Корни обеспечивают растениям в основном рост и размножение

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Ботаника- это наука о растениях; раздел в биологии, изучающий разнообразие растительного мира Земли, его происхождение, развитие и распространение.

Признаки и значение растений. Высшие и низшие растения

Характерные признаки растений:

автотрофный тип питания: растения способны синтезировать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза
относительная неподвижность организма и его и связь с субстратом
наличие пластид: хлоропластов, хромопластов и лейкопластов в клетках
большая поглощающая поверхность тела (большое количество листьев, корневая система)
рост в течение всей жизни
проявление раздражимости
особенности строения клеток: наличие жесткой клеточной оболочки из целлюлозы, центральной вакуоли, пластид
запасное вещество- крахмал

Высшие и низшие растения

По морфологической организации выделяют две группы растений: высшие и низшие:

Тело низших растений не разделено на органы и ткани, оно представлено одной клеткой или слоевищем (талломом)- многоклеточное образование.

Большинство низших растений обитает в воде.

К низшим растениям относятся только водоросли.

Высшие растения имеют органы и ткани, что позволяет им обитать не только в воде, но и на суше.

Значение растений в природе:

выделение кислорода
переводят энергию Солнца в энергию химических связей в ходе фотосинтеза (космическая роль растений)
начальное звено цепей питания: выполняют роль продуцентов в экосистеме

Значение в жизни человека:

пища
для украшения- декоративное значение
деревья используются в строительстве
топливо
сырье для текстильной, химической, бумажной, парфюмерной и косметической промышленности
изготовление лекарственных веществ

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Ткани растений

Ткань- это совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по строению, происхождению и выполняемой функции.

У растений выделяют следующие типы тканей:

образовательные
покровные
проводящие
механические
основные
выделительные

Образовательные ткани (меристемы).

Эти ткани обеспечивают рост растений за счет образования новых клеток.

Возникающие из меристем клетки дифференцируются и дают начало всем тканям растений.

Камбий- образовательная ткань в стеблях и корнях преимущественно двудольных и голосеменных растений, дающая начало вторичным проводящим тканям и обеспечивающая их прирост в толщину.

Покровные ткани.

Они располагаются на поверхности органов растений.

барьерная
защита от высыхания
защита от повреждения и поедания животными
газообмен
испарение воды
поглощение веществ

Эпидерма, или кожица находится на поверхности листьев, молодых стеблей, цветков.

Снаружи кожицы находится кутикула- восковой налет.

Клетки эпидермы живые очень прочно соединены друг с другом, межклеточное вещество практически отсутствует.

Устьица состоят из замыкающих клеток с неравномерно утолщенными оболочками, между которыми находится устьичная щель.

Эта щель может изменять свой просвет, регулируя транспирацию и газообмен.

Днем, во время фотосинтеза, устьичная щель открывается.

Ближе к вечеру интенсивность фотосинтеза падает, происходит отток ионов и воды из замыкающих клеток, их объем уменьшается и устьичная щель закрывается.

Трихомы (волоски)- это наружные выросты эпидермы.

Ризодерма (эпиблема)- первичная покровная ткань молодого корня.

Перидерма- это вторичная покровная ткань, образуется на стебле и корне и состоит из нескольких слоев клеток.

В перидерме выделяют три части:

пробку (клетки пробки мертвые и плотно прилегают друг к другу)
феллоген (вторичная меристема, благодаря которой, перидерма растет в толщину)
феллодерму (выполняет функцию питания феллогена)

В пробке есть участки с рыхло расположенными клетками- чечевичками (служат для газообмена).

Корка (ритидом) состоит из чередующихся слоев пробки и прочих отмерших тканей коры.

Механические ткани.

защитная
поддержание определенного положения органов в пространстве

Колленхима- это первичная механическая ткань молодых побегов, которая состоит из живых клеток с неравномерно утолщенными клеточными стенками.

Ее клетки не одревесневают, чаще всего находится непосредственно под эпидермой.

Склеренхима состоит из мертвых клеток, с очень толстыми, равномерно утолщенными и одревесневшими оболочками, находится сразу под покровными тканями или располагается около проводящих тканей.

Может быть двух видов:

волокна в составе флоэмы, называются лубяными, а входящие в состав ксилемы- древесинными (также входят в состав проводящей ткани)
склереиды группы клеток образуют- скорлупу ореха, косточки сливы, а поодиночке в виде идиобластов (плоды груши)

У водных растений механические ткани развиты слабо или не развиты вообще.

Проводящие ткани.

Основная функция- транспорт веществ по растению.

Проводящую ткань образуют:

ксилема (древесина) осуществляет передвижение минеральных веществ снизу-вверх, от корней к листьям (восходящий ток) поднимается вода с растворенными в ней минеральными веществами
флоэма (луб) осуществляет передвижение сверху вниз органических веществ (нисходящий ток); но они могут двигаться и вверх (например, к цветкам, плодам или на вершину побега)

Выделительные ткани.

удаление продуктов обмена веществ и излишней воды
накопление и изоляция от других органов продуктов обмена веществ

Виды выделительной ткани:

млечники- это живые клетки, содержащие в вакуолях млечный сок, обычно белого цвета (у чистотела- ярко-оранжевый)
железистые волоски- это производные эпидермы, они содержат различные вещества, в том числе жгучие (крапива).
нектарники выделяют сахаристую жидкость для привлечения насекомых-опылителей
клетки-идиобласты рассеяны внутри органа, они накапливают различные вещества (оксалат кальция, слизи и т. п.), в том числе ядовитые

Основные ткани:

ассимиляционная ткань (фотосинтезирующая) отвечает за фотосинтез, в клетках содержится большое число хлоропластов
запасающая ткань находится чаще всего в корнях и побегах или в специализированных органах (клубни, луковицы или корневища)
воздухоносная (аэренхима)- это ткань с сильно развитыми межклетниками, основная функция которой - вентиляция; наиболее сильно она развита у растений, погруженных в воду или обитающих на болоте
водоносная- это ткань, чаще всего развивающаяся у растений, обитающих в условиях недостаточного увлажнения (кактусы, агавы, алоэ), основная функция - запасание воды

Давайте посмотрим на срезы ствола дерева.

По слоям это выглядит так:

С учетом клеточного строения мы видим следующие составные части ствола:

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Органы цветкового растения

Выделяют следующие органы цветкового растения:

Вегетативные органы- части растения, выполняющие основные функции питания и обмена веществ с внешней средой, т. е. обеспечивают его существование.

Генеративные органы- части растения, которые осуществляют семенное размножение растений; иначе говоря, это органы, служащие для размножения растения.

Вегетативные органы

Корень

Корень- осевой, чаще подземный, вегетативный орган растения.

На корнях растений никогда не образуется семян, плодов, цветков и листьев.

Функции:

минеральное питание растений: поглощение воды и минеральных веществ
опора для растения
запас питательных веществ (например, крахмала, сахаров)
втягивающая: способствует затягиванию семени в почву при прорастании

Виды корней

Главный корень- корень, развивающийся из зародышевого корешка при прорастании семени.

Боковые корни- корни, которые развиваются на главном или придаточных корнях.

Придаточные корни- корни, которые развиваются от стеблей растений.

Корневые системы- совокупность всех корней:

стержневая корневая система- корневая система, при которой хорошо выражен главный корень; характерна для большинства двудольных растений.
мочковатая стержневая система - корневая система, где главный корень развит слабо или отсутствует, состоит из массы придаточных и боковых корней.

Строение корня на продольном срезе зоны корня:

Поглощение корнями воды и минеральных солей происходит всеми зонами корня, но наиболее активно идет в зоне всасывания, благодаря многочисленным корневым волоскам.

Из корневых волосков вода и минеральные соли попадают в кору корня, а из нее в ксилему, по которой осуществляется дальнейший транспорт в стебель.

Поглощение корнем почвенного раствора:

1) Сосущая сила- сила, с которой вода проникает внутрь клетки (за счет разности осмотического и тургорного давления).

Осмотическое давление- давление почвенного раствора на стенку корневого волоска.

Тургорное давление- давление содержимого клетки на клеточную оболочку изнутри.

2) Корневое давление: давление в проводящих сосудах корней растений.

Сосуды ксилемы- это капилляры, по которым вода поднимается на некоторую высоту, благодаря чему и формируется корневое давление.

Дыхание корней

Корень поглощает кислород и выделяет углекислый газ в процессе дыхания.

Это подтверждается следующим опытом: если в пробирку на некоторое время поместить корень растения, затем вынуть его и опустить в пробирку горящую спичку, то спичка практически мгновенно погаснет.

Видоизменения корня:

корнеплоды- питательные вещества откладываются в главном корне (морковь)
корневые клубни- питательные вещества откалываются в боковых и придаточных корнях
воздушные корни (орхидеи)
корни- присоски (гаустории) у растений паразитов
микориза- симбиоз корней покрытосеменных с грибом
клубеньки небольшие утолщения на корнях многих растений, в первую очередь бобовых, в которых находятся симбиотические азотфиксирующие бактерии

Условия прорастания корня:

дыхание- рыхление почвы
всасывание воды и минеральных веществ- полив и удобрение
рост- культивация почвы
пикировка- процесс прищипывания верхушки главного корня, для лучшего разрастания боковых корней, что делает корневую систему более мощной

Побег

Побег- это стебель с расположенными на нем листьями, почками, цветами, плодами.

На стебле различают:

узел- место прикрепления почки или листа к стеблю
междоузлие- участок стебля между узлами; пазуха листа- угол между листом и лежащим выше участком стебля

Почка- это зачаточный побег.

Снаружи она покрыта плотными чешуйками.

В центре почки имеется зачаточный стебель с прикрепленными к нему зачаточными листьями.

Из листовых почем образуются листья и побеги.

Цветочные почки крупнее листовых, из них образуются цветки и соцветия.

Видоизменения побега можно разделить на надземные и подземные.

К надземным видоизменениям побега относятся:

колючки (боярышник)- защитная функция
усы- тонкие ползучие стебли с удлиненными междоузлиями (земляника; клубника)
усики (виноград, тыква. огурец)- видоизмененные боковые побеги

К подземным видоизменениям побега относятся:

корневище
клубни (картофель)
луковица (лилии, чеснок, лук)

Доказательство, что клубень картофеля- это видоизмененный побег:

Луковица лука в разрезе выглядит так:

Лист

Лист- наружный, вегетативный орган растения, основными функциями которого является фотосинтез, газообмен и транспирация.

Внешнее строение листа:

В зависимости от количества листовых пластинок различают листья простые и сложные.

сетчатое (перистое): выделяется главная жилка, которая многократно ветвится на более мелкие (липа, ольха)

дуговое- жилки располагаются дугообразно (ландыш)

параллельное- жилки располагаются параллельно друг другу по всей длине листовой пластинки (злаки)

Внутреннее строение листа:

Строение жилки листа:

ассимиляционная (фотосинтез) за счет столбчатого мезофилла
транспирация (испарение воды за счет работы устьиц)- защита растений от перегрева
газообмен (за счет работы устьиц)
запасающая
с помощью черешка обеспечивается явление листовой мозаики- выгодное расположение листовой пластинки по отношению к свету
защитная (колючки листового происхождения)

Видоизменения листьев:

колючки- кактус, барбарис- уменьшают испарение воды, защита
усики- обеспечивают прикрепление к опоре (горох)
чешуйки- рудиментарные листья (на корневище)
чешуи- у луковицы лука

Благодаря вегетативным органам осуществляют вегетативное размножение растений.

Отводки- способ вегетативного размножения, при котором наземные части растения укореняются, пока являются частью родительского растения.

Усы, или наземные столоны, вид стелющегося побега, на котором образуется розетка листьев дочернего растения.

Выводковые почки- специализированные почки, которые образуются на листьях взрослого растения, а при опадании дают начало дочернему растению.

Луковица- видоизмененный укороченный подземный побег, служащий для запасания воды, питательных веществ и вегетативного размножения.

Клубнелуковица- подземная утолщенная часть стебля, служащая для накопления питательных веществ, с несколькими точками роста.

Корневище- многолетний горизонтальный подземный побег с чешуйчатыми листьями, в пазухах которых развиваются почки, дающие начало надземным побегам.

Корнеклубень или корневые шишки- видоизмененный утолщенный корень, служащий для запаса воды и питательных веществ.

Корневой черенок, или корневой отпрыск- часть корня, несущего придаточные почки

Прививка- вегетативный способ размножения растений путём объединения частей нескольких растений, применяющийся в садоводстве.

Растение, дающее корневую систему, называется подвоем, а прививаемое на него растение - привоем.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Генеративные органы растения

Цветок-это генеративный орган цветкового растения, является укороченным побегом, который обладает ограниченным ростом.

половое размножение
образование гамет
защита зародыша
привлечение насекомых-опылителей

Двойное оплодотворение у цветковых растений

Цветок растений является органом размножения.

Именно в цветке созревают гаметы: спермии и яйцеклетки.

Тычинки являются мужскими органами цветка, где образуются пыльцевые зерна.

Каждое пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток и покрыто двумя оболочками.

Из генеративной клетки образуются 2 спермия с одинарным набором хромосом.

Пестик- это женский орган цветка, в завязях пестика формируются семязачатки (один или множество в зависимости от вида растения).

Внутри семязачатка есть зародышевый мешок, внутри которого, развивается яйцеклетка, с одинарным набором хромосом и центральная клетка, имеющая двойной набор хромосом.

После созревания гамет происходит опыление цветка.

Опыление- процесс переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика.

Двойное оплодотворение.

Когда пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, то из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка и одновременно из генеративной клетки образуются, путем митоза, два спермия.

Эти два спермия перемещаются по пыльцевой трубке и достигают завязи цветка, далее продвигаются в семязачаток и зародышевый мешок.

После того как пыльцевая трубка внедрилась в зародышевый мешок, ее головка разрывается под действием ферментов и разницы в осмотическом давлении между пыльцевой трубкой и зародышевым мешком.

В зародышевый мешок попадают два спермия:

один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу с двойным набором хромосом, из которой образуется зародыш

второй спермий сливается с центральной диплоидной клеткой зародышевого мешка, образуя клетку с тройным набором хромосом, из которой образуется эндосперм- запасающая ткань

Таким образом происходит двойное оплодотворение, свойственное только покрытосеменным.

Открытие двойного оплодотворения принадлежит русскому ученому академику С.Г. Навашину (1898).

После оплодотворения семязачаток называют уже семенем, а завязь- плодом.

Семя (зачаточное растение) - зародыш, развивающийся после оплодотворения.

Семя состоит из зародыша с двойным набором хромосом (2n), семенной кожуры и эндосперма с тройным набором хромосом (3n), выполняющего функцию питания зародыша.

Эндосперм- питательная ткань зародыша, имеющая триплоидный набор хромосом (3n), содержит большое количество крахмала, белка или растительных жиров (в зависимости от вида растения).

Рост и развитие растения обеспечивается за счет деления клеток. Изменение массы, размера и объема проростка семени можно наблюдать при его прорастании.

Рост растений. Вспомните строение клеток и тип тканей верхушечной почки и зоны деления корня. Как вы помните, там расположена образовательная ткань. Благодаря непрерывному делению ее клеток происходит рост корней и побегов. Рост растений связан с размножением — увеличением количества клеток и с перераспределением веществ, входящих в состав растения. На свету благодаря фотосинтезу рост зеленых растений обычно приводит к увеличению массы тела, так как накопление органических веществ преобладает над расходом их на дыхание. В темноте рост зеленых растений происходит благодаря имеющимся органическим веществам при одновременной трате их на процесс дыхания.

Рост стеблей злаков и других однодольных растений происходит преимущественно в междоузлиях. Их образовательная ткань расположена в основаниях листьев (узлах), поэтому рост стебля можно сравнить с тем, как раздвигается подзорная труба (вставочный рост) (рис.1).

Рис.1 Вставочный рост стебля злаковых растений

Если ежедневно в одно и то же время длину стебля фасоли измерять линейкой с миллиметровыми делениями, то можно заметить изменения на протяжении всего жизненного цикла растения. Сначала рост стебля идет медленно, затем ускоряется, достигает максимума, а затем замедляется и совершенно прекращается. Наблюдения показывают, что и все растения растут подобным же образом. Молодое дерево вначале растет медленно, затем рост его ускоряется, достигает максимума, затем замедляется и прекращается, Но даже у старых деревьев образуются новые веточки и каждую весну распускаются и растут новые листья.

Человек может регулировать рост растения в нужном ему направлении. Например, можно остановить рост стебля в длину, удалив верхушечную почку. Такой способ называется прищипыванием (выщипыванием) (рис.2). Дерево станет сильнее ветвиться.

Рис.2 Метод прищипывания (удаление верхушки стебля)

Можно удалить кончик корня (пикировка), это стимулирует сильное развитие боковых корней (рис.3). В результате улучшится питание растения и увеличится его продуктивность. При окучивании (присыпании земли к стеблю) растений из-за притока дополнительного кислорода также улучшается рост и стимулируется развитие придаточных корней. При обрезании молодых стеблей у яблони, малины, огурцов рост в высоту приостанавливается и начинается развитие боковых стеблей. В связи с этим весной в парках и во дворах производится обрезка деревьев и кустов, таким способом регулируют их рост.

Рис. 3 Пикировка корня

На рост растений влияют различные условия: количество влаги в почве и воздухе, наличие минеральных веществ, состав воздуха, свет, температура. У растений, которые произрастают во влажной почве, стебли и листья более сочные, чем у растений, которые растут на сухой почве. В полутемных и темных местах длина растений увеличивается быстрее, чем на свету. Например, побеги картофеля при хранении в темноте могут вырасти до нескольких метров. Свет уменьшает рост растения в длину. Когда вы наблюдали за ростом семени, вы могли заметить, что этот процесс связан с температурой. Для многих растений самая благоприятная температура 25-30°С. Более высокая температура замедляет рост. Многие весенние растения (подснежник, безвременник) вырастают сразу же после таяния снега. У разных растений устойчивость к холоду и жаре разная.

Рост растений также зависит от минеральных солей, поступающих из корневой системы. Если нет хоть одного нужного вещества, рост растения останавливается.

Для роста также нужен кислород, так как рост напрямую связан с затратами энергии. Зная необходимые условия для роста растений, нужно вовремя поливать, обеспечивать питательными веществами, обрабатывать почву, охранять от вредителей.

Используя эти знания, можно получать хороший урожай культурных растений.

Развитие растений. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. В ходе развития формируются новые свойства, органы.

Развитие организма начинается с появления зародыша. Первый этап в развитии растений называется зародышевый. Он охватывает время от начала формирования зародыша до момента прорастания семян. В этот момент главными факторами, влияющими на прорастание растений, являются температура и влажность. При низкой температуре семена не прорастают. Так же не способны прорастать и сухие семена.

Второй этап в развитии растений — молодость. Он длится от момента прорастания семени до первого цветения. В этот период жизни растение активно растет, значительно увеличивая свою зеленую массу. Оно ветвится, образует новые молодые побеги (веточки) и листья, растет в высоту (рис. 4).

Рис.4 Развитие растения

Как только растение приступило к цветению, начинается третий этап — зрелость. В этот период растение обязательно образует плоды с семенами. Большинство многолетних древесных растений в период зрелости, так же как и в период молодости, продолжают активно увеличивать свой рост. А однолетние растения тратят питательные вещества в основном на формирование плодов и семян, поэтому в период зрелости они растут незначительно или вообще прекращают рост.

Четвертый и последний период в жизни растительного организма — старость. В это время почти полностью прекращается рост растения, его цветение и плодоношение. Растение переходит в пассивное состояние и постепенно отмирает.

Растения являются целостными организмами. Все процессы в них взаимосвязаны и зависят как от самого растения (однолетнее или многолетнее), так и от условий окружающей среды.

Рост растения обеспечивает размножение клеток образовательной ткани. Рост в высоту — конус нарастания или верхушечная почка, рост в глубину — зона деления корня; рост деревьев в толщину — клетки камбия; рост в высоту у злаков — образовательняя ткань в основаниях междоузлий. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. Развитие имеет свои этапы: первый — зародышевый; второй — молодость (до полового размножения); третий — зрелость; четвертый и последний — старость. По срокам жизни растения подразделяются на однолетние (редис, пшеница, фасоль), двулетние (свекла, морковь, капуста) и многолетние (дуб, яблоня, виноград, смородина).

Корень — это неограниченно растущий вегетативный орган, обеспечивающий закрепление растения в субстрате, поглощение и транспорт воды и минеральных веществ.

Особенности строения

Морфология корней, глубина и ширина их проникновения в почву зависят от вида растения, условий его обитания, методов искусственного воздействия на рост растения. По объему корневые системы растений всегда больше их надземных частей.

Корень, как и все другие органы, имеет клеточное строение. Различные его участки состоят из неодинаковых клеток, образующих зоны корня. Это хорошо видно на молодых корнях лука, фасоли, подсолнечника, пшеницы и других растений.

Видоизменения корня и его функции

Появление корня в процессе эволюции растений — важный ароморфоз, одно из приспособлений к обитанию на суше.

Кроме процессов поглощения воды и минеральных веществ, корень растений выполняет следующие функции:

Поглощение продуктов жизнедеятельности почвенных микроорганизмов и корней других растений;
выделение в почву продуктов обмена веществ;
первичный синтез органических веществ;
вегетативное размножение.

Впервые настоящие корни появляются у папоротникообразных. В дальнейшем у цветковых растений, благодаря идиоадаптации, формировались различные типы корней, способные выполнять дополнительные функции.

Так, у некоторых растений в корнях откладывается запас питательных веществ, что приводит к их утолщению, образованию корнеплодов (морковь, редька, свекла) или корневых клубней (георгины, чистяк). Корни эпифитных растений (использующих другие растения как субстрат, но не паразитирующие на них; орхидеи, мхи, лишайники) могут служить для накопления воды.

У тропических деревьев, живущих на бедных кислородом почвах или на болотах, образуются дыхательные корни — пневматофоры (мангровые), растущие вверх; они поднимаются над поверхностью субстрата и обеспечивают дыхание. Ходульные корни образуются на надземных побегах, укрепляются в почве и прочно удерживают растение (фикус-баньян, кукурузу).

Видоизменение корней

Некоторые растения-паразиты образуют корни-присоски (повилика). У вьющихся и давящих растений формируются цепляющиеся воздушные корни (плющ). У многих (около 90%) цветковых растений корни вступают в симбиоз с грибами, образуя микоризу, либо с бактериями, образуя бактериолиз.

Микроорганизмы-симбионты входят в состав ризосферы — почвенного слоя толщиной в 2-3мм, прилегающего к корням растений. Скопление боль шого количества грибов и бактерий в ризосфере связано с выделением корнями растений веществ, которыми питаются эти микроорганизмы.

Рост и развитие органа

Зачаток корня закладывается одновременно с почечкой в зародыше семени и называется зародышевым корешком. При прорастании семени этот корешок превращается в главный, или первичный, корень, способный ветвиться. По мере роста у него появляются боковые корни первого порядка, которые в свою очередь дают корни второго порядка, образующие корни третьего порядка и т. д.

Кроме главного и боковых корней у растений образуются придаточные корни, которые формируются на стеблях, листьях, но не на корне.

Растет корень своей верхушкой, углубляясь в нижние слои почвы. При повреждении кончика главного корня начинается усиленный рост его боковых ответвлений. Это свойство корня используют при выращивании рассады культурных растений со стержневым корнем.

У молодых растений удаляют — прищипывают — кончик главного корня, тем самым останавливают его рост и вызывают разрастание боковых корней в верхнем наиболее плодородном слое почвы. После прищипывания рассаду высаживают на постоянное место произрастания с помощью заостренного колышка — пикетки, за что процесс получил название пикировки.

Корневые системы

Совокупность всех корней образует корневую систему. По форме различают два типа корневых систем: стержневую и мочковатую.

Стержневая имеет хорошо выраженный главный корень, занимающий в почве вертикальное положение, и боковые ответвления, расположенные радиально. Она встречается у большей части двудольных растений.

У мочковатой системы нельзя заметить главный корень. Множество корней растет пучком от основания стебля. Они примерно одинаковы по длине и толщине, по происхождению это придаточные корни.

Мочковатая корневая система злаков формируется во время кущения. При этом под поверхностью почвы образуется узел кущения, в котором начинается подземное ветвление стебля. Из него развиваются добавочные побеги и многочисленные придаточные корни, усиливающие питание растений. Мочковатая корневая система характерна для большинства однодольных растений.

Отличие этих двух основных типов корневых систем проявляется уже при прорастании семян. У двудольных растений из зародыша семени прорастает один корешок, который впоследствии становится главным корнем. У однодольных растений чаще прорастает несколько корешков. Вскоре их рост останавливается и на подземной части стебля формируется пучок придаточных корней.

1. Функции корня
Корень – это подземный орган растения.
Основные функции корня:
- опорная: корни закрепляют растение в почве и удерживают на протяжении всей жизни;
- питательная: через корни растение получает воду с растворенными минеральными и органическими веществами;
- запасающая: в некоторых корнях могут накапливаться питательные вещества.

Различают главные, придаточные и боковые корни. При прорастании семени первым появляется зародышевый корешок, который превращается в главный. На стеблях могут появляться придаточные корни. От главных и придаточных корней отходят боковые корни. Придаточные корни обеспечивают растение дополнительным питанием и выполняют механическую функцию. Развиваются при окучивании, например, томатов и картофеля.

Корни одного растения – это корневая система. Корневая система бывает стержневая и мочковатая. В стержневой корневой системе хорошо развит главный корень. Ее имеет большинство двудольных растений (свекла, морковь). У многолетних растений главный корень может отмирать, а питание происходит за счет боковых корней, поэтому главный корень можно проследить только у молодых растений.

Мочковатая корневая система образована только придаточными и боковыми корнями. В ней нет главного корня. Такую систему имеют однодольные растения, например, злаки, лук.

Корневые системы занимают много места в почве. Например, у ржи корни распространяются вширь на 1-1,5 м и проникают вглубь до 2 м.

4. Зоны корня
В молодом корне можно выделить следующие зоны: корневой чехлик, зона деления, зона роста, зона всасывания.

Корневой чехлик имеет более темный цвет, это самый кончик корня. Клетки корневого чехлика защищают верхушку корня от повреждений твердыми частицами почвы. Клетки чехлика образованы покровной тканью и постоянно обновляются.

Зона деления расположена под корневым чехликом. Именно он ее защищает. Здесь присутствуют клетки образовательной ткани, которые непрерывно делятся.

Зона растяжения (роста) – место, где клетки вытягиваются в длину, что обеспечивает удлинение самого корня и его рост в длину. Здесь присутствуют клетки основной ткани.

Зона всасывания имеет множество корневых волосков, которые пред-ставляют собой вытянутые клетки длиной не более 10 мм. Выглядит эта зона в виде пушка, т.к. корневые волоски очень маленькие. Клетки корневого волоска также, как и другие клетки, имеют цитоплазму, ядро и вакуоли с клеточным соком. Эти клетки недолговечны, быстро отмирают, а на их место образуются новые из более молодых поверхностных клеток, расположенных ближе к кончику корня. Задача корневых волосков – всасывание воды с растворенными питательными веществами. Зона всасывания постоянно перемещается за счет обновления клеток. Она нежная и легко повреждается при пересадке. Здесь присутствуют клетки основной ткани.

Зона проведения. Находится выше всасывания, не имеет корневых во-лосков, поверхность покрыта покровной тканью, а в толще находится проводящая ткань. Клетки зоны проведения представляют собой сосуды, по которым вода с растворенными веществами перемещается в стебель и в листья. Здесь так же находятся клетки-сосуды, по которым органические вещества из листьев поступают в корень.

Весь корень покрыт клетками механической ткани, что обеспечивает прочность и упругость корня. Клетки вытянутые, покрыты толстой обо-лочкой и заполнены воздухом.

Глубина проникновения корней в почву зависит от условий, в которых находятся растения. На длину корней влияет влажность, состав почвы, вечная мерзлота.

Длинные корни образуются у растений в засушливых местах. Особенно это характерно для растений пустынь. Так у верблюжьей колючки корневая система достигает 15-25 м в длину. У пшеницы на неорошаемых полях корни достигают в длину до 2,5 м, а на орошаемых – 50 см и увеличивается их густота.

Вечная мерзлота ограничивает рост корней в глубину. Например, в тундре у карликовой березы корни всего 20 см. Корни поверхностные, ветвистые.

В процессе приспособления к условиям среды корни растений видоизменились и стали выполнять дополнительные функции.

1. Корневые клубни выполняют роль хранилища питательных веществ вместо плодов. Возникают такие клубни в результате утолщения боковых или придаточных корней. Например, георгины.

2. Корнеплоды – видоизменения главного корня у таких растений, как морковь, репа, свекла. Корнеплоды образуются нижней частью стебля и верхней частью главного корня. В отличие от плодов они не имеют семян. Корнеплоды имеют двулетние растения. В первый год жизни они не цветут и накапливают в корнеплодах много питательных веществ. На второй – они быстро зацветают, используя накопленные питательные вещества и образуют плоды и семена.

3. Корни-прицепки (присоски) – придаточные кори, развивающиеся у растений тропических мест. Они позволяют крепиться к вертикальным опорам (к стене, скале, стволу дерева), вынося листву к свету. Примером может быть плющ и ломонос.

4. Бактериальные клубеньки. Своеобразно изменены боковые корни у клевера, люпина, люцерны. В молодых боковых корешках поселяются бактерии, что способствует усвоению газообразного азота почвенного воздуха. Такие корни приобретают вид клубеньков. Благодаря этим бактериям эти растения способны жить на бедных азотом почвах и делать их более плодородными.

5. Воздушные корни образуются у растений, произрастающих во влажных экваториальных и тропических лесах. Такие корни свисают вниз и поглощают дождевую воду из воздуха – встречаются у орхидей, бромелиевых, у некоторых папоротников, у монстеры.

Воздушные корни-подпорки – это придаточные корни, образующиеся на ветвях деревьев и достигающие земли. Возникают у баньяна, фикуса.

6. Ходульные корни. У растений, произрастающих в приливно-отливной зоне, развиваются ходульные корни. Они высоко над водой удерживают на зыбком илистом грунте крупные облиственные побеги.

7. Дыхательные корни образуются у растений, которым не хватает кислорода для дыхания. Растения произрастают в преизбыточно увлажненных местах – в топких болотах, заводях, морских лиманах. Корни растут вертикально вверх и выходят на поверхность, поглощая воздух. Примером могут быть ива ломкая, болотный кипарис, мангровые леса.

8. Паразитические корни – проникающие в ткани других растений и сосущие соки, например петров крест, омела, повилика.

Всасывание воды корневыми волосками из почвенного питательного раствора и проведение её по клеткам первичной коры происходит за счет разницы давлений и осмоса. Осмотическое давление в клетках заставляет минеральные вещества проникать в клетки, т.к. их содержание солей в них меньше, чем в почве. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз – растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Корневое давление можно подтвердить с помощью серии опытов.

Растение с корнями опускается в стакан с водой. Поверх воды для защиты её от испарения нальём тонкий слой растительного масла и отметим уровень. Через день-два вода в ёмкости опустилась ниже отметки. Следовательно, корни всосали воду и подали её наверх к листьям.

Срежем у растения стебель, оставив пенёк высотой 2-3 см. На пенёк наденем резиновую трубку длиной 3 см, а на верхний конец наденем изогнутую стеклянную трубку высотой 20-25 см. Вода в стеклянной трубке поднимается, и вытекает наружу. Это доказывает, что воду из почвы корень всасывает в стебель.

Один стакан должен быть с тёплой водой (+17-18ºС), а другой с холодной (+1-2ºС). В первом случае вода выделяется обильно, во втором – мало, или совсем приостанавливается. Это является доказательством того, что температура сильно влияет на работу корня.

Физиологическая роль минеральных веществ очень велика. Они являются основой для синтеза органических соединений и непосредственно влияют на обмен веществ; выполняют функцию катализаторов биохимических реакций; воздействуют на тургор клетки и проницаемость протоплазмы; являются центрами электрических и радиоактивных явлений в растительных организмах. С помощью корня осуществляется минеральное питание растения.

Возьмём два одинаковых сосуда с водой. В каждый сосуд поместим развивающие проростки. Воду в одном из сосудов каждый день насыщаем воздухом с помощью пульверизатора. На поверхность воды во втором сосуде нальём тонкий слой растительного масла, так как оно задерживает поступление воздуха в воду. Через некоторое время растение во втором сосуде перестанет расти, зачахнет, и в конце концов погибнет. Гибель растения наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корня.

Установлено, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе трёх веществ – азота, фосфора и серы и четырёх металлов – калия, магния, кальция и железа. Каждый из этих элементов имеет индивидуальное значение и не может быть заменён другим. Это макроэлементы, их концентрация в растении составляет 10-2–10%. Для нормального развития растений нужны микроэлементы, концентрация которых в клетке составляет 10-5–10-3%. Это бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден др. Все эти элементы есть в почве, но иногда в недостаточном количестве. Поэтому в почву вносят минеральные и органические удобрения.

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Читайте также: