Использование комнатных и аквариумных растений на уроке биологии для изучения строения корня и корневых систем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ  «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ МАКСИМА ТАНКА

 

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

 

Кафедра ботаники и основ сельского  хозяйства

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

Использование комнатных и аквариумных растений на уроке биологии для изучения строения корня и корневых систем

 

по дисциплине «Ботаника»

 

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ   БИОЛОГИЯ. ХИМИЯ	СТУДЕНТКИ 21 ГРУППЫ   Панькив Юлии Михайловны
Допущена к защите:   Заведующий кафедрой ботаники и основ сельского хозяйства БГПУ Лисов Николай Дмитриевич     «____» ________________ 2013 г.	РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТЫ:   Доцент кафедры ботаники и основ  сельского хозяйства БГПУ, кандидат биологических наук Кавцевич Валентина  Николаевна

 

 

 

 

Минск 2013

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………2

ГЛАВА 1.Общая характеристика корня…………………………………..3

1.1 Типы корней…………………………………………………………...3

1.2 Типы корневых систем………………………………………………..4

ГЛАВА 2.Первичное и вторичное  строение корня……………………….5

ГЛАВА3.Зоны молодого корня…………………………………………….8

ГЛАВА 4.Лабораторная работа на тему: "Виды корней".……………….11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..15

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………....17

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

В процессе изучения данной темы главное  внимание обращается на усвоение учащимися знаний о строении корня во взаимосвязи с функциями, связи корня со средой обитания; формирование умений распознавать на натуральных объектах виды корневых систем, ставить опыты по выяснению основных функций корня, выращивать растения и ухаживать за ними.

 

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

 

1. Показать как тема «Корень» освещается в школьных учебниках по биологии.
2. Рассмотреть основные методические приемы при изучении данной темы.

3. Разработать лабораторное занятие на тему «Виды корней».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1.Общая характеристика корня.

 

Корень — это осевой орган  растения, служащий для укрепления растения в субстрате и поглощения из него воды и растворенных минеральных  веществ. Кроме того, в корне синтезируются  различные органические вещества (гормоны роста, алкалоиды и др.), которые затем перемещаются по сосудам ксилемы в другие органы растений или остаются в самом корне. Часто он является местом хранения запасных питательных веществ. Как правило, корень обладает радиальной симметрией, причем характер симметрии более резко выражен в первичном строении;

1. В отличие от стебля точка роста корня прикрыта чехликом, поэтому апикальная меристема работает на две стороны: наращивая корень и пополняя чехлик;
2. Как и стебель, корень способен ветвиться, но боковые корни эндогенны, они закладываются внутри корня в особом слое – перицикле, в то время, как боковые выросты стебля имеют экзогенное происхождение;
3. Корень совершенно безлистен, на нем никогда не развиваются листья, ни простые, ни метаморфизированные;
4. Корень имеет особый всасывающий слой, состоящий из корневых волосков;
5. Проводящие и механические ткани в корне сосредоточены в центре, а в стебле - вынесены на периферию;
6. На поперечном срезе через корень первичного строения большую часть его объема занимает первичная кора, а меньшую часть стела (центральный осевой цилиндр)
7. Корень нарастает только верхушкой, в то время как для побега характерен еще и вставочный (интеркалярный) рост.

     

       1.1 Типы корней:

1. Главный корень
2. Боковые корни
3. Придаточные корни

Главный корень – корень, который  образуется из зародышевого корешка при прорастании семени. От него отходят боковые корни. 

Боковые корни  – корни, развивающиеся сбоку главного корня (боковые корни первого порядка) или сбоку придаточных корней и боковых корней первого порядка (боковые корни второго и последующих порядков). Образование этих корней начинается с деления клеток специальной меристемы – перицикла, расположенного на периферии центрального цилиндра корня.

Придаточные корни – корни, развивающиеся от стеблей, листьев, старых корней. Появляются за счет деятельности вторичных меристем.

Каждый корень (главный, боковые, придаточные) обладает способностью к ветвлению, что значительно увеличивает  поверхность корневой системы, а  это способствует лучшему укреплению растения в почве и улучшению его питания.

1.2 Типы корневых систем :

1. Стержневая
2. Мочковатая

Стержневая корневая система —  корневая система, у которой хорошо развит главный корень по сравнению  с боковыми корнями. Главный корень имеет форму стержня, отсюда и пошло название для этой корневой системы — стержневая. Стержневая система корней распространена у двудольных растений (редька дикая, люцерна, горох и др.), начиная с прорастания семени, главный корень сильно развивается и уходит глубоко в землю. Корни люцерны, например, углубляются до 10 м и больше.

Мочковатая  корневая система — корневая система, представленная в основном придаточными корнями, у которой не выделяется главный корень, свойственна однодольным растениям (например, злакам). [1]

 

Глава 2. Первичное и вторичное строение корня.

 

Первичное строение корня. Формируется за счет первичных меристем, характерно для молодых корней всех групп растений. На поперечном срезе корня в зоне всасывания можно различить три части: эпиблему, первичную кору и центральный осевой цилиндр (стелу). У плаунов, хвощей, папоротников и однодольных растений сохраняется в течение всей жизни.

Эпиблема, или кожица –  первичная покровная ткань корня. Состоит из одного ряда плотно сомкнутых клеток, в зоне всасывания имеющих выросты – корневые волоски.

 

Первичная кора представлена тремя четко отличающимися  друг от друга слоями: непосредственно  под эпиблемой располагается  экзодерма, наружная часть первичной  коры. По мере отмирания эпиблемы оказывается на поверхности корня и в этом случае выполняет роль покровной ткани: происходит утолщение и опробковение клеточных оболочек, и отмирание содержимого клеток.

Под экзодермой располагается  мезодерма, основной слой клеток первичной коры. Здесь происходит передвижение воды в осевой цилиндр корня, накапливаются питательные вещества.

Самый внутренний слой первичной  коры – эндодерма, образованная одним  слоем клеток. У двудольных растений клетки эндодермы имеют утолщения  на радиальных стенках (пояски Каспари), пропитанные непроницаемым для воды жироподобным веществом – суберином.

 

У однодольных  растений в клетках эндодермы  образуются подковообразные утолщения  клеточных стенок. Среди них встречаются  живые тонкостенные клетки – пропускные клетки, также имеющие пояски Каспари. Клетки эндодермы с помощью живого протопласта контролируют поступление воды и растворенных в ней минеральных веществ из коры в центральный цилиндр и обратно органических веществ.

Центральный цилиндр, осевой цилиндр, или стела. Наружный слой стелы, примыкающий к эндодерме, называется перицикл. Его клетки долго сохраняют способность к делению. Здесь происходит заложение боковых корешков.

В центральной части осевого  цилиндра находится сосудисто-волокнистый  пучок. Ксилема образует звезду, а между ее лучами располагается флоэма. Количество лучей ксилемы различно – от двух нескольких десятков. У двудольных до пяти, у однодольных – пять и более пяти. В самом центре цилиндра могут находиться элементы ксилемы, склеренхима или тонкостенная паренхима.

А – первичное и вторичное  строение корня; Б – внутреннее строение корня однодольного растения; В –  внутренне строение корня двудольного  растения.

1 – эпиблема; 2 – первичная  кора; 3 – перицикл; 4 – флоэма; 5 – ксилема; 6 – камбий; 7 – стела; 8 – эндодерма; 9 – пропускные клетки эндодермы.

 

Вторичное строение корня.

У  однодольных и  папоротников  первичная структура корня сохраняется  в течение всей жизни и вторичные  ткани не возникают. Иначе обстоит  дело с  голосеменными и  двудольными, у которых в дальнейшем происходят вторичные изменения и в конечном итоге формируется вторичная структура корня, при которой радиальное расположение проводящих тканей заменяется коллатеральным. Образование вторичной структуры корня связано прежде всего с деятельностью  камбия, который обеспечивает рост корня в толщину.  Камбий возникает из тонкостенных паренхимных клеток в виде разобщенных участков с внутренней стороны тяжей флоэмы между лучами первичной  ксилемы. Камбиальную активность вскоре приобретают и некоторые участки  перицикла, располагающиеся кнаружи от лучей первичной ксилемы. В результате образуется непрерывный камбиальный слой.

К центру  камбий откладывает клетки вторичной  ксилемы, а к периферии - клетки вторичной  флоэмы.

Клетки  камбия, заложившегося в перицикле, образуют широкие радиальные светлые лучи паренхимы, располагающиеся между тяжами вторичной проводящей ткани, которые можно рассматривать в качестве открытых коллатеральных пучков. Эти лучи, иногда называемые первичными сердцевинными лучами, обеспечивают физиологическую связь центральной части корня с первичной корой корня. Позднее могут закладываться и вторичные сердцевинные лучи, "связывающие" вторичную  ксилему и  флоэму. Они обычно уже первичных. В результате деятельности  камбия первичная флоэма оттесняется кнаружи, а "звезда" первичной ксилемы остается в центре корня. Ее лучи сохраняются долго, иногда до конца жизни корня. Помимо вторичных изменений, происходящих в центральном осевом цилиндре, существенные перемены происходят и в  первичной коре корня . Вследствие быстрого нарастания изнутри вторичных тканей, обусловливающего сильное утолщение корня, первичная кора нередко разрывается. К этому времени клетки  перицикла, делясь по всей окружности осевого цилиндра, образуют широкую зону паренхимных клеток, во внешней части которой закладывается  феллоген, откладывающий наружу пробку, а внутрь - многослойную  феллодерму. Пробка изолирует первичную кору от проводящих тканей, кора отмирает и сбрасывается. Клетки  феллодермы и остатки перицикла в дальнейшем разрастаются и составляют паренхимную зону, окружающую  проводящие ткани.

Иногда  паренхимную  зону называют вторичной корой корня. Снаружи корни двудольных, имеющие вторичное строение, покрыты  перидермой. Корка образуется редко, лишь на старых корнях деревьев.

 

Многолетние корни  древесных растений в результате длительной камбиальной активности нередко сильно утолщаются. Вторичная  ксилема у таких корней сливается  в сплошной цилиндр, окруженный снаружи кольцом  камбия и сплошным кольцом вторичной  флоэмы. В корне луб развит сильнее, чем в стебле, сердцевинные лучи, как правило, шире, границы годичных колец в древесине выражены менее четко,  сосуды и трахеиды в поперечном сечении крупнее,  механических элементов относительно мало, поэтому древесина корня более легкая. Как и во флоэме, в ней много запасающей паренхимы.

Вторичное строение корня: 1 - первичная ксилема, 2 - вторичная ксилема, 3 - радиальный луч, 4 - камбий, 5 - первичная и вторичная флоэма, 6 - основная паренхима вторичной коры, 7 - перидерма (1-3 - ксилема, 5-7 - вторичная кора).

Глава 3. Зоны молодого корня

Зоны молодого корня – это  разные части корня по длине, выполняющие  неодинаковые функции и характеризующиеся определенными морфологическими особенностями.

 

Зона  проведения. Находится выше зоны всасывания. В этой зоне вода и минеральные соли, извлеченные из почвы, передвигаются от корней вверх к стеблю и листьям. Здесь же за счет образования боковых корней происходит ветвление корня.

Зона  всасывания, или зона корневых волосков. Протяженность зоны – несколько сантиметров. Здесь происходит дифференциация и специализация клеток. Здесь уже различают наружный слой эпиблемы (ризодермы) с корневыми волосками, слой первичной коры и центральный цилиндр. Корневой волосок представляет собой боковой вырост клетки эпиблемы (ризодермы). Почти всю клетку занимает вакуоль, окруженная тонким слоем цитоплазмы. Вакуоль создает высокое осмотическое давление, за счет которого вода с растворенными солями поглощается клеткой. Длина корневых волосков до 8 мм. В результате суммарная площадь зоны всасывания больше площади поверхности надземных органов (у растения озимой пшеницы в 130 раз, например). Поверхность корневых волосков ослизняется и склеивается с частицами почвы, что облегчает поступление воды и минеральных веществ в растение. Поглощению способствует и выделение корневыми волосками кислот, растворяющих минеральные соли. Корневые волоски недолговечны, отмирают через 10-20 дней. На смену отмерших (в верхней части зоны) приходят новые (в нижней части зоны). За счет этого зона всасывания всегда находится на одинаковом расстоянии от кончика корня, и все время перемещается на новые участки почвы.

Зона  деления. Верхушка корня, длиной 1-2 мм и называется зоной деления. Здесь и находится первичная апикальная меристема корня. За счет деления клеток этой зоны происходит постоянное образование новых клеток.