Вегетативные органы растений. Корень и корневая система. Анатомия корня презентация

План лекции
Понятие вегетативных органов растения, общие закономерности их строения.
Формирование зародыша и проростка.
Определение корня и его функции.
Виды корней. Классификация корневых систем по происхождению и строению.
Особенности развития корня в зависимости от экологических условий
Анатомическое строение корня.
Специализация и метаморфозы корней.

Тело растения
- Низшие растения: тело не разде-
ляется на ткани и органы.
Высшие растения: тело разделяется на ткани и органы (вегетативные и репродуктивные). стебель
система побегов: побег листья
почки
Вегетативное тело
корневая система: корень

Вегетативное тело растения
К - главный корень,
БК – боковые корни,
ПК – придаточные корни,
СМ – семядоли,
ПЛ – пазуха листа,
Л – лист,
ВП - верхушечная почка.

Эволюция вегетативного тела растения
Тканевая дифференцировка первичного таллома (тела растения).
Появление первичного вегетативного тела у риниофитов (первые древние наземные растения) - это безлистная ось с ответвлениями - теломами.
Образование из теломов первичного побега.
Возникновение ризомоидов (корнеподоб-ные веточки) у древних растений.

Риниофиты – первые наземные растения

Эволюция вегетативных органов
Полимеризация – увеличение числа органов и их частей.
Олигомеризация - уменьшение числа органов и их частей.
Редукция – недоразвитие (в результате потери функций) органов, их частей.
Метамерия – расчленение тела растения на расположенные вдоль оси сходные участки – метамеры.

Общие закономерности строения вегетативных органов
1. Полярность.
2. Симметрия.
3.Гомология.
4. Аналогия.
5. Метаморфоз.

Полярность
Каждый орган имеет два полюса:
Верхний и нижний
(терминальный, (основной,
апикальный) базальный)
Ортотропные органы – расположены вертикально.
Плагиотропные органы – расположены горизонтально.

Симметрия
Боковые части органа по отношению к оси располагаются различно.
Различают органы:
Несимметричные - плоскость симметрии провести нельзя (лист вяза).
Моносимметричные (двустороннесимметрич-ные) – можно провести одну плоскость симмет-рии, она разделяет орган на две одинаковые части (зигоморфный цветок гороха).
Полисимметричные (радиальные) - можно провести несколько плоскостей симметрии, (актиноморфный цветок розы).

Метаморфозы:
гомология, аналогия,
Метаморфозы – значительные видоизмене-ния органов растения.
Гомологичные органы – имеют одинаковое происхождение, возникают из одно-типных зачатков, выполняют разнооб-разные функции.
Аналогичные органы – имеют разное про-исхождение, возникают из разных зачатков, но выполняют одинаковые функции.

1. Радиальная симметрия 2. Полярность

Гомологичные органы
Мужской орган цветка – тычинки (андроцей)

Аналогичные органы
Листья, колючки

Органогенез у растений
Оплодотворение - слияние 2-х гамет и образование зиготы.
Эмбриогенез – формирование зародыша из зиготы.
Органогенез – рост зародыша: увеличение всех частей зародыша за счет деления меристематических клеток.

Органогенез у растений
Строение зародыша: гипокотиль (часть оси зародыша ниже места прикрепления семядолей), корешок (апикальная меристема), почечка – плюмул (осевая часть – эпикотиль и апикальная меристема побега).

Прорастание зародыша
1. Деление меристематических клеток зародыша.
2. Одновременный рост гипокотиля и корешка.
3. Семядоли либо остаются в почве, либо выносятся на ее поверхность (семядоли обеспечивают питание зародыша на время роста).
4. Рост первичного побега и листочков.

Формирование зародыша и проростка

Корень (лат. radix) — осевой орган, обладающий радиальной симметрией и нарастающий в длину до тех пор, пока сохраняется апикальная меристема.

Корень – осевой орган растения
Функции: 1. Поглощение воды, минеральных и частично органических веществ из почвы.
2. Закрепление растений в субстрате.
3. Синтез некоторых органических веществ.
4. Симбиоз с организмами.
5. Накопление запасных продуктов.
6. Вегетативное размножение.

Виды корней

Классификация корневых систем
Стержневая (лопух)
Мочковатая (кактус)

Классификация корневых систем
Первично-гоморизная
(папоротник)
Аллоризная Вторично-гомо-
(земляника) ризная (картофель)

Экологические типы корней
Подземные.
Водяные (плавающие).
Воздушные.
Гаустории (корни-присоски)

Подземные корни
Береза

Плавающие корни
Ряска малая

Воздушные корни
Баньян

Гаустории
Повилика

Специализация и метаморфозы корней
Специализация: 1) запасающие корни – корнеплоды (морковь),корне-клубни (георгин)
2) воздушные корни (орхидеи)
3) вентиляционные (таксодия)
4) гаустории (повилика)
Метаморфозы: 1) микориза (симбиоз с грибами) (пшеница) , 2) клубеньки (симбиоз с бактериями) (люпин).

Различают первичное и вторичное строение корня растения.

Анатомическое первичное строение корня

Зоны растущего корня:
- корневой чехлик,
- зона деления,
- зона растяжения (роста),
- зона всасывания,
- зона проведения.

Корневой чехлик - калиптра
- защищает апикальную меристему корня,
- состоит из живых обновляющихся паренхимных клеток,
- содержит периферические клетки, которые ослизняются и сползаются (сшелушиваются) в виде колпачка.

Корневой чехлик и зона деления корня
корневой чехлик,
апикальная
меристема (инициали) -
зона деления корня.

Корень кукурузы – Zea mays

Особенности строения апикальной меристемы - инициалей
У всех покрытосеменных растений инициальные клетки расположены в три этажа.
Из клеток верхнего этажа - плеромы образуется центральный цилиндр.
Из клеток среднего этажа –периблемы – первичная кора.

(продолжение)
Инициальные клетки нижнего этажа различаются: у двудольных – это дерматокалиптроген, который дает начало корневому чехлику и протодерме;
у однодольных – калиптроген дает
начало только клеткам корневого
чехлика.

Апекс двудольных покрытосеменных растений
Чехлик
Дермато-
калиптроген
Инициали
первичной
коры
Инициали
центрального
цилиндра

Апекс однодольных покрытосеменных растений
Чехлик
Инициали
первичной
коры
Калиптроген
Инициали
центрального
цилиндра

Зона растяжения (роста)
- Включает клетки, которые почти не делятся, а растягиваются вдоль оси корня и проталкивают его в глубь почвы.
- В пределах этой зоны начинается дифференциация первичных проводящих тканей.

Зона растяжения (роста)
Зона деления
Корневой чехлик

Зона всасывания
Дифференциация первичных тканей корня происходит в зоне всасывания, поэтому строения корня в этой зоне называется первичным.

Зона всасывания
Зона растяжения
Зона деления
Корневой чехлик

Зона всасывания
В первичном строении корня различают:
- покровную ткань с корневыми волосками – эпиблема (ризодерма),
- первичную кору,
- центральный цилиндр.

Корневые волоски -
трихобласты
Корневые
волоски -
трихобласты
Ядра

(продолжение)
Первичная кора дифференцируется в несколько слоев клеток – это:
- экзодерма,
- мезодерма, - эндодерма.

мезодерма
эпиблема
экзодерма
эндодерма

Экзодерма

Экзодерма
Мезодерма

Корневой волосок
эпиблема
мезодерма
ксилема
эндодерма
перицикл
флоэма

(продолжение)
Эндодерма – внутренний слой коры.
Клетки содержат пояски Каспари – это участки стенок клеток, содержащих особые защитные вещества. Пояски Каспари обеспечивают связь между первичной корой и центральным целиндром, являясь пропускными клетками.

Эндодерма

Эндодерма
Ксилема
Пояски
Каспари

Строение центрального цилиндра:
1) Перицикл.
2) Скилема и флоэма – основа проводящего пучка.

Центральный цилиндр
перицикл
эндодерма
мезодерма
сосуды
ксилемы
флоэма
пропускные
клетки

Перицикл
Это меристема, из клеток которой образуются боковые корни.
Участвует в закладывании у коня придаточных почек.
Участвует в образовании феллогена и частично камбия (у двудольных и голосеменных).

Заложение боковых корней в зоне проведения

Первичные проводящие пучки корня
Здесь радиальные тяжи ксилемы чередуются с элементами флоэмы:
- 1 тяж ксилемы+1 тяж флоэмы – это монархный пучок (папоротники),
- 2 тяжа и более – диархный – полиархный пучки.

Тетрархный пучок лютика – Ranunculus

Пентархный пучок лютика – Ranunculus

Полиархный пучок ириса - Iris

Зона проведения
- Это зона вторичного строения корня.
- Строение этой зоны на разных ее участках различно, но главным элементом является образование камбия.

Зона всасывания
Зона растяжения
Зона деления
Корневой чехлик
Зона проведения

Зона проведения – это зона вторичного
строения корня

Вторичное строение корня

Камбий
- Закладывается в центральном цилиндре.
- Участвует в формировании коллатеральных пучков и паренхимы.

Заложение камбия в центральном цилиндре
эндодерма
перицикл
флоэма
ксилема
камбий

Корень тыквы – Cucurbita pepo
перидерма
паренхима
первичная
флоэма
первичная
ксилема
вторичная
ксилема
камбий
первичный
луч
вторичная
флоэма

Метаморфозы корней – корнеплоды и корнеклубни.
Корнеклубни - это видоизменения придаточных корней. Корнеклубни на вершине несут придаточные почки. Образуются у георгин, чистяка, земляных орешков, бататов.
Корнеплоды известны у моркови, петрушки, редьки, свеклы и др.

Корнеплод моркови – Daucus sativus
вторичная
ксилема
вторичная
флоэма
камбий
перидерма

Корнеплод моркови – Daucus sativus
камбий
вторичная
ксилема
перидерма
вторичная
флоэма

Корнеплод редьки –
Raphanus sativus

Корнеплод редьки – Raphanus sativus
вторичная
ксилема
перидерма
вторичная
флоэма
камбий

Корнеплод свеклы – Beta vulgaris