2

РЕФЕРАТ

на тему:

“Анатомічна будова кореня. Видозміни кореня. Мікориза. Ризосфера”

1. Анатомічна будова кореня. Видозміни кореня

Корінь, як і інші органи рослини, має клітинну будову. Різні його ділянки складаються з неоднакових клітин, що утворюють зони кореня. Це добре видно на молодих коренях цибулі, квасолі, соняшнику, пшениці та інших рослин (мал. 1).

На поздовжньому розрізі головні, додаткові й бічні корені мають подібну будову і в них можна виділити такі зони: зона росту з кореневим чохликом, зона розтягування (власне росту) і початок диференціації клітин, всисна і провідна зони.

Зона росту займає верхівку кореня завдовжки 2-3 мм. Це зона клітин, які активно діляться, меристема кореня.

Мал. 1. Зони кореня і його первинна будова:

а - загальний вигляд; б - поздовжній розріз; в - поперечний розріз у зоні кореневих волосків: / - зона росту з кореневим чохликом; // - зона розтягування і початку диференціації клітин; /// - всисна зона; IV - провідна зона; 1 - волосконосний шар (епіблема, ризодерма); 2 - кореневі волоски; 3 - ксилема; 4 - кора кореня; 5 - центральний циліндр; 6 - початок росту бічного кореня; 7 - перицикл; 8 - флоема; 9 - серцевина

Усі тканини кореня виникають з цієї твірної тканини. Зона росту вкрита кореневим чохликом, який захищає верхівку кореня від пошкоджень під час просування кореня в ґрунті. Клітини кореневого чохлика мають підвищений тургор. Вони живуть недовго, поступово відмирають і злущуються. Замість відмерлих клітин постійно утворюються нові за рахунок зони поділу, яку прикриває кореневий чохлик (його немає у водяних рослин).

У зоні розтягування клітини ростуть, видовжуються і стають циліндричними. У них з'являються великі вакуолі. Сукупний ріст клітин цієї зони створює силу, завдяки якій корінь заглиблюється в ґрунт. Цьому сприяють "якірні" властивості кореневих волосків наступної зони кореня. Ця зона також невелика, всього кілька міліметрів. У верхній її частині клітини починають спеціалізуватися, і в зоні всисання повністю перетворюються на судини, трахеїди та інші види клітин кореня.

Всисна зона (завдовжки від кількох міліметрів до 1-6 см) характеризується наявністю кореневих волосків - видовжених на 0,2-1,0 см виростів зовнішніх клітин кореня. Ядро клітини переходить у кореневий волосок і зазвичай розміщується в його верхівці. Завдяки великій кількості волосків (кілька сотень на 1 мм²) у рослин всисна поверхня збільшується в десятки разів. Наприклад, загальна площа всисної зони кореневої системи озимої пшениці може перевершувати площу надземної частини в 130 разів і становити 100 000 м² на 1 га.

Кореневі волоски недовговічні, вони живуть 10-20 діб, а потім відмирають і злущуються. Нові волоски утворюються в процесі росту верхівки кореня в довжину. З ростом кореня в глибину переміщується і зона кореневих волосків.

За різних умов на коренях навіть однієї й тієї самої рослини кореневі волоски розвиваються неоднаково. Так, у сухому ґрунті вони розвиваються інтенсивніше, ніж у вологому. Коли вологи багато, вони не розвиваються зовсім. У болотяних або водяних рослин кореневих волосків зазвичай не буває, проте вони утворюються, коли ці рослини переходять на ґрунтові умови зростання. У епіфітних рослин, які мають повітряні корені, кореневі волоски розвиваються тільки тоді, коли корінь стикається з твердим субстратом. У деяких рослин роль кореневих волосків виконують гіфи гриба, з яким вони вступають у симбіоз.

Провідна зона, або зона бічних коренів (зона галуження), становить більшу частину кореня, вона розміщена над кореневими волосками і досягає кореневої шийки (місця переходу кореня в стебло). У цій зоні утворюються провідні судини і бічні корені. Провідна зона - це посередник між всисною зоною кореня і надземною частиною рослин.

У кореня розрізняють первинну і вторинну будову. Первинну будову мають молоді корені. В одних рослин така будова зберігається упродовж усього життя (більшість однодольних і незначна частина дводольних), а в більшості рослин первинна будова кореня змінюється на вторинну. Первинну будову мають корені всіх рослин у зоні кореневих волосків. На поперечному розрізі (див. мал. 1, в) добре помітні дві відокремлені частини: центральний циліндр, в якому є радіальний пучок, і периферична частина, що утворює кору кореня з кореневими волосками.

Кора кореня складається з ризодерми і первинної кори. Ризодерма (епіблема) - це первинна покривна тканина, клітини якої утворюють кореневі волоски. З ростом кореня клітини ризодерми відмирають, і покривною тканиною кореня стає екзодерма (за збереження первинної будови) або перидерма (за вторинної будови). Під ризодермою розміщена первинна кора кореня. Вона складається з паренхімних клітин, між якими е міжклітинники. Зовнішній шар клітин (екзодерма), що розміщений під ризодермою, складається з великих живих клітин. У них відкладаються крохмаль та інші поживні речовини. Ці клітини виконують захисну функцію і здатні пропускати воду та мінеральні солі від кореневих волосків до центрального циліндра. Після відмирання клітин ризодерми екзодерма перетворюється на покривну тканину.

Від центрального циліндра кора кореня відокремлена одним шаром мертвих клітин ендодерми. Внутрішні стінки цих клітин потовщені, скорковілі, не пропускають води і газів. Між мертвими клітинами ендодерми розміщені живі пропускні клітини, вони тонкостінні, розташовані навпроти судин центрального циліндра і легко пропускають розчини речовин до центрального циліндра.

Центральний циліндр займає середню частину кореня і складається з різних тканин. У периферичній частині його є перицикл, що складається з одного ряду тонкостінних клітин. Клітини перициклу (вторинна твірна тканина) періодично діляться і дають початок бічним кореням (звідси - коренетвірний шар), камбію, паренхімі кореня, додатковим брунькам коренепаросткових рослин. Основу центрального циліндра (усередині перициклу) становить паренхімна тканина, в якій радіальне розміщений судинний пучок кореня, що складається з ксилеми і флоеми. Судини ксилеми утворюють промені, що йдуть від периферії до центра, їх зазвичай буває три - п'ять, зрідка - близько 20. Між променями ксилеми розміщені групи клітин флоеми.

У більшості рослин (дводольних і голонасінних) первинна будова кореня зберігається недовго і переходить у вторинну будову. Така перебудова пов'язана з утворенням на певному етапі їхнього розвитку (після появи перших листків) у центральному циліндрі кореня вторинної меристеми - камбію. За рахунок клітин камбію утворюються вторинні елементи ксилеми і флоеми. У дерев і кущів вторинна ксилема і флоема наростають кільцями, тому будова кореня подібна до будови стебла. Первинна кора та ендодерма поступово відмирають і злущуються, а з перициклу утворюється перидерма. Нові шари перидерми закладаються у глибших шарах вторинної флоеми. Так поступово виникає вторинна будова кореня.

Поглинання води і розчинених у ній мінеральних речовин - найважливіша функція коренів, нерозривно пов'язана з усім комплексом процесів обміну речовин рослинного організму. Вода, що надійшла до кореневих волосків, проходить складний шлях по рослині, але, на жаль, фактори, які забезпечують як процес надходження води у кореневі волоски, так і її рух, вивчені ще недостатньо. Є багато різних теорій, які пояснюють ці процеси. Згідно з гідростатичними законами, величина тургорного тиску у всіх частинах клітини однакова, тому всисна сила більша в тій частині, де вищий осмотичний тиск (S = Р - Т, де S - всисна сила; Р - осмотичний тиск; Т - тургорний тиск).

Поява кореня в процесі еволюції рослин - важливий ароморфоз, одне з пристосувань до життя на суходолі. Вперше справжні корені з'являються у папоротеподібних. Потім у квіткових рослин завдяки ідіоадаптаціям формуються різні типи коренів, здатних виконувати додаткові функції. Так, у деяких рослин у коренях відкладається запас поживних речовин, що зумовлює їх потовщення, утворення коренеплодів (морква, редиска, буряки) або кореневих бульб (жоржини, пшінка). Корені епіфітних рослин (використовують інші рослини як субстрат, але не паразитують на них: орхідеї, мохи, лишайники) можуть нагромаджувати воду. У тропічних дерев, що живуть на ґрунтах, бідних на кисень, або на болотах, утворюються дихальні корені - пневматофори (мангрові), що ростуть угору; вони підіймаються над поверхнею субстрату і забезпечують дихання. Ходульні корені утворюються на надземних пагонах, закріплюються в грунті і міцно утримують рослину (фікусбаньян, кукурудза). Деякі рослини паразити (повитиця) або напівпаразити (омела) утворюють корені присоски. У витких і лазячих рослин формуються чіпкі повітряні корені (плющ). У багатьох (близько 90 %) квіткових рослин корені вступають у симбіоз з грибами, утворюючи мікоризу, або з бактеріями, утворюючи бактеріоризу. Мікроорганізми симбіонти входять до складу ризосфери - ґрунтового шару завтовшки 2-3 мм, що прилягає до коренів рослин. Скупчення великої кількості грибів і бактерій у ризосфері пов'язане з виділенням коренями речовин, якими живляться ці мікроорганізми.

Зародок кореня закладається одночасно з брунькою в зародку насінини і називається зародковим коренем. Під час проростання насінини цей корінь перетворюється на головний, або первинний, корінь, здатний до галуження. Паралельно з ростом на ньому з'являються бічні корені першого порядку, які, в свою чергу, дають корені другого порядку, на них виникають корені третього порядку і т. д. Крім головного і бічних коренів у рослин утворюються й додаткові корені, які формуються на стеблах, листках, але не на корені.

Сукупність усіх цих коренів (головного, бічних різних порядків та додаткових) утворює кореневу систему. За формою розрізняють два типи кореневих систем: стрижневу і мичкувату. Стрижнева має добре виражений головний корінь, який займає в ґрунті вертикальне положення; від нього відходять бічні корені, що розміщуються в ґрунті радіальне. Вона трапляється у більшої частини дводольних рослин.

У механізмі поглинання поживних речовин коренем розрізняють два якісно відмінні процеси: метаболічний (активний) і неметаболічний (пасивний). Метаболічне поглинання поживних речовин пов'язують насамперед з диханням клітин. Дихання визначає існування активної поверхні цитоплазми, швидкість її оновлення, насиченість акцепторами, можливість взаємодії з ними мінеральних речовин.

Неметаболічний механізм поглинання речовин пов'язують з проникненням їх у клітину за градієнтом концентрації (відомо, що в клітинах кори кореня від периферії до центрального циліндра збільшується вміст цукру та органічних кислот). Цей процес не залежить від обміну речовин живої клітини. Основною рушійною силою його є дифузія та осмос.

Крізь кореневі волоски вода надходить у клітини основних тканин кореня, далі крізь пропускні клітини - в судини центрального циліндра, а потім у надземну частину рослини по судинах провідної зони. Судини кореня в надземній частині рослини стають судинами стебла. Місце переходу кореня в стебло дещо потовщене, його називають кореневою шийкою. Висхідний (від кореня до листків) рух води пояснюють кореневим тиском (нижній водяний насос) і присисною дією (транспірацією) листків (верхній водяний насос).

2. Ризосфера та мікориза

Поряд з цим корінь виконує видільну функцію. Крізь кореневі волоски виділяються органічні кислоти (оцтова, молочна, мурашина). Корені виділяють також ферменти та вітаміни, які беруть участь у перетворенні поживних речовин за участю мікрофлори (ризосфери) на доступні для рослин форми.

Ризосфера - ґрунтовий шар завтовшки 2-3 мм, що прилягає до коренів рослин. Скупчення великої кількості грибів і бактерій у ризосфері пов'язане з виділенням коренями речовин, якими живляться ці мікроорганізми.

Корінь упродовж усього життя рослини не припиняє свого росту, має радіальну симетрію.

У багатьох (близько 90 %) квіткових рослин корені вступають у симбіоз з грибами, утворюючи мікоризу, або з бактеріями, утворюючи бактеріоризу.

Взаємовигідне співжиття міцелію грибів з коренями вищих рослин утворює мікоризу (наприклад, підберезник з березою, підосичник з осикою тощо). Значна частина вищих рослин (дерева, тверда пшениця та ін.) не може нормально розвиватися без мікоризи. Гриби отримують від вищих рослин кисень, продукти виділення коріння та безазотисті сполуки. Гриби "допомагають" вищим рослинам засвоювати важкодоступні речовини гумусу, активізують діяльність ферментів вищих рослин, своїми ферментами сприяють вуглеводному обміну, фіксують вільний азот і в сполуках передають його вищим рослинам разом з ростовими речовинами, вітамінами тощо.

Мінеральні солі, необхідні рослині. Рослинні організми складаються з органічних і неорганічних речовин, до складу яких входять різні хімічні елементи. Для нормального розвитку рослин корені мають приносити з ґрунту воду і мінеральні солі, які містять у певних кількостях макроелементи (Р, N, S, K, Ca, Mg, Fe) і мікроелементи (В, Cu, Mn, Zn, Mo). Обидві групи елементів важливі для рослини, оскільки вони є компонентами складних органічних і мінеральних сполук, що беруть участь у процесах життєдіяльності, формуванні тканин і органів тощо. В разі нестачі або надлишку в ґрунті будь-якого мінерального елемента відбуваються різні порушення процесів життєдіяльності рослин. Так, у разі фосфорного голодування у рослин спостерігаються пригнічення синтезу і руйнування вже синтезованих білків. За відсутності калію припиняється ріст рослин, оскільки порушується обмін білків і вуглеводів. Про нестачу заліза свідчить блідо-зелене або блідо-жовте забарвлення рослини, зумовлене недостатністю утворення хлорофілу.

Список використаної літератури

1. Біологія: Навч. посіб. / А.О. Слюсарєв, О.В. Самсонов, В.М.Мухін та ін.; За ред. та пер. з рос. В.О. Мотузного. - 3-тє вид., випр. і допов. - К.: Вища шк., 2002. - 622 с.: іл.

2. Енциклопедія з біології. - К., 1999.