Строение корней

← Визуальный урок

Зачем растению корни

Корни закрепляют растение и получают из почвы воду с растворёнными минеральными веществами. Корневая система — все корни одного растения. Её разветвления помогают растению удерживаться в почве и соприкасаться с большим её объёмом. У некоторых растений корни также запасают органические вещества.

Вода нужна клеткам и участвует в жизненных процессах. Минеральные вещества нужны для роста и работы клеток. Это не означает, что из почвы растение получает готовый сахар: органические вещества образуются в зелёных частях при фотосинтезе и могут поступать к корням по проводящим тканям.

В этом уроке мы рассмотрим происхождение корней, сравним две корневые системы и изучим молодой растущий корень. Вспомни, что клетка — единица строения растения, а ткань — группа клеток с общей ролью.

Главный, боковой и придаточный корень

Главный корень развивается из корешка зародыша семени. Он появляется при прорастании. У молодой фасоли обычно легко проследить его от основания побега к кончику. Боковой корень развивается на другом корне: главном, придаточном или более старом боковом. Придаточный корень возникает на стебле, а у некоторых растений — на листе.

Название зависит от происхождения, а не от размера. Даже крупный корень, выросший от стебля, остаётся придаточным. Маленький боковой корень не становится главным только потому, что начал расти быстрее остальных.

Пример. На побеге томата образовался корень, а затем на этом корне выросло ответвление. Первый корень придаточный: его начало находится на стебле. Ответвление боковое: оно начинается на корне.

Как различить две корневые системы

В стержневой корневой системе главный корень заметно развит и отличается от более тонких боковых корней. Такой пример даёт молодая фасоль, выращенная из семени. В мочковатой корневой системе нет явно преобладающего главного корня. Много придаточных корней от основания стебля вместе с боковыми корнями образуют пучок. Пример — пшеница.

Сравнивай одни и те же признаки: есть ли выраженный главный корень, откуда начинаются остальные корни и как они ветвятся. Два растения с разной длиной корней могут иметь одинаковый тип системы.

Стержневая система часто встречается у двудольных, мочковатая — у однодольных. Но это не безошибочный определитель. Возраст и способ размножения меняют внешний вид корневой системы. У некоторых многолетних двудольных главный корень перестаёт преобладать, а придаточные развиваются сильнее. Для определения группы нужны и другие признаки, например число семядолей.

Что находится у кончика корня

На самом кончике находится корневой чехлик. Он защищает растущую верхушку, когда корень продвигается между частицами почвы. Наружные клетки чехлика постепенно слущиваются, а новые заменяют их.

За чехликом находится зона деления. Её мелкие, плотно расположенные клетки относятся к образовательной ткани. Они делятся и образуют новые клетки. Дальше от кончика расположена зона растяжения: клетки увеличиваются в длину. Образование клеток и их вытягивание обеспечивают рост корня.

На рисунке зоны показаны крупно и разными цветами, чтобы их было легче сравнить. В настоящем корне нет цветных полос и резких нарисованных границ. Размеры зон зависят от растения и условий.

Как по меткам понять, где растёт корень

Представь два рисунка одного корня. На первом промежутки между метками одинаковы. На втором промежутки у кончика стали больше, а в старом участке остались почти прежними. Это показывает, что рост в длину происходит главным образом в молодом участке у верхушки.

Метки не объясняют всё происходящее внутри. Увеличение расстояний связано с вытягиванием клеток; появление новых клеток устанавливают, рассматривая деление в образовательной ткани. Эти процессы связаны, но не одинаковы.

В интерактиве кадры — условная схема, а не видеозапись и не измерения конкретного проростка. Для настоящего наблюдения с учителем подготовь сопоставимые проростки, отметь исходное положение и время, сохрани одинаковые условия, затем сравни одни и те же участки. Не приписывай рисунку точную скорость роста.

Волосок — вырост одной клетки

Дальше от верхушки расположен участок с корневыми волосками — зона всасывания. Корневой волосок представляет собой тонкий вырост одной наружной клетки корня. Его оболочка непрерывно переходит в оболочку клетки. Внутри находятся цитоплазма, ядро и вакуоль с клеточным соком; эти структуры показаны в отдельной увеличенной схеме.

Волоски соприкасаются с влажными частицами почвы и увеличивают поверхность контакта. Через наружные клетки корня, в том числе волоски, поступают вода и растворённые минеральные вещества. Сахар не является веществом, которое растение обязательно получает из почвы.

Сравни волосок с клеткой кожицы лука. У обеих есть клеточная стенка, мембрана, цитоплазма, ядро и вакуоль. Но форма различается: длинный вырост помогает корневой клетке соприкасаться с почвой.

Почему волосок и боковой корень — разные структуры

Боковой корень состоит из многих клеток и нескольких тканей. У него своя растущая верхушка и чехлик. Корневой волосок — часть одной клетки, у него нет собственной корневой верхушки. Тонкий вид сам по себе не делает объект волоском.

Волоски недолговечны. В стареющей части они исчезают, а ближе к растущей верхушке новые наружные клетки образуют новые волоски. Поэтому участок с волосками перемещается по мере роста корня. Это не означает, что каждый старый волосок ползёт к кончику.

На макроиллюстрации сначала найди гладкий кончик, затем область без волосков за ним и только после этого участок с волосками. Лупа увеличивает сам рисунок: по нему нельзя определять реальные размеры.

О форме и росте корневых волосков: исследование роста клеточной поверхности у Medicago.

Как вещества проходят по корню

Дальше от кончика находится зона проведения. В её проводящих тканях вода с растворёнными минеральными веществами перемещается к стеблю и листьям. По другим проводящим клеткам к корню поступают органические вещества из зелёных частей растения. Поэтому выражение «всё движется только вверх» неверно.

На более старом участке развиваются боковые корни. В корне есть не только проводящие ткани. Образовательная ткань производит новые клетки, покровная отделяет растение от среды, основная занимает значительную часть корня, а механическая помогает выдерживать нагрузки.

Пять частей схемы удобно перечислить от кончика к стеблю: чехлик → деление → растяжение → всасывание → проведение. Чехлик обозначает защитную часть верхушки, а остальные названия описывают главные процессы в участках корня.

Почему при пересадке сохраняют ком почвы

Молодые корни и волоски легко повреждаются и высыхают. Если отряхнуть почву с рассады или вытянуть её за стебель, можно нарушить поглощение воды. Для маленького здорового растения в учебной задаче выбираем бережную пересадку с влажным комом.

Подготовь место заранее. Поддерживай ком снизу, сохрани его по возможности целым и не оставляй корни надолго открытыми. Помести растение на подходящую для него глубину, заполни промежутки почвой и полей. Вода помогает увлажнить почву возле корней. Конкретные глубина, полив и уход зависят от растения и условий.

Это не правило «никогда не трогать никакие корни». Переплетённые, повреждённые или больные корни требуют отдельного решения. Такие случаи разбирают со специалистом. В нашем задании корни здоровые и не образуют плотного клубка.

Пикировка — рассаживание молодых сеянцев, например из общей ёмкости в отдельные горшки. Иногда при этом укорачивают кончик главного корня, чтобы изменить ветвление. Не каждому растению нужен такой приём; его выбирают отдельно от самой пересадки.

Бережная пикировка, RHS; высадка овощной рассады, University of Maryland Extension.

Корни могут вырасти от стебля

У томата на заглублённой части стебля могут образовываться придаточные корни. Подсыпание почвы к основанию стебля называют окучиванием. У томата такой приём может увеличить число придаточных корней. Не все растения реагируют одинаково: приём выбирают с учётом культуры.

На черенках некоторых комнатных растений, например колеуса и пеларгонии, также развиваются придаточные корни. С учителем можно наблюдать подготовленный черенок и записывать дату появления корней. Указание «должны вырасти за три дня» было бы неверным: срок зависит от вида и условий.

Удаление кончика главного корня прекращает рост повреждённой верхушки и может изменить ветвление. Это не универсальный способ улучшить любое растение. Если класс изучает такой опыт, нужны контрольные и опытные растения одного вида и сходного возраста; условия должны совпадать. Не выполняй обрезку корней самостоятельно.

Посадка томатов и корни на стебле, University of Maryland Extension.

Наблюдение и самопроверка

Рассмотри подготовленные проростки фасоли и пшеницы с сохранёнными корнями. Запиши название растения, наличие выраженного главного корня, начало других корней и тип системы. Не вырывай растения ради этого задания: используй выращенные для работы образцы или фотографии.

На корешке заранее пророщенного редиса или пшеницы найди кончик и пушок выше него. Сначала используй лупу, затем подготовленный учителем микропрепарат. Сделай собственный рисунок и подпиши только то, что удалось рассмотреть. Ядро и мембрану не всегда можно различить без специальной подготовки; не дорисовывай их как наблюдаемые факты.

1. Корень вырос от стебля. Какой он?

Придаточный. Важна точка происхождения.

2. Почему волосков нет на самом кончике?

Кончик покрыт чехликом. Волоски образуются у наружных клеток дальше от верхушки, в зоне всасывания.

3. Чем деление отличается от растяжения?

При делении появляются новые клетки; при растяжении клетки увеличиваются в длину.

4. Почему нельзя назвать каждый тонкий корень волоском?

Корень состоит из многих клеток и имеет верхушку. Волосок — вырост одной клетки.

5. Как объяснить бережную пересадку?

Сохранение влажного кома уменьшает повреждение и высыхание молодых корней и волосков, поддерживая поглощение воды.

Учителю: два занятия и критерии понимания

Цели: различать три вида корней по происхождению; сравнивать две системы; связывать расположение участков с делением, растяжением, всасыванием и проведением; отличать волосок от бокового корня; обосновывать бережную пересадку.

Первое занятие: происхождение корней, сравнение фасоли и пшеницы, реальные образцы и таблица наблюдений. Второе: зоны, метки роста, волосок, микропрепарат и выбор действий при пересадке. Дополнительный блок о томате и черенках можно использовать для обсуждения или последующего наблюдения. Ориентир — два занятия по 35–45 минут, в зависимости от времени практики.

Проростки и микропрепараты готовят заранее. Результат ученика — собственный подписанный рисунок или описание наблюдаемого образца с объяснением. Проверки на странице не заменяют практику. Для облегчения оставьте открытыми определения зон; для углубления предложите определить происхождение ответвления на придаточном корне и объяснить исключения из правила о двудольных.

Признаки понимания: ученик ссылается на место начала корня, а не его длину; отличает число клеток от их размера; не помещает волоски на чехлик; не обещает гарантированное приживание после любого полива. Свободные записи оценивайте по связи «строение → действие → причина», а не по наличию отдельных ключевых слов.