23. Вегетативные органы высших растений. Строение и функции корня.
Корень – один из основных вегетативных органов высших растений, служащий для прикрепления растения к субстрату, поглощения из него воды и минеральных веществ. Кроме того, в корнях синтезируются различные органические вещества (аминокислоты, гормоны роста, алкалоиды и др.), которые затем перемещаются в другие органы растений или остаются в самом корне в качестве запасных питательных веществ. У некоторых растений (корнеотпрысковые растения) корень выполняет функцию вегетативного размножения.
Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени, называется главным. От него отходят боковые корни, способные к ветвлению. Корни могут также формироваться из надземных частей растения – стебля или листьев; такие корни называются придаточными. Совокупность всех корней растения составляет корневую систему. Различают стержневую (хорошо развитый главный корень, он длиннее и толще других) и мочковатую (главный корень отсутствует или не выделяется среди придаточных). Стержневая корневая система характерна главным образом для двудольных растений, мочковатая – для однодольных.
Корень растет в длину благодаря делению клеток верхушечной (апикальной) меристемы (ткань, клетки которой постоянно делятся). Кончик корня покрыт в виде наперстка корневым чехликом, защищающим клетки апикальной меристемы от механических повреждений. На продольном разрезе кончика корня можно выделить несколько зон: зону деления, зону роста (растяжения), зону всасывания и зону проведения.
Зона всасывания состоит из эпиблемы (эпидермы), первичной коры и осевого цилиндра. Часть клеток эпиблемы вытянута в корневые волоски, с помощью которых корень поглощает частички почвы. Клетки первичной коры после отмирания выполняют защитную функцию. Осевой цилиндр состоит из проводящей системы, окруженной снаружи кольцом живых клеток перицикла, способного к меристематической деятельности. За счет деления клеток перицикла образуются боковые корни. Внутрь перицикла идет основная паренхимная ткань центрального цилиндра, в которой размещается проводящий пучок радиального строения: радиально расположенные участки ксилемы чередуются с участками флоэмы.
- Прикрепление к субстрату.
- Поглощение из субстрата воды и минеральных веществ.
- Синтез органических веществ.
- Вегетативное размножение (у некоторых видов).
- Накопление питательных веществ (в результате образуются корнеплоды и корневые клубни или шишки)
24. Вегетативные органы высших растений. Строение и функции листа.
Лист — один из основных органов высших растений, занимающий боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (испарение воды растением) и газообмена (доставка к тканям и выведение из них диоксида углерода и кислорода). Листья весьма разнообразны по форме и внутреннему строению. У двудольных они обычно состоят из пластинки и стеблевидного черешка. Листья, лишенные черешков, называются сидячими. У большинства однодольных основание листа расширено в охватывающее стебель влагалище. Расположение листьев на стебле может быть спиральным (очередным), супротивным (попарным) или мутовчатым (по три или более листьев в узле). Типичное анатомическое строение листовой пластинки отражает ее приспособленность к выполняемым функциям. С обеих сторон она покрыта кожицей (эпидермисом). Наружные клетки кожицы покрыты слоем воскоподобного вещества – кутина, предохраняющего лист от перегрева и излишнего испарения воды. В клетках кожицы нет хлоропластов, поэтому они беспрепятственно пропускают свет в основным тканям листа, прежде всего к хлорофиллоносной паренхиме (хлоренхиме). Эта ткань образует мякоть листа, или мезофилл, в клетках которого сосредоточены хлоропласты и происходит фотосинтез. Мезофилл чаще всего дифференцируется на палисадную (столбчатую) и губчатую паренхиму. Остальные ткани обеспечивают нормальную работу мезофилла. Покровная ткань – эпидермис – регулирует газообмен и транспирацию.
Источник
Корень
- Опорная функция — закрепляет растение в почве (заякоривание)
- Всасывание воды и растворенных в ней минеральных веществ из почвенного раствора
- Синтез органических веществ — в клетках корня происходит образование важных для растения соединений (алкалоиды, гормоны, аминокислоты)
- Запасание питательных веществ — корень накапливает крахмал, масла
- Вегетативное размножение — может осуществляться частями корня
Иногда на корнях закладываются придаточные почки — так называют почки, которые закладываются вне типичных мест развития почек (вне пазухи листа и верхушки побега). Из них прорастают побеги, часто называемые корневой порослью или корневыми отпрысками.
Клубеньковые (азотфиксирующие) бактерии объединяются на корнях в особые образования — клубеньки. Эти бактерии способны преобразовывать атмосферный азот (молекулярное вещество) в азотсодержащие сложные вещества, которые усваиваются растениями. С мицелием грибов корень образует симбиоз, который называется микориза (или грибокорень).
Корневая система и происхождение корней
- Стержневая корневая система
Хорошо выражен, развит главный корень, выделяется на фоне остальных корней. Боковые и придаточные корни не выделяются, занимают по отношению к главному подчиненное положение. Характерна для двудольных растений: клевера, одуванчика лекарственного, лопуха большого.
Главный корень не развит или быстро отмирает, преобладают придаточные корни, растущие от побега. Корни равнозначны между собой. Мочковатая система характерна для большинства однодольных растений: лук репчатый, злаки. Для некоторых двудольных: подорожник большой, лютик едкий.
Можно отличить главный корень, он выделяется по размеру. Однако, хорошо развиты множественные придаточные и боковые корни. Смешанная корневая система характерна для клубники, земляники.
Зоны корня
Зоны корня являются отражением его роста и развития. Я всегда говорю учениками, что воображение — это самое важное. Представьте корень, растущий вглубь почвы. Он сталкивается со множеством проблем и задач, которые зоны корня помогают решать. По мере роста вглубь, зоны корня сменяют друг друга в направлении роста. Итак, какие же зоны корны выделяют?
Это зона представлена мелкими, быстро делящимися клетками верхушечной (апикальной) меристемы, расположенной на верхушке конуса нарастания. Такие молодые клетки особенно уязвимы, поэтому с целью защиты зону размножения покрывает корневой чехлик. Его клетки постоянно погибают от соприкосновения с почвой, образуя слизистый чехол, способствующий росту корня вглубь почвы и снижающий трение о почву.
Корневой чехлик у злаковых растений образуется из меристематических клеток, совокупность которых называется калиптрогеном. У двудольных растений имеется дерматокалиптроген, из которого помимо корневого чехлика развивается протодерма, из которой далее дифференцируется ризодерма (эпиблема).
В этой зоне поделившиеся «молодые клетки — взрослеют», набирают цитоплазматическую массу, увеличиваются в размерах. Именно за счет их роста зона деления корня проталкивается вглубь почвы, что и обеспечивает рост корня.
Здесь происходит дифференцировка клеток, формируются основные типы тканей. Клетки ризодермы (эпиблемы) образуют корневые волоски — волосовидный вырост. Важно отметить, что корневой волосок это вырост одной клетки. Однако клеток очень много, и в совокупности все их корневые волоски существенно увеличивают площадь всасывания корня. Врастая в почву, корневые волоски выполняют одну из важнейших функций корня — всасывание воды и растворенных в ней минеральных солей из почвенного раствора. По длине зона всасывания занимает 1-1,5 см.
По мере роста корня вглубь почвы корневые волоски отпадают, когда-то активная зона всасывания теперь становится другой крайне важной зоной — проведения. По протяженности зона проведения корня превосходит все остальные: она тянется вплоть до корневой шейки — места перехода корня в стебель, достигает десятков сантиметров.
Пикирование (пикировка) корня
Это удаление верхушки главного корня вместе с зоной размножения. Таким образом садоводы останавливают рост главного корня и стимулируют развитие боковых и придаточных корней, корневая система получается разветвленной, и растение дает хороший урожай.
Корневое дыхание
В корнях идет процесс дыхания, подобно тому, как и в других органах. Для нормального роста и развития к корню должен поступать свежий воздух, содержащий кислород. При плохой структуре почвы ее насыщение водой приводит к настоящему кислородному голоданию корней — асфиксии, и далеко не все растения устойчивы к этому явлению. Есть виды, которые совершенно не переносят затоплений и требуют хорошей аэрации почвы — дуб черешчатый, бук.
Отметьте для себя важность аэрации корней растения, посмотрев на следующий опыт. С помощью груши в левой части рисунка в воду накачивают воздух, частично растворяющийся в воде — корни получают кислород, растение развивается. Справа корневое дыхание затруднено, развитие растения замедлено, и, если асфиксия корней продолжится, растение погибнет.
Видоизменения корней
Запасающий орган, в котором складируется крахмал, сахароза, белки, клетчатка, минеральные соли. Формируется корнеплод из главного корня и основания стебля побега. Корнеплод характерен для двулетних растений: свеклы, петрушки, брюквы, моркови.
В первый год жизни у них формируется корнеплод с запасом питательных веществ, к осени надземная часть отмирает. Следующей весной растение «оживает» именно благодаря запасу веществ в корнеплоде с прошлого года. На второй год растения плодоносят и цветут, после чего отмирают полностью.
Представляют собой видоизменения боковых и придаточных корней. Выполняют запасающую функцию. Внешне утолщены и напоминают клубни. Имеются у чистяка, ятрышника, георгина, батата (сладкий картофель).
Некоторые растения образуют корни в воздушной среде. Воздушные корни встречаются у лиан и эпифитов, растущих в условиях тропиков, где воздух настолько влажный, что из него в буквальном смысле можно всасывать воду, что и делают воздушные корни. Многослойная покровная ткань воздушных корней подобно губке впитывает воду из влажного воздуха. Имеются у тропических папоротников, орхидеи, монстеры.
Слово эпифиты происходит от греч. ἐπι- — «на» и φυτόν — «растение», так обозначают растения, прикрепленные или произрастающие на других растениях, при этом совершенно не получающие от них питательных веществ, то есть явление паразитизма исключается.
Это видоизмененные придаточные корни, выполняющие опорную функцию. Они прикрепляют растения к объектам окружающей внешней среды: стволам деревьев, фасадам зданий, корни прицепки помогают занять растению наиболее благоприятное с точки зрения освещенности место. Яркий примеры — плющ, ваниль.
Видоизмененные придаточные одревесневшие корни, растут на стволах и ветвях до почвы, у ее поверхности сильно разветвляются, тем самым «подпирая» растение. Придают опору растению и его ветвям, закрепляют его в почве. Встречаются у тропических растений: баньян, фикус.
Формируются у растений, произрастающих в воде или на болоте, в качестве механизма адаптации к недостаточному снабжению корней воздухом. Они приподнимаются над поверхностью воды и поглощают воздух. Такие корни имеет болотный кипарис (таксодиум).
Образуются на стволах деревьев для опоры. Могут поддерживать ствол дерева над уровнем воды при затоплениях, укрепляют растение в иле или песчаном грунте приливной полосы морских побережий. Имеются у пандануса.
Видоизменения корней растений-паразитов, с помощью которых они высасывают питательные вещества из клеток растения-хозяина. Эти корни внедряются в стебли других растений и поглощают их соки: воду, растворенные в ней минеральные вещества, органические вещества. Имеются у повилики и заразихи. У омелы, погремка тоже имеются корни-присоски, но они всасывают только воду и растворенные в ней соли.
Бактериальные клубеньки представляют собой видоизмененные боковые корни, которые образуются в результате симбиоза растения и азотфиксирующих бактерий.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник