Раздел 3. Органография тема: анатомия и морфология корня.

План.

1.Корень и его функции.

2.Виды корней.

3.Типы корневых систем.

4.Особенности анатомического строения корня.

5.Метаморфозы корня.

5.1. Клубеньки на корнях бобовых растений.

5.2. Микориза.

1.Корень и его функции.

Корень – это осевой орган, обладающий радиальной симметрией и растущий в длину до тех пор пока сохраняется апикальная меристема.

Корень закрепляет растение в почве, поглощает из неё воду и иногда синтезирует органические вещества. Иногда в корнях происходит запас питательных веществ.

2.Виды корней.

У семенных растений в составе корневой системы различают : главный корень, боковые и придаточные.

Главный корень – берёт начало от зародышевого корня семени, в процессе роста он разветвляется и от него отходят боковые

Боковые корни – развиваются на главных придаточных и боковых, Боковые корни, идущие от главного корня называются боковыми корнями 2-го порядка, от них отходят корни 3-го порядка и т.д.

Придаточные корни (адвентивные) – образуются на стеблях и листьях.

Боковые и придаточные корни имеют вторичное происхождение, то есть закладываются во внутренних тканях (камбий и перицикл). Придаточные корни образуются у подземных метаморфозов побега (клубнях картофеля, луковицах лука, корневищах пырея).

3.Типы корневых систем.

1. Стержневая система или состоит из главного корня и боковых (двудольные).

2. Мочковатая корневая система – образована в основном придаточными корнями, главный корень не заметен и не отличается от придаточных (однодольные).

3. Смешанная (однодольные и двудольные).

Корневая система многих растений развита сильнее их надземной части, например у капусты корни достигают в глубину 1,5м., а в диаметре 1,2м. Длина всех корневых волосков пшеницы 20км.

4.Особенности анатомического строения корня.

Зоны корня- это части корня, выполняющие различные функции и характеризующиеся определёнными морфологическими особенностями.

1. Зона роста или растяжения. Кончик корня выполняет функцию роста.

Конус нарастания корня снаружи покрыт особой паренхимой тканью, которая защищает меристематические клетки (инициальные клетки, которые постоянно делятся) от трения о почвенные частицы и называется корневым чехликом. Наружные клетки корневого чехлика в процессе роста слущиваются и отмирают

2.Зона корневых волосков или всасывания. Ближайшая к кончику зона корневых волосков поглощает почвенный раствор и имеет первичное строение. Имеет протяжённость несколько миллиметров или сантиметров

3.Зона проведения, находиться выше зоны корневых волосков, по ней транспортируется поглощенная корнем вода и минеральные соли в выше лежащие органы растения. На разных участках эта зона может иметь разное строение. Первичное строение корня является исходным и потому одинаковым для всех корней, формируется в зоне всасывания. Образуется эпиблемой, первичной корой и центральным цилиндром.

Эпиблема состоит из покровных клеток и корневых волосков, выполняет функцию всасывания. Длина корневых волосков различна (до 1см), у яровых сортов пшеницы корневые волоски длиннее чем у озимых. Продолжительность жизни корневых волосков 14-18 дней. Корневые волоски способны выделять особые кислоты для растворения почвенных частиц.

Первичная кора корня состоит из живых паренхимных клеток, служит главным образом для накопления почвенных растворов и потому имеет хорошо развитые межклетники. Первичная кора корня состоит из экзодермы, мезодермы и эндодермы.

Экзодерма располагающимися непосредственно под эпиблемой, бывает однослойной, двухслойной и многослойной. образована плотно сомкнутыми клетками, которые впоследствии опробковевают и выполняют защитную функцию.

Мезодерма - образована паренхимными клетками.

Эндодерма – состоит из одного ряда клеток, радиальные и внутренние клетки которых утолщены (пояски Каспари), которые опробковевают или одревесневают. Среди толстостенных клеток встречаются тонкостенные, живые, - пропускные, через которые вода поступает в центральный цилиндр (точнее в ксилему).

Центральный цилиндр образован проводящими тканями и паренхимой и окружён живой паренхимой тканью – перициклом, который принимает участие в образовании камбия и феллогена (пробкового камбия), а также в образовании боковых корней и придаточных почек. Проводящие ткани в центральном цилиндре размещены радиально, между элементами ксилемы и флоэмы располагаются участки паренхимы. У двудольных и голосеменных растений в центральном цилиндре формируется камбий (образовательная ткань), который обеспечивает вторичное изменение корня.

Вторичное строение корня

У двудольных и голосеменных растений между элементами флоэмы и ксилемы формируется камбий, который приводит к вторичным изменениям и утолщению корня. Камбий - это вторичная образовательная ткань, которая возникает из клеток паренхимы. К центру камбий откладывает клетки из которых развивается вторичная ксилема, а кнаружи клетки из которых развивается вторичная флоэма.

Таким образом, в следствии вторичных изменений корня в центре будут находится клетки первичной ксилемы, затем вторичной (с крупными сосудами)

В местах соприкосновения первичной ксилемы с перициклом, формируется камбий, который продуцирует паренхимные клетки, и образует радиальные лучи.

Из клеток перицикла возникает пробковый камбий, который кнаружи откладывает слои пробки, в результате чего первичная кора оказывается в изоляции от центрального цилиндра и отмирает и отпадает. В следствии чего остаётся только центральный цилиндр, окружённый пробкой. Ткани расположенные кнаружи от камбия (флоэма, паренхима, пробковый камбий и феллодерма) называют вторичной корой.

Метаморфозы корня.

Корни иногда выполняют не специфичные для них функции и в связи с этим у них наблюдается видоизменения - метаморфозы: корнеплод (морковь), втягивающий корень (гладиолус, донник), корни подпорки (фикус), ходульные корни (придаточные корни мангровых ), дыхательные корни .

У многих растений в корнях накапливаются запасные вещества. При накоплении питательных веществ в главном корне образуется корнеплод (морковь), а при накоплении питательных веществ в боковых (георгина, чистяк) и придаточных корнях (батат, маниок, ямс) образуются корневые клубни (шишки). Накопление питательных веществ приводит к разрастанию запасающей паренхимы. Существует 3 типа корнеплодов: 1.с запасающей паренхимой в ксилеме (редис)

2. с запасающей паренхимой во флоэме (морковь),

3. с запасающей паренхимой, образованной деятельностью нескольких добавочных камбиев (свекла, число добавочных камбиальных колец кратно числу листьев в прикорневой розетке).

Мясистые корни есть у видов семейства орхидных, зонтичных и др. Представляют собой ассимитрично - утолщённые части корней, обычно ими становятся придаточные корни.

Корень способен выполнять функции механической опоры, органа прицепки, дыхательного органа.

Корни подпорки, досковидные и ходульные корни служат поддержкой кронам тропических деревьев, по происхождению они придаточные, имеют хорошо развитую механическую ткань.

Корни подпорки в большом количестве образуются у бадьяна индийского. Семя бадьяна порастает на стволе других деревьев, и немного развившись формирует придаточный корень, растущий до самой почвы, вскоре таких корней становится много и они обеспечивают почвенное питание растения. Одно растение иногда образует рощу, площадью до 1га.

Ходульные корни, отходят от основания ствола дугообразно и выполняют функцию подпорки, образуются у прибрежных растений мест затопляемых во время приливов, к ним так же относятся воздушные корни древесных тропических лиан (Монстера), которые в последствии укореняются в почве.

Досковидные корни, высотой 1-3 до 10м и более развиваются на основаниях стволов крупных тропических деревьев, для поддержания кроны, иногда ветвятся, образуя камеры.

Дыхательные корни, выходящие на поверхность имеются у растений болот и заболоченных мест. Имеют сильно развитую аэренхиму (кипарис болотный).

Корни прицепки, встречаются у плюща, при помощи которых плющ цепляясь растет вверх по вертикальной опоре (ваниль, фикус, плющ ).

Воздушные корни - характерны для растений эпифитов, поселяющихся на стволах деревьев. В коровой паренхиме воздушных корней находятся хлоропласты. Наружные слои коры составлены мёртвыми слоями корнями со спиральными утолщениями на стенках. Эти клетки легко поглощают влагу. Характерны для орхидей, ароидных и бромилевых.

В корнях бобовых растений обитают азотфиксирующие бактерии, они проникают в кору корня через корневые волоски, и вызывают усиленное деление паренхимных клеток, что приводит к образованию клубеньков. Бактерии способны фиксировать атмосферный азот и переводят его в связанное состояние, которые частично усваиваются растением, и в то же время бактерии используют вещества, находящиеся на корнях растения. Бобовые растения способствуют обогащению почвы азотом и потому их используют как зелёное удобрение (сидераты).

Корневые окончания многих растений срастаются с гифами грибов, образуя Микоризу, наблюдается как у древесных, так и у травянистых растений. Тело гриба внедряется в каровую часть корня в зоне всасывания. К каждому виду растений приспособлен определённый вид гриба (подосиновик, подберёзовик). В результате такого сосуществования и растение, и гриб извлекают пользу - симбиоз. Гриб увеличивает всасывающую поверхность корней растений, а в свою очередь получает от растения продукты фотосинтеза (углеводы). Полагают, что грибы обеспечивают растения ещё и витаминами, способствующими развитию растения. Иногда этот симбиоз может носить характер частичного взаимного паразитизма.

Лекция № 10-11