Содержание
Многоклеточные низшие растения (водоросли) и грибы
Для этих организмов характерно отсутствие дифференцированных тканей. Не выражены вегетативные органы. Тело водорослей называется талломом, или слоевищем. Лишь у высокоорганизованных водорослей (бурые, пурпурные) появляются подобные тканям слабо дифференцированные клетки, разветвление таллома, подобное органам высших растений.
У грибов тело – грибница, или мицелий, который представляет собой совокупность нитчатых образований – гифов. Гифы бывают одноклеточные или многоклеточные. Грибы объединяют признаки растений и животных. У многих грибов внутри гифов нет клеточных стенок. Переплетаясь, гифы образуют подобную ткани структуру. Клетки таких гифов делятся лишь в одном направлении.
Органы высших многоклеточных растений и регуляция их функций
Органы высших растений делятся на вегетативные и генеративные. Наиболее развиты органы у покрытосеменных. К вегетативным органам относят побег и корень, к генеративным – цветок, семена, плод. Все высшие растения имеют побег и (кроме мохообразных) корень.
Вегетативные органы высших растений
Вегетативные органы служат для поддержания индивидуальной жизни растения. Почти все вегетативные органы и большинство их видов способны к вегетативному размножению. Древнейшим из вегетативных органов является побег. Корень возникает позднее (отсутствует у мохообразных).
Для корня и стебля характерно осевое строение. Они состоят из концентрических слоев, образованных определенными тканями. Многолетний стебель дерева, например, построен из концентрических слоев – коры, камбия, древесины и сердцевины.
Корень
Корень – это осевой подземный орган.
Основные функции корня
Обеспечивает закрепление растения в почве, всасывание почвенного водного раствора солей и транспорт его к надземным частям растения.
Дополнительные функции корня
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.
Виды корней у растений
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.
- Дополнительные 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.
Типы корневой системы
Различают два типа корневой системы: стержневую и мочковатую.
Стержневая корневая система
Стержневая система имеет хорошо развитый главный корень, который развивается из зародышевого и ветвится за счет боковых корней. Главный корень способен проникать на значительную глубину.
Мочковатая корневая система
Мочковатая корневая система образована совокупностью дополнительных, растущих от стебля, и боковых корней. Главный корень в ней отсутствует. Формируется мочковатая корневая система во время кущения. На подземной части стебля при этом образуется узел кущения, из которого развиваются дополнительные побеги, то есть происходит подземное ветвление стебля, с многочисленными дополнительными корнями.
Тип корневой системы является таксономическим признаком: для двудольных характерна преимущественно стержневая корневая система, для однодольных и некоторых травянистых двудольных – мочковатая.
У однодольных растений при прорастании семени главный корень отмирает или развивается слабо, а из тканей стебля прорастают дополнительные, которые образуют мочковатую корневую систему.
Поверхность корневой системы значительно больше, чем поверхность надземной части. У разных видов растений различаются число и длина корней. Особенно глубоко проникает в почву стержневая корневая система. Например, корни осота проникают в почву на глубину 6 м, у люцерны посевной – на 10-12 м, у деревьев – еще глубже (свыше 20 м).
Человек использует знания по формированию корневых систем при пересаживании рассады овощных и декоративных культур. Чем лучше развита корневая система у растений, тем больше площадь питания, надземная часть растения, то есть можно получить больший урожай. У проростка отщепляется кончик главного корня, чтобы усилить ветвление за счет образования новых, разрастания боковых корней. Этот способ получил название пикирования (от франц. пика, пикетка – копье).
Свойство растений – разрастание корневых систем в почве – используют для закрепления оврагов, подвижных песков.
Внутреннее строение корня
Все корни имеют подобное строение. На продольном разрезе можно выделить участки, разные по строению и функциям – зоны корня.
Зона деления
Расположена на самом кончике корня. Ее размеры – 2-3 мм. Состоит из клеток образовательной ткани (меристемы), которые постоянно делятся. Из них ведут начало все другие клетки корня.
От повреждений зона корня покрыта корневым чехликом. Корневой чехлик есть у всех растений, которые растут на суше. Его нет у водных растений. Клетки чехлика живые, тонкостенные. Извне они выделяют слизь, которая способствует передвижению (уменьшает трение) его в почве во время роста корня.
Корневой чехлик нарастает с внутренней стороны благодаря зоне деления (у двудольных) или собственной отделенной меристеме (у однодольных) и спушивается с внешней. Клетки корневого чехлика способны реагировать на влияние силы тяжести и обуславливают положительный геотропизм корня – рост к центру земли. У некоторых растений, которые имеют дыхательные корни, наблюдается отрицательный геотропизм – рост корней в противоположном направлении.
Зона роста (растяжения)
Размеры ее – несколько миллиметров.
Клетки растут, растягиваются, приобретают постоянную форму и размер, в верхней части зоны – дифференцируются, то есть проявляют принадлежность к той или иной ткани. Первыми определяются ведущие ткани. Во время роста клеток эта зона продвигает кончик корня с зоной деления и корневым чехликом вглубь грунта.
Всасывающая зона (зона корневых волосков)
Ее размеры – 5-20 мм. В этой зоне выделяют внешний слой – эпиблему (ризодерму), слой первичной коры и центральный цилиндр. Эпиблема – это один слой тонкостенных клеток, которые плотно прилегают одна к другой и образуют корневые волоски.
Корневые волоски – это отростки клеток эпиблемы, размеры которых значительно превышают размеры самой клетки. Размеры их достигают нескольких миллиметров. У травянистых растений они крупнее, чем у древесных. Можно увидеть невооруженным глазом – имеют вид пуха. Живут до 20 суток, потом отмирают. На молодых участках корня постепенно вместо отмерших формируются новые путем разрастания клеток эпиблемы.
Корневые волоски имеют очень тонкие клеточные стенки, которые облегчают поглощение питательных веществ, растворенных в воде из почвы. Ядро расположено в верхней части клетки. Почти весь объем занимает вакуоль. Вокруг клетки образуется слизистый чехол. Он способствует лучшему контакту с частичками почвы и привлекает бактерии. Корневые волоски выделяют в окружающую среду органические кислоты (яблочную, щавелевую, лимонную), которые растворяют минеральные вещества. В корневые волоски вода с растворенными в ней веществами поступает по законам осмоса, так как концентрация раствора веществ в вакуолях почти всегда больше, чем в почве. Благодаря волоскам площадь поверхности корня в сотни раз превышает площадь надземной части растения. В сухой почве корневые волоски развиваются интенсивнее, чем во влажной. Когда влаги много, волоски совсем не развиваются.
Первичная кора образована несколькими слоями живых клеток. Клеточные стенки внешних слоев способны к утолщению.
Центральный цилиндр содержит проводящую систему и кольцо живых клеток образовательной ткани – перицикл.
Проводящая зона (зона боковых корней)
Расположена над всасывающей зоной. Это посредник между всасывающей зоной корня и надземной частью растения. Не имеет корневых волосков, поэтому эта зона не способна поглощать вещества. Проводящая система этой зоны проводит воду и минеральные вещества из корня в стебель (восходящий ток). По размерам эта зона наиболее длинная (до нескольких метров). В ней происходит ветвление корней.
На поперечном разрезе во всасывающей зоне корень состоит из однослойной ризодермы. Под ней – кора, которая состоит из множества слоев основной ткани. От центрального цилиндра кора корня отделена одним слоем мертвых клеток. Между мертвыми клетками расположены живые пропускные клетки, которые легко пропускают воду с растворенными веществами в сосуды центрального цилиндра. Центральный осевой цилиндр окружен клетками перидермы, из которой образуются боковые корни в проводящей зоне. В центральной части расположены элементы проводящей ткани – сосуды и ситовидные трубки. Сосуды ксилемы образуют лучи, которые идут от периферии к центру. Между лучами ксилемы расположены группы клеток флоэмы. Это первичное строение корня.
Первичное строение у большинства растений (голосеменных и покрытосеменных) корня сохраняется недолго и заменяется вторичным. Последнее возникает с появлением боковой меристемы – камбия. За его счет получаются вторичные элементы ксилемы и флоэмы. Первичная кора отмирает и слущивается.