Корень строение и функции реферат

Обновлено: 04.07.2024

Корень — вегетативный орган, находящийся под землей, который отличается радиальной симметрией, неограниченным верхушечным ростом в длину и активным ветвлением.

Разветвление корня в стороны образуется эндогенно — из внутренних тканей растения. Точку роста или конус роста корня покрывает специальный корневой чехлик. Особенность корня в том, что у него нет листьев и почек, размещенных в определенном порядке.

Возникновение корня у растений произошло в то время, когда они перешли на сушу. При этом корень появился позже стебля и листьев. Первые настоящие корни сформировались у плаунов. Наивысшая дифференциация и специализация корня произошла уже у семенных растений.

Типы корней по происхождению

В зависимости от происхождения, выделяют:

главный корень. Он формируется из зародышевого корешка семени;
придаточные корни. Они появляются на стебле растения, листьях и различных их видоизменениях;
боковые корни. Определить, что перед вами именно этот вид корня растения просто: боковой корень отходит от главного или дополнительных корней.

Главный корень растения появляется из зародышевого корня, который, в свою очередь, возникает в результате прорастания семени.

Корневая шейка — часть между главным корнем и стеблем.

За счет разветвлений главного корня появляются боковые корешки.

Придаточные корни не развиваются из корня. Как правило, они образуются из другой части растения и способствуют увеличению объема корневой системы. В случаях, когда у растения отсутствуют главный и боковые корни, придаточные их заменяют.

Придаточные корни образуются несколькими способами:

из нижней части стебля у однодольных растений;
в результате окучивания растений из части стебля, оказавшейся присыпанной землей. Так происходит с капустой и картофелем;
на подземных стеблях или корневищах многолетних трав;
из донца на луковицах;
на листьях в случаях вегетативного размножения. Такой вариант можно наблюдать у фиалок и бегоний.

Если сравнивать поверхность корня и поверхность надземной части, то у многих растений первая будет заметно больше.

К примеру, озимая рожь имеет поверхность корня, которая в 130 раз длиннее поверхности части, находящейся над землей.

У пустынных растений корни могут углубляться более чем на 20 метров.

Каждый вид растения отличается индивидуальной глубиной проникновения корней, степенью ветвления и глубиной ветвления корней. Все это зависит, в первую очередь, от внешних условий.

Типы корневых систем

Корневая система — совокупность всех корней, присутствующих у одного растения.

Типы корневой системы делятся по происхождению. Бывают:

Стержневая или система главного корня. В ней можно легко определить главный корень — по размеру, развитию корня и направлению роста корня по вертикали. Такая система встречается практически у всех двудольных растений.
Мочковатая или система придаточных корней растения. Такая система отличается быстрым отмиранием главного корня. В некоторых случаях он вообще не отличается от придаточных корней. Мочковатая система характерна для однодольных растений, а также отдельных двудольных (лютиковые, подорожники).
Смешанная корневая система. Главный корень здесь развит хорошо. Придаточные корни также присутствуют. Такую систему корней можно наблюдать у капусты, помидоров, подсолнуха.

Встречается также разделение корневой системы по характеру распределения основной массы корней в почве. Выделяют:

поверхностную корневую систему. Здесь корни находятся близко к поверхности почвы. К примеру, у ели или тюльпана;
глубинную корневую систему. Развитие корней происходит в глубину;
универсальную корневую систему. Развитие корней осуществляется и в ширину, и в глубину равномерно. Наблюдается у картофеля и пшеницы.

Зоны корня

Если двигаться по корню снизу вверх, то он состоит из:

корневого чехлика;
зоны деления клеток или конуса нарастания;
зоны растяжения клеток;
зоны всасывания или зоны корневых волосков;
зоны боковых корней или проводящей зоны.

Корневой чехлик — специальное образование, прикрывающее растущую верхушку корня наподобие колпачка, защищающее корень от повреждений твердыми элементами грунта, обеспечивающее движение корня в грунте за счет слизи и постоянного отделения клеток внешнего слоя.

Период времени от образования клетки чехлика до ее отмирания у каждого вида растения свой, но обычно — от 4 до 9 дней.

У отдельных растений корневого чехлика нет. К примеру, у ряски вместо него имеется специальный кармашек, который защищает корень от вымывающего действия воды.

За корневым чехликом находится конус нарастания корня или зона деления клеток. Она образуется с помощью клеток с тонкими стенками, плотно сомкнутыми между собой и делящимися без остановки.

За зоной деления располагается зона растяжения клеток. Здесь они вытягиваются и получают постоянную форму. Клетки удлиняются, и корень растет в длину. Зона деления и зона растяжения формируют зону роста корня.

Зона всасывания или зона корневых волосков находится выше зоны роста. Длина таких волосков составляет 1,5-2 см. Здесь клетки внешнего слоя корня формируют множество одноклеточных выростов — корневых волосков. Строение корневых волосков способствует поглощению ими воды и растворенных в ней солей из почвы. Таким образом, поглощающая поверхность корней увеличивается в несколько раз. Корешок густо покрыт корневыми волосками.

Корень яблони имеет на 1 мм. своей поверхности примерно 300 корневых волосков, кукуруза — больше 400.

Корневые волоски разные по длине и могут быть как 0,05 мм. так и 10 мм. Продолжительность жизни корневых волосков яблони составляет от 10 до 20 дней. После этого они отмирают и соскабливаются. Зона корневых волосков смещается, потому что корень растет, а вместо отмерших волосков образуются новые.

Проводящая зона находится выше зоны всасывания. Здесь нет корневых волосков, зато есть боковые корни, за счет которых растение держится в почве.

Сосуды и ситовидные трубки на этом участке используются для движения по ним воды и растворенных в ней минеральных солей к надземным органам растения. Органические вещества, питающие клетки корня, перемещаются вниз.

Строение корня

Внутреннее строение корня в зоне всасывания одинаковое вне зависимости от вида растения.

Разговор о строении корня растения нужно начинать с эпиблемы.

Эпиблема или покровная ткань включает один шар живых тонкостенных плотно сомкнутых клеток, способных формировать корневые волоски.

Под эпиблемой находится первичная кора. Она включает 3 слоя:

Экзодерму. Это внешний слой строения корня, образованный несколькими слоями многоугольных и плотно прилегающих клеток. Позже эти клетки выполняют защитную функцию.
Мезодерма. Средний слой образуют живые клетки паренхимы — в них происходит накапливание питательных веществ. Также в этих клетках осуществляется синтез отдельных органических соединений, после чего они доставляются в ткани. Наличие межклетников обеспечивает процесс газообмена. В первичной коре мезодерме отводится наибольшее место.
Эндодерма. Внутренний слой составляют одного ряда клетки. После отмирания, они становятся водонепроницаемыми. Поэтому раствор минеральных солей, находящийся в почве, достигает центра корня только через тонкостенные живые пропускные клетки.

Под эндодермой располагается центральный цилиндр.

Перицикл — внешний слой цилиндра или образующая ткань, из которой формируются боковые корни.

Поэтому перицикл часто называют корнетворным слоем.

Живая паренхимная ткань размещается посреди центрального цилиндра. В нее углублен проводящий пучок и механические элементы.

Так выглядит корень по строению внутреннему и внешнему:

Особенности роста корня

Строение корневой системы тесно связано с ростом корня. Рост, в свою очередь, зависит от множества факторов: степени плодородности, влажности, температуры, воздухопроницаемости почвы.

Если почва уплотненная или слишком влажная, то корень будет расти медленно. То же самое происходит и в случаях, когда почва недостаточно влажная.

Интенсивное развитие корневой системы будет наблюдаться при температуре, подходящей конкретному виду растения. Если температурные показатели немного снижаются, то корни будут расти лучше, а при повышении температуры лучше растут органы растения, находящиеся над землей.

Плодородие почвы также влияет на рост и развитие корней. Если почва низкоплодородная, то корни будут развиваться хорошо, а если высокоплодородная — не очень. Во втором случае хорошо себя будет чувствовать надземная часть растения.

При внесении в почву фосфорных удобрений корни будет расти лучше.

Интенсивность фотосинтеза — еще один фактор, определяющий рост корней. При регулярном скашивании надземной части корни растут медленнее — соответственно, их масса уменьшается.

При обильном урожае также замедляется рост корней, а при удалении соцветий — активизируется.

Корень растений ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

1. Место корня в системе органов растения

2. Строение корня

3. Метаморфозы корней

4. Функции корней Заключение Список использованной литературы

Введение

Корень в плане изучения представляет большой интерес. Дело в том, что корни растений, в сравнение с побегом, существуют в более инертной, менее пластичной среде — в почве, поэтому имеют и более простое строение; в то время, как побег развивается в нестабильной, динамичной воздушной среде.

С другой стороны, о строении и функциях корня и о различных его модификациях мы знаем гораздо меньше, чем о стебле и листе и это, в первую очередь, связано с техническими трудностями, возникающими при изучении подземных органов.

Типичный корень представляет собой подземный орган, присущий всем высшим растениям (кроме мхов). Корень служит для закрепления растения в почве, поглощения из почвы воды с растворенными в ней солями, в корне часто откладываются запасные продукты, корень участвует в синтезе органических веществ, служит для вегетативного размножения. Корень никогда не несет на себе листьев, поэтому по сравнению с внутренней структурой стебля у корня она относительно проста.

Тема нашей работы интересна и актуальна. Цель работы — изучить значение корней в жизни растений. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

Изучить строение корня.

Рассмотреть основные метаморфозы корней.

Определить функции корня.

Сделать выводы по теме работы.

В настоящее время стебель и его придаточные органы рассматриваются как единое целое — побег.

Вопрос об эволюционном происхождении органов растения решался длительное время. Одни ученые считали для надземных органов первичным стебель, другие — лист. И только открытие псилофитов позволило вполне однозначно утверждать, что у растений основных вегетативных органов два: корень и побег.

Рис. 1. Строение тела высшего растения

2. Строение корня Корень — осевой, подземный вегетативный орган высших растений, обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. На корне нет листьев и хлоропластов.

Кроме основного корня, многие растения имеют многочисленные придаточные корни. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. В случае, когда главный корень незначительно выражен, а придаточные корни выражены значительно, корневая система называется мочковатой. Если главный корень выражен значительно, корневая система называется стержневой.

Совокупность корней одного растения называют корневой системой.

В состав корневых систем входят корни различной природы. Различают главный корень, боковые и придаточные. Главный корень развивается из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на любом корне в качестве бокового ответвления. Придаточные корни образованы побегом и его частями.

В стержневой корневой системе главный корень сильно развит и хорошо заметен среди других корней (характерна для двудольных). В мочковатой корневой системе на ранних этапах развития главный корень, образованный зародышевым корешком, отмирает, а корневая система составляется придаточными корнями (характерна для однодольных). Стержневая корневая система проникает в почву обычно глубже, чем мочковатая, однако мочковатая корневая система лучше оплетает прилегающие частицы грунта. Особенно в его верхнем плодородном слое.

Различные части корня выполняют неодинаковые функции и различаются по внешнему виду. Эти части получили название зон.

Кончик корня снаружи всегда прикрыт корневым чехликом, защищающим нежные клетки меристемы. Чехлик состоит из живых клеток, которые постоянно обновляются. Клетки корневого чехлика выделяют слизь, она покрывает поверхность молодого корня. Благодаря слизи снижается трение о почву, её частицы легко прилипают к корневым окончаниям и корневым волоскам. В редких случаях корни лишены корневого чехлика (водные растения). Под чехликом располагается зона деления, представленная образовательной тканью — меристемой.

Клетки зоны деления тонкостенные и заполнены цитоплазмой, вакуоли отсутствуют. Зону деления можно отличить на живом корешке по желтоватой окраске, длина её около 1 мм. Вслед за зоной деления располагается зона растяжения. Она также невелика по протяжённости всего несколько миллиметров, выделяется светлой окраской и как бы прозрачна. Клетки зоны роста уже не делятся, но способны растягиваться в продольном направлении, проталкивая корневое окончание вглубь почвы. В пределах зоны роста происходит разделение клеток на ткани.

Окончание зоны роста хорошо заметно по появлению многочисленных корневых волосков. Корневые волоски располагаются в зоне всасывания, функция которой понятна из её названия. Длина её от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. В отличие от зоны роста участки этой зоны уже не смещаются относительно частиц почвы. Основную массу воды и питательных веществ молодые корни всасывают с помощью корневых волосков.

Корневые волоски появляются в виде небольших сосочков — выростов клеток. По прошествии определённого времени корневой волосок отмирает. Продолжительность его жизни не превышает 10−20 дней.

Выше зоны всасывания, там, где исчезают корневые волоски, начинается зона проведения. По этой части корня вода и растворы минеральных солей, поглощенные корневыми волосками, транспортируются в выше лежащие отделы растения.

В зоне роста клетки начинают дифференцироваться на ткани и в зоне всасывания и проведения формируются проводящие ткани, обеспечивающие подъем питательных растворов в надземную часть растения.

Уже в самом начале зоны роста корня масса клеток дифференцируется на три зоны: ризодерму, кору и осевой цилиндр.

Ризодерма — покровная ткань, которой снаружи покрыты молодые корневые окончания. Она содержит корневые волоски и участвует в процессах всасывания. В зоне всасывания ризодерма пассивно или активно поглощает элементы минерального питания, затрачивая в последнем случае энергию. В связи с этим клетки ризодермы богаты митохондриями.

Кора — образована паренхимой, обычно дифференцируется на уровне зоны растяжения. Она рыхлая и имеет систему межклетников, по которой вдоль оси корня циркулируют газы, необходимые для дыхания и поддержания обмена веществ. У болотных и водных растений межклетники коры особенно обширны. Кора является той частью корня, через которую активно проходит радиальный (ближний) транспорт воды и растворенных солей от ризодермы к осевому цилиндру. В тканях коры осуществляется активный синтез метаболитов и откладываются запасные питательные вещества.

Осевой цилиндр — представляет собой сложный комплекс из проводящей, образовательной и основной тканей.

3. Метаморфозы корней Одним из наиболее интересных явлений в биологии корня является его взаимовыгодное сожительство с грибами. Это явление имеет специальное название — микориза (что буквально означает грибокорень) и ему посвящена обширная литература. Микориза характерна для подавляющего большинства цветковых растений (вероятно, не менее 90%). В силу столь широкого распространения микориза является скорее правилом, чем исключением, но, следуя установившейся традиции, мы рассматриваем ее все же как видоизменение корня.

Исключением же, то есть растениями, не имеющими микоризы, являются водные растения и паразиты, а также некоторые однолетники: гречишные, крестоцветные, осоковые.

Микориза бывает двух разных типов. К первому типу относится эктомикориза (наружная микориза). В этом случае гифы гриба оплетают корни растения толстым чехлом (гифовой мантией) и проникают, кроме того, в межклетники (но не клетки коры). Под влиянием гормонов, выделяемых грибом, молодые корни обильно ветвятся и окончания их утолщаются. Эктомикориза характерна для многих деревьев умеренной зоны, в том числе для видов дуба, березы, ив, кленов, хвойных пород, тополя и других. Эктомикоризу образуют почти исключительно базидиомицеты, реже аскомицеты.

У представителей семейства вересковых, например, у вереска, грушанки, клюквы, черники и других, образуется особая эндомикориза, занимающая промежуточное положение между типичной эктомикоризой лесных деревьев и высокоспециализированной микоризой орхидных. Здесь гифы проникают в клетки коры, образуя в них плотную массу, но в то же время оплетают корни рыхлым чехлом. При этом клубни гиф в клетках коры впоследствии перевариваются растением — хозяином, что вообще характерно для эндомикоризы. С другой стороны, микоризный гриб при соответствующих условиях может, в свою очередь, стать настоящим паразитом. В образовании микоризы типа вересковых участвуют оомицеты и зигомицеты.

Наиболее специализированный тип эндомикоризы можно наблюдать у орхидных. У орхидных нет гифовой мантии вокруг корней и мицелий почти целиком находится внутри корня. Гифы гриба в клетках коры образуют своеобразные клубки. Эти клубки впоследствии перевариваются растением-хозяином. Грибы, образующие микоризу орхидных, способны разлагать сложные органические вещества и снабжать корни продуктами их разложения. А это имеет особое значение, при сапрофитном способе питания. Грибной компонент эндомикоризы подобного типа почти всегда представлен оомицетами.

Огромное значение микориза имеет в тропических дождевых лесах. Из-за сильного промывного режима (ежедневное выпадение осадков) эти леса практически лишены почвы (все питательные вещества из почвы вымываются). Перед растениями остро встает проблема питания. В то же время, свежей органики очень много: опавшие ветви, листья, плоды, семена. Но эта органика недоступна высшим растениям, и они вступают в тесный контакт с сапротрофными грибами. Таким образом, основным источником минеральных веществ в этих условиях является не почва, а почвенные грибы. Минеральные вещества поступают в корень непосредственно из гиф микоризных грибов, именно поэтому для растений дождевого леса характерна поверхностная корневая система. О том, насколько эффективно работает микориза, можно судить хотя бы по тому, что тропические дождевые леса являются самыми продуктивными на Земле сообществами, здесь развивается максимально возможная биомасса.

Значительно меньше распространено сожительство корней растений с азотфиксирующими бактериями. Правда, биологическая значимость этого явления чрезвычайно высока. Кроме всем известных бобовых, корневые клубеньки отмечены и у представителей других семейств, например, у некоторых хвойных, у ольхи, у ряда казуариновых, крушиновых, лоховых. Подробно останавливаться на этом широко известном явлении мы не будем.

Обычно в корнях любых растений откладывается определенное количество запасных питательных веществ, преимущественно углеводов: особенно крахмал и сахара; у других видов — инулин. Но в некоторых случаях запасающая функция бывает гипертрофированна и выступает на первый план. При этом корни утолщаются, становятся мясистыми. Чаще всего встречается структура, имеющая название корнеплод. Она особенно характерна для двулетних растений: свекла, редька, брюква, турнепс, морковь, сельдерей и многие другие. Из экзотов можно назвать жень-шень, цикорий. Корнеплоды имеют сложную морфологическую природу, поскольку в образовании корнеплода принимает участие и корень и стебель (точнее подсемядольное колено — гипокотиль). Но для того, чтобы установить: какая часть корнеплода представлена корнем, а какая стеблем — необходимы специальные анатомические исследования.

Утолщения в виде корневых шишек встречаются и у растений с мочковатой корневой системой, например, у георгина.

Во многих случаях корни приспособлены для вегетативного размножения. У целого ряда многолетних растений из корневых придаточных почек развиваются надземные побеги. Эти побеги называются корневые отпрыски. К корнеотпрысковым растениям относятся: осина, слива, вишня, сирень, вьюн, бадан, осот. Последние являются злостными и трудно искоренимыми сорняками. Разрезанные при обработке почвы небольшие кусочки коней легко приживаются и дают начало новым растениям.

У многих лазящих растений, например, у плюща, на стебле образуются особые придаточные корни-прицепки, проникающие в трещины и неровности дерева, скалы, или стены и прочно удерживающие растения.

Существуют даже корни-крючья, как у фикуса удушителя.

Совершенно иную функцию несут так называемые контрактильные (сокращающиеся) или втягивающие корни. Они характерны для многих корневищных, луковичных и клубнелуковичных растений. Классическим примером растения с контрактильными корнями является крокус. У крокуса, кроме обычных корней, развиваются более длинные контрактильные корни, которые при сокращении втягивают клубнелуковицу в грунт. При этом контрактильные корни как бы спадаются, становятся поперечно-морщинистыми и по этому признаку легко отличаются от обычных корней.

В особых случаях корни могут быть резервуарами для запасания воды. У многих тропических эпифитных орхидей (а эпифиты — это растения, которые используют как субстрат для произрастания другие растения) наружная часть коры, которая называется веламен состоит из пустых крупных клеток, способных впитывать воду наподобие губки. Во время ливней эти клетки наполняются водой, которая в них хранится и по мере необходимости используется растением. По происхождению веламен — это многослойная ризодерма.

У некоторых паразитных растений, например, у представителей семейства гидноровых, корни изменили функции и превратились в присоски (гаустории). Гаустории внедряются в проводящие ткани растения-хозяина и оттягивают оттуда питательные вещества.

Многие тропические древесные растения, главным образом мангровые (например, авицения), произрастающие на пресноводных тропических болотах, а также на мелководьях океанических побережий, развивают специальные вентиляционные или дыхательные корни — пневматофоры. Они появляются на подземных боковых корнях и растут вертикально вверх, поднимаясь над водой или почвой. Примечательно, что для таких корней характерен отрицательных геотропизм.

Те же мангровые растения образуют корни другого типа, которые называются ходульными. Это придаточные корни — подпорки. Они появляются на стволах и ветвях и растут вниз, внедряются в субстрат и прочно удерживают растение, например, в мягком иле. Такие корни имеет широко распространенное растение мангровых зарослей — ризофора. Но наиболее эффектны ходульные корни у фикуса-баньяна (Ficus benghalensis). Многочисленные придаточные корни баньяна растут вниз, укореняются и развивают собственную корневую систему. Благодаря этому одно дерево баньяна разрастается в целую рощу. Такие рощи могут занимать впечатляющие площади.

Не менее интересны опорные досковидные корни, характерные для крупных деревьев тропического дождевого леса. По известным причинам деревья дождевого леса имеют поверхностную корневую систему, в то же время стволы деревьев первого яруса достигают огромных размеров. Корни обычного строения не могут заякоривать растение в почве (которой к тому же нет), удерживая этих гигантов во время частых штормов и ливней. Поэтому, у стелющихся по поверхности почвы корней таких деревьев развиваются особые вертикальные выросты, как доски прилегающие к стволу дерева.

Сначала досковидные корни округлые в сечении, но затем происходит сильный односторонний вторичный рост. В тропическом дождевом лесу высота досковидных корней нередко превышает человеческий рост.

4. Функции корней Корни выполняют множество функций. Во-первых, они закрепляют растения в почве. Большая наземная масса растений, особенно древесных, обладает и большой парусностью. Без корней растение не смогло бы противостоять ветрам и механическому воздействию. Ель имеет поверхностную корневую систему, поэтому слабо закрепляет растение в почве. В еловом лесу часто можно встретить ель, вывороченную с корнями. У сосны глубокие корни. Ей не страшны ветра, она может селиться на крутых берегах, в горах, одновременно выполняя роль закрепления почвы.

Во-вторых, корни поглощают воду и питательные вещества зоной всасывания, где расположены корневые волоски. Известно, что в сутки растения с площади 1 га через корни усваивают 1−2 кг азота, 0,25 — 0,5 кг фосфора, 2−4 кг калия, до 4-х кг других элементов. У охраняемых в Костромской области ужовниковых папоротников нет корневых волосков. В засушливые годы они быстро теряют воду через листья и не могут ее восстановить. Это одна из причин их массовой гибели.

Заключение

Таким образом, на основании вышесказанного можно сделать следующие выводы. Корень — это:

· один из двух основных вегетативных органов;

· корень обладает радиальной симметрией, причем характер симметрии более резко выражен в первичном строении;

· корень — открытая система роста, он, как и стебель, продолжительное время нарастает в длину за счет деятельности апикальной (верхушечной) меристемы;

· корень способен ветвиться, но боковые корни эндогенны, они закладываются внутри корня в особом слое — перицикле, в то время, как боковые выросты стебля имеют экзогенное происхождение;

· корень совершенно безлистен, на нем никогда не развиваются листья, ни простые, ни метаморфизированные;

· корень имеет особый всасывающий слой, состоящий из корневых волосков;

· корень имеет особую опробковевшую внутреннюю кору — эндодерму;

· проводящие и механические ткани в корне сосредоточены в центре, а в стебле — вынесены на периферию.

В типичном случае функциями корней являются:

1) всасывание воды с раствором минеральных веществ из почвы и подача их в стебель (функция питания);

2) закрепление, заякоривание растения в почве;

3) в корнях синтезируются многие специфические аминокислоты, гормоны, алкалоиды, откладываются запасные вещества;

4) корни большинства растений взаимодействуют с грибами (микориза).

Корнеплод — видоизменённый сочный корень. В образовании корнеплода участвуют главный корень и нижняя часть стебля. Большинство корнеплодных растений двулетние. Корнеклубни образуются в результате утолщения боковых и придаточных корней. Корни-прицепки — своеобразные придаточные корни. При помощи этих корней растение приклеивается к любой опоре. Ходульные корни — выполняют роль опоры. Воздушные корни — боковые корни, растут вниз. Поглощают дождевую воду и кислород из воздуха.

1. Ботаника: Морфология и анатомия растений: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. и хим. спец. /А.Е. Васильев, Н. С. Воронин , А. Г. Еленевский и др.-2-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1988. — 480 с.

2. Камп П., Армс К.

Введение

в биологию. — М.: Мир, 1988. — 430 с.

3. Строчкова А. В. , Шафранова Л. М. , Шорина Н. И. Учебно-методическое пособие к курсу общей ботаники. — М.: Просвещение, 1979. — 95 с.

4. Хржановский В. Г. Курс общей ботаники (цитология, гистология, органография, размножение): Учебник для сельхоз-вузов.-2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1982. 384 с.

5. Чуб В. Подземная жизнь растений. Корни. // Цветоводство. — ноябрь-декабрь. — 2007. — № 6. — С. 46 — 51.

Ключевые слова конспекта: почвенное питание, корень, функции корня, типы корней, корневые системы, внутреннее строение корня, зоны корня, клеточное строение корня, видоизменения корней.

Почвенное питание

Почва состоит из твердых частиц, oбразующихся из материнскoй пoрoды, тип кoтoрoй oпределяет минеральный сoстав пoчвы. Сoдержание в пoчве вoды — главный фактoр для развития растений. Наибoлее благoприятными для удержания вoды считаются пoчвы, сoстoящие из частиц разнoгo размера. Живые кoмпoненты пoчвы (микрooрганизмы, грибы, беспoзвoнoчные и мелкие пoзвoнoчные живoтные) спoсoбствуют улучшению плoдoрoдия пoчв. Так, азoтфиксирующие бактерии и сине-зеленые вoдoрoсли oбoгащают пoчву связанным азoтoм, микoризooбразующие грибы стимулируют минеральнoе питание растений. Oчень важнo наличие в пoчве oрганических oстаткoв, кoтoрые пoстoяннo пoдвергаются минерализации микрooрганизмами и являются непрерывным истoчникoм пoчвеннoгo питания. Чем больше органических остатков в почве, тем она плодороднее.

Корень. Функции корня

Корень — подземная часть вегетативного тела растения, закрепляющая его в почве. Появился впервые у сосудистых растений.

Корень — осевой орган, обладающий радиальной симметрией и неопределенно долго нарастающий в длину, благодаря деятельности апикальной (верхушечной) меристемы. От стебля он отличается тем, что на нем никогда не нарастают листья, а апикальная меристема прикрыта чехликом. Функции корня:

Типы корней

В корне различают главный корень, боковые и придаточные корни. Первичный корень закладывается еще в зародыше, он ориентирован вниз и становится у голосеменных и цветковых растений главным. Боковые корни формируются на главном.

Внутреннее строение корня

Проводящая система корня (ситовидные трубки и сосуды) радиально расположена в центре корня, образуя клетками основной ткани осевой цилиндр. Пo сoсудам прoисхoдит транспoрт вoды с раствoренными в ней веществами к наземным oрганам растения oт кoрневых вoлoскoв. Между тяжами сoсудoв нахoдятся ситoвидные трубки. Oни служат для транспoртирoвки oрганических раствoрoв oт наземнoй части растения к клеткам кoрня.

Между флoэмoй и ксилемoй распoлoжена oбразoвательная ткань — камбий, клетки кoтoрoгo непрерывнo делятся, oбеспечивая рoст кoрня в тoлщину. Всасывание вoды с раствoренными в ней веществами oсуществляется в зoне кoрневых вoлoскoв. Корневой волосок — это вырост клетки, он живет около 20 дней и заменяется новым.

Клеточное строение корня

Зоны корня на продольном разрезе:

Корневой чехлик.
Зонa деления — делящиеся клетки обрaзовaтельной ткaни.
Зонa ростa — осуществляет рост корня в длину.
Зонa всaсывaния — рaсположенa выше зоны ростa. Ее поверхность покрытa выростaми нaружных клеток — корневыми волоскaми, которые всaсывaют из почвы воду с рaстворенными в ней веществaми. Корневые волоски покрыты слизью, которaя рaстворяет минерaльные чaстицы почвы, и корни прочно сцепляются с субстрaтом. В этой зоне зaклaдывaются боковые корни.
Зонa проведения — в центре корня нaходится проводящaя ткaнь, обрaзовaннaя древесиной (ксилемой) и лубом (флоэмой). Для зоны хaрaктерен постоянный рост. Нa ее долю приходится большaя чaсть длины корня. Здесь корень утолщается, благодаря делению клеток камбия. В зоне проведения корень ветвится.

Видоизменения корней.

Корнеплоды вследствие сильного разрастания паренхимы или за счет деятельности дополнительных слоев камбия происходит утолщение корня, его видоизменение в корнеплод. У редьки, свеклы и репы большая часть корнеплода образована разросшимся основанием стебля; у моркови, наоборот, главную часть корнеплода формирует главный корень. Корнеплоды приспособлены для запасания питательных веществ.

Другие видоизменения: корнеклубни (георгин), воздушные корни (кукуруза).

Корень – осевой вегетативный, в типичном случае подземный орган сосудистых растений. Он эволюционировал позднее побега и устроен проще стебля. От побега корень отличается отсутствием листьев и их зачатков и тем, что его апекс (верхушка) прикрыт чехликом. Этот орган обладает радиальной симметрией и способностью неопределённо долгого нарастания в длину благодаря деятельности апикальной меристемы. Его главная функция – обеспечение почвенного питания растения.

Кроме основной корни решают и другие задачи:

Перечисленные функции характерны для корней большинства растений. Но у многих представителей флоры крень выполняет и другие, более специфические обязанности. Это связано с его видоизменением. Строение корня бывает первичным – возникающим в результате дифференциации клеток апикальной меристемы и вторичным – являющимся результатом деятельности камбия.

Зоны молодого корня

Молодой корень содержит несколько участков, которые отличаются своим строением и функциями. Даже внешне на главных, боковых и придаточных корнях хорошо заметны 5 зон:

корневой колпачок (чехлик), или калиптра;
зона деления клеток;
зона растяжения, или зона роста;
зона созревания (всасывания, или поглощения);
зона проведения.

Между последними тремя зонами границы чётко незаметны.

Зоны корня

Корень: корневой чехлик

Он не имеет эквивалента в стеблях, состоит из двух типов тонкостенных молодых образовательных клеток:

центральных, столбчатых (апикальная корневая меристема), которые постоянно делятся и смещаются к периферии. Они носят название колумеллы, или колонки;
периферийных округлых, функционирующих всего неделю, слущивающихся ещё живыми и заменяющихся новыми.

Корневой чехлик хорошо заметен на больших корнях, его толщина у всех растений примерно одинакова, она равна 1 мм. Нет корневого чехлика только у растений-паразитов и некоторых водных обитателей. Калиптра защищает чувствительные нижележащие образовательные ткани от частичек почвы и облегчает проникновение корня в грунт. Если старый корневой чехлик повреждён или удалён искусственно, то он образуется заново.

В клетках корневого чехлика аппарат Гольджи в большом количестве выделяет слизистые вещества, которые проходят через клеточные стенки наружу. Слизь облегчает проникновение корня среди частичек почвы.

Клетки колумеллы также участвуют в восприятии гравитации. Они устроены особым образом. Ядро в них находится в центре, ЭПС на периферии, а крупные вакуоли отсутствуют. Нижние столбчатые клетки содержат амилопласты – пластиды с крахмальными зёрнами, обладающими свойствами кристаллов. Они собираются по бокам клеток и обеспечивают направление роста, ориентируясь на силу тяжести. Когда горшечное растение укладывают набок, амилопласты дрейфуют к стороне, ближайшей к источнику гравитации и корень изгибается в этом направлении.

Точная причина гравитационного ответа клеток неизвестна, но предполагают, что ионы кальция в амилопластах влияют на распределение гормона роста (в данном случае ауксина) в клетках. Рабочая гипотеза заключается в том, что электрический сигнал перемещается из столбчатых клеток в клетки, расположенные ближе к зоне деления.

Кончик корня под микроскопом

Корень: зона деления клеток

Верхушечная меристема расположена в центре кончика корня, её область защищена корневым чехликом. По аналогии с побегом она называется конусом нарастания. На живом корне её можно заметить по желтоватому оттенку клеток. Они имеют такой цвет, потому что в них нет вакуолей. Апикальная меристема содержит одну или несколько инициальных клеток, которые постоянно делятся и дают начало всем клеткам корня.

Большая часть деятельности этой зоны происходит по краям, где клетки делятся каждые 12-37 часов, достигая пика один-два раза в день. Большинство инициальных (верхушечных) клеток кубовидные с небольшим расстоянием друг между другом. У папоротников всего одна инициаль в форме пирамиды (тетраэдра). Одна делящаяся клетка также есть у некоторых плаунов. Группу клеток в середине корневой меристемы называют спокойным центром. Они делятся редко, при помощи тургорного давления придают кончику корня упругость и с силой проталкивает его между частичками почвы.

У двудольных покрытосеменных растений апикальная меристема корня образует три слоя. Из клеток нижнего слоя образуется корневой чехлик и эпиблема (ризодерма), из второго слоя формируется первичная кора, из третьего – осевой цилиндр. Но анатомо-морфологические различия между ними будут незаметны до тех пор, пока они не достигнут зоны созревания.

У однодольных корневой апекс отличается тем, что инициали нижнего слоя образуют только корневой чехлик, а ризодерма дифференцируется из самого верхнего слоя периблемы. Длина зоны деления у двудольных покрытосеменных растений равна 1 мм.

Зона деления корня

Корень: зона растяжения

В зоне растяжения клетки первичной меристемы удлиняются. Она выглядит гладкой, прозрачной и светлой. При помощи этого участка корень становится длиннее. Клетки растут за счёт увеличения вакуолей. Маленькие вакуоли сливаются, пока не займут 90 и более процентов всей клетки. Над зоной удлинения клетки больше не увеличиваются. Зрелые части корня за исключением роста в толщину остаются постоянными в течение всей жизни. Длина зоны растяжения корня достигает нескольких миллиметров. В верхнем её участке начинается дифференциация клеток, формируется ризодерма – поглощающая ткань корня и др.

Корень: зона созревания, или зона поглощения

Корень удлиняется за счёт зоны созревания. Удлинённые в зоне растяжения клетки дифференцируются в зоне созревания и становятся специфическими для первичного строения корня. Хотя они не видны до этого этапа, но как мы уже знаем, их судьба была предначертана гораздо раньше. Размер зоны поглощения равен нескольким сантиметрам. Функции этой зоны: всасывание воды с растворёнными минеральными веществами, закрепление корневой системы в почве, механическая опора верхушки корня.

Поверхностные клетки созревают в эпиблему (ризодерму) и включают в себя выросты – корневые волоски. Корневой волосок – это удлинение одной клетки ризодермы. Оболочка корневого волоска тонкая, состоит из целлюлозы и пектина и снаружи покрыта слизью, облегчающей процесс поглощения воды и ионов. По мере растяжения корневого волоска вся цитоплазма клетки, из которой он состоит сосредотачивается в его верхушке, туда же перемещается, ядро и многочисленные диктиосомы, синтезирующие слизь и вещества для наращивания оболочки клетки. Остальную часть выроста занимает длинная вакуоль. Это очень активные клетки и для их работы нужно много пластических веществ и энергии. Поэтому они содержат большое количество рибосом и митохондрий.

Количество корневых волосков зависит от экологических условий существования растения. Например, у водных покрытосеменных их нет совсем. На корне одного наземного растения может быть много миллиардов корневых волосков. Их общая площадь может доходить до 37 см². Они значительно увеличивают площадь поверхности корня. Длина корневого волоска разных растений колеблется от 0,1 мм до 10 мм. Например, у осок и злаков она равна 3 мм. А длина всех волосков одного корня может составлять нескольким километрам.

Симбиотические бактерии, способные фиксировать азот, попадают в корни бобовых растений через корневые волоски. Появляются и развиваются корневые волоски очень быстро – в течение 1-2 дней, но работают они недолго – жизнь их исчисляется днями, реже – неделями. По мере роста корня корневые волоски погибают, и зона поглощения образуется на новом участке корня. А на месте зоны всасывания формируется участок проведения.

Корень: зона проведения

Это основная часть корня, которая появляется по мере отмирания корневых волосков. Ризодерма становится экзодермой, защищающей живые клетки зоны проведения. В этом участке формируется вторичное строение корня за счёт деятельности боковых меристем, и формируются проводящие ткани. Тут образуются боковые корни, закладывается камбий, обеспечивающий рост органа в толщину.

Первичное строение корня

В зоне деления или немного выше хорошо видны границы между меристемами: периблемой (наружный отдел, происходящий от среднего слоя инициалей) и плеромой (внутренний отдел, происходящий от верхнего слоя инициалей). Ещё сохраняя характер образовательных тканей, клетки этих меристем различаются по величине и расположению.

Из периблемы возникает первичная кора, основную часть которой составляют живые паренхимные клетки с живыми оболочками. Между клетками образуется система межклетников, по которым циркулируют газы, необходимые для дыхания корня. У болотных и водных растений первичная кора превращается в аэренхиму. Наряду с этими возникают механические ткани, придающие жёсткость корню. В клетках коры происходит энергичный обмен веществ. Благодаря этому они выполняют несколько важных функций:

снабжают ризодерму пластическими веществами, синтезируя их самостоятельно;
участвуют в проведении некоторых веществ;
служат вместилищем гифов симбиотических грибов;
накапливают запасные элементы.

Эндодерма

Самый внутренний слой коры – эндодерма, она в виде непрерывного слоя окружает стелу. Эндодерма в своём развитии часто проходит три ступени. На первой ступени оболочки её клеток тонкие, они плотно прилегают друг к другу, а на их поперечных и радиальных стенках появляются утолщения. В них образуются уплотнения – пятна или пояски Каспари, в которых откладывается вещество схожее с суберином и происходит одревеснение. Пояски Каспари непроницаемы для растворов. Первичную эндодерму на первой стадии развития находят в корнях всех растений кроме плаунов. У многих высших споровых она остаётся такой в течение всей жизни. У большинства растений она получает вторичное строение.

Первичное строение корня в зоне проведения

Экзодерма

Наружные слои коры, подстилающие ризодерму, образуют другую характерную для корня ткань – экзодерму. Вначале она функционирует как ткань, регулирующая прохождение веществ. После отмирания ризодермы она оказывается на поверхности корня и становится покровной защитной тканью.

Формируется экзодерма как однослойный (реже несколько слоёв) эпидермис, лежащий непосредственно под ризодермой. Сначала она состоит из живых паренхимных клеток, плотно прилегающих друг к другу. Вскоре по всей их внутренней поверхности откладывается слой суберина. Но в отличие от пробки, клетки экзодермы остаются живыми. Среди клеток этой ткани остаются пропускные неопробковевшие клетки.

Экзодерма хорошо выражена в корнях однолетних растений, длительное время сохраняющих первичное строение. В них она выполняет функцию покровной ткани. В корнях двудольных и голосеменных растений быстро возникает камбий, вся кора отмирает, а на её месте появляется перидерма.

Стела

Осевой, или центральный цилиндр (стела) возникает из верхнего слоя инициалей зоны деления (плеромы). Уже вплотную к зоне деления самый наружный слой стелы образует перицикл, клетки которого долго сохраняют способность делиться. В нём закладываются боковые корни, поэтому перицикл часто называют корнеродным слоем. Клетки перицикла участвуют в формировании вторичной структуры корня, позже они образуют камбий и феллоген. Под перициклом размещаются клетки прокамбия.

Внутрь от образовательных клеток формируются проводящие ткани. Флоэма (луб) начинает развиваться раньше ксилемы почти вплотную к зоне деления. Первые ситовидные элементы, лишённые сопровождающих клеток, возникает около перицикла и составляют протофлоэму. Следующие по времени возникновения элементы флоэмы формируются ближе к центру корня и составляют метафлоэму. Протофлоэма и метафлоэма вместе составляют первичную флоэму.

Ксилема (древесина) начинает формироваться позднее. Её первые элементы (протоксилема) закладывается в зоне растяжения. Они представлены спиральными и кольчатыми элементами. Протоксилема появляется вплотную к перициклу и группы её клеток чередуются с группами клеток флоэмы. Следующие элементы ксилемы (метаксилема) развиваются ближе к центру корня и состоят из сетчатых или пористых элементов. Ксилема в своём развитии обычно обгоняет флоэму и занимает центр корня.

На поперечном разрезе первичная ксилема образует звезду, между лучами которой располагаются клетки флоэмы. У звезды может быть разное количество лучей – 2 или много. Чередование ксилемы и флоэмы по периферии стелы составляет очень характерную особенность, по которой корень резко отличается от стебля. В самом центре корня кроме ксилемы могут находиться механическая ткань и паренхима.

Вторичное строение корня

Корень во вторичном строении имеет на поперечном срезе следующие слои:

перидерму, большую часть которой занимает пробка;
вторичную кору, состоящую из вторичной флоэмы и паренхимных клеток;
камбий – образовательную ткань;
центральную часть, в составе которой выделяют вторичную ксилему, остатки первичной ксилемы и лучи паренхимы.

Первичная структура сохраняется в корнях до начала утолщения с помощью вторичных боковых меристем: камбия и феллогена. Камбий возникает в корнях голосеменных и большинства двудольных покрытосеменных растений между ксилемой и флоэмой. Он образуется из клеток паренхимы, а позже превращается в непрерывное камбиальное кольцо, дополненный клетками перицикла. Он откладывает наружу вторичную флоэму, а внутрь – вторичную ксилему. У многолетних древесных растений корни могут достигать значительной толщины, но годичные кольца в них выражены слабо. Поэтому установить возраст корня по его анатомическому строению очень трудно.

Постоянные ткани коры не выдерживают утолщения корня. Они слущиваются и заменяются вторичной покровной тканью – перидермой. Она образуется благодаря работе феллогена (пробкового камбия). Феллоген образуется в перицикле. Клетки коры, отрезанные от внутренних живых тканей, отмирают. Появление пробки придаёт корню бурую окраску. По этому изменению можно узнать о месте вторичного строения корня.

Вам будет интересно

Строение растений очень разнообразно и отличаются даже в пределах одного вида. Древнейшие представители флоры, многие…

Хлопковые, льняные, синтетические — это ткани, из которых люди шьют себе одежду. Она нужна им…

В ботанике листья – это вегетативные органы, части побега сосудистых растений. В норме они развиваются…

Сфагнум, болотный или белый мох образует болота, служит основой торфообразования. У него множество применений. Но…

Понятие о строение семян предполагает усвоение понятие об органах растений вообще. У растений, как и…

Читайте также: