Корень - якорь, насос и хранилище - ЦВЕТКОВЫЕ РАСТЕНИЯ

Определяем проблему урока

В 1937 г. немецкому натуралисту Диттмеру удалось измерить и подсчитать все корни у одного экземпляра озимой ржи. Он обнаружил 143 корня первого порядка, 35 тыс. - второго порядка, более 2 млн корней - третьего порядка и 11,5 млн - четвёртого порядка. В общей сложности рожь имела 13 835 143 корня суммарной площадью поверхности 225 м² и длиной до 600 км.

• Что тебя удивило? Поводом для обсуждения какой проблемы могут стать эти сведения? Сравни свой вариант вопроса с авторским (с. 141).

Вспоминаем то, что знаем

• Как впитывают воду мхи и водоросли? (5-й класс)

• Где запасают органические вещества водоросли? (5-й класс)

• Как прикрепляются к грунту водоросли, травы, деревья, мхи, лианы? (Жизненный опыт)

• Что такое ксилема? (5-й класс)

• Как устроены клеточные стенки растений? (5-й класс)

Решаем проблему, открываем новые знания

• Объясни с помощью текста и рисунков смысл названия параграфа. Выясни, как строение корня помогает ему выполнять функции якоря, насоса и хранилища.

Главный корень вырастает из зародышевого корешка

Корень, выросший из зародышевого корешка, называют главным корнем. Ответвления от главного корня называют боковыми корнями.

На стебле тоже могут вырасти корни — их называют придаточными корнями (рис. 6.1).

6.1. Схема строения корневой системы: 1 - главный корень, 2 - боковые корни, 3 - придаточные корни

Для самых любознательных

Придаточные корни

Придаточными называют корни, образовавшиеся не только на стебле, но и на листьях и старых корнях. На корнях боковые корни отличаются от придаточных тем, что образуются только на молодых растущих участках корня (а придаточные - на старых).

Все корни вместе - корневая система

Совокупность всех корней растения называют корневой системой. Если главный корень заметно крупнее боковых, то корневую систему называют стержневой.

У многих растений главный корень среди многочисленных придаточных корней не заметен или отсутствует — их корневую систему называют мочковатой (рис. 6.2).

6.2. Типы корневых систем: А - стержневая, Б – мочковатая.

И главные, и боковые, и придаточные корни устроены одинаково. Все они могут ветвиться, на них никогда не образуются листья, и они нарастают верхушкой.

Верхушка корня защищена корневым чехликом — колпачком из нескольких слоёв клеток, раздвигающим частички почвы.

Чехлик прикрывает зону деления (рис. 6.3, 6.7). В ней клетки постоянно делятся. Некоторые из этих клеток добавляются изнутри к корневому чехлику, а другие — к корню.

6.3. Прирастание корня.

За зоной деления расположена зона растяжения (рис. 6.4, 6.7) - её клетки вытягиваются. В зоне растяжения корень удлиняется и проталкивает зону деления вперёд.

6.4. Схема роста зоны растяжения.

За зоной растяжения находится зона всасывания (рис. 6.5—6.7) – участок корня, покрытый корневыми волосками. Корневой волосок — это вырост клетки наружного слоя. Эти клетки всасывают из почвы воду с растворёнными в ней веществами.

6.5. Зона всасывания.

Зона всасывания постепенно перемещается по корню: на переднем её крае появляются новые корневые волоски, а на заднем - отмирают старые (рис. 6.6, 6.7). Корневые волоски долго не живут. Ясно, что сами клетки относительно почвы не смещаются. Клетки с отмершими волосками гибнут, и их остатки защищают клетки, которые расположены глубже.

6.6. Так смещается зона всасывания.

За зоной всасывания расположена зона ветвления — здесь образуются боковые корни.

Зона проведения расположена за зоной ветвления — этот участок корня выполняет только функцию переноса растворов и функцию опоры.

Корневыми волосками корень всасывает воду

Главная функция корня наземных растений — впитывание растворов из почвы. Корневые волоски покрыты тонким слоем слизи, который удерживает влагу и прилипает к частичкам почвы. В этом слое обитает огромное количество бактерий.

6.7. Зоны корня.

Клетки проталкивают растворы от наружных слоёв корня до ксилемы

Через корневые волоски растение впитывает влагу. Вода попадает в цитоплазму корневых волосков и от клетки к клетке, не покидая цитоплазму, переходит от наружных слоёв корня к внутренним. Это движение возможно благодаря химическим процессам в клетке. Вода также перемещается и в толще клеточных стенок. Клеточные стенки достаточно рыхлые, и половина их объёма может быть заполнена водой.

Нагнетание растворов клетками корня называют корневым давлением. Иногда можно наблюдать, как на срезе стебля, сделанного у самой земли, некоторое время выступает жидкость: хотя стебель и срезан, ещё живой корень продолжает проталкивать в ксилему растворы.

Растворы поднимаются по ксилеме благодаря испарению и корневому давлению

Во внутренних частях корня вода, выходя из цитоплазмы, попадает в ксилему. По ксилеме вода расходится по всему растению. По ксилеме вода втягивается в стебли и листья благодаря испарению с поверхности листьев (рис. 6.8).

6.8. Схема движения растворов по растению.

Для самых любознательных

Вода находится в почве в разном виде

Влага в почве содержится в виде капель, в виде пара, в виде плёнки на твёрдых частичках, в смеси с гумусом и в виде нитей, заполняющих тонкие, как волос, скважины.

Растению легче всего всасывать капли воды. Слизь, покрывающая корневые волоски, впитывает пары воды и плёнку с частиц.

Устойчивость растений к засухе зависит от свойств корней

Некоторые растения влаголюбивы (нуждаются в хорошо увлажнённой почве), другие - засухоустойчивы (способны впитывать влагу из слабо-увлажнённой почвы).

Корни одних растений тянутся вглубь, к запасам подземных вод, достигая в засушливых условиях 4—7, в редких случаях 15 метров. Корни других растений распространяются вширь, располагаясь в толще самого плодородного верхнего слоя почвы.

Корни, как все живые обитатели почвы, дышат

Клеткам корней, как всему живому, нужна энергия. В клетках сахар взаимодействует с кислородом и постепенно превращается в углекислый газ. В ходе этого превращения и выделяется энергия.

Клеткам корней нужно поглощать кислород и избавляться от углекислого газа. Корни получают кислород из почвы.

Для самых любознательных

Почву проветрить нелегко

Почва пронизана скважинами - порами, трещинами и просветами между частичками, ходами червей и насекомых, тоннелями на месте сгнивших корней.

Кислород поступает в почву с воздухом или растворённым в воде. После обильного дождя вода просачивается вглубь, затягивая свежий воздух в скважины почвы подобно тому, как поршень втягивает воздух в шприц.

Если почва долго залита водой, корни страдают от нехватки кислорода и растения гибнут. Одни, чувствительные к вымоканию, гибнут раньше, другие - устойчивые - позже.

Земледельцы рыхлят почву, вспахивая и боронуя её. Это делается с разными целями, одна из которых - обеспечить кислородом корни и микроорганизмы почвы.

Температура

В тёплой почве корни растут быстрее и влагу усваивают лучше, чем в холодной.

Чтобы согреть почву, огородники устраивают грядки поверх канав с гниющими отходами (при гниении выделяется тепло) или закрывают почву вокруг растений мульчей - торфом, рублеными растениями, чёрной плёнкой (мульча не только мешает росту сорняков, но и удерживает тепло).

Корни - хранилища запасных веществ

• Выскажи предположение, о чём говорится в рубрике с таким названием.

• Чтобы проверить своё предположение, прочитай текст, ведя диалог с автором: В - задай вопрос к тексту; О - спрогнозируй ответ; П - проверь себя по тексту. После чтения текста сделай вывод по проблеме урока.

В различных природных зонах бывают периоды, которые неблагоприятны для растений. В (Что это за периоды?) О (Попытайся предположить.) В одних местах — это холодные зимы, в других — засушливые сезоны. П (На какой вопрос мы нашли ответ?)

В начале благоприятного сезона в выигрыше оказываются те растения, которые быстрее других сформировали обильную листву и корни. В (В чём их преимущество?) О (Попытайся предположить.) Они успеют усвоить влагу и минеральные вещества до того, как это сделают медленно развивающиеся растения, и смогут получить много света до того, как их затенят чужие листья. П (Нашёл ответ на свой вопрос?) В (Как добиться быстрого роста?) О (Попытайся предположить.)

Прошлогодний запас питательных веществ позволяет растениям быстро разрастаться. Чаще всего растения запасают крахмал, реже ^— белки и жиры. Безопаснее хранить запасы под землёй. Часто корни многолетних растений — хранилища запасных веществ — бывают защищены не только прочной коркой, но и ядовитыми веществами. П (На какой вопрос нашёл ответ?)

Корни - опора растения

Если бы корни не удерживали растение, то ветер мог бы вырвать его из почвы, а потоки воды — вымыть и унести. Корневая система — якорь, фундамент, который не даёт растению упасть. Высоким прямостоячим растениям опираться на корень важнее, чем растениям стелющимся или вьющимся.

Пикировка стимулирует ветвление корней

Огородники заинтересованы в том, чтобы корни обильно ветвились. Для этого они прищипывают стержневые корешки проросткам (рис. 6.9).

6.9. Схема пикировки проростков.

Сравниваем свой вывод с авторским

Устройство корня позволяет ему расти, протискиваясь между твёрдыми частицами, и усваивать воду из почвы. Корень всасывает почвенный раствор, дышит и запасает питательные вещества. Свои функции он лучше выполняет в тёплой, влажной и рыхлой почве, чем в холодной, плотной, пересохшей или залитой водой.

Корневая система, главный корень, боковые корни, придаточные корни, корневой чехлик, стержневая корневая система, мочковатая корневая система, корневое давление.

Применяем новые знания

1. Чем стержневая корневая система отличается от мочковатой?

2. Как растёт корень?

3. Что происходит в зоне растяжения, а что - в зоне всасывания?

4. Какая часть корня всасывает воду и как?

5. Что такое корневое давление?

6. Откуда в почве берётся воздух?

7. Зачем многолетним растениям запасать питательные вещества?

8. Предложи разные способы, с помощью которых огородник может увеличить содержание воздуха в почве.

9. Как огородник может согреть почву?

10. Что нужно сделать огороднику в условиях чрезмерного увлажнения почвы, чтобы растения не страдали от нехватки воздуха в почве?

11. Что нужно сделать огороднику, чтобы в почве сохранялось больше воды от талого снега?