Органы растений кроме основных могут выполнять и некоторые другие функции. Часто в таких случаях образуются видоизмененные органы. Рассмотрим прежде всего видоизменения побегов (рис. 1).
Значение видоизмененных побегов
видоизмененные подземные побеги
Корневище (пырей, сныть, папоротники) - подземный побег с чешуевидными листьями, прикрывающими пазушные почки (рис. 1). Верхушечная почка обеспечивает рост корневища, а пазушные - его ветвление. И те, и другие могут давать начало надземным листьям и побегам.
Клубни (картофель, топинамбур) - разрастание на конце длинного подземного побега, называемого столоном . На столоне обычно нет пазушных почек, а на клубне они образуют так называемые глазки , из которых могут в дальнейшем развиться новые растения. Основная функция клубня - запас питательных веществ (крахмала и т. п.) (рис. 1).
Луковица (лук, тюльпан)- подземный побег с укороченным стеблем и сочными листьями для запаса воды и питательных веществ (рис. 1). Основание луковицы - донце - это уплощенный стебель. От него в средней части отходят листья, называемые сочными чешуями. В них запасаются питательные вещества. В центре донца находится верхушечная почка, а в пазухах чешуй - пазушные почки. Они могут давать начало надземным органам или новым растениям. Снаружи луковица покрыта сухими чешуями, также представляющими собой видоизмененные листья (лук, лилии, гиацинты).
Клубнелуковица (гладиолус) - разросшийся стебель, снаружи покрытый сухими чешуями (гладиолус). Функция: запас питательных веществ (рис. 1).
Видоизмененные надземные побеги
Приспосабливаясь к условиям среды, у растений видоизменяются наземные побеги. Часто модификации подвергается не целый побег, а один из его органов.
Филлокладии (иглица, спаржа) - уплощенные листовидные стебли, выполняющие функцию фотосинтеза. Часто такие стебли полностью заменяют листья. В связи с этим клетки наружных слоев коры, находящиеся непосредственно под прозрачной эпидермой, зеленеют, так как содержат хлоропласты. Филлокладии отличаются от листьев наличием на них почек, а иногда даже цветков и плодов (рис. 4).
Колючки (боярышник) и усики (виноград) - видоизмененные боковые побеги (рис. 6). Образуются в пазухе листа, а если лист отмирает - над листовым рубцом.
Усы (земляника) - длинные ползучие побеги без листьев, которые служат для вегетативного размножения (рис. 1).
К видоизмененным побегам относятся также:
почка - зачаточный вегетативный или генеративный побег;
кочан - сильно разросшаяся почка;
цветок - укороченный генеративный побег с ограниченным ростом, предназначенный для семенного размножения растений;
шишка - видоизмененный укороченный побег хвойных, предназначенный для семенного размножения растений.
Видоизменения листьев
Часто наблюдаются видоизменения листьев.
Значение видоизмененных листьев
Листовые колючки служат для защиты растения от поедания либо механических повреждений животными. Подобные колючки у барбариса являются видоизмененными одревесневшими жилками бывшей листовой пластины. У белой акации и караганы парные колючки образуются на месте прилистников и находятся в основании листьев.
У кактуса опунции кроме жестких «классических» колючек есть маленькие зазубренные очень хрупкие колючки - глохидии , которые легко отделяются от побега и вызывают болезненные ощущения (рис. 12).
Колючки кактусов - это видоизмененные почечные чешуи, служащие в первую очередь для сокращения транспирации (испарения воды листьями) в засушливых условиях. Но кроме острых шипов листья кактусов могут модифицироваться в перистые «волоски», опутывающие все растение. Основная их функция - защита кактуса от прямых солнечных лучей и улавливание росы (рис. 13). Чаще всего колючки лишены хлоропластов и не способны фотосинтезировать.
Рис. 12 Рис. 13
Усики листового происхождения характерны для представителей семейства бобовых. Основная их функция - фиксация растения на опоре.
В ряде случаев листья берут на себя запасающую функцию. В этом случае происходит разрастание мезофилла, внутренние его слои не получают света и не фотосинтезируют, но в них могут накапливаться питательные вещества или вода (сем. толстянковые) (рис. 14).
Листовое происхождение имеют сочные запасающие чешуи луковиц лилейных (рис. 1).
Тропическая лиана дисхидия имеет необычные мешковидные листья , образующиеся при срастании краев листовой пластины. Листья служат для хранения дождевой воды. Через верхнее отверстие в лист попадает не только вода, но и придаточные корни лианы, поглощающие воду (рис. 9, 10).
видоизменения корней
Видоизменения корней часто бывают вызваны усилением одной из основных их функций. В отличие от клубней стеблевого происхождения, они не имеют почек.
Значение видоизмененных корней
Запасающая функция (корнеплоды, корневые клубни (корневые шишки)).
Корнеплоды (морковь, репа, свекла) - разрастание верхней части корня, в который затягивается нижняя часть стебля или весь укороченный побег (рис. 15).
Корневые клубни, или корневые шишки, (георгин, батат) - разрастание боковых корней (рис. 16).
Воздушные корни эпифитных растений (рис. 17) служат для поглощения воздушной влаги, т. к. не имеют возможности получать питательные вещества из почвы.
У орхидей такие корни покрыты несколькими слоями мертвых клеток, образующих губчатую поверхность. Такие корни могут впитывать воду во время дождя и росы, а также поглощать ее из воздуха в виде водяных паров. Находясь на свету, их клетки часто содержат хлоропласты и берут на себя функцию фотосинтеза.
Опорные корни, или корни-ходули, (баньян, кукуруза(рис. 18)) - придаточные корни у ряда крупных деревьев в тропиках образуются на боковых ветвях высоко над землей. Они поддерживают тяжелые боковые ветви, а также служат им источником минерального питания.
Рис. 18 Рис. 19
Дыхательные корни - это боковые корни, которые растут не вниз, как положено корням, а вверх (рис. 19). Образуются на заболоченных почвах, где корням для нормального функционирования часто не хватает кислорода. Достигая незатопляемой поверхности, они образуют на концах открытые в воздух отверстия. Внутри таких корней формируется воздухоносная паренхима с большими соединенными по всей длине корня межклетниками. По ним кислород диффундирует вглубь корневой системы, обеспечивая клеткам корней возможность получать достаточное количество энергии.
1.Корнеплод - сильно утолщённый главный корень и часть стебля, служит для накопления питательных веществ (свекла, морковь) и вегетативного размножения.
2.Корневые клубни - утолщённые боковые или придаточные корни, тоже служат местом отложения питательных веществ (георгины, ятрышник) и для вегетативного размножения.
3.Втягивающие корни - боковые корни имеются у луковичных растений. Они способны сжиматься вдоль, благодаря чему луковица или корневище втягивается глубже в почву (лилейные).
4.Корни-прицепки - придаточные корни образуются на стебле и служат для прикрепления его к опоре (плющ).
6.Воздушные корни образуют многие растения эпифиты. По происхождению эти корни придаточные. Служат они для всасывания влаги из воздуха и дыхания (орхидные).
7.Ходульные корни - придаточные корни образуются в нижней части стволов и конусовидно расходятся в стороны приподнимая ствол над водой в зонах затопления (мангры), или играют роль подпорки (кукуруза, фикус бенгальский, баньян), дополнительно снабжают кислородом.
8.Дыхательные корни возникают на корнях некоторых древесных растений, растущих на сильно заболоченных почвах, в виде выростов на корнях, выступающих над поверхностью почвы. Они служат для снабжения кислородом корней (ива ломкая).
9.Ассимилирующие корни приспособлены для фотосинтеза (тропические орхидеи. Водяной орех).
10.Корневые отпрыски - наземные побеги (осина).
11.Опорные досковидные - видоизменённые боковые корни, обеспечивают дополнительную опору (тополь, вяз, бук).
Основные функции корня - закрепление растения в почве, всасывание из почвы растворов минеральных веществ, транспорт минеральных веществ в надземные органы.
У некоторых растений корень может выполнять и дополнительные функции. При этом он приобретает определенные особенности строения. Под влиянием внешних условий среды корневые системы видоизменяются и образуются видоизменения корней.
Видоизменения корней
Корнеплоды - мощные сочные подземные органы некоторых растений. Они образуются в результате накапливания и откладывания в запас различных органических веществ в главном корне, отчего корень утолщается и видоизменяется.
Корнеплоды развиваются у многих двулетних (морковь, петрушка, свекла) и некоторых многолетних (хрен) растений. На протяжении первого года жизни у этих растений над почвой формируются только листья, расположенные на укороченном стебле. Образованные в них органические соединения постепенно накапливаются в главном корне, который при этом утолщается и превращается в корнеплод.
Зимой листья отмирают, а корнеплоды зимуют в почве. На второй год за счет запасенных питательных веществ у растений формируются цветки и плоды. К корнеплодным относятся: морковь, свекла, редька, редис, брюква, сельдерей и другие.
Ряд корнеплодов человек использует в пищу, например: морковь, свеклу, репу, редис, пастернак, петрушку, хрен. На корм домашним животным идут следующие корнеплоды: кормовая свекла, репа, турнепс. Как сырье для пищевой промышленности: сахарная свекла.
Воздушные корни : выполняют дыхательные функции у растений, произрастающих на суглинистых и болотистых почвах. Развиваются из стеблей. У растений, не имеющих листьев, воздушные корни осуществляют фотосинтез. Например, мангровое дерево, плющ, монстера, кипарис, орхидея и другие.
Корневые клубни : растения откладывают питательные вещества в запас в корнях (как главный корень, так и боковые корни), которые утолщаются и превращаются в сочные клубневые корни. Клубневые клубни образуются из разросшихся боковых и придаточных корней. Используются для перезимовки, а также для бесполого, вегетативного размножения у многолетних растений. Например, георгин, батат, эремурус.
Корни с клубеньками: это видоизмененные боковые корни, в которых поселяются азотофиксирующие бактерии. После вегетационного периода растения отмирают, почва обогащается азотом. К этим растениям относят: люпин, сою, горох, чечевицу и т. д.
Ходульные корни : образуются у деревьев, произрастающих на приливно-отливной зоне тропических морей (мангра). Укрепляют растения в зыбком грунте.
Втягивающие (контрактильные) корни: у луковичных растений служат для погружения луковицы в почву. Например, гиацинты, крокусы.
Микориза: симбиоз корней высших растений с почвенными грибами. Например, подберезовик, подосиновик, белый гриб живут в симбиозе с корнями деревьев.
Корень - вегетативный орган растения, обладающий положительным геотропизмом (растет по направлению силы притяжения), имеющий цилиндрическую форму и радиальную симметрию. До тех пор пока на кончике корня есть верхушечная (апикальная) меристема, корень способен к росту. Ключевое отличие корня от побега в том, что верхушечная меристема защищена корневым чехликом, который покрывает ее. Запомните также, что на корне никогда нельзя найти листья. Основные функции корня:
- Опорная функция - закрепляет растение в почве (заякоривание)
- Всасывание воды и растворенных в ней минеральных веществ из почвенного раствора
- Синтез органических веществ - в клетках корня происходит образование важных для растения соединений (алкалоиды, гормоны, аминокислоты)
- Запасание питательных веществ - корень накапливает крахмал, масла
- Вегетативное размножение - может осуществляться частями корня
- Симбиоз с бактериями, грибами
Иногда на корнях закладываются придаточные почки - так называют почки, которые закладываются вне типичных мест развития почек (вне пазухи листа и верхушки побега). Из них прорастают побеги, часто называемые корневой порослью или корневыми отпрысками.
Клубеньковые (азотфиксирующие) бактерии объединяются на корнях в особые образования - клубеньки. Эти бактерии способны преобразовывать атмосферный азот (молекулярное вещество) в азотсодержащие сложные вещества, которые усваиваются растениями. С мицелием грибов корень образует симбиоз, который называется микориза (или грибокорень).
Корневая система и происхождение корней
Корневую систему образуют в совокупности все корни растения. Она обеспечивает надежное заякоривание растения в почве. У растений встречается три основных типа:
- Стержневая корневая система
- Мочковатая корневая система
- Смешанная корневая система
Хорошо выражен, развит главный корень, выделяется на фоне остальных корней. Боковые и придаточные корни не выделяются, занимают по отношению к главному подчиненное положение. Характерна для двудольных растений: клевера, одуванчика лекарственного, лопуха большого.
Главный корень не развит или быстро отмирает, преобладают придаточные корни, растущие от побега. Корни равнозначны между собой. Мочковатая система характерна для большинства однодольных растений: лук репчатый, злаки, подорожник большой, лютик едкий.
Можно отличить главный корень, он выделяется по размеру. Однако, хорошо развиты множественные придаточные и боковые корни. Смешанная корневая система характерна для клубники, земляники.
Зоны корня являются отражением его роста и развития. Я всегда говорю учениками, что воображение - это самое важное. Представьте корень, растущий вглубь почвы. Он сталкивается со множеством проблем и задач, которые зоны корня помогают решать. По мере роста вглубь, зоны корня сменяют друг друга в направлении роста. Итак, какие же зоны корны выделяют?
- Зона размножения (деления)
- Зона роста (растяжения)
- Зона всасывания
- Зона проведения
Это зона представлена мелкими, быстро делящимися клетками верхушечной (апикальной) меристемы, расположенной на верхушке конуса нарастания. Такие молодые клетки особенно уязвимы, поэтому с целью защиты зону размножения покрывает корневой чехлик. Его клетки постоянно погибают от соприкосновения с почвой, образуя слизистый чехол, способствующий росту корня вглубь почвы и снижающий трение о почву.
Корневой чехлик у злаковых растений образуется из меристематических клеток, совокупность которых называется калиптрогеном. У двудольных растений имеется дерматокалиптроген, из которого помимо корневого чехлика развивается протодерма, из которой далее дифференцируется ризодерма (эпиблема).
В этой зоне поделившиеся "молодые клетки - взрослеют", набирают цитоплазматическую массу, увеличиваются в размерах. Именно за счет их роста зона деления корня проталкивается вглубь почвы, что и обеспечивает рост корня.
Здесь происходит дифференцировка клеток, формируются основные типы тканей. Клетки ризодермы (эпиблемы) образуют корневые волоски - волосовидный вырост. Важно отметить, что корневой волосок это вырост одной клетки. Однако клеток очень много, и в совокупности все их корневые волоски существенно увеличивают площадь всасывания корня. Врастая в почву, корневые волоски выполняют одну из важнейших функций корня - всасывание воды и растворенных в ней минеральных солей из почвенного раствора. По длине зона всасывания занимает 1-1,5 см.
По мере роста корня вглубь почвы корневые волоски отпадают, когда-то активная зона всасывания теперь становится другой крайне важной зоной - проведения. По протяженности зона проведения корня превосходит все остальные: она тянется вплоть до корневой шейки - места перехода корня в стебель, достигает десятков сантиметров.
Пикирование (пикировка) корня
Это удаление верхушки главного корня вместе с зоной размножения. Таким образом садоводы останавливают рост главного корня и стимулируют развитие боковых и придаточных корней, корневая система получается разветвленной, и растение дает хороший урожай.
В корнях идет процесс дыхания, подобно тому, как и в других органах. Для нормального роста и развития к корню должен поступать свежий воздух, содержащий кислород. При плохой структуре почвы ее насыщение водой приводит к настоящему кислородному голоданию корней - асфиксии, и далеко не все растения устойчивы к этому явлению. Есть виды, которые совершенно не переносят затоплений и требуют хорошей аэрации почвы - дуб черешчатый, бук.
Отметьте для себя важность аэрации корней растения, посмотрев на следующий опыт. С помощью груши в левой части рисунка в воду накачивают воздух, частично растворяющийся в воде - корни получают кислород, растение развивается. Справа корневое дыхание затруднено, развитие растения замедлено, и, если асфиксия корней продолжится, растение погибнет.
Видоизменения корней
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к
– 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.
Виды корней: главный, боковые и придаточные. Главный корень вырастает из семени, он наиболее мощно развит и растет вертикально вниз. Боковые корни отходят от главного и многократно ветвятся. Придаточные корни образовываются на стеблях и листьях, никогда не отходят от главного.
Совокупность всех корней растения называется - корневой системой . Различают два вида корневых систем – стержневая и мочковатая. В стержневой корневой системе сильно выражен главный корень. Она, как правило, встречается у двудольных растений. Мочковатая состоит только из придаточных и боковых корней, главный корень не выражен. Мочковатую корневую систему имеют однодольные растения и некоторые двудольные.
Корни в корневой системе отличаются по внешнему виду, возрасту и выполняемым функциям. Самые тонкие и молодые корни выполняют в основном функции роста, всасывание воды и поглощение питательных веществ. Более старые и толстые корни закрепляются в почве, проводят влагу и питательные вещества в наземные органы растения.
Видоизмененные корни (типы метаморфозов):
Обычными запасающими корнями являются корнеплоды (морковь, свекла, петрушка. В корнеплодах откладываются крахмал, сахар и т.д.
Корневые шишки (корневые клубни) - запасающие придаточные корни у георгина, батата, чистяка и др.
Корни-прицепки имеют лазающие растения (плющ).
Втягивающие корни (у луковичных растений) служат для погружения луковицы в почву.
Воздушные корни образуются у растений, поселяющихся на других растениях (эпифиты), например, орхидеи. Они обеспечивают растению всасывание из влажного воздуха воды и минеральных веществ.
Дыхательные корни имеют растения, которые растут на заболоченных почвах, например, американский болотный кипарис. Эти корни приподнимаются над поверхностью почвы и снабжают подземные части растения воздухом, который поглощается через специальные отверстия.
Ходульные корни образуются у деревьев, которые растут на литорали тропических морей (мангры). Корни сильно ветвятся и укрепляют растение в зыбком грунте.
Опорные корни – отходят от кроны и достигают почвы (баньян).
Корни-присоски – врастают в органы других растений и поглощают из них воду и минеральные вещества (повилика).
Микориза - это симбиоз корней высших растений и почвенных грибов. Растения снабжают грибы растворимыми углеводами, а грибы доставляют растению минеральные веществ.
Симбиоз между азотфиксирующими бактериями и корнями бобовых растений (клубеньковые бактерии) также является видоизменением корней. Бактерии фиксируют атмосферный азот и переводят его в соединения, которые усваиваются растениями.
Формирование корневой системы:
- прищипка – удаляют кончик корня, развивается больше боковых корней
- окучивание – основание побега засыпают землей, отрастают придаточные корни
Строение корня.
1. Зона деления. Корень нарастает в длину за счет верхушечной точки роста. Она состоит из образовательной ткани, клетки которой способны к постоянному делению. Точка роста одета корневым чехликом. Корневой чехлик образован живыми клетками, которые слущиваются и замещаются новыми за счет клеток точки роста. Корневой чехлик защищает точку роста от механических повреждений. Эта зона корня называется зоной деления.
2. Зона растяжения, или роста . Здесь клетки растут и приобретают определенную форму и размеры.
3. Зона всасывания . В ней наблюдается дифференциация клеток на ткани. Зона всасывания снаружи несет покровную ткань, каждая клетка которой образует корневой волосок . При помощи корневых волосков происходит всасывание и почвенных растворов воды и минеральных веществ. Оболочка клеток корневых волосков тонкая - это облегчает всасывание. Почти всю клетку корневого волоска занимает крупная вакуоль, а ядро располагается у верхушки волоска. С ростом корня корневые волоски погибают, и зона всасывания образуется заново.
4. Зона проведения . Ее функция - транспорт воды и минеральных веществ в надземные орган растения и транспорт органических веществ из стебля в корень.
Для утолщения корня служит камбий, который закладывается в зоне проведения. Камбий обеспечивает рост корня в толщину.
Зона всасывания состоит из проводящих, механических и основной тканей. По сосудам древесины протекает транспорт воды и минеральных веществ в надземные органы растений - это восходящий ток. По ситовидным трубкам луба из листьев и стебля в корень оттекают органические вещества - это нисходящий ток.
Воду и минеральные вещества корень всасывает из почвы при помощи корневых волосков. Вода поступает в корневой волосок за счет осмоса. При превышении осмотического давления в сосудах корня над осмотическим давлением почвенного раствора, развивается корневое давление. Корневое давление наряду с испарением участвует в движении воды в теле растения.
В естественных биогеоценозах содержание в почве необходимых растению элементов поддерживается на относительно постоянном уровне за счет круговорота веществ. В агроценозах человек часть минеральных веществ забирает из почвы вместе с урожаем. Поэтому в почву сельскохозяйственных угодий надо вносить удобрения.
Удобрения подразделяются на органические и минеральные.
Органические удобрения : навоз, торф, птичий помет, торфокомпосты и т.д. - содержат все необходимые для растений питательные вещества. При внесении органических удобрений в почву попадают микроорганизмы - бактерии, грибы. Они разлагают органические остатки и повышают плодородие почв.
Минеральные удобрения бывают азотными, калийными фосфорными. Азотные удобрения содержат азот в форме нитратов. К ним относятся различные селитры (калиевая, натриевая и др.), хлористый аммоний, мочевина. Азот нужен растениям для нормального формирования вегетативных органов. Калийные удобрения - хлористый калий, сульфат калия влияют на рост корней, клубней, луковиц. Фосфорные удобрения - суперфосфат, фосфоритная мука и др. ускоряют созревание плодов. Фосфор и калий повышают холодостойкость растений.
Дыхание корня происходит в результате диффузии кислорода из почвы в ткани. Для проникновения в почву воздуха ее надо постоянно рыхлить. Рыхление способствует и сохранению влаги в почве, поэтому его называют «сухим поливом».
Заполните заявку на подготовку к ЕГЭ по биологии или химии
Краткая форма обратной связи