Korzeń może wchłaniać wodę wraz z rozpuszczoną wodą. System korzeniowy. Rodzaje systemu korzeniowego
Centromer bierze udział w łączeniu chromatyd siostrzanych, tworzeniu kinetochoru, koniugacji homologicznych chromosomów oraz bierze udział w kontroli ekspresji genów.
To właśnie w obszarze centromeru chromatydy siostrzane łączą się w profazie i metafazie mitozy, a chromosomy homologiczne w profazie i metafazie pierwszego podziału mejozy. W centromerach powstają kinetochory: białka wiążące się z centromerem tworzą punkt przyłączenia mikrotubul wrzeciona w anafazie i telofazie mitozy i mejozy.
Odchylenia od prawidłowego funkcjonowania centromeru prowadzą do problemów we względnym położeniu chromosomów w dzielącym się jądrze, a w efekcie do zakłóceń w procesie segregacji chromosomów (ich dystrybucji pomiędzy komórkami potomnymi). Zaburzenia te prowadzą do aneuploidii, która może mieć poważne konsekwencje (np. zespół Downa u ludzi związany z aneuploidią (trisomią) na chromosomie 21).
Sekwencja centromerowa
U większości eukariontów centromer nie ma odpowiadającej mu określonej sekwencji nukleotydowej. Zwykle składa się z duża ilość Powtórzenia DNA (takie jak DNA satelitarne), w których sekwencja poszczególnych elementów powtórzeń jest podobna, ale nie identyczna. U ludzi główna sekwencja powtórzeń nazywana jest satelitą α, ale w tym regionie istnieje kilka innych typów sekwencji. Ustalono jednak, że powtórzenia α-satelity nie są wystarczające do utworzenia kinetochoru i że znane są funkcjonalne centromery, które nie zawierają DNA α-satelity.
Dziedzictwo
Dziedziczenie epigenetyczne odgrywa znaczącą rolę w określaniu lokalizacji centromeru w większości organizmów. Chromosomy potomne tworzą centromery w tych samych miejscach co chromosom macierzysty, niezależnie od charakteru sekwencji znajdującej się w regionie centromerowym. Zakłada się, że musi istnieć jakiś podstawowy sposób określenia lokalizacji centromeru, nawet jeśli jego lokalizacja jest później określana przez mechanizmy epigenetyczne.
Struktura
Centromer DNA jest zwykle reprezentowany przez heterochromatynę, która może być niezbędna do jego funkcjonowania. W tej chromatynie normalny histon H3 zostaje zastąpiony przez specyficzny dla centromeru histon CENP-A (CENP-A jest charakterystyczny dla drożdży piekarskich S. cerevisiae, ale wydaje się, że podobne wyspecjalizowane nukleosomy są obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych). Uważa się, że obecność CENP-A jest wymagana do złożenia kinetochoru w centromerze i może odgrywać rolę w epigenetycznym dziedziczeniu lokalizacji centromeru.
W niektórych przypadkach, na przykład u nicienia Caenorhabditis eleganckie, u Lepidoptera, a także w niektórych roślinach, chromosomy holocentryczny. Oznacza to, że chromosom nie ma żadnej cechy pierwotne zwężenie- specyficzny obszar, do którego przeważnie przyczepione są mikrotubule wrzeciona. W rezultacie kinetochory mają charakter rozproszony, a mikrotubule mogą przyłączać się na całej długości chromosomu.
Aberracje centromerowe
W niektórych przypadkach dana osoba zauważyła powstawanie dodatkowych neocentromer. Zwykle łączy się to z inaktywacją starego centromeru dicentryczny chromosomy (chromosomy z dwoma aktywnymi centromerami) są zwykle niszczone podczas mitozy.
W niektórych nietypowych przypadkach odnotowano samoistne tworzenie się neocentromerów na fragmentach uszkodzonych chromosomów. Niektóre z tych nowych pozycji pierwotnie składały się z euchromatyny i w ogóle nie zawierały alfa satelitarnego DNA.
Napisz recenzję o artykule "Centromer"
Spinki do mankietów
|
Fragment charakteryzujący centromer
Oficer ponownie zwrócił się do Gerasima. Zażądał, aby Gerasim pokazał mu pokoje w domu.„Mistrz odszedł, nie rozumiem… moje jest twoje…” – powiedział Gerasim, starając się, aby jego słowa były wyraźniejsze przez fakt, że wypowiedział je na lewą stronę.
Francuski oficer z uśmiechem wyciągnął ręce przed nos Gerasima, dając mu poczucie, że go nie rozumie, i kulejąc, podszedł do drzwi, gdzie stał Pierre. Pierre chciał się odsunąć, żeby się przed nim ukryć, ale w tej samej chwili zobaczył Makara Alekseicha wychylającego się z otwartych drzwi kuchni z pistoletem w dłoniach. Z przebiegłością szaleńca Makar Alekseich spojrzał na Francuza i podnosząc pistolet, wycelował.
- Na pokład!!! - krzyknął pijak, naciskając spust pistoletu. Francuski oficer odwrócił się na ten krzyk iw tej samej chwili Pierre rzucił się na pijanego mężczyznę. Podczas gdy Pierre chwycił i uniósł pistolet, Makar Alekseich w końcu nacisnął spust palcem i rozległ się ogłuszający strzał, który pokrył wszystkich dymem prochowym. Francuz zbladł i rzucił się z powrotem do drzwi.
Zapominając o zamiarze nieujawniania swojej wiedzy Francuski Pierre wyrwał pistolet i rzucił go, podbiegł do oficera i zaczął z nim rozmawiać po francusku.
„Vous n”etes pas blesse? [Czy nie jesteś ranny?]” – powiedział.
„Je crois que non” – odpowiedział oficer, czując, że „mais je l”ai manque belle cette fois ci” – dodał, wskazując na luźny tynk w ścianie. „Quel est cet homme? [Wydaje się, że nie. ..ale to skoro było już blisko. Kim jest ten człowiek?] – powiedział oficer, patrząc surowo na Pierre’a.
„Ach, je suis vraiment au desespoir de ce qui vient d”arriver, [Ach, naprawdę jestem zrozpaczony tym, co się stało] – powiedział szybko Pierre, całkowicie zapominając o swojej roli. „C”est un fou, un malheureux qui ne savait pas ce qu"il faisait. [To nieszczęsny szaleniec, który nie wiedział, co robi.]
Funkcjonariusz podszedł do Makara Alekseicha i chwycił go za kołnierz.
Makar Alekseich z rozchylonymi ustami, jakby zasypiał, zachwiał się, opierając się o ścianę.
„Rozbójnik, tu me la payeras” – powiedział Francuz, cofając rękę.
– Nous autres nous sommes clements après la victoire: mais nous ne pardonnons pas aux cechyres, [Zbójco, zapłacisz mi za to. Nasz brat jest miłosierny po zwycięstwie, ale my nie przebaczamy zdrajcom – dodał z ponurą powagą na twarzy i pięknym energicznym gestem.
Pierre nadal po francusku przekonywał funkcjonariusza, aby nie karał tego pijanego, szalonego mężczyzny. Francuz słuchał w milczeniu, nie zmieniając swojego ponurego wyglądu i nagle zwrócił się do Pierre'a z uśmiechem. Patrzył na niego w milczeniu przez kilka sekund. Jego przystojna twarz przybrała tragicznie czuły wyraz i wyciągnął rękę.
„Vous m'avez sauve la vie! Vous etes Francais, [Uratowałeś mi życie. Jesteś Francuzem” – powiedział. Dla Francuza ten wniosek był niezaprzeczalny. Tylko Francuz mógł dokonać wielkiego czynu i uratować mu życie , pan Ramball „I capitaine du 13 me leger [Monsieur Rambal, kapitan 13. pułku lekkiego] – był bez wątpienia największą rzeczą.
Ale bez względu na to, jak niewątpliwy był ten wniosek i oparte na nim przekonanie oficera, Pierre uznał za konieczne go rozczarować.
„Je suis Russe, [jestem Rosjaninem” – powiedział szybko Pierre.
„Ti ti ti, a d”autres, [powiedz to innym” – powiedział Francuz, machając palcem przed nosem i uśmiechając się. „Tout a l”heure vous me conter tout ca” – powiedział. – Charme de rencontrer un compatriote. Ech, bien! qu"allons nous faire de cet homme? [Teraz mi to wszystko opowiesz. Miło poznać rodaka. No cóż! Co mamy zrobić z tym człowiekiem?] - dodał, zwracając się do Pierre'a jak do swojego brata Nawet jeśli Pierre nie był Francuzem, otrzymawszy kiedyś ten najwyższy tytuł na świecie, nie mógł się go wyrzec, mówił wyraz twarzy i tonu francuskiego oficera. ostatnie pytanie Pierre jeszcze raz wyjaśnił, kim jest Makar Alekseich, wyjaśnił, że tuż przed ich przybyciem ten pijany, wariat ukradł naładowany pistolet, którego nie udało mu się mu odebrać, i prosił, aby jego czyn pozostał bezkarny.
Francuz wyciągnął pierś i wykonał królewski gest ręką.
– Vous m"avez sauve la vie. Vous etes Francais. Vous me requireez sa grace? Je vous l"accorde. Qu"on emmene cet homme, [Uratowałeś mi życie. Jesteś Francuzem. Chcesz, żebym mu wybaczył? Wybaczam mu. Zabierzcie tego człowieka" - powiedział szybko i energicznie francuski oficer, chwytając tego za rękę który zarobił go za uratowanie życia francuskiemu Pierre'owi i poszedł z nim do domu.
Z filogenetycznego punktu widzenia korzeń powstał później niż łodyga i liść - w związku z przejściem roślin do życia na lądzie i prawdopodobnie wywodził się z przypominających korzenie podziemnych gałęzi. Korzeń nie ma liści ani pąków ułożonych w określonej kolejności. To jest dla niego charakterystyczne wzrost wierzchołkowy długości, jego boczne gałęzie wyrastają z tkanek wewnętrznych, punkt wzrostu pokryty jest czapką korzeniową. System korzeniowy kształtuje się przez całe życie organizmu roślinnego. Czasami korzeń może służyć jako miejsce przechowywania składników odżywczych. W tym przypadku to się zmienia.
Rodzaje korzeni
Główny korzeń powstaje z korzenia embrionalnego podczas kiełkowania nasion. Wychodzą z niego korzenie boczne.
Na łodygach i liściach rozwijają się korzenie przybyszowe.
Korzenie boczne to gałęzie dowolnych korzeni.
Każdy korzeń (główny, boczny, przybyszowy) ma zdolność do rozgałęziania się, co znacznie zwiększa powierzchnię systemu korzeniowego, a to przyczynia się do lepsze wzmocnienie roślin w glebie i poprawie jej odżywienia.
Rodzaje systemów korzeniowych
Istnieją dwa główne typy systemów korzeniowych: korzeń palowy, który ma dobrze rozwinięty korzeń główny, i włóknisty. Włóknisty system korzeniowy składa się z dużej liczby korzeni przybyszowych o jednakowej wielkości. Cała masa korzeni składa się z korzeni bocznych lub przybyszowych i ma wygląd płata.
Silnie rozgałęziony system korzeniowy tworzy ogromną powierzchnię chłonną. Na przykład,
- całkowita długość korzeni żyta ozimego sięga 600 km;
- długość włośników - 10 000 km;
- całkowita powierzchnia korzeni wynosi 200 m2.
Jest to wielokrotnie powierzchnia masy nadziemnej.
Jeśli roślina ma dobrze wyodrębniony korzeń główny i rozwijają się korzenie przybyszowe, tworzy się system korzeniowy typu mieszanego (kapusta, pomidor).
Zewnętrzna struktura korzenia. Wewnętrzna struktura korzenia
Strefy korzeniowe
Czapka korzeniowa
Korzeń rośnie od wierzchołka, gdzie znajdują się młode komórki tkanki edukacyjnej. Część rosnąca pokryta jest czapeczką korzeniową, która chroni czubek korzenia przed uszkodzeniem i ułatwia przemieszczanie się korzenia w glebie w okresie wzrostu. Ta ostatnia funkcja jest realizowana dzięki właściwościom pokrycia zewnętrznych ścian czapki korzeniowej śluzem, co zmniejsza tarcie pomiędzy korzeniem a cząstkami gleby. Mogą nawet rozpychać cząsteczki gleby. Komórki czapki korzeniowej są żywe i często zawierają ziarna skrobi. Komórki kapelusza są stale odnawiane w wyniku podziału. Uczestniczy w pozytywnych reakcjach geotropowych (kierunek wzrostu korzeni w stronę środka Ziemi).
Komórki strefy podziału aktywnie się dzielą, długość tej strefy wynosi różne rodzaje a różne korzenie tej samej rośliny nie są takie same.
Za strefą podziału znajduje się strefa rozszerzenia (strefa wzrostu). Długość tej strefy nie przekracza kilku milimetrów.
Po zakończeniu wzrostu liniowego rozpoczyna się trzeci etap tworzenia korzenia - powstaje strefa różnicowania i specjalizacji komórek (lub strefa włośników i wchłaniania). W tej strefie wyróżnia się już zewnętrzna warstwa epiblemy (ryzodermy) z włośnikami, warstwa kory pierwotnej i cylinder centralny.
Struktura włosa korzenia
Włośniki to bardzo wydłużone wyrostki zewnętrznych komórek pokrywających korzeń. Liczba włośników jest bardzo duża (na 1 mm2 przypada od 200 do 300 włosków). Ich długość sięga 10 mm. Włosy tworzą się bardzo szybko (u młodych sadzonek jabłoni po 30-40 godzinach). Włośniki korzeniowe są krótkotrwałe. Obumierają po 10-20 dniach, a na młodej części korzenia wyrastają nowe. Zapewnia to rozwój nowych poziomów glebowych przez korzenie. Korzeń stale rośnie, tworząc coraz więcej nowych obszarów włośników. Włosy mogą nie tylko wchłaniać gotowe roztwory substancji, ale także przyczyniać się do rozpuszczania niektórych substancji glebowych, a następnie je wchłaniać. Obszar korzenia, w którym obumarły włośniki, jest w stanie przez pewien czas wchłaniać wodę, ale potem zostaje pokryty czopem i traci tę zdolność.
Łuska włosa jest bardzo cienka, co ułatwia wchłanianie składników odżywczych. Prawie całą komórkę włoskowatą zajmuje wakuola otoczona cienką warstwą cytoplazmy. Jądro znajduje się na górze komórki. Wokół komórki tworzy się błona śluzowa, która sprzyja przyleganiu włośników do cząstek gleby, co poprawia ich kontakt i zwiększa hydrofilowość układu. Wchłanianie ułatwia wydzielanie przez włośniki kwasów (węglowego, jabłkowego, cytrynowego), które rozpuszczają sole mineralne.
Włośniki pełnią także rolę mechaniczną – stanowią podporę dla wierzchołka korzenia, który przechodzi pomiędzy cząsteczkami gleby.
Pod mikroskopem przekrój korzenia w strefie wchłaniania ukazuje jego strukturę na poziomie komórkowym i tkankowym. Na powierzchni korzenia znajduje się ryzoderma, pod nią kora. Zewnętrzną warstwą kory jest egzoderma, od niej główny miąższ. Jego cienkościenne żywe komórki pełnią funkcję magazynowania, przewodząc roztwory odżywcze w kierunku promieniowym - od tkanki ssącej do naczyń drewna. Zawierają także syntezę szeregu substancji organicznych niezbędnych dla rośliny. Wewnętrzną warstwę kory stanowi endoderma. Roztwory odżywcze wchodzące do centralnego cylindra z kory przez komórki endodermalne przechodzą tylko przez protoplast komórek.
Kora otacza centralny cylinder korzenia. Graniczy z warstwą komórek, które przez długi czas zachowują zdolność do podziału. To jest perycykl. Z komórek okołocyklicznych powstają korzenie boczne, pąki przybyszowe i wtórne tkanki edukacyjne. Wewnątrz od perycyklu, w środku korzenia, znajdują się tkanki przewodzące: łyk i drewno. Razem tworzą promieniową wiązkę przewodzącą.
Układ naczyniowy korzenia transportuje wodę i minerały z korzenia do łodygi (prąd skierowany w górę). materia organiczna od pnia do korzenia (prąd skierowany w dół). Składa się z wiązek naczyniowo-włóknistych. Głównymi składnikami wiązki są odcinki łyka (przez które substancje przemieszczają się do korzenia) i ksylemu (przez który substancje przemieszczają się z korzenia). Głównymi elementami przewodzącymi łyka są rurki sitowe, ksylem to tchawica (naczynia) i tchawice.
Procesy życiowe korzeni
Transport wody w korzeniu
Pobieranie wody przez włośniki z pożywki glebowej i przewodzenie jej w kierunku promieniowym wzdłuż komórek kory pierwotnej, przez komórki pasażowe w endodermie do ksylemu promieniowego pęczka naczyniowego. Intensywność wchłaniania wody przez włośniki nazywana jest siłą ssania (S) i jest równa różnicy pomiędzy ciśnieniem osmotycznym (P) i turgorowym (T): S=P-T.
Gdy ciśnienie osmotyczne zrówna się z ciśnieniem turgorowym (P=T), wówczas S=0, woda przestaje napływać do komórek włoskowatych korzenia. Jeśli stężenie substancji w pożywce glebowej będzie wyższe niż wewnątrz komórki, wówczas woda opuści komórki i nastąpi plazmoliza - rośliny więdną. Zjawisko to obserwuje się w warunkach suchej gleby, a także przy nadmiernym stosowaniu nawozów mineralnych. Wewnątrz komórek korzenia siła ssania korzenia wzrasta od ryzodermy w kierunku centralnego cylindra, zatem woda przemieszcza się zgodnie z gradientem stężeń (tj. z miejsca o większym stężeniu do miejsca o niższym stężeniu) i wytwarza ciśnienie korzeniowe, które podnosi słup wody przez naczynia ksylemu, tworząc prąd wznoszący. Można go znaleźć na bezlistnych pniach wiosną, gdy zbiera się „soki”, lub na ściętych pniach. Wypływ wody z drewna, świeżych pni i liści nazywany jest „płaczem” roślin. Kiedy liście kwitną, wytwarzają również siłę ssącą i przyciągają do siebie wodę - w każdym naczyniu powstaje ciągły słup wody - napięcie kapilarne. Dolnym czynnikiem przepływu wody jest ciśnienie korzeni, a górnym siłą ssania liści. Można to potwierdzić za pomocą prostych eksperymentów.
Pobieranie wody przez korzenie
Cel: poznaj podstawową funkcję korzenia.
Co robimy: roślinę uprawianą na mokrych trocinach, strząśnij system korzeniowy i opuść korzenie do szklanki wody. Zalać wodą cienką warstwą, aby zabezpieczyć ją przed odparowaniem. olej roślinny i zaznacz poziom.
Co widzimy: Po dniu lub dwóch woda w pojemniku spadła poniżej znaku.
Wynik: w rezultacie korzenie zasysały wodę i przenosiły ją do liści.
Możesz także wykonać jeszcze jedno doświadczenie, aby wykazać wchłanianie składników odżywczych przez korzeń.
Co robimy: odetnij łodygę rośliny, pozostawiając kikut o wysokości 2-3 cm. Na pień nakładamy gumową rurkę o długości 3 cm, a na górnym końcu zakrzywioną szklaną rurkę o wysokości 20-25 cm.
Co widzimy: Woda w szklanej rurce podnosi się i wypływa.
Wynik:świadczy to o tym, że korzeń pobiera wodę z gleby do łodygi.
Czy temperatura wody wpływa na intensywność pobierania wody przez korzenie?
Cel: dowiedz się, jak temperatura wpływa na funkcję korzenia.
Co robimy: jedna szklanka powinna być wypełniona ciepłą wodą (+17-18°С), a druga zimną wodą (+1-2°С).
Co widzimy: w pierwszym przypadku woda jest uwalniana obficie, w drugim - mało lub całkowicie się zatrzymuje.
Wynik: jest to dowód na to, że temperatura ma ogromny wpływ na funkcję korzenia.
Ciepła woda jest aktywnie wchłaniana przez korzenie. Zwiększa się ciśnienie korzeni.
Zimna woda jest słabo wchłaniana przez korzenie. W takim przypadku ciśnienie korzeni spada.
Odżywianie mineralne
Fizjologiczna rola minerałów jest bardzo duża. Są podstawą syntezy związków organicznych, a także czynników zmieniających stan fizyczny koloidów, tj. bezpośrednio wpływają na metabolizm i strukturę protoplastu; działają jako katalizatory reakcji biochemicznych; wpływają na turgor komórek i przepuszczalność protoplazmy; są ośrodkami zjawisk elektrycznych i radioaktywnych w organizmach roślinnych.
Ustalono, że normalny rozwój roślin jest możliwy tylko wtedy, gdy w pożywce znajdują się trzy niemetale - azot, fosfor i siarka oraz cztery metale - potas, magnez, wapń i żelazo. Każdy z tych elementów ma indywidualne znaczenie i nie można go zastąpić innym. Są to makroelementy, ich stężenie w roślinie wynosi 10 -2 -10%. Do prawidłowego rozwoju roślin potrzebne są mikroelementy, których stężenie w komórce wynosi 10 -5 -10 -3%. Są to bor, kobalt, miedź, cynk, mangan, molibden itp. Wszystkie te pierwiastki występują w glebie, ale czasami w niewystarczających ilościach. Dlatego do gleby dodaje się nawozy mineralne i organiczne.
Roślina rośnie i rozwija się normalnie, jeśli środowisko otaczające korzenie zawiera wszystkie niezbędne składniki odżywcze. Środowiskiem dla większości roślin jest gleba.
Oddychające korzenie
Aby roślina mogła prawidłowo rosnąć i rozwijać się, do korzeni należy dostarczać świeże powietrze. Sprawdźmy, czy to prawda?
Cel: Czy korzeń potrzebuje powietrza?
Co robimy: Weźmy dwa identyczne naczynia z wodą. Umieść rozwijające się sadzonki w każdym naczyniu. Codziennie nasycamy wodę w jednym z naczyń powietrzem za pomocą butelki ze spryskiwaczem. Wlać cienką warstwę oleju roślinnego na powierzchnię wody w drugim naczyniu, ponieważ opóźnia to przepływ powietrza do wody.
Co widzimy: Po pewnym czasie roślina w drugim naczyniu przestanie rosnąć, uschnie i ostatecznie umrze.
Wynik:Śmierć rośliny następuje z powodu braku powietrza niezbędnego do oddychania korzenia.
Modyfikacje roota
Niektóre rośliny przechowują rezerwowe składniki odżywcze w swoich korzeniach. Gromadzą węglowodany, sole mineralne, witaminy i inne substancje. Takie korzenie znacznie rosną i nabierają niezwykłego charakteru wygląd. Zarówno korzeń, jak i łodyga biorą udział w tworzeniu roślin okopowych.
Korzenie
Jeśli substancje rezerwowe zgromadzą się w korzeniu głównym i u nasady łodygi pędu głównego, powstają warzywa korzeniowe (marchew). Rośliny tworzące rośliny okopowe to przeważnie rośliny dwuletnie. W pierwszym roku życia nie kwitną i gromadzą w korzeniach dużo składników odżywczych. Po drugie, szybko kwitną, wykorzystując zgromadzone składniki odżywcze i tworząc owoce i nasiona.
Bulwy korzeniowe
W dalii substancje rezerwowe gromadzą się w korzeniach przypadkowych, tworząc bulwy korzeniowe.
Guzki bakteryjne
Korzenie boczne koniczyny, łubinu i lucerny są szczególnie zmodyfikowane. W młodych korzeniach bocznych bakterie osiedlają się, co sprzyja pobieraniu azotu gazowego z powietrza glebowego. Takie korzenie przybierają wygląd guzków. Dzięki tym bakteriom rośliny te są w stanie żyć na glebach ubogich w azot i czynią je bardziej żyznymi.
Stilates
Rampa, która rośnie w strefie pływów, rozwija korzenie na palach. Trzymają duże pędy liściaste na niestabilnej, błotnistej glebie wysoko nad wodą.
Powietrze
U rośliny tropikalneŻyjąc na gałęziach drzew, rozwijają się korzenie powietrzne. Często można je spotkać w storczykach, bromeliadach i niektórych paprociach. Korzenie powietrzne zwisają swobodnie w powietrzu, nie sięgając do ziemi i pochłaniają wilgoć z opadającego deszczu lub rosy.
Zwijacze
U roślin bulwiastych i bulwiastych, takich jak krokusy, wśród licznych korzeni nitkowatych występuje kilka grubszych, tzw. korzeni retraktorowych. Kurcząc się, takie korzenie wciągają bulwę głębiej w glebę.
Kolumnowy
Rośliny Ficus rozwijają nadziemne korzenie kolumnowe lub korzenie podporowe.
Gleba jako siedlisko dla korzeni
Gleba dla roślin jest ośrodkiem, z którego pobiera wodę i składniki odżywcze. Ilość minerałów w glebie zależy od specyfiki skały macierzystej, aktywności organizmów, aktywności życiowej samych roślin i rodzaju gleby.
Cząsteczki gleby konkurują z korzeniami o wilgoć, zatrzymując ją na swojej powierzchni. Jest to tzw. woda związana, która dzieli się na wodę higroskopijną i filmową. Utrzymuje się na miejscu dzięki siłom przyciągania molekularnego. Wilgoć dostępną dla rośliny reprezentuje woda kapilarna, która gromadzi się w małych porach gleby.
Pomiędzy wilgocią a fazą powietrzną gleby powstaje antagonistyczna zależność. Im więcej dużych porów w glebie, tym lepszy reżim gazowy tych gleb, tym mniej wilgoci zatrzymuje gleba. Najkorzystniejszy reżim wodno-powietrzny utrzymuje się w gruntach strukturalnych, gdzie woda i powietrze istnieją jednocześnie i nie zakłócają się - woda wypełnia kapilary wewnątrz jednostek konstrukcyjnych, a powietrze wypełnia duże pory pomiędzy nimi.
Charakter interakcji między rośliną a glebą jest w dużej mierze związany ze zdolnością absorpcyjną gleby – zdolnością do zatrzymywania lub wiązania związków chemicznych.
Mikroflora glebowa rozkłada materię organiczną na prostsze związki i uczestniczy w kształtowaniu struktury gleby. Charakter tych procesów zależy od rodzaju gleby, skład chemiczny pozostałości roślinne, właściwości fizjologiczne mikroorganizmów i inne czynniki. Zwierzęta glebowe biorą udział w tworzeniu struktury gleby: pierścienice, larwy owadów itp.
W wyniku połączenia procesów biologicznych i chemicznych zachodzących w glebie powstaje złożony kompleks substancji organicznych, który łączy się z terminem „próchnica”.
Metoda hodowli wodnej
Jakich soli potrzebuje roślina i jaki mają wpływ na jej wzrost i rozwój, ustalono na podstawie doświadczeń z uprawami wodnymi. Metoda hodowli wodnej polega na uprawie roślin nie w glebie, ale w roztwór wodny sole mineralne. W zależności od celu eksperymentu można wykluczyć z roztworu konkretną sól, zmniejszyć lub zwiększyć jej zawartość. Stwierdzono, że nawozy zawierające azot sprzyjają wzrostowi roślin, nawozy zawierające fosfor sprzyjają szybkiemu dojrzewaniu owoców, a nawozy zawierające potas sprzyjają szybkiemu odpływowi materii organicznej z liści do korzeni. W związku z tym zaleca się stosowanie nawozów zawierających azot przed siewem lub w pierwszej połowie lata, nawozów zawierających fosfor i potas – w drugiej połowie lata.
Metodą hodowli wodnej udało się nie tylko określić zapotrzebowanie rośliny na makroelementy, ale także wyjaśnić rolę poszczególnych mikroelementów.
Obecnie zdarzają się przypadki uprawy roślin metodami hydroponicznymi i aeroponicznymi.
Hydroponika to uprawa roślin w pojemnikach wypełnionych żwirem. Roztwór odżywczy zawierający niezbędne pierwiastki wprowadza się do naczyń od dołu.
Aeroponika to powietrzna kultura roślin. Dzięki tej metodzie system korzeniowy znajduje się w powietrzu i jest automatycznie (kilka razy w ciągu godziny) opryskiwany słabym roztworem soli odżywczych.
>>Wchłanianie przez korzenie
§ 15. Pobieranie wody przez korzeń
Upewnij się, że korzenie wchłaniają wodę i rozpuszczone substancje z gleby. Wytnij balsam z rośliny doniczkowej lub trzy-, czterotygodniową sadzonkę słonecznika lub fasoli, tak aby pozostał kikut o wysokości 2-3 cm. Na kikut kładziemy gumową rurkę o długości 3 cm, wlewamy do niej odrobinę wody i wkładamy szklana rurka o wysokości 20-25 cm na górnym końcu, zakrzywiona jak pokazano na rysunku 29 .
Po pewnym czasie woda w szklanej rurce podniesie się i wypłynie. Skąd bierze się woda wypływająca z rurki? Korzenie pobierają wodę z gleby. Przez naczynia korzenia woda pod ciśnieniem dostaje się do pozostałego pnia, a następnie do rurki. Ciśnienie to nazywa się ciśnieniem korzeniowym. Nacisk korzeni sprzyja przepływowi wody źródło w łodygę.
Jeśli podlejesz ziemię w doniczce z przyciętą rośliną ciepłą wodą, woda zacznie szybciej wznosić się przez rurkę i z niej wypływać. A po podlaniu gleby bardzo zimną wodą woda przestanie się podnosić. Zatem wchłanianie wody przez korzeń zależy od temperatury. Zimna woda jest słabo wchłaniana przez korzenie. Dlatego nie należy podlewać roślin zimną wodą.
Rośliny nie mogą żyć bez wody. Woda jest wliczona w cenę komórki rośliny. Jest niezbędny do pęcznienia i kiełkowania nasion. Ale dojrzałe rośliny wymagają szczególnie dużo wody podczas wzrostu. Kiedy owoce zaczynają dojrzewać, zapotrzebowanie roślin na wodę zwykle maleje.
Rośliny uprawne w naszych ogrodach, parkach, kwietnikach i skwerach najlepiej podlewać wieczorem, gdy już opadną upały. W tym czasie woda dobrze wchłania się w glebę i mniej odparowuje.
Podczas podlewania konewkę należy trzymać blisko powierzchni działki lub doniczki z rośliną, aby strumień wody nie powodował erozji gleby 30 . Lepiej podlewać roślinę rzadko, ale obficie, niż często, ale stopniowo. Do podlewania upraw i nasadzeń na dużych obszarach kołchozowe i państwowe gospodarstwa rolne stosują specjalne systemy zraszania.
W wielu obszarach naszego kraju grunt trzeba podlewać. W tym celu budowane są kanały irygacyjne, aranżowane są stawy i zbiorniki wodne. Aby zatrzymać wilgoć w glebie i chronić plony przed suchymi wiatrami, sadzi się pasy lasu.
1. Jak udowodnić, że korzenie pobierają wodę z gleby?
2. Dlaczego rośliny doniczkowe Nie możesz podlewać zimną wodą?
3. Jak prawidłowo podlewać rośliny?
4. W jaki sposób dostarczana jest woda do upraw i nasadzeń na dużych obszarach? 5. Jakie środki mające na celu zatrzymanie wilgoci są stosowane w gospodarstwach rolnych w Twojej okolicy?
Korchagina V. A., Biologia: Rośliny, bakterie, grzyby, porosty: Podręcznik. dla 6 klasy. średnio szkoła - wyd. 24. - M.: Edukacja, 2003. - 256 s.: il.
Treść lekcji notatki z lekcji ramka wspomagająca prezentację lekcji metody przyspieszania technologie interaktywne Ćwiczyć zadania i ćwiczenia autotest warsztaty, szkolenia, case'y, zadania prace domowe dyskusja pytania retoryczne pytania uczniów Ilustracje pliki audio, wideo i multimedia fotografie, obrazy, grafiki, tabele, diagramy, humor, anegdoty, dowcipy, komiksy, przypowieści, powiedzenia, krzyżówki, cytaty Dodatki streszczenia artykuły sztuczki dla ciekawskich szopki podręczniki podstawowy i dodatkowy słownik terminów inne Udoskonalanie podręczników i lekcjipoprawianie błędów w podręczniku aktualizacja fragmentu podręcznika, elementy innowacji na lekcji, wymiana przestarzałej wiedzy na nową Tylko dla nauczycieli doskonałe lekcje planie kalendarza przez rok wytyczne programy dyskusyjne Zintegrowane LekcjePytania:
1. Funkcje korzeniowe
2.Rodzaje korzeni
3.Rodzaje systemu korzeniowego
4. Strefy korzeniowe
5. Modyfikacja korzeni
6. Procesy życiowe u podstaw
1. Funkcje korzeniowe
Źródło- To jest podziemny organ rośliny.
Główne funkcje roota:
- podporowe: korzenie zakotwiczają roślinę w glebie i utrzymują ją przez całe życie;
- pożywny: przez korzenie roślina otrzymuje wodę z rozpuszczonymi minerałami i substancjami organicznymi;
- przechowywanie: w niektórych korzeniach mogą gromadzić się składniki odżywcze.
2. Rodzaje korzeni
Istnieją korzenie główne, przypadkowe i boczne. Kiedy ziarno kiełkuje, korzeń embrionalny pojawia się jako pierwszy i zamienia się w główny. Na pędach mogą pojawić się korzenie przypadkowe. Korzenie boczne odchodzą od korzeni głównych i przybyszowych. Korzenie przybyszowe zapewniają roślinie dodatkowe odżywianie i pełnią funkcję mechaniczną. Rozwijają się podczas uprawy, na przykład pomidorów i ziemniaków.
3. Rodzaje systemu korzeniowego
Korzenie jednej rośliny stanowią system korzeniowy. System korzeniowy może być korzeniowy lub włóknisty. System korzeni palowych ma dobrze rozwinięty korzeń główny. Ma ją większość roślin dwuliściennych (buraki, marchew). U rośliny wieloletnie Główny korzeń może umrzeć, a odżywianie następuje przez korzenie boczne, więc główny korzeń można prześledzić tylko u młodych roślin.
Włóknisty system korzeniowy tworzą tylko korzenie przybyszowe i boczne. Nie ma głównego korzenia. Rośliny jednoliścienne, na przykład zboża i cebula, mają taki system.
Systemy korzeniowe zajmują dużo miejsca w glebie. Na przykład u żyta korzenie rozprzestrzeniają się na szerokość 1-1,5 m i wnikają na głębokość do 2 m.
4. Strefy korzeniowe
W młodym korzeniu można wyróżnić strefy: czapkę korzeniową, strefę podziału, strefę wzrostu, strefę absorpcji.
Czapka korzeniowa ma ciemniejszy kolor, jest to sam czubek korzenia. Komórki czapki korzeniowej chronią wierzchołek korzenia przed uszkodzeniem przez cząstki stałe gleby. Komórki kapelusza są utworzone przez tkankę powłokową i są stale odnawiane.
Strefa ssania ma wiele włośników, które są wydłużonymi komórkami o długości nie większej niż 10 mm. Ta strefa wygląda jak armata, bo... włośniki są bardzo małe. Komórki włoskowate korzenia, podobnie jak inne komórki, mają cytoplazmę, jądro i wakuole z sokiem komórkowym. Komórki te są krótkotrwałe, szybko obumierają, a na ich miejsce powstają nowe z młodszych komórek powierzchniowych, położonych bliżej wierzchołka korzenia. Zadaniem włośników jest wchłanianie wody i rozpuszczonych składników odżywczych. Strefa absorpcji stale się porusza w wyniku odnowy komórek. Jest delikatny i łatwo ulega uszkodzeniu podczas przeszczepiania. Obecne są tutaj komórki tkanki głównej.
Powierzchnia obiektu . Znajduje się powyżej ssania, nie ma włośników, powierzchnia pokryta jest tkanką powłokową, a na grubości znajduje się tkanka przewodząca. Komórki strefy przewodzenia to naczynia, przez które woda i rozpuszczone substancje przedostają się do łodygi i liści. Znajdują się tu również komórki naczyniowe, przez które substancje organiczne z liści przedostają się do korzenia.
Cały korzeń pokryty jest mechanicznymi komórkami tkanki, co zapewnia wytrzymałość i elastyczność korzenia. Komórki są wydłużone, pokryte grubą błoną i wypełnione powietrzem.
5. Modyfikacja korzeniGłębokość wnikania korzeni w glebę zależy od warunków, w jakich znajdują się rośliny. Na długość korzeni wpływa wilgotność, skład gleby i wieczna zmarzlina.
W suchych miejscach rośliny tworzą długie korzenie. Dotyczy to szczególnie roślin pustynnych. W ten sposób system korzeniowy ciernia wielbłądziego osiąga długość 15-25 m. U pszenicy na polach nienawadnianych korzenie osiągają długość do 2,5 m, a na polach nawadnianych do 50 cm, a ich zagęszczenie wzrasta.
Wieczna zmarzlina ogranicza głębokość wzrostu korzeni. Na przykład w tundrze korzenie brzozy karłowatej mają tylko 20 cm. Korzenie są powierzchowne i rozgałęzione.
W procesie adaptacji do warunków środowiskowych korzenie roślin zmieniły się i zaczęły pełnić dodatkowe funkcje.
1. Bulwy korzeniowe zamiast owoców pełnią rolę magazynu składników odżywczych. Takie bulwy powstają w wyniku pogrubienia korzeni bocznych lub przypadkowych. Na przykład dalie.
2. Warzywa okopowe - modyfikacje głównego korzenia roślin takich jak marchew, rzepa i buraki. Korzenie tworzą dolna część łodygi i górna część głównego korzenia. W przeciwieństwie do owoców nie mają nasion. Rośliny okopowe są roślinami dwuletnimi. W pierwszym roku życia nie kwitną i gromadzą w korzeniach dużo składników odżywczych. Po drugie, szybko kwitną, wykorzystując zgromadzone składniki odżywcze i tworząc owoce i nasiona.
3. Korzenie przyczepne (odrosty) to korzenie przybyszowe, które rozwijają się u roślin zamieszkujących obszary tropikalne. Umożliwiają mocowanie do wsporników pionowych (do ściany, skały, pnia drzewa), wyciągając liście do światła. Przykładem może być bluszcz i powojnik.
4. Guzki bakteryjne. Korzenie boczne koniczyny, łubinu i lucerny są szczególnie zmodyfikowane. W młodych korzeniach bocznych bakterie osiedlają się, co sprzyja pobieraniu azotu gazowego z powietrza glebowego. Takie korzenie przybierają wygląd guzków. Dzięki tym bakteriom rośliny te są w stanie żyć na glebach ubogich w azot i czynią je bardziej żyznymi.
5. Korzenie powietrzne powstają u roślin rosnących w wilgotnych obszarach równikowych i lasy tropikalne. Takie korzenie zwisają i pochłaniają wodę deszczową z powietrza - występują u storczyków, bromeliad, niektórych paproci i monstery.
Korzenie podporowe powietrzne to korzenie przybyszowe, które tworzą się na gałęziach drzew i sięgają ziemi. Występuje na figowcach i fikusach.
6. Korzenie na szczudłach. Rośliny rosnące w strefie pływów rozwijają korzenie na palach. Trzymają duże pędy liściaste na niestabilnej, błotnistej glebie wysoko nad wodą.
7. Korzenie oddechowe powstają w roślinach, którym brakuje tlenu do oddychania. Rośliny rosną w miejscach nadmiernie wilgotnych - na podmokłych bagnach, potokach, ujściach rzek. Korzenie rosną pionowo w górę i docierają do powierzchni, pochłaniając powietrze. Przykładami są łamliwa wierzba, cyprys bagienny i lasy namorzynowe.
6. Procesy życiowe u podstaw
1 - Pobieranie wody przez korzenie
Pobieranie wody przez włośniki z pożywki glebowej i jej przewodnictwo przez komórki kory pierwotnej następuje na skutek różnicy ciśnień i osmozy. Ciśnienie osmotyczne w komórkach zmusza minerały do wnikania do komórek, ponieważ. ich zawartość soli jest mniejsza niż w glebie. Szybkość, z jaką włośniki wchłaniają wodę, nazywa się siłą ssania. Jeśli stężenie substancji w pożywce glebowej będzie wyższe niż wewnątrz komórki, wówczas woda opuści komórki i nastąpi plazmoliza - rośliny więdną. Zjawisko to obserwuje się w warunkach suchej gleby, a także przy nadmiernym stosowaniu nawozów mineralnych. Nacisk na korzenie można potwierdzić serią eksperymentów.
Roślinę z korzeniami zanurza się w szklance wody. Aby zabezpieczyć go przed odparowaniem, na wierzch wody nalej cienką warstwę oleju roślinnego i zaznacz jego poziom. Po dniu lub dwóch woda w zbiorniku spadła poniżej znaku. W rezultacie korzenie zasysały wodę i przenosiły ją do liści.
Cel: poznać podstawową funkcję korzenia.
Odcinamy łodygę rośliny, pozostawiając kikut o wysokości 2-3 cm. Na pień zakładamy gumową rurkę o długości 3 cm, a na górnym końcu umieszczamy zakrzywioną szklaną rurkę o wysokości 20-25 cm szklana rurka unosi się i wypływa. Świadczy to o tym, że korzeń pobiera wodę z gleby do łodygi.
Cel: dowiedzieć się, jak temperatura wpływa na funkcję korzenia.
Jedna szklanka powinna być wypełniona ciepłą wodą (+17-18°С), a druga zimną wodą (+1-2°С). W pierwszym przypadku woda jest uwalniana obficie, w drugim - niewiele lub całkowicie się zatrzymuje. Jest to dowód na to, że temperatura ma ogromny wpływ na funkcję korzenia.
Ciepła woda jest aktywnie wchłaniana przez korzenie. Zwiększa się ciśnienie korzeni.
Zimna woda jest słabo wchłaniana przez korzenie. W takim przypadku ciśnienie korzeni spada.
2 - Odżywianie mineralne
Fizjologiczna rola minerałów jest bardzo duża. Są podstawą syntezy związków organicznych i bezpośrednio wpływają na metabolizm; działają jako katalizatory reakcji biochemicznych; wpływają na turgor komórek i przepuszczalność protoplazmy; są ośrodkami zjawisk elektrycznych i radioaktywnych w organizmach roślinnych. Korzeń zapewnia roślinie składniki mineralne.
3 - Oddychanie korzeniami
Aby roślina mogła prawidłowo rosnąć i rozwijać się, do korzeni należy dostarczać świeże powietrze.
Cel: sprawdzić oddech u nasady.
Weźmy dwa identyczne naczynia z wodą. Umieść rozwijające się sadzonki w każdym naczyniu. Codziennie nasycamy wodę w jednym z naczyń powietrzem za pomocą butelki ze spryskiwaczem. Wlać cienką warstwę oleju roślinnego na powierzchnię wody w drugim naczyniu, ponieważ opóźnia to przepływ powietrza do wody. Po pewnym czasie roślina w drugim naczyniu przestanie rosnąć, uschnie i ostatecznie umrze. Śmierć rośliny następuje z powodu braku powietrza niezbędnego do oddychania korzenia.
Ustalono, że normalny rozwój roślin jest możliwy tylko wtedy, gdy w pożywce znajdują się trzy substancje - azot, fosfor i siarka oraz cztery metale - potas, magnez, wapń i żelazo. Każdy z tych elementów ma indywidualne znaczenie i nie można go zastąpić innym. Są to makroelementy, których stężenie w roślinie wynosi 10-2-10%. Do prawidłowego rozwoju roślin potrzebne są mikroelementy, których stężenie w komórce wynosi 10-5–10-3%. Są to bor, kobalt, miedź, cynk, mangan, molibden itp. Wszystkie te pierwiastki występują w glebie, ale czasami w niewystarczających ilościach. Dlatego do gleby dodaje się nawozy mineralne i organiczne.
Roślina rośnie i rozwija się normalnie, jeśli środowisko otaczające korzenie zawiera wszystkie niezbędne składniki odżywcze. Środowiskiem dla większości roślin jest gleba.
FUNKCJE KORZENIA - POBIERANIE Z GLEBY WODY Z ROZPUSZCZONYMI W NIM SUBSTANCJAMI MINERALNYMI (ODŻYWANIE KORZENI); -ZAKŁADANIE ROŚLIN W GLEBIE; - AKUMULACJA (magazynowanie) SKŁADNIKÓW ODŻYWCZYCH; - PODSTAWOWA SYNTEZA NIEKTÓRYCH SUBSTANCJI ORGANICZNYCH (chlorofil wytwarzany jest w korzeniach powietrznych niektórych roślin tropikalnych (leukoplasty, chloroplasty), ciemność, brak światła, zwiększone natężenie f/s); - ROZMNAŻANIE WEGETATYWNE W ROŚLINACH KORZENIOWYCH (MALIN, ŚLIWEK, ROKITNIKA)
Jak możemy wyjaśnić, że korzenie niektórych roślin, np. storczyków, mogą zmieniać kolor na zielony pod wpływem światła? 1) Storczyki żyją w ciemnych lasach tropikalnych. 2) Aby zwiększyć intensywność procesu fotosyntezy, w komórkach korzeni powstaje chlorofil
STREFY KORZENIOWE. WŁOSY KORZENIA MIKORYZY – BOCZNY WZROST KOMÓREK SKÓRY KORZENIA = STREFA SSANIA. MIKORREZA (KORZEŃ GRZYBA) – SYMBIOZA MYCHORYZY I KORZENIA. Grzybnia PEŁNI FUNKCJĘ WŁOSNIKÓW (WODA, SOLE MINERALNE, WITAMINY) – ZWIĘKSZA POWIERZCHNIĘ CHŁONNĄ KORZENI – DAJĄ MITYKAŃSKI ROZWIĄZ SUBSTANCJI ORGANICZNYCH (GRZYBY – HETEROTROFY)
PERYCYKL – (zewnętrzna warstwa prokambium) zewnętrzna strefa centralnego cylindra łodygi i korzenia; składa się z jednej (w korzeniu) lub kilku (w łodydze) warstw komórek. W młodych narządach PERICYKL jest reprezentowany przez pierwotny merystem boczny, którego komórki w łodydze tracą później zdolność do podziału i całkowitego różnicowania, zamieniając się we włókna sklerenchymy. W korzeniu PERICYCLE bierze udział w tworzeniu kambium, fallogenu, korzeni bocznych i odrostów korzeniowych. Tworzenie korzeni bocznych (a) w okrężnicy głównego korzenia: 1 - centralny cylinder głównego korzenia, 2 - okrężnica, 3 - endoderma, 4 - miąższ rdzeniowy, 5 - ryzoderma.
Zespół badaczy kierowany przez botanika z Uniwersytetu Wisconsin, Simona Gilroya, użył najnowocześniejszego sprzętu, aby uchwycić wideo wzrostu cienkich wypustek poszczególnych komórek korzeni, zwanych włośnikami. Korzenie rośliny są dosłownie pokryte milionami tych wydłużonych, skórzastych narośli. Naukowcy od dawna rozumieją, że włośniki znacznie zwiększają powierzchnię systemu korzeniowego rośliny, a co za tym idzie, zwiększają objętość gleby, z której korzenie pobierają wodę i minerały.
Włośniki Droga przez apoplast Transport wody i soli mineralnych Droga przez korę naskórka symplastu Transport wody i soli mineralnych przez układ apoplastów (ściany komórkowe połączone ze sobą) i symplastu (przez cytoplazmę przez pory w ścianie komórkowej) naczynia perycykliczne endodermy
WODA DOSTAJE SIĘ DO KOMÓREK WŁOSA KORZENIA DZIĘKI ZJAWIENIU OSMOZY (OSMOZA - DYFUZJA WODY) LIŚCIE ROŚLIN NIEUSTANNIE odparowują WODĘ, ZWŁASZCZA W DNIU (TRANSPIRACJE). WODA PRZENIKA DO WŁOSÓWEK, PONIEWAŻ STĘŻENIE SOKU KOMÓRKOWEGO W WŁOSKU JEST ZWYKLE WYŻSZE NIŻ W ROZTWORZE GLEBOWYM. Ściana komórkowa swobodnie przepuszcza wodę, ale przylegająca do niej PLAZMALEMA ( Błona komórkowa), OTOCZĄCY CYTOPLAZM, JEST PÓŁPRZEPUSZCZALNY I ZATRZYMUJE SUBSTANCJE ROZPUSZCZONE. STANOWI SIĘ PRĄD JEDNkierunkowy, W KTÓRYM WODA CIĄGLE DOSTAJE SIĘ DO INSTALACJI. KOMÓRKI ZŁOŻONE BLISKO ŚRODKA KORZENIA, W odróżnieniu od KOMÓREK OBWODOWYCH, ZAWIERAJĄ SKONCENTROWANE ROZTWORY GLUKOZY I INNYCH SUBSTANCJI ORGANICZNYCH. Dlatego siła osmotyczna wzrasta w miarę usuwania włośników do środka korzenia. WODA CIĄGLE PRZESUWA SIĘ OD KOMÓRKI DO KOMÓRKI, AŻ W KOŃCU DOSTAJE SIĘ DO DREWNIANYCH NACZYŃ KORZENIA, A NASTĘPNIE DO ŁODYI.
POBIERANIE WODY I SUBSTANCJI MINERALNYCH PRZEZ KORZENIE. Pobieranie składników odżywczych przez korzeń odbywa się w sposób aktywny i pasywny. Aktywność jest związana z procesami metabolicznymi, wydatkowaniem energii i procesami oddychania. Drugi, pasywny, wiąże się z dyfuzją substancji. Nie zależy to od procesów metabolicznych. Przez włośniki woda i minerały przedostają się przez komórki pasażowe do naczyń centralnego cylindra. Miejsce, w którym korzeń wchodzi do łodygi, czyli naczynia korzeniowe w łodydze, nazywa się szyjką korzeniową. Jest nieco pogrubiony. Ciśnienie hydrostatyczne powstaje w wyniku przedostania się wody do naczynia z otaczających je komórek miąższu. Ciśnienie to nazywa się ciśnieniem korzeniowym. Zdolność systemu korzeniowego do podnoszenia wody do łodygi nazywa się silnikiem korzenia dolnego. Prąd wznoszący się od korzenia do nadziemnej części rośliny tłumaczy się obecnością parcia korzeni i działaniem ssącym liści w wyniku transpiracji (parowanie wody przez liście).
NASYCENIE KOMÓREK WODĄ - TURGOR Wielkość ciśnienia turgorowego we wszystkich częściach rośliny jest taka sama. Turgor (od łac. turgor – obrzęk, wypełnienie) to napięty stan błony komórkowej, który powstaje na skutek ciśnienia hydrostatycznego zawartości komórki. Dzięki turgorowi tkanki roślinne mają pewną elastyczność. Ciśnienie osmotyczne to nadciśnienie wywierane przez roztwór, które zapobiega przedostawaniu się rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę z roztworu mniej stężonego do roztworu bardziej stężonego. Osmoza to dyfuzja wody przez półprzepuszczalną membranę z obszaru o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do obszaru o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej, aż do ich wyrównania. Siła ssania jest większa w części, w której ciśnienie osmotyczne jest większe: S = P-T, gdzie S to siła ssania, P to ciśnienie osmotyczne, T to ciśnienie turgorowe. Wewnętrzne ciśnienie działające na ścianę komórkową roślin zawsze przewyższa ciśnienie wywierane na nią przez środowisko zewnętrzne.
MIKORYZA – SYMBIOZA (MUTUALIZM) MYCHORYZY I KORZENIA. MIT PRZEZ - FUNKCJA WŁOSÓW - DAJE DRZEWI WODĘ I SOLE MINERALNE DRZEWO - ROZTWÓR SUBSTANCJI ORGANICZNYCH DLA MYTROPU (GRZYB - HETEROTROF).
SYSTEM KORZENIOWY – WSZYSTKIE KORZENIE JEDNEJ ROŚLINY KORZEŃ GŁÓWNY – ROZWIJA SIĘ Z KORZENIA NIEMIECKIEGO (zawsze 1), geotropizm pozytywny KORZENIE DODATKOWE – ROZWIJAJĄ SIĘ OD PĘDU (łodyga, liść, kwiat) TROPIZM – RUCH KIERUNKOWY KORZENIE BOCZNE – WZROST OD KORzeni GŁÓWNYCH I KORZENIE randkowania
Dlaczego zaprawianie ziemniaków zwiększa ich plon? 1) Hilling stymuluje powstawanie korzeni przybyszowych, czyli zwiększa masę systemu korzeniowego. 2) W efekcie poprawia się odżywienie korzeni i wzrastają plony ziemniaków. 3) Hilling stymuluje powstawanie rozłogów bulwiastych
SYSTEM KORZEŃ KRAWOWYCH DOBRZE WYRAZIONY KORZEŃ GŁÓWNY KORZEŃ GŁÓWNY + BOCZNE + DODATKOWE KORZEŃ GŁÓWNY Włóknisty KORZEŃ GŁÓWNY NIE WYRAŹNY (NIEROZWINIĘTY I NIE RÓŻNI SIĘ OD KORZENI BOCZNYCH I DODATKOWYCH LUB PĘDNIKÓW) KORZENIE: KORZENIE DODATKOWE + OWAL BOCZNY Nitkowate, wrzecionowate, cebulowe- w kształcie drzewa; włóknisty
BIAŁKA AZOTOWE, ATP, KWASY NUKLEINOWE STOPKI - „ROŚLINOWA WOŁOWA” Na korzeniach wielu roślin strączkowych powstają drobne guzki, powstałe z przerośniętej tkanki po wprowadzeniu do niej bakterii z rodzaju Rhizobium. Potrafią wiązać azot atmosferyczny, przekształcając go w związki łatwo przyswajalne przez rośliny.
MIÓD MESQUITE (RODZINNE STOPKI) KORZEŃ NIEKTÓRYCH ROŚLIN ZWIERZĘCYCH MOŻE SCHODZIĆ NA DUŻĄ GŁĘBOKOŚĆ W ZALEŻNOŚCI OD WARUNKÓW SIEDLISKOWYCH. Np. lucerna ma ponad 2 m (przy wysokości części naziemnej 60 cm), burstone ma ponad 6 m (część nadziemna wynosi 1 m), fasola kameltonowa ma aż do 20 m (część naziemna DRZEWO MESQUITE MA 50 -60 CM). Rekordową głębokość zanotowano w PUSTYNNYM SHRUZU MESQUETE (PROSOPIS JULIFLORA) – 53,3 m.
W KSZTAŁCIE: CYLINDRYCZNY – ta sama średnica na całej długości (piwonia, mak); KNODY – nierówne zgrubienia w postaci węzłów (błękitny, imbirowy)
System korzeniowy to zbiór korzeni jednej rośliny. Klasyfikacja systemów korzeniowych według pochodzenia: główny system korzeniowy - rozwija się z korzenia embrionalnego. Jest korzeniem głównym pierwszego rzędu z korzeniami bocznymi drugiego i kolejnych rzędów (w drzewach i krzewach oraz w jednorocznych i wieloletnich roślinach dwuliściennych zielnych); system korzeni przybyszowych - z nasion rozwija się bulwa zarodkowa, a na niej korzenie przybyszowe (w storczykach); mieszany system korzeniowy - w ciągu życia zmienia się rodzaj systemu korzeniowego, główny system korzeniowy zastępuje system korzeni przypadkowych (w jednoliściennych i dwuliściennych). Klasyfikacja systemów korzeniowych według kształtu: korzeń palowy - korzeń główny jest dłuższy niż boczne; włóknisty - korzenie główne i boczne są równej długości. Dzięki wytrzymałości tego systemu korzeniowego tworzy się pokrycie darniowe, które zapobiega erozji gleby. Korzenie niektórych roślin mogą sięgać na większą głębokość, w zależności od warunków życia. Na przykład lucerna półksiężycowa ma ponad 2 m (przy wysokości części nadziemnej 60 cm), dla ostu - ponad 6 m (część nadziemna wynosi 1 m), dla ciernia wielbłąda do 20 m ( część nadziemna wynosi 5060 cm). Rekordową głębokość osiągnął krzew mesquite pustynny (Prosopis Juliflora) – 53,3 m.
KORZEŃ MODYFIKACJA KORZENIA GŁÓWNEGO KORZENIA ZAWSZE JEDEN KORZEŃ Seler korzeniowy KOŃCÓWKA KORZENIA - SKRÓCENIE ZMODYFIKOWANEJ KORZENI (W ŚWIETLE Zmienia kolor na zielony) + Zgrubienie ZMODYFIKOWANY KORZEŃ GŁÓWNY
WARZYWA KORZENIOWE - Zgrubienie głównego korzenia związane z odkładaniem się w nim składników odżywczych (marchew, buraki, rzodkiewki itp.).
BULWY KORZENIOWE MODYFIKACJE KORZENI BOCZNYCH LUB DODATKOWYCH ZAWSZE WIELU BULW KORZENIOWYCH (BULW KORZENIOWYCH) - Zgrubienie KORZEŃ BOCZNYCH (dalia) LUB DODATKOWYCH KORZENI (chlorophytum), ZWIĄZANE Z ODKŁADANIEM SKŁADNIKÓW SKŁADNIKÓW ODŻYWCZYCH (YAM, DAHLISH, ITUM itp.).
KORZENIE POWIETRZNE (EPIFITY) Jak wytłumaczyć, że korzenie niektórych roślin, na przykład storczyków, mogą zmieniać kolor na zielony pod wpływem światła? 1) Storczyki żyją w ciemnych lasach tropikalnych. 2) Aby zwiększyć intensywność procesu fotosyntezy, w komórkach korzeni powstaje chlorofil
KORZENIE POWIETRZNE DODATKOWE KORZENIE WYrastają W ROŚLINACH NA NAD ZIEMI PĘDY WYSOKO NAD ZIEMIĄ KORZENIE - KORZENIE PRZYCZEPY ZNACZENIE KORZENI - ODKŁADÓW (HAUSTORIA) DO POCHWYTYWANIA WILGOCI BEZPOŚREDNIO Z POWIETRZA KORZENIE - WSPIERA KORZENIE STYLOWE KORZENIE ATATELE ODDECHOWE SĄ CHARAKTERYSTYCZNE DLA LINAS I EP IFITES (od RODZINY STORCZYKÓW, AROIDÓW I DR.). W NIEKTÓRYCH DRZEWACH TROPIKALNYCH (TAKICH JAK BANAN INDYJSKI) V.K. ZWIJAJĄ SIĘ Z GAŁĘZI, DOSTAJĄ SIĘ DO GLEBY I STAJĄ SIĘ PODPORĄ KORZENIOWĄ. W DRZEWACH NAMOCHODOWYCH V.K. - SCHILATACH, KTÓRE STWORZĄ PODPOWIEDNIE W WSTRZYMANYM PODŁOŻU, A TAKŻE W DRZEWACH ODDYCHAJĄCYCH, KTÓRE ZACZYNAJĄ ROSNĄĆ POD ZIEMIĄ, A NASTĘPNIE WYCHODZĄ
DODATKOWE KORZENIE WYrastające W ROŚLINACH NA PĘDACH NAD ZIEMIĄ WYSOKO NAD ZIEMIĄ I SŁUŻĄCE POBIERANIA WILGOCI BEZPOŚREDNIO Z POWIETRZA
KORZENIE WSPOMAGAJĄCE. WYSTĘPUJE W DUŻYCH DRZEWACH (wiąz, buk, topola, tropikalne itp.). SĄ KORZENIAMI BOCZNYMI. NA BOCZNYCH KORZENIACH, KTÓRE PRZECHODZĄ W POBLIŻU POWIERZCHNI GLEBY, ROZWIJAJĄ SIĘ PŁASKIE TRÓJKĄTNE I PIONOWE PROCESY NAD ZIEMIĄ, KTÓRE PRZYPOMINAJĄ DESKI NAKŁADANE NA DRZEWA. RETRAKCYJNE LUB KURCZĄCE KORZENIE. NIEKTÓRE ROŚLINY MAJĄ OSTRA ZMNIEJSZENIE KORZENIA W KIERUNKU WZDŁUŻNYM U JEGO PODSTAWY (NA PRZYKŁAD W ROŚLINACH, KTÓRE MAJĄ CAŁOWĘ). RETRAKCYJNE KORZENIE SĄ POWSZECHNE U Okrytozalążkowych. OKREŚLAJĄ ŚCISŁĄ FUNKCJĘ RÓŻ Z ZIEMIĄ (NA PRZYKŁAD W PLANNANTIE, MNISZCZU ITP.), POŁOŻENIE KOGUKA I KŁĄCZA PIONOWEGO, ORAZ ZAPEWNIAJĄ NIEKTÓRE POGŁĘBIENIE BULW. W TEN SPOSÓB RETRAKCYJNE KORZENIE POMAGAJĄ PĘDOM ZNAJDOWAĆ NAJLEPSZĄ GŁĘBOKOŚĆ W GLEBIE. RETRAKCYJNE KORZENIE W ARKTYCE ZAPEWNIAJĄ, ŻE PĄKI KWIATOWE PRZETRWAJĄ NIEKORZYSTNY OKRES ZIMOWY.
FORMA ŻYCIA „BANYANA” jest niesamowita. U dorosłych roślin z pnia i gałęzi tworzą się długie korzenie powietrzne, które docierają do ziemi i zakorzeniają się, dostarczając figowcowi wodę i składniki odżywcze. Z biegiem czasu korzenie gęstnieją i zamieniają się w dodatkowe pnie, podpory dla jednej gęstej korony. W ten sposób banian rośnie wszerz, „kroczy” z nowymi pniami we wszystkich kierunkach od centralnego pnia, a z czasem z jednego drzewa tworzy się gaj lub las. Banian może zajmować powierzchnię do kilku hektarów. Istnieją dowody na to, że niektóre stare figi, mające setki (a nawet tysiące) lat, osiągały wysokość ponad 30 metrów i ponad 400 metrów obwodu, tworzyły do 1300 pni bocznych i do 3000 korzeni powietrznych. Szacuje się, że pod baldachimem jednego takiego drzewa zmieściłoby się około 10 000 osób. Wilgotny klimat tropikalny sprzyja rozwojowi figowców. Najbardziej znane figowce, Ficus bengalensis, występują w Indiach (Kalkuta, Bangalore, Adyar, Auroville) i USA (Hawaje, Floryda). http://ficusweb. ru/banyan. HTML
OTWARTE KIĘŻKA MIĘDZY KSYLEMEM A ŁYKIEM JEST KAMBIUM (dwuliścienne i nagonasienne) ZAMKNIĘTE KIĘŻKA MIĘDZY KSYLEMEM A ŁYKIEM NIE MA KAMBII (jednoliścienne)
W ROŚLINACH NACZYNIOWYCH PRZEMIESZCZANIE SUBSTANCJI REALIZUJE SIĘ W DWÓCH UKŁADACH: KSYLEMU (WODA I SOLE MINERALNE) I ŁYKU (SUBSTANCJE ORGANICZNE). Ruch substancji wzdłuż ksylemu kierowany jest od korzeni do nadziemnych części rośliny; Składniki odżywcze odchodzą od liści poprzez łyko. JEDEN Z NAJWAŻNIEJSZYCH MECHANIZMÓW TRANSPORTU SUBSTANCJI W ROŚLINIE JEST OSMOZA - JEST TO PRZENOSZENIE CZĄSTECZEK ROZPUSZCZALNIKA (np. WODY) Z OBSZARÓW O WIĘKSZYM STĘŻENIU DO OBSZARÓW O NIŻSZYM STĘŻENIU PRZEZ PEŁNĄ MEMBRANĘ PÓŁPRZEPUSZCZALNĄ. Proces ten jest podobny do zwykłej dyfuzji, ale zachodzi szybciej. Liczbowo osmozę charakteryzuje ciśnienie osmotyczne – ciśnienie, które należy zastosować, aby zapobiec osmotycznemu przepływowi wody do roztworu. ŚCIANA KOMÓRKOWA JEST PRZEPUSZCZALNA DLA WODY. W ROŚLINACH ROLĘ BŁON PÓŁPRZEPRZEPUSZCZALNYCH SPEŁNIA MEMBRANA PLAZMOWA I TONOPLAST (MEMBRANA OTOCZĄCA WAKUOLĘ). Jeśli komórka wejdzie w kontakt z roztworem hipertonicznym (czyli roztworem, w którym stężenie wody jest mniejsze niż w samej komórce), wówczas woda zaczyna wypływać z komórki. Proces ten nazywa się plazmolizą. Jednocześnie komórka kurczy się. Plazmoliza jest odwracalna: jeśli taką komórkę umieścimy w roztworze hipotonicznym (o większej zawartości wody), wówczas woda zacznie do niej napływać, a komórka ponownie puchnie. W tym przypadku wewnętrzne części komórki (protoplast) wywierają nacisk na ścianę komórkową. W komórce roślinnej obrzęk jest zatrzymywany przez sztywną ścianę komórkową. Komórki zwierzęce nie mają sztywnych ścian, a błony plazmatyczne są zbyt delikatne; do regulacji osmozy wymagany jest specjalny mechanizm.
PODSTAWOWA MASA WODY POBIERANA JEST PRZEZ MŁODE STREFY KORZENI ROŚLIN W OBSZARZE WŁOSÓW – KANAŁOWE PRZESTĘPY NAskórka. Dzięki nim znacznie zwiększa się powierzchnia wchłaniania wody. Woda dostaje się do korzenia na drodze osmozy i przemieszcza się do ksylemu przez apoplast (wzdłuż ścian komórkowych), symplast (przez cytoplazmę i plazmodesmy), a także przez wakuole. Należy zaznaczyć, że w ściany komórkowe istnieją paski zwane pasami kasparyjskimi. Składają się z wodoodpornej suberyny i zapobiegają przemieszczaniu się wody i substancji w niej rozpuszczonych. W tych miejscach woda zmuszona jest przedostać się przez błony plazmatyczne komórek; Uważa się, że w ten sposób rośliny są chronione przed wnikaniem substancji toksycznych, grzybów chorobotwórczych itp.
WYDAJE SIĘ, ŻE PODWYŻSZANIE SIĘ WODY PRZEZ KSYLEM WYDAJE SIĘ BYĆ POWODEM PAROWANIA WODY Z LIŚCI. PODCZAS PROCESU PAROWANIA W KORONIE POWSTAJE BRAK WODY. NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE W STATKACH XYLEMU JEST W STANIE PODCIĄGNĄĆ CAŁY SŁUP WODY, WYWOŁAJĄC PRZEPŁYW MASY. Szybkość podnoszenia wody wynosi około 1 m/h (do 8 m/h w przypadku wysokich drzew); aby podnieść wodę do góry wysokie drzewo wymagane jest ciśnienie około 40 atm. Należy pamiętać, że same efekty kapilarne są w stanie podnieść wodę na wysokość nie większą niż 3 m. DRUGĄ WAŻNĄ SIŁĄ ZWIĄZANĄ Z PODNOSZENIEM WODY JEST CIŚNIENIE KORZENI. Jest to 1–2 atm (w wyjątkowych przypadkach – do 8 atm). Wartość ta oczywiście nie wystarczy, aby sama zapewnić przepływ cieczy, ale jej udział w wielu roślinach jest niewątpliwy.