Подземные органы растений. Тропизм

     Южно – Казахстанская Государственная Фармацевтическая Академия

 

 

                         Кафедра: Фармакогнозии и химии

 

 

    

               СРС                                  Тема: Подземные органы растений. Тропизм.

 

 

                                                  Выполнила: Тургунова З.

                                                  Группа: 108(б) ФР

                                                 Приняла: Орынбасарова К.К.

 

Содержание:

1. Введение
2. Основные функции корня
3. Происхождение корня
4. Видоизменения и специализация корней
5. Особенности строения корней
6. Части корня
7. Типы корневых систем
8. Зоны молодого корневого окончания
9. Анатомическое строение корня
10. Тропизм растений
11. Геотропизм
12. Фототропизм
13. Хемотропизм
14. Тропизм микроорганизмов
15. Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      Введение:

Корни – это вегетативные органы высших растений, которые находятся  под землей и осуществляют проведение воды с растворенными минеральными веществами к надземным органам  растений (стеблю, листьям, цветкам). Основная функция корня - закрепление растения в почве.

 Корень разделяется  на главный, боковые и придаточные. Главный корень вырастает из семени, он наиболее мощно развит и растет вертикально вниз (корень 1-го порядка). Боковые корни отходят от главного (корни 2-го порядка) и многократно ветвятся. От боковых корней отходят придаточные корни (корни 3-го порядка), которые никогда не отходят от главного, имеют разнообразное строение и могут образовываться на стеблях и листьях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    Ко́рень (лат. radix) — осевой, обычно подземный вегетативный орган высших растений (сосудистых растений), обладающий неограниченным ростом в длину и положительным геотропизмом. Корень осуществляет закрепление растения в почве и обеспечивает поглощение и проведение воды с растворёнными минеральными веществами к стеблю и листьям.

      На корне нет листьев, в клетках корня нет хлоропластов.

Кроме основного корня, многие растения имеют боковые и придаточные  корни. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. В случае, когда главный корень незначительно  выражен, а придаточные корни  выражены значительно, корневая система  называется мочковатой. Если главный  корень выражен значительно, корневая система называется стержневой.

Некоторые растения откладывают  в корне запасные питательные  вещества, такие образования называют корнеплодами.

 

                         Основные функции корня

 

• Закрепление растения в субстрате.
• Всасывание, проведение воды и минеральных веществ.
• Запас питательных веществ в главном корне.
• Взаимодействие с корнями других растений (симбиоз), грибами, микроорганизмами, обитающими в почве (микориза, клубеньки представителей семейства Бобовые).
• Вегетативное размножение.
• Синтез биологически активных веществ.

У многих растений корни  выполняют особые функции (воздушные  корни, корни-присоски).

 

                          Происхождение корня

Тело первых вышедших на сушу растений ещё не было расчленено на побеги и корни. Оно состояло из ответвлений, одни из которых поднимались  вертикально, а другие прижимались  к почве и поглощали воду и  питательные вещества. Несмотря на примитивное строение, эти растения были обеспечены водой и питательными веществами, так как имели небольшие  размеры и жили около воды.

В ходе дальнейшей эволюции некоторые ответвления стали  углубляться в почву и дали начало корням, приспособленным к  более совершенному почвенному питанию. Это сопровождалось глубокой перестройкой их структуры и появлением специализированных тканей. Образование корней было крупным  эволюционным достижением, благодаря  которому растения смогли осваивать  более сухие почвы и образовывать крупные побеги, поднятые вверх к свету. Например, у мохообразных настоящих корней нет, их вегетативное тело небольших размеров — до 30 см, обитают мхи во влажных местах. У папоротникообразных появляются настоящие корни, это приводит к увеличению размеров вегетативного тела и к расцвету этой группы в каменноугольный период.

              Видоизменения и специализация корней

 

Корни некоторых строений имеют склонность к метаморфозу.

 

Видоизменения корней:

1. Корнеплод — утолщённый придаточный корень. В образовании корнеплода участвуют главный корень и нижняя часть стебля. Большинство корнеплодных растений двулетние. Корнеплоды состоят в основном из запасающей основной ткани (репа, морковь, петрушка).
2. Корневые клубни (корневые шишки) образуются в результате утолщения боковых и придаточных корней. С их помощью растение цветёт быстрее.
3. Корни-зацепки — своеобразные придаточные корни. При помощи этих корней растение «приклеивается» к любой опоре.
4. Ходульные корни — выполняют роль опоры.
5. Воздушные корни — боковые корни, растут в надземной части. Поглощают дождевую воду и кислород из воздуха. Образуются у многих тропических растений в условиях повышенной влажности.
6. Микориза — сожительство корней высших растений с гифами грибов. При таком взаимовыгодном сожительстве, называемом симбиозом, растение получает от гриба воду с растворёнными в ней питательными веществами, а гриб — органические вещества. Микориза характерна для корней многих высших растений, особенно древесных. Грибные гифы, оплетающие толстые одревесневшие корни деревьев и кустарников, выполняют функции корневых волосков.
7. Бактериальные клубеньки на корнях высших растений — сожительство высших растений с азотфиксирующими бактериями — представляют собой видоизменённые боковые корни, приспособленные к симбиозу с бактериями. Бактерии проникают через корневые волоски внутрь молодых корней и вызывают у них образование клубеньков. При таком симбиотическом сожительстве бактерии переводят азот, содержащийся в воздухе, в минеральную форму, доступную для растений. А растения, в свою очередь, предоставляют бактериям особое местообитание, в котором отсутствует конкуренция с другими видами почвенных бактерий. Бактерии также используют вещества, находящиеся в корнях высшего растения. Чаще других бактериальные клубеньки образуются на корнях растений семейства Бобовые. В связи с этой особенностью семена бобовых богаты белком, а представителей семейства широко используют в севообороте для обогащения почвы азотом.
8. Дыхательные корни — у тропических растений — выполняют функцию дополнительного дыхания.

 

               Особенности строения корней

Совокупность корней одного растения называют корневой системой.

В состав корневых систем входят корни различной природы.

 

Различают:

• главный корень,
• боковые корни,
• придаточные корни.

Главный корень развивается  из зародышевого корешка. Боковые корни  возникают на любом корне в  качестве бокового ответвления. Придаточные  корни образованы побегом и его  частями.

                                          Части корня

 

• Точка роста. Участок непосредственно за кончиком корня, где клетки делятся, обеспечивая новый рост.
• Зона растяжения. Участок новых клеток, образованных в точке роста и расположенных непосредственно за ней. Клетки, пока их клеточные стенки не станут жёсткими, растягиваются в длину при всасывании воды. Это растяжение толкает кончик корня дальше в почву.
• Слой корневых волосков. Наиболее молодая часть эпидермиса или внешней кожицы корня. Это зона, где образуются корневые волоски. Она расположена непосредственно за зоной растяжения. Как только стенки вытянувшихся клеток становятся жёстче, самые крайние из них превращаются в слой корневых волосков. Более старая часть этого слоя (выше по корню) медленно отделяется, замещаясь слоем жёстких клеток, входящих в экзодерму (самый наружный слой коры).
• Корневые волоски. Длинные выросты клеток слоя корневых волосков. Они всасывают воду и минеральные вещества.
• Корневой чехлик. Слой клеток, защищающих кончик корня при росте.

 

 

                               Типы корневых систем

• В стержневой корневой системе главный корень сильно развит и хорошо заметен среди других корней (характерна для двудольных). Разновидность стержневой корневой системы — ветвистая корневая система: состоит из нескольких боковых корней, среди которых не различают главный корень; характерна для деревьев.

• В мочковатой корневой системе на ранних этапах развития главный корень, образованный зародышевым корешком, отмирает, а корневая система составляется придаточными корнями (характерна для однодольных). Стержневая корневая система проникает в почву обычно глубже, чем мочковатая, однако мочковатая корневая система лучше оплетает прилегающие частицы грунта.
• Придаточные корни растут непосредственно из стебля. Они отрастают от луковицы (представляющей собой особый стебель) или от садовых черенков.
• Воздушные корни. Корни, которые растут от стебля. но не проникают в землю. Они используются лазящими растениями для закрепления, как например, у плюща.
• Опорные (ходульные) корни. особый тип воздушных корней. Они отрастают от стебля и затем проникают в землю, которая может быть покрыта водой. Они поддерживают тяжёлые растения, например мангры.

 

 

                   

                Зоны молодого корневого окончания

Различные части корня  выполняют неодинаковые функции  и различаются по внешнему виду. Эти части получили название зон.

Кончик корня снаружи  всегда прикрыт корневым чехликом, защищающим нежные клетки меристемы. Чехлик состоит из живых клеток, которые  постоянно обновляются. Клетки корневого  чехлика выделяют слизь, она покрывает  поверхность молодого корня. Благодаря  слизи снижается трение о почву, её частицы легко прилипают к  корневым окончаниям и корневым волоскам. В редких случаях корни лишены корневого чехлика (водные растения, некоторые растения-паразиты). Под  чехликом располагается зона деления, представленная образовательной тканью — меристемой. Если эта апикальная меристема обособлена и образует только клетки корневого чехлика (как  у большинства однодольных растений), её называют калиптрогеном. У большинства двудольных меристематическая ткань кончика корня сливается с меристемой, образующей зону всасывания, и называется дерматокалиптрогеном.[источник не указан 800 дней]

Клетки зоны деления тонкостенные и заполнены цитоплазмой, вакуоли  отсутствуют. Зону деления можно  отличить на живом корешке по желтоватой окраске, длина её около 1 мм. Вслед  за зоной деления располагается  зона растяжения. Она также невелика по протяжённости: составляет всего  несколько миллиметров, выделяется светлой окраской и как бы прозрачна. Клетки зоны роста уже не делятся, но способны растягиваться в продольном направлении, проталкивая корневое окончание вглубь почвы. В пределах зоны роста происходит разделение клеток на ткани.

Окончание зоны роста хорошо заметно по появлению многочисленных корневых волосков. Корневые волоски  располагаются в зоне всасывания, функция которой понятна из её названия. Длина её от нескольких миллиметров  до нескольких сантиметров. В отличие  от зоны роста участки этой зоны уже не смещаются относительно частиц почвы. Основную массу воды и питательных  веществ молодые корни всасывают  с помощью корневых волосков.

Корневые волоски —  это выросты клеток поверхностной ткани поглощающей зоны корня растения. Они увеличивают всасывающую поверхность корня, выделяют продукты обмена; находятся чуть выше корневого чехлика. Все вместе они создают впечатление белого пушка вокруг корня. У растения, только что вынутого из почвы, всегда можно увидеть прилипшие к корневым волоскам комочки почвы. Они содержат слой протоплазмы, ядро, крупную вакуоль; их тонкие, легко проницаемые для воды оболочки плотно склеиваются с комочками почвы. Корневые волоски выделяют в почву различные вещества. Длина варьируется у разных видов растений от 0,06 до 10 мм. С увеличением влажности почвы образование замедляется; не образуются они и в очень сухой почве.

Корневые волоски появляются в виде небольших сосочков — выростов клеток. По прошествии определённого времени корневой волосок отмирает. Продолжительность его жизни не превышает 10—20 дней

Выше зоны всасывания, там, где исчезают корневые волоски, начинается зона проведения. По этой части корня  вода и растворы минеральных солей, поглощённые корневыми волосками, транспортируются в вышележащие  отделы растения.

 

     Анатомическое строение корня

Для того чтобы познакомиться  с системой поглощения и передвижения воды по корню, необходимо рассмотреть  внутреннее строение корня. В зоне роста  клетки начинают дифференцироваться на ткани и в зоне всасывания и  проведения формируются проводящие ткани, обеспечивающие подъем питательных  растворов в надземную часть  растения.

 

Уже в самом начале зоны роста корня масса клеток дифференцируется на три зоны: ризодерму, кору и осевой цилиндр.

Ризодерма — покровная ткань, которой снаружи покрыты молодые корневые окончания. Она содержит корневые волоски и участвует в процессах всасывания. В зоне всасывания ризодерма пассивно или активно поглощает элементы минерального питания, затрачивая в последнем случае энергию. В связи с этим клетки ризодермы богаты митохондриями.

Экзодерма — опробковевшая покровная ткань, приходящая на смену отмирающей ризодерме.

Веламен — многослойная ризодерма, относится к первичным покровным тканям и происходит из поверхностного слоя апикальной меристемы корня. Состоит из пустотелых клеток с тонкими, опробковевшими оболочками.

Кора — образована паренхимой, обычно дифференцируется на уровне зоны растяжения. Она рыхлая и имеет систему межклетников, по которой вдоль оси корня циркулируют газы, необходимые для дыхания и поддержания обмена веществ. У болотных и водных растений межклетники коры особенно обширны. Кора является той частью корня, через которую активно проходит радиальный (ближний) транспорт воды и растворенных солей от ризодермы к осевому цилиндру. В тканях коры осуществляется активный синтез метаболитов и откладываются запасные питательные вещества.

Осевой цилиндр — представляет собой сложный комплекс из проводящей, образовательной и основной тканей

 

 

                Тропизм растений

Ответные реакции растений на различные односторонние воздействия  раздражителей внешней среды (свет, земное притяжение, химические вещества и др.) заключаются в направленных ростовых и сократительных движениях (изгибах) органов растения, приводящих к изменению его ориентации в  пространстве. Ростовые движения зависят  от вида раздражителя, механизм действия которого на растения сложен. Эти движения могут возникать в растущих частях растений, как следствие более  быстрого роста клеток, расположенных  на одной стороне органа растения (стебле, корне, листе). В органах  растения возникают растяжения, связанные  с асимметричным распределением в них фитогормонов роста растений — ауксина и абсцизовой кислоты и др.