Строение растительной клетки

Рисунок 3 – Типы корневых систем

 

Если у растения хорошо выражен  главный корень и развиваются  придаточные корни, то формируется  корневая система смешанного типа (капуста, помидор).

Внешнее строение корня. Внутреннее строение корня

Зоны корня

Рисунок 4 – Зоны корня

 

Корневой чехлик

Корень растёт в длину своей  верхушкой, где находятся молодые  клетки образовательной ткани. Растущая часть покрыта корневым чехликом, защищающим кончик корня от повреждений, и облегчает продвижение корня  в почве во время роста. Последняя  функция осуществляется благодаря  свойству внешних стенок корневого чехлика покрываться слизью, что уменьшает трение между корнем и частичками почвы. Могут даже раздвигать частички почвы. Клетки корневого чехлика живые, часто содержат зёрна крахмала. Клетки чехлика постоянно обновляются за счёт деления. Участвует в положительных геотропических реакциях (направление роста корня к центру Земли).

 

 

Рисунок 5 – Строение кончика корня

 

Клетки зоны деления активно  делятся, протяженность этой зоны у  разных видов и у разных корней одного и того же растения неодинакова.

За зоной деления расположена  зона растяжения (зона роста). Протяжённость  этой зоны не превышает нескольких миллиметров.

По мере завершения линейного роста  наступает третий этап формирования корня – его дифференциация, образуется зона дифференциации и специализации  клеток (или зона корневых волосков и всасывания). В этой зоне уже  различают наружный слой эпиблемы (ризодермы) с корневыми волосками, слой первичной коры и центральный цилиндр.

Строение корневого  волоска

Корневые волоски – это сильно удлинённые выросты наружных клеток, покрывающих корень. Количество корневых волосков очень велико (на 1 мм² от 200 до 300 волосков). Их длина достигает 10 мм. Формируются волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 часов). Корневые волоски недолговечны. Они отмирают через 10-20 дней, а на молодой части корня отрастают новые. Это обеспечивает освоение корнем новых почвенных горизонтов. Корень непрерывно растёт, образуя всё новые и новые участки корневых волосков. Волоски могут не только поглощать готовые растворы веществ, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их. Участок корня, где корневые волоски отмерли, некоторое время способен всасывать воду, но затем покрывается пробкой и теряет эту способность.

 

Рисунок 6 – Строение корневого  волоска

 

Оболочка волоска очень тонкая, что облегчает поглощение питательных  веществ. Почти всю клетку волоска  занимает вакуоль, окружённая тонким слоем  цитоплазмы. Ядро находится в верхней  части клетки. Вокруг клетки образуется слизистый чехол, который содействует  склеиванию корневых волосков с частицами  почвы, что улучшает их контакт и  повышает гидрофильность системы. Поглощению способствует выделение корневыми волосками кислот (угольной, яблочной, лимонной), которые растворяют минеральные соли.

Корневые волоски играют и механическую роль – они служат опорой верхушке корня, которая проходит между частичками почвы.

Под микроскопом на поперечном срезе  корня в зоне всасывания видно  его строение на клеточном и тканевом уровнях. На поверхности корня – ризодерма, под ней – кора. Наружный слой коры – экзодерма, вовнутрь от неё – основная паренхима. Её тонкостенные живые клетки выполняют запасающую функцию, проводят растворы питательных веществ в радиальном направлении – от всасывающей ткани к сосудам древесины. В них же происходит синтез ряда жизненно важных для растения органических веществ. Внутренний слой коры – эндодерма. Растворы питательных веществ, поступающие из коры в центральный цилиндр через клетки эндодермы, проходят только через протопласт клеток.

 

Рисунок 7 – Клеточное строение корня в зоне поглощения

 

Кора окружает центральный цилиндр  корня. Она граничит со слоем клеток, долго сохраняющих способность  к делению. Это перицикл. Клетки перицикла  дают начало боковым корням, придаточным  почкам и вторичным образовательным  тканям. Вовнутрь от перицикла, в центре корня, находятся проводящие ткани: луб и древесина. Вместе они образуют радиальный проводящий пучок.

Проводящая система корня проводит воду и минеральные вещества из корня  в стебель (восходящий ток) и органические вещества из стебля в корень (нисходящий ток). Состоит она из сосудисто-волокнистых  пучков. Основными слагаемыми частями  пучка являются участки флоэмы (по ним вещества передвигаются к  корню) и ксилемы (по которым вещества передвигаются от корня). Основные проводящие элементы флоэмы – ситовидные трубки, ксилемы – трахеи (сосуды) и трахеиды.

Процессы жизнедеятельности  корня

Транспорт воды в корне

Всасывание воды корневыми волосками  из почвенного питательного раствора и проведение её в радиальном направлении  по клеткам первичной коры через  пропускные клетки в эндодерме к  ксилеме радиального проводящего  пучка. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой (S), она равна разнице  между осмотическим (P) и тургорным (T) давлением: S=P-T.

Когда осмотическое давление равно  тургорному (P=T), то S=0, вода перестаёт поступать в клетку корневого волоска. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз – растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Внутри клеток корня сосущая сила корня возрастает от ризодермы по направлению к центральному цилиндру, поэтому вода движется по градиенту концентрации (т. е. из места с большей её концентрацией в место с меньшей концентрацией) и создаёт корневое давление, которое поднимает столбик воды по сосудам ксилемы, образуя восходящий ток. Это можно обнаружить на весенних безлистных стволах, когда собирают «сок», или на срезанных пнях. Истекание воды из древесины, свежих пней, листьев, называется «плачем» растений. Когда распускаются листья, то они тоже создают сосущую силу и притягивают воду к себе – образуется непрерывный столбик воды в каждом сосуде – капиллярное натяжение. Корневое давление является нижним двигателем водного тока, а сосущая сила листьев – верхним. Подтвердить это можно с помощью несложных опытов.

Почва как среда обитания корней

Почва для растений является средой, из которой оно получает воду и  элементы питания. Количество минеральных  веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской  горной породы, деятельности организмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

Почвенные частицы конкурируют  с корнями за влагу, удерживая  её своей поверхностью. Это так  называемая связанная вода, которая  подразделяется на гигроскопическую и плёночную. Удерживается она силами молекулярного притяжения. Доступная растению влага представлена капиллярной водой, которая сосредоточена в мелких порах почвы.

Между влагой и воздушной фазой  почвы складываются антагонистические  отношения. Чем больше в почве  крупных пор, тем лучше газовый  режим этих почв, тем меньше влаги  удерживает почва. Наиболее благоприятный  водно-воздушный режим поддерживается в структурных почвах, где вода и воздух находятся одновременно и не мешают друг другу – вода заполняет капилляры внутри структурных  агрегатов, а воздух – крупные  поры между ними.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени  связан с поглотительной способностью почвы – способностью удерживать или связывать химические соединения.

Микрофлора почвы разлагает  органические вещества до более простых  соединений, участвует в формировании структуры почвы. Характер этих процессов  зависит от типа почвы, химического  состава растительных остатков, физиологических  свойств микроорганизмов и других факторов. В формировании структуры  почвы принимают участие почвенные  животные: кольчатые черви, личинки  насекомых и др.

 

4. Естественное вегетативное  размножение

 

Вегетативное размножение - это образование новой особи из части родительской, один из способов бесполого размножения, свойственный многоклеточным организмам. Различают естественное и искусственное вегетативное размножение.

Естественное:

а) Корневищами размножаются пырей, ландыш, ирисы, купена и др. Старый отрезок ветвистого корневища отмирает, молодые отрезки с придаточными корнями, почками и надземными побегами становятся самостоятельными растениями.

б) Луковицами - лилии, тюльпаны, нарциссы. У луковицы от донца развиваются молодые луковицы (детки). Из каждой луковицы-детки со временем вырастает новое взрослое растение. Маленькие луковички могут образовываться в пазухах листьев некоторых лилейных.

в) Надземными видоизмененными побегами (усами) размножаются ползучий лютик, лесная земляника.

г) Черенками — отломившаяся ветка тополя, ивы, попав в благоприятные условия, укореняется.

е) Корневыми отпрысками — осот и другие сорные растения размножаются корнями, на которых образуются придаточные почки, а из них развиваются побеги-отпрыски.

ж) Клубнем — картофель.

з) Листьями — чаще всего комнатные растения: фиалка, бегония и др.

 

В основе вегетативного  размножения лежит способность  растений восстанавливать весь организм из части тела. Эта способность  называется регенерацией (от лат. «регенератио» — восстанавливаю).

 

Рисунок 8 – Виды вегетативного  размножения

 

Большое разнообразие способов вегетативного  размножения является одним из приспособлений цветковых растений, позволившим  им занять господствующее место на Земле. Человек широко использует это  свойство растений в своей практической деятельности.

 

Список использованной литературы

 

 

 Барабанов Е.И. Ботаника: учебник  для студ. высш. учеб. заведений / Е.И. Барабанов, С.Г. Зайчикова. – М.: Издательский центр «Академия»,  2006. – с. 185-377

2. Ботаника с основами фитоценологии. Анатомия и морфология растений. Серебрякова Т.И. - М: Академкнига, 2006. - 543 с.
3. Ботаника: в 4 т. Т. 1. Клеточная биология. Анатомия. Морфология. Зитте П., Вайлер Э.В., Кадерайт Й.В. и др. / под ред. А.К. Тимонина, В.В. Чуб — М: Академия, 2008. — 368 с. 
4. Ботаника: в 4 т. Т. 3: Высшие растения. Тимонин А.К. — М: Академия, 2007. — 352 с.