§ 12. Корень, его строение

Определения и обозначения

Корень — вегетативный орган растения, который закрепляет его в почве, поглощает воду и минеральные вещества и может выполнять другие функции. Это не просто подземная часть растения: у корня есть собственные зоны и особенности строения. Благодаря им растение удерживается на месте и получает необходимые вещества.

Корневой чехлик — защитная ткань на верхушке корня, предохраняющая нежные клетки при продвижении в почве. Он прикрывает участок, от которого зависит дальнейший рост корня. Без такой защиты клетки могли бы повреждаться при контакте с частицами почвы.

Корневой волосок — вырост клетки покровной ткани корня, увеличивающий поверхность поглощения воды и минеральных веществ. Множество волосков расширяет область соприкосновения корня с почвой. Поэтому корень получает больше воды и растворённых в ней веществ.

Зона корня — участок корня, клетки которого имеют определённое строение и выполняют характерные функции. Разные зоны связаны друг с другом, но работа каждой из них различается. По расположению и строению участка можно понять, что именно происходит в этой части корня.

Как это устроено

Корень продвигается в почву верхушкой, потому что именно у неё сосредоточены клетки, обеспечивающие рост. Самый кончик закрыт корневым чехликом: он принимает на себя трение о почву и защищает более нежные ткани. Наружные клетки чехлика постепенно стираются, но сменяются новыми. Так верхушка сохраняет защиту, пока корень растёт.

Сразу за чехликом находится зона деления. Её клетки часто делятся, и при каждом делении образуются новые клетки. Без этого пополнения корень не мог бы увеличиваться и создавать клетки для следующих участков. Часть новых клеток остаётся в зоне деления, а другие постепенно переходят к дальнейшему развитию.

Выше расположена зона растяжения. Здесь клетки в основном не делятся, а увеличиваются в длину и объёме. За счёт такого изменения корень становится длиннее и продвигается глубже или в стороны между частицами почвы. Поэтому деление и растяжение — разные этапы: сначала появляются клетки, затем они удлиняются.

В зоне всасывания клетки наружного покрова образуют тонкие корневые волоски. Они соприкасаются с частицами почвы и водой вокруг них. Поскольку волосков много, общая поверхность корня возрастает, а вместе с ней увеличивается возможность поглощать воду и растворённые минеральные вещества. Если этот участок повреждён или закрыт, поступление веществ в растение ослабевает.

Дальше находится зона проведения. По внутренним тканям корня вода и растворённые минеральные вещества перемещаются к стеблю и другим органам растения. В обратном направлении к корню могут поступать вещества, образованные в других частях растения. В этой зоне также закладываются боковые корни, которые помогают осваивать новые участки почвы и укрепляют растение.

Зоны корня и их функции

Чтобы определить зону, сначала найди её положение относительно верхушки, а затем проверь особенности строения. Корневые волоски указывают на зону всасывания, а удлиняющиеся клетки — на зону растяжения. Так таблица помогает связать место участка с его работой.

Разбор задач

Задача 1. Ученик рассматривает верхушку молодого корня и должен определить, какая структура защищает её при росте в почве. Нужно обратить внимание на расположение структуры: она находится непосредственно на кончике корня. Затем следует сопоставить это положение с функцией защиты.

1. Находим самый кончик корня: это участок, который первым соприкасается с частицами почвы.
2. Вспоминаем, что нежные клетки верхушки нуждаются в защите от трения и повреждений.
3. Соотносим защиту верхушки с корневым чехликом, который покрывает её снаружи.

Ответ. Верхушку защищает корневой чехлик. Он помогает корню продвигаться между частицами почвы, предохраняя клетки роста. Зона деления расположена за чехликом, поэтому эти понятия нельзя смешивать.

Задача 2. На рисунке корня отмечены участки с корневыми волосками и без них. Нужно определить, где активнее поглощаются вода и минеральные вещества, и объяснить почему. Для этого сначала узнаём корневые волоски по внешнему виду. Затем связываем их наличие с увеличением площади соприкосновения с почвой.

1. Находим участок, на котором видны многочисленные тонкие выросты покровных клеток.
2. Определяем его как зону всасывания: именно здесь образуются корневые волоски.
3. Сравниваем поверхность этого участка с гладким участком без волосков: у первого она больше, значит, он активнее поглощает вещества.

Ответ. Активнее всасывание происходит на участке с корневыми волосками. Выросты увеличивают поверхность корня, соприкасающуюся с почвенной водой. Поэтому через этот участок в растение поступает больше воды и растворённых минеральных веществ.

Задача 3. В опыте часть корня с корневыми волосками покрыли водонепроницаемым веществом. Нужно предсказать, что произойдёт с растением и какая функция корня нарушится. Покрытие не пропускает воду, поэтому важно учитывать не только наличие волосков, но и возможность обмена веществ с почвой. Ответ строим как цепочку причин и последствий.

1. Определяем покрытый участок: корневые волоски показывают, что это зона всасывания.
2. Учитываем, что водонепроницаемый слой мешает воде и растворённым веществам проходить через поверхность корня.
3. Делаем вывод: поглощение на закрытом участке уменьшится, а при значительном нарушении растение будет получать меньше воды и минеральных веществ.

Ответ. Поступление воды и растворённых минеральных веществ в растение ослабнет. Нарушится всасывательная функция корня. Насколько заметно пострадает растение, зависит от того, какая часть зоны волосков покрыта и могут ли оставшиеся участки продолжать поглощение.

Типичные ошибки

Корневой чехлик иногда принимают за зону роста, потому что он находится на кончике корня. Но его главная роль — защита, а деление клеток происходит за ним, в зоне деления. Чтобы проверить себя, вспомни: чехлик прикрывает верхушку, а не производит клетки.

Зоны деления и растяжения путают, потому что обе связаны с увеличением длины корня. Однако в зоне деления появляются новые клетки, а в зоне растяжения уже образовавшиеся клетки удлиняются. Проверь себя вопросом: клетки здесь рождаются или главным образом вытягиваются?

Корневые волоски можно ошибочно принять за маленькие отдельные корни из-за их вытянутой формы. На самом деле каждый волосок — это вырост одной клетки покровной ткани в зоне всасывания. Если структура является частью клетки, а не самостоятельным органом с собственными зонами, это корневой волосок.

Неверно считать, что воду поглощает только кончик корня: на нём находится чехлик, а основное всасывание связано с зоной корневых волосков. Такая путаница возникает, если представлять корень как однородную часть растения. Проверь себя по строению: где видны волоски, там и находится главный участок поглощения.

Связь с другими темами

Для понимания строения корня нужно знать, что клетки растений могут различаться по строению и специализации. Специализация означает, что клетка приспособлена к определённой работе, например к защите или поглощению. Ткани состоят из клеток, сходных по строению и функциям. Поэтому особенности корневых зон объясняются работой образующих их клеток.

Знание строения корня пригодится при изучении минерального питания и перемещения веществ в растении. Оно помогает понять, откуда поступают вода и минеральные вещества и как они достигают других органов. Строение корней также связано с приспособлением растений к разным условиям среды: корни могут осваивать разные слои почвы и укреплять растение.

Что запомнить

• Корень закрепляет растение в почве и поглощает воду с растворёнными минеральными веществами.
• Корневой чехлик защищает верхушку растущего корня.
• В зоне деления образуются новые клетки.
• В зоне растяжения клетки удлиняются, и корень растёт.
• Корневые волоски находятся в зоне всасывания и увеличивают поверхность поглощения.
• В зоне проведения вещества перемещаются к другим органам растения.