§ 24. Будова і функції кореня

Корінь — це осьовий підземний орган, який росте вглиб ґрунту за рахунок верхівкової твірної тканини, що знаходиться на кінчику кореня. Головні функції кореня — закріплення рослини у ґрунті і поглинання з нього води з розчиненими у ній мінеральними речовинами.

Будова кореня. Верхівкова твірна тканина кореня (мал. 71) утворює, нові клітини у двох напрямках: у напрямку росту кореня і до його основи. Клітини, які відкладаються у напрямку росту кореня, дають початок захисному кореневому чохлику. А ті, що у протилежному, — утворюють постійні тканини тіла кореня.

Мал. 71. Верхівкова твірна тканина кореня, прикрита кореневим чохликом

Від кінчика до основи вздовж кореня розрізняють такі основні зони: кореневий чохлик, зона поділу, зона розтягу, зона всмоктування та провідна зона (мал. 72).

Мал. 72. Зони кінчика кореня

Кореневий чохлик захищає ніжну верхівку кореня під час росту та просування поміж часточками ґрунту. Клітини, які розташовані у глибині кореневого чохлика, містять великі рухомі крохмальні зерна. Ці зерна під дією сили тяжіння опускаються на нижню ділянку клітинної мембрани і дають кореню «відчути» де верх, а де низ. Поверхневі клітини кореневого чохлика постійно злущуються та відмирають. При цьому вони виділяють слиз, що полегшує просування кореня вглиб ґрунту. Із середини кореневий чохлик відновлюється клітинами верхівкової твірної тканини.

З клітин верхівкової твірної тканини у зоні поділу утворюється решта клітин, з яких складається корінь. Клітини зони поділу дуже дрібні.

У зоні розтягу клітини швидко ростуть і починають перетворюватися на клітини постійних тканин. У цій зоні корінь інтенсивно видовжується і проштовхує прикриту кореневим чохликом зону поділу між часточками ґрунту.

Зона всмоктування (зона кореневих волосків) складена клітинами, які завершили процес росту і остаточно перетворилися на клітини постійних тканин. Клітини шкірочки кореня у цій зоні утворюють довгі вирости — кореневі волоски (мал. 65, б), які сягають 1 см завдовжки. Кореневі волоски входять у щільний контакт із часточками ґрунту і відіграють визначальну роль у поглинанні води і мінеральних речовин, оскільки значно збільшують поверхню кореня (мал. 73). Вони також закріплюють рослину в ґрунті. Підраховано, що доросла рослина жита має близько 10 млрд кореневих волосків, а їхня загальна довжина становить близько 10 тис. км. Одночасно їхня загаяння площа 20 м 2 , що приблизно в 50 разів перевищує площу всіх надземних органів рослини.

Мал. 73. Кореневі волоски на головному корені проростка редису

У зоні кореневих волосків корінь вже не може вміщуватись відносно часточок ґрунту.

На поперечному перерізі кореня в цій зоні видно, що під шкірочкою розташована кора, складена багатьма шарами клітин основної тканини (мал. 74). Вона передає воду до центральної частини кореня, яву називають центральним циліндрам. Кора також запасає поживні речовини.

Мал. 74. Внутрішня будова молодого кореня

У центральному циліндрі розміщений єдиний провідний пучок. Його деревина у поперечному перерізі зазвичай має форму зірки із кількома променями (мал. 75). Проміж «променів» деревини розташований луб. Провідний пучок забезпечує транспорт речовин вздовж кореня.

Мал. 75. Провідні тканини в центральному циліндрі кореня на поперечному зрізі

Провідна зона кореня розташована вище зони всмоктування. Ця зона найдовша. У провідній зоні кореневі волоски відмирають і всмоктування речовин практично припиняється. У цій зоні в зовнішніх тканинах центрального циліндра (на його межі з корою) із часом можуть з’являтися точки росту бічних коренів.

Провідною зоною по деревині та лубу транспортуються речовини, вона закріплює рослину в ґрунті завдяки бічним кореням, а також може запасати поживні речовини в корі.

У багатьох рослин з часом між деревиною і лубом провідного пучка утворюються шари клітин бічної твірної тканини. Завдяки поділу цих клітин корінь потовщується.

Знання про будову і розвиток коренів людина здавна використовує в сільському господарстві. Під час вирощування розсади (наприклад, томатів) рослинки після проростання розсаджують на більшу відстань і водночас відщипують верхівку головного кореня: це прискорює галуження і сприяє збільшенню числа корінців із кореневими волосками. При виборі саджанців плодових дерев слід пам’ятати, що рослини, у яких є багато тоненьких корінців, на яких швидко утворюються нові бічні розгалуження, значно краще вкорінюються і приживаються, ніж ті, які мають велику кількість довгих старих коренів.

ВИСНОВКИ

• 1. Усі частини кореня утворені за рахунок поділу клітин верхівкової твірної тканини. Вона розташована в зоні поділу клітин кореня.
• 2. Кореневий чохлик — особлива частина верхівки кореня, яка захищає ніжну верхівку кореня під час росту і полегшує просування кореня вглиб ґрунту.
• 3. Ріст кореня в довжину відбувається в зоні розтягу клітин кореня.
• 4. Внутрішня будова кореня в зоні кореневих волосків забезпечує поглинання і транспорт водних розчинів мінеральних речовин.
• 5. Найстарші ділянки кореня формують зону проведення води і розчинених у ній речовин, а також закріплюють рослину в ґрунті за рахунок бічних коренів.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Корінь, кореневий чохлик, кореневий волосок, зона поділу, зона розтягу, зона всмоктування, провідна зона.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

• 1. Які основні зони розрізняють від кінчика до основи кореня?
• 2. У якій зоні відбувається (1) утворення нових клітин, (2) видовження кореня, (3) поглинання води і мінеральних речовин?
• 3. З чим пов’язане утворення коренем кореневого чохлика, які його функції?
• 4. Які тканини виконують в корені функції (1) поглинання води і мінеральних речовин, (2) транспорту речовин?

ЗАВДАННЯ

1. Заповніть таблицю в зошиті.

Зони кореня

Особливості будови

Функції

Клітини щільно розміщені. Деякі клітини містять великі крохмальні зерна. Поверхневі клітини відмирають і злущуються

Захищає верхівку кореня, виділяє слиз і полегшує просування кореня в ґрунті, визначає напрямок росту кореня

2. Виберіть правильні твердження і виправте неправильні:

• А Кореневі волоски з часом перетворюються на бічні корені.
• Б Кора складена багатьма шарами клітин.
• В У процесі росту кореня збільшується довжина зони поділу та розтягування, а довжина провідної зони лишається незмінною.
• Г У зоні всмоктування корінь вкритий шкірочкою, яка утворює вирости.

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Як корінь росте в товщину?

У багатьох рослин з часом між деревиною і лубом провідного пучка виникає бічна твірна тканина — камбій (мал. 76). Він відкладає до центру кореня додаткові шари деревини, а назовні — лубу. Завдяки цьому корінь сильно потовщується. В зовнішньому шарі центрального циліндра виникає ще одна бічна твірна тканина — корковий камбій, який відкладає назовні покривну тканину — κорοκ. Такі значно потовщені, вкриті корком зони кореня вже не поглинають воду та мінеральні речовини, але надійно закріплюють рослину в ґрунті. Вони характерні для деревних рослин.

Мал. 76. Внутрішня будова старого кореня

§ 23. Корінь. Будова і функції

Корінь – це підземний вегетативний орган рослини. Він росте верхівкою вниз унаслідок впливу сили тяжіння Землі. Корінь дає можливість рослині пристосовуватися до життя на суходолі; закріплює та утримує її в ґрунті. Пригадайте, як важко утримати парасольку під час сильного вітру. А як утриматися деревам з потужною кроною? Саме завдяки кореням.

Інша важлива функція кореня – вбирання води з розчиненими в ній мінеральними речовинами і транспортування її до надземної частини рослини, тобто забезпечення мінерального живлення рослини.

Яка зовнішня будова кореня? Корінь складається з різних за особливостями будови ділянок. Це зони: кореневого чохлика, поділу, розтягування, всисна та провідна (мал. 97).

Мал. 97. Зони кореня: 1 – кореневий чохлик; 2 – зона поділу; 3 – зона розтягування; 4 – всисна зона; 5 – провідна зона

Кореневий чохлик (мал. 97, 1) вкриває верхівку кореня й поліпшує просування його в ґрунт. Він складається з кількох шарів живих клітин. Під час просування кореня в глиб ґрунту внаслідок тертя зовнішні клітини кореневого чохлика руйнуються. Нові клітини постійно утворюються за рахунок твірної тканини. Чохлик — чутлива зона кореня. Саме він сприймає силу земного тяжіння, визначає напрямок росту кореня та орієнтацію в просторі.

Під кореневим чохликом розташована зона поділу завдовжки 2-3 мм (мал. 97, 2). Складається ця зона з клітин твірної тканини. Вони постійно діляться і забезпечують утворення нових клітин.

Над зоною поділу – зона розтягування (мал. 97, 3). У ній клітини ростуть. Вони видовжуються, просуваючи зону поділу з кореневим чохликом у глиб ґрунту. Довжина цієї ділянки кореня не перевищує кількох міліметрів.

Всисна зона, або зона кореневих волосків, розташована над зоною розтягування (мал. 97, 4). Це ділянка кореня завдовжки 5-20 мм, щільно вкрита кореневими волосками (мал. 98). Завдяки цим волоскам поверхня кореня в сотні разів перевищує загальну площу надземної частини й забезпечує поглинання води та поживних речовин з ґрунту.

Мал. 98. Всисна зона кореня: 1 – схема будови кореневого волоска, 2 – мікрофотографія всисної зони кореня

Кореневі волоски вбирають із ґрунтового розчину воду й мінеральні солі. Вони постійно відновлюються.

Цікаво знати, що запобігти пошкодженню кореневих волосків під час пересаджування можна, якщо рослину викопувати разом із ґрунтом, у якому вона зростала до цього.

Більшу частину кореня становить провідна зона (мал. 97, 5). У своїй верхній частині вона межує з основою стебла. Провідна зона – найтовща ділянка кореня. Тут корінь галузиться. Провідна зона не має кореневих волосків. Вона лише забезпечує рух поглинутих у всисній зоні води й мінеральних речовин до надземної частини рослини, а органічних речовин, навпаки, від стебла до кореня.

Мал. 99. Внутрішня будова кореня: 1 – центральний циліндр; 2 – кора; 3 – судини; 4 – шкірка; 5 – ситоподібні трубки; 6 – кореневі волоски; 7 – основна тканина

Яка внутрішня будова кореня? На малюнку 99 зображено поперечний зріз кореня через зону кореневих волосків. Покривна тканина в цій ділянці кореня складається з одного шару клітин шкірки з тоненькими стінками. Саме ці клітини й утворюють кореневі волоски.

Глибше, під шкіркою, розміщена кора кореня. Вона складається з багатьох шарів клітин основної тканини. По цій тканині розчини поживних речовин рухаються від кореневих волосків до провідних тканин, розташованих у центральній частині кореня.

Центральну частину кореня утворює центральний циліндр. У багаторічних рослин він може бути оточений шаром клітин бічної твірної тканини. Завдяки поділу цих клітин корінь потовщується.

У центральному циліндрі формується провідна система рослини, до складу якої входять судини і ситоподібні трубки. По судинах відбувається висхідний рух води з розчиненими мінеральними речовинами, тобто від кореня до надземної частини рослин. А по ситоподібних трубках органічні речовини транспортуються від зелених надземних частин до кореня – це низхідний рух. У центральному циліндрі також розташовані механічна та основна запасаюча тканини.

Ознайомитися з мікроскопічною будовою кореня вам допоможе лабораторне дослідження.

ДОВЕДЕМО НА ПРАКТИЦІ

ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

БУДОВА КОРЕНЯ У ЗВ’ЯЗКУ З ЙОГО ФУНКЦІЯМИ

Обладнання, матеріали та об’єкти дослідження: корені редису або проростка пшениці, постійні мікропрепарати «Корінь пшениці», мікроскопи, лупи, предметні та накривні скельця, забарвлена чорнилом вода, таблиці.

Хід роботи

1. Розгляньте молодий корінь рослини за допомогою лупи. Знайдіть кореневий чохлик, зони поділу, розтягування, всисну з кореневими волосками та провідну.

2. Покладіть молодий корінь на предметне скло в краплину води, забарвлену чорнилом. Роздивіться цей мікропрепарат під мікроскопом (або постійний мікропрепарат «Корінь пшениці»).

3. Знайдіть верхівку кореня з кореневим чохликом, зону поділу, розтягування, всисну з кореневими волосками, провідну.

Ми вже згадували, що важливою функцією кореня є забезпечення мінерального живлення рослини.

У чому полягає мінеральне живлення рослин? Це процес поглинання та засвоєння рослинами розчину поживних речовин, потрібних для їхньої життєдіяльності. Мінеральне живлення, як і фотосинтез та дихання, – основа життя рослинного організму.

Вода з розчиненими в ній мінеральними речовинами надходить через кореневі волоски і по клітинах кори кореня потрапляє до судин центрального циліндра. Судинами кореня та стебла вода дістається всіх інших органів рослини (мал. 100).

Поглинені мінеральні речовини рослина використовує для утворення складних органічних речовин: білків, ДНК, хлорофілу, інших пігментів тощо. Найважливішу роль у живленні рослин відіграє хімічний елемент Нітроген (N). Він входить до складу білків і ДНК (пригадайте значення цих речовин в організмі). З курсу природознавства ви пам’ятаєте, що атмосферне повітря містить величезний запас азоту (близько 78 %). Але газоподібний азот недоступний для рослин. Його можуть засвоювати лише деякі мікроорганізми, такі як бульбочкові бактерії (пригадайте, які бактерії називають бульбочковими).

Мал. 100. Схема мінерального живлення рослини

Мал. 101. 1. Рослина, що зростала на ґрунті, бідному на Нітроген. 2. Рослина, що виросла на ґрунті, збагаченому Нітрогеном

У тому, що сполуки Нітрогену необхідні для росту рослини, легко переконатися на такому досліді (мал. 101). Дві рослини вирощували в однакових умовах, але одну – в ґрунті, який містив усі необхідні елементи, у тому числі й Нітроген, а іншу – без речовин, що містять Нітроген. У ґрунті, бідному на Нітроген, виросла невелика квола рослина, хоча в повітрі азоту багато. У ґрунті, багатому на Нітроген, виросла рослина значно більших розмірів. Отже, ми можемо зробити висновок: для росту і розвитку рослини важливий не газоподібний азот, а сполуки Нітрогену, що містяться в ґрунті у вигляді солей. Тому, якщо в ґрунті цих сполук не вистачає, їх необхідно вносити у вигляді добрив.

Що таке добрива? У природі всі рештки живих організмів і продукти їхньої життєдіяльності потрапляють у ґрунт, де їх розкладають бактерії, гриби та різні тварини на прості мінеральні речовини (мал. 102). Ці речовини слугують для живлення рослин. Вирощуючи культурні рослини, людина з врожаєм забирає більшу частину продукції рослин, яка у ґрунт не повертається. Це поступово виснажує ґрунт. Щоб кількість поживних речовин у ґрунті не зменшувалася, у нього вносять певні речовини – добрива. Бувають органічні та мінеральні добрива.

Мал. 102. Роль рослин у формуванні ґрунту

Органічні добрива – це продукти життєдіяльності або рештки живих організмів: перегній, гній, пташиний послід, торф, солома, компости тощо. Мінеральні добрива – нітратні, фосфатні та калійні – виробляє хімічна промисловість.

Цікаво знати, що є певні правила внесення добрив у ґрунт Насамперед слід визначити необхідну їх кількість. Надлишок деяких елементів у ґрунті може так само несприятливо впливати на життєдіяльність рослин, як і їхня нестача. Органічні добрива зазвичай вносять у ґрунт восени. Це пов’язано з тим, що потрібен деякий час, щоб до весни вони під дією ґрунтових організмів розклалися до розчинних у воді мінеральних сполук, які здатні засвоювати рослини. Фосфатні добрива також вносять восени, бо вони погано розчиняються у воді, а нітратні та калійні – навесні, оскільки вони розчиняються краще.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Корінь складається з різних за особливостями будови та функцій ділянок – зон. Його верхівка вкрита кореневим чохликом, під яким розташована зона поділу.
• За рахунок клітин зон поділу та розтягування корінь росте. У всисній зоні наявні кореневі волоски, які забезпечують мінеральне живлення рослини.
• Провідною зоною поживні речовини пересуваються до надземної частини рослини. У ділянці всисної зони кореня можна виділити шари кори та центральний циліндр.
• Корінь не лише утримує рослину в ґрунті, а й всмоктує воду і розчинені в ній поживні речовини та транспортує їх до надземних частин рослини. Речовини, які рослина отримує з ґрунту, потрібні їй у різних кількостях. Насамперед рослині потрібні сполуки Нітрогену. Калію та Фосфору. Щоб кількість поживних речовин у ґрунті не зменшувалась, слід вносити органічні та мінеральні добрива.

Поповніть свій біологічний словник: кореневий чохлик, зони кореня: поділу, розтягування, всисна, провідна, кореневі волоски, мінеральне живлення, добрива.

ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Виберіть одну правильну відповідь

Укажіть частину кореня, яка реагує на силу тяжіння: а) зона поділу; б) зона розтягування; в) кореневий чохлик; г) зона кореневих волосків.

Установіть правильну послідовність складових зовнішньої будови кореня знизу вгору: а) всисна зона; б) кореневий чохлик; в) зона розтягування; г) зона поділу; д) провідна зона.

Установіть правильну послідовність поглинання рослиною води: а) судинами кореня та стебла вода потрапляє до всіх інших органів рослини; б) по клітинах кори кореня вода потрапляє до судин центрального циліндра; в) вода надходить через кореневі волоски до клітин кори кореня.

Дайте відповідь на запитання

• 1. Що таке кореневий чохлик? Які його функції?
• 2. У якій зоні кореня всмоктується розчин мінеральних речовин?
• 3. Які особливості внутрішньої будови кореня у всисній зоні?
• 4. Що таке мінеральне живлення?
• 5. Як вода та мінеральні речовини надходять до кореня?

Поміркуйте! Відомо, що ріст кореня в глиб ґрунту визначається дією певного постійного подразника. Який це подразник?