§ 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

§ 21. Основні процеси життєдіяльності квіткової рослини

Які переваги мають рослини над тваринами і грибами? Як і чому зростають рослини? Чи їдять щось рослини? Як живляться рослини? Чи дихають рослини? Чи можна підживлювати рослини? Як речовини «рухаються» по рослині?

Кожній квітковій рослині властивий ріст і розвиток, завдяки яким вона збільшується, утворює нові корені, пагони та інші органи.

Для цього рослина повинна отримувати іззовні необхідні їй речовини і енергію тобто живитися (мал. 59). Рослина здатна поглинати речовини виключно у вигляді розчину або газу. Джерелом води і розчинених у ній мінеральних речовин є ґрунт. Функцію їх поглинання, мінерального живлення, виконують корені, які водночас закріплюють рослину в ґрунті.

Мал. 59. Живлення рослини

Ґрунт складається із нерозчинних неорганічних часток, органічних часток (гумусу), повітря і води, в якій розчинені мінеральні речовини. У найбільшій кількості рослина поглинає сполуки Нітрогену, Фосфору і Калію. Особливо важливими для рослини є сполуки Нітрогену, які вона здатна засвоювати тільки з ґрунту, хоча в повітрі його частка складає близько 78 % від об’єму. В достатньо великій кількості рослина поглинає Кальцій і Форум. Багато інших елементів, хоча і містяться в рослині у дуже невеликій кількості, але також необхідні для її життя.

Якщо в ґрунті якихось мінеральних речовин недостатньо, то рослина «голодує». Для збагачення ґрунту поживними речовинами людина вносить до нього добрива. Органічні добрива (гній, перегній тощо) повільно розкладаються в ґрунті до доступних рослині мінеральних сполук. Мінеральні добрива (калійна селітра, суперфосфат тощо) розчиняються у воді ґрунту, і їх складові безпосередньо поглинає рослина.

Необхідні для життєдіяльності органічні речовини рослина синтезує сама, але для цього їй, окрім мінеральних речовин, необхідний вуглекислий газ і енергія сонячного світла. Їх вона отримує за допомогою листків, що знаходяться у повітрі і забезпечують повітряне живлення. При вирощуванні рослин у відкритому ґрунті можна збільшити вміст вуглекислого газу в поверхневому шарі повітря, якщо внести багато органічних добрив. Вуглекислий газ виділяється мікроорганізмами під час розкладання органічної речовини. Особливо «вдячні» такому підживленню огірки, кабачки, дині та гарбузи.

Ви вже знаєте, що фотосинтез не лише забезпечує рослину необхідними для її життя органічними сполуками, але й фактично перетворює енергію сонячного світла у доступну для живих організмів форму. Здійснюють фотосинтез усі зелені надземні частини рослини, але найголовнішу роль відіграють листки. Щоб відбувався фотосинтез, рослині потрібна вода, вуглекислий газ і світло. Для найкращого росту рослина вимагає певної освітленості та певної температури. Нестача будь-яких елементів мінерального живлення також негативно впливає на фотосинтез.

Дихання дає можливість використовувати для потреб рослини енергію, що вивільняється під час взаємодії органічних речовин з киснем повітря. Цей процес відбувається у мітохондріях. Дихають усі органи рослини: як підземні, так і надземні. Якщо під час фотосинтезу утворюється кисень і споживається вуглекислий газ, то під час дихання використовується кисень, а виділяється вуглекислий газ. При достатньому освітленні рослина виділяє кисню значно більше, ніж споживає. А от у темряві вона його не утворює, натомість під час дихання поглинає кисень і виділяє лише вуглекислий газ. Тому не рекомендують спати у замкненому приміщенні з великою кількістю рослин. Організм людини може відчути кисневе голодування.

Газообмін необхідний рослині для поглинання кисню з повітря і виділення вуглекислого газу під час дихання або поглинання з повітря вуглекислого газу і виділення кисню під час фотосинтезу.

Особливе значення для рослин має випаровування води — виділення води з рослини у газуватому стані. Воно здатне дещо знизити температуру тіла рослини і захистити її від надмірної спеки. Найбільш інтенсивно здійснюють газообмін і випаровування води надземні органи — в першу чергу, листки. Однак, важливіше те, що рослина може поглинути із ґрунту рівно стільки води, скільки вона випарує в атмосферу. Тому саме випаровування робить можливим рух води з розчиненими у ній мінеральними речовинами від кореня до листків. Одночасно продукти фотосинтезу транспортуються від надземних органів рослини до кореня. Особливу роль у процесах транспортування води з розчиненими в ній речовинами відіграє стебло рослини. Воно зв’язує кореневу систему з надземною частиною рослини в цілісний організм.

Цілісність рослинного організму визначається зв’язком між його окремими органами, який забезпечує їхню співпрацю.

Здатність утворювати нові органи та рости протягом усього життя дозволяє рослинам отримувати доступ до сонячного світла і нових джерел мінеральних речовин. Рослини не здатні активно пересуватись у просторі, але можуть перерости в нове місце.

Корінь і пагін, що забезпечують перебіг усіх процесів життєдіяльності та визначають ріст і розвиток кожного рослинного організму, називають вегетативними органами, тобто такими, що забезпечують ріст рослини.

ВИСНОВКИ

• 1. Корінь і пагін є основними вегетативними органами рослин.
• 2. Корінь — підземний орган рослини, який забезпечує закріплення рослини в ґрунті та мінеральне живлення.
• 3. Пагін — надземний орган рослини, який забезпечує газообмін, фотосинтез і випаровування води.
• 4. Ріст та утворення нових органів протягом усього життя є важливим пристосуванням рослин як прикріплених організмів до освоєння нового життєвого простору.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Ріст і розвиток рослини, мінеральне живлення, повітряне живлення, випаровування води рослиною, вегетативні органи.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

• 1. Які процеси життєдіяльності здійснюються в усіх органах рослини?
• 2. Які процеси життєдіяльності характерні саме для листків?
• 3. Які процеси життєдіяльності притаманні саме кореню?
• 4. У чому полягає значення стебла для забезпечення процесів життєдіяльності рослини?

ЗАВДАННЯ

Заповніть таблицю (сторінка 96) у зошиті, поставивши позначку «+» або «так» навпроти процесу життєдіяльності, який забезпечує кожний із трьох органів — корінь, стебло і листок. За результатами аналізу таблиці дайте відповіді на запитання:

• 1. Які процеси життєдіяльності забезпечують як корінь, так і листок? Чи є вони основними для обох органів одночасно?
• 2. Які процеси життєдіяльності забезпечують всі три органи?
• 3. Який процес життєдіяльності забезпечує лише корінь?

Процес життєдіяльності

Корінь

Стебло