Корень: зоны, корневые волоски и поглощение воды
Проследим, где растёт корень, как устроены корневые системы и почему поглощение воды нельзя объяснить одним словом «всасывание».
Федеральная программа · базовый уровень · 6 класс
Строение и многообразие покрытосеменных растений
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Главный, боковые и придаточные корни; стержневая и мочковатая системы
- Корневой чехлик, зоны корня и корневые волоски
- Поглощение воды и минеральных веществ, осмос и корневое давление
- Видоизменения корней
Как это устроено
Главный корень начинает расти из зародышевого корешка. Боковые корни возникают на уже существующих корнях, а придаточные — на стеблях и других органах. Поэтому по одной толщине корня нельзя уверенно определить его происхождение; важно увидеть, откуда он вырос.
На продольном разрезе молодого корня зоны расположены последовательно: чехлик защищает кончик, позади него клетки делятся, затем удлиняются, а дальше многие приобретают специальную работу. Корневые волоски — выросты отдельных клеток, а не маленькие самостоятельные корни. Старые части корня могут потерять волоски и участвовать главным образом в проведении или опоре.
Вода поступает из почвенного раствора через живые ткани корня и достигает сосудов древесины; минеральные ионы проходят через мембраны не всегда тем же способом, что вода. Для осмоса важна не просто бытовая «густота» раствора, а разность водного потенциала. Корневое давление иногда вносит вклад в подъём воды, но у крупных растений большое значение имеют испарение воды листьями и свойства проводящих путей.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Главный корень
Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени. У некоторых растений он остаётся хорошо заметной осью корневой системы.
Пример: У молодого растения фасоли главный корень различим среди отходящих от него боковых.
- Боковой корень
Корень, возникающий на другом корне, обычно главном или более крупном боковом. Он увеличивает объём почвы, доступной для поглощения воды и ионов.
Пример: У фасоли от главного корня отходят боковые корни первого порядка.
- Придаточный корень
Корень, образующийся не из корня, а из другого органа, например из стебля. Придаточные корни могут закреплять растение и поглощать воду.
Пример: У кукурузы часть корней развивается от нижних узлов стебля.
- Стержневая корневая система
Корневая система, в которой главный корень хорошо выражен и отличается от отходящих от него боковых корней.
Пример: У молодого подсолнечника обычно заметна стержневая корневая система.
- Мочковатая корневая система
Корневая система с многочисленными корнями близкой толщины, где главный корень не выделяется как длинная центральная ось.
Пример: У взрослого растения пшеницы формируется мочковатая система.
- Корневой чехлик
Защитное образование на самом кончике растущего корня. Его клетки прикрывают расположенную позади образовательную ткань, когда корень продвигается в почве.
Пример: На продольном препарате молодого корня чехлик находится перед зоной деления.
- Зона деления корня
Участок за корневым чехликом, где клетки образовательной ткани активно делятся и образуют новые клетки корня.
Пример: Новые клетки, сформированные близ кончика корня, позднее удлиняются и специализируются.
- Зона растяжения корня
Участок корня, где недавно образованные клетки быстро увеличиваются в длину и тем самым способствуют продвижению кончика корня.
Пример: Метки тушью на молодом корне расходятся сильнее в области активного удлинения, а не на всём корне одинаково.
- Корневой волосок
Тонкий вырост одной клетки наружной ткани молодого корня, увеличивающий поверхность контакта с почвенным раствором. Волоски недолговечны и располагаются в зоне всасывания.
Пример: Белёсая «пушистая» область у молодого корешка может быть образована множеством корневых волосков.
- Осмос
Перемещение воды через полупроницаемую мембрану в направлении, определяемом разностью водного потенциала растворов. В школьной модели это часто описывают как движение воды к более концентрированному раствору, но состав и давление тоже важны.
Пример: Вода может входить в клетки корневого волоска из влажной почвы, если условия создают соответствующую разность потенциалов.
- Корневое давление
Положительное давление в проводящих тканях корня, возникающее, когда поступление ионов и воды создаёт направленный приток жидкости. Оно может помогать подъёму воды, но не объясняет весь подъём в высоком дереве.
Пример: Весной у некоторых деревьев при повреждении ствола наблюдается выделение сока, связанное в том числе с корневым давлением.
- Корнеплод
Утолщённый запасающий орган, в образовании которого участвуют главный корень и часто нижняя часть стебля. Его функция — накопление веществ, а не только поглощение воды.
Пример: Морковь образует корнеплод, запасающий органические вещества.
Пример по шагам
У молодого проростка повредили кончик корня. Почему рост в длину может резко замедлиться?
- У кончика находятся чехлик, защищающий его, и зона деления клеток.
- Новые клетки образуются в зоне деления, а затем удлиняются в соседней зоне.
- Повреждение этой области нарушает образование и дальнейший рост новых участков корня.
Вывод: Корень растёт не одинаково по всей длине; особенно важна область молодого кончика.
Практическая работа
Сравнение корневых систем
- Рассмотрите подготовленные экземпляры фасоли и злака с сохранёнными корнями.
- Отметьте, виден ли выраженный главный корень и откуда отходят остальные корни.
- Сравните признаки стержневой и мочковатой систем, не делая вывода только по длине самого крупного корня.
Что можно заключить: Системы различают по организации корней, а не по одному измерению длины или по названию растения.
Безопасность: Не выкапывайте растения на охраняемых территориях; используйте выращенные или гербарные образцы и вымойте руки после почвы.
Практическая работа
Клетки корня на готовом препарате
- Рассмотрите готовый продольный микропрепарат молодого корня сначала при меньшем увеличении.
- Найдите кончик с чехликом и сравните форму клеток ближе к кончику и выше по корню.
- Отметьте, какие зоны можно обоснованно выделить на этом препарате, а где для вывода нужен другой образец.
Что можно заключить: Клетки разных зон отличаются формой и состоянием; по одному препарату нельзя измерить все процессы поглощения и роста.
Безопасность: Используйте только готовый препарат и следуйте правилам работы со стеклом и микроскопом.
Попробуйте сами
На рисунке корня найдите чехлик, зону деления, зону растяжения и область с волосками. Где следует искать клетки, которые сейчас увеличиваются в длину?
Показать ориентир для ответа
Клетки, активно увеличивающиеся в длину, находятся главным образом в зоне растяжения сразу за зоной деления; волоски характерны для более удалённой зоны дифференцировки.
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.