий гибкий материал, может быть животного происхождения. (волосы, шерсть), минеральные (асбест), синтетические (нейлон, дакрон) или растительные. Видеть этот список натуральные волокна
  3. Определение пищевой ценности: Клетчатка = неперевариваемый материал в пище.

II. Типы растительных волокон , используемые в торговле; могут быть одиночными клетками или группы клеток.

А. Текстильные волокна:

  1. Поверхностные волокна растут с поверхности семян (хлопок), листьев или плодов. (кокосовая койра)
  2. Мягкие или лубяные волокна находятся во флоэме (внутренней коре) двудольных растений. стебли (лен для белья; джут; конопля; рами).
  3. Твердые или листовые волокна находятся в сосудистых пучках листьев однодольных (сизаль, манильский конопля, ананас).

Б. Волокна для производства бумаги представляют собой одиночные клетки хлопка или делигнифицированной древесины.

C. Второстепенные типы:

  1. Волокна кистей и веников (ветловая солома)
  2. Плетение и плетение волокон, а не отдельных клеток (пальмовых листьев, соломы зерна, папирус, бамбук)
  3. Наполнительные волокна (капок, молочай, рогоз)
  4. Волокна для валяния (бумажная шелковица, кружевная кора)

III.Коммерчески важные растительные волокна

А. Хлопок ( Госсипиум виды )

  1. Происхождение и история использования: Госсипиум род из 39 видов, встречающихся по всему миру, четыре вида одомашнены:
    1. Gossypium herbaceum из Южной Африки и G. arboreum из Индии, оба самостоятельно одомашнены, особенно в Индии, распространились в Аравию, Европу. Оба являются диплоидными видами, имеют короткое штапельное (волокно).
    2. G. hirsutum Кустарниковый хлопчатник, одомашненный в Центральной Америке, преобладающий хлопок, выращенный сегодня, длинноволокнистый, тетраплоидный гибрид дикого южноамериканского диплоидные виды и Старый Свет G. herbaceum .
    3. G. barbadense , Си-Айленд, пима, или египетский хлопок, одомашненный в Андах, рано распространился на Карибы, также длинноволокнистый, тетраплоидный гибрид диплоидных видов Нового Света и Старого Света.
  2. Выращивание и переработка
    1. Хлопковая коробочка = плод хлопкового растения, растрескивается и высыхает, хлопковый ворс прилипает к семенам, собранным вручную или машиной.Распространенным вредителем является коробочка долгоносик
    2. Эли Уитни изобрел хлопкоочистительную машину в 1792 году, отделив волокно от семян. Этот сделал возможным плантационное хозяйство юга США, основанное на хлопке и рабский труд и был ключевым элементом в промышленности Революция.. Хлопковая пыль может представлять опасность.
    3. Семена хлопка нажимается для приготовление еды масла, а остаток, шрот из хлопкового масла, используют на корм животным.
    4. Хлопковый ворс из тюков чесают (выпрямляют), чесают, отбеливают.
    5. Спиннинг ворс при растяжении связывает отдельные волокна в пряжу или нить; зависит от на натуральной крутке хлопкового волокна. Затем нить вплетают в ткань.
  3. Хлопок является основным сельскохозяйственным товаром в Соединенные Штаты а также много мира. Широко культивируется в Китае, Узбекистане/Туркменистане, Индии, Пакистан. Французская Западная Африка, Бразилия и Австралия — все они экспортируют хлопок в США.

Б.Лен ( Линум usitatisimum ), растительный источник льна

  1. Происхождение и история использования
    1. Использовался в доисторические времена в швейцарских жилищах у озера, во многих местах Ближнего Востока. Особенно культивируется в Египте, затем в Греции, Риме. Более поздние центры производства в Бельгии и Ирландии. В настоящее время в основном выращивается в Китае, бывших республиках СССР, Западная Европа.
    2. Linen, Linum, lingerie, line – все происходит от одного корневого слова.
    1. Культура и переработка льна
    2. Лен растет в прохладном климате до высоты 4 футов; неразветвленные сорта для волокно, разветвленное для масличных культур.
    3. Лен убирается комбайном, который отделяет семенную головку, затем вытягивает стебель. с земли.
    4. Обработка: [ОБЯЗАТЕЛЬНО ЧТЕНИЕ], также здесь.
      1. Вымывание = гниение в течение 1-2 недель на земле или дней в воде; удаляет мягкий ткань, отходит сосудистые пучки.
      2. Ломание = растирание или раскатывание, высвобождение волокон; трепание = соскабливание частиц; взъерошивание = расчесывание; затем прядение, отбеливание, ткачество.
  2. Широко используется для многих изделий, в том числе тонких полотен и даже ранних презервативы

С.Второстепенные текстильные волокна

  1. Рами [ОБЯЗАТЕЛЬНО ЧТЕНИЕ] ( Boehmeria nivea ): родом из Китая, вырастает до 6 футов в высоту, самый длинный волокна, обработанные подобно льну. Используется в основном с другими волокнами для свитеров, трикотаж. Относительно недорогой.
  2. Конопля ( Cannabis sativa ), другие сорта, чем лекарственное растение. Родной Китая, обработанный как лен [см. фотографии производственный процесс]; приходит в разнообразие форм и текстуры; используется для холста, веревки и бумага.Ткань из конопли, изготовленная в Ним, Франция = джинсовая ткань; в Генуе, Италия, для джинсов. Оригинальные джинсы Levi были конопля, сейчас хлопок. Однако, одежда до сих пор делают из конопли.

  3. Джут ( Corchorus spp.), произрастающий в Индии и Бангладеш, обрабатывается как лен, из которого делают мешковину, ковровую основу, веревку. Основная экспортная культура Бангладеш; Индия является также крупный производитель.

D. Другие волокна

  1. Сизаль [ОБЯЗАТЕЛЬНО ДЛЯ ЧТЕНИЯ] ( Agave sisalana ) и henequen ( A.фуркройдс ) пустынные суккуленты из Мексики и Центральной Америки; волокна листьев используются для сделать веревку, коврики

  2. Капок ( Сейба pentandra ), семенное волокно южноамериканского дерева; волокна полые и водонепроницаемые, используемые для спасательных жилетов, парок. Нефть также производится из семян.
  3. Кенаф ( Hibiscus cannabinus ), обычное культурное садовое растение в наших краях, является отличным источником волокно что обещает изготовление бумаги.Сейчас его эксплуатируют для несколько продукты. [ОБЯЗАТЕЛЬНО ДЛЯ ЧТЕНИЯ]
  4. Вискоза, синтетическое волокно из вискозы, химическое производное целлюлозы. из древесной массы. Целлофан химически идентичен, но вместо этого сделан в виде листов. волокон.

IV. Бумага

  1. Определения
    1. Древесная масса = суспензия воды и отделить древесные волокна.
    2. Бумага = тонкий лист, изготовленный путем распределения целлюлозы на сите, сушки и сушки. Это.
  2. Переработка целлюлозы [ОБЯЗАТЕЛЬНО ЧТЕНИЕ] (см. график изображение) и изготовление бумага
    1. Механический помол, дает самую дешевую целлюлозу и бумагу, коричневого цвета, если не отбеливать, желтеет легко. Используется для газетной бумаги, каталогов, бумажных полотенец.
    2. В сульфитных или сульфатных процессах используются сильные химикаты для растворения лигнина, оставляя целлюлоза для белой бумаги. Отработанные химикаты и лигнин создает сильное загрязнение проблемы. Использование ферменты в бумаге отрасль может решить некоторые проблемы
  3. Производство бумаги заключается в том, что целлюлоза поступает на движущееся сито, где формовочная бумага быстро осушается, затем прессуется и высушивается.Сухая бумага может затем проклеить = обработать крахмалом или глиной, чтобы заполнить отверстия, сделать поверхность гладкой.
    1. Типы бумаги:
      1. Печать и письмо документы,
      2. газетная бумага,
      3. ткань и
      4. упаковочные и промышленные бумага.
    2. Виды картона и упаковочной бумаги
      1. Крафт-бумага и бумага сумки,
      2. отбеленный и небеленый картон,
      3. переработанный картон и
      4. контейнер или контейнеры из гофрокартона.
  4. История бумаги
    1. Немного истории
    2. Первая бумага из осоки папирус из какое слово бумага получена
    3. То эволюция письменности было тесно связано со способностью делать бумагу

    Другие сайты, представляющие интерес для волокон:
    King Cotton
    Cotton Online Resource
    U.S.D.A. Хлопок Раздел
    Хлопок учащиеся начальной школы Highland Park
    Туринская плащаница изготовлен из льна
    Hemp Textiles Международный: Конопляное волокно и текстиль
    «Волокно Войны: Исчезновение конопли Кентукки» Дэвида П.Запад, главный обзор и стоит прочитать!!
    Cannabis -марихуана: подробный сайт.
    Целлюлозно-бумажная промышленность Net
    Музей бумажного производства — виртуальный тур
    Бумажная энциклопедия
    Папирус коллекция Университета Дьюка
    Фермент технология отбеливания целлюлозы: технический отчет
    Экологические показатели в целлюлозно-бумажной промышленности: отчет для Американской ассоциации лесной и бумажной промышленности
    Хлопок ( Gossypium hirsutum ) Джеймса А.Герцог
    Лен
    Конопля
    Джут

В. СПЕЦИИ И ТРАВЫ

  1. Расплывчатые определения: травы — это ароматические листья, специи — это другие ароматические растения. органы (стебли, плоды, семена, корни, кора). Эфирные масла придают аромат и ароматические компоненты, часто используемые вместо целых частей растения. Травы а также специи используются в кулинарии; специи также для парфюмерии, крашения, медицины, консервирования еда (первоначально бальзамирование, в Древнем Египте).
  2. Краткая история торговля специями:
    1. Черный перец ( Пайпер nigrum ), корица, имбирь ( Зингибер officinale ), завезенный греками из Индии через арабских торговцев. Римляне отправляли корабли прямо из портов Красного моря. У греков было много местных травы.
    2. Торговая монополия арабов и венецианцев, 1200-е гг.
    3. Эпоха географических открытий: монополии, установленные последовательно португальцами, голландцами, англичане и французы, импортирующие специи с Востока.Монополии постепенно разбитые войной, контрабанда растений на новые плантации.
    4. Специи Нового Света, импортированные в Европу испанцами; никогда не имел значения специй Старого Света.
  3. Краткое описание специй и трав:
    1. Специи Старого Света
      1. Корица ( Корица zeylanicum ), внутренняя кора коричного дерева, Индия; тесно связанный кассия, продается как корица в США.
      2. Черный перец, ферментированные и сушеные ягоды перечной лозы, Индия и Ост-Индия.Белая бумага = тот же плод с удаленной черной внешней частью.
      3. Имбирь, свежее или сушеное корневище однодольного растения.
      4. Куркума ( Куркума longa ), сушеное корневище родственного имбиря, используемое в порошке карри, приготовленное горчица для желтого красителя.
      5. Гвоздика ( Евгения caryophyllus ), высушенные бутоны небольшого вечнозеленого дерева от Spice острова, Ост-Индия.
      6. Мускатный орех и булаву из мускатного дерева с островов Пряностей, Ост-Индия.Булава ( Миристика fragrans ) представляет собой высушенный арил, красную сетчатую ткань, покрывающую косточку фрукт. Мускатный орех – это высушенные семена в косточке.
    2. специи Нового Света
      1. Перцы чили ( Капсикум spp.): плоды травянистых растений из Мексики, Центральной и Южной Америки. обнаруженный Колумбом [ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ — введение, происхождение и эксплуатация Только]. Горячее соединение — это капсаицин, также используемый как болеутоляющее, например Наркотик Зострикс используется при артрите.Много сортов, форм, размеров, остроты. Обычно сделал в перец чили пудра. Современный болгарский перец — это перец чили, потерявший остроту.

        См. Резюме Chili-Heads в химическая структура капсаиноидов

      2. ваниль ( Ваниль planifolia ), ферментированные и сушеные плоды орхидеи из Мексики, называется стручок ванили.
      3. душистый перец ( Пимента dioica ), сушеные плоды карибского дерева; назван так потому что на вкус нравится сочетание корицы, гвоздики, мускатного ореха.
    3. Травы
      1. Семейство мятных, в основном из Средиземноморья: мята перечная, мята колосистая. ( Мента виды), Бэзил ( Окимум базилик ), тимьян, орегано, майоран ( Душица майорана ), Розмари ( Розмарин лекарственный ), мудрец ( Шалфей лекарственный ). Используются листья.
      2. Семейство петрушки, преимущественно средиземноморское, листья и сухофрукты: петрушка ( Петроселин хрустящий ), укроп ( Анетум гравеоленс ), тмин ( Карум автомобиль ), кинза, кервель ( Антриск церефолиум ), кориандр ( Кориандр посевной ), анис ( Пимпинелла анис ), тмин ( Куминум циминум ), сельдерей ( Апиум гравеоленс ), фенхель ( Феникулум вульгарный ).
      3. Семейство горчичных, Старый Свет: белый, коричневый и черный. горчица семена ( Брассика juncea ) (желтый от куркумы), корень хрена ( Арморасия lapathifolia ), японский васаби.
      4. Семья Лили: лук ( Лук cepa ), лук-шалот ( Лук cepa ), лук-порей (Аллиум трикокк), чеснок ( Лук stativum ) (все луковицы), зеленый лук (листья).


Назад в BSCI 124 главная страница

Последняя редакция: август 1998 г. — Барнетт.

Характеристика лигнина лубяного волокна и сердцевины кенафа, коры и древесины бумажной шелковицы и шелковицы | Journal of Wood Science

Содержание экстрактов и лигнина Класона

Содержание экстрактов с 80% (об./об.) этанола и горячей воды лубяного волокна кенафа было сходным с содержанием сердцевинной фракции, в то время как содержание коры бумажная шелковица и тутовник примерно в два раза превышали таковые древесных фракций (табл. 1).Остатки после экстрагирования образцов лубяного волокна и коры дополнительно экстрагировали 1% (вес/объем) водным раствором NaOH. Содержание щелочных вытяжек составило 11,7, 15,5 и 25,8% от экстрагированных лубяных волокон и коры этанолом и водой для кенафа, шелковицы бумажной и шелковицы соответственно (таблица 1). Предполагалось, что экстракт с 1% NaOH будет состоять из низкомолекулярных фенольных соединений вместе с олигосахаридами [18].

Таблица 1 Содержание экстрактов образцов Содержание лигнина

Klason во фракциях лубяного волокна и коры было ниже, чем в соответствующих фракциях сердцевины и древесины, и увеличивалось после экстракции 1% NaOH (табл. 2), вероятно, из-за удаления значительных количеств сахарных фрагментов щелочной экстракцией.

Таблица 2 Содержание лигнина, продукты щелочного окисления нитробензола и озонирования

Ароматические характеристики лубяного волокна и лигнина коры

Кенаф является однолетним растением, и волокно в лубяном волокне было классифицировано по группам, называемым лубяным волокном. Щелочное нитробензольное окисление лигнина древесины хвойных пород дает 24–28 % ванилина в пересчете на лигнин Класона, а лигнина древесины лиственных пород дает суммарный выход ванилина и сиреневого альдегида 35–51 % [19–21].Хорошо известно, что молярное отношение сирингильных ядер (сирингового альдегида и сиринговой кислоты) к гваяцильным ядрам (ванилина и ванилиновой кислоты) (S/V) лигнина древесины лиственных пород составляет 1–4, что зависит от породы древесины [ 19–21]. Сердцевина кенафа и лубяное волокно давали сиреневый альдегид и ванилин в качестве основных продуктов щелочного окисления нитробензола с общим выходом продуктов 438 и 369 ммоль (200 г лигнина) -1 соответственно. Лубяное волокно кенафа показало значительно более высокое отношение S/V по сравнению с фракцией сердцевины (таблица 2).Высокое отношение S/V лубяного волокна кенафа согласуется с результатами предыдущих работ [2, 4, 6, 22]. Волокна делятся на две большие группы, ксилярные и экстраксилярные волокна, которые существуют в различных тканевых системах вне ксилемы [1]. Хорошо известно, что вторичная стенка ксилярного волокна состоит преимущественно из сирингильных звеньев [23–29]. Волокна кенафа лубяные проявляют характеристики лигнина ксиларного волокна.

Суммарные выходы продуктов щелочного окисления нитробензола из бумажной шелковицы и коры шелковицы были значительно ниже, чем из соответствующих древесных фракций (табл. 2).Низкие выходы могут быть связаны с высокой степенью конденсации (рис. 1, 2, 3), но не с такими примесями, как фенольные кислоты и суберин, поскольку эти примеси также дают ароматические альдегиды и ароматические кислоты при щелочном окислении нитробензола. Щелочное окисление нитробензола дает информацию о неконденсированных гваяцильных и сирингильных звеньях, присутствующих в макромолекулах лигнина, причем гваяцильные звенья обычно более конденсированы, чем сирингильные звенья [20]. Известно, что лигнины коры относительно богаты гваяцильными звеньями, значительная часть которых находится в виде конденсированных структур, устойчивых к щелочному окислению нитробензола, что приводит к низкому соотношению S/V по сравнению с лигнином древесины [10, 11, 18].Хотя бумажная шелковица и шелковица принадлежат к одному и тому же семейству, Moraceae, кора бумажной шелковицы продуцирует сиреневый альдегид в качестве основного продукта (соотношение S/V 2,29), а кора шелковицы дает ванилин в качестве основного продукта (соотношение S/V 0,43). Различие между шелковицей бумажной и корой тутового дерева обусловлено различной долей одревесневшего волокна во фракциях коры.

Рис. 1

1 Спектры ЯМР Н ацетилированных лигнинов, полученных по методике Бьоркмана из сердцевины кенафа ( a ), бумажной древесины шелковицы ( b ) и древесины тутового дерева ( c ) фракция

Рис.2

1 Спектры ЯМР Н ацетилированных лигнинов, полученных по методике Бьоркмана из лубяного волокна кенафа ( a ), бумажной коры тутового дерева ( b ) и коры тутового дерева ( c )

Рис. 3

13 C ЯМР-спектры лигнинов, полученных по методике Бьоркмана из лубяного волокна кенафа ( a ), бумажной коры тутового дерева ( b ) и коры тутового дерева ( c ).Лауриновая кислота получена из фрагментов жирных кислот суберина

.

Характеристика арилглицерол-β-арилэфирной межмономерной связи лубяного волокна и лигнина коры

Наличие арилглицерол-β-арилэфирной межмономерной связи в лигнинах лубяного волокна подтверждено методом ацидолиза [30]. Межмономерная связь арилглицерин-β-ариловый эфир может быть либо эритро , либо трео форм, а молярное соотношение эритро к трео форм (соотношение E/T ) является важной структурной характеристикой лигнина.Ароматические ядра лигнина полностью разлагаются озоном, а части боковой цепи высвобождаются в виде простых органических кислот. Эритроновая и треоновая кислоты получаются из эритро и трео форм структуры арилглицерол-β-арилового эфира соответственно. Отношение E/T можно измерить, исходя из выходов этих двух кислот, полученных озонированием [16, 31].

Форма erythro является преобладающей формой межмономерных связей арилглицерол-β-ариловый эфир в лигнинах древесины нехвойных пород, в то время как лигнины древесины хвойных пород содержат приблизительно равные количества форм erythro и threo арилглицерин-β-арила эфирные межмономерные связи [16, 31, 32].Соотношение E/T безэкстрактной сердцевины кенафа и древесных фракций бумажной шелковицы и тутовой ягоды варьировало по характеристикам лигнина древесины лиственных пород (таблица 2). Соотношение E/T лубяного волокна кенафа составляло 2,5, что свидетельствует о том, что форма эритро была преобладающей формой межмономерных связей арилглицерол-β-ариловый эфир в лубяном волокне кенафа. Ральф также сообщил, что лубяные волокна кенафа имеют очень высокое отношение S/V и высокое содержание β-эфирных звеньев с преобладанием эритро типа [4].В древесном лигнине отношение E/T , по-видимому, строго контролируется типом ароматического кольца фенилпропановых звеньев в древесном лигнине, что отражает стереорегуляцию во время биосинтеза. А именно, лигнин с высоким отношением S/V также имеет высокое отношение E/T [32]. В лубяных волокнах кенафа была обнаружена высокая корреляция между отношением S/V и отношением E/T , в то время как корреляция между отношением S/V и E/T не была обнаружена в бумажной шелковице и коре шелковицы (таблица 2).

Акияма и др.[32] сообщили, что общий выход эритроновой и треоновой кислот лигнина древесины колеблется от 220 до 370 ммоль (200 г лигнина) -1 . Суммарные выходы продуктов озонирования из безэкстрактных образцов сердцевины кенафа и бумажной тутовой и тутовой древесины находились в пределах древесных лигнинов, тогда как соответствующие лубяные волокна и кора были значительно низкими (табл. 2). Низкий выход продуктов озонирования из лигнинов лубяного волокна и коры свидетельствует о более низких межмономерных связях арилглицерол-β-ариловый эфир по сравнению с лигнином ядра и древесной фракции.Эти результаты согласуются с результатами щелочного окисления нитробензола, так как он богат конденсированной структурой лигнинов коры.

Спектрометрические характеристики лубяного волокна и лигнина коры

Лигнины получали по методике Бьоркмана из безэкстрактного сердцевинного и лубяного волокна кенафа, фракции бумажной шелковицы и тутовой древесины и коры для детального изучения структурных особенностей лигнина. В 1 Спектры ЯМР Н ацетилированных лигнинов в хлороформе- d 1 , сигналы ароматических протонов появляются примерно при δ 6.90 для лигнина голосеменных (гваяцилпротоны) и при δ 6,90 и 6,65 (сирингилпротоны) для лигнина покрытосеменных [33]. Ацетилированные лигнины Бьоркмана ядерной и древесной фракций показали два сильных сигнала в ароматической области, δ 6,65 и 6,90, в спектрах ЯМР 1 H (рис. 1). В спектрах ЯМР 1 Н лигнина Бьоркмана из лубяного волокна кенафа сигнал при δ 6,65 был сильнее, чем сигнал при δ 6,90 (рис. 2а), что позволяет предположить, что лигнин состоит из относительно высокой доли сирингиловых, а не гваяцильных ядер.Для лигнинов Бьоркмана из бумажной шелковицы и коры шелковицы сигналы в ароматической области были очень слабыми, что указывает на высокую долю конденсированной ароматической структуры в лигнине коры. Результаты спектроскопии ЯМР 1 H также согласуются с низкими общими выходами продуктов щелочного окисления нитробензола и озонирования.

Сигналы при δ 6.01 и 6.06 1 H ЯМР спектра отнесены к H α в эритро форме и трео форме межмономерных связей арилглицерин-β-ариловый эфир соответственно [34].Спектры ацетилированных лигнинов Бьоркмана трех видов ядерных и древесных фракций и лубяного волокна кенафа показали более сильные сигналы при δ 6,01, чем при δ 6,06, что свидетельствует о том, что форма erythro была преобладающей формой межмономерных связей арилглицерол-β-ариловый эфир. Результаты ЯМР 1 Н совпадают с результатами озонирования. Лигнин Бьоркмана из фракций коры шелковицы бумажной и шелковицы также давал сигналы при δ 6,01 и 6,06, но интенсивность была значительно низкой (рис.2б, в). Наиболее заметные сигналы в спектрах лигнина бумажной шелковицы и коры шелковицы появляются в районе δ 1,2, что соответствует метиленовым протонам в насыщенных алифатических соединениях. Высокая интенсивность сигналов около δ 1,2 указывала на присутствие большего количества алифатических соединений. Существование предельных алифатических соединений подтверждено также в спектрах ЯМР 13 С лигнинов шелковицы бумажной и коры тутовой (рис. 3б, в).

Лигнины бумажной шелковицы и коры шелковицы давали сильные сигналы при δ 20–35 в спектрах ЯМР 13 C (рис.3б, в), которые были отнесены к алкильным атомам углерода предельных алифатических соединений. Насыщенные алифатические соединения произошли от суберина. Лигнин Бьоркмана, выделенный из коры, содержит суберин [35]. Суберин состоит из алифатических полиэфирных доменов, ковалентно присоединенных к γ-положениям фенилпропановых звеньев посредством сложноэфирной связи [36]. Насыщенный алифатический углерод и карбонильный углерод сложного алифатического эфира суберина вносят свой вклад в сигналы при δ 20–35 и δ 168–175 соответственно. Широкие сигналы δ 168–175 в спектрах ЯМР 13 С лигнинов бумажной шелковицы и коры шелковицы предполагают наличие карбонильных углеродов алифатических эфиров.Лигнин лубяного волокна кенафа давал сигналы, сходные с лигнином древесины бука [37].

Ароматические атомы углерода лигнина дают сигналы в диапазоне δ 104–160 [38, 39]. Спектр ЯМР 13 C лигнина лубяного волокна кенафа был относительно простым в ароматической области, показывая сильные сигналы при δ 105 и 154, которые можно отнести к C 2/6 и C 3/5 в сирингильных единицах ( рис. 3а) соответственно [38, 39]. По сравнению с лигнином лубяного волокна кенафа, спектры ЯМР 13 С лигнинов бумажной шелковицы и коры шелковицы были более сложными.Помимо сигналов при δ 105 и 154, лигнины бумажной шелковицы и коры тутового дерева давали интенсивные сигналы при δ 116 и δ 125–131 (рис. 3б, в). Гваяцильные звенья лигнина древесины хвойных пород дают сигналы при δ 116 для C 5 [37, 39, 40]. На основании исследований модельных соединений лигнина сигнал С 5 в замещенных (конденсированных) гваяцильных звеньях смещается в слабое поле, а значения δ атомов углерода в структурах 5-5 и 5-О-4 варьируют в широких пределах. степени в зависимости от их заместителей при C 1 , этерифицированных по фенольным группам [41, 42].Сильные сигналы при δ 116 и δ 125–131 свидетельствовали о преобладании гваяцильных ядер в лигнинах бумажной шелковицы и коры шелковицы, а также о том, что большинство гваяцильных ядер конденсировано. Эти сигналы отсутствовали в лигнине лубяных волокон кенафа, что позволяет предположить, что основными ароматическими единицами лигнина в лубяных волокнах кенафа являются сирингильные ядра.

В дополнение к метоксильному сигналу при δ 56,1 три основных сигнала в области δ 73,1–73,3, δ 85,0–86,2 и δ 60,6–62,0 в области δ 50–90 13 C ЯМР-спектров могут быть отнесены к атомам углерода по С α , С β и С γ в межмономерных связях арилглицерол-β-ариловый эфир соответственно [38, 43].Три четких сигнала около δ 84–85, δ 71–74 и δ 60–61 в спектре лигнина лубяного волокна кенафа позволяют предположить, что преобладают межмономерные связи арилглицерин-β-ариловый эфир. В дополнение к этим сигналам лигнин Бьоркмана лубяного волокна кенафа характеризовался сигналом при δ 62–64, который должен быть обусловлен ацетилированием при C γ . Сообщалось, что сигналы C γ в межмономерных связях арилглицерин-β-ариловый эфир смещаются в слабое поле δ 2–4 за счет ацетилирования [42, 44].Ральф сообщил, что лигнин лубяного волокна кенафа характеризуется межмономерными связями арилглицерол-β-арилового эфира с преимущественно изомером эритро и обширным ацетилированием в их положении С γ [4]. Отсутствие соответствующих сигналов C β и значительно усложненные сигналы при δ 69–75 и δ 59–65 указывали на то, что межмономерная связь арилглицерин-β-ариловый эфир не является основной межмономерной связью в лигнине шелковицы бумажной и тутового дерева. кора (рис.3б, в).

Содержание метоксильной группы лигнина

Метоксильная группа является основной функциональной группой лигнина, которая может служить полезным средством для приблизительного измерения содержания лигнина [17]. Содержание метоксилов в лубяном волокне кенафа, не содержащем экстракта, было таким же, как и в сердцевинной фракции, в то время как содержание бумажной шелковицы и коры шелковицы составляло примерно половину от соответствующей древесной фракции (таблица 3). Содержание метоксилов в лигнине коры было ниже, чем в соответствующем лигнине древесины [9–11, 30, 45].

Таблица 3 Содержание метоксильных групп (моль/200 г лигнина) в образцах Содержание

метоксилов во фракциях сердцевины и древесины, не содержащих экстракта, было аналогично значению лигнинов Бьоркмана и соответствующим остаткам Класона (таблица 3). Этот результат согласовывался с предыдущими исследованиями. Обст сообщил, что содержание метоксилов в лигнине Бьоркмана и лигнине Класона совпадает с содержанием метоксилов во всем волокне и в целых лучевых клетках [46]. Содержание метоксилов в 21 хвойной древесине и муке из лиственной древесины было сходным с соответствующими лигнинами Klason в диапазоне 0.88–1,66 экв.·(200 г лигнина) –1 для древесной муки и 0,97–1,49 для лигнина Класона соответственно [32]. Однако содержание метоксилов как в лигнинах Класона, так и в лигнинах Бьоркмана в образцах коры было ниже, чем в соответствующих образцах лубяного волокна без экстракта (таблица 3). Эти результаты могут свидетельствовать о том, что чистота лигнина Класона и лигнина Бьоркмана из коры в качестве лигнина довольно низкая. Кора содержит значительные количества фенольных кислот с низким содержанием метоксильных групп, таких как p -гидроксибензойная и p -кумаровая кислоты, а также суберин, который состоит из гваяцилпропановых звеньев с длинной алифатической цепью [47, 48], но эти нелигнинные компоненты будет способствовать низкому содержанию метоксилов в лигнине Класона коры и лигнине Бьоркмана.

Повышение качества целлюлозы и лубяных волокон


Каталитическое усовершенствованное оксидирование, используемое для улучшения нерафинированных конопляных волокон — до и после век синтетических материалов, таких как конопля, лен, джутовый рами, кенаф, банан, сизаль и т. д.


Волокна хлопчатобумажной конопли

Натуральные волокна (лубяные или листовые волокна) представляют собой структурные элементы, изготовленные из целлюлозы , которые включены в мягкую ткань растения, которая  «склеивает» волокнистую структуру вместе и усиливает прочность стеблей или листья.Эти ткани состоят из лигнинов, камедей, белков, гемицеллюлозы и т. д. Для извлечения целлюлозных волокон необходимо удалить лигнины/камеди. Традиционные способы рафинирования конопли или льна (льна) требовали тщательной и сложной обработки, включавшей длительное «вымачивание» – выдерживание в полевых условиях для размягчения лигнинов и лучшего раскрытия волокон с последующим тщательным чесанием, чесанием, очистка и смягчение.


Сравнение конопли до и после рафинирования и делигнификации

Современные методы пытаются заменить сложную, трудоемкую обработку волокон агрессивными химическими веществами – кипячением в горячих, концентрированных щелочных или кислых смесях под давлением.В результате не только загрязняется окружающая среда (и, таким образом, нивелируются преимущества использования натуральных волокон), но обычно также повреждается целлюлоза и ослабляются волокна из-за агрессивной химической обработки.

Метод Catalytic Advanced Oxidation произвел революцию в улучшении лубяного волокна за счет использования пероксида водорода e (H 2 O 2 ) в сочетании с нашим оксикатализатором для получения чистого, белого цвета. устранение нецеллюлозных частей растения: лигнинов, камедей, пектинов, гемицеллюлозы.Эта часть процесса повышения качества обычно называется («рафинирование» или «делигнификация»). Дальнейшая обработка может сделать волокна еще более тонкими — путем отделения отдельных целлюлозных нитей, которые могут даже достичь мягкости и ощущения хлопка — это называется «хлопковая обработка».


Льняно-лен: до и после модернизации

Перекись водорода является наиболее экологически чистым химическим веществом л из всех, потому что она разлагается на воду и кислород , без добавления каких-либо других побочных продуктов H 2 O 2 .В сочетании с нашим уникальным твердотельным катализатором он способен полностью модернизировать — рафинировать и хлопковать все типы лубяных и листовых волокон. Наш катализатор является гетерогенным (в твердом состоянии), поэтому он не растворяется в сточных водах и, таким образом, остается и может использоваться повторно. Процесс можно проводить при нейтральном pH и комнатной температуре . Он не требует дорогостоящего оборудования, такого как автоклавы из нержавеющей стали, необходимые для того, чтобы выдерживать обычно используемые агрессивные химические вещества при высокой температуре и давлении.

Таким образом, с точки зрения воздействия на окружающую среду обработки натуральных волокон, каталитическое усовершенствованное окисление с перекисью водорода является уникальным по своим возможностям.


Волокна рами после котонизации и модернизации

Пожалуйста, свяжитесь с нами по вопросам, связанным с сотрудничеством и приобретением наших катализаторов:


   Подробнее: Волокна конопли и льна лубяные


Каталитическое усовершенствованное окисление способно к полному рафинированию и делигнификации волокносодержащих растений (лубяное волокно или листовое волокно), в результате чего получаются чистые целлюлозные волокна  высокого качества.Этот процесс имитирует естественную деградацию луба («вымачивание»), которая включает в себя микробное удаление лигнинов, пектинов, камеди и гемицеллюлозы в естественной среде. В этом процессе «более мягкая ткань» растения разлагается, предшествуя разложению целлюлозного волокна, поскольку целлюлоза имеет прочную компактную структуру и, следовательно, ее труднее окислить. После «делигнификации» окислительный процесс разложения органического вещества (если он проводится дальше) впоследствии направлен на разложение целлюлозы — как в природе, так и с использованием процесса каталитического усовершенствованного окисления.

Эта особенность селективности Каталитического усовершенствованного окисления представляет собой принципиальное преимущество по сравнению с типичными процессами «травления» с использованием агрессивных химикатов, которые основаны на агрессивной коррозии лигнинов и смол вместе с целлюлозой.


Стебли конопли без вымачивания или декортикации
Волокна конопли и кожура, полученные из целых стеблей

На практике наша обработка лубяных волокон очень гибкая декортикация (т.е. отделение лыка от кожицы) или полевой или водной приправы. В качестве альтернативы его можно выполнять в качестве завершающей стадии на предварительно подготовленных, механически очищенных, декортикированных и вымоченных лубяных полосах из необработанных волокон.

Одним из таких примеров является извлечение чистых волокон конопли из цельных стеблей растения без механического или химического отделения луба. В результате получается как хлопкообразующее, не содержащее лигнина конопляное волокно, так и чистый костный материал.



Целлюлоза из джутового волокна

Использование альтернативных источников целлюлозы для замены древесной массы является одной из основных экологических проблем для целлюлозно-бумажной промышленности.Целлюлоза из соломы (например, пшеничная солома или багасса – целлюлоза сахарного тростника) — это отходы, которые можно использовать для производства бумаги, а также все виды натуральных волокон (конопля, лен, джут, кенаф, сизаль, банан, рами). .


Целлюлоза соломы до и после рафинирования и делигнификации

Преимущества таких источников целлюлозы существенны: годовой цикл роста и устойчивость выше, чем у древесной целлюлозы, более легкая доступность и адаптация к различным условиям роста.


Соломенная бумага, обработанная каталитическим усовершенствованным окислением

Однако обработка соломы на самом деле не намного проще, чем обработка древесины, из-за большого количества стойких лигнинов (что затрудняет делигнификацию соломы). Особенно проблематично отбеливание (отбеливание) этих лигнинов, потому что обычные методы отбеливания, в которых используется жесткая щелочная обработка, фактически придают хромофорам в лигнинах соломы еще более интенсивные цвета — коричневый или темно-желтый, вместо отбеливания.


Целлюлозная структура

В отличие от этого, Каталитическое ускоренное окисление очень эффективно при обработке (рафинирование, делигнификация и отбеливание) не только всех типов натуральных волокон (лубяных и листовых волокон — пеньки, льна, джута, кенафа, сизаль, банан), но и целлюлозные материалы в траве, соломе, багассе.

Эта переработка открывает новые перспективы для целлюлозно-бумажного производства — с экологическим преимуществом ежегодной производительности целлюлозных заводов и обработкой ZERO-POLLUTION .



Микрочастицы целлюлозы
Джутовая микроцеллюлоза

Микрочастицы целлюлозы находят множество применений во многих отраслях: продукты питания, напитки, косметика, фармацевтика, пластмассовые композиты. Микроцеллюлозу можно использовать в качестве связующего, стабилизатора, загустителя, эмульгатора. Важнейшим аспектом этих применений является качество микроцеллюлозы, которая должна быть 100 % чистой и не содержать остатков нецеллюлозного материала растения. Этого можно достичь с помощью концентрированных кислот или других агрессивных химикатов, но с резко сниженным практическим выходом при такой обработке , поскольку вытравливается значительное количество целлюлозы.Возможность извлекать чистую целлюлозу с гораздо более высоким выходом из всех видов целлюлозных заводов имеет большое преимущество, особенно когда экологически чистый подход позволяет исключить загрязнение производственных сточных вод, а также

Catalytic Advanced Oxidation использует только перекись водорода H 2 O 2  при рафинировании и делигнификации целлюлозных волокон при производстве микроцеллюлозы.


Хлопковые волокна под микроскопом


Волокна джутовые хлопчатобумажные — левые
Хлопчатобумажные — правые

«Хлопковая обработка» — процесс очистки, обессмоливания, делигнификации и смягчения натуральных волокон с целью максимально приблизить их к свойствам хлопка — для возможности использования их в текстильных изделиях отдельно или в сочетании с хлопком.Эти процессы не могут изменить внутренние свойства различных растительных волокон (их естественную длину и диаметр), но удаление лигнинов, склеивающих фибриллы вместе внутри нити/пучка, дает возможность расширить возможное применение этих волокон.


Волокна конопли в сравнении с человеческим волосом

Обработка натуральных волокон каталитическим усовершенствованным оксидированием может проводиться в направлении делигнификации до требуемого уровня хлопкообразования, т.е.до оптимального уровня мягкости по сравнению с прочностью. При необходимости отдельные целлюлозные волокна конопли, льна или джута могут быть извлечены из их пучков на заводе и разделены путем удаления смол и лигнинов.


Делигнифицированная конопля — отдельные волокна, образованные из одной нити/пучка

На микрофотографиях показано сравнение хлопковых волокон (в правой части фотографии) и полностью хлопкообразных джутовых волокон. На следующих рисунках показаны микроскопические изображения отдельных волокон конопли в сравнении с человеческим волосом (перед волокнами).


   Подробнее: Волокна конопли и льна лубяные


Пожалуйста, свяжитесь с нами по вопросам, связанным с сотрудничеством и приобретением наших катализаторов:



Расшлихтовка и отбеливание сурового хлопка — гидрофобное или гидрофильное волокно
Проклеенный гребеный хлопок (слева) и рассортированное волокно (справа)

Переработка хлопка — от волокна до ткани — включает много этапов. Важный шаг, называемый «проклейкой», необходим для повышения прочности и упругости волокна во время плетения пряжи.Он основан на покрытии хлопка различными химикатами и воском, которые улучшают работу машин и сокращают количество отходов. «Проклеенные» волокна, а также полученный текстиль, хотя и усилены, демонстрируют также сильные гидрофобные свойства, которые препятствуют последующему окрашиванию и снижают мягкость ткани. Проклейка также придает хлопку характерный бежевый цвет, который необходимо устранить перед окрашиванием или использованием в качестве белой хлопчатобумажной ткани. «Размерный» хлопок также называют «серым хлопком» или серым хлопком.


Гидрофобный суровый хлопок по сравнению с расшлихтовкой гидрофильной ткани
Отбеленный хлопок

Каталитическое усовершенствованное оксидирование можно эффективно использовать для расшлихтовки хлопкового волокна или сурового хлопка. Он может полностью удалить химический слой «проклейки», а также восстановить и улучшить белизну хлопка. Обработка производится при комнатной температуре, без использования агрессивных химикатов. На практике этот процесс является «нулевым загрязнением» , поскольку он основан на использовании перекиси водорода, и в результате в процесс и в сточные воды не вводятся дополнительные химические отходы.


Натуральные прекурсоры для углеродных волокон 


Прекурсор углеродного волокна
Прекурсор углерода микронного размера

Натуральное лубяное волокно может представлять собой экологический источник для обработки Углеродное волокно , если его можно полностью обезжирить и обработать хлопком. Catalytic Advanced Oxidation , разработанный Hydrogen Link , может обеспечить такое высокое качество нитей целлюлозы, которые могут стать сверхтонкими предшественниками углеродного волокна .На приведенных ниже микрофотографиях показаны прекурсоры углеродного волокна, полученные из волокна конопляной целлюлозы после полного рафинирования и хлопкообразования. На правой картинке для сравнения показан человеческий волос перед волокнами.


Пожалуйста, свяжитесь с нами по вопросам, связанным с сотрудничеством и приобретением наших катализаторов:


Подробнее: Волокна конопли и льна лубяные


Подробнее: Каталитическое ускоренное окисление, Реактивность гидроксильных радикалов, Разложение органических веществ, Очистка сточных вод, Обесцвечивание и разложение красителей, Кислородный катализатор, Генерация кислорода


 

Отбеливание хлопка перекисью водорода

Хлопчатобумажный шпагат , отбеленный катализируемой перекисью водорода


Волокна конопли

Модернизация конопляного волокна катализируемой перекисью водорода


Отбеливание и улучшение качества джутового волокна

Отбеливание и облагораживание джутового волокна


Волокна сизаля (агавы) для отбеливания и облагораживания

Натуральные волокна (сизаль) рафинирование усовершенствованным окислением с каталитическим разложением H 2 O 2


Подробнее: Волокна конопли и льна лубяные


Подробнее

Введение в материалы 2

Волокна

 

Растительные и животные волокна имеют предоставил людям, среди прочего, убежище, сосуды, в которых можно было держать воду и готовить еду, и нитки для изготовления тканей.

 

Даже в большинстве стран мира отказался от строительства домов из грязи и вперевалку и от корзин, обмазанных глиной, как сосуды для воды или кухонная утварь, растительные волокна как источник ткацкого станка остается актуальным в использовании.

 

В доисторические времена люди вероятно, получали гибкие растительные волокна, просто отрывая полоски коры или нарезка стеблей и листьев на тонкие, пригодные для плетения ленты.

Хотя эти материалы можно связывать и переплетать в циновки и корзины, они производят только грубые, жесткие предметы.

Основное нововведение было открытие того, что отдельные волокна могут быть отделены от окружающих клеток и использовались для ткачества тканей.

 

Шкуры животных, вероятно предшествовали тканому материалу, но растительные волокна, вероятно, предшествовали животным волокнам для тканый материал.

* Сандалии из сложных плетеных растительных волокон, более 8000 лет, были найдены на археологических раскопках в штате Миссури.

* 5400 лет назад коренные жители Мексики использовали хлопковое волокно.

* Лен ткали 10 000 лет назад в Турции, по крайней мере, за 3 000 лет до одомашнивания овцы (шерсть) и за 5000 лет до использования шелка (шелкопряд).

 

Эти даты относительно недавние если учесть, что ассоциация рода Homo с растениями и животных насчитывает сотни тысяч лет. Недавность понятно, если учесть, что:

Только

небольшое количество животных (овцы, верблюды, викуньи, гуанако, козы, кролики, шелкопряда), и относительно немногие растения производят волокна, которые можно скручивать. или крутил.

Люди должны были оценить природу волокон, узнать, какие растения их содержат, и научитесь их извлекать, прежде чем прясть и плести.

 

 

 

 

Волокна

 

1. С за исключением синтетических полимеров, большинство экономически важных продуктов, таких как веревки, бумага, текстиль производятся из растительных волокон.

2. Волокна удлиненные клетки с сужающимися концами и очень толстые, сильно одревесневшие клетки стены.

3. Волокнистые клетки погибают при созревании и функционируют как опорная ткань в стеблях и корнях растений.

4. просвет, или полость внутри зрелых, мертвых клеток волокна, очень мала в поперечном сечении.

5. Волокна являются одним из компоненты ткани склеренхимы, наряду с более короткими толстостенными склероидами (каменные клетки), которые производят твердые ткани персиковых косточек и песчаные текстура в груши.

6. Волокна также связаны с тканями ксилемы и флоэмы стеблей однодольных и двудольных растений и корни, но обычно не древесина голосеменных (хвойных пород).

а. Главная причина, по которой древесина голосеменных обычно мягче и легче, чем покрытосеменные древесиной является наличие в древесине покрытосеменных плотных скоплений сильно лигнифицированные, толстостенные волокнистые клетки.

б. Волокнистые клетки повышают твердость и плотность древесины покрытосеменных растений.

 

 

Волокна растительные Животные волокна

Состоит из целлюлозы

Состоит из белка

Не подлежит денатурации по высоким температурам.Хлопковые простыни можно кипятить при стирке.

Белок крекинга при нагревании костяк животного волокна делает его хрупким. Шерстяные вещи испорчены горячим вода.

Требуется разработка процедуры для обеспечения надежного закрепления цвета

Легко впитывает краситель

 

Иммунитет к вредителям животных, но, как бумага, атакованная грибками, плесенью и термитами.

Подвержен атаке со стороны животные-вредители, такие как моль и чешуйницы.

Менее эластичный, чем у животных волокна.

Более эластичный, чем овощ волокна.

Высокое сродство к воде: более впитывающий.

Низкое сродство к воде: нет абсорбент.

фундаментальное химическое различие между целлюлозой и белком определяет, как 2 типа реагируют на тепло, различные химические вещества, воду и хищные организмы.

 

За исключением синтетических полимеры, наиболее экономически важные продукты, такие как бумага, канаты (шнуры и веревки) и текстиля, получают из растительных волокон.

 

 

Свойства текстильных волокон

1. Волокна можно формовать , если они обладают структурными свойствами, вызывающими скручивание отдельных нитей. сцепляются друг с другом при скручивании.

а.Волосы большинства животных нельзя прясть потому что они слишком скользкие, чтобы держаться вместе, когда они перекручены друг вокруг друга.

2. Эластичный свойства являются мерой легкости, с которой волокно может восстановить свою первоначальная форма после растяжения.

а. Степень скручивания волокна, способ удерживания клеток вместе, а количество клеток в волокне способствует его эластичности.

3. Волокна имеют различная плотность веса по отношению к равному объему воды, что влияет на то, как волокна, изготовленные из них, будут драпироваться.

4.    Волокна высокие в целлюлозе считаются ценными, потому что целлюлоза чрезвычайно прочна с Прочность на растяжение не уступает стали.

5.    Волокна высокие в лигнине, как правило, более низкого качества, более коричневого цвета, с более низким механическая сила.

 

 

Виды волокон

1. Лубяные волокна происходит из тканей флоэмы стеблей различных двудольных растений (лен из льнозавод)

2. Жесткие волокна происходят из листьев нескольких однодольных растений, вековое растение, манилья конопля).

3. Поверхностные волокна находится на покрытии семян, листьев или плодов; хлопчатобумажная ткань изготавливается из семенные волоски, покрывающие поверхность семян хлопчатника

 

 

 

 

Извлечение волокна

Несмотря на тот факт, что различные волокна происходят из многих разных и неродственных растений, одни и те же основные процедуры используются для отделения волокон от масс клеток в которые они встроены.К основным процессам относятся: вымачивание, вымачивание, декортикация и джинирование.

 

Отделение волокон от масс прочих ячейки, в которые они встроены .

1. Реттинг (бактериальное гниение).

а. Добыча процесс, который сгнивает мягкие части растения и оставляет волокна нетронутыми.

б. Используется в основном для лубяные волокна (ткани флоэмы двудольных) и использует тот факт, что волокна имеют более толстые клеточные стенки, чем большинство других растительных клеток, и поэтому сравнительно устойчивы к разложению бактериями.

в. Растительный материал можно вымочить, сбросив массу в баки со стоячей водой, или просто позволив остаться на земле, где он будет многократно покрыт росой.

д. Во время ретинга, ткани поглощают воду и набухают, вызывая высвобождение растворимых соединений, которые помогают обеспечивают питание для разлагающихся бактерий.

эл. Реттинг занимает несколько недель.

1. Масса гниющий материал должен время от времени проверяться, чтобы установить точку, в которой мягкие ткани, но не волокна, распались.

ф. Может быть эпидермальные и толстостенные клетки древесной ксилемы, которые могут персистировать.

1. Они удалены путем промывки и сушки материала после вымачивания.

2. Они тогда «сломан» за счет того, что его загнали под рифленые ролики.

3. ролики крошит хрупкий материал, но не более гибкие лубяные или листовые волокна.

4. Сломанные части затем удаляются из волокон в процессе отбивания и соскабливания, называемого трепание .

5. Наконец, волокна тянутся вниз через набор вертикальных штифтов, напоминающих гребенку, называемых hackling .

 

Декортикация – включает измельчение растительного материала и соскребание неволокнистый материал из волокон. Используется в основном для волокон листьев.

 

Джиннинг — уникальный для семенных волокон. Семена освобождаются от волокна, покрывающие их.

 

Один раз извлеченные и очищенные, волокна могут быть подвергнуты дальнейшей обработке путем отбеливания или нагревания, или оба, в растворе щелочи.Волокна обычно отбеливают перед окрашиванием. их естественный загар и коричневые пигменты не влияют на окончательный цвет.

 

Волокна семян и плодов

1. Хотя семена и фруктовые волокна происходят из разных частей плода, и оба помогают в семенах рассредоточение, но по разным механизмам.

а. Длинные волокна на поверхности семян способствуют их рассеиванию ветром. (например, пучки волос на макушке молочай, Asclepias spp.).

б. Волокна внутри фруктовая стенка обычно защищает семена или обеспечивает плавучесть для рассеивания воды, или оба (кокос).

2. Немногие растения имеют семенные или фруктовые волокна, достаточно длинные для прядения. Хлопок является заметным исключением потому что он производит семенные волокна, которые можно прясть в нить.

а. Волокна семян молочая и капока ( Ceiba pentandra , Bombacaceae) слишком хорошо и скользко крутиться. Они используются в основном в качестве набивочного материала и Капок раньше использовался для спасательных средств из-за его легкости и водостойкости. прочный и имеет волокна, которые задерживают воздух.

1. Капок волос образуются на внутренней поверхности семенной коробочки капокового дерева, в тропические районы Новой Мир.

2. это огромный тропическое дерево с массивным укрепленным стволом.

3. Волосы покрыты с очень водостойким восковым кутином.

4. Пустой просвет больше, чем хлопковые волосы, и, следовательно, волокно легче по весу.

5. наполненный капком спасательный жилет может выдержать в морской воде в 30 раз больше собственного веса.

6. Волосы молочая использовались в качестве заменителя капка во время Второй мировой войны.

7. Волосы могут также быть скрученным в зубную нить.

б. Кокосы уникальны, потому что они дают плоды только из какие волокна ( койра ) извлекаются из околоплодника для коммерческого использования.

Кокосовое волокно

1. Основная часть зрелых кокос состоит из толстого волокнистого мезокарпа, который является источником волокна называется койра .

а. Волокна кокосового ореха состоит из пучков клеток, которые длиннее хлопковых волокон, но короче большинство лубяных или листовых волокон.

б. Кокос высшего сорта производится путем сбора и шелушения 10-месячных (незрелых) кокосов.

1. Шелуха ретирована в течение 8-10 месяцев в солоноватой воде.

2. Когда мягкий, шелуха тщательно промывают, отбивают для удаления остатков мякоти, встряхивают и промывают опять таки.

3. Чистые волокна это прядут в пряжу, в основном используемую для веревок и матов.

в. Это самое ценные кокосовые волокна, получаемые из незрелых кокосовых орехов, представляют собой экономическую проблему , потому что самый ценный товар, получаемый из кокосы копра , сушеный кокос эндосперм, который едят или используют для получения масла.

1.       Копру можно получить только из зрелых плодов.

2.       Следовательно, хотя зрелые плоды дают волокна, жестче, чем у молодых кокосов, большая часть кокосового волокна извлекается из старой шелухи которые остаются после удаления копры со спелых плодов.

 

 

3.    Хлопок

а. Самое важное клетчатка сегодня; важнейший непищевой растительный товар.

б. Большое количество волокно, производимое каждым заводом, в сочетании с тем фактом, что сбор, обработка, а производство текстиля из хлопка обходится дешевле, чем переработка других волокна.

с. Универсальное волокно который производит ткани, которые хорошо окрашиваются и выдерживают тщательную стирку.

д. Каждый хлопок волокно представляет собой одну длинную эпидермальную клетку семенной оболочки . Одноклеточный волоски, вырастающие из поверхности семени после оплодотворения.

1. Клетки такие длинные они напоминают волосы.

2. Волосы скрученный в полезную нить, которая является жесткой и прочной.

3. В культуре хлопка, под длинным слоем находится второй слой коротких пушистых волосков. волокнистые волоски. Эти короткие волосы, или линты, удаляются и используются в бумаге. при использовании семян хлопка в качестве масличной культуры.

4. Хлопчатобумажная нить сотканные из миллиардов микроскопических волосков, покрывающих поверхность семян хлопка, каждый волосок до 50 мм (2) дл. Общая длина волосков в одном хлопке коробочка (одна семенная коробочка) может превышать 300 миль. (Сколько миль от стандартного 500-фунтовый тюк?)

эл. Gossypium arboreum и G. herbaceum (культуры Старого Света). Диплоид.

1.    Оба имеют короткие волокна или скобы, и оба были в конечном итоге заменен на New Мировой хлопок с более длинными волокна.

2.    G. hirsutum и G. barbadense – тетраплоиды Нового Мира.

а. Археологический раскопки датируются 3400 г. до н.э. на Юкатане, Мексика.

б. Г. волосатый составляет 95% мировых запасов хлопка.

в. Г. волосатый относительно устойчив к долгоносику.

д. Хлопковые волосы (ворс) тетраплоидных видов может достигать 50 мм (2 дюйма) в длину.

эл. Большинство видов хлопка являются тропическими многолетниками, но у культивируемых видов люди отобрали ежегодную привычку и способность цвести и плодоносить в умеренных широтах.

1. Выращивание хлопка как однолетник выгоден для фермеров, потому что обеспечивает низкорослость, однородность размеров растений и синхронность плодоношения.

2. На современных фермах растения часто опрыскивают дефолиантом, когда хлопок созрел, чтобы листва не будет мешать уборочным машинам, срывающим зрелые коробочки из растений.

3. Однажды выбранный, из плодов необходимо удалить семена с их волокнами; волокна отделить от семян.

4. Большинство американцев известно, что Эли Уитни изобрел хлопкоочиститель, машину, которая собирает семена хлопка из волокон, в 1794 году, но значение этого оборудования может быть не широко ценится.

я. В 1791 году три за несколько лет до изобретения Уитни США экспортировали 400 тюков хлопка.

ii. К 1800 году экспорт подскочил до 30 000 тюков.

ф. Размер заключается в добавлении густого вещества, такого как крахмал или гель, на поверхность, чтобы придать ей жесткость (укрепить) и заполнить неровности поверхности. Хлопок обычно проклеены крахмалом или смолой.

1. важно для нити, которые будут использоваться для основы (нити основного ткацкого станка).

2. калибровочный материал стирается после плетения.

3. увеличить силу резьбы

 

г. Хлопок ткани, используемые для усадки

1. Был Традиция покупать одежду из хлопка на 1 размер больше в ожидании усадка из-за первичной стирки.

2. Санфоризация (1970) представляет собой процесс с аммиаком, который набухает хлопковое волокно и предотвращает его усадка после стирки.

 

ч. Хлопковая ткань имеет тенденцию мяться при стирке .

1. Постоянный пресс — химические вещества используются для сшивания целлюлозных полимеров хлопчатобумажной ткани заставляя ткань сохранять форму, которую она имела при первом применении химикатов.

2. Этот процесс также сохраняет поверхность гладкой и позволяет одежде со складками или рюшами сохранять форму после стирки.

 

 

Лубяные волокна из коры стеблей (мягкие волокна)

1. Толстостенный волокнистые клетки, встречающиеся в паренхиме флоэмы стеблей различных двудольных растений.

2. Лубяные волокна являются основным источником стеблевых волокон.

3. Индивидуальное мочало волокна могут состоять из сотен клеток и их может быть более 4.6 м (15 футов) в длину.

4. Волокна обычно отделяют от стеблей вымачиванием.

Джут ( Corchorus capsularis ) Tiliaceae — передовое лубяное волокно в мире

1. Джут был используется с доисторических времен.

2. Вероятно, уступил волокна для мешковины, о которой говорится в Библии.

3. Травянистый однолетнее, до 5 м высотой; дает волокна длиной 1,8–3 м (6–10 футов).

4. Волокна относительно неэластичен и имеет тенденцию быстро разрушаться в воде.

5. Волокна отделяют от стеблей глубоководным вымачиванием.

6. Их грубость, ломкость волокон и неспособность удерживать красители способствуют использованию джутовых волокон. для грубых товаров, таких как ковровая основа, холст, шпагат, «рогожка» мешки», мешковина и др.

7. Популярность джута, в первую очередь, из-за его низкой стоимости, которая является следствием его роста налета и легкость, с которой его волокна могут быть извлечены из стебля.

 

Лен (лен) Linum usitatissimum .Линейные.

1. Самый старый текстиль волокна, используемые человеком.

а. Археологический раскапывает остатки видов льна в древних поселениях, заселенных жителями швейцарских озер около 10 000 лет назад.

б. Египетские мумии датированные около 5000 лет назад, как правило, заворачивались в льняную ткань.

в. Резьба на Египетские гробницы документируют его выращивание вместе с пшеницей, инжиром и оливками.

2. Этимология — слова «линия» (как в прямых линиях) и нижнее белье и общее название, Linum происходит от латинского слова «льняное полотно».

3. Лен родом из Европы и Восточной Азия.

4. Растения из из которых получают волокна, являются высокими маловетвистыми однолетними растениями, дающими масло как а также клетчатка.

5. Волокна льна гладкие, длинные, прямые, в 2-3 раза прочнее хлопковых волокон. Они есть используется для изготовления петель и ниток для пуговиц, а также для шлангов и почтовые сумки.

6. Лен, как правило, получают вымачиванием от росы срезанных стеблей взрослых растений.

а. Это занимает около 3 недели.

б. Растения сейчас иногда выкорчевывают и химически вымачивают (химикаты растворяют матрицу между клеток до начала вымачивания).

в. Из-за руки труда, связанного с традиционным извлечением льняного волокна, лен всегда был относительно дорогой текстиль.

7. Льняной текстиль как правило, мягкие, блестящие и водопоглощающие , и лен также используется для полотенец .

8. Линум также источник льняного масла, ненасыщенного высыхающего масла, используемого в оригинальном линолеуме. и в лакокрасочной промышленности.Линолеум = линум (лен) + олеум (масло).

 

Конопля ( Cannabis sativa ) Каннабовые.

1. Каннабис изначально распространился по миру из-за своего волокна, а не из-за его смолистые соединения (THC).

2. Уроженец запада Азия; использовался в китайской культуре Ян Шао около 4000 г. до н.э. (6000 лет назад).

а. Семена были употребляли вместе с просом, рисом, ячменем и соевыми бобами в Древнем Китае.

3. Двудомный, однолетний травы.

4. Волокна конопли самый длинный из всех видов луба, от 1,5 до 4,5 дюймов (5-15 футов) в длина.

а. Тычиночные растения производят самые лучшие и длинные волокна, длиной до 2 метров.

б. Они использовались для ткачества ткани, из которой чаще всего Китайская одежда была сделана в древние времена.

в. Пряжа тканая из этих волокон были чрезвычайно тонкими, настолько, что людей хоронили в одежда из конопли.

5.    Конопля дает темное, грубое волокно и в результате обычно используется для снастей, веревок, холста (слово происходит от Cannabis), крытых фургонов и парусины.

6.    Этимология : Леви Страусс изначально делал рабочую одежду из конопли; он был импортирован из Мин, Франция, и известен как serge. de nimes , позже преобразованный в denim . Джинсы — это производное от французского произношения слова Итальянский город Генуя, город, известный своим производством конопляной ткани.

7.    Хотя выращивание конопли было незаконным в США более четверти века (из-за политики правоприменения), готовые продукты из конопли могут быть импортированы. Кельвин Кляйн и Giorgio Armani продает одежду и постельное белье из конопли по премиальным ценам.

8.    Когда-то конопля широко выращивалась по всей территории США при поддержке правительства.

9.    Массовое движение за легализацию производства промышленная конопля.Сторонники легализации отмечают низкое содержание ТГК в конопляное растение.

10. Не требуется орошение или использование пестицидов: хлопок требует значительных количеств того и другого.

11. Народ навахо теперь рассматривают производство конопли на своих землях.

12. Китайцы ежегодно собирайте много тонн конопляного волокна для производства волокна для бумаги, веревки и ткань.

13. Другая конопля завод, Apocynum cannabinum , (Индийский конопля), была важным волокнистым растением коренных народов Северной Америки и родом из в определенные районы Невады.

 

 

Листовые волокна (Жесткие волокна)

1. Большинство волокон листа получают из быстрорастущих однодольных растений с волокнами, которые можно легко и недорого экстрагируется на машинах для декортикации.

2. Волокнистый тяжи встречаются во флоэме в сосудистых пучках, разбросанных по листьям и основания листьев.

3. В рамках листья, толстостенные волокнистые клетки обеспечивают поддержку.

4. После извлечения, волокна можно прясть, но они слишком жесткие для изготовления текстиля подходит для современной одежды.

5. Название «жесткий» относится к его жесткости.

6. Жесткие волокна склонны быть короче лубяных волокон.

7. Волокна листьев, однако лучше делать веревки, чем лубяные волокна.

8. Хотя другие обычно используются растения, два рода, Agave и Musa , поставка практически все коммерчески важные волокна листьев.

 

А. Сизаль

1. Сизаль происходит из листья Agave sisalana , родной в Центральную Америку, где, как известно, жили майя и ацтеки. извлеченные и сплетенные волокна сизаля в грубую одежду.

2. В дополнение к волокна, А.sislana имеет острые шипы на концах его листьев, которые коренные народы использовали в качестве иголок.

3. Комбинация волокно и швейная утварь породили общее название «игла и нитка». завод».

4. Сегодня волокна используются для изготовления мешковины, циновок и чайных пакетиков, а также в качестве армирующих материалов например резина.

5. Сок постучал из этой агавы также можно ферментировать в слабоалкогольное вино, известное как пульке.

6. Удаление волокон

а. Внешний зрелый листья обрезаются у основания, транспортируются на фабрику и подаются между роликами, которые выжать большую часть воды и превратить мягкие ткани в аморфную кашицу который соскребается с волокон.

б. Затем волокна постирать и повесить сушиться на солнце.

7. Высушенные на солнце листья Yucca elata широко используются для основные видимые белые катушки в корзинах коренных жителей Северной Америки, в том числе Папаго, Пима и Хавасупай.

 

Б.Абака (манильская пенька)

1. Манильская конопля приходит из Musa textilis (Musaceae), a родственник банана, произрастающий на Филиппинах.

2. Волокна получают из наружных частей оснований листьев, из которых состоит «стебель» этих гигантских травянистых растений.

3. У большинства людей соприкасаться с продуктами, использующими манильскую коноплю в виде чайных пакетиков, долларовые купюры, конверты «Манила», сигареты с фильтром.

4. Они делают лучшие канаты, которыми корабли пришвартованы по всему миру.Манильская конопля веревка заменяется нейлоном во многих частях мира.

 

 

 

 

волокон | Бесплатный полнотекстовый | Ключевые этапы развития волокна как детерминанты выхода и качества лубяного волокна

1. Введение

Растительные волокна имеют большой потенциал для их использования в различных инновационных приложениях в качестве экологического, биоразлагаемого и возобновляемого ресурса с уникальными свойствами [1,2].Эти привлекательные особенности способствуют разработке различных смесей и композитов на основе растительных волокон для различных целей, от текстильной, автомобильной и строительной промышленности до медицинских целей [3,4,5], включая интеллектуальные материалы [6].

Наряду с общим значением механических характеристик волокна каждая область применения имеет свой собственный набор предпочтительных параметров качества волокна и часто имеет дело с волокнами определенных видов растений. Качество волокна сильно зависит от способа обработки растительного сырья; однако в основе важных для применения свойств волокна лежат процессы развития, происходящие в planta.

В биологии растений волокна определяются как отдельные клетки с определенными параметрами [7,8,9]. Подобно многим другим типам растительных клеток, волокна развиваются в три основных этапа: инициация, удлинение и дальнейшая специализация; последнее в случае волокон в значительной степени представлено утолщением клеточной стенки. Каждый из этих этапов по-своему влияет на конечные параметры выхода и качества волокна. В настоящем обзоре мы рассматриваем общую роль каждой стадии развития, которая была бы одинаковой у любого растения, формирующего лубяные волокна, и не учитывали влияние факторов внешней среды или специфического генетического фона у разных сортов определенных лубяных культур.

2. Зарождение волокон

Как и все другие типы растительных клеток, волокна зарождаются из меристематических тканей. Волокна луба (называемые также волокнами флоэмы) происходят либо из первичных, либо из вторичных меристем; соответственно волокна называются первичными или вторичными [7,8,9]. Упрощенно первичные меристемы можно определить как те, которые обеспечивают увеличение длины органов растения. Они располагаются обычно на самой верхушке удлиняющегося побега или корня, по крайней мере у двудольных, и называются также верхушечными меристемами.Первичные лубяные волокна возникают из прокамбия (прямой производной апикальной меристемы) в рамках сложного процесса закладки листовых зачатков, наряду с закладкой сосудистой системы в пределах каждого листового следа. Таким образом, число инициалей первичных волокон связано с числом листьев и в той же мере может быть видоспецифичным. Большие различия в конечном выходе первичных лубяных волокон, которые могут быть получены в пределах одного и того же вида растений, определяются дальнейшими стадиями развития волокна.В отличие от этого вторичные волокна отходят от камбия, что обеспечивает увеличение ширины органа. Камбий обычно начинает свою деятельность в той части органа, которая уже прекратила удлинение в целом. Активность камбия сильно варьирует в зависимости от многих факторов; следовательно, количество вторичных лубяных волокон может значительно различаться в пределах одного и того же вида растений [10]. Поскольку первичные волокна формируются из первичной меристемы, они появляются в начале развития растений и располагаются снизу вверх по стеблю [11,12].Вторичные волокна появляются позже по мере развития растения и располагаются преимущественно в нижней части стебля и могут образовывать несколько концентрических колец [11,12]. Волокна ксилемы (древесные), происходящие из одних и тех же меристем и присутствующие вместе с волокнами флоэмы в пределах одного стебля, в настоящем обзоре не рассматриваются, поскольку они обладают достаточно разными свойствами и соответствующими областями применения. Таким образом, стадия инициации определяет тип волокон (первичные или вторичные, флоэма или ксилема) и количество отдельных клеток.Чтобы дать представление о возможном количестве клеток лубяных волокон в волокнистой культуре, количество отдельных первичных лубяных волокон в стебле конопли оценивается в 700–800 тысяч, а число вторичных волокон в том же растении — около 2,5 миллионов. [13].

3. Удлинение волокна

Длина вновь инициированных волокон составляет около 30 мкм, а конечная длина клетки может достигать многих сантиметров, что означает, что волокно может удлиняться в сотни и даже тысячи раз [12,14,15]. Ширина клеток также увеличивается, но в гораздо меньшей степени: от 3–5 мкм у «новорожденных» волокон до 20–50 мкм у зрелых [12,14,15].Удлинение клеток чрезвычайно важно для свойств отдельных волокон и особенно — пучков волокон. Сразу после инициации первичные волокна на короткое время удлиняются за счет симпластического (или координированного) роста, когда соседние клетки увеличивают свою поверхность с той же скоростью. При симпластическом росте первичные волокна увеличивают свою длину примерно вдвое. Через некоторое время в пределах пары миллиметров от верхушки стебля первичные волокна начинают удлиняться быстрее, чем окружающие клетки [12,14]. Это приводит к необходимости пробиваться и протискиваться между другими клетками.Волокна делают это, расщепляя по пути средние пластинки клеток и образуя новые контактирующие поверхности с соседними клетками. Такой тип роста клеток называется интрузивным. Волокна могут продолжать увеличивать свою длину за счет интрузивного удлинения после того, как окружающие клетки других тканей уже перестали увеличиваться (зона роста всего стебля обычно находится в пределах нескольких сантиметров от верхушки стебля). Нарушение ранее существовавших клеточных контактов при интрузивной элонгации волокон может приводить к закрытию плазмодесм, превращая волокна в симпластически изолированный домен [14].Основными процессами, которые происходят во время удлинения, являются расширение поверхности первичной клеточной стенки (PCW), связанное с отложением нового материала клеточной стенки и увеличением объема вакуолей за счет накопления осмолитов и соответствующего поглощения воды [15,16]. Наиболее выражен интрузивный рост первичных лубяных волокон в быстрорастущий период развития растений. Вторичные волокна не имеют стадии координированного роста, так как зарождаются в уже прекратившей удлинение части стебля.Конечная длина вторичных волокон по сравнению с инициальными камбиями достигается исключительно за счет интрузивного удлинения. Это одна из причин того, что вторичные лубяные волокна короче первичных; другой причиной могут быть более жесткие механические ограничения, с которыми сталкиваются вторичные волокна, развивающиеся в глубине стволовых тканей, некоторые из которых уже одревеснели. У стебля конопли модальный класс длин отдельных первичных волокон флоэмы составляет около 20 мм, а вторичных — всего 5 мм [12].Удлинение волокон происходит только в течение нескольких дней после инициации волокон и расщепляется во времени с утолщением клеточной стенки [12,14,15]. На протяжении всей стадии интрузивной элонгации волокна имеют только тонкую первичную клеточную стенку; вместе с чрезвычайной длиной клетки это делает волокна достаточно хрупкими и трудными для выделения для биохимического анализа. Основные последствия интрузивного удлинения для параметров, связанных с качеством волокна, следующие. Во-первых, он определяет окончательный размер каждого отдельного волокна как по длине, так и по ширине.Во-вторых, именно интрузивное удлинение приводит к образованию пучков волокон и диктует их строение. При экстенсивном двунаправленном удлинении первичные волокна, образующиеся на разных листовых следах, достигают друг друга и образуют суставные пучки [12,14] (рис. 1). Интрузивное удлинение приводит к увеличению числа волокон в поперечном сечении стебля. Из-за значительной длины клеток пучки волокон могут состоять из клеток волокон, инициированных на нескольких листовых следах, которые располагались на одной стороне стебля, но в разных междоузлиях (рис. 1).Кроме того, направление интрузивного удлинения отдельных волокон определяет степень ветвления пучков волокон (рис. 2). Влияние интрузивного удлинения на формирование пучка также важно для вторичных волокон флоэмы [12]. Важность интрузивного удлинения для вторичной структуры лубяных волокон недавно была подтверждена визуализацией пучков в planta с помощью микротомографии [17].

В-третьих, при растяжении волокон образуются особые виды клеточных контактов: внедрение волокон между другими клетками приводит к плотной упаковке волокон внутри пучка, без межклетников.Вместе с тем восстановление контактов клеточной поверхности после их нарушения в ходе интрузивной элонгации волокон может привести к своеобразному «клею» между клетками; он может, например, состоять из определенных разновидностей пектиновых веществ, способных образовывать гели с особыми свойствами. Контакты между волокнами очень важны на этапах вымачивания и дальнейшей обработки, позволяя пучкам оставаться как единое целое, в то время как другие клетки распадаются. В некоторых случаях контакты между волокнами могут быть дополнительно усилены лигнификациями на более поздних стадиях развития волокон.В-четвертых, увеличение клеток во время интрузивного роста обеспечивает большую клеточную поверхность для дальнейшего отложения толстой клеточной стенки, которая является основным компонентом зрелых волокон.

4. Утолщение клеточной стенки волокна

Ширина клеточной стенки в растительных волокнах может достигать 14 мкм [18] и является важным фактором, определяющим прочность волокна [19,20]. На механические свойства также влияет отношение толщины клеточной стенки к диаметру просвета, называемое пористостью волокна [21]. Все эти особенности развиваются на стадии утолщения клеточной стенки, которая является наиболее продолжительной стадией развития волокон и может продолжаться месяцами.Клеточная стенка волокна неоднородна по ширине (рис. 3). Сразу после первичной клеточной стенки, формирующейся на предыдущих стадиях развития волокон, откладывается вторичная клеточная стенка (ВСК); это похоже на SCW в других растительных тканях, таких как ксилема. Вместе с целлюлозой его основными составляющими являются ксилан и лигнин (рис. 3). Ориентация микрофибрилл целлюлозы спиралевидная, с углом микрофибрилл к большой оси клетки (БМА) от 20 до 80. Ширина СКВ в лубяных волокнах может существенно различаться: во вторичных лубяных волокнах конопли она достаточно выражена, а в волокнах льна , это едва заметно.Как и следовало ожидать по содержанию лигнина и ксилана в лубяных волокнах джута и кенафа, в них хорошо развит слой СКВ; однако прямая идентификация слоев SCW и TCW для этих важных волокнистых культур еще не проводилась. Развитые СКВ могут иметь подслои, различающиеся по ориентации микрофибрилл целлюлозы и обозначаемые как S1, S2 и т. д. На более поздних этапах развития волокон во многих растительных волокнах откладывается совсем другой тип клеточной стенки. Поскольку она образуется после PCW и SCW и сильно отличается от обоих, было предложено называть ее третичной клеточной стенкой (TCW) [22,23].Наиболее отличительными чертами TCW являются высокое содержание целлюлозы (до 90%), близкая к осевой ориентация всех микрофибрилл целлюлозы, наличие пектинового рамногалактуронана-I с длинными боковыми цепями из галактанов, отсутствие ксилана и лигнина. . Из-за низкого содержания нецеллюлозных полимеров в TCW микрофибриллы целлюлозы имеют тенденцию к латеральному взаимодействию, что обуславливает повышенную кристалличность целлюлозы. Дополнительные аргументы в пользу разграничения вторичной и третичной клеточной стенки исходят из анализа транскриптома в волокнах, выделенных на стадии отложения TCW: набора экспрессируемых генов, кодирующих как транскрипционные факторы, участвующие в регуляции формирования клеточной стенки, так и ферменты биосинтеза и модификации клеток. составляющих клеточной стенки, сильно отличается от того, что описано для вторичной клеточной стенки [24].Третичная клеточная стенка специфична для волокон; другое его название — G-слой. Состав, архитектура и функция третичной клеточной стенки были недавно обобщены [23]. Отложение TCW может быть вызвано наклоном ствола, как это происходит при растяжении древесных волокон. Но в лубяных волокнах многих видов растений, в том числе важнейших технических культур, таких как лен, конопля, рами, третичные клеточные стенки откладываются конститутивно, в процессе нормального развития растений. Соотношение слоев СКВ и ТКВ в волокнах может быть равно основных факторов, определяющих качество волокна.Это может быть одной из причин отмеченных различий в кристалличности целлюлозы и МЖК между волокнами разного происхождения [21], так как эти параметры обычно измеряют для всей клеточной стенки волокна и, таким образом, дают средние значения для ПКВ, СКВ и ТКВ вместе. Введение термина «третичная клеточная стенка» для растительных волокон [22, 23] может помочь спланировать эксперименты соответствующим образом, чтобы лучше понять роль каждого слоя клеточной стенки в параметрах, связанных с качеством волокна. Отношение SCW к TCW влияет на общее количество волокна. одревеснение, так как оно происходит в PCW и SCW, но не в TSW (рис. 3).У льна лубяные волокна имеют незначительный слой вторичной клеточной стенки и довольно низкую степень лигнификации [25,26]. В первичных волокнах флоэмы конопли СКВ развита сильнее, чем у льна. Во вторичных волокнах флоэмы ширина СКВ и ее доля в общей площади клеточной стенки на поперечном сечении волокна больше, чем в первичных волокнах [27]. Соответствующая более высокая степень лигнификации вторичных волокон флоэмы конопли [10] является одной из основных причин их худшего качества по сравнению с первичными.Общая архитектура каждого слоя клеточной стенки в лубяных волокнах разного происхождения вполне сопоставима. Например, базовый дизайн TCW сходен у разных видов растений, а также в волокнах ксилемы и флоэмы [23]. Однако точная структура слоистых полимеров может отличаться. Например, средняя длина боковых цепей в TCW-специфичной версии рамногалактуронана-I и степень замещения остова неодинаковы в лубяных волокнах льна [28] и конопли [27]. В лигнине пропорции различных мономерных звеньев (H, G и S) и различных типов связей между ними могут варьироваться в зависимости от источника волокна, влияя на потенциал применения волокна [29].

В стеблях растений происходят и другие процессы развития, которые происходят не в самих волокнах, но могут влиять на качество волокон. Например, интенсивный вторичный рост стебля, происходящий у растений, таких как конопля, приводит к увеличению окружности стебля, в пределах которой располагаются первичные волокна. Возникающие при этом механические напряжения могут вызвать частичное расщепление пучков волокон в связи с увеличением окружности стебля. Однако такие процессы не входят в предмет настоящего обзора, посвященного только стадиям развития самих волокон.

5. Проблемы точной связи стадий развития волокна с выходом и качеством волокна

Разработка подходов к повышению выхода и качества лубяного волокна, знание стадии развития волокна и ключевых параметр, являются жизненно важными. Однако, несмотря на огромное количество данных по выходу волокна и определению его качества, в большинстве случаев не так просто понять генетическое происхождение наблюдаемых различий.Причин такой ситуации несколько. Одна из проблем связана с терминологией. Слово «волокно» часто используют для прозенхиматозных клеток вообще, не принимая во внимание биологическую основу. Самый известный пример — «хлопковое волокно», которое на самом деле представляет собой совершенно другой тип клеток — трихому. Вместе с тем понятие «качество волокна» довольно расплывчато. Это сложное понятие может различаться в разных областях применения; обычно он включает такие взаимосвязанные параметры, как прочность, тонкость, жесткость и гибкость; он также может учитывать пористость волокна, адгезивную способность и т. д.Другие проблемы связаны с организацией экспериментов. Анализы качества волокна обычно проводят при зрелости растений, когда сходятся различные эффекты различных стадий развития, что затрудняет выяснение влияния определенного процесса развития. Сравнение свойств волокон разных видов растений, будучи само по себе весьма важным с практической точки зрения, не дает сведений о генетическом происхождении различий. При проведении анализа волокон в процессе развития растений проблемы с правильной интерпретацией могут возникнуть из-за способа отбора проб.«Середина стебля» или «верхушка растения», собранные в течение вегетационного периода, особенно при интенсивном росте растения, не позволяют проводить прямое сравнение, поскольку каждый раз образец содержит свой набор волокон, заложенных в разные периоды вегетации. развитие растений.

Образцы, которые содержат сложную смесь различных тканей, таких как «целый стебель» и даже «обогащенная клетчаткой кожура», могут дать мало информации о процессах, происходящих конкретно в волокнах, особенно при идентификации молекулярных игроков, ответственных за качественный.К счастью, специфические механические свойства волокон с третичной клеточной стенкой позволяют изолировать их на продвинутой стадии развития. Это преимущество было использовано при разработке экспериментальных систем для ряда исследований, в которых использовались изолированные лубяные волокна [24,27,32,33,34,35]. Важно избегать ферментативной обработки или вымачивания для получения изолированных волокон для изучения параметров, связанных с качеством, чтобы не повлиять на структуру полимеров клеточных стенок. Особенно трудно выделить волокна на стадии интрузивной элонгации, так как волокна плохо отделяются от окружающих тканей и достаточно травмоопасны.Лазерная микродиссекция в сочетании с криосрезом недавно была разработана для лубяных волокон льна [16]. Полезной системой для корректного сравнения волокон разного качества являются первичные и вторичные волокна из одного и того же стебля, поскольку они имеют одинаковый генетический фон, сходные условия роста. Однако разделение вторичных и первичных лубяных волокон в количествах, достаточных для биохимического анализа и проверки качества, является утомительной работой. знания о молекулярных игроках, ответственных за качество волокна, имеют некоторые дополнительные проблемы.Во-первых, довольно ограниченное количество волокнистых культур имеют секвенированный геном. Кроме того, получение цельной картины путем обобщения данных по разным видам растений осложняется отсутствием эффективных инструментов для сопоставления транскриптомных данных, тем более что описание результатов зачастую строится на видоспецифических, а то и авторских данных. конкретное обозначение генов без какой-либо общей ссылки. Попытка сравнить данные транскриптома лубяных волокон из разных источников была предпринята Хеа Геррьеро с соавторами [36], но наряду с несколькими общими генами, которые были активированы в лубяных волокнах (FLA — фасциклин-подобные арабиногалактановые белки (лен, конопля, рами, джут), ХТГ – ксилоглюканэндотрансглюкозилаза/гидролазы (лен, конопля, рами)), нет четких сведений о существовании общих молекулярных игроков и регуляторов, участвующих в биогенезе лубяных волокон.Вместе с тем целенаправленное улучшение свойств растительного волокна затруднено тем, что ключевую роль в биогенезе волокна играют клеточный рост и синтез клеточной стенки, которые, будучи очень сложными и сложными процессами, еще недостаточно изучены. понимают в биологии растений в целом.

6. Перспективы регулирования качества урожая путем манипулирования стадиями развития волокна

Основными задачами современного сельского хозяйства являются создание и селекция высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур с хорошим качеством урожая.В дополнение к подходам традиционной селекции в последние десятилетия шагнули вперед методы молекулярной биологии растений. Возможность значительного изменения состава и свойств лубяных волокон с помощью молекулярно-генетических манипуляций хорошо иллюстрируется изменениями состава клеточных стенок волокон у некоторых мутантов и трансгенных растений. У льна такая возможность была продемонстрирована эктопической индукцией отложения лигнина у мутантных линий с пониженным содержанием целлюлозы [37] и изменением механических характеристик стебля льна у трансгенных линий со сниженной экспрессией тканеспецифической галактозидазы, участвующей в созревании клеточной стенки волокна. [38].Чрезвычайно важным шагом как для понимания механизмов развития лубяных волокон, так и для разработки молекулярно-генетических подходов к модификации свойств волокон стало секвенирование геномов волокнистых культур. Они были опубликованы для конопли [39], льна [40], джута [41] и рами [42]. Доступность секвенированных геномов вместе с новыми методами, такими как современные версии РНК-секвенирования, открыла двери для очень информативного анализа транскриптомов всего генома на разных стадиях развития лубяных волокон [24,35,36,43].В настоящее время возможность настоящего прорыва в этой области связана с идентификацией ключевых генов, регулирующих выход волокна и параметры, связанные с качеством. В связи с этим наиболее реалистичным, с нашей точки зрения, является идентификация и дальнейшее манипулирование ключевыми игроками для стадий интрузивного роста и отложения третичной клеточной стенки, включая регуляторные элементы переходов развития волокон. Эти стадии являются «персонализированными» по отношению к развитию волокон и не связаны с фундаментальными процессами онтогенеза флоэмы и ксилемы, присущими стадии закладки волокон [9].Разделение в пространстве и времени стадии интрузивного роста и формирования третичной клеточной стенки, а также успешная разработка методического пайплайна выделения развивающихся волокон позволили получить информацию о транскриптомах волокон на разных стадиях. этапы биогенеза. Хотя такие передовые исследования все еще продолжаются, они уже доказали свою эффективность в выяснении важных генов и белков, которые можно будет использовать в будущих манипуляциях с качеством волокна.

Идентификация ключевых игроков на молекулярном уровне может помочь в разработке системы маркеров для использования в программах разведения. Анализ полиморфизма генов (включая промоторную область), кодирующих важные молекулярные игроки, может быть эффективным для поиска последовательностей генов, связанных с качеством. Большинство сортов волокнистых культур являются инбредными. Такое обстоятельство может привести к широким эпифитотиям и снижению эффективности селекционной работы. Надежные генетические факторы, связанные с выходом и качеством волокна, помогут успешно скрещивать новый генетический материал.Вместе с тем крупномасштабные исследования генов, экспрессирующихся на различных стадиях развития волокна, позволяют выявить кластеры генов, которые участвуют в детерминации урожайности и качества, с целью продвижения геномной селекции волокнистых культур для повышения их урожайности и качества. Таким образом, важно расширить фундаментальные знания о развитии волокна для достижения целей современного сельского хозяйства.

Местные растения для текстиля: 3 лубяных волокна, которые нужно знать помимо конопли и льна

Волокна луба высоко ценятся для изготовления красивых и прочных тканей на протяжении всей истории и в современную эпоху.В рамках наших текущих усилий по исследованию лубяного волокна компания Fibershed наняла инженера-механика Николаса Веннера, чтобы он связался с производителями лубяного волокна, исследователями, переработчиками и ремесленниками, чтобы лучше понять состояние систем «почва-почва» для этих уникальных растений. В растении лубяные волокна переносят растворенные сахара и обеспечивают структурную поддержку стебля. В текстиле волокна обеспечивают прочность и многие другие уникальные свойства. В качестве сельскохозяйственных культур растения могут играть важную роль в севооборотах и ​​обеспечивать высокие урожаи как пищевых продуктов, так и волокна при относительно минимальных затратах.

Автор Николас Веннер

Волокна луба имеют давние отношения с людьми: самые ранние известные волокна, используемые людьми, включают волокна дикого льна, найденные 34 000 лет назад в пещере в стране Джорджия. Исследователи также обнаружили лубяные волокна — вероятно, крапивы — на участках в Чешской Республике, возраст которых составляет около 32 000 лет.

Конопля и лен являются наиболее известными лубяными волокнами, за которыми, возможно, следует рами, похожее на крапиву растение, произрастающее в Восточной Азии, из которого изготавливают грубые ткани и веревки.Многие другие лубяные растения использовались для производства текстиля на протяжении всей истории и мира.

В дополнение к работе с коноплей и льном в прошлом году (подробнее читайте в наших блогах 2019 г.) мы сотрудничали с местными фермерами и местными землевладельцами, чтобы собрать и переработать три местных лубяных растения — собачий яд, крапиву и молочай — в волокно, подходящее для скручивание в пряжу. Все три растения имеют ценность как многолетние культуры, хорошо растущие в местном климате. Используя материалы с каждого завода, мы разработали экспозицию лубяных волокон для гала-вечера Fibershed 2019 и симпозиума по шерсти и тонкому волокну 2019, чтобы обеспечить как тактильное понимание обработки лубяного волокна, так и практическое сравнение типов волокна.Мы отметили существенные различия в длине и тонкости различных волокон. У конопли были самые длинные и грубые волокна, а у молочая исключительно мягкие, но короткие волокна. Dogbane, в частности, продемонстрировал многообещающий баланс очень тонких волокон с относительно длинными волокнами.

На центральном фото показаны волокна конопли, льна, собачьей травы, крапивы и молочая. (Фото Пейдж Грин (слева и справа) и Николаса Веннера (в центре)

)

Для обработки каждого растения мы удаляли стебли вручную, чтобы отделить внешнее сырое волокно от внутренней древесной сердцевины, затем рафинировали сырое волокно, используя тепло и раствор воды и щелочи для удаления лигнина и других связующих веществ, и промывали, сушили , и прочесывали волокно в чистое прядильное волокно.Мы соединили образцы каждого растения с образцами сырого волокна, рафинированного волокна, костры, семян и других продуктов, таких как съедобные листья крапивы и цветочные почки конопли.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о среде обитания, истории, использовании и качествах волокон каждого местного волокнистого растения.

Собачья отрава

Догбейн растет на большей части территории Северной Америки. Вверху слева Эдвард Уилли, учитель помо, валаеки и винту, посещает участок земли в округе Сонома, за которым на протяжении тысячелетий постоянно ухаживали коренные народы.(Фото Николаса Веннера (слева) и Пейдж Грин (справа))

Dogbane растет во влажных открытых местах по всей Северной Америке, и на протяжении тысячелетий он служил основным волокнистым растением для коренных народов Америки. Европейцы дали растению латинское название Apocynum cannabinum из-за сходства его волокон с волокнами конопли ( Cannabis sativa ). В идеальных условиях растение может давать стебли высотой более шести футов и давать обилие очень тонких и прочных волокон.Как и у льна, стебли собачьей травы имеют относительно немногочисленные и относительно небольшие листовые узлы, что способствует образованию длинных непрерывных волокон. Эти волокна требуют относительно небольшой обработки по сравнению с коноплей, и волокна, достаточно тонкие для многих целей, могут быть получены непосредственно из высушенных стеблей без вымачивания или рафинирования. При этом для большинства текстильных целей, вероятно, потребуется некоторый уровень вымачивания и рафинирования.

С разрешения и под руководством местных торговцев землей мы собрали собачью гниль для выставки лубяных волокон на участке в округе Сонома, за которым непрерывно ухаживали в течение тысяч лет и который находится на традиционной исконной территории народов южных помо и прибрежных мивок.В последние годы члены сообщества работали над сохранением и уходом за этим участком в условиях продолжающегося давления со стороны местного развития. В настоящее время это место находится под охраной Округа сельскохозяйственных заповедников и открытых пространств округа Сонома, и волонтеры ухаживают за ним в течение всего года, расчищая кусты и сорняки и иным образом поддерживая среду обитания для растения. Каждую зиму в заповеднике проводится день изготовления снастей и ухода за ними, и вы можете прочитать здесь о недавнем событии.

Dogbane играет важную культурную роль для местных групп коренных народов.Например, южный помо и прибрежный мивок традиционно полагались на прочные волокна растения для изготовления веревок, ниток, веревок, корзин, силков, сетей и одежды, а веревки из растения использовались для изготовления ремней, ремней, сетчатых сумок, сеток для волос, и церемониальные регалии. Растение также имело множество медицинских применений.

Огонь исторически использовался коренными народами в качестве стратегии ухода за кустарником и стимулирования роста собачьей гнили, но недавние правила пожарной безопасности и близлежащие застройки затруднили поддержание этой практики.Редким дополнением к недавним пожарам в регионе является участок, сгоревший в 2017 году как часть пожара Таббс, и те, кто ухаживает за участком, теперь сообщают об энергичном и здоровом росте, отчасти из-за сокращения инвазивной гималайской ежевики и травы Хардинга.

Вверху слева звездочка в левом нижнем углу карты исторических пожаров показывает местонахождение участка с собачьей губой. Вверху справа растения собачьей гнили (Фото из Википедии)

Волокно Dogbane

демонстрирует хорошее сочетание тонкости и длины.Наряду с молочаем, это были самые тонкие волокна, которые мы перерабатывали, а волокна собачьей травы по длине были аналогичны волокнам крапивы. Хотя волокна льна и конопли короче, они имели достаточную длину, чтобы их можно было прясть на хлопковом оборудовании.

Dogbane легко растет и распространяется в местных условиях, размножаясь растущими корнями, а также семенами. На самом деле, многие ландшафтные дизайнеры и домашние садоводы борются с тем, что собачья губа захватывает участки, за которыми они ухаживают, а в некоторых сельскохозяйственных контекстах это растение считается сорняком и достаточно хорошо конкурирует, чтобы привести к значительным потерям урожая на полях сои, кукурузы и других культур.

Dogbane поддерживает несколько видов мотыльков и обеспечивает опылителей обильным нектаром. Как энергичный, многолетний источник тонкого волокна и среды обитания, собачий яд имеет большие перспективы в качестве компонента региональных систем волокон.

Крапива

Крапива растет в диком виде во влажных местах, часто по берегам рек и озер. (Фото Николаса Веннера (слева) и Пейдж Грин (справа))

Крапива

( Urtica dioica ) постоянно растет на влажных почвах по всей Северной Америке.Часто известная как «крапива двудомная», ее листья и стебли покрыты маленькими тонкими игольчатыми шипами, которые могут вызвать раздражение при прикосновении к голой коже. После того, как растения увяли, колючки в значительной степени инертны, а листья крапивы обычно используются в качестве чая и употребляются в пищу. Точно так же ткани из крапивы не представляют опасности и использовались рядом с кожей человека на протяжении тысячелетий.

Seam Siren производит одежду из гималайской крапивы ( Girardinia diversifolia ) в партнерстве с непальскими производителями и поделилась взглядами на эти усилия на симпозиуме Fibershed 2017 по шерсти и тонкому волокну.

Волокна крапивы, которые мы перерабатывали, были получены из подвида крапивы, известного как седая крапива ( Urtica dioica ssp. holosericea ). По сравнению с другими местными крапивами, такими как калифорнийская крапива ( Urtica dioica ssp. gracilis ), седая крапива может вырасти очень высокой, обычно достигая более 8 футов. Размеры стеблей и выход волокна из каждого стебля аналогичны размерам некоторых видов конопли. Волокна, которые мы перерабатывали, были тоньше, чем у конопли, и похожи на волокна льна.По длине они были короче, чем волокна конопли и льна, и были похожи на волокна собачьей коры.

В дополнение к клетчатке и пище крапива дает зеленый краситель из листьев и желтый краситель из корней. Как многолетнее растение, которое легко растет в нашем регионе — часто в изобилии растет в ирригационных каналах, — мы видим, что крапива может играть важную роль в интегрированных системах производства продуктов питания, волокон и красителей.

Молочай

Пчелы опыляют часть участка молочая площадью 4 акра в округе Мерсед, где находится ферма Bowles Farming Co.работает над тем, чтобы привнести обилие местных семян молочая в проекты восстановления в долине Сан-Хоакин. (Фото слева Николаса Веннера, справа Пейдж Грин)

Многие виды молочая растут в различных средах обитания по всей Северной Америке. Они относятся к роду Asclepias , который относится к тому же семейству, что и собачьи змеи. В Калифорнии произрастает не менее 19 видов, в том числе молочай узколистный ( Asclepias fascicularis ), который можно найти на сухих открытых участках по всему штату, и молочай эффектный ( Asclepias speciosa ), который растет в более гористых и влажных районах. области.Молочаи названы в честь обильного молочно-белого латексного «сока», который просачивается из поврежденных частей растения. Латекс содержит химические соединения, которые растения используют для защиты от насекомых и других животных. Большинство растений молочая токсичны для человека из-за этой защиты, хотя некоторые виды молочая могут стать съедобными при правильной обработке.

Мы переработали волокно для выставки лубяных волокон из молочая узколистного, выращенного на участке в округе Мерсед, где компания Bowles Farming Company работает над тем, чтобы принести обилие молочая и других местных семян для восстановительных проектов в долине Сан-Хоакин (подробнее читайте в нашем блоге). ).Стебли молочая были намного древеснее, чем у любого другого лубяного растения. Хотя лубяные волокна были довольно короткими — редко достигая более одного дюйма в длину — они были чрезвычайно тонкими, как у собачьей гнили. Другие образцы молочая узколистного или других видов молочая могут давать более длинные волокна, а растения могут служить источником тонких лубяных волокон, которые подходят для прядения в коротковолокнистых хлопчатобумажных системах, особенно в смесях с хлопком.

В дополнение к лубяному волокну молочай производит из своих семян хлопкоподобное волокно, известное как нить.В то время как нить из молочая слишком гладкая, чтобы ее можно было легко прясть, и сама по себе она не образует прочной пряжи, волокно является полым и десятилетиями использовалось в коммерческих целях в качестве наполнителя и изоляционного материала. Нить использовалась в промышленных масштабах во время Второй мировой войны в качестве наполнителя для спасательных жилетов, а в настоящее время она перерабатывается и используется в небольших масштабах для утепления зимних курток.

Виды молочая также имеют преимущества в качестве среды обитания, обеспечивая сильные источники нектара для опылителей и единственную среду обитания для гусениц бабочки монарх.В качестве источника лубяных волокон, волокон мулине и среды обитания, молочай стоит рядом с коноплей, льном, собачьим жуком и крапивой как ценный ресурс для нашего биорегиона.

По мере того, как индустрия моды борется с воздействием на окружающую среду, постоянно появляются новые материалы, каждый из которых предлагает экологически безопасное решение. Лубяные растения доказали свою ценность на протяжении десятков тысяч лет общения с человеком. Их выращивание может быть основано на современных агроэкологических методах и предлагает способ удовлетворения материальных потребностей с помощью красивых натуральных тканей с целым рядом свойств от воздухопроницаемости до биоразложения.Системы обработки лубяных волокон, построенные на основе конопли или льна, могут также поддерживать разработку и переработку других лубяных волокон. Для нашего региона мы предполагаем комплексную систему, в которой можно было бы использовать несколько видов лубяных растений.

Сравнение волокон из биогазового дигестата, богатого хмелем, с натуральными волокнами в качестве сырья для композитов

Введение

Мировое производство синтетических и натуральных волокон в целом показывает увеличение на 35000000 тонн за последние десять лет (DNFI – Discover Natural Волоконная инициатива 2018 г.).Все более широкое использование композитов касается как высокоэффективных волокон, так и натуральных волокон. Спрос на углеродные композиты увеличился на 10% с 2018 по 2019 год (Sauer 2020). Производство натуральных волокон увеличилось в 4 раза за 10 лет только для применения в салонах автомобилей (Siebel 2020). Для выращивания натуральных волокон нужны сельскохозяйственные угодья. В 2019 году во всем мире выращивалось 4 165 168 га волокнистых растений, из них 291 742 га в Европе (Fao.org 2021). Эта земля не может быть использована для выращивания продуктов питания.Одним из решений этой проблемы является использование отходов и побочных продуктов вместо нового материала. Это исследование посвящено альтернативному материалу для волокнистых композитов.

В волокнистых композитах волокна комбинируются с пластиковой матрицей. В (Campbell 2010) говорится, что композиты обладают полезными свойствами, которых нет у отдельных компонентов. В зависимости от длины волокна делят на короткие, длинные и непрерывные. Волокна могут быть встроены в матрицу по отдельности или могут быть предварительно сформированы в ткань.Задача волокон – нести нагрузку. Нагрузка вводится в волокна через матрицу. Помимо преобразования мягких волокон/текстиля в жесткий материал, матрица защищает волокна от воздействия окружающей среды (Campbell 2010).

(Crowther 1995) определяет волокна как нитевидные структуры. Соотношение длины волокна к диаметру при техническом применении не менее 3:1; в текстильной сфере соотношение может быть более 1000:1, см. (Schenek 2001). Натуральные волокна определены в DIN 60001-1 как «натуральные линейные структуры, которые можно перерабатывать в текстиль.Они могут быть получены из частей растений или образовывать шерсть животных, или быть получены из коконов шелкопряда, или иметь минеральное, природное происхождение» (DIN Deutsches Institut für Normung e.V 2001). Растительные волокна подразделяются на следующие группы: жесткие волокна, лубяные волокна, семенные волокна и древесные волокна. Примерами различных типов волокон являются следующие: Жесткие волокна представляют собой волокна листового влагалища растения сизаль (Agava Sisalana). Хлопок (Gossypium ssp.) представляет собой волокно из семян и перерабатывается, в частности, для изготовления одежды.Лубяные волокна получают из стеблей растений. Волокно льна (Linum Usitatissimum) является представителем лубяных волокон, произрастающих в Центральной Европе (DIN Deutsches Institut für Normung e.V 2001; Kozlowski, Baraniecki, and Barriga-Bedoya 2005; Schenek 2001). Древесные волокна могут быть получены из древесины мягких и твердых пород. Они используются в древесноволокнистых плитах средней плотности (МДФ) (Essel et al. 2015). Для получения растительных волокон используются механические и химические процессы для извлечения волокон из растения. Растительные волокна имеют разную длину в зависимости от их растительного происхождения.Некоторые примеры длины отдельных волокон различных растений представлены в таблице 1 (Berger et al. 2011; Riley 2012). Пучки одиночных волокон называются техническими волокнами и могут достигать длины более одного метра (Berger et al. 2011). Типичная плотность растительных волокон составляет около 1,5 г/см 3 , примерами являются лен с плотностью 1,5 г/см 3 и сизаль, плотность которого варьируется от 1,3 до 1,45 г/см 3 . (Шериф 2011).

Сравнение волокон из богатого хмелем биогазового дигестата с натуральными волокнами в качестве сырья для композитов https://doi.org/10.1080/15440478.2021.1958426

Опубликовано онлайн:
23 августа 2021

Наибольшую долю клеточной стенки составляет целлюлоза; другие части — лигнин и гемицеллюлоза. В таблице 2 показано содержание целлюлозы и лигнина в различных растительных волокнах. В (Fortea-Verdejo et al. 2017) написано, что хлопок имеет чрезвычайно высокое содержание целлюлозы до 90%.см -1 (Spectro 20115), а целлюлоза представлена ​​сигналами в диапазоне 3660-2900 см-1 и 1630-900 см-1 (Cichosz and Masek 2020; Hospodaravo 2018). Для определения гемицеллюлозы можно использовать пик около 1000 см-1 (Spectro 2015).

Сравнение волокон из биогазового дигестата, богатого хмелем, с натуральными волокнами в качестве сырья для композитов растения (Fortea-Verdejo et al.2017, Garrote, Dominquez, and Parajo 1999, Ververis et al. 2003)

В волокнистых композитах натуральные волокна все чаще используются в качестве альтернативы стеклянным волокнам. Причины замены описаны в разных исследованиях. Благодаря малой плотности натуральные волокна обладают хорошими специфическими свойствами. Натуральные волокна перерабатываются в компоненты интерьера для автомобильной промышленности. Это позволяет экономить энергию благодаря малому весу и снижает воздействие CO 2 (Cantero et al.2003 г.; Ридель и Никель, 2000). Другим примером являются так называемые древесно-пластиковые композиты (WPC). Древесная мука и древесные волокна смешиваются с термопластами и перерабатываются в литые под давлением детали, которые часто используются на открытом воздухе в качестве настилов (Barbos et al. 2020; Vogt et al. 2006). В целях улучшения использования природных ресурсов растущий интерес вызывает переработка отходов. Древесина и натуральные волокна специально выращиваются для изготовления волокнистых композитов, что приводит к сокращению земель для производства продуктов питания (Lütz et al.2019). В области композитов активизируются исследования по использованию переработанного волокна или пластика, отходов производства натуральных волокон и других сельскохозяйственных отходов (Macatangay, Magundayao, and Rosales, 2012; Ramamoorthy, Persson, and Skrifvars, 2014). Некоторыми примерами альтернативных материалов в композитах являются перья (Mishra and Nayak 2010), кокосовые отходы (Bradley and Conroy 2019; Sergion et al. 2005) или волосы кофеваров (Eshwara, Divakara, and Udaya 2018). В упомянутых исследованиях говорится, что материалы выбраны из-за их большого количества и потому, что они доступны в регионе.Это делает сырье устойчивой альтернативой.

Биогазовая технология широко распространена во всем мире: около 132 000 установок, и более 10 % мировых биогазовых установок расположены в Европе (Jain, 2019; Königsberger, Deorte, and Reuland, 2019). В качестве субстрата используются в основном сельскохозяйственные продукты. В зависимости от используемого субстрата для анаэробного сбраживания дигестат имеет различную структуру. Помимо воды и минералов дигестат в значительной степени состоит из недеградированной лигноцеллюлозной растительной биомассы.Компоненты клеточной стенки целлюлоза и лигнин трудно разлагаются, это подробно объясняется в (Schimpf et al. 2013). По этой причине очевидно рассматривать дигестат как волокнистое сырье. В настоящее время дигестат возвращается на поля в качестве сельскохозяйственного удобрения. Уже существуют подходы к увеличению добавленной стоимости за счет переработки дигестата в волокнистый материал, который можно смешивать с древесноволокнистыми плитами, и в этом процессе достигается максимальное содержание 30% (Essel et al. 2015).

Дигестат представляет собой потенциально волокнистую биомассу, которая не используется для какой-либо промышленной переработки.До сих пор не проводилось никаких исследований дигестата в отношении его пригодности для использования в композитах. В данной работе исследуется квалификация дигестата как волокнистого сырья. Будет рассмотрена необходимость, а также влияние обработки. Ожидается, что дигестат с лигноцеллюлозным исходным субстратом будет иметь высокое содержание волокнистого материала. В представленной работе был выбран дигестат с биогазовой станции с использованием большого количества остатков хмеля со значительным содержанием лигноцеллюлозы.Хмель относится к семейству конопли и использовался для получения волокна до 1950-х годов. Волокна были, например, сырьем для бумажной промышленности (Hanausek 2012; Ulrich 1956). Целью утилизации остатков ферментации является увеличение цепочки создания добавленной стоимости биогазовых установок. Используя дигестат, можно производить пищу, энергию и материалы из одного урожая. Представленное исследование служит для получения первых базовых знаний о волокнах, получаемых из хмелевого дигестата.

Результаты

Фракции просеивания

В таблице 3 представлены проценты четырех различных категорий размера.Табл. волокна

Диапазон размеров >3 мм составляет наибольшую долю в необработанном и обработанном дигестате. Благодаря промывке дигестата уже удаляются мельчайшие частицы. В результате доля более крупного материала увеличивается на 14%.В целом, распределение частиц различных размеров сравнимо с распределением необработанного дигестата. Заметно, что за счет промывки уменьшается разброс значений. Крупная фракция (сито 1) показывает стандартное отклонение 13,3% для d-необработанного и 4,5% для d-обработанного. Из-за удаления мелких частиц в процессе промывки уменьшается рассеяние всего материала.

Длина волокна

На рис. 2 показана длина волокна различных обработанных дигестатов.Распределение волокон по разным фракциям длины примерно одинаково в обоих вариантах. Длина волокна необработанного дигестата колеблется от 1 мм до 42 мм. Обработанный дигестат имеет длину волокна от 1 мм до 46 мм. Средняя длина волокна необработанного дигестата составляет 9,75 мм по сравнению с промытым дигестатом с 12 мм. Это различие объясняется низким процентом тонких волокон (<2 мм). Более высокая средняя длина волокна обработанного дигестата может быть связана с процессом промывки.Более высокая средняя длина волокон обработанного дигестата, а также большая доля волокон более 18 мм могут быть связаны с процессами промывки. Ультразвуковая ванна стряхивает пыль и другие мелкие частицы, которые прилипают к более длинным частицам. Просеивание, включенное в процесс промывки, приводит к удалению мелких частиц с промывочной водой. Поскольку все мелкие частицы исчезли, средняя длина волокна у обработанного материала выше. Довольно высокий разброс значений характерен для натуральных волокон.По сравнению с обычными натуральными волокнами, такими как лен и хлопок, дигестатные волокна короче (сравните с таблицей 1). Большая часть волокон дигестата имеет длину от 2 мм до 11 мм. Они находятся в том же диапазоне, что и древесные волокна, используемые для ДПК, и имеют длину от 3 мм до 10 мм.

Сравнение волокон из биогазового дигестата, богатого хмелем, с натуральными волокнами в качестве сырья для композитовРаспределение длины волокон обработанного и необработанного дигестата в процентах

Рисунок 2. Распределение длины волокон обработанного и необработанного дигестата в процентах соотношение сторон от 3 до 8. Как показано на рис. 1, дигестат неоднороден, а материал не имеет круглого диаметра. Из-за этого расчет соотношения сторон ненадежен, он может быть только оценочным.3 чуть выше. В процессе стирки удаляются частицы пыли и грязи; это может привести к минимальной более низкой плотности.

Химический состав

ИК-спектр показан на рис. 3. В инфракрасных спектрах преобладает целлюлоза по сравнению с литературными данными. Кроме того, сигналы от лигнина можно найти в диапазоне 1150–1750 см -1 , а присутствие гемицеллюлозы подчеркивается интенсивным пиком чуть выше 1000 см -1 Обработанные и необработанные образцы демонстрируют незначительные различия .Спектр обработанного показывает снижение интенсивности сигнала около 1000 см 90 402 -1 90 403, а сигнал на 870 см 90 402 -1 90 403 почти исчез.

Сравнение волокон из биогазового дигестата, богатого хмелем, с натуральными волокнами в качестве сырья для композитовhttps://doi.org/10.1080/15440478.2021.1958426

Опубликовано онлайн:
23 августа 2021 г.

Рис. 3. Результат FTIR, красный: необработанный, черный: обработанный

Небольшие различия показывают, что процесс промывки не влияет на химический состав дигестата.

На рис. 4 показано процентное содержание растворимых компонентов, гемицеллюлозы, целлюлозы, лигнина и золы дигестата и сравнительного волокна. Для лучшей классификации значения для древесины (таблица 2) объединены на рисунке.

Сравнение волокон из биогазового дигестата, богатого хмелем, с натуральными волокнами в качестве сырья для композитов сухой массы

Рисунок 4.Результаты анализа кормов в процентах на сухую массу

Промывка дигестата снижает процент растворимых компонентов с 37% до 17%. После промывки дигестат имеет содержание целлюлозы около 30%; по сравнению с 23% без стирки. Волокна льна имеют значительно более высокое содержание целлюлозы – 81%. Содержание лигнина в обработанном дигестате составляет около 33%, в то время как льняное волокно содержит только около 3% лигнина. Литературные данные по льну несколько ниже, это может быть связано с неизвестным типом волокна.Содержание целлюлозы в промытом дигестате ниже, чем в зерновой или рисовой соломе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Рисунок 3, красный цвет. Результат FTIR : необработанный, черный: обработанный