§ 4. Клеточное строение корня

Определения и обозначения

Корневой чехлик — слой клеток, который покрывает верхушку корня. Он защищает нежные клетки от трения и повреждений, пока корень продвигается между частицами почвы. Чехлик помогает сохранить участок, где образуются и растут клетки.

Зона деления — участок у верхушки корня, расположенный за корневым чехликом, где клетки активно делятся. При делении из одной клетки образуются новые, поэтому корень получает материал для дальнейшего роста. Эти клетки затем могут увеличиваться и становиться частью разных тканей.

Зона роста — участок корня, в котором клетки увеличиваются в размерах и особенно удлиняются. За счёт этого удлинения корень становится длиннее и продвигается в почве. Значит, здесь новые клетки не столько появляются, сколько растут.

Корневой волосок — тонкий вырост клетки наружного слоя корня в зоне всасывания. Множество волосков увеличивает площадь соприкосновения корня с почвой. Благодаря этому растение эффективнее получает воду и растворённые в ней вещества.

Как это устроено

Если двигаться от верхушки корня вверх, сначала встречается корневой чехлик, затем зона деления, зона роста, зона всасывания и зона проведения. Такое расположение связано с тем, как постепенно меняются клетки: сначала они образуются, потом увеличиваются, а позднее приобретают особенности, нужные для выполнения определённых задач. Поэтому участки корня не случайно соседствуют друг с другом, а составляют последовательность этапов развития клеток.

Верхушка корня первой соприкасается с плотной почвой, поэтому её нежным клеткам нужна защита. Корневой чехлик принимает на себя трение и помогает верхушке двигаться между частицами земли. При продвижении наружные клетки чехлика стираются, но их место занимают новые, поэтому защитный слой сохраняется.

За чехликом находится зона деления, где клетки многократно делятся. В результате появляется запас новых клеток, необходимых для образования тканей корня. По мере удаления от зоны деления клетки начинают увеличиваться и специализироваться, то есть приобретать строение, подходящее для конкретной работы. Это связывает появление клеток с их дальнейшим ростом и функциями.

В зоне роста клетки увеличиваются, а многие из них заметно удлиняются. Когда их размер становится больше, увеличивается и длина участка корня, поэтому его верхушка продвигается глубже в почву. Рост не происходит за счёт того, что весь корень одинаково растягивается: особенно важны клетки этой зоны, расположенной за зоной деления.

В зоне всасывания клетки наружного слоя образуют корневые волоски, которые проникают между частицами почвы. Их многочисленность увеличивает поверхность, через которую корень соприкасается с почвенной влагой, поэтому поглощение воды и растворённых веществ становится эффективнее. Далее вещества попадают во внутренние клетки корня и движутся по ним к другим его частям. Участок, где происходит такое проведение, называют зоной проведения.

Участки корня и особенности их клеток

Читайте таблицу снизу вверх по функциям клеток, если нужно проследить, как корень развивается от верхушки. Чтобы определить, где происходит конкретный процесс, сопоставьте расположение участка и особенности его клеток. Например, делящиеся клетки указывают на зону деления, а волоски — на зону всасывания.

Разбор задач

Задача 1. На схеме корня обозначены верхушка, участок с мелкими клетками, участок с удлиняющимися клетками и участок с корневыми волосками. Назовите соответствующие зоны. Сопоставьте каждую особенность с функцией клеток, а не только с её положением. Так вы не перепутаете соседние участки.

1. Верхушка покрыта корневым чехликом, который защищает её при движении в почве.
2. Участок с мелкими делящимися клетками за чехликом — зона деления; там образуются новые клетки.
3. Клетки, которые удлиняются, относятся к зоне роста, а участок с волосками — к зоне всасывания.

Ответ: верхушку покрывает корневой чехлик, участок с мелкими клетками — зона деления, с удлиняющимися — зона роста, с волосками — зона всасывания. Определить зоны помогли признаки клеток и их положение. Важно различать появление новых клеток и увеличение уже образовавшихся.

Задача 2. У молодого корня повредили корневой чехлик. Какая часть корня лишилась защиты и как повреждение может повлиять на рост в почве? Сначала найдите чехлик относительно других участков. Затем свяжите его место с тем, что именно он защищает.

1. Чехлик расположен непосредственно на верхушке, значит, защиты лишился самый кончик корня.
2. При продвижении в почве верхушка встречается с частицами земли и испытывает трение.
3. Без защитного слоя нежные клетки могут повреждаться, поэтому рост и продвижение корня могут затрудниться.

Ответ: без защиты остаются клетки верхушки корня. При движении в почве они легче повреждаются, что может мешать нормальному росту. Чехлик не удлиняет корень сам по себе, но помогает сохранить его растущую верхушку.

Задача 3. У растения удалили участок корня с корневыми волосками, оставив верхушку неповреждённой. Какие процессы продолжатся, а какие будут нарушены? Чтобы ответить, отдельно рассмотрите функции верхушки и зоны волосков. Не считайте, что все участки корня выполняют одну и ту же работу.

1. Неповреждённая верхушка сохраняет чехлик, зону деления и зону роста, поэтому образование клеток и удлинение корня могут продолжаться.
2. Удалён участок с корневыми волосками, значит, уменьшилась поверхность, через которую корень поглощает воду и растворённые вещества.
3. Проведение веществ возможно в сохранившихся частях, но поступление воды и солей из почвы будет затруднено.

Ответ: рост у верхушки может продолжиться, а поглощение воды и растворённых веществ заметно нарушится. Причина в том, что деление и удлинение происходят в других зонах, а волоски находятся в зоне всасывания. Значит, повреждение одного участка сильнее влияет на его собственную функцию.

Типичные ошибки

Корневой волосок иногда принимают за отдельный орган, потому что он выглядит как самостоятельная тонкая нить. На самом деле это вырост клетки наружного слоя корня. Чтобы проверить себя, спросите, из чего он образован: волосок связан с клеткой, а не представляет собой отдельную часть растения.

Зону деления путают с зоной роста, поскольку обе участвуют в удлинении корня. В первой клетки преимущественно делятся, а во второй уже образовавшиеся клетки увеличиваются и удлиняются. Проверка простая: если говорится о появлении новых клеток — это деление, если об увеличении их размера — рост.

Некоторые думают, что вода поглощается главным образом верхушкой, ведь она первой проникает в почву. Но основное поглощение происходит в зоне всасывания, где есть корневые волоски. Проверьте себя по вопросу о месте волосков: они указывают на зону всасывания, а не на верхушку.

Зоны корня можно ошибочно представлять отдельными, не связанными друг с другом частями. Тогда теряется последовательность: клетки образуются, затем растут и приобретают определённые функции. Чтобы избежать ошибки, проследите путь от верхушки вверх и свяжите каждый участок с этапом развития клеток.

Связь с другими темами

Для понимания строения корня пригодятся знания о клетке, ткани и органе. Клетки объединяются в ткани, а корень как орган выполняет несколько связанных функций. Представление о назначении корня помогает понять, зачем ему нужны рост и поглощение веществ. Позже эти знания пригодятся при изучении поступления воды и минеральных веществ в растение, роста растений и строения растительных тканей.

Что запомнить

• На верхушке корня находится корневой чехлик.
• В зоне деления образуются новые клетки.
• В зоне роста клетки удлиняются, и корень растёт.
• В зоне всасывания формируются корневые волоски.
• Корневые волоски увеличивают площадь поглощения воды и растворённых веществ.
• Зона проведения переносит вещества от корня к другим частям растения.