Видоизменение корней. Видоизменения корня и их функции Видоизменением корня является

Вы узнаете о корневых системах растений и их функциях, о том, какие последствия имеет выполнение корнями необычных для них функций.

Корни нужны, чтобы поглощать вещества. А ещё для чего?

Корневая система — это вся совокупность корней растения. Внешний вид корневых систем зависит от условий произрастания и того, как к этим условиям растение приспосабливается (рис. 77).

Корни некоторых растений расположены лишь в поверхностном слое почвы, толщиной в несколько сантиметров (рис. 77, д), Так, поверхностные корни некоторых видов кактусов достигают глубины до 30 м. Они способны быстро собирать росу с большой площади, ведь в пустыне вода, вы падающэя в утренние часы, не проникает глубоко в почву и быстро испаряется. У деревьев влажного тропического леса поверхностные корни успевают уловить минеральные вещества, образующиеся во время очень быстрого разложения отмерших частей растений. Тем не менее обычно корни достигают большей глубины. Так, у ячменя и озимого рапса они углубляются почти до 3 м, у виноградной лозы — до 16 м. Некоторые пустынные растения, чтобы достичь водоносных горизонтов почвы, углубляют корни до 30-50 м.

Воздушные корни приспособлены к существованию в воздухе* Они характерны для большинства орхидей и других обитателей влажных тропических лесов (рис. 81\ ау комнатных растений — для монстеры. Воздушные корни поглощают воду во время осадков не корневыми волосками, а особой губчатой тканью.

Дыхательные корни (рис. 82) развиваются у растений в переувлажнённых местах обитания, где в почве недостаточно воздуха для обеспечения дыхания корневой системы. У таких растений часть корней выступает над поверхностью и обеспечивает газообмен. Например, у болотного кипариса дыхательные корни имеют вид конусов более 1 м высотой.

Опорные корни (рис. 83) развиваются у основания стволов высоких растений там, где необходимо обеспечить стойкость растения. Так, благодаря досковидным опорным корням не падают исполинские тропические деревья, у которых корневые системы поверхностные. На наших полях опорные корни можно у видеть у кукурузы.

Корнеплод представляет собой видоизменение, образующееся в результате утолщения и накопления питательных веществ сразу в трёх органах молодого растения — главном корне, подсемядольном колене и основании главного побега. Корнеплоды позволяют растению выжить в неблагоприятных условиях. Люди издавна использовали корнеплоды в пищу и вывели много разных культурных сортов: свеклы, мор-кови. петрушки, сельдерея, редьки и редиса.

Признаком корневой части корнеплода являются размещённые рядами боковые корешки.

Шейка, образованная утолщённым подсемядольным коленом, имеет гладкую поверхность. А на головке корнеплода (утолщённой основе главного побега) имеются рубцы отмерших листьев (рис. 84).

Все три части почти одинаково развиты у корнеплода сельдерея (рис. 85. а). А вот у моркови (рис. 85, б) и петрушки корнеплод имеет очень маленькую головку, гладкая шейка виднеется над поверхностью почвы, а основная часть образована утолщённым корнем. У редиса (рис. 85. в) почти весь его гладкий корнеплод — это утолщённое подсемядольное колено. Поэтому семена редиса нельзя сеять глубоко — урожай будет некачественным.

Выводы

1. Корни растения образуют корневую систему, строение которой зависит от условий роста растения.

2. Выполнение корнем определённой специфической функции приводит к его видоизменениям.

3. Видоизменённый корень может быть составной частью корнеплода, в образовании которого также участвуют подсемядоль-ное колено и главный побег.

Термины и понятия, которые важно знать

Корневая система, видоизменения корня, корневые клубни, корни-при соски, воздуш н ые корн и, дыхательные корни, оп орны е корни, корнеплод.

Контрольные вопросы

1. Что такое корневая система?

2. Что такое видоизменения корня?

3. Какие видоизменения корня вы знаете, чем они отличаются от типичных корней растений по строению и функциям?

4. Чем корнеплод отличается от корневого клубня?

Задания

Приведите в порядок таблицу: установите соответствия между названиями растений, свойственными им видоизменениями корня и их функциями. Ряды из трёх цифр запишите в тетрада.

Растения	Видоизменения корня	Функции видоизменения корня
1.Георгина	1. Корни-присоски	1. Дополнительный газообмен
2. Кукуруза	2. Воздушные корни

Различные условия окружающей среды требуют от живущих там организмов выработки определенных адаптационных мехонизмов. Иными словами, живущие в сложных условиях растения, животные, птицы и прочие живые существа вынуждены приспосабливаться к окружающей среде не только на поведенческом, но и на биологическом уровне.

Таким образом, растение видоизменяет строение корневой системы, листьев или побегов в зависимости от условий. В этой части будут освещены видоизменения корней.

Различие корневых систем

Самое распространенное различие корневой системы - ее длина, то есть глубина проникновения корня в почву. На сухих территориях корни, например, пшеницы могут достигать более двух метров в глубину, чтобы черпать воду из глубины почвы.

Такая же корневая система у пустынных растений (например, ежовника безлистного), корни которых проникают в почву более, чем на 15 м. На более орошаемых - корни густые, но не длиннее 50 см.

То же наблюдается и у растений, живущих в условиях вечной мерзлоты (например, корни карликовой березы длиной всего 20 см). На территориях, требующих более тщательной адаптации, корни видоизменялись сильнее и приобрели ряд новых функций.

Видоизменение корней

Во-первых, это цепляющиеся корни, или корни-прицепки, которыми растение зацепляется за любую вертикальную опору, в частности, ствол дерева или стену, растет вверх и выносит листья ближе к свету.

Самый распространенный представитель - плющ. Его функция - обеспечить растению большую выживаемость среди более высоких представителей.

Следующий вид - корнеплод: разрастание главного корня и иногда еще нижних участков стебля. Основная функция - запасание питательных веществ в корнеплоде. Примерами могут служить морковь, репа, свекла, редис и прочие.

Похожее видоизменение носит название корневых клубней. Здесь уже разрастаются и утолщаются боковые и придаточные корни. такой тип корней наблюдается у георгина, батата, чистяка. Четвертое видоизменение корня - появление клубеньков, симбиоза корней с клубеньковыми азотофиксирующими бактериями. Клубеньки выглядят как утолщения на корне растения (чаще всего - бобовых или ольхи).

Иногда растение образовывает свободно свисающие воздушные корни. Например, это орхидея, которая живет на стволах деревьев в тропических лесах. Такая корневая система позволяет поглощать дождевую воду при отсутствии прямого доступа к ней.

Другой вид корней, находящихся вне почвы - дыхательные. Это отростки боковых корней с особо развитой воздухоносной тканью, растущие вертикально вверх. Ими обладают такие болотные растения, как кипарис или ива ломкая. Функция - обеспечить растению приток кислорода по межклетникам.

Также некоторые корни могут служить подпорками (то есть опорой). Их иначе называют придаточными корнями или корнями-ходулями. Это также приспособление тропических растений (например, баньяна).

Корни многих водных растений, укореняясь в груне, лишаются корневых волосков.

А корни растений-паразитов прочто проникают в тело растения-хозяина (например, омела).

Пастернак, корнеплоды сортов: а — Ранний круглый; б — Студент

Корень растения выполняет множество функций. Наиболее важные из них для жизнедеятельности растения - удержание растения в почве и поглощение воды с растворенными минеральными веществами. Помимо вышеуказанных корням свойственно выполнение еще и ряда других функций, из-за чего происходит видоизменение их структуры. Вследствие метаморфоз видоизмененный корень теряют схожесть с обычным корнем.

У некоторых двулетних растений (репы, петрушки, моркови) корень преобразуется в корнеплод, который представляет собой утолщенный придаточный корень. В формировании корнеплода принимают участие главный корень и нижний участок стебля. В структуре корнеплода главное место принадлежит запасающей основной ткани.

Многие покрытосеменные растения имеют на корнях корневые клубни (или корневые шишки). Их происхождение связано с утолщением придаточных и боковых корней. Корневые клубни - это вместилище питательных веществ. Их также используют для вегетативного размножения растений.

Корни-зацепки - своеобразные придаточные корни, позволяющие растению легко прикрепляться к любой опоре. Такие корни встречаются у плюща и других лазающих растений.

Удивительное явление в природе - ходульные корни, которые выполняют у растения роль опоры. Такие корни имеют способность противодействовать сильным нагрузкам, благодаря наличию механических тканей во всех отделах. Встречаются у растений рода пандаус, призрастающих на океанических островах в тропиках, где господствуют сильные ураганные ветры.

Воздушные (дыхательные) корни имеются у тропических деревьев, которые растут на почвах, обедненных кислородом, пресноводных тропических болотах. Это боковые корни, располагающиеся над землей. Благодаря воздушным корням, кислород и вода поглощаются растением из воздуха в условиях повышенной влажности. Так дыхательные корни обеспечивают функцию дополнительного дыхания.

Микориза представляет собой симбиоз корней высших растений с гифами грибов. Это сожительство выгодно для обоих организмов, так как гриб получает от растения готовые органические вещества, а растение всасывает от гриба воду с минеральными веществами. Микориза часто встречается на корнях высших растений, особенно древесных. Можно представить грибные гифы, переплетающиеся с толстыми корнями деревьев, как корневые волоски, поскольку функции их аналогичны.

Также растения могут взаимовыгодно сожительствовать с азотфиксирующими бактериями. Так на корнях высших растений появляются бактериальные клубеньки - видоизмененные боковые корни, которые имеют приспособления для симбиоза с бактериями. Через корневые волоски бактерии попадают внутрь молодых корней и провоцируют формирование клубеньков. Роль данных бактерий состоит в том, что они преобразуют азот из воздуха в минеральную форму таким образом, что он становится доступным для усвоения растениями. Растения выполняют фукцию защиты для бактерий от конкурирующих видов почвенных бактерий. Также бактерии питаются веществами из корней высших растений. Зафиксировано появление клубеньковых бактерий, в основном, на корнях растений из семейства бобовые. Поэтому семена бобовых обогащены белком, а в сельском хозяйстве представителей этого семейства используют в севообороте, чтобы обогатить азотом почву.

Цель урока : Познакомиться с многообразием корней.

Задачи:

Изучить видоизмененные корни.
Узнать их практическое значение.
Выяснить, что видоизмененные корни результат приспособленности растений к условиям существования.

Оборудование : корнеплоды моркови, свеклы, плющ, таблицы, карта путешествия.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания. Устный опрос.

3. Изучение новой темы.

Какие виды коней вам известны?

Какие функции выполняют корни?

Всем хорошо известны функции корней. Они удерживают растения в почве и поглощают воду с минеральными веществами. Кроме того корни могут выполнять целый ряд других, не менее важных и интересных функций. Часто это приводит к их структурным и функциональным изменениям.

Сегодня на уроке мы с вами узнаем, как изменяются корни разных растений в связи с выполняемыми функциями. И я предлагаю вам отправиться в путешествие. В пути нас с вами ждет много интересного и неожиданного.

1. Станция – корни - кладовые .

Давайте с вами вспомним о корнях-кладовых. Толстые и мясистые корни, развиваются у многих растений. А у каких давайте узнаем.

А) Сама в земле – коса на улице? (морковь).

Б) Круглая, а не месяц
Желтая, а не масло
С хвостиком, а не мышь (репа).

В) Это что такое, в землю вросло
Сверху толста, снизу востра,
Собой красна (свекла).

Правильно это корни у свеклы, моркови, редиса, редьки – связаны они с выполняемыми функциями (запасающими). К таким корням относится корень петрушки – он у нее стержневой. Откладываются в такие кладовые в основном углеводы: крахмал и сахара. У некоторых растений, например у свеклы и моркови, запасающий орган имеет как бы двойную морфологическую природу: верхняя его часть состоит из гипокотиля, а нижняя – из собственного корня (дети рассматривают свои корнеплоды, находят на них гипокотиль, и корень).

Кроме корнеплодов встречаются и другие видоизменения корня, связанные с запасающей функцией. Например, корневые клубни. Они образуются в результате утолщения придаточных корней, это происходит у георгина и батата. Батат, или сладкий картофель, возделывается в тропических и субтропических странах. Его разросшиеся клубневидно утолщенные боковые корни очень калорийны и имеют сладкий вкус. В некоторых странах это основное пищевое растение.

Корни могут служить не только для запасания питательных веществ, но и для запасания воды. Особенно хорошо эта функция выражена у тропических эпифитных орхидей. Наружная часть коры свисающая вниз придаточных воздушных корней этих растений состоит из крупных клеток, которые могут впитывать воду подобно губке. Во время дождя эти клетки наполняются водой, которая затем расходуется на нужды растения.

2. Станция – дыхательные корни.

У тропических деревьев, живущих на бедных кислородом почвах, живущих на пресноводных тропических болотах, развиваются специальные дыхательные корни. Представителем таких растений является кипарис. Развиваются они из подземных боковых корней и растут вертикально вверх, поднимаясь над водой или почвой. У некоторых деревьев дыхательные корни имеют форму колен или петель. Их значение заключается в снабжении подземных частей воздухом. Чему способствует постоянное слущивание коры. Однако поверхности почвы на дыхательных корнях образуются целые бороды тонких корешков, они составляют всасывающую силу корневой системы.

3. Станция – ходульные корни.

Наиболее часто они встречаются у видов рода панданус и являются важным приспособлением к обитанию в условиях сильных, а иногда и ураганных ветров на тропических океанических островах. Способность этих корней противостоять сильным нагрузкам объясняется наличием механических тканей в центральной и периферической частях. Ходульные корни отходят от стволов и образуют придаточные корни, после того как внедряются в землю. У панданусов отсутствует стержневой корень, и все растение держится на ходульных корнях, как на ходулях, эти корни выполняют функцию – обеспечивают растение водой со всеми минеральными веществами. Один панданус лабиринтный со своими корнями подпорками может образовывать целый лес. Ходульные корни развиваются у фикусов, баньяна, многочисленные придаточные корни которого растут не от ствола, а от ветвей, достигая почвы они развивают собственную корневую систему и одно дерево баньяна разрастается в целую рощу, которая может занимать площадь в несколько сотен м3 и даже больше. В древнем описании указано, что в тени одного фикуса отдыхали отряды из 6-7 тысяч воинов. Этот гигант имел 4300 стволов, образованных ходульными корнями. В Индии растет баньян у которого насчитывается 3000 крупных и 3000 мелких корней – подпорок. Высота этого дерева более 60 м, а возраст 3000 лет.

4. Станция – досковидные корни.

Такие корни характерны для крупных деревьев дождевого тропического леса. Эти образования представляют собой боковые корни, выступающие над поверхностью почвы. Эти корни напоминают прислоненные к дереву плоские доски. В дождевом тропическом лесу высота досковидных корней у основания дерева превосходит человеческий рост. Интересно, что у таких деревьев отсутствует главный корень и вся корневая система состоит из поверхностных боковых корней.

5. Станция – корни-прицепки.

У плюща и других лазающих растений имеются придаточные корни-прицепки. Образующиеся на стороне стебля, обращенной к дереву или другой опоре. Они способствуют прикреплению и продвижению растения по разным субстратам. Проникая в трещины или щели, они утолщаются, закупоривая отверстие подобно хорошо пригнанной пробке, и крепко удерживают растение на опоре. Если корни плюща наталкиваются на гладкую поверхность, то они проявляют совершенно удивительные способности к закреплению. Конец корешка расширяется и выделяет клейкий сок, с помощью которого оно сильно прикрепляется к поверхности. Нижние корешки прикрепляются, а молодые ищут новую опору. Так медленно и шагает плющ своими корешками по поверхности.

6. Станция – Втягивающиеся корни.

Такие корни характерны для корневищных, луковичных и клубне – луковичных растений например тюльпанов. Эти корни длиннее, чем обычные корешки, они по окончании вегетационного периода начинают сокращаться и постепенно втягивают клубнелуковицу глубоко в землю.

Знаете ли вы, что корни одуванчика цикория перед зимовкой сокращаются, втягивая под землю на 1-3 и даже 5 см корневую шейку. Корень у них поворачивается вокруг своей оси, закручивается и становится короче.

7. Станция – корневые отпрыски.

У растений корни принимают участие в вегетативном размножении. Из придаточных почек развиваются корневые отпрыски. Такую корневую поросль можно наблюдать у сливы, сирени, хрена. У злостных сорняков разрезанные при обработке почвы небольшие кусочки дают начало новым растениям, что сильно затрудняет борьбу с ними.

4. Закрепление.

На доске рисунок тюльпана. Необходимо прочитать, что хотел сказать тюльпан.

(с) – какое растение умеет шагать по стенам? - Плющ.
(п) – овощное растение со стержневым корнем? – Петрушка.
(а) – тропическое дерево – роща с корнями подпорками? - Баньян.
(с) – корнеплодная овощная культура? – Репа.
(и) – растение мангровых зарослей с ходульными корнями? – Панданус.
(б) – растения эпифиты с воздушными корнями? – Орхидея.
(о) – какие растения имеют втягивающиеся корни? – Луковичные.
(в) – какие растения имеют корневые отпрыски? – Слива, сирень, хрен.
(а) – какие корни характерны для деревьев дождевого тропического леса? – Досковидные.
(м) – у каких растений образуются корни-кладовые? – Морковь, свекла, репа.

5. Итог урока.

Домашнее задание (подобрать интересный материал о корнях).

Некоторые корни выполняют особые функции, в связи, с чем меняется их строение. Различают:

1. Запасающие корни – запасают питательные вещества. При разрастании главного корня образуется корнеплоды (Рис. 22-А) (морковь, репа, свекла), а при разрастаний боковых или придаточных корней образуется корневые клубни (георгины) или корневые шишки (таволга) (Рис. 22-Б).

Рис. 22. А – корнеплоды моркови (1, 2), репы (3, 4), свеклы (5, 6, 7).
На поперечных разрезах ксилема показана черной; пунктирной линией обозначена граница стебля и корня.
Б – корневые клубни георгина (1) и любки (2).

2. Втягивающие корни – отходят от луковиц, корневищ и, укорачиваясь, втягивают их в почву, на оптимальную для их сохранения глубину зимой или летом, в засуху (луковичные растения).

3. Шнуровидные корни – это равномерно утолщенные придаточные корни, отходящие от корневища (чемерица).

4. Дыхательные корни – характерны для растений, живущих на бедных кислородом, затопляемых почвах (болотные растения).

5. Корни-подпорки – придаточные корни, отходящие от стволов деревьев на разной высоте и поддерживающие растение.

6. Клубеньки – образуются на корнях бобовых растений азотфиксирующими бактериями, которые усваивают азот из воздуха. Благодаря этому почвы обогащаются азотом (Рис. 23).

Рис. 23. Клубеньки (1) на корнях бобовых.

7. Микориза – это симбиоз корней высших растений и почвенных грибов. Гифы грибов заменяют корневые волоски и поглощают из почвы воду и минеральные вещества, а высшие растения снабжает грибы органическими веществами.

Морфология стебля

Побег – это вегетативный орган растения, состоит из стебля, листьев и почек, имеет неограниченный рост за счет верхушечной меристемы.

Стебель – осевая часть побега. Участок стебля, от которого отходит лист (или листья), называется узлом. Участки стебля между соседними узлами – междоузлия. На верхушке побега располагается верхушечная почка.

Почка – это зачаточный укороченный побег. За счет нее осуществляется рост побега. Внутренний угол между листом и стеблем называется пазухой листа, а почка, расположенная в ней – пазушной или боковой почкой. Придаточные почки возникают на взрослых частях того или иного органа из внутренних тканей и обеспечивают вегетативное возобновление. Помимо чисто вегетативных почек бывают смешанные (вегетативно-генеративные). Они несут зачаточные листья, цветки и соцветия. Цветочные почки несут только зачаточные цветки или соцветия. Почки окружены чешуями – видоизмененными листьями. Они защищают конус нарастания почки от внешних воздействий. Конус нарастания состоит из верхушечной меристемы, в результате меристематической активности апекса образуются зачатки листьев, зачаточные узлы и междоузлия (Рис. 24).