Эндодерма корня состоит из клеток. Анатомическое строение корня

Корневой системой называют все корни растения. Ее формируют главный корень, боковые корни и придаточные корни. Главный корень растения развивается из зародышевого корешка. Придаточные корни обычно отрастают от нижних частей стебля растения. Боковые корни развиваются на главном и придаточном корнях.

Корневая система растений выполняет две основные функции. Во-первых, она удерживает растение в почве. Во вторых, корни всасывают из почвы необходимые растению воду и растворенные в ней минеральные вещества.

Если у растения развивается мощный главный корень, то формируется стержневая корневая система . Если же главный корень остается неразвитым или отмирает, а развитие получают придаточные корни, то у растения формируется мочковатая корневая система .

Стержневой тип корневой системы

Для стержневой корневой системы характерен хорошо развитый главный корень. По внешнему виду он похож на стержень. Главный корень вырастает из зародышевого корешка.

Стержневую корневую систему формирует не только главный корень, но и отходящие от него маленькие боковые корни.

Стержневая корневая система характерна для многих двудольных растений. Хорошо развитый главный корень есть у фасоли, клевера, подсолнечника, моркови, одуванчика.

Однако у многих многолетних растений с изначальной стержневой корневой системой рано или поздно главный корень отмирает. Вместо него от стебля отрастают многочисленные придаточные корни.

Существует подтип стержневой корневой системы - ветвистая корневая система . В этом случае сильное развитие получают несколько боковых корней. В то время как главный корень остается укороченным. Тип ветвистой корневой системы характерен для многих деревьев. Такая корневая система позволяет прочно удерживать мощные ствол и крону дерева.

Стержневая корневая система проникает в почву глубже, чем мочковатая.

Мочковатый тип корневой системы

Для мочковатой корневой системы характерно наличие множества приблизительно одинаковых придаточных корней, которые формируют своеобразный пучок. Придаточные корни отрастают от надземных и подземных частей стебля, реже от листьев.

У растений с мочковатой корневой системой может быть и живой главный корень. Однако если он сохраняется, то не отличается по размеру от остальных корней.

Мочковатая корневая система характерна для многих однодольных растений. Среди них пшеница, рож, лук, чеснок, кукуруза, картофель.

Мочковатая корневая система хотя не проникает в почву так глубоко как стержневая, но она занимает большую площадь у поверхности почвы и плотнее оплетает частицы грунта, что улучшает всасывание водного раствора.

Строение корня растения

Основные функции корня: обеспечивает закрепление растения в почве, всасывание почвенного водного раствора солей и транспорт его к надземным частям растения.

Дополнительные функции: запасание питательных веществ, фотосинтез, дыхание, вегетативное размножение, выделение, симбиоз с микроорганизмами, грибами. Первые настоящие корни появились у папоротникообразных.

Зародыш корня называется зародышевым корнем и закладывается одновременно с почкой в зародыше семени.

У растений различают:

Главный корень. Он образуется из зародышевого и сохраняется на протяжении всей жизни. Всегда один.

Боковые корни. Ответвляются от корней (главного, дополнительных, боковых). Образуют при ветвлении корни 2-го, 3-го и т. д. порядка.

Придаточные корни . Образуются в любой части растения (стебле, листьях).

Совокупность всех корней растения образует корневую систему. Корневая система формируется в течение всей жизни растения. Ее формирование обеспечивают преимущественно боковые корни. Различают два типа корневой системы: стержневую и мочковатую.

Рост корня, его ветвление продолжается в течение всей жизни растительного организма, то есть практически он не ограничен. Меристемы- образовательные ткани- расположены на верхушке каждого корня. Доля меристематических клеток сравнительно велика (10% по массе против 1% у стебля).

Определение размеров корневых систем требует специальных методов. Оказалось, что общая поверхность корней обычно превышает поверхность надземных органов в 104-150 раз. При выращивании одиночного растения ржи было установлено, что общая длинна его корней достигает 600 км., при этом на них образуется 15 млрд. корневых волосков. Эти данные говорят об огромной потенциальной способности к росту корневых систем. Однако эта способность не всегда проявляется. При росте растений в фитоценозах, с достаточно большой густотой их строение, размеры корневых систем заметно уменьшаются.

С физиологической точки зрения корневая система не однородна. Довольно не вся поверхность корня участвует в поглощении волы. В каждом корне различают несколько зон (рис.1). Правда, не всегда все зоны выражены одинаково четко.

Окончание корня с наружи защищено корневым чехликом, напоминающим округлый колпачок, таящий из живых тонкостенных продолговатых клеток. Корневой чехлик служит защитой для точки роста. Клетки корневого чехлика слущиваются, что уменьшает трение и способствует проникновению корня в глубь почвы. Под корневым чехликом расположена меристематическая зона. Меристема состоит из многочисленных мелких, усилено делящихся, плотно упакованных клеток, почти целиком заполненных протоплазмой. Следующая зона-зона растяжения. Здесь клетки увеличиваются в объеме (растягиваются). Одновременно в этой зоне появляются дифференцированные ситовидные трубки, затем следует зона корневых волосков. При дальнейшем увеличении возраста клеток, а так же расстояния от кончика корня корневые волоски исчезают, начинается кутинизация и опробковение клеточных оболочек. Поглощение воды происходит главным образом клетками зоны растяжения и зоны корневых волосков.

Рис. 1. Схема строения корня:

А - продольный разрез: 1-корневой чехлик; 2- меристема; 3-зона растяжения; 4- зона корневых волосков; 5- зона ветвления;

Б - поперечный разрез (по М.Ф. Даниловой): 1 - ризодерма; 2 - корневой волосок; 3 - паренхима; 4 - эндодерма; 5- пояски Каспари; 6 - перицикл; 7 - флоэма; 8 - ксилема. Пунктирные стрелки- пути передвижения веществ, поглощаемых из наружного раствора. Сплошные стрелки путь растворов по симпласту; прерывистые - путь по апопласту.

Поверхность корня в зоне корневых волосков покрыта ризодермой. Это однослойная ткань с двумя видами клеток, формирующими и не формирующими корневые волоски. В настоящее время показано, что клетки, формирующие корневые волоски, отличаются особым типом обмена веществ. У большинства растений клетки ризодермы обладают тонкими стенками. Вслед за ризодермой до перицикла идут клетки коры кора состоит из нескольких слоев паренхимных клеток. Важной особенностью коры является развитие системных крупных межклетников. На границе коры и центрального цилиндра развивается один слой плотно прилегающих друг к другу клеток- эндодерма, для которой характерно наличие поясков Каспари. Цитоплазма в клетках эндодермы плотно прилегает к клеточным оболочкам. По мере старения вся внутренняя поверхность клеток эндодермы, за исключением пропускных клеток, покрывается суберином. При дальнейшем старении сверху могут накладываться еще слои. По-видимому, именно клетки эндодермы служат основным физиологическим барьером для передвижения, как воды, так и питательных веществ. В центральном цилиндре расположены проводящие ткани корня.. При рассмотрении структуры корня в продольном направлении важно отметить, что начало роста корневых волосков, появление волосков Каспари в стенках эндодермы и дифференциация сосудов ксилемы происходят на одном и том же расстоянии от апикальной меристемы. Именно эта зона является основной зоной снабжения растений питательными веществами. Обычно поглощающая зона составляет 5-10 см в длину. Величина ее зависит от скорости роста корня в целом. Чем медленнее растет корень, тем зона поглощения короче.

Корень по длине можно разделить на несколько участков, имеющих различное строение и выполняющих различные функции. Эти участки называют зонами корня. Выделяют корневой чехлик и следующие зоны: деления, растяжения, всасывания и проведения.

Дифференциация тканей корня происходит в зоне всасывания. По происхождению это первичные ткани, так как они образуются из первичной меристемы конуса нарастания. Поэтому микроскопическое строение корня в зоне всасывания называют первичным. У однодольных растений первичное строение сохраняется и в зоне проведения. Здесь лишь отсутствует самый поверхностный слой с корневыми волосками - ризодерма (эпиблема). Защитную функцию выполняет ниже лежащая ткань - экзодерма.

В первичном строении корня выделяют три части: ризодерму, первичную кору и осевой (центральный) цилиндр.

На первичную кору приходится основная масса первичных тканей корня. Ее клетки накапливают крахмал и другие вещества. Эта ткань содержит многочисленные межклетники, имеющие значение для аэрации клеток корня. Наружные клетки первичной коры, лежащие непосредственно под ризодермой, называются экзодермой. Основная масса коры (мезодерма) образована паренхимными клетками. Самый внутренний слой носит название эндодермы. Это ряд плотно сомкнутых клеток (без межклетников).
Центральный или осевой цилиндр (стела) состоит из проводящих тканей, окруженных одним или несколькими слоями клеток - перициклом.
Внутренняя часть центрального цилиндра у большинства растений занимает сплошной тяж первичной ксилемы, дающий к перициклу выступы в виде ребер. Между ними размещаются тяжи первичной флоэмы.

У двудольных и голосеменных растений уже в раннем возрасте в центральном цилиндре корня между ксилемой и флоэмой появляется камбий, деятельность которого приводит к вторичным изменениям и в конечном итоге формируется вторичная структура корня. К центру камбий откладывает клетки вторичной ксилемы, а к периферии - клетки вторичной флоэмы. В результате деятельности камбия первичная флоэма оттесняется кнаружи, а первичная ксилема остается в центре корня.

Вслед за изменениями в центральном цилиндре корня происходят изменения в коровой части. Клетки перицикла начинают делиться по всей окружности, в результате чего возникает слой клеток вторичной меристемы - феллогена (пробкового камбия). Феллоген, в свою очередь, делясь, откладывает наружу феллему, а внутрь - феллодерму. Образуется перидерма, пробковый слой которой изолирует первичную кору от центрального цилиндра. В результате вся первичная кора отмирает и постепенно сбрасывается; наружным слоем корня становится перидерма. Клетки феллодермы и остатки перицикла в дальнейшем разрастаются и составляют паренхимную зону, которую называют вторичной корой корня (рис. 2).

При развитии запасающей паренхимы главного корня происходит формирование запасающих корней или корнеплодов. Различают корнеплоды:

1. Монокамбиальные (редька, морковь) - закладывается только один слой камбия, а запасные вещества могут накапливаться либо в паренхиме ксилемы (ксилемный тип - редька), либо в паренхиме флоэмы (флоэмный тип - морковь);

2. Поликамбиальные - через определенные промежутки времени происходит заложение нового слоя камбия (свекла).

Рис. 2. Переход от первичного строения корня к вторичному:

1 - первичная флоэма, 2 - первичная ксилема, 3 - камбий, 4 - перицикл, 5 - эндодерма, 6 - мезодерма, 7 - ризодерма, 8 - экзодерма, 9 - вторичная ксилема, 10 - вторичная флоэма, 11 - вторичная кора, 12 - феллоген, 13 - феллема.

Надо отметить, что в целом корневые системы значительно менее разнообразны по сравнению с надземными организмами, в связи с тем что среда их обитания более однородна. Это не исключает того, что корневые системы изменяются под влиянием тех или иных условий. Хорошо показано влияние температуры на формирование корневых систем. Как правило, оптимальная температура для роста корневых систем несколько ниже по сравнению с ростом надземных органов того же растения. Все же сильное понижение температуры заметно тормозит рост корней и способствует образованию толстых, мясистых, мало ветвящихся корневых систем.

Большое значение для формирования корневых систем играет влажность почвы. Распределение корней по горизонтам почвы часто определяется распределением воды в почве. Обычно в первый период жизни растительного организма корневая система растет чрезвычайно интенсивно и, как следствие, скорее достигает более влажных слоев почвы. Некоторые растения развивают поверхностную корневую систему. Располагаясь близко к поверхности, сильно ветвящиеся корни перехватываются атмосферные осадки. В засушливых районах часто глубоко и мелко укореняющиеся виды растений растут рядом. Первые обеспечивают себя влагой за счет глубоких слоев почвы, вторые за счет усвоения выпадающих осадков.

Важное значение для развития корневых систем имеет аэрация . Именно недостаток кислорода является причиной плохого развития корневых систем на заболоченных почвах. Растения, приспособленные к росту на плохо аэрируемых почвах, имеют в корнях систему межклетников, которые вместе с межклетниками в стеблях и листьях составляют единую вентиляционную систему.

Большое значение имеют условия питания . Показано, что внесение фосфорных удобрений способствует углублению корневых систем, а внесение азотных удобрений – их усиленному ветвлению.

Видоизменение корней

Корень растения выполняет множество функций. Наиболее важные из них для жизнедеятельности растения – удержание растения в почве и поглощение воды с растворенными минеральными веществами. Помимо вышеуказанных корням свойственно выполнение еще и ряда других функций, из-за чего происходит видоизменение их структуры. Вследствие метаморфоз видоизмененный корень теряют схожесть с обычным корнем.

Корнеплод

У некоторых двулетних растений (репы, петрушки, моркови) корень преобразуется в корнеплод, который представляет собой утолщенный придаточный корень. В формировании корнеплода принимают участие главный корень и нижний участок стебля. В структуре корнеплода главное место принадлежит запасающей основной ткани.
В зависимости от строения корня различают три типа корнеплодов: морковный, свекольный и редечный.

1. Корнеплоды морковного типа - овощи с удлиненной формой корня, который может быть цилиндрическим, коническим, удлиненно - коническим, веретенообразным и тупым или острым концом. У корнеплодов этого типа четко разграничены кора (флоэма) и сердцевина (ксилема). Между ними находится пробковый камбий. Сверху корнеплод покрыт естественной перидермой. По составу и количеству питательных веществ кора более ценная, чем сердцевина. К корнеплодам этого типа относится морковь, петрушка, сельдерей, пастернак.

2. Корнеплоды свекольного типа - овощи с округлыми, кругло-плоскими, овальными или удлиненными корнеплодами. Представлены столовой и сахарной свеклой. В качестве овощной культуры используется лишь столовая свекла. У корнеплода темно-красная мякоть с кольцами более светлого тога, что обусловлено чередованием тканей ксилемы (светлых колец) и флоэмы (темных колец). Чем меньше удельный вес занимают, такни ксилемы, тем выше пищевая ценность свеклы.

3. Корнеплоды редечного типа - овощи с округленными, реповидными, удлиненно-коническими корнеплодами. Особенностью их внутреннего строения является радиальное расположение вторичной ксилемы, флоэмы и паренхимной ткани. Камбиальный слой находится непосредственно под перидермой. К корнеплодам этого типа относятся редька, редис, брюква и репа.
Для корнеплодов всех типов характерны общие морфологические признаки: головка в верхней части с черешками листьев и почками в основании, корневое тело (основная съедобная часть) и кончик корня (основной), а у корнеплодов свекольного типа наличие боковых корешков. У остальных корнеплодов тонкие боковые корешки при уборке легко отрываются и, как правило, отсутствуют.
Особенность всех корнеплодов - их способность заживлять механические повреждениям путем суберинизации клеток, а так же их легкая усвояемость. Наиболее легко увядающими являются корнеплоды морковного типа, редис, наименее - свекла, редька, репа и брюква.

Корневые клубни (корневые шишки)

Многие покрытосеменные растения имеют на корнях корневые клубни (или корневые шишки). Их происхождение связано с утолщением придаточных и боковых корней. Корневые клубни – это вместилище питательных веществ. Их также используют для вегетативного размножения растений.
Самое известное из растений с типичным корнеклубнем - георгина. Вздутые корневые шишки отходят из одной точки - основания старого стебля. Эти видоизмененные корни обеспечивают растение питательными веществами. В период роста от них отрастают собственные тонкие корешки, которые добывают из почвы воду и питательные вещества. Размножают растения с корневыми шишками отдельными шишками с почкой (глазком) на конце (георгина, эремурус, кливия, лютик).

Корни-зацепки, ходульные корни, воздушные корни, досковидные корни, корни-присоски

Корни-зацепки – своеобразные придаточные корни, позволяющие растению легко прикрепляться к любой опоре. Такие корни встречаются у плюща и других лазающих растений.
Удивительное явление в природе – ходульные корни, которые выполняют у растения роль опоры. Такие корни имеют способность противодействовать сильным нагрузкам, благодаря наличию механических тканей во всех отделах. Встречаются у растений рода пандаус, призрастающих на океанических островах в тропиках, где господствуют сильные ураганные ветры.

Воздушные (дыхательные) корни имеются у тропических деревьев, которые растут на почвах, обедненных кислородом, пресноводных тропических болотах. Это боковые корни, располагающиеся над землей. Благодаря воздушным корням, кислород и вода поглощаются растением из воздуха в условиях повышенной влажности. Так дыхательные корни обеспечивают функцию дополнительного дыхания.

Досковидные корни - это вертикальные надземные корни, характерные для крупных деревьев, растущих в дождевых тропических лесах. Развиваются у основания ствола, выглядят как доски, прилегающие к стволу, обеспечивая растению дополнительную опору.

Микориза

Микориза представляет собой симбиоз корней высших растений с гифами грибов. Это сожительство выгодно для обоих организмов, так как гриб получает от растения готовые органические вещества, а растение всасывает от гриба воду с минеральными веществами. Микориза часто встречается на корнях высших растений, особенно древесных. Можно представить грибные гифы, переплетающиеся с толстыми корнями деревьев, как корневые волоски, поскольку функции их аналогичны.
Большая часть многолетних растений имеет микоризу. Предполагается, что микориза является одним из факторов, способствовавших прогрессу цветковых растений. Растения, питающиеся с помощью микоризных грибов, называются микотрофными.

Различают два основных типа микоризы: эктотрофную и эндотрофную . Гифы эктотрофной микоризы охватывают корень только снаружи, иногда проникая в межклетники коровой паренхимы. Эктомикориза обычная у многих древесных (сосна, берёза, дуб, бук и др.), а также ряда травянистых сельскохозяйственных растений, особенно у злаков. Гриб поселяется на проросшем корешке семени и в дальнейшем развитии, особенно в фазе кущения, обеспечивает обильное почвенное питание растения.
Эндотрофная микориза встречается более широко. Она характерна для большинства цветковых. Эндомикориза не образует грибной чехол вокруг корня, корневые волоски не отмирают, но гифы проникают в корень и внедряются в клетки коровой паренхимы.

У эпифитных тропических орхидей и некоторых других растений существуют так называемые воздушные корни. Они покрывают многослойной эпиблемой, называемой веламеном. Веламен выполняет иногда фотосинтезирующую функцию, а позже может участвовать в поглощении атмосферной влаги, образуя мёртвый губчатый гигроскопичный покров корня.
Без микоризы мицелий симбиотических грибов может определенное время существовать в почве, но при этом никогда не будет образовывать плодовых тел. Поэтому в искусственных условиях нельзя получить плодовые тела белого гриба, сыроежковых грибов, мухоморов - все они являются микоризообразователями, и без определенной древесной породы не будут плодоносить. В свою очередь растение без своих грибных симбионтов развивается плохо, медленно, легко подвергается заболеваниям и даже может погибнуть.

Огромное значение микориза имеет в тропических дождевых лесах. Из-за сильного промывного режима (ежедневное выпадение осадков) эти леса практически лишены почвы (все питательные вещества из почвы вымываются). Перед растениями остро встает проблема питания. В то же время, свежей органики очень много: опавшие ветви, листья, плоды, семена. Но эта органика недоступна высшим растениям, и они вступают в тесный контакт с сапротрофными грибами. Таким образом, основным источником минеральных веществ в этих условиях является не почва, а почвенные грибы. Минеральные вещества поступают в корень непосредственно из гиф микоризных грибов, именно поэтому для растений дождевого леса характерна поверхностная корневая система. О том, насколько эффективно работает микориза, можно судить хотя бы по тому, что тропические дождевые леса являются самыми продуктивными на Земле сообществами, здесь развивается максимально возможная биомасса.

Бактериальные клубеньки

Также растения могут взаимовыгодно сожительствовать с азотфиксирующими бактериями. Так на корнях высших растений появляются бактериальные клубеньки – видоизмененные боковые корни, которые имеют приспособления для симбиоза с бактериями. Через корневые волоски бактерии попадают внутрь молодых корней и провоцируют формирование клубеньков. Роль данных бактерий состоит в том, что они преобразуют азот из воздуха в минеральную форму таким образом, что он становится доступным для усвоения растениями. Растения выполняют функцию защиты для бактерий от конкурирующих видов почвенных бактерий. Также бактерии питаются веществами из корней высших растений. Зафиксировано появление клубеньковых бактерий, в основном, на корнях растений из семейства бобовые. Поэтому семена бобовых обогащены белком, а в сельском хозяйстве представителей этого семейства используют в севообороте, чтобы обогатить азотом почву.

Во влажных тропических лесах имеются растения, произрастающие в кронах деревьев. Их называют эпифитами (от греч. «эпи» - на и «фитон» - растение). Корни таких растений называют воздушными, так как они обычно свешиваются с ветвей и способны подобно промокательной бумаге поглощать влагу и мелкие частицы, находящиеся в воздухе. К эпифитам относят, например, многие орхидеи

Закрепление растения в почве, минеральное питание, запас веществ - все эти функции осуществляет корень. Строение корня, разнообразие и особенности его физиологии мы рассмотрим в нашей статье. А еще вы сможете найти информацию о самых необычных подземных органах и их видоизменениях.

Биология: строение корня и особенности роста

Корнем называют осевой подземный орган растения. Он обладает неограниченным ростом - увеличивается в длину в течение всей жизни организма. Это обеспечивает надежное закрепление растения в почве. Принято считать, что корень растет вниз. Но эта характеристика достаточно относительна. Точнее будет сказать, что корень растет по направлению радиуса Земли. Это явление называют положительным геотропизмом. Его легко доказать с помощью простого опыта. Для этого растение нужно просто разместить горизонтально. Через определенное время в зоне деления корень начнет загибаться вниз. Таким же свойством обладает и побег, который в данных условиях начинает тянуться кверху.

Некоторые корни по внешнему виду можно спутать с другими органами растений. К примеру, морковь часто называют плодом. Характерным признаком корней является отсутствие хлоропластов в клетках всех его тканей. Кроме того, этот орган не имеет почек, из которых развиваются листья. Видоизменениями корней часто ошибочно называют луковицы порея и клубни картофеля. На самом деле эти примеры являются метаморфозами побега. Доказать это достаточно просто. Луковицы способны формировать молодые листья, которые мы часто называем зеленым луком. А клубни картофеля на свету зеленеют. Это происходит в результате превращения бесцветных пластид в зеленые - хлоропласты.

Виды корней

Строение корня проростка дает четкое представление о процессе развития данного органа. Наверняка каждый из нас проращивал семя. Его зародыш содержит зачатки всех органов будущего взрослого организма. Первым появляется главный корень. У растения он всегда один. Этот орган развивается из зародышевого корешка. На нем развиваются структуры, сначала похожие на пух. Это будущие боковые корни. Такие структуры есть не у всех растений. К примеру, у злаковых нельзя найти один главный подземный орган. Внешнее строение корня у таких растений напоминает пучок нитей. Это придаточные корни. Они многочисленны и формируются на побеге.

Стержневая система

У растения никогда не формируется один корень. Строение корня определяют целые системы. Одной из них является стержневая. Она состоит из хорошо развитого главного корня, от которого отходят боковые. Такое строение позволяет обеспечивать растения водой в засушливых условиях. Главный корень может проникать на значительную глубину, в несколько раз превышая размеры надземной части культуры. К примеру, у африканской акации он достигает 20 метров. При этом размеры побега этого растения варьируются в пределах от 30 до 80 см.

Если главный корень утолщается, формируются корнеплоды. В них накапливаются запасы воды и минеральных веществ. Такие видоизменения корня характерны для двухлетних растений. Морковь, свёкла, редис, репа, петрушка в первый год не формируют семян. Осенью их наземная часть отмирает, а неблагоприятный период растение переживает под землей благодаря резерву корнеплодов. Только следующим летом эти растения зацветают и образуют семена.

Мочковатая система

Строение корня растения из семейства злаков - пшеницы - не позволяет поглощать влагу с больших глубин. Его максимальная глубина едва достигает метра. Все представители отдела Однодольные имеют мочковатую систему, состоящую только из придаточных корней, которые отрастают от побега. При небольшой длине их вес и площадь просто поражают. Корни занимают до 45 % от общей массы растения. А суммарная длина может занимать до 10 км. Такое строение эффективно и регулярно обеспечивает растение необходимым количеством влаги.

Внутреннее строение корня

Особенности строения корня тесно взаимосвязаны с выполняемыми им функциями. Во многом это определяется элементами тканей, из которых образован подземный орган. На поперечном срезе хорошо отличимы его зоны. Снаружи располагаются клетки покровной ткани - ризодермы. Здесь расположены корневые волоски, которые непрерывно всасывают воду. Этот процесс требует большого количества энергии, поэтому клетки-ризодермы содержат много митохондрий.

Под покровной тканью располагается кора. Она образована соединительной тканью. Ее клетки крупные и рыхлые. Между ними расположено много межклетников. В этой зоне происходит газообмен, транспорт воды с минеральными солями, запас веществ. В центре корня находится осевой цилиндр. Он сформирован элементами проводящих, основных и образовательных тканей.

Зоны корня

Корень, его строение и значение в жизни растения определяются также и морфологическими особенностями его зон. Они отличаются структурными элементами и специализацией. Различают следующие зоны: корневой чехлик, зона деления, роста, всасывания, проведения. Первая из них состоит из мелких клеток, которые постоянно стираются и слущиваются от контакта с частицами земли. Их восстановление происходит за счет деления меристемы. Корневой чехлик защищает клетки зоны деления, которые постоянно дробятся. Они формируют образовательную ткань.

За ней следует зона растяжения, или роста. Здесь вновь образованные клетки вытягиваются в длину, принимают цилиндрическую форму. Это обеспечивает продвижение подземного органа вглубь. В зоне всасывания расположено большое количество корневых волосков. Они проникают между частицами почвы и поглощают водный раствор минеральных веществ. Структурные элементы зоны проведения обеспечивают его дальнейшее продвижение в надземную часть растения.

Основные функции

Какую роль в растении играет корень? Строение корня прежде всего обеспечивает закрепление организма в субстрате и почвенное питание. Эти функции являются жизненно важными, поскольку обеспечивают условия для роста и обмена веществ растений. С помощью корня происходит и вегетативное размножение. Это свойство широко используется в сельском хозяйстве для получения большого количества посадочного материала.

Видоизменения корней

Для выполнения дополнительных функций строение корня растения может видоизменяться. К примеру, у моркови и свеклы главный корень утолщается. Такое видоизменение называется корнеплодом. Если утолщаются боковые или придаточные подземные органы - формируются корневые шишки, или клубни. Они встречаются у чистяка, батата, георгина.

Дыхательные корни формируются у растений, облюбовавших болота и переувлажненные почвы. Они растут вверх и поднимаются над поверхностью земли или воды. Эти видоизменения боковых корней способны поглощать кислород прямо из воздуха.

Многие вьющиеся растения могут расти прямо на вертикальной опоре. Это возможно благодаря наличию корней-прицепок. Они отрастают вдоль надземной части стебля. А у кукурузы корни выполняют функцию подпорок. Они поддерживают равновесие стебля с тяжелыми плодами.

Человек широко использует видоизменения корня в своей хозяйственной деятельности. Морковь, редис, свёкла употребляются в пищу, а репа и турнепс идут на корм скоту. А растениям различные видоизменения корней дают ряд преимуществ для приспособления к разным местам произрастания.

Что такое микориза

Симбиоз - это способ сосуществования организмов, в котором может принимать участие и корень. Строение корня позволяет ему всасывать влагу из субстрата, обеспечивая и себя, и другие организмы. Одним из таких примеров является микориза. Это совокупность нитей грибницы и корней высших растений. Их сожительство является взаимовыгодным. Проникая через корневые волоски, гриб поглощает органические вещества. А растение получает минеральные соединения и ряд веществ, ускоряющих процессы роста. Такой симбиоз часто отражается и в названии грибов: подосиновик, подберезовик.

На корнях растений многих видов бобовых поселяются азотфиксирующие бактерии. Они проникают туда из почвы через поврежденные участки покровных тканей. Далее бактериальные клетки делятся и образуют клубеньки, которые хорошо заметны визуально. Развиваясь на корнях растений, они усваивают атмосферный азот и переводят его в форму, доступную для автотрофов.

Эволюционное развитие

Первые появившиеся на Земле растения - водоросли - не имеют корней. По сей день они произрастают в воде, поэтому функция поглощения водных растворов теряет свое значение. Однако у водорослей есть структуры, которые обеспечивают их прикрепление к субстрату. Они называются ризоидами. От настоящих корней их отличает только клеточное строение без дифференциации на ткани. Ризоиды сохраняются и у первых выходцев на сушу - мхов. А вот у других споровых растений уже появляются придаточные корни, формирующие мочковатую систему. Это происходит благодаря дифференциации их клеток, в результате чего образуется ряд тканей: механическая, проводящая, покровная, образовательная, основная. Высшие семенные растения имеют наиболее развитые корневые системы, которые позволяют им осваивать разнообразные экосистемы.

Самые-самые

А теперь давайте познакомимся с самыми "выдающимися" корневыми системами на планете. Одну из них имеет озимая рожь. Если сложить вместе все ее придаточные корни, их суммарная длина составит более 600 километров! Рекордсменами в этой области являются и многие пустынные растения. Так, самые глубокие корни фикуса достают воду на глубине около 120 метров.

Некоторые подземные органы имеют очень необычный вид. К примеру, у баньяна они свисают прямо с ветвей. Такие корни имеют вид многочисленных подпорок и больше напоминают рощу, нежели одно дерево. В них без труда может поместиться сразу несколько человек. Согласно древней легенде, в корнях одного из таких растений укрылась армия Александра Македонского, состоящая из нескольких тысяч человек.

Многие корни славятся своими ценными питательными и лечебными свойствами. К примеру, имбирь является целым кладезем витаминов групп А, С и В, а также минеральных веществ: железа, натрия, калия, фосфора, цинка. Его корень используют при лечении простуды, с целью повышения иммунитета, улучшения пищеварения и процессов метаболизма. А отвары из корней шиповника употребляют при желчекаменной болезни и цистите. Иммуностимулирующее действие оказывают также подземные органы малины, барбариса, сельдерея.

Итак, особенности строения корня растения - подземного осевого органа растений - позволяют ему выполнять важнейшие функции. К ним относятся прикрепление к субстрату, всасывание водных растворов из почвы, запас питательных веществ, симбиоз, вегетативное размножение.

Такая уникальная часть растения требует особого внимания. Ведь корень выполняет важные функции, что отражено в его устройстве. Но прежде чем рассмотреть строение корня растения, давайте выделим его особенности:

• нет листьев и хлоропластов;
• удерживает растение в почве;
• запасает питательные вещества;
• растет на протяжении всей жизни организма;
• забирает из почвы воду и минеральные вещества, доставляет их в наземную часть растения;
• служит для размножения вегетативным способом.

Типы корневых систем

В зависимости от строения разделяют стержневую и мочковатую корневые системы. Главный корень у стержневой образовался из зародышевого корешка, а остальные отрастают от него. В мочковатой системе главный корень образуется точно так же, только позже он отмирает, оставляя только придаточные корни.

Продольный разрез

Если сделать препарат и разрезать его вдоль, можно более подробно изучить строение корня растения и увидеть следующие зоны:

1. корневой чехлик – защищает кончик от повреждений, если его убрать, корень погибнет;
2. зона деления – располагается сразу за чехликом, ширина ее небольшая (3мм), состоит из клеток образовательной ткани, которые непрерывно делятся;
3. зона роста (растяжения) – здесь клетки удлиняются, принимая уже окончательную форму, именно за счет них происходит рост корня в длину;
4. зона всасывания – покрыта корневыми волосками;
5. корневые волоски – всасывают воду и минеральные вещества из почвы.

Поперечный разрез

На этом рисунке можно различить разные типы тканей, строение клеток которых зависит от их функций. Различают:

• эпидермис – покровная ткань, выполняет защитную функцию;
• первичная кора – проводит воду и растворенные в ней минеральные вещества от волосков в центр корня, ее клетки окружены большим количеством межклеточного вещества;
• первичная кора (эндодерма) – выполняет функцию стержня, клетки одеревенелые, большинство из них мертвые;
• центральный осевой цилиндр – проводит воду вверх к наземным органам;
• перицикл – его клетки постоянно делятся, из них вырастают новые корневые волоски;
• проводящие пучки – состоят из ситовидных трубок и сосудов, именно по ним проходит вода из земли вверх – к стеблю и листьям.

Видоизменения корней

Корневые системы не так многообразны, как листья или цветы, так как почва является однородной структурой. Но некоторые из них подвержены видоизменениям, в зависимости от среды обитания и дополнительных функций, возложенных на них. Самые распространенные метаморфозы:

• корнеплод – утолщение главного корня и нижней части стебля, в котором накапливаются питательные вещества;
• досковидные корни – самые верхние корни, проходящие на границе почвы и воздуха, образуют треугольные выросты, примыкают к стволу, характерны для деревьев тропических лесов;
• воздушные корни – растут в надземной части растения, впитывают дождевую влагу и кислород из воздуха, образуются по причине недостатка минеральных солей в почве;
• дыхательные корни – помогают растению выполнять функцию дыхания.

Строение корня растения может изменяться и по причине возникновения симбиоза с бактериями или грибами. В результате образуется:

• микориза – гриб произрастает на корневой системе, получая органические вещества, а выгодой растения является получение от симбионта воды с растворенными в ней минералами;
• бактериальные клубеньки – боковые корни видоизменяются таким образом, чтобы сотрудничать с азотфиксирующими бактериями, которые фиксируют азот из воздуха и переводят его в минеральную форму, доступную для растения; бактерии же получают безопасное местожительство и питательные вещества из корней.

Участки корня – видео

Получение органических веществ и увеличение размера происходит в разных зонах корня. Каждая зона отличается строением, длиной, функцией.

Как расположены зоны

Главный корень развивается из зародыша и растёт исключительно вглубь почвы. Он разделяется на пять зон. Ниже описаны зоны корня по порядку от кончика к стеблю.

• Корневой чехлик . Это более плотное и тёмное образование на самом конце корня. Чехлик можно увидеть без лупы. Он не меняется в размерах и всегда, на протяжении всей жизни прикрывает верхушку (кончик) корня.
• Деления . Находится сразу за чехликом и составляет всего 1 мм в длину. Здесь образуются клетки всего корня.
• Роста или растяжения . Это гладкий отрезок корня, длина которого составляет 6-9 мм. Клетки здесь практически не делятся.
• Всасывания . Самая важная часть корня. Длина составляет несколько сантиметров. Тонкие волоски образуют «пушок» вокруг корня. Волоски вырастают до 1 см.
• Проведения или зона боковых корней . Вся остальная часть корня от волосков до зелёного стебля. Имеет плотный покров и широкий диаметр. В этом месте корень разветвляется в стороны.

Рис. 1. Схема корневых зон.

Место, где корень переходит в стебель, называется корневой шейкой. Обычно это часть тёмная и напоминает по плотности кору.

Корневые зоны и их функции

Клетки каждой зоны отличаются морфологией и функциями. В таблице “Зоны корня и их функции” описаны основные процессы, происходящие в разных частях корня.

Корень растения обладает положительным геотропизмом, т.е. постоянно растёт вниз, к центру Земли. За эту способность отвечают клетки корневого чехлика.

Свойства тканей

Внутреннее строение корня представлено тремя типами ткани:

• эпиблема (ризодерма) - внешняя кожица;
• первичная кора - включает экзодерму, мезодерму, эндодерму;
• центральный, осевой цилиндр или стела - состоит из перицикла и прокамбия.

Рис. 2. Внутреннее строение корня.

Рассмотрим подробнее особенности каждой ткани.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

• Эпиблема . Каждый корневой волосок длиной 8-10 мм - это часть клетки ризодермы. Тонкие волоски плотно расположены друг к другу. На один квадратный миллиметр приходится до 300 волосков. Большую часть клетки занимает вакуоль, которую окружает тонкий слой цитоплазмы. Благодаря создающемуся давлению через мембрану в клетку попадает вода и минеральные соли. Волоски отмирают через 10-12 дней. За это время в нижней части зоны вырастают новые отростки. Такая смена клеток позволяет волоскам оставаться на одинаковом расстоянии от кончика и постоянно по мере увеличения корня углубляться в почву.

Рис. 3. Строение корневого волоска.

• Первичная кора. Экзодерма содержит более крупные клетки, по сравнению с внутренними слоями. Когда эпиблема отмирает, её место занимает экзодерма. В мезодерме происходит накапливание питательных веществ. Эндодерма образована одним клеточным слоем, опоясывающим осевой цилиндр.
• Стела. Перицикл - верхний слой осевого цилиндра. Прокамбий включает ткани двух типов - ксилему или древесину и флоэму или луб. В состав более плотной ксилемы входят сосуды, доставляющие от волосков питательные вещества в стебли и листья. По тонкому лубу, содержащему ситовидные трубки, приходят органические вещества к каждой клетке корня.

Из-за постоянно растущего кончика клетки постепенно замещают друг друга в разных зонах. Верхние поделившиеся клетки по мере продвижения корня в почву растягиваются и становятся клетками зоны растяжения. Вытянутые клетки всасывают и проводят органические вещества.

Что мы узнали?

Каждый участок корня выполняет определённую функцию за счёт особых клеток, образующих ткани. Зоны позволяют расти внутрь земли, всасывать вещества из почвы и проводить их ко всем остальным растительным частям.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 418.

Рекомендуем почитать

Электрика в квартире

Расшифровка библии учеными

Розетки и выключатели

Код библии раскрыт. Код библии. Математик из Израиля

Розетки и выключатели

Эффективный способ повысить умственную работоспособность

Кабель и провода

Описание, история и интересные факты

Электрооборудование

Символ добра и зла. Инь-ян. Кошка в египетском культе. Открытая ладонь (хамса). Белобог бог света, добра и справедливости в славянской культуре Наговор на науз

Счётчики

Знаки зодиака: что вам необходимо сделать этой осенью