file/biologiaege/korenx

Галашев Роман Николаевич, учитель биологии, 2009
Корень
Корень является одним из главных вегетативных органов
листостебельных растения.
Корень – это осевой орган, имеющий цилиндрическую форму,
обладающий радиальной симметрией и длительным верхушечным ростом.
Функции корня:
- закрепление растения в субстрате (заякоривание);
- поглощение воды и минеральных веществ;
- синтез гормонов, ферментов;
- вегетативное размножение;
- накопление запасных питательных веществ (сахаров, жиров);
- симбиоз с бактериями. Например, корни многих растений семейства
Бобовые несут небольшие клубеньки, в которых поселяются
азотфиксирующие бактерии. Они способны фиксировать атмосферный азот,
которым они не только обеспечивают растение, но и обогащают почву. От
растений они получают углеводы. Таким образом, это взаимовыгодный союз.
Виды корней.
В растении можно выделить главный, боковые и придаточные корни.
Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени, называется
главным.
Корни, отходящие от стебля или листа называются придаточными.
Боковые корни образуются на главном и придаточных корнях. В
результате их дальнейшего ветвления появляются боковые корни второго и
более высоких порядков.
Типы корневых систем.
Корневая система – это совокупность корней, принадлежащих одному
растению. У семенных растений выделяют 2 основных типа корневой
системы.
1. Стержневая корневая система. При ней главный корень,
развивающийся непосредственно из зародышевого корешка, сохраняется на
протяжении всей жизни растения. От главного отходят боковые корни,
образующие вместе с ним основную массу корневой системы. Стержневая
корневая система встречается у голосеменных и многих покрытосеменных
(главным образом, у представителей класса Двудольные).
2. Мочковатая корневая система. Характеризуется тем, что главный
корень существует недолго и быстро отмирает (растения класса
Однодольные). Основная же масса корней системы образована
придаточными корнями, отходящими от стебля.
Корневая система многих растений развита сильнее их надземной
части. Так, диаметр корневой системы плодовых деревьев в 2-5 раз
превышает диаметр кроны. Например, длина всех корней одного растения
пшеницы около 20 километров.
Стержневая корневая система проникает на большую глубину по
сравнению с мочковатой. Особенно большой длины достигает главный
корень растений песков и скал, где он обеспечивает подачу воды из
глубинных водоносных слоев. Так, у верблюжьей колючки корни проникают
на глубину до 20 м, а у пустынного кустарника просописа сережкоцветного
на 53 м. Такое расположение корней называется глубинное.
Но на болоте, в тундре даже стержневые корневые системы
располагаются в верхних горизонтах почвы – это поверхностное
расположение корневой системы.
Встречается и универсальное расположение корневой системы, при
котором основная масса корней сосредоточена в верхних почвенных
горизонтах, но отдельные корни уходят на большую глубину (многие
деревья).
Внешнее и внутреннее строение корня.
Различные части корня выполняют неодинаковые функции и
характеризуются определенными особенностями во внешнем и внутреннем
строении. Эти части называются зонами корня. Они имеются у каждого
молодого корня.
1. Зона деления – состоит из верхушечной меристемы
(образовательная ткань), клетки которой постоянно делятся, за счет чего
корень растет в длину. Эта часть молодого корня отличается от других своей
желтой окраской из-за вакуолей и имеет длину около 1 мм.
Зона деления снаружи прикрыта корневым чехликом, который
защищает ее. Клетки корневого чехлика живые и выделяют слизистые
вещества, растворяющие комочки почвы. Это облегчает продвижение корней
в толще почвы во время роста. Поверхностные клетки чехлика постоянно
слущиваются и замещаются вновь образовавшимися в результате
деятельности верхушечной меристемы.
Корневой чехлик отсутствует у всех паразитических растений
(например, повилика) и водных растений, произрастающих в толще и на
поверхности воды (ряска, пузырчатка, водокрас, риччия и др.)
2. Вслед за зоной деления располагается зона растяжения (роста). Ее
протяженность составляет несколько миллиметров. Клетки этой зоны не
делятся, но активно растут, достигая размеров клеток образуемой ткани.
Поэтому клетки этой зоны имеют большие вакуоли, из за чего зона в целом
отличается прозрачно-светлой окраской.
Галашев Р.Н.
2
Клетки этой зоны растут растяжением в продольном направлении за
счет увеличения в размерах вакуолей, проталкивая тем самым корневое
окончание вглубь почвы.
3. Зона всасывания (зона корневых волосков). Протяженность
данной зоны 1-1,% см. Внутреннее строение этой зоны более сложное.
Снаружи она покрыта покровно-всасывающей тканью – ризодермой. Ее
клетки живые, с тонкой целлюлозной стенкой. Некоторые из них образуют
выросты – корневые волоски, которые недолговечны (10-20 дней) и по мере
роста корня заменяются новыми.
Ризодерма выполняет 2 функции:
- покровная функция;
- функция всасывания воды и минеральных веществ из почвы.
Корневые волоски во много раз увеличивают всасывающую
поверхность корня.
Глубже ризодермы располагаются ткани первичной коры. Ее клетки
тонкостенные, живые, с большими межклетниками. Они осуществляют
передвижение воды и минеральных солей в центральный осевой цилиндр,
расположенный в центре корня.
Основную часть центрального цилиндра составляют проводящие ткани
– ксилема и флоэма. Данные ткани являются сложными, так как в их составе
имеются механические и проводящие элементы.
Ксилема (древесина) осуществляет 2 функции:
- Проведение воды и минеральных веществ от корня до листьев, то есть
восходящий ток. Он осуществляется по сосудам и трахеидам – проводящим
элементам ксилемы. Сосуды представляют собой вертикальный ряд клеток, у
которых разрушаются поперечные перегородки, утрачивается живое
содержимое. Это мертвые клетки. Стенки сосудов утолщаются в виде колец,
спиралей, сеточек.
- Опора. Эта функция осуществляется благодаря механическим
элементам ксилемы, которые называются древесные волокна.
Флоэма (луб) выполняет 2 функции.
- Проведение из верхних частей растения растворов органических
веществ, необходимых для роста корня, либо откладывающихся в запас, то
есть осуществление нисходящего тока веществ. Данные вещества протекают
по ситовидным трубкам – проводящим элементам флоэмы. Они
представляют собой живые вытянутые клетки, расположенные вертикально
друг над другом и связанные между собой ситовидными полями (особыми
отверстиями). К ситовидным трубкам примыкают клетки-спутницы.
Ситовидные трубки и клетки-спутницы имеют живой протопласт, но ядро
есть лишь у клеток-спутниц.
Галашев Р.Н.
3
- Опора. За данную функцию ответственны механические элементы
флоэмы – лубяные волокна.
4. Зона проведения. Она располагается выше зоны всасывания.
Строение этой зоны на разных ее участках неодинаково и довольно сложно.
По этой части корня вода и растворы солей, поглощенные корневыми
волосками, транспортируются в вышележащие органы растения. Она тянется
вплоть до корневой шейки (место перехода корня в побег) и составляет
большую часть протяженность корня.
В этой зоне идет интенсивное ветвление корня и появление боковых
корней. Боковые корни образуются из образовательной ткани корня –
перицикла. Рост корня в толщину осуществляется также за счет внутренних
образовательных тканей (меристем) корня, расположенных главным образом
в зоне проведения.
Основные функции корня.
Главными функциями корня является минеральное питание и
заякоривание.
Минеральное питание – это совокупность процессов поглощения из
почвы, передвижения и усвоения химических элементов, необходимых для
жизни растительных организмов. Большая часть питательных веществ
поступает в надземные органы растения через корень в форме ионов
минеральных солей, в виде их водных растворов (одноклеточные и водные
растения поглощают элементы минерального питания всей поверхностью
тела).
Вода поглощается корнями пассивно. Минеральные вещества активно
(то есть с затратами энергии АТФ) всасываются растениями. Растения не
только всасывают минеральные соединения из почвенного раствора, но и
растворяют нерастворимые в воде соединения за счет выделяемых корнями
органических кислот – яблочной, лимонной, винной и др.
От ризодермы поглощенные вещества поступают через первичную
кору в центральный осевой цилиндр, где попадают в сосуды ксилемы.
Главными движущими силами, побуждающими почвенный раствор
подниматься вверх по сосудам корня и стебля являются:
- испарение воды с поверхности листьев – транспирация;
- корневое давление, при котором растворы с силой выталкиваются из
клеток корня в сосуды.
Физиологическая роль минеральных веществ, поглощенных корневой
системой из почвы, очень велика:
- это основа для синтеза сложных органических соединений;
- непосредственно оказывают влияние на обмен веществ;
- выполняют функцию катализаторов биохимических реакций и др.
Галашев Р.Н.
4
Другой важнейшей функцией корня является укрепление растения в
почве.
Дыхание корня.
Корни, как и другие растительные органы, дышат. Интенсивность
дыхания определяется по количеству поглощенного кислорода или
выделенного углекислого газа. Самая высокая интенсивность дыхания у
молодых корней. При низких температурах интенсивность дыхания намного
ниже, чем при оптимальных.
Дыхание корней во многом определяется почвенными условиями. На
тяжелых (глинистых) почвах растения страдают от недостатка воздуха.
Особенно это ярко проявляется после дождей, когда на поверхности таких
почв образуется непроницаемая для воздуха корка, а в почве наблюдается
застой воды. Корни перестают дышать, у них возникает аноксия –
недостаток кислорода. Также при этом подавляется жизнедеятельность
почвенных микроорганизмов, поэтому резко замедляется минерализация
органических веществ, а следовательно ухудшается минеральное питание
растений. В связи с вышесказанным растения, произрастающие на глинистых
почвах, как правило, имеют поверхностную корневую систему.
На легких (песчаных) почвах наблюдаются более благоприятные
условия для дыхания корней. В них практически никогда не застаивается
вода и не образуется напочвенной корки.
Наиболее благоприятными для жизни растений являются почвы в
равных частях содержащие песок и глину.
Галашев Р.Н.
5