§ 24. Будова і функції кореня

Корінь — це осьовий підземний орган, який росте вглиб ґрунту за рахунок верхівкової твірної тканини, що знаходиться на кінчику кореня. Головні функції кореня — закріплення рослини у ґрунті і поглинання з нього води з розчиненими у ній мінеральними речовинами.

Будова кореня. Верхівкова твірна тканина кореня (мал. 71) утворює, нові клітини у двох напрямках: у напрямку росту кореня і до його основи. Клітини, які відкладаються у напрямку росту кореня, дають початок захисному кореневому чохлику. А ті, що у протилежному, — утворюють постійні тканини тіла кореня.

Мал. 71. Верхівкова твірна тканина кореня, прикрита кореневим чохликом

Від кінчика до основи вздовж кореня розрізняють такі основні зони: кореневий чохлик, зона поділу, зона розтягу, зона всмоктування та провідна зона (мал. 72).

Мал. 72. Зони кінчика кореня

Кореневий чохлик захищає ніжну верхівку кореня під час росту та просування поміж часточками ґрунту. Клітини, які розташовані у глибині кореневого чохлика, містять великі рухомі крохмальні зерна. Ці зерна під дією сили тяжіння опускаються на нижню ділянку клітинної мембрани і дають кореню «відчути» де верх, а де низ. Поверхневі клітини кореневого чохлика постійно злущуються та відмирають. При цьому вони виділяють слиз, що полегшує просування кореня вглиб ґрунту. Із середини кореневий чохлик відновлюється клітинами верхівкової твірної тканини.

З клітин верхівкової твірної тканини у зоні поділу утворюється решта клітин, з яких складається корінь. Клітини зони поділу дуже дрібні.

У зоні розтягу клітини швидко ростуть і починають перетворюватися на клітини постійних тканин. У цій зоні корінь інтенсивно видовжується і проштовхує прикриту кореневим чохликом зону поділу між часточками ґрунту.

Зона всмоктування (зона кореневих волосків) складена клітинами, які завершили процес росту і остаточно перетворилися на клітини постійних тканин. Клітини шкірочки кореня у цій зоні утворюють довгі вирости — кореневі волоски (мал. 65, б), які сягають 1 см завдовжки. Кореневі волоски входять у щільний контакт із часточками ґрунту і відіграють визначальну роль у поглинанні води і мінеральних речовин, оскільки значно збільшують поверхню кореня (мал. 73). Вони також закріплюють рослину в ґрунті. Підраховано, що доросла рослина жита має близько 10 млрд кореневих волосків, а їхня загальна довжина становить близько 10 тис. км. Одночасно їхня загаяння площа 20 м 2 , що приблизно в 50 разів перевищує площу всіх надземних органів рослини.

Мал. 73. Кореневі волоски на головному корені проростка редису

У зоні кореневих волосків корінь вже не може вміщуватись відносно часточок ґрунту.

На поперечному перерізі кореня в цій зоні видно, що під шкірочкою розташована кора, складена багатьма шарами клітин основної тканини (мал. 74). Вона передає воду до центральної частини кореня, яву називають центральним циліндрам. Кора також запасає поживні речовини.

Мал. 74. Внутрішня будова молодого кореня

У центральному циліндрі розміщений єдиний провідний пучок. Його деревина у поперечному перерізі зазвичай має форму зірки із кількома променями (мал. 75). Проміж «променів» деревини розташований луб. Провідний пучок забезпечує транспорт речовин вздовж кореня.

Мал. 75. Провідні тканини в центральному циліндрі кореня на поперечному зрізі

Провідна зона кореня розташована вище зони всмоктування. Ця зона найдовша. У провідній зоні кореневі волоски відмирають і всмоктування речовин практично припиняється. У цій зоні в зовнішніх тканинах центрального циліндра (на його межі з корою) із часом можуть з’являтися точки росту бічних коренів.

Провідною зоною по деревині та лубу транспортуються речовини, вона закріплює рослину в ґрунті завдяки бічним кореням, а також може запасати поживні речовини в корі.

У багатьох рослин з часом між деревиною і лубом провідного пучка утворюються шари клітин бічної твірної тканини. Завдяки поділу цих клітин корінь потовщується.

Знання про будову і розвиток коренів людина здавна використовує в сільському господарстві. Під час вирощування розсади (наприклад, томатів) рослинки після проростання розсаджують на більшу відстань і водночас відщипують верхівку головного кореня: це прискорює галуження і сприяє збільшенню числа корінців із кореневими волосками. При виборі саджанців плодових дерев слід пам’ятати, що рослини, у яких є багато тоненьких корінців, на яких швидко утворюються нові бічні розгалуження, значно краще вкорінюються і приживаються, ніж ті, які мають велику кількість довгих старих коренів.

• 1. Усі частини кореня утворені за рахунок поділу клітин верхівкової твірної тканини. Вона розташована в зоні поділу клітин кореня.
• 2. Кореневий чохлик — особлива частина верхівки кореня, яка захищає ніжну верхівку кореня під час росту і полегшує просування кореня вглиб ґрунту.
• 3. Ріст кореня в довжину відбувається в зоні розтягу клітин кореня.
• 4. Внутрішня будова кореня в зоні кореневих волосків забезпечує поглинання і транспорт водних розчинів мінеральних речовин.
• 5. Найстарші ділянки кореня формують зону проведення води і розчинених у ній речовин, а також закріплюють рослину в ґрунті за рахунок бічних коренів.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Корінь, кореневий чохлик, кореневий волосок, зона поділу, зона розтягу, зона всмоктування, провідна зона.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

• 1. Які основні зони розрізняють від кінчика до основи кореня?
• 2. У якій зоні відбувається (1) утворення нових клітин, (2) видовження кореня, (3) поглинання води і мінеральних речовин?
• 3. З чим пов’язане утворення коренем кореневого чохлика, які його функції?
• 4. Які тканини виконують в корені функції (1) поглинання води і мінеральних речовин, (2) транспорту речовин?

1. Заповніть таблицю в зошиті.

Зони кореня

Особливості будови

Клітини щільно розміщені. Деякі клітини містять великі крохмальні зерна. Поверхневі клітини відмирають і злущуються

Захищає верхівку кореня, виділяє слиз і полегшує просування кореня в ґрунті, визначає напрямок росту кореня

2. Виберіть правильні твердження і виправте неправильні:

• А Кореневі волоски з часом перетворюються на бічні корені.
• Б Кора складена багатьма шарами клітин.
• В У процесі росту кореня збільшується довжина зони поділу та розтягування, а довжина провідної зони лишається незмінною.
• Г У зоні всмоктування корінь вкритий шкірочкою, яка утворює вирости.

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Як корінь росте в товщину?

У багатьох рослин з часом між деревиною і лубом провідного пучка виникає бічна твірна тканина — камбій (мал. 76). Він відкладає до центру кореня додаткові шари деревини, а назовні — лубу. Завдяки цьому корінь сильно потовщується. В зовнішньому шарі центрального циліндра виникає ще одна бічна твірна тканина — корковий камбій, який відкладає назовні покривну тканину — κорοκ. Такі значно потовщені, вкриті корком зони кореня вже не поглинають воду та мінеральні речовини, але надійно закріплюють рослину в ґрунті. Вони характерні для деревних рослин.

Мал. 76. Внутрішня будова старого кореня

Біологія 6 клас. Костіков І.Ю. Будова і функції кореня. Кореневі системи, видозміни кореня . Стор.103 – 112.

Від кінчика до основи кореня розрізняють чохлик, зони поділу, розтягу, всмоктування (кореневих волосків), провідна зона.

2. У якій зоні відбувається (1) утворення нових клітин, (2) видовження коре­ня, (3) поглинання води і мінеральних речовин?

1 – утворення відбувається у зоні поділу;

2 – видовження кореня відбувається у зоні розтягу;

3 – поглинання води і мінеральних речовин відбувається у зоні всмоктування.

3. З чим пов’язане утворення коренем кореневого чохлика, які його функції?

Верхівкова твірна тканина у напрямку росту кореня дає початок захисному кореневому чохлику , у протилежному — утворює постійні тканини тіла кореня.

• захищає ніжну верхівку кореня під час росту та просування поміж час­точками ґрунту;

• з авдяки великим рухомим крохмальним зернам клітин у глибині коренево­го чохлика корінь «від­чуває» де верх, а де низ ( напрям росту кореня );

• п оверх­неві клітини кореневого чохлика постійно злущуються та відмира­ють, при цьому вони виділяють слиз, що полегшує просування кореня вглиб ґрунту .

4. Які тканини виконують в корені функції (1) поглинання води і мінеральних речовин, (2) транспорту речовин?

1) функції поглинання води і мінеральних речовин в корені виконують клітини покривних тканин шкірочки кореня, які у всисній зоні утворюють кореневі волоски (довгі вирости).

2) функції транспорту речовин виконують провідні тканини провідного пучка у центральному циліндрі.

1. Заповніть таблицю в зошиті.

Клітини щільно розміщені. Деякі клітини містять великі крохмальні зерна. Поверхневі клітини відмирають і злущуються.

Захищає верхівку кореня, виділяє слиз і полегшує просування коренів в ґрунті, визначає напрямок росту кореня.

Клітини зони поділу дуже дрібні.

Усі частини кореня утворені за рахунок поділу клітин верхівкової твірної тканини, яка розташована в зоні поділу клітин кореня.

Клітини швидко ростуть і перетворюються на клітини постійних тканин.

Відбувається ріст кореня в довжину.

Складена клітинами постійних тканин. Клітини покривних тканин шкірочки кореня у цій зоні утворюють кореневі волоски (довгі вирости). Під шкірочкою розташована кора, та центральний циліндр.

Довгі вирости – ко­реневі волоски – відіграють визначальну роль у поглинанні води і мінеральних речо­вин, значно збільшують поверхню кореня, закріплюють рослину в ґрунті. Кора передає воду до центральної частини кореня, запасає поживні речовини.

Найдовша зона, кореневі волоски відмирають. Утворюються шари бічної твірної тканини – камбій, корінь потовщується, можуть відростати бічні корені. Для деревних рослин характерна поява бічної твірної тканини – коркового камбію.

Забезпечує транспорт речовин вздовж кореня, закріплює рослину боковими коренями, запасає поживні речовини, потовщує корінь. У деревних рослин частини з корковим камбієм надійно закріплюють рослину в ґрунті.

2. Виберіть правильні твердження і виправте неправильні:

А Кореневі волоски з часом перетворюються на бічні корені.

Б Кора складена багатьма шарами клітин.

В У процесі росту кореня збільшується довжина зони поділу та розтягу­вання, а довжина провідної зони лишається незмінною.

Г У зоні всмоктування корінь вкритий шкірочкою, яка утворює вирости.

Б Кора складена багатьма шарами клітин.

Г У зоні всмоктування корінь вкритий шкірочкою, яка утворює вирости.

А Кореневі волоски – довгі вирости зони всмоктування, у провідній зоні можуть утворюватися бічні корені.

Б Кора складена багатьма шарами клітин основної тканини.

В У процесі росту кореня збільшується довжина зони розтягу­вання, клітини перетворюються на клітини постійних тканини, їх кількість збільшується, довжина провідної зони теж збільшується.

Г У зоні всмоктування корінь вкритий шкірочкою, яка утворює вирости – кореневі волоски.

§ 25 КОРЕНЕВІ СИСТЕМИ. ВИДОЗМІНИ КОРЕНЯ.

1. Що таке коренева система?

Коренева система – це вся сукупність коренів рослини , будова її зале­жить від умов зростання рослини, вона закріплює рослину у ґрунті.

Кореневі системи є стрижневі – добре розвинений головний корінь (кульбаба, люпин, щавель, квасоля) та мичкуваті – головного кореня нема або він непомітний серед багатьох додаткових і бічних коренів (пшениця, жито, кукурудза, цибуля, часник, подорожник).

2. Що таке видозміна кореня?

Видозміни кореня — це явище зміни будови кореня, що забез­печує пристосування рослини до умов існування, виконання певної специфічної функції.

3. Які видозміни кореня ви знаєте, чим вони відрізняються від типових коре­нів рослин за будовою і функціями?

Прикладами ви­дозмін є кореневі бульби, корені-присоски, повітряні, дихальні, опорні корені, коренеплід.

Кореневі бульби (кореневі шишки, бульбокорені) утворюються в результаті накопичення поживних речовин у бічних коренях, вони корот­кі, сильно потовщені, кулястої або витягнутої форми (батат, пшінка, жоржина). Такі корені дають змогу рослині пережити несприятливий для росту період.

Корені-присоски характерні для рослин, які пристосували­ся всмоктувати поживні речовини з інших рослин, є паразитами(повитиця) чи напівпаразитами (омела).

Повітряні корені пристосовані до існування в повітрі (орхідеї вологих тропічних лісів, монстери). Повітря­ні корені поглинають воду під час опадів не кореневими волосками, а особливою губчастою тканиною.

Дихальні корені розвиваються у рослин перезволожених місць зростання, де у ґрунті недостатньо повітря для забезпе­чення дихання кореневої системи, частина коренів виступає над поверхнею, забезпечуючи газообмін (болотяний кипарис).

Опорні корені розвиваються при основі стовбурів високих рослин для забезпечення стійкості (кукурудза). Завдяки дошкоподібним опорним ко­реням не падають велетенські тропічні де­рева, у яких кореневі системи поверхневі (тропічні дерева).

Коренеплід є особливою видозміною, яка утворюється в результаті потовщення і накопичення поживних речовин одразу у трьох органах молодої рослини — го­ловному корені, підсім’ядольному коліні і основі головного пагона, дозволяють вижити у несприятливі для росту сезони (морква, буряк, селера, петрушка, редька, редиска). Люди здавна ви­користовували коренеплоди в їжу і вивели багато різних куль­турних сортів

4. Чим коренеплід відрізняється від кореневої бульби?

Коренеплід є особливою видозміною, яка утворюється в результаті потовщення і накопичення поживних речовин одразу у трьох органах молодої рослини — го­ловному корені, підсім’ядольному коліні і основі головного пагона .

Коренева бульба – утворюються в результаті накопичення поживних речовин у бічних коренях , вони корот­кі, сильно потовщені, кулястої або витягнутої форми.

Упорядкуйте таблицю; встановіть відповідність між назвами рослин, видо­змінами кореня, які їм властиві, та k функціями. Ряди з трьох цифр запишіть у зошиті.

✅Корінь: розвиток кореня з зародкового корінця, види коренів

Корінь – це підземний вегетативний орган рослини. Корінь має осьову будову, володіє необмеженим верхівковим ростом. На корені відсутні листя, він не розчленований на вузли і міжвузля, не несе в певному порядку розташованих нирок і володіє додатнім геотропізм.

• закріплення і утримання рослини в ґрунті;
• всмоктування води і мінеральних речовин;
• транспорт цих речовин в надземні органи рослини;
• синтез певних речовин – гормонів, ферментів т. д .;
• запасання поживних речовин (коренеплоди);
• вегетативне розмноження.

Зародковий корінець, який виходить з сім’я при проростанні, перетворюється на головний корінь. На кордоні між головним коренем і стеблом знаходиться коренева шийка. Головний корінь може гілкуватися, при цьому утворюються бічні корені другого, третього і т. д. порядків.

На пагоні можуть розвиватися додаткові корені. Сукупність усіх коренів утворює кореневу систему рослини. В її формуванні беруть участь головний, бічні і додаткові корені.

Розрізняють два типи кореневих систем: стрижневу і мочковату. Для стрижневий кореневої системи характерно переважний розвиток головного кореня, який довше і товщі інших коренів.

Вона, як правило, зустрічається у дводольних рослин. У мочковатій кореневій системі головний корінь не відрізняється – він або слабо розвинений, або рано відмирає. Коренева система утворена масою додаткових коренів. Мочковату кореневу систему мають однодольні рослини та деякі дводольні.

Корінь наростає в довжину за рахунок верхівкової точки росту. Вона складається з освітньої тканини, клітини якої здатні до постійного поділу. Точка зростання одягнена кореневим чохликом. Кореневої чохлик утворений живими клітинами, які злущуються і заміщуються новими за рахунок клітин точки росту. Кореневої чохлик захищає точку зростання від механічних пошкоджень. Ця зона кореня називається зоною поділу.

За зоною поділу розташовується зона розтягування, або зростання. Тут клітини ростуть і набувають дефінітивного форму і розміри.

За зоною розтягування знаходиться зона всмоктування. У ній спостерігається диференціація клітин на тканини. Зона всмоктування зовні несе епіблему, кожна клітина якої утворює кореневої волосок. За епіблемою розташовується первинна кора, перицикл і центральний осьовий циліндр.

За допомогою кореневих волосків відбувається всмоктування з ґрунтових розчинів води і мінеральних речовин. Оболонка клітин кореневих волосків тонка – це полегшує всмоктування. Майже всю клітину кореневого волоска займає велика вакуоль, а ядро розташовується у верхівки волоска. З ростом кореня кореневі волоски гинуть, і зона всмоктування утворюється заново.

Четверта зона кореня – зона проведення. Її функція – транспорт води і мінеральних речовин в надземні органи рослини і транспорт органічних речовин зі стебла в корінь.

Первинна кора кореня утворена живими клітинами основної тканини (паренхіми) і складається з трьох шарів. Функції первинної кори – транспортна (горизонтальний перенос речовин), запасаюча.

Зовнішній шар клітин центрального осьового циліндра утворюється перициклом. Його клітини можуть ділитися. У перициклі закладаються бічні корені і додаткові бруньки, за допомогою яких здійснюється вегетативне розмноження. Для вторинного потовщення кореня служить камбій – вторинна меристема, яка закладається в зоні проведення. Камбій забезпечує зростання кореня в товщину.

Центральний осьовий циліндр складається з різних тканин – проводять, механічних і основний. Ділянки деревини і лубу чергуються між собою – деревина утворює зірку, між променями якої знаходиться луб. У центрі кореня можуть перебувати механічна тканина і основна.

По судинах деревини протікає транспорт води і мінеральних речовин в надземні органи рослин – це висхідний струм. За ситоподібними трубками лубу з листя і стебла в корінь відтікають органічні речовини – це спадний струм.

Воду і мінеральні речовини корінь всмоктує з ґрунту за допомогою кореневих волосків. Вода надходить в кореневій волосок за рахунок осмосу. Потім вода проходить шлях по живих клітин первинної кори кореня і потрапляє в судини деревини центрального осьового циліндра.

Мінеральні речовини всмоктуються кореневими волосками в результаті пасивного або активного (з витратою енергії) транспорту через клітинну мембрану. В результаті в судинах деревини кореня розвивається підвищений осмотичний тиск. При перевищенні осмотичного тиску в судинах кореня над осмотичним тиском ґрунтового розчину розвивається кореневе тиск. Кореневе тиск поряд з випаровуванням бере участь в русі води в тілі рослини.

Рослини нормально розвиваються, якщо в ґрунтовому розчині обов’язково є азот, фосфор, сірка, калій, магній, кальцій і залізо. Ці елементи мають індивідуальне значення для життя рослини і тому не можуть замінюватися іншими і називаються макроелементами. Для росту і розвитку рослини необхідні також мікроелементи:

Їх концентрація в ґрунті значно нижче, ніж концентрація макроелементів. У природних біогеоценозах вміст у ґрунті необхідних рослині елементів підтримується на відносно постійному рівні за рахунок кругообігу речовин. В агроценозах людина частина мінеральних речовин забирає з ґрунту разом з урожаєм. Тому в ґрунт сільськогосподарських угідь треба вносити добрива. Добрива підрозділяються на органічні і мінеральні.

Органічні добрива: гній, торф, пташиний послід, гнойова жижа, торфокомпосту і т.д. – містять всі необхідні для рослин поживні речовини. При внесенні органічних добрив у ґрунт потрапляють мікроорганізми:

Вони розкладають органічні залишки і підвищують родючість ґрунтів.

Мінеральні добрива бувають азотними, калійними і фосфорними. Азотні добрива містять азот у формі нітратів.

Азот потрібний рослинам для нормального формування вегетативних органів. Калійні добрива – хлористий калій, сульфат калію та ін. Впливають на ріст коренів, бульб, цибулин. Фосфорні добрива – суперфосфат, фосфоритне борошно та ін. Прискорюють дозрівання плодів. Фосфор і калій підвищують холодостійкість рослин.

Дихання кореня відбувається в результаті дифузії кисню з ґрунту в тканини. Для дихання потрібні органічні речовини. Вони надходять в корінь з листя. У процесі дихання утворюється енергія, збережена в молекулах АТФ.

Для проникнення в ґрунт повітря її треба постійно рихлити. Розпушування сприяє і збереженню вологи в ґрунті, тому його називають «сухим поливом».

Корені можуть видозмінюватися. Зустрічаються такі типи метаморфозів кореня.

Коренеплоди виконують запасаючу функцію у багатьох видів дворічних рослин (морква, буряк, ріпа та ін.). Вони мають подвійне походження – верхня частина утворюється зі стебла, а нижня – як потовщення головного кореня. У коренеплодах відкладаються крохмаль, цукор і т. д.

Кореневі шишки (кореневі бульби) – запасаючі додаткове коріння у жоржини, батату, чистяку та ін.

Коріння причеплення мають рослини, що можуть рости на вертикальних поверхнях (плющ).

Втягнуючі коріння (у цибулинних рослин) служать для занурення цибулини в ґрунт.

Повітряні корені утворюються у рослин, що поселяються на інших рослинах (епіфіти), наприклад, орхідеї. Вони забезпечують рослині всмоктування з вологого повітря води і мінеральних речовин.

Дихальні корені мають рослини, які ростуть на заболочених ґрунтах, наприклад, американський болотний кипарис. Ці корені піднімають над поверхнею ґрунту і постачають підземні частини рослини повітрям, яке поглинається через спеціальні отвори.

Ходульні корені утворюються у дерев, які ростуть на літоралі тропічних морів (мангри). Коріння сильно гілкуються і зміцнюють рослина в хиткому ґрунті.

Мікориза – це симбіоз коренів вищих рослин і ґрунтових грибів. Рослини постачають гриби розчинними вуглеводами, а гриби доставляють рослині мінеральні речовин.

Симбіоз між азотфіксуючими бактеріями і корінням бобових рослин (бульбочкові бактерії) також є видозміною коренів. Бактерії фіксують атмосферний азот і переводять його в сполуки, які засвоюються рослинами.