Лекарственные растения и травы

Меню сайта

Урок 4-5 Клетка, ткани, органы растения, их функции и взаимосвязь. Корень и корневые системы. Видоизменения корня. Внутреннее строение корня в связи с его функциями. Клетка корня растения


Клеточное строение корня

Если рассмотреть под микроскопом молодой корешок, то можно увидеть, что разные его участки отличаются формой и размерами. Кончик корня покрыт корневым чехликом. Клетки корневого чехлика покрывают верхушечную образовательную ткань корня и защищают её от повреждения частицами почвы. Клетки корневого чехлика живут недолго, постепенно отмирают и слущиваются. Взамен отмерших клеток образуются новые. Слизь, которая образуется при разрушении клеток корневого чехлика, защищает кончик корня от высыхания и склеивает частицы почвы.

Под корневым чехликом расположена зона деления. Её основу составляет образовательная ткань корня — группа мелких живых клеток, которые активно делятся. Клетки, которые образуются в результате делений, обеспечивают рост корня. Протяженность зоны деления около 1 мм.

Если зона деления повреждена, то рост корня в длину прекращается и образуется большое количество боковых корней. Это свойство широко используется в сельском хозяйстве для искусственного формирования корневой системы растения. При пересадке молодых сеянцев у них наполовину укорачивают (прищипывают) главный корень. Это стимулирует формирование большого количества боковых и придаточных корней. Такой приём называют пикировкой.

Выше расположена зона растяжения. Здесь деление клеток прекращается,  клетки вытягиваются, в результате чего корень растет в длину.

За зоной растяжения расположена зона всасывания. В этой зоне образуются боковые выросты, которые называются корневыми волосками. Корневой волосок — относи­тельно длинный вырост наружной клетки корня. Через них в корень поступает вода с растворёнными в ней минеральными веществами. Корневые волоски развиваются быстро, но через 10 – 20 суток отмирают и заменяются новыми.  Корневые волоски могут иметь различные размеры: от 0,05 до 10 мм. У мно­гих растений корневые волоски на­поминают лёгкий пушок, покры­вающий часть корня.

Далее следует зона проведения. В этой зоне вода с минеральными веществами доставляется к стеблю.

Рассмотрим внутреннее строение корня. Снаружи корень покрыт особой покровной тканью — ризодермой. В зоне всасывания ризодерма корня образует большое количество корневых волосков. Под ризодермой располагается кора корня. Она образована паренхимной живой тканью. По клеткам коры вода и растворённые в ней минеральные вещества перемещаются в горизонтальном направлении от корневых волосков в центр корня.

В центре корня располагается центральный цилиндр. В него входят клетки проводящей ткани, представленные ксилемой и флоэмой. По ксилеме из корня вверх передвигается вода с растворёнными в ней веществами. По флоэме в корень поступают вещества, образованные в процессе фотосинтеза.

Под влиянием условий окружающей среды корни, помимо своих основных функций, могут выполнять и некоторые другие. Это приводит к изменению внешнего облика и внутреннего строения корней. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся видоизменения корней.

Запасающие корни образуются в том случае, если в них начинают в большом количестве откладываться запасные питательные вещества. Это приводит к утолщению и разрастанию корней. Редис, морковь, свёкла, репа запасают питательные вещества в корнеплодах. В образовании корнеплодов принимают участие главный корень и нижние участки стебля.

 В результате утолщения боковых и придаточных корней появляются корневые клубни. Они формируются у георгины, чистяка и батата.

У растений, которые паразитируют на других растениях, формируются корни–присоски. К таким растениям относятся, например, повилика и  омела белая. Эти корни проникают в ткани растения-хозяина и высасывают из них воду и питательные вещества. Таким образом, растение-паразит использует питательные вещества растения-хозяина, нанося ему значительный вред.

У плюща развиваются придаточные корни-прицеп­ки, ими растение прикрепляется к опоре, например к вертикальной стене или к стволу дерева, и благодаря этому растёт вверх, вынося листья к свету.

У орхидей на стволах и ветвях деревьев формируются воздушные корни, которые свободно свисают вниз. Та­кие корни поглощают дождевую воду и помогают расте­ниям жить в таких своеобразных условиях.

Дыхательные корни образуются у ивы ломкой или у некоторых других растений, если они поселяются на топких берегах рек. Эти корни растут вертикально вверх, пока не достигнут поверхности почвы. По меж­клетникам воздух перемещается в корни, находящиеся глубже, в условиях недостатка кислорода.

У некоторых тропических деревьев на стволах и крупных ветвях образуются придаточные корни, дорас­тающие до земли и служащие подпорками.

videouroki.net

Строение корня - корневой волосок, чехлик

Если посмотреть на строение молодого корня гороха или яблони, то можно заметить, что его кончик выделяется более темной окраской и плотной структурой. Оказывается, такие особенности верхушки корня обусловлены тем, что на нее как бы надет колпачок из слоя плотно прилежащих друг к другу клеток. Назван этот слой клеток корневым чехликом.

Из-за того, что в процессе роста корня растения его кончик глубоко проникает в почву, встречая на пути острые и твердые участки почвы, вкрапления в виде камешков, песчинок, его внешние клетки с течением времени стираются и погибают. При этом они постоянно замещаются молодыми растущими клетками.

Корневой чехлик и корневые волоски

Основная функция корневого чехлика – защитная, ведь он не допускает возможности повреждения хрупкого растущего кончика корня растения при контакте с твердыми компонентами почвы.

У многих растений на определенном расстоянии от кончика расположено множество нежных бесцветных волосков, которые именуются корневыми волосками.

При изучении строения корня рассмотрим корневой волосок под микроскопом. Заметно, что структура его кожицы напоминает таковую кожицы лука. Однако есть важная отличительная особенность – у кожицы корня большинство клеток удлиненные и имеют тонкие продолговатые отростки. Таким образом, корневой волосок – это удлиненная клетка кожицы корня. Строение  корня подобно всем другим клеткам. Он отграничен от внешней среды оболочкой, под которой имеется протоплазма с заключенным в ней ядром и вакуолями с питательными веществами.

Если аккуратно извлечь из почвы проросток гороха, то видно, что к корню тесно прилипают комки почвы. Причем частички почвы так плотно прилегают к корневым волоскам, что невозможно избежать их повреждения при отделении от почвы. Благодаря такому расположению и тесному контакту с землей, происходит всасывание воды и растворенных в ней минеральных солей корневыми волосками.

Корневые волоски густо покрывают корень. Так, около 1000 корневых волосков насчитывается на 1 кв. мм корня пшеницы.

Существование корневых волосков у многих растений ограничено 15 – 20 днями. Это связано с тем, что старые корневые волоски постоянно замещаются новыми. Молодые корневые волоски, расположенные ближе к растущему кончику корня, всасывают воду с минеральными солями из других пластов почвы.

Корневые волоски выполняют важные функции в организме растения. Поэтому при пересадке растений нужно очень аккуратно транспортировать корни. Оптимальный вариант – производить посадку растения вместе счастью почвы, чтобы не повредить корневые волоски. Если же растение при пересадке будет лишено корневых волосков, то оно пострадает от недостаточного поступления воды и пищи, пока не образуются молодые корневые волоски.

Рассмотреть внутреннее строение корня можно под микроскопом, сделав предварительно тонкий срез участка корня. Видно, что кожица выполняет функцию оболочки корня. Отдельные волоски кожицы трансформировались в волоски корня. Кожица покрывает клетки различных размеров и формы. Центральная часть корня занята множеством тонких длинных трубочек – сосудов, расположенных по всей его длине.

В корневые волоски попадают вода и растворенные в ней минеральные вещества, затем они переходят в другие клетки. Проникновение из одной клетки в другую обеспечивает перемещение растворов минеральных солей в сосуды корня. По сосудам питательные вещества перемещаются от корня в стебель и из стебля к листьям растения.

Корень делится на следующие зоны: кончик корня с корневым чехликом; зону роста, прилегающую к кончику корня; зону с корневыми волосками, выполняющую всасывающую функцию; проводящую зону корня, находящуюся ближе к стеблю, без корневых волосков. Проводящая зона обеспечивает передвижение воды и минеральных солей, поглощенных корневыми волосками, из корня в стебель и далее к листьям.

beaplanet.ru

Растения жертвуют клетками корневого кончика, спасаясь от холода

Международная группа исследователей России и Сингапура обнаружила и исследовала механизм адаптации к холоду у растений. Оказалось, растения жертвуют только что родившимися клетками кончика корня, чтобы пережить холод.

У растений есть клетки, которые по аналогии с животными можно назвать стволовыми, — это клетки на кончике корня или побега, которые дают начало любым новым тканям во время роста. Стволовые клетки образуют нишу, а в ней есть покоящийся центр, который обеспечивает ее поддержание, — его клетки редко делятся, но сигнализируют остальным оставаться стволовыми, то есть сохранять возможность превращаться в клетки любого типа. Для благополучного развития корня важно, чтобы ниша не нарушалась.

Ученые из Сингапура изучали стволовые клетки, которые находятся в корневом чехлике — зоне, находящейся на самой вершине каждого корневого волоска. Они обнаружили, что при низкой температуре (+ 4 °С) в стволовых клетках растения повреждается ДНК, что может привести к гибели потомков этих клеток. При этом, как оказалось, гибель клеток на самом кончике корня помогает выжить остальным клеткам ниши и «закаляет» растение, которое становится более устойчивым к любым другим стрессам.

«Гибнут только клетки кончика корня, жизнь которых и так коротка, в то время как остальные ткани остаются неповрежденными», — сказала Виктория Миронова, кандидат биологических наук, один из соавторов статьи.

Ученые из России исследовали процессы, которые происходят на кончике корня с помощью математической модели. Оказалось, что механизм, который приносит клетки в жертву ради выживания растения, регулируется генами, ответственными за транспорт ауксина — гормона, необходимого для жизни ниши стволовых клеток.

«Моделирование показало, что в холодных условиях, когда происходит деление клеток центральной части корневого чехлика, концентрация гормона в покоящемся центре падает и это создает угрозу для дальнейшей жизни растения. Когда же эти клетки погибают, концентрация гормона восстанавливается, что позволяет сохранить нишу стволовых клеток. Наше предсказание проверили исследователи из Сингапура — и действительно, они обнаружили, что экспрессия гена WOX5, одного из основных регуляторов поддержания ниши стволовых клеток, снижается при отсутствии гибели дочерних клеток в сравнении с корнями, где смерть клеток имела место», — объяснила Мария Савина, другой соавтор работы. Ее слова приводит пресс-служба НГУ.

По словам ученых, продолжение исследований принесет ощутимую пользу сельскому хозяйству: по их мнению, перед похолоданием растения можно обработать ауксином, чтобы избежать гибели клеток и помочь растениям благополучно пережить стресс, не прибегая к жертвам. Как полагают ученые, результаты исследования могут пригодиться и для исследования способов адаптации к холоду у млекопитающих, так как организация ниш стволовых клеток, функционирование, чувствительность к стрессу сходны у животных и растений.

Исследование опубликовано в журнале CELL.

Ранее ученые из Британии и Японии обнаружили у растений ген, с помощью которого их корни находят воду.

Быть в курсе событий мировой и отечественной науки

chrdk.ru

Урок 4-5 Клетка, ткани, органы растения, их функции и взаимосвязь. Корень и корневые системы. Видоизменения корня. Внутреннее строение корня в связи с его функциями

Корень – осевой вегетативный орган растения. Он обладает неограниченным верхушечным ростом и радиальной симметрией.

Корень укрепляет растение в почве,

участвует в вегетативном размножении,

определяет направление роста к центру Земли,

в корне запасаются, а иногда и синтезируются органические питательные вещества.

почвенное питание растения, осуществляемое путем активного всасывания воды с растворенными минеральными солями.

Различают несколько типов корней и образуемых ими корневых систем

1. Главный корень – он образуется из зародышевого корешка при прорастании семени.

2. Придаточные корни – это корни, образующиеся на других частях растения – на стебле, листьях и даже цветах.

3. Боковые корни – корни, отходящие от главного или придаточных корней. При ветвлении боковых корней образуются боковые корни более высокого порядка.

Совокупность всех имеющихся у растения корней называется корневой системой. У одних растений корневая система включает только главный корень с отходящими от него боковыми. У других она состоит только из придаточных и боковых. У третьей группы растений корневая система состоит из главного и придаточных корней с боковыми.

По форме выделяют два вида корневых систем – стержневую и мочковатую

В стержневой системе хорошо выражен главный корень. Стержневую корневую систему имеют многие двудольные растения – горох, дуб, подсолнечник, одуванчик и т.д.

В мочковатой главного корня нет, или он не выделяется из массы придаточных корней. Мочковатая корневая система характерна для однодольных – рожь, пшеница, лук, тюльпан, осока и др.

Корневая система у многих растений развита сильнее, чем надземная часть. Например, у кочанной капусты она достигает 1,5 метров в глубину и 1,2 метра в ширину. У яблони корни занимают пространство до 12 метров в диаметре. У люцерны корни достигают глубины 2 метров, тогда как ее надземная часть не превышает 60 см. Особенно длинные корни бывают у растений, произрастающих на песчаных и скалистых почвах. Например, верблюжья колючка углубляет свои корни на 20 метров в поисках воды.

Длина всех корневых волосков у пшеницы составляет 20 км. И это не предел. Поскольку корни обладают неограниченным верхушечным ростом, помехой им может стать лишь конкуренция с корнями других растений.

Рост корня (любого вида) происходит за счет деления клеток образовательной ткани, расположенной на его верхушке. Эта зона всегда прикрыта

v корневым чехликом, который состоит из живых, постоянно обновляющихся, тонкостенных живых клеток. Он надежно защищает нежные делящиеся клетки от повреждения твердыми частицами почвы. Когда корень продвигается в почве, старые клетки слущиваются, а новые нарастают. Кроме того, наружные клетки корневого чехлика выделяют слизь, облегчающую продвижение корня в почве.У водных растений корневого чехлика нет, вместо него имеется другое образование – водяной кармашек.

Строение корня

v Зона деления– это сами клетки образовательной ткани. Эта зона очень маленькая, и составляет около 1 мм.

v Зона растяжения (роста)– гладкий участок корня протяженностью 6-9 мм – располагается выше зоны деления. Клетки в этой зоне интенсивно растут, вытягиваются по длине корня и начинают дифференцироваться. Деление же у них почти отсутствует.

v Зона всасывания , называемая также зоной корневых волосков – следующая зона корня. Ее продолжительность – до нескольких сантиметров. Отличительное свойство этой зоны – наличие так называемых корневых волосков – выростов клеток кожицы корня размером от 1-2 мм до 20 мм. Эти волоски в десятки раз увеличивают площадь всасывающей зоны корней (например, у ржи около 14 млрд. корневых волосков суммарная длина которых более 10 000 км). Внешне корневые волоски выглядят как нежный белый пушок. Продолжительность жизни корневых волосков – 10-20 дней. В зоне корневых волосков происходит активное всасывание воды с растворенными минеральными веществами. Клетки корневых волосков при этом работают как маленькие насосы. Это энергозатратный процесс, поэтому в клетках много митохондрий. Кроме того, корневые волоски выделяют слизь, растворяющую минеральные соли. Частички почвы приклеиваются слизью к корневым волоскам, что облегчает всасывание питательных веществ.

v Зона проведения– находится выше зоны корневых волосков. Это самая длинная и прочная часть корня с хорошо развитыми проводящими тканями. Здесь осуществляется транспорт питательных веществ. Вверх поднимается вода с растворенными минеральными веществами (восходящий ток), а вниз передвигаются органические вещества, необходимые для жизнедеятельности клеток корня. В зоне проведения образуются боковые корни. (отсюда ее другое название – зона ветвления).

Зоны корня Ткани Особенности строения клеток Функции
1. Корневой чехлик Покровная Клетки мелкие с толстой оболочкой Защита от повреждения
2. Зона деления Образовательная Клетки мелкие с тонкой оболочкой Рост корня
3. Зона растяжения Образовательная Вытянутые клетки с тонкой оболочкой Рост корня
4. Зона всасывания Всасывающая Корневой волосок Всасывание растворенных веществ
5. Зона проведения Проводящая Клетки вытянутые (сосуды, ситовидные трубки) Перемещение веществ
Все зоны Механическая Клетки с толстой оболочкой Опора органа

На поперечном срезе корня также можно выделить несколько зон, или слоев.

Сверху корень покрыт кожицей, состоящей из одного слоя клеток. В зоне всасывания клетки кожицы имеют выросты – те самые корневые волоски. Выше, в зоне проведения, клетки кожицы погибают и слущиваются, и корень покрыт здесь опробковевающими клетками глубжележащего слоя. Под кожицей расположена рыхлая основная ткань – кора (паренхима), через которую вода с растворенными минеральными веществами перемещается в центральный осевой цилиндр, состоящий из проводящих тканей. (он начинает формироваться выше зоны роста). Запасные питательные вещества в корне могут откладываться как в клетках паренхимы (морковь, петрушка), так и в тканях осевого цилиндра ( клетках паренхимы между проводящих пучков (репа, редька, редис).

Видоизменения корней

Всем хорошо известны функции корней. Они удерживают растения в почве и поглощают воду с минеральными веществами. Кроме того корни могут выполнять целый ряд других, не менее важных и интересных функций. Часто это приводит к их структурным и функциональным изменениям.

studlib.info

Урок 4-5 Клетка, ткани, органы растения, их функции и взаимосвязь. Корень и корневые системы. Видоизменения корня. Внутреннее строение корня в связи с его функциями

Корень – осевой вегетативный орган растения. Он обладает неограниченным верхушечным ростом и радиальной симметрией.

Корень укрепляет растение в почве,

участвует в вегетативном размножении,

определяет направление роста к центру Земли,

в корне запасаются, а иногда и синтезируются органические питательные вещества.

почвенное питание растения, осуществляемое путем активного всасывания воды с растворенными минеральными солями.

Различают несколько типов корней и образуемых ими корневых систем

1. Главный корень – он образуется из зародышевого корешка при прорастании семени.

2. Придаточные корни – это корни, образующиеся на других частях растения – на стебле, листьях и даже цветах.

3. Боковые корни – корни, отходящие от главного или придаточных корней. При ветвлении боковых корней образуются боковые корни более высокого порядка.

Совокупность всех имеющихся у растения корней называется корневой системой. У одних растений корневая система включает только главный корень с отходящими от него боковыми. У других она состоит только из придаточных и боковых. У третьей группы растений корневая система состоит из главного и придаточных корней с боковыми.

По форме выделяют два вида корневых систем – стержневую и мочковатую

В стержневой системе хорошо выражен главный корень. Стержневую корневую систему имеют многие двудольные растения – горох, дуб, подсолнечник, одуванчик и т.д.

В мочковатой главного корня нет, или он не выделяется из массы придаточных корней. Мочковатая корневая система характерна для однодольных – рожь, пшеница, лук, тюльпан, осока и др.

Корневая система у многих растений развита сильнее, чем надземная часть. Например, у кочанной капусты она достигает 1,5 метров в глубину и 1,2 метра в ширину. У яблони корни занимают пространство до 12 метров в диаметре. У люцерны корни достигают глубины 2 метров, тогда как ее надземная часть не превышает 60 см. Особенно длинные корни бывают у растений, произрастающих на песчаных и скалистых почвах. Например, верблюжья колючка углубляет свои корни на 20 метров в поисках воды.

Длина всех корневых волосков у пшеницы составляет 20 км. И это не предел. Поскольку корни обладают неограниченным верхушечным ростом, помехой им может стать лишь конкуренция с корнями других растений.

Рост корня (любого вида) происходит за счет деления клеток образовательной ткани, расположенной на его верхушке. Эта зона всегда прикрыта

v корневым чехликом, который состоит из живых, постоянно обновляющихся, тонкостенных живых клеток. Он надежно защищает нежные делящиеся клетки от повреждения твердыми частицами почвы. Когда корень продвигается в почве, старые клетки слущиваются, а новые нарастают. Кроме того, наружные клетки корневого чехлика выделяют слизь, облегчающую продвижение корня в почве.У водных растений корневого чехлика нет, вместо него имеется другое образование – водяной кармашек.

Строение корня

v Зона деления – это сами клетки образовательной ткани. Эта зона очень маленькая, и составляет около 1 мм.

v Зона растяжения (роста) – гладкий участок корня протяженностью 6-9 мм – располагается выше зоны деления. Клетки в этой зоне интенсивно растут, вытягиваются по длине корня и начинают дифференцироваться. Деление же у них почти отсутствует.

v Зона всасывания, называемая также зоной корневых волосков – следующая зона корня. Ее продолжительность – до нескольких сантиметров. Отличительное свойство этой зоны – наличие так называемых корневых волосков – выростов клеток кожицы корня размером от 1-2 мм до 20 мм. Эти волоски в десятки раз увеличивают площадь всасывающей зоны корней (например, у ржи около 14 млрд. корневых волосков суммарная длина которых более 10 000 км). Внешне корневые волоски выглядят как нежный белый пушок. Продолжительность жизни корневых волосков – 10-20 дней. В зоне корневых волосков происходит активное всасывание воды с растворенными минеральными веществами. Клетки корневых волосков при этом работают как маленькие насосы. Это энергозатратный процесс, поэтому в клетках много митохондрий. Кроме того, корневые волоски выделяют слизь, растворяющую минеральные соли. Частички почвы приклеиваются слизью к корневым волоскам, что облегчает всасывание питательных веществ.

v Зона проведения – находится выше зоны корневых волосков. Это самая длинная и прочная часть корня с хорошо развитыми проводящими тканями. Здесь осуществляется транспорт питательных веществ. Вверх поднимается вода с растворенными минеральными веществами (восходящий ток), а вниз передвигаются органические вещества, необходимые для жизнедеятельности клеток корня. В зоне проведения образуются боковые корни. (отсюда ее другое название – зона ветвления).

 

Зоны корня Ткани Особенности строения клеток Функции
1. Корневой чехлик Покровная Клетки мелкие с толстой оболочкой Защита от повреждения
2. Зона деления Образовательная Клетки мелкие с тонкой оболочкой Рост корня
3. Зона растяжения Образовательная Вытянутые клетки с тонкой оболочкой Рост корня
4. Зона всасывания Всасывающая Корневой волосок Всасывание растворенных веществ
5. Зона проведения Проводящая Клетки вытянутые (сосуды, ситовидные трубки) Перемещение веществ
Все зоны Механическая Клетки с толстой оболочкой Опора органа

 

На поперечном срезе корня также можно выделить несколько зон, или слоев.

Сверху корень покрыт кожицей, состоящей из одного слоя клеток. В зоне всасывания клетки кожицы имеют выросты – те самые корневые волоски. Выше, в зоне проведения, клетки кожицы погибают и слущиваются, и корень покрыт здесь опробковевающими клетками глубжележащего слоя. Под кожицей расположена рыхлая основная ткань – кора (паренхима), через которую вода с растворенными минеральными веществами перемещается в центральный осевой цилиндр, состоящий из проводящих тканей. (он начинает формироваться выше зоны роста). Запасные питательные вещества в корне могут откладываться как в клетках паренхимы (морковь, петрушка), так и в тканях осевого цилиндра ( клетках паренхимы между проводящих пучков (репа, редька, редис).

 

Видоизменения корней

Всем хорошо известны функции корней. Они удерживают растения в почве и поглощают воду с минеральными веществами. Кроме того корни могут выполнять целый ряд других, не менее важных и интересных функций. Часто это приводит к их структурным и функциональным изменениям.

4-i-5.ru

Корневые волоски - это... Функции корневых волосков

Сложные реакции обмена веществ у растений объясняются особым строением частей их тела: корня, стебля, листьев, называемых вегетативными органами. Они отвечают за процессы фотосинтеза, транспирации, осмоса. В данной работе мы изучим строение и функции таких элементов растений, как корневые волоски. Это важные структуры, определяющие всасывание воды и минеральных солей из почвы.

Корень – вегетативный орган семенных растений

Подземная часть голосеменных и цветковых растений представлена двумя типами корневой системы: стержневой и мочковатой. Они состоят из главного, боковых, придаточных (у однодольных растений) корней и большого количества мелких структур, имеющих название - корневые волоски.

Это выросты, представленные единичными клетками эпиблемы (ризодермы). Они носят название "трихобласты". Являясь опорой и выполняя функции запасания органических веществ, всасывания и размножения ( так называемые корневые отпрыски у вишни, ивы), корень опосредствованно участвует и в таких процессах обмена веществ, как транспирация, дыхание, фотосинтез.

Зона всасывания

Главный корень имеет сложное анатомическое строение, причем различные его участки выполняют многообразные функции. В связи с этим их принято называть зонами. Исходя из функции корневых волосков (выше участка растяжения, входящего в зону роста) и расположено скопление выростов покровной ткани. Эта область и называется зоной всасывания. Она составляет от одного до трех сантиметров. На этом участке могут располагаться от 200 до 1500 и более вытянутых клеток эпиблемы. Они живут недолго: от нескольких часов до 20 суток, а затем отмирают. Одновременно из ризодермы образуются новые структуры. Клетка корневого волоска, соприкасаясь с почвой, способна к всасыванию из неё молекул воды и растворенных солей в виде ионов натрия, хлора, магния, кислотных остатков нитратной, нитритной и фосфатной кислот.

Эпиблема и особенности её строения

Эта растительная ткань относится к группе первичных меристем. Участвуя в делении, её клетки обеспечивают формирование таких элементов, как корневые волоски. Это происходит во внешнем слое образовательной ткани корня – феллогене. Образованная в течение вегетационного периода ризодерма отмирает. На её месте образуются молодые клетки перидермы – вторичной покровной ткани, неспособной к всасыванию почвенных растворов. Новый корневой волосок, функция которого – всасывание воды и минеральных солей, формируется из вышележащего участка эпиблемы.

Функции корневых волосков

Эти структуры образуются из выпячиваний ризодермы и представляют собой единичные клетки первичной меристемы, способной к всасыванию почвенного раствора. С течением времени они вытягиваются, а клеточная мембрана становится способной пропускать внутрь как гипотонические, так и сильно концентрированные растворы солей. При внесении минеральных удобрений, например, азотных и калийных, в почве возрастает содержание ионов аммония, калия, нитрат-иона. Это происходит весной, так как она является наилучшим временем для внесения удобрений такого типа. Почвенный раствор, содержащий выше перечисленные виды ионов, проникает в цитоплазму трихобласта путем пассивной диффузии.

Осеннее внесение фосфорных удобрений, требующих больше времени для растворения, вызывает всасывание корневыми волосками ионов кислотных остатков фосфатной и метафосфорной кислот. С началом сокодвижения в конце февраля – начале марта почти весь объем клеток ризодермы заполнен вакуолями, ядро смещено к верхушке корневого волоска. Сама же клетка способна к секреции молекул органических кислот: щавелевой, яблочной. Они растворяют частицы гумуса, усиливая процесс всасывания. Формирование корневых волосков происходит достаточно быстро. Несмотря на короткий срок жизни, они способны поглощать большие объемы почвенного раствора. Например, у древесного растения площадь всасывания составляет о 120 до 640 м2.

Что такое трихобласты

Ранее мы изучили особенности строения и функций первичной ткани покровов растений. Она состоит из одного слоя клеток и называется эпиблемой, располагаясь на молодых боковых корнях, отрастающих от главного или придаточных корней. Корневые волоски – это выросты покровной ткани, представляющие собой сильно вытянутые структуры. Нужно помнить, что все клетки эпиблемы – полипотентные, то есть способные к формированию корневых волосков. Но образуются они только из трихобластов – выпячиваний эпиблемы, имеющих вид микроскопических бугорков.

Покровная ткань, ответственная за образование трихобластов, имеет цитологические особенности строения: так, в её клетках отсутствует кутикула и толстая целлюлозная стенка. В цитоплазме находится большое количество органелл, синтезирующих молекулы АТФ, – митохондрий. Они необходимы, так как всасывание воды и минеральных солей требует затрат энергии. Трихобласты также не имеют устьиц – элементов покровной ткани, отвечающих за процессы дыхания растения и транспирацию – испарение воды.

Как растворы солей проникают в корни растений

Трихобласт и формирующийся из него корневой волосок, функция которого – всасывание воды и минеральных солей из почвы, можно считать осмотической системой. Отсутствие жесткой клеточной стенки и эластичность мембраны способствует транспорту молекул из внешней среды в цитоплазму. В специальных органеллах корневого волоска – вакуолях, накапливаются гипертонические растворы глюкозы, фруктозы, яблочной, лимонной и щавелевой кислот.

И мембрана, и тонопласт клетки обладают избирательной полупроницаемостью. Поэтому почвенный раствор, являясь менее концентрированным, чем клеточный сок, по законам осмоса проникает внутрь корневого волоска. Водный потенциал растворов, поступающих из почвы выше, чем этот показатель в тонопласте, а осмотический потенциал ниже. Вода и минеральные соли траспортируются из клетки корневого волоска в ксилему. Это проводящая ткань, формирующая сосуды растений – трахеи или трахеиды. По ним почвенный раствор движется вверх по стеблю к листьям и другим частям растения.

Пикировка и её значение

Чтобы повысить площадь всасывания корневой системы, нужно добиться увеличения количества боковых корней. Их эпиблема, содержащая трихобласты, и сформирует дополнительные корневые волоски. Для этого применяют механический способ прощипывания верхушки корня, разрушающий зону деления, расположенную над корневым чехликом. Он называется пикировкой. Этот прием стимулирует рост боковых частей, на которых развивается большое количество корневых волосков. При этом рост главного корня в длину прекращается. Большая площадь зоны всасывания положительно сказывается на росте и развитии растения, повышая его урожайность и жизнестойкость.

В данной статье мы изучили особенности строения зоны всасывания корня покрытосеменных растений, а также выяснили, какую функцию выполняет корневой волосок, развивающийся из эпиблемы.

fb.ru

Морфология корня растений. Функции

Основные функции корня сводятся к закреплению растения в почве, активному поглощению из нее воды и минеральных веществ, синтезу важных органических веществ, например гормонов и других физиологически активных веществ, запасанию веществ.

Функции закрепления растения в почве соответствует анатомическое строение корня. У древесных растений корень обладает, с одной стороны, максимальной прочностью, а другой – большой гибкостью. Выполнению функции закрепления способствует целесообразное расположение гистологических структур (например, древесина сконцентрирована в центре корня).

Корень – осевой орган, обычно цилиндрической формы. Растет до тех пор, пока сохраняется верхушечная меристема, покрытая корневым чехликом. На конце корня никогда не образуются листья. Корень ветвится образуя корневую систему.

Совокупность корней одного растения образует корневую систему. В состав корневых систем входят главный корень, боковые и придаточные корни. Главный корень берет начало от зародышевого корешка. От него отходят боковые корни, которые могут ветвится. Корни, берущие начало от наземных частей растения – листа и стебля, называются придаточными. На способность отдельных частей стебля, побега, иногда листа образовывать придаточные корни основано размножение черенками.

Различают два типа корневых систем – стержневую и мочковатую. У стержневой корневой системы четко выделяется главный корень. Такая система свойственна большинству двудольных растений. Мочковатая корневая система состоит из придаточных корней и наблюдается у большинства однодольных.

Микроскопическое строение корня. На продольном разрезе молодого растущего корня можно выделить несколько зон: зону деления, зону роста, зону всасывания и зону проведения. Верхушку корня, где находится конус нарастания, покрывает корневой чехлик. Чехлик защищает ее от повреждения частицами почвы. Клетки корневого чехлика при прохождении корня через почву постоянно слущиваются и отмирают, а на смену им непрерывно формируются новые за счет деления клеток образовательной ткани кончика корня. Это зона деления. Клетки этой зоны интенсивно растут и вытягиваются вдоль оси корня, образуя зону роста. На расстоянии 1-3 мм от кончика корня находится множество корневых волосков (зона всасывания), которые имеют большую поверхность всасывания и поглощают из почвы воду с минеральными веществами. Корневые волоски недолговечны. Каждый из них представляет собой вырост поверхностной клетки корня. Между всасывающим участком и основанием стебля находится зона проведения.

Центр корня занят проводящей тканью, а между ней и кожицей корня развита ткань, состоящая из крупных живых клеток, - паренхима. Вниз по ситовидным трубкам продвигаются растворы органических веществ, необходимые для роста корней, а снизу вверх по сосудам перемещается вода с растворенными в ней минеральными солями.

Вода и минеральные вещества поглощаются корнями растений в значительной мере независимо, и между двумя процессами нет прямой связи. Вода поглощается благодаря силе, которая представляет собой разность между осмотическим и тургорным давлением, т.е. пассивно. Минеральные вещества поглощаются растениями в результате активного всасывания.

Растения способно не только поглощать минеральные соединения из растворов, но и активно растворять нерастворимые в воде химические соединения. Помимо СО2 растения выделяют ряд органических кислот – лимонную, яблочную, винную и др., которые способствуют растворению труднорастворимых соединений почвы.

Видоизменения корня. Способность корней к видоизменениям в широких пределах – важный фактор в борьбе за существование. В связи с приобретением дополнительной функций, корни видоизменяются. В них могут накапливаться запасные питательные вещества – крахмал, различные сахара и другие вещества. Утолщенные главные корни моркови, свеклы, репы называются корнеплодами. Иногда утолщаются придаточные корни, как у георгина, они называются корневыми клубнями. На строение корней большое влияние оказывают экологические факторы. У ряда тропических древесных растений, обитающих на бедных кислородом почвах, образуются дыхательные корни. Они развиваются из подземных боковых коней и растут вертикально вверх, поднимаясь над водой или почвой. Их функция заключается в снабжении подземных частей воздухом, чему способствует тонкая кора, многочисленные чечевички и сильно развита система воздухоносных полостей – межклетников. Воздушные корни способны также поглощать влагу из воздуха. Придаточные корни, вырастающие из надземной части стебля, могут играть роль подпорок. Кони-подпорки часто встречаются у тропических деревьев, растущих по берегам морей в зоне прилива. Они обеспечивают устойчивость растений в зыбком грунте. У деревьев тропического дождевого леса нередко боковые корни приобретают досковидную форму. Досковидные корни развиваются обычно при отсутствии стержневого корня и распространяются в поверхностных слоях почвы.

В засушливых местообитаниях резко увеличивается длина корней. Так, у верблюжьей колючки корни проникают в почву на глубину до 15 м, в то время как надземная часть не превышает 50-60 см. это позволяет пустынным растениям использовать влагу глубоких почвенных горизонтов.

Корни водных растений, укореняющихся в грунте, слабо ветвистые, без корневых волосков. У некоторых растений-паразитов (повилика, омела) настоящие корни видоизменяются в сосущие органы. Врастание корня-присоски в тело растения–хозяина начинается с выделения паразитическим растением особых органических веществ, растворяющих поверхностные ткани хозяина, вслед за чем проводящие системы растений объединяются.

Корни находятся в сложных взаимоотношениях с организмами, обитающими в почве. В тканях корней некоторых растений (боковых, березовых и некоторых других) поселяются почвенные бактерии. Бактерии питаются органическими веществами корня (преимущественно углеродами) и вызывают в местах своего внедрения разрастания паренхимы – так называемые клубеньки. Клубеньковые бактерии – нитрификаторы обладают способностью превращать атмосферный азот в соединения, которые могут усваиваться растением. Такие боковые, как клевер и люцерна, накапливают от 150 до 300 кг азота на гектар. Кроме того, бобовые используют органические вещества тела бактерий на формирование семян и плодов.

Для подавляющего большинства цветковых растений характерны симбиотические взаимоотношения с грибами.

Зона проведения. После отмирания корневых волосков на поверхности корня оказываются клетки наружного слоя коры. К этому времени оболочки этих клеток становятся слабо проницаемыми для воды и для воздуха. Живое содержимое их отмирает. Таким образом, теперь на поверхности корня вместо живых корневых волосков расположены мертвые клетки. Они защищают внутренние части корня от механических повреждений и болезнетворных бактерий. Следовательно, тот участок корня, на котором уже отмерли корневые волоски, нем ожжет всасывать почвенный раствор, а лишь проводит вверх в надземные органы растения воду и минеральные вещества, а вниз от листьев к верхушкам корней – органические. Поэтому участок корня, расположенный за зоной всасывания, называют зоной проведения. Если зоны роста и всасывания сохраняют постоянную длину, то зона проведения по мере роста корня все время удлиняется. Большая часть длины долгоживущих корней приходится на зону проведения.

Камбий и его работа. У двудольных растений корень в зоне проведения утолщается, его диаметр увеличивается. Рост в толщину связан с делением клеток особой образовательной ткани – камбия. Камбий – это один слой живых клеток, способных делиться и образовывать клетки других тканей. Расположен камбий между клетками луба и древесины. Отделившиеся от камбия клетки превращаются в клетки древесины и луба. Если клетки отделяются внутрь камбия, они входят в состав древесины, если наружу от камбия – то в состав луба. Внутрь клетки отделяются чаще, поэтому древесины образуется больше чем луба.

Благодаря делению клеток камбия объем древесины и луба увеличивается и соответственно возрастает проводящая способность корня. Находящиеся в центре корня древесины и луб при своем росте в толщину разрывают кору корня, поскольку ее размеры остаются прежними. Кора растрескивается и слущивается. После сбрасывания коры на поверхности корня оказывается покровная ткань – пробка. Она состоит из многих слоев мертвых клеток. Оболочки этих клеток непроницаемы для воды и воздуха, а полости заполнены воздухом. Пробка – прекрасная защита от иссушения, перегрева, переохлаждения, механических повреждений, болезнетворных микроорганизмов. Пробка все время пополняется изнутри и слущивается в своей наружной части.

Ветвление корня. В зоне проведения корень ветвится, на его поверхности появляются боковые корни. Они закладываются еще раньше в зоне всасывания, внутри корня, под его корой, и вначале растут медленно. В зоне проведения их рост усиливается, они пробивают кору и появляются на поверхности материнского корня. Пробиваясь через кору, молодые боковые корни способствуют ее слущиванию. На боковых корнях появляются корневые волоски, и они начинают поглощать почвенный раствор. Проводящие ткани материнского и боковых корней связаны, и растворы, добытые боковыми корнями, поступают в материнский, а отсюда оттекают вверх к побегам.

Корни поглощают воду и на этот процесс влияет температура почвы. В почве находится нечистая вода, а почвенный раствор, то есть вода с растворенными в ней минеральными солями. Возникает вопрос: поглощают ли корни из почвы кроме воды еще и растворенные в ней минеральные соли. Чтобы ответить на этот вопрос ученые проделали много опытов с выращиванием растения в водных растворах. Один из таких способов выращивания называют гидропонным. При гидропонном способе растения сажают не в почву, а в гравий и смачивают его искусственно готовым раствором минеральных солей. Все необходимые для жизни минеральные вещества растения получают из растворов, которые готовят из дистиллированной воды с добавлением чистых минеральных солей. При этом способе выращивания необходимо следить за тем, чтобы питательный раствор только омывал гравий и корням был свободный доступ воздуха, необходимого для дыхания.

В результате этих опытов было выяснено так же что все минеральные вещества получают только в жидком виде из раствора воды. Некоторые минеральные вещества требуются растениями в относительно больших количествах. Это соли азота, фосфора, калия, кальция, серы, магния. Другие вещества, в которые входят железо, медь, цинк, бор требуются в ничтожных количествах.

Корень – это орган обеспечивающий растение водой и минеральными веществами и укрепляющий его в почве. В корнях образуются многих важные для жизни растения вещества.



biofile.ru