Умблик
6 класс · базовый
Биология · 6 класс
Биология · базовый уровень · 6 класс · Урок 10

Корень внутри: от кожицы до проводящих тканей

Проследим путь воды от почвенного раствора через ткани молодого корня к сосудам древесины и научимся читать поперечный срез.

Строение и многообразие покрытосеменных растений

Федеральная программа · базовый уровень · 6 класс

Строение и многообразие покрытосеменных растений

Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:

  • Внутреннее строение молодого корня
  • Покровная, основная и проводящие ткани корня
  • Корневые волоски и путь воды
  • Микроскопия готового препарата корня
ризодермапервичная кораэндодермафлоэмаксилемакорневыеволоски
Упрощённый поперечный срез молодого корня двудольного растения в зоне всасывания. Расположение тканей у других растений может отличаться; масштаб условный.

Как это устроено

Начнём с модели, не требующей нового физического термина. Есть два раствора и мембрана между ними. Мембрана пропускает воду, но в данной модели не пропускает сахар; температуры и начальные давления одинаковы. Если в одинаковом объёме одного раствора больше растворённых частиц, начальный суммарный поток воды направлен к нему. «Суммарный» означает результат двух встречных потоков: вода не прекращает двигаться в обратную сторону. Количество сахара по обе стороны при этом не меняется за счёт его перехода через мембрану.

Клеточная мембрана отличается от условного ситечка: её избирательность зависит от строения и белков-переносчиков. В корневом волоске осмос участвует в поступлении воды, а минеральные ионы могут проходить через мембрану своими путями. Из клеток воды не становится бесконечно много: клеточная стенка сопротивляется увеличению объёма, возникает тургор — давление содержимого на стенку. Поэтому для живого корня важны вместе растворённые вещества, давление, влажность почвы и состояние тканей, а не только сравнение двух чисел концентрации.

Если окружающий раствор сильно засолён, доступ воды клеткам может ухудшиться; при соответствующих условиях вода выходит из клетки. Это одна из причин, почему избыток растворимого удобрения способен вредить даже политому растению. Но увядание само по себе ещё не измеряет соль: причиной могут быть сухая почва, повреждённый корень или другие факторы. Нельзя по виду листа сразу назначать дозу удобрения.

В уроке два разных объекта. Готовый поперечный срез корня показывает взаимное расположение его тканей. Временная кожица чешуи луковицы показывает клетки другого органа и учит подготовке препарата. Кожица не превращается в срез корня: нельзя по её клеткам приписать корню расположение эндодермы или сосудов. Сходство клеточного строения позволяет освоить микроскопию, но не стирает различия органов.

Для водного препарата нужна тонкая расправленная кожица: свет должен пройти через объект. Складка накладывает несколько слоёв клеток и мешает резкости; воздушный пузырёк с округлой границей может заслонить клетки. Клеточные стенки часто видны как границы прилегающих вытянутых клеток. В неокрашенном препарате ядро и тонкая цитоплазма могут быть плохо различимы. Отметка «не удалось увидеть» не означает «структуры нет». Митохондрии и отдельную клеточную мембрану не обещают уверенно распознать школьным микроскопом по этому препарату.

В исследуемой эпидерме внутренней мясистой чешуи обычно не наблюдают зелёных хлоропластов; это нельзя переносить на зелёный лист лука или на все растительные клетки. Рисунок должен передавать именно видимое: обведите несколько соседних клеток, подпишите уверенно различимые стенки, поставьте вопрос к сомнительной детали. Запишите название органа и ткани, дату, среду, наличие или отсутствие окраски, окуляр, объектив и общее увеличение. Без масштаба или калибровки не подписывайте придуманный размер клетки.

У молодого корня есть два разных «направления» строения. Вдоль него от верхушки идут чехлик, области деления, растяжения и всасывания; на поперечном срезе области всасывания видны наружная ризодерма, первичная кора и центральный цилиндр. Нельзя подменять одну схему другой: продольная зона показывает, где находится участок, поперечный срез — какие ткани в нём размещены.

Корневой волосок контактирует с водной плёнкой между частицами почвы. Вода проходит через живые и межклеточные области корня к центральному цилиндру; растворённые минеральные ионы поступают избирательно, часто с участием мембранных переносчиков. Эндодерма ограничивает неконтролируемое движение по клеточным стенкам и помогает регулировать поступление в проводящие ткани.

Достигнув ксилемы, вода может перемещаться к стеблю и листьям. Клетки корня при этом дышат и нуждаются в кислороде; поэтому длительное переувлажнение и уплотнение почвы способны нарушить их работу. Органические вещества из листьев поступают к растущему корню по флоэме — корень не получает их в готовом виде из обычной почвы.

У стареющих и утолщающихся корней внутреннее строение меняется. Схема молодого корня с волосками относится к конкретной зоне и стадии; не следует искать такую же ризодерму на любой старой части корня дерева.

Словарь урока

Каждое понятие — с примером

Временный микропрепарат

Объект, подготовленный на предметном стекле для кратковременного исследования. В нашем водном препарате тонкая кожица лежит в капле воды под покровным стеклом; вода может высыхать, поэтому препарат не предназначен для длительного хранения.

Пример: Кожица внутренней стороны мясистой чешуи репчатого лука в воде — временный препарат. Это слой покровной ткани изменённого листа, не срез корня.

Постоянный (фиксированный) микропрепарат

Подготовленный для длительного хранения препарат, в котором материал сохранён обработкой и заключён в подходящую среду. Фиксация сохраняет структуры и прекращает жизненные процессы; готовый школьный срез может быть дополнительно окрашен.

Пример: На подписанном готовом поперечном срезе корня можно изучать расположение тканей, но нельзя наблюдать текущее поглощение воды этим фиксированным корнем.

Предметное и покровное стёкла

Предметное стекло — пластинка, на которую помещают объект. Покровное — небольшое тонкое стекло, накрывающее объект в капле. Они хрупкие; накрывание создаёт тонкий слой для просмотра, а не служит способом раздавить образец.

Пример: Край покровного стекла сначала касается капли, затем стекло осторожно опускают без давления: так уменьшают вероятность крупных воздушных пузырьков.

Эпидерма мясистой чешуи луковицы

Наружный покровный слой клеток мясистого изменённого листа луковицы. Для учебного препарата берут тонкую прозрачную кожицу с внутренней вогнутой поверхности одной чешуи; толстая сочная чешуя целиком — не однослойная кожица.

Пример: У известного репчатого лука (Allium cepa) учитель отделяет чешую, а ученик снимает с неё прозрачный кусочек эпидермы тупым пинцетом. Это не сухая наружная шелуха и не кожица корня.

Объектив и окуляр

Объектив — система линз возле препарата, формирующая его увеличенное изображение; окуляр — система линз, через которую рассматривают это изображение. Значения увеличения указываются на них; у разных приборов набор линз различается.

Пример: Окуляр 10× и объектив 4× в данном примере дают общее увеличение 40×, а объектив 10× с тем же окуляром — 100×.

Общее увеличение микроскопа

Для рассматриваемого школьного составного микроскопа произведение увеличений окуляра и объектива. Это увеличение изображения, а не готовое измерение длины клетки или доказательство различимости любого органоида.

Пример: 10 × 40 = 400×. Чтобы получить размер клетки в микрометрах, нужна отдельно проверенная масштабная калибровка, а не только надпись «400×».

Поле зрения и фокусировка

Поле зрения — видимый через окуляр участок препарата. Фокусировка — настройка положения оптической системы относительно объекта для резкого изображения. Грубый винт меняет положение быстрее, тонкий — малыми шагами; устройство и безопасное направление движения проверяют по инструкции конкретного прибора.

Пример: Сначала на малом увеличении находят и центрируют нужный участок. При переходе к большему увеличению область обзора обычно меньше; резкость осторожно уточняют тонким винтом.

Ризодерма

Наружный слой клеток молодого корня в области всасывания. Некоторые его клетки образуют корневые волоски, увеличивающие поверхность контакта с почвенным раствором.

Пример: На молодом корешке проростка фасоли можно наблюдать тонкую область корневых волосков.

Важно: Корневой волосок — вырост одной клетки ризодермы, а не отдельный многоклеточный корень.

Первичная кора корня

Слой тканей между наружной поверхностью молодого корня и центральным цилиндром. Его клетки участвуют в переносе воды и веществ к проводящим тканям и могут запасать вещества.

Пример: На поперечном срезе корня первичная кора занимает область между ризодермой и центральной частью.

Эндодерма

Внутренний слой первичной коры корня, клетки которого регулируют дальнейший проход воды и растворённых веществ к центральному цилиндру.

Пример: На учебном микропрепарате эндодерму ищут как границу коры и проводящей области.

Важно: На схеме её иногда рисуют как сплошное сито; реальные пути переноса воды сложнее и зависят от состояния клеток.

Центральный цилиндр

Внутренняя часть корня с проводящими тканями и другими клетками, по которой вещества распределяются дальше по растению.

Пример: На срезе молодого корня сосуды древесины находятся внутри центрального цилиндра.

Ксилема корня

Проводящая ткань, по элементам которой вода и растворённые минеральные вещества могут перемещаться из корня в стебель.

Пример: Вода, достигшая сосудов корня, далее поднимается по системе древесины побега.

Флоэма корня

Проводящая ткань, по которой к клеткам корня поступают, в частности, растворённые органические вещества из листьев или других органов-источников.

Пример: Растущий корень получает сахар, произведённый зелёными листьями.

Осмос

Суммарное перемещение воды через избирательно проницаемую мембрану. Она пропускает воду, но ограничивает прохождение некоторых растворённых веществ. В простой модели при одинаковых температуре и давлении вода вначале преимущественно переходит туда, где больше не проходящих через мембрану растворённых частиц на одинаковый объём раствора.

Пример: В модели с растворами сахара мембрана пропускает воду, но не сахар: из менее концентрированного раствора в более концентрированный суммарно поступает вода. Вода движется и в обратную сторону, но начальные потоки неодинаковы.

Важно: Давление тоже влияет на движение воды. В реальной клетке поступление воды повышает давление на стенку и может остановить суммарный приток, хотя концентрации ещё различаются. Правило «всегда к большему количеству соли» без условий неверно; осмос не объясняет отдельный перенос каждого иона.

Избирательное поглощение ионов

Поступление определённых минеральных ионов в живые клетки с участием белков клеточных мембран; скорость и направление зависят от потребностей клетки и условий среды.

Пример: Корень получает из раствора ионы калия и нитрат-ионы, но их перенос через мембрану не равен простому всасыванию воды.

Пример по шагам

На препарате виден поперечный срез участка молодого корня с волосками. Как найти путь воды?

  1. Найдите наружный слой с волосками и отметьте контакт с почвенным раствором.
  2. Проследите ткани первичной коры до её внутренней границы — эндодермы.
  3. Найдите центральный цилиндр и элементы ксилемы; не обозначайте флоэму как главный путь подъёма воды.

Вывод: Упрощённый путь: почвенный раствор → ризодерма и волоски → ткани коры и эндодерма → ксилема центрального цилиндра.

Практическая работа

Готовый поперечный срез корня

  1. Возьмите готовый школьный микропрепарат молодого корня и посмотрите его сначала при малом увеличении.
  2. Найдите наружный слой, область первичной коры и центральный цилиндр; только затем переходите к большему увеличению и ищите проводящие ткани.
  3. Зарисуйте поперечный срез с подписями, указав, что волоски видны лишь в подходящей зоне и не на каждом срезе.

Что можно заключить: Микропрепарат показывает взаимное расположение тканей; по одному срезу нельзя наблюдать скорость тока воды или работу мембранных переносчиков.

Безопасность: Работайте только с готовым препаратом; не используйте лезвие самостоятельно. Переносите микроскоп двумя руками и не касайтесь линз пальцами.

Практическая работа

Временная кожица луковицы: приготовить, рассмотреть и честно записать

  1. Материалы для очной работы: известный свежий репчатый лук, кусочек мясистой чешуи, заранее отделённый взрослым, вода, капельница, тупой пинцет, чистые целые предметное и покровное стёкла, салфетка для стола и исправный школьный световой микроскоп. Учитель проверяет стекло, прибор и безопасный образец; острые разрезы делает взрослый. Не берите человеческие клетки, плесень, неизвестные растения или воду с неизвестными культурами.
  2. До начала прочитайте инструкцию своего микроскопа с учителем. Поставьте прибор устойчиво, вдали от края; переносите, поддерживая стойку и основание, не за окуляр. Наладьте удобное освещение без прямого направления на Солнце; у электрического прибора руки и место подключения сухие. Ученик не меняет проводку и не разбирает прибор.
  3. Положите предметное стекло на устойчивую поверхность. Капните в середину немного воды. Тупым пинцетом отделите маленькую прозрачную кожицу с внутренней поверхности готовой чешуи и перенесите в каплю; расправьте без складок, не добавляя толстый слой мякоти.
  4. Под контролем учителя возьмите покровное стекло безопасным способом за края. Коснитесь одним краем капли и плавно опустите стекло наклонно, без нажима и без проталкивания острым предметом. Салфеткой у края промокните лишнюю воду, не высушивая объект. Если стекло треснуло, прекратите работу; осколки убирает учитель подходящими средствами, не голыми руками.
  5. Выберите самый малый разрешённый объектив, например 4×, закрепите препарат предусмотренным держателем. Отрегулируйте освещение. Безопасный начальный зазор и ход фокусировки установите по инструкции учителя: у разных моделей движется столик или тубус. Следите сбоку, чтобы линза не касалась стекла. Не приближайте объектив грубым винтом вслепую и не применяйте силу.
  6. Найдите клетки на малом увеличении и центрируйте ровный участок. Если учитель разрешил следующий сухой объектив, поверните револьвер, не хватаясь за линзы; убедитесь в зазоре и осторожно уточните резкость тонким винтом. На большом увеличении грубый винт не используйте. Если резкость потеряна, вернитесь к малому увеличению и обратитесь к учителю. В этой работе не применяют иммерсионное масло.
  7. Бланк личного наблюдения: дата — Allium cepa/мясистая чешуя/эпидерма — вода/без красителя — окуляр/объектив/произведение — рисунок нескольких соседних клеток — видимые границы — другие уверенно видимые структуры — «не различимо» — складки или пузырьки — вывод и ограничения. Не переносите ниже модельные записи в свой отчёт как личные. Для реальной длины клетки понадобится калибровка, которой здесь нет.
  8. Завершение: на малом объективе и с безопасным зазором по инструкции снимите препарат; уберите материалы способом, указанным учителем. Стёкла сдайте отдельно, не бросайте в общую корзину; не трогайте линзы пальцами и не протирайте бытовой салфеткой. Выключите и накройте прибор по инструкции, протрите стол подходящим способом и вымойте руки. Прибор без разрешённых инструкцией средств сами не очищайте.

Что можно заключить: Критерии успешного очного выполнения: известен орган и покровная ткань; кожица лежит тонко без крупных складок; найдено резкое поле на малом увеличении; увеличение вычислено из реальных маркировок; рисунок и подписи соответствуют видимому; неизвестное не дорисовано как факт; стекло и прибор убраны безопасно. Эта инструкция сама по себе не подтверждает, что ученик приготовил препарат или наблюдал клетки. Вода и неокрашенная кожица позволяют начать работу без красителя; невидимое ядро не доказывает его отсутствия. Расположение тканей корня проверяют на отдельном подписанном срезе корня.

Безопасность: Очная работа только после инструктажа и под контролем учителя, с известным луком и исправным оборудованием. Ножи и разрезы — взрослому; треснувшие стёкла и осколки не берут руками. Не давите на покровное стекло, не направляйте зеркало на Солнце, не касайтесь линз и не чините электроприбор. При раздражении глаз, кожи или боли прекратите работу и сообщите учителю. Учебные образцы не едят; красители и человеческие/плесневые культуры в эту работу не входят.

Практическая работа

Без микроскопа: проверить журнал, увеличение и пределы вывода

Учебные модельные данные — не результаты реального опыта

Если таблица шире экрана, прокрутите её по горизонтали.

Заданные записи, не микрофотографии и не результат работы ученика
ЗаписьМатериал и оптикаЧто сообщается
АНеокрашенная кожица мясистой чешуи лука в воде; окуляр 10×, объектив 10×В ровной области различимы границы соседних вытянутых клеток; ядра уверенно не различимы; масштаб не задан
БТот же материал; окуляр 10×, объектив 40×Часть кожицы сложена вдвое, контуры накладываются; в отдельной области ровный слой; размер клетки не измерен
ВПодписанный постоянный поперечный срез молодого корня; окуляр 10×, объектив 4×На схеме препарата отмечены наружный покров, кора и центральный цилиндр; живой поток воды не наблюдался
ГУчебный комментарий к ААвтор записал: «ядра нет; клетка длиной 100 мкм, потому что увеличение 100×; клетки кожицы доказывают расположение сосудов корня»

Это авторские случаи для анализа. Нет калибровки, реальной фотографии поля, цифрового датчика или собственного измерения. Названные части в В сообщены учебной схемой, не вашим наблюдением среза.

  1. Вычислите общее увеличение А, Б и В. Определите, какие препараты временные, какой постоянный; укажите орган и ткань А, не называя кожицу корнем.
  2. Проверьте три утверждения Г. Каждое замените точным предложением, основанным только на данных таблицы. Отдельно ответьте, можно ли в В доказать текущее всасывание воды живым корнем.
  3. Для Б выберите безопасный путь: смотреть ровную область, вернуться к малому увеличению или позвать учителя. Объясните, почему нажатие на стекло и быстрый ход грубого винта при 40× не исправляют отчёт и создают риск.
  4. Постройте последовательность из предоставленных действий: E — найти и центрировать ровный участок на малом увеличении; A — проверить прибор, стекло и инструкцию; D — наклонно опустить покровное стекло без нажима; B — положить кожицу в каплю; F — с разрешения перейти к большему сухому объективу и осторожно использовать тонкий винт; C — безопасно завершить работу. Укажите, какой пункт нельзя выполнять без настоящего прибора.

Что можно заключить: Ключ: А — 100×, Б — 400×, В — 40×. А и Б — временная эпидерма изменённого листа луковицы, В — постоянный срез корня. В Г надо написать: ядра не различимы; длина неизвестна без калибровки; кожица не устанавливает строение проводящих тканей корня. Фиксированный срез В не показывает живой поток воды. Для Б выбирают ровную область, при трудностях возвращаются к малому увеличению и обращаются к учителю; стекло не давят и грубым винтом при большом увеличении не работают. Порядок A → B → D → E → F → C. Это проверка знания последовательности; реальные приготовление, фокусировка и наблюдение требуют оборудования и не считаются выполненными по ответу на карточку.

Безопасность: Для анализа достаточно предоставленной таблицы. Если прибора нет, не заменяйте его самодельной оптикой с Солнцем, не берите стекло или острые инструменты. Реальная процедура выполняется только по инструкции исправного школьного микроскопа и учителя.

Попробуйте сами

Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.

Открываем задания…

Сверка содержания

Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.