Всмукателна зона с коренови власинки. Първичната структура на корена. Какво научихме

Зоната на абсорбция е функционално най-важната част от корена, тъй като тук се извършва основната му функция - абсорбцията на вода и минерали. Структурата на корена в зоната на засмукване е най-подходяща за изпълнение на тази роля. Кореновите тъкани са разположени в концентрични кръгове, което е характерно за аксиалните органи, и показват висока степен на специализация. На напречния разрез се разграничават две основни структурни области на корена - първична кора и централен цилиндър. Централният или аксиален цилиндър, в съответствие с името му, заема централно положение, първичната кора го заобикаля в пръстен.

Отвън коренът е покрит с кожа - епидермис, който има специално предназначение. Това е абсорбираща тъкан. В сравнение с епидермиса на надземните органи, кожата на корена се различава по някои характеристики - липса на кутикула и устица, наличие на коренови косми. Поради тази причина първичната покривна тъкан на корена също има специални имена - епиблема(от гръцки.epiblema - покривало) и ризодермия(от гръцки risus - корен, derma - кожа).

Кожните клетки са живи, паренхимни, тънкостенни, с паренхимен слой цитоплазма. Те са забележителни с това, че образуват дълги, тънки израстъци отвън - вие - коренови косми.Кореновата коса е част от епидермалната клетка. Епидермалните клетки, които образуват косми, се наричат ​​трихобласти, клетките, които не ги образуват, се наричат ​​атрихобласти. Трихобластите се отличават с по-малък размер, плътна цитоплазма и голямо ядро. Формата на кореновата коса във мократа камера е цилиндрична, в почвата се деформира. Дължината му е десети от милиметъра, рядко 1,2-1,5 мм, диаметър - 5-15 микрона. Броят на кореновите косми е много голям: в благоприятна среда - 200 - 300 на 1 mm 2 от повърхността. Благодарение на кореновите власинки смукателната повърхност на корена се увеличава многократно, постига се близък контакт с почвените частици и се улеснява процеса на усвояване. Коренните власинки активно влияят на почвата, като допринасят за разтварянето на слабо разтворими съединения.

Кореновите косми не съществуват дълго - 2-3 дни, след което умират и се образуват отново върху по-младата част на корена. Така кореновите власинки преминават в нови почвени хоризонти.

Първична кора- паренхимна тъкан. Нарича се кора поради периферното си положение, а първична поради произхода си от първичната меристема. В зоната на засмукване той представлява по-голямата част от напречното сечение. Клетките на първичната кора в напречното сечение са заоблени, нито надлъжно цилиндрични, нито призматични, леко удължени по протежение на корена. Клетъчните мембрани са сравнително тънки, цитоплазмата е париетална, включванията, органични и минерални, са чести. Клетките са разположени свободно, образувайки голям брой междуклетъчни пространства, които според теорията за "свободното пространство", заедно с клетъчните мембрани, са основното легло на водния поток. В кората на някои растения има млечни и други вместилища на секрети. Всички тези признаци свидетелстват за високата физиологична активност на първичната кора. Механичните тъкани в кората - каменисти клетки и склеренхим - са редки.

Външният и вътрешният гранични слоеве се различават от основната маса на земната кора. Най-външният слой на епидермиса се нарича екзодерма(от гръцки exo - отвън, derma - кожа). Екзодермата може да бъде еднослойна. В този случай той се състои от големи многоъгълни клетки, които се затварят сравнително рано. В многослойна екзодерма клетките са по-малки от основните клетки на кората. Клетъчните стени на екзодермата имат характерни удебеления. Екзодермата е особено добре развита при едносемеделните. При тях той образува по-здрава покривна тъкан (с първичен произход), която да замени епидермиса.

Вътрешният слой на кората, който ограничава централния цилиндър, се нарича ендодерма(от гръцки endon - вътре, дерма). Неговите клетки са високо специализирани както морфологично, така и функционално. Те се характеризират с частично запушване на клетъчните стени, което се среща в по-малка степен при двусемеделните растения и в по-голяма степен при едносемеделните. Ендодермата е единичен слой от правилни клетки, които се развиват от периблемата. В ембрионалната фаза клетките на ендодермата имат меристематична активност, поради тяхното делене се образува основният паренхим на първичната кора. С по-нататъшното развитие на клетките техните функции и структура се променят. В зоната на засмукване на напречните и радиалните стени на ендодермата се появява суберизирана ивица, която се нарича Каспаров пояс. На напречните срезове се виждат коркови зони под формата на точки по радиалните стени - петна на Каспари.

Функцията на ендодермата несъмнено е свързана с потока на вода и минерални соли в централния цилиндър. Ако в кората водата се движи свободно по междуклетъчните пространства и целулозните клетъчни мембрани, тогава частично суберизираните клетки на ендодермата прекъсват нейния „неконтролиран“ поток. Проникването на вода в централния цилиндър става възможно само през протопласта на клетката, който регулира този процес.

В по-късните фази на развитие на корена ендодермата предпазва централния цилиндър от загуба на материал.

При едносемеделните растения морфологичното развитие на ендодермата не завършва с образуването на пояса на Каспари. В бъдеще клетъчните стени значително се сгъстяват и лигнифицират, а вътрешните тангенциални и радиални се подлагат на удебеляване, външната тангенциална стена остава сравнително тънка. Удебелената част на клетъчната мембрана придобива характерен подковообразен вид.

В различните растения и в различните органи ендодермата се развива по различен начин. В корена той е развит в по-голяма степен, в стъблото е по-слаб, а понякога изобщо не се развива.

В пръстена на ендодермата има малък брой незапушени клетки, наречени контролни точки. Техният брой съответства на броя на ксилемните лъчи в централния цилиндър, срещу който са разположени. Предполага се, че пасажните клетки се образуват от вече диференцирани ксилемни клетки, те не представляват непрекъсната вертикална нишка, а се редуват със суберизирани клетки.

При двусемеделните растения първичната кора е краткотрайна, като правило тя съществува само в зоната на абсорбция, т.е. в първичната структура на корена. В резултат на развитието на вторични тъкани в зоната на разклоняване първичната кора умира и се отлепва. Има "сменяне" на корена. При едносемеделните растения, които нямат вторична структура, първичната кора е трайно запазена.

Централен цилиндър (аксиален цилиндър, стомана)- част от аксиалния орган, където се намират проводими тъкани. В централния цилиндър на корена проводимите тъкани образуват радиален проводящ сноп. ксилем,представени от съдове, разположени в лъчи, чийто брой варира при различните растения, но е постоянен за даден вид. Ксилемните лъчи могат да бъдат два, четири, пет или дори повече от сто. Съответно, според броя на ксилема, корените се наричат ​​ди-, тетра-, полиархични. Например, два лъча ксилема имат корени от цвекло, моркови, някои макове, коприва. Тиквата има четири ксилемни лъча, бобът има пет. Тетрархичните корени се считат за първични.

Първи се диференцират външните съдове в лъчите на ксилема. Това са най-малките съдове с тесен лумен в ксилемата на корена. Те образуват протоксилема. Съдовете, разположени по-близо до центъра, се развиват по-късно, образувайки метаксилем. Съдовете на метаксилемата са по-големи от съдовете на протоксилема и се различават по различен тип удебеляване на клетъчните стени. По този начин развитието на първичната ксилема протича в корена в центростремителен ред. Централната позиция в аксиалния цилиндър е заета от най-големите съдове на метаксилема или ядрото, което се състои от клетки с удебелени мембрани.

Флоемата е представена от ситовидни тръби, които са разположени в отделни островчета между лъчите на ксилема. Първите елементи на флоема - деликатни малки ситовидни тръби - образуват протофлоема. След тях се появяват по-големи ситовидни тръби - метафлоем. Флоема и ксилемата не се допират. Между тях има недиференцирани клетки, от които впоследствие се развива камбият.

Ксилемът и флоемата са в пряк контакт с кората. В стъблото, както ще се види по-късно, тези тъкани са подредени по различен начин. Това своеобразно разположение на проводимите тъкани се обяснява с функционалното значение на корена. Водата, идваща от кората, навлиза директно в ксилемата, заобикаляйки флоема. С потока на водата в корена влизат и някои вещества, които се използват в протичащите в нея синтетични процеси. Тези материали, необходими за синтеза, се натрупват от флоема.

Най-външният слой на централния цилиндър, лежащ под ендодермата, се нарича перицикъл (от гръцки peri - около, kyklos - кръгъл). Това е един или повече слоеве паренхимни клетки. Физиологично, перицикълът е потенциална образователна тъкан. От него се образуват странични корени, допълнителни пъпки, ако изобщо са характерни за това растение, камбий и корков камбий са частично развити. Перицикълът е пряко продължение на апикалната меристема.

По този начин общият план на първичната структура на корена и морфологичната диференциация на тъканите показват висока степен на специализация и адаптация на корена към функциите на абсорбция и провеждане на вода.

Филогенетично коренът възниква по-късно от стъблото и листата - във връзка с прехода на растенията към живот на сушата и вероятно произхожда от кореноподобни подземни клони. Коренът няма нито листа, нито пъпки, подредени в определен ред. Характеризира се с апикален растеж на дължина, страничните му клони произлизат от вътрешните тъкани, точката на растеж е покрита с коренова шапка. Кореновата система се формира през целия живот на растителния организъм. Понякога коренът може да служи като място за отлагане в доставката на хранителни вещества. В този случай той е модифициран.

Типове корени

Основният корен се образува от зародишния корен по време на покълването на семената. Има странични корени.

Допълнителните корени се развиват върху стъблата и листата.

Страничните корени са клони на всякакви корени.

Всеки корен (главен, страничен, адвентивен) има способността да се разклонява, което значително увеличава повърхността на кореновата система, а това допринася за по-доброто укрепване на растението в почвата и подобрява неговото хранене.

Видове коренови системи

Има два основни вида коренови системи: главна, която има добре развит основен корен и влакнеста. Влакнестата коренова система се състои от голям брой еднакви по големина адвентивни корени. Цялата маса от корени се състои от странични или допълнителни корени и прилича на лоб.

Силно разклонената коренова система образува огромна абсорбираща повърхност. Например,

• общата дължина на корените на зимната ръж достига 600 км;
• дължина на кореновите косми - 10 000 км;
• общата повърхност на корените е 200 m 2.

Това е многократно по-голямо от площта на надземната маса.

Ако растението има добре изразен главен корен и се развият допълнителни корени, тогава се образува коренова система от смесен тип (зеле, домати).

Външна структура на корена. Вътрешната структура на корена

Коренови зони

кореново капаче

Коренът нараства на дължина с върха си, където се намират младите клетки на образователната тъкан. Растящата част е покрита с коренова шапка, която предпазва върха на корена от увреждане и улеснява движението на корена в почвата по време на растеж. Последната функция се осъществява благодарение на свойството на външните стени на кореновата шапка да бъдат покрити със слуз, което намалява триенето между корена и почвените частици. Те дори могат да разбутат частици почва. Клетките на кореновата шапка са живи, често съдържат зърна нишесте. Клетките на капачката се актуализират постоянно поради разделяне. Участва в положителни геотропични реакции (посока на растежа на корена към центъра на Земята).

Клетките на зоната на делене активно се делят, дължината на тази зона варира при различните видове и при различните корени на едно и също растение.

Зад зоната на разделяне има зона на разширение (зона на растеж). Дължината на тази зона не надвишава няколко милиметра.

С приключването на линейния растеж започва третият етап на образуване на корен - неговата диференциация, образува се зона на диференциация и специализация на клетките (или зона на коренови косми и абсорбция). В тази зона вече се разграничават външният слой на епиблемата (ризодерма) с коренови косми, слоят на първичната кора и централния цилиндър.

Структурата на кореновата коса

Кореновите власинки са силно удължени израстъци на външните клетки, покриващи корена. Броят на кореновите косми е много голям (от 200 до 300 косми на 1 mm2). Дължината им достига 10 мм. Космите се образуват много бързо (при млади разсад на ябълково дърво за 30-40 часа). Коренните косми са краткотрайни. Те загиват за 10-20 дни, а върху младата част на корена израстват нови. Това осигурява развитието на нови почвени хоризонти от корена. Коренът непрекъснато расте, образувайки нови и нови области от коренови косми. Космите могат не само да абсорбират готови разтвори на вещества, но и да допринесат за разтварянето на определени почвени вещества и след това да ги абсорбират. Областта на корена, където кореновите косми са умрели, може да абсорбира вода за известно време, но след това се покрива с корк и губи тази способност.

Обвивката на косъма е много тънка, което улеснява усвояването на хранителните вещества. Почти цялата космена клетка е заета от вакуола, заобиколена от тънък слой цитоплазма. Ядрото е в горната част на клетката. Около клетката се образува лигавична обвивка, която спомага за залепването на кореновите косми с почвените частици, което подобрява контакта им и повишава хидрофилността на системата. Усвояването се улеснява от отделянето на киселини (въглена, ябълчена, лимонена) от кореновите власинки, които разтварят минералните соли.

Кореновите власинки играят и механична роля – служат за опора на върха на корена, който минава между почвените частици.

Под микроскоп върху напречен разрез на корена в зоната на абсорбция се вижда неговата структура на клетъчно и тъканно ниво. На повърхността на корена е коренището, под него е кората. Външният слой на кората е екзодерма, навътре от нея е основният паренхим. Неговите тънкостенни живи клетки изпълняват функция за съхранение, провеждат хранителни разтвори в радиална посока - от абсорбиращата тъкан към съдовете на дървото. Те също така синтезират редица жизненоважни за растението органични вещества. Вътрешният слой на кората е ендодермата. Хранителните разтвори, идващи от кората към централния цилиндър през клетките на ендодермата, преминават само през протопласта на клетките.

Кората обгражда централния цилиндър на корена. Граничи със слой от клетки, които запазват способността си да се делят дълго време. Това е перицикълът. Перицикличните клетки пораждат странични корени, аднексални пъпки и вторични образователни тъкани. Навътре от перицикъла, в центъра на корена, има проводими тъкани: лико и дърво. Заедно те образуват радиален проводящ лъч.

Проводната система на корена провежда вода и минерали от корена към стъблото (възходящо течение) и органични вещества от стъблото към корена (низходящо течение). Състои се от съдово-фиброзни снопове. Основните компоненти на снопа са участъците на флоема (през които веществата се движат към корена) и ксилема (през които веществата се движат от корена). Основните проводящи елементи на флоема са ситовидните тръби, ксилемите са трахеите (съдовете) и трахеидите.

Коренни жизнени процеси

Воден транспорт в корена

Абсорбция на вода от кореновите власинки от почвения хранителен разтвор и нейното провеждане в радиална посока по протежение на клетките на първичната кора през пасажните клетки в ендодермиса до ксилемата на радиалния съдов сноп. Интензивността на поглъщане на вода от кореновите власинки се нарича смукателна сила (S), тя е равна на разликата между осмотичното (P) и тургорното (T) налягане: S=P-T.

Когато осмотичното налягане е равно на тургорното налягане (P=T), тогава S=0, водата спира да тече в клетката на корена. Ако концентрацията на вещества в хранителния разтвор на почвата е по-висока, отколкото вътре в клетката, тогава водата ще напусне клетките и ще настъпи плазмолиза - растенията ще изсъхнат. Това явление се наблюдава при условия на суха почва, както и при прекомерно прилагане на минерални торове. Вътре в кореновите клетки силата на засмукване на корена се увеличава от ризодермата към централния цилиндър, така че водата се движи по концентрационния градиент (т.е. от място с по-висока концентрация към място с по-ниска концентрация) и създава кореново налягане който повдига стълб вода по протежение на съдовете на ксилемата, образувайки възходящ поток. Може да се намери по пролетните безлистни стволове при събиране на "сок" или върху отсечени пънове. Изтичането на вода от дърво, свежи пънове, листа се нарича "плач" на растенията. Когато листата цъфтят, те също създават смукателна сила и привличат вода към себе си - във всеки съд се образува непрекъснат воден стълб - капилярно напрежение. Кореновото налягане е долният двигател на водния поток, а смукателната сила на листата е горният. Можете да потвърдите това с помощта на прости експерименти.

Абсорбция на вода от корените

Цел:разберете основната функция на корена.

Какво правим:растение, отглеждано върху мокри дървени стърготини, отърсете кореновата му система и спуснете корените му в чаша вода. Върху водата, за да я предпазите от изпарение, изсипете тънък слой растително масло и маркирайте нивото.

Какво наблюдаваме:след ден или два водата в резервоара падна под марката.

Резултат:следователно корените изсмукаха водата и я донесоха до листата.

Може да се направи още един опит, доказващ усвояването на хранителни вещества от корена.

Какво правим:отрязваме стъблото на растението, оставяйки пънче с височина 2-3 см. На пънчето поставяме гумена тръба с дължина 3 см, а в горния край - извита стъклена тръба с височина 20-25 см.

Какво наблюдаваме:водата в стъклената тръба се издига и изтича.

Резултат:това доказва, че коренът абсорбира вода от почвата в стъблото.

Температурата на водата влияе ли на скоростта на усвояване на водата от корена?

Цел:разберете как температурата влияе върху работата на корена.

Какво правим:една чаша трябва да е с топла вода (+17-18ºС), а другата със студена вода (+1-2ºС).

Какво наблюдаваме:в първия случай водата се отделя обилно, във втория - малко или напълно спира.

Резултат:това е доказателство, че температурата има силен ефект върху производителността на корените.

Топлата вода се абсорбира активно от корените. Налягането на корените се повишава.

Студената вода се абсорбира слабо от корените. В този случай налягането на корена пада.

минерално хранене

Физиологичната роля на минералите е много голяма. Те са в основата на синтеза на органични съединения, както и фактори, които променят агрегатното състояние на колоидите, т.е. пряко влияят върху метаболизма и структурата на протопласта; действат като катализатори за биохимични реакции; повлияват тургора на клетката и пропускливостта на протоплазмата; са центрове на електрически и радиоактивни явления в растителните организми.

Установено е, че нормалното развитие на растенията е възможно само при наличието на три неметала в хранителния разтвор - азот, фосфор и сяра и - и четири метала - калий, магнезий, калций и желязо. Всеки от тези елементи има индивидуална стойност и не може да бъде заменен с друг. Това са макроелементи, концентрацията им в растението е 10 -2 -10%. За нормалното развитие на растенията са необходими микроелементи, чиято концентрация в клетката е 10 -5 -10 -3%. Това са бор, кобалт, мед, цинк, манган, молибден и др. Всички тези елементи се намират в почвата, но понякога в недостатъчни количества. Поради това в почвата се прилагат минерални и органични торове.

Растението расте и се развива нормално, ако средата около корените съдържа всички необходими хранителни вещества. Почвата е такава среда за повечето растения.

Дъх на корена

За нормалния растеж и развитие на растението е необходимо в корена да влиза чист въздух. Да проверим дали е така?

Цел:имат ли корените нужда от въздух?

Какво правим:Да вземем два еднакви съда с вода. Във всеки съд поставяме развиващи се разсад. Всеки ден насищаме водата в един от съдовете с въздух с помощта на пистолет. На повърхността на водата във втория съд изсипете тънък слой растително масло, тъй като забавя притока на въздух във водата.

Какво наблюдаваме:след известно време растението във втория съд ще спре да расте, ще изсъхне и накрая ще умре.

Резултат:смъртта на растението възниква поради липсата на въздух, необходим за дишането на корена.

Коренни модификации

При някои растения резервните хранителни вещества се отлагат в корените. Те натрупват въглехидрати, минерални соли, витамини и други вещества. Такива корени растат силно на дебелина и придобиват необичаен вид. И коренът, и стъблото участват в образуването на кореноплодни култури.

корени

При натрупване на резервни вещества в главния корен и в основата на стъблото на главния летораст се образуват кореноплодни растения (моркови). Коренообразуващите растения са предимно двугодишни. През първата година от живота те не цъфтят и натрупват много хранителни вещества в кореноплодни култури. На втория бързо цъфтят, като използват натрупаните хранителни вещества и образуват плодове и семена.

коренови грудки

При георгините резервните вещества се натрупват в случайни корени, образувайки коренови грудки.

бактериални възли

Страничните корени на детелина, лупина, люцерна са особено променени. Бактериите се установяват в младите странични корени, което допринася за усвояването на газообразен азот от почвения въздух. Такива корени са под формата на възли. Благодарение на тези бактерии тези растения могат да живеят на бедни на азот почви и да ги направят по-плодородни.

кокилен

Рампа, растяща в приливната зона, развива наклонени корени. Високо над водата те държат големи листни издънки върху нестабилна кална почва.

Въздух

Тропическите растения, които живеят на клоните на дърветата, развиват въздушни корени. Те често се срещат в орхидеи, бромелии и някои папрати. Въздушните корени висят свободно във въздуха, не достигат до земята и абсорбират влагата от дъжд или роса, която пада върху тях.

Ретрактори

При луковичните и луковичните растения, например минзухарите, сред многобройните резбовидни корени има няколко по-дебели, така наречените прибиращи се корени. Намалявайки, такива корени изтеглят луковицата по-дълбоко в почвата.

Стълбовидна

Фикусът развива колоновидни надземни корени или опорни корени.

Почвата като местообитание за корените

Почвата за растенията е средата, от която те получават вода и хранителни вещества. Количеството минерални вещества в почвата зависи от особеностите на основната скала, активността на организмите, жизнената активност на самите растения и вида на почвата.

Почвените частици се конкурират с корените за влага, задържайки я на повърхността си. Това е така наречената свързана вода, която се разделя на хигроскопична и филмова. Той се държи от силите на молекулярното привличане. Достъпната за растението влага е представена от капилярна вода, която е концентрирана в малките пори на почвата.

Между влагата и въздушната фаза на почвата се развиват антагонистични отношения. Колкото по-големи са порите в почвата, толкова по-добър е газовият режим на тези почви, толкова по-малко влага задържа почвата. Най-благоприятен водно-въздушен режим се поддържа при структурните почви, където водата и въздухът се намират едновременно и не си пречат - водата запълва капилярите вътре в структурните агрегати, а въздухът запълва големите пори между тях.

Характерът на взаимодействието между растението и почвата е свързан до голяма степен с поглъщателната способност на почвата – способността да задържа или свързва химичните съединения.

Почвената микрофлора разгражда органичните вещества до по-прости съединения, участва в образуването на структурата на почвата. Естеството на тези процеси зависи от вида на почвата, химичния състав на растителните остатъци, физиологичните свойства на микроорганизмите и други фактори. Почвените животни участват в образуването на структурата на почвата: пръстеновидни червеи, ларви на насекоми и др.

В резултат на комбинация от биологични и химични процеси в почвата се образува сложен комплекс от органични вещества, който се обединява с термина "хумус".

Метод на водна култура

От какви соли се нуждае растението и какъв е ефектът им върху растежа и развитието му, е установено чрез експеримент с водни култури. Методът на водната култура е отглеждането на растения не в почвата, а във воден разтвор на минерални соли. В зависимост от целта на експеримента можете да изключите отделна сол от разтвора, да намалите или увеличите съдържанието му. Установено е, че торовете, съдържащи азот, спомагат за растежа на растенията, съдържащите фосфор - най-ранното узряване на плодовете, а тези, съдържащи калий - най-бързото изтичане на органични вещества от листата към корените. Във връзка с това азотните торове се препоръчват да се прилагат преди сеитбата или през първата половина на лятото, съдържащите фосфор и калий - през втората половина на лятото.

Използвайки метода на водните култури, беше възможно да се установи не само нуждата на растението от макроелементи, но и да се установи ролята на различни микроелементи.

В момента има случаи, когато растенията се отглеждат по методи на хидропоника и аеропоника.

Хидропониката е отглеждане на растения в саксии, пълни с чакъл. Хранителният разтвор, съдържащ необходимите елементи, се подава в съдовете отдолу.

Аеропониката е въздушна култура на растенията. При този метод кореновата система е във въздуха и автоматично (няколко пъти в рамките на един час) се напръсква със слаб разтвор на хранителни соли.

Които му позволяват да изпълнява най-важните функции в растителния организъм. Вътрешната структура на този орган се отличава с ясна диференциация, поради което се осъществява координираната работа на целия организъм.

Какво е корен

Коренът е аксиалният подземен орган на растението. В зависимост от характеристиките на местоположението се разграничават основните, страничните и спомагателните. Първият тип е много лесен за дефиниране. Основният корен на растението винаги е един. Има странични панели. Заедно те образуват Характерен е за всички представители на клас Двусемеделни, включително добре познатите семейства Розоцветни, Нощни, Астрови, Зелеви, Бобови и др. Директно тръгват от издънката Те растат на куп. Едносемеделните растения имат такава коренова система, която се нарича влакнеста: зърнени култури, лук и лилия.

Коренни функции

Основната задача на подземния орган е да фиксира растението в почвата, осигурявайки му вода и минерални разтвори. С помощта на корена от почвата се абсорбират съединения на азот, калий, желязо, магнезий, фосфор и други елементи. Този процес се нарича минерално хранене. Получените растителни вещества се използват за самостоятелен синтез на органични съединения.

Коренът и издънката изпълняват функциите си в тясна връзка. Подземният орган осигурява на растението вода с минерални разтвори. Те идват от корена до всички части на издънката. Това е възходящ поток от вещества. От своя страна в резултат на фотосинтезата в листата се образуват органични вещества. Те се движат от издънката към корена, извършвайки низходящ поток.

коренови зони на растенията

Ако изрежете подземния орган по оста му, можете лесно да забележите кореновите зони. Всички те са специализирани, с ясна връзка между характеристиките на структурата и изпълняваните функции. Зоните са подредени в следната последователност: кореново капаче, деление, разтягане, всмукване, проводимост. Вече само по имената можете да познаете от какви елементи на какви тъкани се състоят и каква е тяхната роля в живота на растителните организми. Нека разгледаме всеки от тях по-подробно.

кореново капаче

За да проникне дълбоко в почвата, коренът непрекъснато расте с върха си. Тази функция се изпълнява от зоната на разделяне на корена, която е покрита с коренова шапка. Той надеждно защитава клетките на образователната тъкан от механични повреди, предотвратява увреждането на горната част на подземния орган по време на проникването му в почвата.

Кореновата шапка се образува от няколко слоя живи клетки на покривната тъкан. Те не са хомогенни по своята структура. И така, клетките на външния слой непрекъснато се унищожават в контакт с частиците на почвата. Следователно те изискват реставрация. Този процес възниква поради клетъчното делене на образователната тъкан отвътре. Кореновата шапка също играе ролята на своеобразен "навигатор" за подземния растителен орган. Тъй като има способността да възприема силата на гравитацията, тази зона определя посоката на растеж на корена в дълбочина.

меристема

Следва част от корена, обединяваща две зони: разделяне и разтягане. Благодарение на тези структури размерът му се увеличава. Поради това се нарича зона на растеж на корените. Какви структурни характеристики има всеки от тях?

Зоната на делене на корена се намира зад кореновата шапка. Изцяло се формира от образователна тъкан - меристема, чиято дължина не надвишава 3 мм. Клетките му са малки, плътно прилепнали една към друга, имат тънки стени. Тази зона има уникална способност. Когато се дели, се образуват клетки от всякакви други тъкани. Това е много важно за възстановяването на загубени или повредени части от органи на растителния организъм.

Зона за разтягане

Отвъд меристемата зоната на растеж на корена продължава с клетки от различен тип. Те непрекъснато растат, удължават се, придобиват фиксирана форма и размер. Това е зоната на разтягане. Размерите му също са незначителни: само няколко мм. Увеличавайки се по размер, клетките му придвижват меристемата с кореновата шапка все по-дълбоко. Разтегливата зона също се създава от образователната тъкан. Следователно тук могат да се образуват клетки от всякакъв тип.

зона на всмукване на корена

Следващата структура е с по-голям размер, заемаща площ от 5 до 20 мм. Това е смукателната зона на корена. Основната му функция е да абсорбира вода с разтвор на хранителни вещества от почвата. Този процес се осъществява с помощта на коренови косми, които са израстъци на клетките на покривната тъкан. Дължината им варира от няколко милиметра до един сантиметър. Понякога тази цифра надвишава размера на самите клетки.

Коренните косми са постоянно обновяващи се образувания. Те живеят до 20 дни, след което умират. Новите косми се образуват от клетки, които се намират близо до зоната на растеж. В същото време те изчезват на върха. Следователно се оказва, че смукателната зона потъва по-дълбоко в почвата, докато коренът расте.

Коренните косми се увреждат много лесно. Ето защо, по време на трансплантацията на растението, се препоръчва да го прехвърлите заедно с почвата, в която е растяла преди. Тези структури са доста многобройни. На 1 квадратен милиметър се образуват няколко стотици, като значително се увеличава смукателната повърхност, която е няколкостотин пъти площта

Странични корени

Зоната на проводимост на корена или страничните корени е най-голямата. Това е областта, в която подземният орган се удебелява и разклонява. Тук се образуват страничните корени на растението. В зоната на проводимост няма коренови косми, така че няма усвояване на хранителни вещества от почвата. Зоната на проводимост на корена служи като "магистрала за движение" от зоната на засмукване до земната част на растението.

Характеристики на вътрешната структура

Както можете да видите, всички коренови зони се отличават с ясна специализация. Това важи и за вътрешната структура на подземния орган. На напречното сечение на корена в зоната на засмукване ясно се виждат няколко слоя. Отвън е покривната тъкан. Тя е представена от един слой живи кожни клетки. Те образуват нови коренови власинки.

Под кожата е кората. Това са няколко слоя от основната тъкан. Чрез тях разтвори на минерални вещества се придвижват от кореновите власинки към елементите на проводимата тъкан. Вътрешната аксиална част на корена е заета от централния цилиндър. Тази структура се състои от съдове и елементи от механична и складова тъкан. Около централния цилиндър има слой от клетки на образователната тъкан, от които се образуват страничните корени.

Начини за формиране на кореновата система

Знанията за структурата и физиологията на подземния орган на растенията отдавна се използват от човека в стопанската му дейност. Така че, за да се образуват допълнителни корени, които се развиват в повърхностния слой на почвата, се препоръчва мястото да се хълми и да се добави почва към основата на издънките.

За да се увеличи броят на страничните корени, се използва методът на бране. Извършва се по време на трансплантацията на разсад в открит терен. За да направите това, върхът на главния корен се отрязва от разсада, в резултат на което цялата система става по-разклонена. Страничните корени растат, което означава, че почвеното хранене на растенията се извършва по-ефективно. Освен това, по време на хълмиране и бране, преобладаващото им количество се развива в горния слой на почвата, който е по-плодороден.

И така, кореновите зони са участъци от аксиалния подземен орган на растенията, които се различават по структурни характеристики. Всички те се отличават с тясна специализация, поради особеностите на тяхната структура. Различават се следните участъци: кореново капаче, деление, растеж, включително зони на разтягане и абсорбция и проводимост.

Разгледайте върховете на млади корени, като боб, слънчоглед и пшеница, на светлина. Ще видите, че те са малко по-тъмни и по-плътни от целия корен. Това се дължи на факта, че върхът на всеки корен е покрит отгоре, като напръстник.кореново капаче.

Ако разрежете млад корен надлъжно на две половини, направите тънък разрез от едната от тях и я разгледате под микроскоп, можете да видите клетъчната структура на корена. Клетките на различните части на корена се различават една от друга по форма и размер. Те образуваткоренови зони.

Клетките на кореновата шапка не живеят дълго, постепенно се ексфолират и умират. Вместо мъртви клетки на кореновата шапка непрекъснато се образуват нови.

Кореновата шапка предпазва горната част на корена от увреждане от твърди почвени частици.

Под капака езона на делящи се клетки.Деляйки се, те образуват нови клетки, от които възникват всички коренови тъкани. Над зоната на делящи се клетки има клеткизони на растеж, поради чието разтягане коренът нараства на дължина.

На известно разстояние от върха на корена има много тънки и прозрачникоренови косми.

При някои растения кореновите власинки могат да се видят без микроскоп. Например, те са ясно видими в граховите разсад.

Разсадът на пшеницата има коренови власинки, които приличат на лек пух.

Кореновата коса е интересна за изследване под микроскоп. Оказва се, че това е силно удължен израстък на външната клетка на кората на корена. Както всяка клетка, кореновата коса има обвивка. Под него са цитоплазмата, ядрото, безцветните пластиди и вакуоли с клетъчен сок.

Коренните власинки са много малки - с дължина не повече от 10 мм. Те живеят само няколко дни, след което умират и се заменят с нови, които растат близо до върха на порасналия корен.

Прониквайки между почвените частици, кореновите власинки се прилепват плътно към тях и абсорбират вода и други вещества от почвата. Ето защо кореновата зона, върху която са разположени кореновите власинки, се наричасмукателна площ.Между зоната на засмукване и стеблото епроводяща зонакорен, през който водата от корена навлиза в стъблото.

Коренните косми са от голямо значение в живота на растението. Те са много деликатни и могат лесно да бъдат наранени. Следователно всяко растение трябва да се трансплантира внимателно, като се опитва да не повреди младите си корени с коренови косми. Коренните косми се запазват най-добре, когато растенията се трансплантират заедно с буца пръст. Ето защо разсадът на зеленчукови култури и други растения се отглежда в торфени саксии.

Разсадът, засаден заедно с саксии с торф и хумус, изобщо не се разболява. Бързо се вкоренява, тъй като корените с коренови косми не се повреждат по време на засаждането.

И така, с невъоръжено око младият корен може да различи по-тъмен, по-плътен връх - коренова шапка, коренови власинки, които приличат на лек мъх и проводяща коренова зона, която преминава в стъблото.

Всички зони на младите корени - зоната на делящи се клетки с кореновата шапка, зоната на растеж, зоната на засмукване с кореновите косми и проводящата зона - могат да се видят по-ясно само под микроскоп.

Микроскопът ви позволява да видите, че клетките на една и съща коренова зона са подобни по структура една на друга и се различават от клетките на други зони. Клетките на всяка зона изпълняват една и съща функция. Знаете, че групи от клетки, които имат еднаква структура и изпълняват една и съща функция, образуват тъкан.

Изучавайки структурата на корена, човек може да се убеди, че коренът, както и другите органи, се състои от тъкани от различен тип.

И така, под кореновата капачка има делящи се клетки, в резултат на разделянето на които всичкитъкани корен. Тези клетки изграждат тъкан, нареченаобразователен.Клетките на кореновата шапка и кожата изграждатпокривен плат.

Ако разрежете млад корен напречно, можете да видите, че както всички други органи на цъфтящо растение, той се състои от множество клетки. Но вътрешната структура на корена в различните области е различна в зависимост от това къде е направен напречният разрез.

Най-хубавото е, че вътрешната структура може да се види, ако отрежете младия корен.

На върха на корена са клетките на образователната тъкан. Споделят активно. Получените млади клетки са малки, все още почти нямат вакуоли. Този участък от корена с дължина около 1 mm се нарича зона на разделяне . Зоната на разделяне на корена е защитена от повреда с кореново капаче отвън.

Над зоната на разделяне има гладка част от корена. В тази много малка част от корена (около 3-9 mm дълга) клетките вече не се делят, но силно се удължават (растат), удължават се в надлъжна посока (по дължината на корена) и по този начин увеличават дължината на корена - това зона разтягане, или зона на растеж корен. Клетките на тази зона вече имат големи вакуоли, пълни с клетъчен сок. Благодарение на това коренът става еластичен, способен да се притиска дълбоко в почвата с голяма сила.

Растеж на корените. (Анимация)

Над зоната на растеж има коренова зона с коренови косми. коренови косми - Това са дълги израстъци на клетките на външната обвивка на корена. Кореновите власинки обикновено са дълги 1-2 мм. Те са плътно разположени на корена. С тяхна помощ коренът абсорбира (изсмуква) вода от почвата с разтворени минерални соли. Коренните косми работят като малки помпи. Ето защо кореновата зона с коренови власинки се нарича смукателна площ, или зона на абсорбция .

Всмукателната зона заема 2-3 см на корена, но огромното количество коренови косми, разположени тук, увеличава общата абсорбционна повърхност на корена 15-18 пъти.

Структурата и функцията на кореновата коса. (Анимация)

Слузта, отделяна от кореновите власинки, разтваря минералните соли на почвата. В същото време кореновите власинки се придържат към частиците на почвата, сякаш „растат“ с нея и изсмукват от нея необходимите за растението хранителни вещества. Следователно, в току-що извадено от почвата растение, винаги могат да се видят буци пръст, полепнали по кореновите власинки.

Клетките на смукателната зона не се разтягат по дължина и следователно не се движат спрямо почвените частици, но коренът активно взаимодейства с него чрез голям брой коренови косми.

С напредване на възрастта кореновите власинки умират. Те не живеят дълго, обикновено 5-9 дни. Порасналите косми се заменят с нови. Те растат близо до върха на корена. В резултат на това постоянно включване на нови млади клетки в образуването на нови коренови власинки и смъртта на старите, зоната на поглъщане бавно се премества по-дълбоко в почвата. В този случай коренът използва всички нови почвени слоеве за хранене.

Над смукателната зона е зона за задържане корен, през клетките на който водата и минералните соли, абсорбирани от кореновите власинки, се придвижват към стъблото.

Механизмът на функциониране на проводимите съдове на корена. (Анимация)

Проводната зона е най-дългата и най-здравата част на корена. Тук вече има добре оформена проводяща тъкан. През клетките на проводящата тъкан водата с разтворени соли се издига до стъблото - това възходящ ток , а органичните вещества, необходими за жизнената дейност на кореновите клетки, се движат от стъблото и листата към корена - това е низходящ ток .

Зоните на разделяне, разтягане и засмукване винаги имат определени размери по дължина, а зоната на проводимост непрекъснато се удължава с растежа на корена.

Вътрешна структура на корена. (Анимация)

Интерактивен симулатор на уроци. (Прегледайте всички страници на урока и изпълнете всички задачи)

Коренът е специализиран, т.е. пригоден за почвено хранене, растителен орган. На това предназначение се дължи нейното външно и вътрешно устройство. Според структурата и изпълняваните функции основно се разграничават четири зони: деление, разтягане (растеж), абсорбция и проводимост. Всяка коренова зона има своя собствена специална клетъчна структура, която осигурява изпълнението на нейните функции. По този начин, в зоната на засмукване, водата и разтворените вещества, абсорбирани от живите клетки на кожата от кореновите косми, преминават през клетките на кората в дървесината на централния цилиндър и се издигат нагоре. Кортексът е добре развит, състоящ се от живи клетки, които могат да служат като тъкан за съхранение. В зоната на проводимост външният слой на корена - първо кората, а след това коркът - е водо- и въздухонепроницаема тъкан. В тази зона са добре развити проводящите тъкани - лико и дърво.
Тясното взаимодействие на всички коренови зони осигурява неговата непрекъсната, нормална работа, което е важно за живота на целия растителен организъм.

биологична задача