Абсорбционна зона с коренови власинки. Първична структура на корена. Какво научихме

Смукателна зона - функционална най-важната часткорен, тъй като тук се извършва основната му функция - усвояването на вода и минерали. Коренна структура в зоната на засмукване по възможно най-добрия начинадаптиран да изпълнява тази роля. Тъканите на корените са разположени в концентрични кръгове, което е характерно за аксиалните органи, и показват висока степен на специализация. На напречен 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 смукателна тъкан. В сравнение с епидермиса на надземните органи кореновата кожа се различава по някои белези - липса на кутикула и устица и наличие на коренови власинки. Поради тази причина първичната покривна тъкан на корена също има специални имена - епиблема(от гръцки epiblema - покривка за легло) и ризодерма(от гръцки risus - корен, derma - кожа).

Кожните клетки са живи, паренхимни, тънкостенни, със стенен слой от цитоплазма. Те са забележителни с това, че образуват дълги тънки израстъци отвън - коренови косми. Коренната 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 влажна 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 повърхност. Благодарение на кореновите власинки смукателната повърхност на корена се увеличава многократно, постига се близък контакт с почвените частици и се улеснява смукателният процес. Коренните косми активно влияят на почвата, като насърчават разтварянето на слабо разтворими съединения.

Кореновите власинки не издържат дълго - 2-3 дни, след което отмират и се образуват отново върху по-младата част на корена. Така кореновите косми се придвижват към 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 са кръгли в напречно сечение, нито цилиндрични, нито призматични в надлъжно сечение, леко удължени по дължината на корена. Клетъчните мембрани са сравнително тънки, цитоплазмата лежи стена до стена, включвания, органични и минерални, са чести. Клетките са разположени хлабаво, 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 латицифери и други вместилища за секрети. Всички тези признаци показват висока 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. Външният слой под епидермиса се нарича екзодермис(от гръцки exo - отвън, derma - кожа). Екзодермата може да бъде еднослойна. В този случай тя се състои от големи полигонални клетки, които се суберизират сравнително рано. В многослойния екзодермис клетките са по-малки от основните клетки на кората. Клетъчните стени на екзодермиса имат характерни задебеления. Екзодермата е особено добре развита при едносемеделните растения. При тях той образува по-здрава покривна тъкан (с първичен произход) вместо епидермиса.

Вътрешният слой на кората, ограничаващ централния цилиндър, се нарича ендодерма(от гръцки endon - вътре, дерма). Клетките му са високо специализирани както морфологично, така и функционално. Те се характеризират с частична суберизация на клетъчните стени, което двусемеделни растениясреща се в по-малка степен, при едносемеделните е по-значително. Ендодермата е един слой от клетки с правилна форма, които се развиват от периблемата. В ембрионалната фаза ендодермалните клетки имат меристематична активност, поради тяхното делене се образува основният паренхим на първичната кора. При по-нататъшно развитиеклетките променят своите функции и структура. В зоната на абсорбция се появява суберизирана ивица по напречните и радиалните стени на ендодермата, която се нарича Каспаров пояс. На напречните срезове се виждат суберизирани зони под формата на точки по радиалните стени - каспарови петна.

Функцията на ендодермата несъмнено е свързана с потока на вода и минерални соли в централния цилиндър. Ако в кората водата се движи свободно през междуклетъчните пространства и целулозните клетъчни мембрани, тогава частично суберизирани ендодермални клетки 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 ендодермисът предпазва централния цилиндър от загуба на вещества.

При едносемеделните растения морфологичното развитие на ендодермата не завършва с образуването на Каспарския пояс. Впоследствие клетъчните стени се удебеляват значително и стават лигнифицирани, а вътрешните тангенциални и радиални стени претърпяват удебеляване, докато външната тангенциална стена остава относително тънка. Удебелената част на клетъчната мембрана придобива характерен подковообразен вид.

U различни растенияи в различните органи ендодермата се развива по различен начин. В корена е по-развит, в стъблото е по-слаб, а понякога изобщо не се развива.

Ендодермалния пръстен съдържа малък брой несуберизирани клетки, наречени проходни клетки. 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 образуват непрекъсната вертикална връв, а се редуват със суберизирани клетки.

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

Централен цилиндър (аксиален цилиндър, стела)- част от аксиалния орган, където се намират проводящите тъкани. В централния цилиндър на корена проводящите тъкани образуват радиален проводящ сноп. ксилем,представена от съдове, е подредена в лъчи, чийто брой варира при различните растения, но е постоянен за даден вид. Може да има два, четири, пет или дори повече от сто ксилемни лъча. Съответно, въз основа на броя на ксилема, корените се наричат ​​ди-, тетра- или полиарх. Например корените на цвеклото, морковите, някои макове и копривата имат два лъча ксилем. Тиквата има четири ксилемни лъча, бобът има пет. Тетрархичните корени се считат за първични.

Първи се диференцират външните съдове в ксилемните лъчи. 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. Метаксилемните съдове са по-големи от протоксилемните съдове и имат различен тип удебеляване на клетъчната стена. По този начин развитието на първичната ксилема в корена протича по центростремителен начин. Централната позиция в аксиалния цилиндър е заета от най-големите метаксилемни съдове или ядро, състоящо се 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 тръбички - 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 проводящите тъкани се обяснява с функционалното значение на корена. Водата, идваща от кората, навлиза директно в ксилемата, заобикаляйки флоема. С потока вода някои вещества, които се използват в протичащите в нея синтетични процеси, също влизат в корена. 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 - около). Това е един или повече слоеве паренхимни клетки. Физиологично, перицикълът е потенциална образователна тъкан. От него се образуват странични корени и допълнителни пъпки, ако изобщо са характерни. това растение, камбият и корковият камбий се развиват частично. 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 адаптивност 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 съхранение на хранителни вещества. В този случай се променя.

Видове корени

Основният корен се образува от ембрионалния корен по време на покълването на семената. От него излизат 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 спомага за по-доброто укрепване на растението в почвата и подобряване на 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 бройадвентивни корени с еднакъв размер. Цялата маса от корени се състои от странични или адвентивни корени и има вид 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 коренова повърхност е 200 m2.

Това е много пъти 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. Вътрешна структура на корена

Коренови зони

Коренна шапка

Коренът нараства на дължина с върха си, където се намират младите клетки образователна 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 външните стени на кореновата шапка да бъдат покрити със слуз, което намалява триенето между корена и почвените частици. Те дори могат да разделят частиците на почвата. Клетките на кореновата шапка са живи и често съдържат нишестени зърна. Клетките на капачката постоянно се обновяват поради делене. Участва в положителни геотропни реакции (посока на растежа на корените към центъра на Земята).

Клетките от зоната на делене активно се делят, дължината на тази зона е различни видовеи различните корени на едно и също растение не са еднакви.

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.

Коренна структура на косата

Кореновите власинки са силно удължени израстъци на външните клетки, покриващи корена. Броят на кореновите косми е много голям (на 1 mm2 от 200 до 300 косми). 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 умират след 10-20 дни, а върху младата част на корена израстват нови. Това осигурява развитието на нови почвени хоризонти от корените. 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 тапа и губи тази способност.

Черупката 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 насърчава залепването на кореновите косми към 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 – те служат за опора на върха на корена, който преминава между почвените частици.

Под микроскоп на напречно сечениекорен в зоната на абсорбция, неговата структура е видима на клетъчно и тъканно ниво. На повърхността на корена има ризодерма, под нея има кора. Външният слой на кората е екзодермисът, навътре от него е основният паренхим. Неговите тънкостенни живи клетки изпълняват складова функция, като провеждат хранителните разтвори в радиална посока - от смукателната тъкан към съдовете на дървото. Те също така синтезират редица органични вещества, жизненоважни за растението. Вътрешният слой на кората е ендодермисът. Хранителните разтвори, влизащи в централния цилиндър от кората през ендодермалните клетки, преминават само през протопласта на клетките.

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

Кореновата съдова система провежда вода и минерали от корена към стъблото (възходящ поток) и органична материяот стъблото към корена (низходящо течение). Състои се от съдово-фиброзни снопове. Основните компоненти на снопа са участъци от 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, ксилема е трахеята (съдовете) и трахеидите.

Коренни жизнени процеси

Транспорт на вода в корена

Абсорбция на вода от кореновите власинки от почвения хранителен разтвор и провеждане в радиална посока по протежение на клетките на първичната кора през пасажните клетки в ендодермата 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 сухи почвени условия, както и при прекомерно приложение. минерални торове. Вътре в кореновите клетки силата на засмукване на корена се увеличава от ризодермата към централния цилиндър, така че водата се движи по концентрационен градиент (т.е. от място с по-висока концентрация към място с по-ниска концентрация) и създава кореново налягане, което издига стълб вода през съдовете на ксилемата, образувайки възходящ ток. Това може да се намери на безлистни стволове през пролетта, когато се събира „сокът“, или на отсечени пънове. Потокът на вода от дърво, пресни пънове и 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 всмукателната сила на листата е горният. Това може да се потвърди с прости експерименти.

Абсорбция на вода от корените

цел:разберете основната функция на корена.

Какво правим:растение, отглеждано върху мокри дървени стърготини, разклатете го коренова системаи сложете корените му в чаша вода. Изсипете тънък слой върху водата, за да я предпазите от изпаряване. растително маслои маркирайте нивото.

Какво виждаме:След ден-два водата в съда падна под марката.

Резултат:следователно корените изсмукват водата и я отвеждат до листата.

Можете също така да направите още един експеримент, за да докажете усвояването на хранителни вещества от корена.

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

Какво виждаме:вода в стъклена тръбасе издига и изтича.

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

Температурата на водата влияе ли върху интензивността на абсорбцията на вода от корените?

цел:разберете как температурата влияе върху функцията на корена.

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

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

Резултат:това е доказателство, че температурата силно влияе върху функцията на корените.

Топлата вода се абсорбира активно от корените. Натискът върху корена се увеличава.

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

Минерално хранене

Физиологичната роля на минералите е много голяма. Те са в основата на синтеза на органични съединения, както и на факторите, които се променят физическо състояниеколоиди, т.е. пряко влияят върху метаболизма и структурата на протопласта; действат като катализатори за биохимични реакции; повлияват клетъчния тургор и пропускливостта на протоплазмата; са центрове на електрически и радиоактивни явления в растителните организми.

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

Растението расте и се развива нормално, ако средата около корените съдържа всичко необходимо хранителни вещества. Тази среда за повечето растения е почвата.

Дишане на корените

За нормалния растеж и развитие на растението е необходимо коренът да получава чист въздух. Да проверим дали това е вярно?

цел:Коренът има ли нужда от въздух?

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

Какво виждаме:След известно време растението във втория съд ще спре да расте, ще изсъхне и в крайна сметка ще умре.

Резултат:Смъртта на растението възниква поради липса на въздух, необходим за дишането на корена.

Коренни модификации

Някои растения съхраняват резервни хранителни вещества в корените си. Те натрупват въглехидрати, минерални соли, витамини и други вещества. Такива корени нарастват значително на дебелина и придобиват необичаен вид външен 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 зеленчуци (моркови). Растенията, които образуват кореноплодни култури, са предимно двугодишни. През първата година от живота те не цъфтят и натрупват много хранителни вещества в корените. На втория бързо цъфтят, като използват натрупаните хранителни вещества и образуват плодове и семена.

Кореновите грудки

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

Бактериални възли

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

Стилати

Рампата, която расте в приливната зона, развива наклонени корени. Те държат големи листни издънки върху нестабилна кална почва високо над водата.

въздух

U тропически растенияЖивеейки на клоните на дърветата, се развиват въздушни корени. Те често се срещат в орхидеи, бромелии и някои папрати. Въздушните корени висят свободно във въздуха, без да достигат земята, и абсорбират влагата от дъжда или росата, които падат върху тях.

Ретрактори

При луковичните и луковичните растения, като минзухарите, сред многобройните нишковидни корени има няколко по-дебели, така наречените ретракторни корени. Свивайки се, такива корени издърпват луковицата по-дълбоко в почвата.

Колонен

Фикусовите растения развиват 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 на минералите в почвата зависи от специфичните характеристики на майката рок, дейността на организмите, от жизнената дейност на самите растения, от вида на почвата.

Почвените частици се конкурират с корените за влага, задържайки я на повърхността си. Това е т.нар свързана вода, който е разделен на хигроскопичен и филм. Задържа се на място от силите на молекулярното привличане. Достъпната за растението влага е представена от капилярна вода, която е концентрирана в малките пори на почвата.

Развива се антагонистична връзка между влагата и въздушната фаза на почвата. Колкото по-големи пори има в почвата, толкова по-добре. режим газтези почви, толкова по-малко влага задържа почвата. Най-благоприятен водно-въздушен режим се поддържа при структурните почви, където водата и въздухът съществуват едновременно и не си пречат - водата запълва капилярите вътре в структурните единици, а въздухът запълва големите пори между тях.

Естеството на взаимодействието между растението и почвата до голяма степен е свързано с поглъщателната способност на почвата – способността да задържа или свързва химически съединения.

Почвената микрофлора разлага органичните вещества до повече прости връзки, участва в образуването на структурата на почвата. Естеството на тези процеси зависи от вида на почвата, химически състав растителни остатъци, физиологични свойствамикроорганизми и други фактори. Почвените животни участват във формирането на структурата на почвата: анелиди, 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 комбинира 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 опит с водни култури. Методът на водната култура е отглеждането на растения не в почвата, а в воден разтворминерални соли. В зависимост от целта на експеримента можете да изключите определена сол от разтвора, да намалите или увеличите нейното съдържание. Установено е, че торовете, съдържащи азот, насърчават растежа на растенията, съдържащите фосфор - бързото узряване на плодовете, а съдържащите калий - бързото изтичане на органични вещества от листата към корените. В тази връзка се препоръчва прилагането на азотни торове преди сеитбата или през първата половина на лятото; тези, съдържащи фосфор и калий - през втората половина на лятото.

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

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

Хидропониката е отглеждане на растения в контейнери, пълни с чакъл. Хранителен 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, благодарение на която се осъществява координираната работа на целия организъм.

Какво е корен

Коренът е аксиалният подземен орган на растението. В зависимост от местоположението се различават главни, странични и подчинени. Първият тип е много лесен за идентифициране. Растението винаги има един основен корен. На него има странични. Заедно те образуват Характерен е за всички представители на клас Двусемеделни, включително добре познатите семейства Розоцветни, Пасленови, Сложноцветни, Зелеви, Бобови и др. Те се движат направо от издънката. Те растат на куп. Едносемеделните имат такава коренова система, която се нарича влакнеста: зърнени култури, лук и лилии.

Коренни функции

Основната задача на подземния орган е да закрепи растението в почвата, като му осигури 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. Растенията използват получените вещества за собствен синтез на органични съединения.

Коренът и издънката изпълняват функциите си в тясна взаимовръзка. Подземният орган осигурява на растението вода и 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 подземен орган по оста му, можете лесно да забележите кореновите зони. Всички те са специализирани, с ясна връзка между конструктивни особености и изпълнявани функции. Зоните са разположени в следната последователност: кореново капаче, деление, разтягане, всмукване, кондукция. Само по имената можете да познаете от какви тъканни елементи се състоят и каква е ролята им в живота на растителните организми. Нека разгледаме всеки от тях по-подробно.

Коренна шапка

За да проникне дълбоко в почвата, коренът непрекъснато израства 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 и 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. Така клетките на външния слой непрекъснато се разрушават при контакт с частиците на почвата. Следователно те изискват реставрация. Този процес възниква поради разделянето на клетките на образователната тъкан отвътре. Кореновата шапка също играе ролята на вид „навигатор“ за подземния орган на растенията. Тъй като има способността да възприема силата на гравитацията, тази зона определя посоката, в която коренът расте в дълбочина.

Меристема

Следва част от корена, която съчетава две зони: разделяне и разширение. Благодарение на тези структури размерът му се увеличава. Ето защо 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 и имат тънки стени. Тази зона има уникална способност. Когато се дели, се образуват клетки от всякакви други тъкани. Това е много важно за възстановяване на изгубени или повредени части от растителни органи.

Зона за разтягане

Зад меристемата зоната на растеж на корена продължава с клетки от друг тип. Те непрекъснато растат, удължават се, придобиват фиксирана форма и размер. Това е зона на разтягане. Размерите му също са малки: 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.

Коренна абсорбционна зона

Следващата структура е с по-големи размери, заемаща площ от 5 до 20 mm. Това е зоната на абсорбция на корена. Основната му функция е да абсорбира вода и хранителни разтвори от почвата. Този процесизвършва се с помощта на коренови косми, които са израстъци на клетки на покривната тъкан. Дължината им варира от няколко милиметра до един сантиметър. Понякога тази цифра надвишава размера на самите клетки.

Коренните власинки 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 в горната част. Следователно се оказва, че смукателната зона потъва по-дълбоко в почвата, докато коренът расте.

Коренните косми се увреждат много лесно. Ето защо, когато презасаждате растения, се препоръчва да го прехвърлите заедно с почвата, в която е растяла преди. Тези структури са доста многобройни. Няколкостотин се образуват на 1 квадратен милиметър, което значително увеличава смукателната повърхност, която е няколкостотин пъти по-голяма от площта

Странични корени

Коренната област 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 корените служи като "транспортна магистрала" от зоната на засмукване до надземната част на растението.

Характеристики на вътрешната структура

Както можете да видите, всички коренни зони имат ясна специализация. Това важи и за вътрешната структура на подземния орган. На напречно сечение на корена в зоната на засмукване ясно се виждат няколко слоя. От външната страна има покривна тъкан. Тя е представена от един слой живи кожни клетки. Те са тези, които образуват нови коренови власинки.

Кората се намира под кожата. Това са няколко слоя основна тъкан. Чрез тях разтворите на минерални вещества се придвижват от кореновите косми до елементите на проводимата тъкан. Вътрешната аксиална част на корена е заета от централен цилиндър. Тази структура се състои от съдове, както и елементи от механична и складова тъкан. Около централния цилиндър има слой от образователни тъканни клетки, от които се образуват странични корени.

Методи за формиране на кореновата система

Хората отдавна са използвали знания за структурата и физиологията на подземния орган на растенията в своите стопанска дейност. Така че, за да се образуват допълнителни корени, развиващи се в повърхностния слой на почвата, се препоръчва да се надигне мястото 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 трансплантация на разсад в открит терен. За целта върхът на главния корен на разсада се отскубва, в резултат на което цялата система става по-разклонена. Страничните корени растат, което означава, че почвеното хранене на растенията се извършва по-ефективно. В допълнение, по време на хълмиране и бране, преобладаващото им количество се развива горен слойпочва, която е по-плодородна.

И така, кореновите зони представляват участъци от аксиалния подземен орган на растенията с различни структурни характеристики. Всички те се отличават с тясна специализация поради особеностите на структурата си. Различават се следните зони: коренова шапка, деление, растеж, включително зони на разтягане и абсорбция и проводимост.

Дръжте 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 обяснява с факта, че върхът на всеки корен е покрит отгоре, като напръстник.кореново капаче.

Ако разрежете млад чешмен корен по дължина на две половини, направите тънък разрез от една от тях и я разгледате под микроскоп, можете да видите клетъчна структуракорен 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 отделят и умират. За да се заменят мъртвите клетки на кореновата шапка, непрекъснато се образуват нови.

Кореновата шапка предпазва върха на корена от увреждане от твърди почвени частици.

Под капака езона на делящи се клетки.Чрез делене 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.

При пшеничните кълнове кореновите косми 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 мембрана. 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 се нарича областта на корена, където се намират кореновите космисмукателна зона.Между смукателната зона и стъблото имапроводяща зонакорен, през който водата тече от корена към стъблото.

Коренните косми имат голяма стойноств живота на едно растение. Те са много деликатни и могат лесно да се наранят. Ето защо всяко растение трябва да се презасажда внимателно, като се опитва да не повреди младите си корени с коренови косми. Коренните власинки се запазват най-добре, когато растенията се засаждат отново с топка пръст. Следователно, разсад зеленчукови културиа други растения се отглеждат в торфени саксии.

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

И така, с невъоръжено око младият корен може да се различи по по-тъмен, плътен връх - кореновата шапка, кореновите власинки, които приличат на лек мъх, и проводящата зона на корена, която преминава в стъблото.

Всички зони на младите корени - зоната на делящи се клетки с кореново капаче, зоната на растеж, зоната на засмукване с кореновите косми и проводящата зона - могат да бъдат разгледани по-ясно само под микроскоп.

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

Така под кореновата шапка има делящи се клетки, в резултат на чието делене всичкитъкани корен Тези клетки изграждат тъкан т.наробразователен.Клетките на кореновата шапка и кожата изграждатпокриваща тъкан.

Ако разрежете млад корен на кръст, можете да видите, че той, както всички други органи, цъфтящо растение, се състои от множество клетки. Но вътрешна структуракорен в различни областиварира в зависимост от това къде е направено напречното сечение.

Най-добрият начин да видите вътрешната структура е да разрежете младия корен по дължина.

На върха на корена има клетки от образователна 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 делене на корена е външно защитена от увреждане от кореновата шапка.

Над разделителната зона е гладка зонакорен 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 навяхвания, 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 част от корена с коренови косми. Коренови косми - това са дълги израстъци на клетки от външната обвивка на корена. Дължината на кореновите власинки обикновено е 1-2 mm. Те са плътно разположени на корена. С тяхна помощ коренът абсорбира (изсмуква) вода с разтворени минерални соли от почвата. Коренните косми действат като малки помпи. Ето защо се нарича кореновата зона с коренови власинки смукателна зона, или зона на абсорбция .

Зоната на засмукване заема 2-3 см на корена, но огромният брой коренови косми, разположени тук, увеличава общата смукателна повърхност на корена с 15-18 пъти.

Структурата и функциите на кореновата коса. (анимация)

Слузта, отделяна от кореновите власинки, разтваря минералните соли на почвата. В този случай кореновите власинки се придържат към почвените частици, сякаш „растат“ с нея и се изсмукват от нея необходими на растениетохранителни вещества. Ето защо в току-що извадено от почвата растение винаги можете да видите 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 нея чрез голямо количествокоренови косми.

С напредване на възрастта кореновите косми умират. Те не живеят дълго, обикновено 5-9 дни. Появяват се нови косми, които заместват повторно израсналите косми. 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 същото време коренът използва нови почвени слоеве за хранене.

Над смукателната зона е зона на място 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. Водата с разтворени соли се издига през клетките на проводящата тъкан до стъблото - това нарастващ ток , а от стъблото и листата към корена се движат органични вещества, необходими за живота на кореновите клетки - това е низходящ ток .

Зоните на разделяне, разтягане и абсорбция винаги имат определен размер по дължина, а зоната на проводимост постоянно се удължава с растежа на корена.

Вътрешна структура на корена. (анимация)

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

Коренът е специализиран, т.е. растителен орган, пригоден за почвено хранене. Неговото външно и вътрешно устройство се определя от това предназначение. Въз основа на тяхната структура и 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 кожни клетки от кореновите косми, преминават през клетките на кората в дървесината на централния цилиндър и се издигат до върха. Кортексът е добре развит, състоящ се от живи клетки, които могат да служат като тъкан за съхранение. В областта на проводимостта външният слой на корена - първо кората, а след това коркът - е водо- и въздухонепроницаема тъкан. Проводимите тъкани - лико и дърво - са добре развити в тази зона.
Тясното взаимодействие на всички зони на корена осигурява неговата непрекъсната, нормална работа, която е важна за живота на целия растителен организъм.

Биологичен проблем