Филогенетически корень возник позже стебля и листа - в связи с переходом растений к жизни на суше и вероятно, произошёл от корнеподобных подземных веточек. У корня нет ни листьев, ни в определённом порядке расположенных почек. Для него характерен верхушечный рост в длину, боковые разветвления его возникают из внутренних тканей, точка роста покрыта корневым чехликом. Корневая система формируется на протяжении всей жизни растительного организма. Иногда корень может служить местом отложения в запас питательных веществ. В таком случае он видоизменяется.

Виды корней

Главный корень образуется из зародышевого корешка при прорастании семени. От него отходят боковые корни.

Придаточные корни развиваются на стеблях и листьях.

Боковые корни представляют собой ответвления любых корней.

Каждый корень (главный, боковые, придаточные) обладает способностью к ветвлению, что значительно увеличивает поверхность корневой системы, а это способствует лучшему укреплению растения в почве и улучшению его питания.

Типы корневых систем

Различают два основных типа корневых систем: стержневая, имеющая хорошо развитый главный корень, и мочковатая. Мочковатая корневая система состоит из большого числа придаточных корней, одинаковых по величине. Вся масса корней состоит из боковых или придаточных корешков и имеет вид мочки.

Сильно разветвлённая корневая система образует огромную поглощающую поверхность. Например,

• общая длина корней озимой ржи достигает 600 км;
• длина корневых волосков — 10 000 км;
• общая поверхность корней — 200 м 2 .

Это во много раз превышает площадь надземной массы.

Если у растения хорошо выражен главный корень и развиваются придаточные корни, то формируется корневая система смешанного типа (капуста, помидор).

Внешнее строение корня. Внутреннее строение корня

Зоны корня

Корневой чехлик

Корень растёт в длину своей верхушкой, где находятся молодые клетки образовательной ткани. Растущая часть покрыта корневым чехликом, защищающим кончик корня от повреждений, и облегчает продвижение корня в почве во время роста. Последняя функция осуществляется благодаря свойству внешних стенок корневого чехлика покрываться слизью, что уменьшает трение между корнем и частичками почвы. Могут даже раздвигать частички почвы. Клетки корневого чехлика живые, часто содержат зёрна крахмала. Клетки чехлика постоянно обновляются за счёт деления. Участвует в положительных геотропических реакциях (направление роста корня к центру Земли).

Клетки зоны деления активно делятся, протяженность этой зоны у разных видов и у разных корней одного и того же растения неодинакова.

За зоной деления расположена зона растяжения (зона роста). Протяжённость этой зоны не превышает нескольких миллиметров.

По мере завершения линейного роста наступает третий этап формирования корня — его дифференциация, образуется зона дифференциации и специализации клеток (или зона корневых волосков и всасывания). В этой зоне уже различают наружный слой эпиблемы (ризодермы) с корневыми волосками, слой первичной коры и центральный цилиндр.

Строение корневого волоска

Корневые волоски — это сильно удлинённые выросты наружных клеток, покрывающих корень. Количество корневых волосков очень велико (на 1 мм 2 от 200 до 300 волосков). Их длина достигает 10 мм. Формируются волоски очень быстро (у молодых сеянцев яблони за 30-40 часов). Корневые волоски недолговечны. Они отмирают через 10-20 дней, а на молодой части корня отрастают новые. Это обеспечивает освоение корнем новых почвенных горизонтов. Корень непрерывно растёт, образуя всё новые и новые участки корневых волосков. Волоски могут не только поглощать готовые растворы веществ, но и способствовать растворению некоторых веществ почвы, а затем всасывать их. Участок корня, где корневые волоски отмерли, некоторое время способен всасывать воду, но затем покрывается пробкой и теряет эту способность.

Оболочка волоска очень тонкая, что облегчает поглощение питательных веществ. Почти всю клетку волоска занимает вакуоль, окружённая тонким слоем цитоплазмы. Ядро находится в верхней части клетки. Вокруг клетки образуется слизистый чехол, который содействует склеиванию корневых волосков с частицами почвы, что улучшает их контакт и повышает гидрофильность системы. Поглощению способствует выделение корневыми волосками кислот (угольной, яблочной, лимонной), которые растворяют минеральные соли.

Корневые волоски играют и механическую роль — они служат опорой верхушке корня, которая проходит между частичками почвы.

Под микроскопом на поперечном срезе корня в зоне всасывания видно его строение на клеточном и тканевом уровнях. На поверхности корня — ризодерма, под ней — кора. Наружный слой коры — экзодерма, вовнутрь от неё — основная паренхима. Её тонкостенные живые клетки выполняют запасающую функцию, проводят растворы питательных веществ в радиальном направлении — от всасывающей ткани к сосудам древесины. В них же происходит синтез ряда жизненно важных для растения органических веществ. Внутренний слой коры — эндодерма. Растворы питательных веществ, поступающие из коры в центральный цилиндр через клетки эндодермы, проходят только через протопласт клеток.

Кора окружает центральный цилиндр корня. Она граничит со слоем клеток, долго сохраняющих способность к делению. Это перицикл. Клетки перицикла дают начало боковым корням, придаточным почкам и вторичным образовательным тканям. Вовнутрь от перицикла, в центре корня, находятся проводящие ткани: луб и древесина. Вместе они образуют радиальный проводящий пучок.

Проводящая система корня проводит воду и минеральные вещества из корня в стебель (восходящий ток) и органические вещества из стебля в корень (нисходящий ток). Состоит она из сосудисто-волокнистых пучков. Основными слагаемыми частями пучка являются участки флоэмы (по ним вещества передвигаются к корню) и ксилемы (по которым вещества передвигаются от корня). Основные проводящие элементы флоэмы — ситовидные трубки, ксилемы — трахеи (сосуды) и трахеиды.

Процессы жизнедеятельности корня

Транспорт воды в корне

Всасывание воды корневыми волосками из почвенного питательного раствора и проведение её в радиальном направлении по клеткам первичной коры через пропускные клетки в эндодерме к ксилеме радиального проводящего пучка. Интенсивность поглощения воды корневыми волосками называется сосущей силой (S), она равна разнице между осмотическим (P) и тургорным (T) давлением: S=P-T.

Когда осмотическое давление равно тургорному (P=T), то S=0, вода перестаёт поступать в клетку корневого волоска. Если концентрация веществ почвенного питательного раствора будет выше, чем внутри клетки, то вода будет выходить из клеток и наступит плазмолиз — растения завянут. Такое явление наблюдается в условиях сухости почвы, а также при неумеренном внесении минеральных удобрений. Внутри клеток корня сосущая сила корня возрастает от ризодермы по направлению к центральному цилиндру, поэтому вода движется по градиенту концентрации (т. е. из места с большей её концентрацией в место с меньшей концентрацией) и создаёт корневое давление, которое поднимает столбик воды по сосудам ксилемы, образуя восходящий ток. Это можно обнаружить на весенних безлистных стволах, когда собирают «сок», или на срезанных пнях. Истекание воды из древесины, свежих пней, листьев, называется «плачем» растений. Когда распускаются листья, то они тоже создают сосущую силу и притягивают воду к себе — образуется непрерывный столбик воды в каждом сосуде — капиллярное натяжение. Корневое давление является нижним двигателем водного тока, а сосущая сила листьев — верхним. Подтвердить это можно с помощью несложных опытов.

Всасывание воды корнями

Цель: выяснить основную функцию корня.

Что делаем: растение, выращенное на влажных опилках, отряхнём его корневую систему и опустим в стакан с водой его корни. Поверх воды для защиты её от испарения нальём тонкий слой растительного масла и отметим уровень.

Что наблюдаем: через день-два вода в ёмкости опустилась ниже отметки.

Результат: следовательно, корни всосали воду и подали её наверх к листьям.

Можно ещё проделать один опыт, доказывающий всасывание питательных веществ корнем.

Что делаем: срежем у растения стебель оставив пенёк высотой 2-3 см. На пенёк наденем резиновую трубку длиной 3 см, а на верхний конец наденем изогнутую стеклянную трубку высотой 20-25 см.

Что наблюдаем: вода в стеклянной трубке поднимается, и вытекает наружу.

Результат: это доказывает, что воду из почвы корень всасывает в стебель.

А влияет ли температура воды на интенсивность всасывания корнем воды?

Цель: выяснить, как температура влияет на работу корня.

Что делаем: один стакан должен быть с тёплой водой (+17-18ºС), а другой с холодной (+1-2ºС).

Что наблюдаем: в первом случае вода выделяется обильно, во втором — мало, или совсем приостанавливается.

Результат: это является доказательством того, что температура сильно влияет на работу корня.

Тёплая вода активно поглощается корнями. Корневое давление повышается.

Холодная вода плохо поглощается корнями. В этом случае корневое давление падает.

Минеральное питание

Физиологическая роль минеральных веществ очень велика. Они являются основой для синтеза органических соединений, а также факторами, которые изменяют физическое состояние коллоидов, т.е. непосредственно влияют на обмен веществ и строение протопласта; выполняют функцию катализаторов биохимических реакций; воздействуют на тургор клетки и проницаемость протоплазмы; являются центрами электрических и радиоактивных явлений в растительных организмах.

Установлено, что нормальное развитие растений возможно только при наличии в питательном растворе трёх неметаллов — азота, фосфора и серы и — и четырёх металлов — калия, магния, кальция и железа. Каждый из этих элементов имеет индивидуальное значение и не может быть заменён другим. Это макроэлементы, их концентрация в растении составляет 10 -2 –10%. Для нормального развития растений нужны микроэлементы, концентрация которых в клетке составляет 10 -5 –10 -3 %. Это бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден др. Все эти элементы есть в почве, но иногда в недостаточном количестве. Поэтому в почву вносят минеральные и органические удобрения.

Растение нормально растёт и развивается в том случае, если в окружающей корни среде будут содержаться все необходимые питательные вещества. Такой средой для большинства растений является почва.

Дыхание корней

Для нормального роста и развития растения необходимо чтобы к корню поступал свежий воздух. Проверим, так ли это?

Цель: нужен ли воздух корню?

Что делаем: возьмём два одинаковых сосуда с водой. В каждый сосуд поместим развивающие проростки. Воду в одном из сосудов каждый день насыщаем воздухом с помощью пульверизатора. На поверхность воды во втором сосуде нальём тонкий слой растительного масла, так как оно задерживает поступление воздуха в воду.

Что наблюдаем: через некоторое время растение во втором сосуде перестанет расти, зачахнет, и в конце концов погибнет.

Результат: гибель растения наступает из-за недостатка воздуха, необходимого для дыхания корня.

Видоизменения корней

У некоторых растений в корнях откладываются запасные питательные вещества. В них накапливаются углеводы, минеральные соли, витамины и другие вещества. Такие корни сильно разрастаются в толщину и приобретают необычный внешний вид. В формировании корнеплодов участвуют и корень, и стебель.

Корнеплоды

Если запасные вещества накапливаются в главном корне и в основании стебля главного побега, образуются корнеплоды (морковь). Растения, образующие корнеплоды, в основном двулетники. В первый год жизни они не цветут и накапливают в корнеплодах много питательных веществ. На второй — они быстро зацветают, используя накопленные питательные вещества и образуют плоды и семена.

Корневые клубни

У георгина запасные вещества накапливаются в придаточных корнях, образуя корневые клубни.

Бактериальные клубеньки

Своеобразно изменены боковые корни у клевера, люпина, люцерны. В молодых боковых корешках поселяются бактерии, что способствует усвоению газообразного азота почвенного воздуха. Такие корни приобретают вид клубеньков. Благодаря этим бактериям эти растения способны жить на бедных азотом почвах и делать их более плодородными.

Ходульные

У пандуса, произрастающего в приливно-отливной зоне, развиваются ходульные корни. Они высоко над водой удерживают на зыбком илистом грунте крупные облиственные побеги.

Воздушные

У тропических растений, живущих на ветвях деревьев, развиваются воздушные корни. Они часто встречаются у орхидей, бромелиевых, у некоторых папоротников. Воздушные корни свободно висят в воздухе, не достигая земли и поглощая попадающую на них влагу от дождя или росы.

Втягивающие

У луковичных и клубнелуковичных растений, например у крокусов, среди многочисленных нитевидных корней имеется несколько более толстых, так называемых втягивающих, корней. Сокращаясь, такие корни втягивают клубнелуковицу глубже в почву.

Столбовидные

У фикуса развиваются столбовидные надземные корни, или корни-подпорки.

Почва как среда обитания корней

Почва для растений является средой, из которой оно получает воду и элементы питания. Количество минеральных веществ в почве зависит от специфических особенностей материнской горной породы, деятельности организмов, от жизнедеятельности самих растений, от типа почвы.

Почвенные частицы конкурируют с корнями за влагу, удерживая её своей поверхностью. Это так называемая связанная вода, которая подразделяется на гигроскопическую и плёночную. Удерживается она силами молекулярного притяжения. Доступная растению влага представлена капиллярной водой, которая сосредоточена в мелких порах почвы.

Между влагой и воздушной фазой почвы складываются антагонистические отношения. Чем больше в почве крупных пор, тем лучше газовый режим этих почв, тем меньше влаги удерживает почва. Наиболее благоприятный водно-воздушный режим поддерживается в структурных почвах, где вода и воздух находятся одновременно и не мешают друг другу — вода заполняет капилляры внутри структурных агрегатов, а воздух — крупные поры между ними.

Характер взаимодействия растения и почвы в значительной степени связан с поглотительной способностью почвы — способностью удерживать или связывать химические соединения.

Микрофлора почвы разлагает органические вещества до более простых соединений, участвует в формировании структуры почвы. Характер этих процессов зависит от типа почвы, химического состава растительных остатков, физиологических свойств микроорганизмов и других факторов. В формировании структуры почвы принимают участие почвенные животные: кольчатые черви, личинки насекомых и др.

В результате совокупности биологических и химических процессов в почве образуется сложный комплекс органических веществ, который объединяют термином «гумус».

Метод водных культур

В каких солях нуждается растение, и какое влияние оказывают они на рост и развитие его, было установлено на опыте с водными культурами. Метод водных культур — это выращивание растений не в почве, а в водном растворе минеральных солей. В зависимости от поставленной цели в опыте можно исключить отдельную соль из раствора, уменьшить или увеличить ее содержание. Было выяснено, что удобрения, содержащие азот, способствуют росту растений, содержащие фосфор — скорейшему созреванию плодов, а содержащие калий — быстрейшему оттоку органических веществ от листьев к корням. В связи с этим содержащие азот удобрения рекомендуется вносить перед посевом или в первой половине лета, содержащие фосфор и калий — во второй половине лета.

С помощью метода водных культур удалось установить не только потребность растения в макроэлементах, но и выяснить роль различных микроэлементов.

В настоящее время известны случаи, когда выращивают растения методами гидропоники и аэропоники.

Гидропоника — выращивание растений в сосудах, заполненных гравием. Питательный раствор, содержащий необходимые элементы, подаётся в сосуды снизу.

Аэропоника — это воздушная культура растений. При этом способе корневая система находится в воздухе и автоматически (несколько раз в течение часа) опрыскивается слабым раствором питательных солей.

3. тест "Зоны корня"
ТЕСТЫ ПО БОТАНИКЕ

ИНТЕРАКТИВНЫЕ КАРТОЧКИ:
1. Внутреннее строение корня
2. Зоны корня
3. РОст корня

К О Р Е Н Ь
Корень	Осевой вегетативный орган растения, обладающий неограниченным верхушечным ростом, положительным геотропизмом, имеющий радиальное строение и никогда не несущий листьев. Верхушка корня защищена корневым чехликом.
Значение корня	Закрепление растения в почве, поглощение воды и минеральных солей, запасание органических веществ, синтез аминокислот и гормонов, дыхание, симбиоз с грибами и клубеньковыми бактериями, вегетативное размножение (у корне-отпрысковых растений).
Главный корень	Корень, развивающийся из зародышевого корешка.
Придаточный корень	Корень, развивающийся от стебля или листа.
Боковой корень	Ответвление главного, бокового или придаточного корня.
Корневая система
Система главного корня	Главный корень со всеми боковыми корнями и их ответвлениями.
Система придаточных корней	Придаточные корни со всеми боковыми корнями и их ответвлениями.
Стержневая корневая система	Корневая система с хорошо выраженным главным корнем стержневой формы.
Мочковатая корневая система	Корневая система, представленная в основном придаточными корнями, у которой не выделяется главный корень.
Корнеплод	Видоизмененный утолщенный главный корень, несущий при основании укороченный побег и выполняющий функцию запасания питательных веществ (морковь).
Корневой клубень	Видоизмененный утолщенный боковой или придаточный корень, выполняющий функцию запасания питательных веществ (георгин).
Зоны корня	Структуры, последовательно сменяющие друг друга по мере роста"корня в длину.
Зона деления	Конус нарастания, представленный верхушечной образовательной тканью, обеспечивающей рост корня в длину за счет непрерывного деления клеток.
Зона растяжения	Зона корня, где увеличивается размер клеток и начинается их специализация.
Зона всасывания	Перемещающаяся по мере роста зона, где происходит специализация клеток в различные ткани и всасывание воды из почвы при помощи корневых волосков.
Зона проведения	Зона корня, расположенная выше зоны всасывания, где по сосудам передвигаются вода и минеральные соли, а по ситовидным трубкам углеводы. Корень в этой зоне покрыт пробковой тканью.
Корневой чехлик

ШПАРГАЛКА.
Источник: http://www.hpora.ru/
Корень - подземная часть вегетативного тела растения, закрепляющая его в почве. Появился впервые у сосудистых растений.

Функции корня:

1. Поглощающая - вода с растворенными в ней веществами переносится через ксилему к надземным органам, где включается в процессы фотосинтеза.
2. Проводящая - через ксилему и флоэму корня происходит движение воды и питательных веществ.
3. Запасающая - синтезированные органические вещества по флоэме возвращаются из наземных органов в корень и запасаются.
4. Синтетическая - в корне синтезируются многие аминокислоты, гормоны, алкалоиды и др.
5. Якорная - закрепляют растение в грунте.

В корне различают главный корень и боковые корни. Первичный корень закладывается еще в зародыше, он ориентирован вниз и становится у голосеменных и цветковых растений главным. Боковые корни формируются на главном.

Корень - осевой орган, обладающий радиальной симметрией и неопределенно долго нарастающий в длину, благодаря деятельности апикальной (верхушечной) меристемы. От стебля он отличается тем, что на нем никогда не нарастают листья, а апикальная меристема прикрыта чехликом.

Типы корневых систем:

* Стержневая корневая система - включает главный и боковые корни, характерна для двудольных цветковых и голосеменных растений.
* Мочковатая - формируется из придаточных корней, которые вырастают из нижней части побега.

Почва, ее значение для жизни растений:

Почва состоит из твердых частиц, образующихся из материнской породы, тип которой определяет минеральный состав почвы. Содержание в почве воды - главный фактор для развития растений. Наиболее благоприятными для удержания воды считаются почвы, состоящие из частиц разного размера. Живые компоненты почвы (микроорганизмы, грибы, беспозвоночные и мелкие позвоночные животные) способствуют улучшению плодородия почв. Так, азотфиксирующие бактерии и сине-зеленые водоросли обогащают почву связанным азотом, микоризообразующие грибы стимулируют минеральное питание растений. Очень важно наличие в почве органических остатков, которые постоянно подвергаются минерализации микроорганизмами и являются непрерывным источником почвенного питания. Чем больше органических остатков в почве, тем она плодороднее.

Внутреннее строение корня . Проводящая система корня (ситовидные трубки и сосуды) радиально расположена в центре корня, образуя клетками основной ткани осевой цилиндр. По сосудам происходит транспорт воды с растворенными в ней веществами к наземным органам растения от корневых волосков. Между тяжами сосудов находятся ситовидное трубки. Они служат для транспортировки органических растворов от наземной части.растения к клеткам корня. Цежду флоэмой и ксилемой расположена образовательная ткань- камбий, клетки которого,непрерывно делятся, обеспечивая рост корня в толщину. Всасывание воды с растворенными в ней веществами осуществляется в зоне корневых волосков. Корневой волосок - это вырост клетки, он живет около 20 дней и заменяется новым.

Зоны корня на продольном разрезе:

1. Корневой чехлик:
2. Зона деления - делящиеся клетки образовательной ткани.
3. Зона роста - осуществляет рост корня в длину.
4. Зона всасывания - расположена выше зоны роста. Ее поверхность покрыта выростами наружных клеток - корневыми волосками, которые всасывают из почвы воду с растворенными в ней веществами. Корневые волоски покрыты слизью, которая растворяет минеральные частицы почвы, и корни прочно сцепляются с субстратом. В этой зоне закладываются боковые корни.
5. Зона проведения - в центре корня находится проводящая ткань, образованная древесиной (ксилемой) и лубом (флоэмой). Для зоны характерен постоянный рост. На ее долю приходится большая часть длины корня. Здесь корень утолщается, благодаря делению клеток камбия. В зоне проведения корень ветвится.

Зоны корня

Зона корня	Особенности клеток	Какой тканью образована	Функция
Корневой чехлик	Клетки мертвые, легко ослизняются	покровная	Защищает от механических повреждений, слизь способствует продвижению корня в почве
Зона деления	Клетки мелкие, постоянно делятся	образовательная	Клетки постоянно делятся, обеспечивая рост корня
Зона роста	Клетки молодые, растут, то есть удлиняются	образовательная	Клетки растягиваются, за счет них корень растет в длину
Зона всасывания	Зона представлена корневыми волосками. Корневой волосок – это вытянутая клетка	Основная, всасывающая	Корневые волоски всасывают растворенные в воде минеральные соли
Зона проведения	Зона представлена сосудами – это мертвые клетки	проводящая	По сосудам корня растворенные в воде минеральные вещества двигаются снизу вверх по стеблю

Видоизменения корней .
Корнеплоды. вследствие сильного разрастания паренхимы или за счет деятельности дополнительных слоев камбия происходит утолщение корня, его видоизменение в корнеплод. У редьки, свеклы и репы большая часть корнеплода образована разросшимся основанием стебля; у моркови, наоборот, главную часть корнеплода формирует главный корень. Корнеплоды приспособлены для запасания питательных веществ.
Другие видоизменения: корнеклубни (георгин),
воздушные корни (кукуруза).
корни-прицепки (плющи)

Контрольные вопросы

1. Что такое корень?
2. Какие функции выполняет корень?
3. Какие выделяют виды корней?
4. Что такое корневая система?
5. Какие типы корневых систем выделяют у однодольных растений? двудольных растений?
6. Из каких зон состоит корень? Какую функцию выполняет каждая из них?
7. Что представляет собой корневой чехлик? Охарактеризовать его функции и особенности строения.
8. Какие видоизмененные корни вы знаете?
9. В чем сходство и отличие в строении корня моркови, редьки и свеклы?

Использованы рисунки с сайта

Корневая система почти любого покрытосеменного растения состоит из множества корней. Каждый отдельно взятый корень растет своей верхушкой, или кончиком (будем считать это нижней частью корня). Благодаря этому корень может продвигаться в почве в глубь или в стороны. Это дает возможность всасывать воду и минеральные вещества там, где корни их еще не всасывали. Таким образом, чем дальше участок корня от своего кончика (и соответственно ближе к стеблю), тем он старее. В этих местах корни не растут в длину, здесь они в основном только проводят вещества в обе стороны (вверх и вниз).

Если растущую часть корня разрезать вдоль (как бы симметрично разрезать на левую и правую части), то, начиная от кончика и вверх, можно увидеть четыре зоны корня: деления, роста, всасывания, проведения. Понятно, что в зоне деления клетки делятся, в зоне роста - растут, в зоне всасывания - поглощают воду и растворенные в ней вещества, в зоне проведения - проводят воду и вещества по направлению к стеблю. То есть благодаря этим зонам корень выполняет одну из своих основных функций - обеспечивает растение водой и минеральными веществами.

Зона деления прикрыта так называемым корневым чехликом . Он прикрывает самый кончик корня и защищает зону деления от повреждений. Клетки корневого чехлика выделяют слизь.

Корень обладает так называемым положительным геотропизмом. Это означает, что он растет вниз, к центру Земли. И именно клетки корневого чехлика отвечают за эту способность.
Клетки корневого чехлика быстро слущиваются и заменяются новыми.

Под корневым чехликом и чуть выше его находится зона деления . Она состоит из клеток образовательной ткани, которые постоянно делятся. Клетки в этой зоне мелкие с тонкими стенками.

Более верхние клетки зоны деления перестают делится и начинают расти, в основном за счет вытягивания вдоль корня. Таким образом, они уже входят (или формируют) зону роста корня. Зону роста также нередко называют зоной растяжения .

Вместе, корневой чехлик и зоны деления и растяжения составляют всего несколько миллиметров. Выше находится зона всасывания , состоящая из корневых волосков. Именно в этом месте корень поглощает воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Обычно каждый корневой волосок имеет длину не более 1 сантиметра и очень тонкий. Он представляет собой боковой вырост клетки кожицы корня (это покровная ткань). То есть один волосок - это одна клетка, причем даже не целая клетка, а ее часть. При этом корневые волоски можно увидеть у проростков многих растений невооруженным глазом. Все вместе они похожи на пушок. Под микроскопом можно увидеть, что корневой волосок является живой клеткой. В нем есть цитоплазма, ядро, лейкопласты, вакуоль, митохондрии и различные включения.

Корневые волоски живут не долго, у каждого вида по-разному. Но в среднем где-то 15 дней. Выше по корню находятся более старые волоски, и они отмирают, а снизу, сразу за зоной роста, начинают образовываться новые волоски. Таким образом, кончик корня (чехлик, зоны деления, роста, всасывания) постоянно смещается, проникая вглубь почвы.

Выше зоны всасывания (и даже немного заходя внутрь нее в центральной части корня) находится зона проведения . В центральной оси этой зоны находятся сосуды, по которым водный раствор поднимается вверх по направлению к стеблю. Сосуды относятся к проводящей ткани.

От корневых волосков до сосудов вода и минеральные вещества передвигаются по клеткам паренхимы (это основная ткань). Это передвижение осуществляется за счет так называемой сосущей силы, которую вызывает разность тургорного и осмотического давления.

В зоне проведения есть не только сосуды, но и ситовидные трубки. По ним в корень из побега поступают органические вещества. Они нужны корню для питания (от этого зависит его рост и развитие).

Корневой чехлик и зона деления

1) В каком отделе корня расположен чехлик, зачем он нужен и какими клетками представлен? Чехлик находится непосредственно на кончике корня, он играет защитную роль. Состоит он из нескольких слоев, при этом внешний слой имеет слизь, его клетки постоянно отрываются.

2) Благодаря чему чехлик восстанавливает размеры? За счет зоны деления - места, где расположена образовательная ткань, которая все время делится.

3) В чем значение зоны деления помимо пополнения клеток чехлика? Она формирует все другие клетки корня.

Зона роста (растяжения)

1) Какое место имеет зона роста в корне? Расположена за зоной деления, перед зоной всасывания.

2) Клетки какой ткани входят в состав зоны роста? В чем их особенности? В нее входят частично клетки образовательной ткани, но есть и клетки, которые закончили деление и просто растут. Клетки растут благодаря поглощению влаги и формированию крупных вакуолей, поэтому этот участок корня удлиняется.

3) В чем функция зоны роста? Она толкает зону деления вперед, вглубь почвы, вместе с корневым чехликом.

4) В клетки каких тканей могут превращаться выросшие клетки зоны роста? Одна часть клеток превратится в клетки покровной ткани, вторая станет клетками ткани основной, наконец, оставшаяся часть - это клетки проводящей ткани.

5) Как на опыте доказать, что корень растет со стороны верхушки, за счет зоны деления и зоны роста? Нанесем на проросток фасоли (или конского боба) две пары черточек-меток - первую у верхушки корня, вторую его основания. Буквально спустя сутки мы увидим, что расстояние между метками увеличилось только у верхушки корня. Вывод прост - корень характеризуется именно верхушечным ростом.

Зона всасывания

1) В данной зоне расположены корневые волоски. Какое строение имеют их клетки? Оболочки клеток тонкие, слизистые, центральные вакуоли крупные. Длина волосков от 0,1 до 1,5 миллиметров, но иногда они могут достигать 8-9 мм, например, это свойственно пшенице.

2) Зачем нужны волоски? Они в ходе развития плотно сцепляются с микроскопическими комочками почвы, а содержащаяся на них слизь активно растворяет минералы в почве. Таким образом множественные волоски увеличивают в десятки, а иногда и в сотни раз бывшую до того небольшой всасывающую поверхность корня. Впрочем, живет корневой волосок недолго, самое большее несколько дней.

3) Где отмирают и где растут новые корневые волоски? Отмирают они в конце зоны всасывания, новые появляются вблизи зоны роста. Делаем вывод, что зона всасывания все время растет, проникая в новые слои почвы. Однако в целом зона всасывания сохраняет прежнюю длину.

Внутреннее строение корня в зоне всасывания

1) Наружный слой клеток, кожица (называемая ризодермой или эпиблемой), образован корневыми волосками.

2) Клетки коры корня являются следующим слоем. Они представляют собой живые, тонкостенные клетки, между которыми расположены крупные межклетники.

3) В коре можно выделить три слоя - наружный плотный (он примыкает к кожице, и в зоне проведения берет на себя функции кожицы после ее отмирания), центр коры из крупных клеток, внутренняя часть коры (представлена одним слоем смыкающихся клеток). В коре корня могут запасаться вещества, например, витамины, крахмал, белки.

4) Проводящие ткани в центре корня: центральный цилиндр, куда входят древесина и луб. Сосуды древесины центрального цилиндра - каковы они? Длинные полые трубки, без живого содержимого, с одревесневевшими стенками, по которым движется вода с содержащимися в ней необходимыми минеральными солями. Ситовидные трубки луба построены из живых клеток, для которых характерны поперечные перегородки в виде сита (отсюда и название), но без ядра. Сердцевины в корне нет. Как расположена древесина и луб в центральном цилиндре в зоне всасывания? Древесина находится в центре, ее лучи доходят до периферии центрального цилиндра. Различные виды растений имеют от трех до нескольких десятков лучей. Луб расположен между лучами древесины.

Зона проведения

1) Что происходит с клетками наружного слоя коры после того, как отмирают корневые волоски? Они также отмирают, и мертвые защищают внутренние части корня от повреждений и бактерий. Такой участок корня уже не может всасывать, а только проводит вещества.

2) Растет ли зона проведения? Да. И еще на нее приходится большая часть длины долгоживущих корней.

Зоны корня

Корень имеет клеточное строение. Разные его участки состоят из неодинаковых клеток, образующих зоны корня: o корневой чехлик (рис. 28) (лат. саіур^а);

Рис. 28. Часть корня дводольної растения (Рейвн, Эверт, Айкхорн, 1990):

1 - корневые волоски;

2 - корневой чехлик.

o зона разделения, или зона эмбрионального роста;

o зона растяжения;

o зона всасывания, или зона корневых волосков (рис. 29);

o зона проведения, или зона боковых корней.

Взаимосвязь строения зон корня с его функциями представлен в таблице 8. Место перехода корня в стебель называется корневой шейкой. Она выделяется утолщением и темнее окраской коры.

Первичное строение корня

У корня различают первичную и вторичную строение.

Первичное строение корня - строение, при которой функционируют первичные меристемы. Первичное строение корня свойственна однодольним растениям в течение всей жизни и всем голонасінним и дводольним растениям в молодых участках корня до начала функционирования вторичных меристем. При первичном строении корня на поперечном срезе выделяют следующие участки:

1. Ризодерма (эпиблема) - первичная покровная ткань, клетки которой образуют корневые волоски.

Таблица 8

ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРОЕНИЯ ЗОН КОРНЯ С ФУНКЦИЯМИ

Зоны корня	Особенности строения
Корневой чехлик	паренхимной клетки с утолщенными клеточными стенками; клетки имеют повышенный тургор	защита зоны деления от механических повреждений; облегчение продвижение корня в почве
Зона разделения, или зона эмбрионального роста	мелкие клетки с тонкими клеточными стенками и крупными ядрами	интенсивное деление клеток
растяжение	клетки вследствие растяжения приобретают цилиндрической формы, их ядро смещено в сторону, а мелкие вакуоли, объединяясь, образуют несколько крупных вакуолей	рост корня и его постепенное углубление в почву
Зона всасывания, или зона корневых волосков	корневые волоски - одноклеточные выросты наружных клеток корня (длиной от 1-2 до 60 мм)	всасывание воды и растворенных в ней минеральных солей из почвы
Зона проведения, или зона боковых корней	сосуды (входят в состав ксилемы) - мертвые клетки с разрушенными поперечными перегородками; ситоподібні трубки (входят в состав флоэмы) - живые клетки, в которых поперечные перфорированные перегородки	перемещение воды и растворенных в ней минеральных солей частей побега - стебля и листьев (восходящий поток); перемещение органических веществ, необходимых для питания клеток корня (нисходящий поток); эндогенная закладка боковых корней.

2. в Первичная кора - многослойная ткань, которая состоит из:

а) екзодерми - слой крупных многоугольных живых клеток, плотно с" объединенных друг с другом радиальными стенками, которые выполняют функции защиты и пропускания воды и солей (впоследствии корковіють и выполняют лишь защитную функцию);

б) мезодермы - многослойная паренхима, состоящая из живых клеток;

в) ендодерми - один слой плотно зімкнених клеток, стенки которых постепенно корковіють за счет суберину (поэтому они не пропускают водє и газы); между этими клетками расположены живые тонкостенные пропускные клетки, сквозь которые проходит вода с растворенными веществами с первичной коры до ксилемы центрального цилиндра.

3. в Центральный цилиндр, или стелла (от лат. stela, от греч. stele - столб) состоит из различных тканей:

а) перицикл (перикамбій) - слой живых тонкостенных паренхимных клеток, которые периодически делятся и дают начало боковым корням и другим тканям (вторичная образовательная ткань);

б) паренхімна ткань, в которой радиально расположен сосудистый пучок, который состоит из ксилемы и флоэмы; флоэма и ксилема располагаются на разных радиусах (ксилема ближе к центру).