Намалюйте схему рослинної клітини. Позначте її органели. Чому рослинна клітина є еукаріотні?
Поясніть, в чому полягають відмітні ознаки рослинної і тваринної клітини?
Порівняйте прокариотические і еукаріотичні клітини.
Як класифікуються тканини рослин? Наведіть приклади покривних тканин рослин.
В яких органах рослин розташовуються механічні тканини. Які функції у механічних тканин?
Порівняйте функції провідних і покривних тканин.
Чому рослинам необхідні запасають тканини? В яких органах рослин розташовані запасають тканини?
Чому флоема називається складною тканиною?
Напишіть есе на тему «Рослинна клітина».
Тема 2. Корінь і кореневі системи
Корінь в процесі еволюції виник як орган, що виконує функції грунтового харчування. У зв'язку з цим поглинання мінеральних речовин і води з грунту є основною функцією кореня. Але корінь - орган багатофункціональний. Він зміцнює, заякорюють рослина в грунті. У коренях відбувається синтез ряду органічних речовин, які потім використовуються в надземних органах. Іноді коріння служать місцем відкладення запасних поживних речовин (морква, буряк, ріпа). У деяких рослин корені служать для вегетативного розмноження (жоржин, малина).
Зони кореня. Різні ділянки кореня відрізняються за віком, будовою і функціями. У зв'язку з цим в корені виділяють наступні зони, починаючи від його кінчика: зона поділу, зона розтягування, зона всмоктування, зона проведення поживних речовин.
Зона поділу клітин розташовується на кінчику кореня. Розміри її близько 1 мм. У цій зоні в результаті поділу клітин збільшується їх кількість. На самому кінчику кореня є ініціальні клітини, які діляться протягом всього життя кореня і дають початок як всім клітинам кореня, так і клітинам кореневого чохлика. Кореневої чохлик прикриває зону поділу зовні, захищає її, крім того, сприяє просуванню кореня в грунті. За зоною поділу розташовується зона розтягування, в якій клітини вже майже не діляться, а сильно збільшуються в розмірах. Далі йде зона всмоктування. Поверхня зони всмоктування покрита кореневими волосками. Основна частина води і мінеральних солей поглинається саме цією зоною коренів. У зоні всмоктування клітини вже спеціалізовані в постійні тканини. За зоною всмоктування розташовується зона розгалуження кореня іпроведення поживних речовин. Її поверхня вже не має кореневих волосків, а оболонки клітин покривної тканини піддаються опробковенію. Тому вода і мінеральні речовини в корінь уже не надходять. У цій зоні відбувається утворення бічних коренів.
Надходження води і мінеральних речовин в корінь може відбуватися в зонах розподілу, розтягування і всмоктування. Але основна маса живильних речовин і води, яка подається в наземну частину рослини, поглинається в зоні всмоктування. Протяжність її може досягати декількох сантиметрів. Поверхня зони всмоктування покрита кореневими волосками, які є виростами клітин покривної тканини - епіблеми. На один квадратний міліметр поверхні епіблеми доводиться до декількох сот кореневих волосків, що сильно збільшує всмоктувальну поверхню кореня. У зоні всмоктування в корені з'являється ксилема, по якій вода і мінеральні елементи пересуваються від кореня в наземні органи. Зона поглинання кореня безперервно пересувається в грунті. Це пов'язано з наростанням кореня. Кореневі волоски відмирають на старіючих клітинах покривної тканини (при переході в зону проведення) і з'являються на більш молодих клітинах (з боку зони росту). Це дозволяє рослині брати поживні речовини з нових ділянок грунту. Мінеральні елементи поглинаються корінням у вигляді іонів. Поглинання їх вибірково. З ґрунту рослини беруть також макроелементи N, P, S, K, Ca, Mg, Fe, які поглинаються рослинами в значній кількості. Крім того, з грунту поглинаються і мікроелементи - B, Mn, Zn, Cu, Mo та ін.
Внутрішня будова кореня. У меристеме кореня вже можна виявити шари, які згодом дадуть початок епіблеме, корі і центрального циліндра. На поперечному зрізі, зробленому в зоні всмоктування, можна спостерігати первинне будова кореня. При первинному будову корінь зовні покритий епіблемой. Основна функція - поглинання з грунту води і мінеральних речовин. Під епіблемой розташовується первинна кора кореня, яка складається з живих паренхімних клітин. Ці клітини беруть участь в поглинанні поживних речовин і води і проведенні їх до центрального циліндра. У корі кореня відбувається синтез речовин, важливих для життя всієї рослини, можуть відкладатися запасні речовини і т. Д. Внутрішній шар кори - ендодерма - на радіальних і поперечних стінках має так звані паски Каспарі - опробковевшей і здеревілі вузькі смужки. Завдяки паска Каспарі ендодерма є своєрідним фізіологічним бар'єром, що перешкоджає пересуванню води і мінеральних речовин з клітинним оболонкам. У клітинах ендодерми ці речовини змушені пройти через цитоплазму, що володіє виборчої проникністю. Але в ендодерми залишаються так звані пропускні клітини, що не мають в оболонках пасків Каспарі. У центрі кореня знаходиться центральний циліндр (стела). Основну частину його складають провідні тканини. При цьому первинна ксилема утворює зірку, між променями якої розташовуються ділянки флоеми. Провідні тканини оточені зазвичай одношаровим перициклом. Живі тонкостінні клітини перициклу довго зберігають здатність до меристематической діяльності, зокрема, вони дають початок бічним кореням.
Первинна будова мають коріння всіх рослин в зоні всмоктування. У папоротеподібних і в однодольних рослин така будова кореня зберігається протягом усього життя. У голонасінних і дводольних відбуваються вторинні зміни коренів і коріння товщають. Зміни починаються з виникненням камбію, який з'являється в результаті поділу паренхімних клітин, що знаходяться між провідними елементами флоеми і ксилеми. Спочатку камбий виникає у вигляді окремих дужок, які потім з'єднуються з камбіальними клітинами, що виникли в результаті поділу перициклу. Виникає безперервний камбіальний шар. Але камбіальний шар неоднорідний. Його клітини, що виникли з перициклу, відкладають паренхімні клітини серцевинних променів, а решта камбіальні клітини всередину відкладають елементи вторинної ксилеми, а до периферії - елементи вторинної флоеми. В результаті діяльності камбію центральний циліндр збільшується в діаметрі. При значному його розростанні первинна кора розтріскується і слущивается. Але до цього моменту корінь зовні захищений пробкою, яка утворюється феллогеном (корковим камбієм) виникла з перициклу.
Види коренів. Квіткові рослини мають бічний тип розгалуження коренів. У них розрізняють головний бічні і додаткові корені. Головний корінь розвивається із зародкового корінця насіння. Це корінь першого порядку. Бічні корені з'являються в результаті розгалуження коренів і можуть виникнути на головному, підрядному і бічному корені. Закладаються вони на деякій відстані від кінчика кореня (в зоні розгалуження) внаслідок поділу клітин перициклу. Зачаток бічного кореня проходить через первинну кору материнського кореня і з'являється назовні. Бічні корені можуть бути корінням другого порядку. на них з'являються коріння третього порядку, на яких можуть виникнути коріння четвертого порядку. Додаткові корені виникають на різних органах рослин - на стеблах (стеблеродние), листках і на старих ділянках коренів. Додаткові корені виникають в результаті поділу клітин перициклу, камбію, а іноді навіть феллогена.
Типи кореневих систем. Сукупність усіх коренів рослини називається кореневою системою. Кореневі системи діляться за походженням і за формою. За походженням розрізняють системи головного кореня, сістемипрідаточних коренів і змішані кореневі си стеми. Коренева система головного кореня складається з головного кореня і бічних коренів. Така коренева система характерна для багатьох однорічних трав з класу дводольних. Коренева система додаткового коріння складається тільки з придаткових стеблеродних коренів, які можуть гілкуватися, утворюючи бічні корені. У насіннєвих рослин з таким типом кореневої системи головний корінь звичайно розвивається слабо, швидко відмирає і замінюється додатковим корінням. Змішана коренева система включає систему головного кореня і виникають потім на стеблі додаткові корені. Формуванню додаткового коріння, а отже, і змішаної кореневої системи сприяє підгортання рослин (капуста, томати).
Форма кореневих систем може бути дуже різноманітною. Але найчастіше за формою кореневі системи ділять на стрижневі й мочкувате. У стрижневих кореневих системах завжди є потужно розвинений головний корінь, який добре виділяється серед інших коренів. Такі кореневі системи характерні для кульбаби, люпину, люцерни, дуба. У мочковатойкорневой системі головний корінь або непомітний серед додаткового коріння, або його взагалі немає. Мочкувате кореневі системи характерні для злаків, цибулинних і багатьох інших однодольних. Зустрічається такий тип кореневої системи і у деяких дводольних, особливо при вегетативному розмноженні. Між цими кореневими системами є перехідні форми.
Вплив екологічних факторів на ріст і розміщення кореневих систем може бути різноманітним. Будова кореневої системи і її розміри залежать як від видових особливостей рослин, так і від середовища проживання. Але, як правило, загальна поверхня коренів в десять разів перевищує поверхню наземних органів. Найбільша кількість коренів зазвичай розвивається у верхніх горизонтах грунту. Коріння рослин можуть проникати в грунті на велику глибину. Так, у люцерни в фазі двох - трьох листків коріння сягає на глибину понад 1 м, а у дорослих рослин до 15 - 20 м. У деяких рослин корені сильно розростаються в радіальному напрямку. Так, у кавуна і гарбуза ширина кореневої системи в діаметрі може досягати до 5 м. У плодових дерев зазвичай довжина горизонтально розташованих коренів в 2 - 5 разів перевищує ширину крони.
Розміри кореневих систем, глибина їх проникнення, ступінь розгалуження багато в чому залежать від екологічних факторів. І навіть у різних рослин, які ростуть в подібних місцях проживання, нерідко спостерігаються подібні ознаки кореневих систем. Так, у водних рослин і рослин боліт в коренях сильно розвинена аеренхіма - тканина, що виконує вентиляційну функцію. Зазвичай коріння цих рослин не мають кореневих волосків. У рослин інших екологічних груп грунтові води викликають відмирання коренів або припинення їх росту над рівнем грунтових вод. Тому кореневі системи рослин, які ростуть на грунтах з близьким рівнем грунтових вод, - поверхневі. Так, сосна на піщаних грунтах має добре розвинений вертикальний стрижневий корінь, а на заболочених грунтах її коренева система складається з сильно розгалужених горизонтальних коренів, що залягають в поверхневих шарах. Поверхневі кореневі системи мають дерева і чагарники на грунтах, де є вічна мерзлота: в зоні тундри, лісотундри, північній частині сибірської тайги. Основна маса коренів цих рослин розташована вище рівня вічної мерзлоти. Кореневі системи гірських рослин також поверхневі, широко простягаються. Бічні їх коріння зазвичай ростуть по схилу. У рослин пустель, де обмежуючим фактором є вода, характер кореневих систем визначається умовами водопостачання. У місцях, де на якійсь глибині залягають грунтові води, переважають рослини з глибоко йде кореневою системою до 15 - 20 м. Якщо ґрунтових вод на порівняно близькій відстані немає, переважають рослини з поверхневою кореневою системою. Так, дуже поверхневу кореневу систему, але далеко поширюється в радіальному напрямку, мають кактуси. При дослідженні кореневих систем рослин пустелі Каракуми було встановлено, що у деяких дерев (чорний саксаул, піщана акація) коренева система має 2 зони розгалуження - підповерхневому і глибинну, розташовану у рівня грунтових вод. Таке розміщення коренів дозволяє рослинам використовувати як весняну вологу мізерних дощів, так і вологу грунтових вод. Однією з особливостей кореневих систем рослин сухих середовищ (степи, пустелі) є утворення ефемерних придаткових коренів у верхніх частинах кореневої системи. Вони з'являються при зволоженні грунту і відмирають при її пересиханні.
Видозміни коренів. У зв'язку зі зміною функцій коріння можуть видозмінюватися. При запасающей функції вони зазвичай потовщені. Запасні речовини можуть відкладатися в придаткових коренях (кореневі шишки жоржини, Чистяк) і в головному корені (коренеплоди моркви, редьки). Причому верхня частина коренеплоду - видозмінене фундамент головного втечі, а нижче -відоізмененний головний корінь. Запасні речовини відкладаються в паренхимной тканини, яка у моркви, петрушки сильно розвинена в лубе, а ріпи, редьки в деревині. У коренеплоді буряка видно кільця. Це пояснюється роботою по черзі закладених декількох камбіальних кілець, кожне з яких утворює провідні тканини і запасаючу паренхиму. У тропічних деревних рослин є столбовідние коріння - підпірки. У дерев мангрових заростей - ходульні коріння, які створюють лижний ефект (тобто розподіляють масу на велику площу опори). У рослин тропіків, що ростуть на болотистому ґрунті, є дихальні корені - пневматофори. Дихальне коріння іноді утворюються і у наших верб, що ростуть по берегах водойм.
Коріння рослин здатні до співжиття з бактеріями і з грибами. У прикореневій зоні ґрунту кількість мікроорганізмів в сотні разів більше, ніж в решті грунті. Це пояснюється тим, що мікроорганізми тут знаходять джерела живлення (кореневі виділення, відмерлі тканини). Але і мікроорганізми корисні для рослини. Вони минерализуют органічні речовини і переводять елементи живлення в доступну для рослин форму. Ця прикоренева зона називається ризосферу. На коренях деяких рослин поселяються бульбочкові бактерії. Особливо вони характерні для рослин сімейства бобових. Бульбочкові бактерії, оселився в корені, викликають розростання тканин, що призводить до утворення бульбочок. Взаємовідносини рослин і бульбочкових бактерій зазвичай носять симбиотический характер, тобто взаємно корисні. Бульбочкові бактерії здатні засвоювати азот повітря і постачати їм рослина - господаря. Рослина ж забезпечує бактерії вуглеводами. Розвиток бульбочкових бактерій на коренях бобових дуже важливо для практики сільського господарства.
У природі широко поширена мікорізного коренів. Мікориза - це симбіоз вищих рослин з грибами. І вища рослина, і гриб з такого співжиття витягають взаємну користь. Гриб сприяє надходженню в рослину води, мінеральних речовин, крім того, гриб постачає рослина вітамінами групи «В». Рослина ж постачає гриб вуглеводами і іншими речовинами. Мікориза зустрічається у деревних, чагарникових і трав'янистих рослин. Дуже часто мікорізного гриб може поселятися на коренях тільки певного рослини. Тому відома приуроченість певних грибів до певних видів дерев (підберезники, підосичники, маслюки).