Органы растений корень типы корневых систем

2. Виды корней, типы корневых систем и видоизменения корня. Функции корня. Внутреннее строение корня.

Корень является осевым органом, обладает положи­тельным геотропизмом, неограниченным ростом и выпол­няет следующие функции:

— закрепляет растение в почве;

— поглощает воду и растворы минеральных солей и проводит их в надземные органы;

— служит депо запасных питательных веществ (свекла, морковь);

— синтезирует биологически активные вещества (гор­моны, алкалоиды, витамины, аминокислоты);

— выделяет в почву различные кислоты (угольную, яб­лочную);

— осуществляет симбиоз с другими организмами;

— является органом вегетативного размножения. Количество корней у одного растения может быть очень большим, сотни, тысячи, а иногда и несколько миллионов. Степень их развития зависит от условий окружающей среды. Совокупность всех корней одного растения называется корневой системой. Ее составляют разновидности корней: главный, боковые и придаточные.

Главный корень развивается из корешка зародыша при прорастании семени. Боковые корни являются разветвлениями главного или придаточных корней. Придаточные корни образуются на стеблях, у некоторых растений на листьях (на этом свойстве основано размножение черенка ми; окучивание картофеля способствует развитию прида­точных корней).

Корневая система, в которой хорошо выражен главный корень, называется стержневой.

Она харак­терна для большинства двудольных растений (щавель, подсолнечник, клевер). Если зародышевый корешок рано отмирает или рост его приоста­навливается, а корневая система состоит из массы придаточных и боковых корней, она носит назва­ние мочковатой. Моч­коватая корневая система харак­терна для однодольных и травя­нистых двудольных растений (хлебные злаки, лук, чеснок, тюльпан).

Размеры корневой системы у разных растений различны. Кор­ни яблони проникают в почву на глубину 3-4 м, а в стороны от ствола — до 15 м, у клевера и пше­ницы на глубину до 2 м; у расте­ний водоемов они располагаются близко к поверхности почвы.

У некоторых растений разви­ваются надземные корни следую­щих типов:

— воздушные орхидеи) — обра­зуются на стеблях свисают вниз;

— ходульные, (мангровые расте­ния тропиков)- отходят от ствола, достигают Поверхности, почвы и внедряются в нее;

— дыхательные (болотные растения тропиков) — под­нимаются над поверхностью болота и обеспечивают дыха­ние растений;

— корни-подпорки (у болотных растений).

По форме корни довольно однообразны: цилиндриче­ские (хрен), конические (одуванчик) или нитевидные (пшеница, подорожник). Внутреннее строение можно рас­смотреть на продольном и поперечном срезах корня.

На продольном срезе растущего корня можно выделить следующие зоны: зону деления клеток, зону роста, зону всасы­вания и зону проведения. Любой корень — главный, боковой или придаточный — растет своей верхушкой, где находится образовательная, ткань (верхушечная меристела), клетки которой интенсивно делятся. Зона деления (конус нарастания) с мелкими тонкостенными заполнен­ными цитоплазмой клетками прикрыта корневым чехликом (длиной около 1 мм). Его клетки выполняют защит­ную функцию, выделяют слизь, которая облегчает про­движение корня в почве, и определяют направление роста корня (положительный геотропизм). Клетки корневого -чехлика недолговечны. Они быстро отмирают, слущиваются и постоянно заменяются новыми. Перестав делить­ся, клетки зоны деления вытягиваются вдоль оси корня и увеличиваются: в размерах. Они составляют следующую зону — зону растяжения, или роста. На расстоянии 2-3 мм от кончика корня находится зона всасывания, или зона корневых волосков. Корневые волоски хорошо заметны невооруженным глазом у некоторых проростков (горох, пшеница), имеют вид легкого пушка. Они образуются из клеток первичной покровной ткани корня (эпиблемы). Корневой волосок представляет собой выпячивание (до 10 мм длиной) клетки кожицы корня. Он покрыт клеточной обо­лочкой, под которой находятся цитоплазма, ядро, лейко­пласты, вакуоль с клеточным соком, митохондрии. Корневые волоски живут 10-20 суток, а затем отмирают. По мере роста корня образуются новые корневые волоски. Проникая между частицами почвы, они всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества. За зоной вса­сывания следует зона проведения, по клеткам которой во­да с минеральными солями передвигается к стеблю. В этой зоне начинается ветвление главного корня и появление боковых корней.

На поперечном срезе молодого корня определяется первич­ное его строение: наружный слой — покровно-всасывающая ткань (ризодерма, эпиблема), средний — первичная кора, в центре — осевой цилиндр, или стела. Эпиблема корня – кожица с корневыми волосками — выполняет как покров­ную функцию, так и функцию всасывания воды и мине­ральных веществ из почвы.

Первичная кора состоит из экзодермы, мезодер­мы и эндодермы. Клетки экзодермы расположены плотно, в несколько рядов. Их оболочки пропитаны суберином и лигнином и непроницаемы для воды и газов. Вода и мине­ральные вещества проходят по пропускным клеткам с тонкими целлюлозными стенками, которые расположены под корневыми волосками. Мезодерма — это паренхима первичной коры. Ее клетки живые; они выполняют за­пасающую функцию и про­водят воду и минеральные соли от корневых волосков в центральный осевой ци­линдр. Эндодерма — это вто­рой слой коры из клеток, рас­положенных в один ряд. Их стенки могут быть утолщен­ными или тонкими.

Наружный слой стелы (центрального осевого ци­линдра) состоит из клеток перицикла (образователь­ная ткань, зачатки боковых корней и придаточных по­чек). В стеле элементы пер­вичной флоэмы чередуются с лучами первичной ксилемы.

У споровых и растений класса Однодольные первич­ная структура корня сохра­няется в течение всей жизни, у голосеменных и двудоль­ных — до появления камбия и начала утолщения корня.

Вторичное строение корня формируется с появлением прослоек камбия из тонкостенных клеток паренхимы цент­рального цилиндра под участками первичной флоэмы. К центру камбий откладывает клетки вторичной ксилемы (древесины), а к периферии — элементы вторичной флоэмы (луб). В перицикле появляется на пробковый камбий (феллоген), который наружу откладывает клетки вторичной по­кровной ткани — пробки. Пробка изолирует первичную ко­ру от проводящих тканей, она отмирает и сбрасывается. Ко­рень вторичного строения содержит пробку и вторичную кору, камбий и ксилему с сердцевинными лучами.

Для нормального роста корня необходимо обеспечение его растворами минеральных веществ и в достаточном ко­личестве — водой. Почва должна быть взрыхленной, чтобы в нее свободно поступал воздух, обеспечивая дыха­ние корней, и достаточно теплой.

Поступление раствора минеральных веществ в корневой волосок происхо­дит благодаря разности их концентраций в клеточном соке и в почве (посред­ством диффузии и актив­ного транспорта). Далее эти растворы продвигают­ся по паренхиме от клеток с меньшей сосущей силой к клеткам с большей сосущей силой. Величина сосущей силы определяется раз­ностью осмотического и тургорного давления. Различие в концентрации солей создает осмотическое давление, ко­торое обусловливает диффузию веществ через клеточную оболочку. Тургорное давление — это давление, которое ока­зывает живое содержимое клетки на ее оболочку. Движе­ние раствора минеральных солей от корня вверх по сосу­дам обеспечивается корневым давлением, которое с силой выталкивает раствор из клеток корня в сосуды, и испаре­нием воды листьями.

Растения в теплицах можно выращивать без почвы, на водной среде, содержащей все необходимые им элементы. Такой способ получил название гидропоники. Существует также способ аэропоники — воздушной культуры, когда корневая система находится в воздухе и периодически опрыскивается питательным раствором.

Источник

Корень — осевой вегетативный орган растения. Виды корней. Типы корневых систем. Метаморфозы корней.

Метаморфозы: Метаморфозами называют наследственно закрепленные видоизменения органов, связанные со сменой их основных функций. Одним из наиболее интересных явлений в биологии корня является его взаимовыгодное сожительство с грибами. Это явление имеет специальное название — Микориза (Грибокорень). Микориза характерна для подавляющего большинства цветковых растений (вероятно, не менее 90 %). Корнеплод — обычно в корнях растений откладывается определенное количество запасных питательных веществ, но в некоторых случаях запасающая функция бывает гипертрофированна и выступает на первый план. При этом корни утолщаются, становятся мясистыми. Она особенно характерна для двулетних растений: свекла, редька, морковь, и многие другие. Утолщения в виде Корневых шишек встречаются и у растений с мочковатой корневой системой, например, у георгина.

Корни-прицепки – у многих лазящих растений, плюща.

Из корней с особыми функциями можно назвать ходульные корни, служащие для опоры деревьев; корни-прицепки; воздушные корни, способные поглощать воду из атмосферы; дыхательные корни, которые поглощают воздух; зеленые ассимилирующие корни, содержащие в клетках хлоропласты.

Зоны корня. Анатомическое строение корня: первичное, вторичное.

Зоны: В молодом корне различают: деления, растяжения, всасывания, проведения

К зоне деления относят верхушку конуса нарастания, где происходит активное митотическое деление клеток.Эта зона состоит из тонкостенных паренхимных клеток первичной меристемы, прикрытых корневым чехликом.

В зоне растяжения клетки меристемы увеличиваются в размере( в силоу оводнения), вытягиваются в длину, и деление клеток постепенно пректращается.Из-за вытягивания кл-к осуществл. Рост корня в длтну и передвижение его в почве.За счет сохранения меристемной активности зону деления и роста можно объединить в одну-Зону роста. Ее протяженность неск. Мм.

Зона всасывания, протяжен. От нескольких мм до неск см. Харрактеризуется наличием корневых волосков(выросты кл-к ризодермы). Волоски увели. Всасывающую пов-сть.(воду и мин. Вещ-ва), но они не долговечны(живут10-20 дней) новые волоски образ. Под зоной всасывания а отмирают над зоной всасывания.

Зона проведения(укрепления) тянется вплоть до корневой шейки и составляет большую часть протяженности корня. В это зоне идет интенсивное ветвление главного корня и появляются боковые корни.

Первичное строение корня характеризуется наличием трех систем тканей — покровно-всасыпающей эпидермы с корневы­ми волосками (эпиблемы), первичной коры и центрального цилинд­ра Эпиблема Выполняет всасывающую и защитную функции, состо­ит из одного слоя тонкостенных, плотно сомкнутых клеток с корне­выми волосками, не имеет устьиц, толстой кутикулы и трихом. Первичная кора,Лежащая под элиблемой, подразделяется на эк­зодерму, мезодерму и эндодерму.Экзодерму Составляет 3—4 слоя круп­ных, плотно сомкнутых клеток с частично опробковевшими оболочками. Выполняет защитную и опорно-пропускную функции.Мезодерма — многослойная запасающая часть, составляет основную массу первичной коры. Мезодерма выполняет также транспортную и воздухоносную функции. Эндодерма — самый внут­ренний, обычно однорядный слой первичной коры, граничащий с центральным цилиндром, выполняющий опорно-пропускную функцию. Центральный, Или Осевой, цилиндр Занимает сре­динную часть корня, окружен кольцом перицикла, из которого фор­мируются боковые корни, В корне нет настоящей сердцевины. В центре могут находиться сосуды, склеренхима, иногда — запасаю­щая паренхима, образующая Ложную сердцевину Вторичное строение корня формируется благо­даря появлению и функционированию вторичных боковых меристем — камбия и феллогена Камбий образуется из перицикла над лучами первичной ксилемы и из прокамбия или паренхимы под фло­эмой. Кнаружи деляшийся камбий откладывает вторичную флоэму, а к центру — вторичную ксилему. Первичная ксилема оттесняется к оси корня, а первичная флоэма — к периферии центрального цилиндра. Вторичное строение корня может быть пучкового типа или беспучкового Пучковый тип Формируется в том случае, если межпучковый камбий, образовавший­ся над лучами первичной ксилемы, продуцирует паренхиму сердце­винных лучей, а пучковый камбий, лежащий под флоэмой,— вторич­ную флоэму и ксилему коллатерального или биколлатерального про­водящего пучка. При Беспучковом типе Строения кольцо камбия образует сплошные кольца ксилемы и флоэмы. Вторичные преобразования в первичной коре корня связаны с де­ятельностью феллогена. Если он возникает из перицикла, то пробка, образующаяся кнаружи, изолирует первичную кору, и она отторгает­ся, слущивается Если феллоген образуется из паренхи­мы мезодермы, что встречается редко, то часть первичной коры, ле­жащая под феллогеном, сохраняется. У древесных растений корень обычно беспучкового типа и в дре­весине формируются кольца годичного прироста Годичное Кольцо — это совокупность тканей, образованных камбием за один вегетационный период. Покровной тканью корней древесных может быть перидерма или корка. Наличие в центре органа радиального проводящего пучка, склерен­химы или сосудов первичной ксилемы отличает корень от стебля и кор­невища, у которых центральную часть занимает настоящая сердцевина.

Источник