Рост корней растения происходит благодаря свойствам определенной ткани: Ошибка 403 — доступ запрещён

Биология Рост растения

Материалы к уроку

Конспект урока

Рост растения

Выдающийся русский учёный Климент Аркадьевич Тимирязев писал: «Наиболее выдающаяся черта в жизни растения заключается в том, что оно растёт: на это указывает самое название его».

Рост присущ всем живым организмам. Но отличительной чертой растений является то, что они растут всю жизнь.

Давайте вспомним основные этапы жизни цветкового растения. Жизнь цветкового растения начинается с образования зиготы. После ее многократных делений формируется зародыш семени, из которого при прорастании образуется маленький проросток растения. При благоприятных условиях он быстро растет, увеличивает подземную и надземную части. Прожив какое-то время, растение стареет и умирает. От прорастания семени и до старости растение продолжает расти.

 

Рост растения — увеличение размеров и массы организма, связанное в том числе с появлением у него новых частей (клеток, тканей, органов). Рост растений зависит как от сложных процессов обмена веществ, происходящих в органах, тканях и клетках растения, так и от условий, в которых оно произрастает.  

Растение растёт в длину и в ширину. Рост в длину происходит благодаря делению клеток образовательной ткани на верхушках корней и побегов. 

С помощью роста в длину корень продвигается по почве, место всасывания питательны веществ всё время меняется, что позволяет получать достаточное количество пищи в почве. В этом характерная особенность растений, которые, в отличие от животных, прикреплены к одному и тому же месту.

Благодаря росту побегов из верхушечных и боковых почек растение увеличивает свое тело и охватывает новые пространства, что помогает ему лучше улавливать свет и углекислый газ.

Мы уже говорили, что растения растут на протяжении всей жизни, однако их рост происходит неравномерно, периодически. В течение суток у растительных организмов можно выделить активное и замедленное состояние процессов жизнедеятельности. В светлое время суток деление клеток образовательной ткани происходит активнее, чем в ночное время.

Наряду с суточной наблюдается сезонная периодичность процессов жизнедеятельности растений. Период активного роста весной и летом сменяется затуханием процессов роста осенью.  Зимой же у большинства растений наблюдается период покоя. Покой — это состояние, при котором почти полностью приостанавливается рост растения.

Такая периодичность выработалась в ходе эволюции растений как приспособление к ритмам Земли.

 

Наряду с ростом, растение в течение жизни меняет свои свойства, т.е. развивается. Развитие — изменение в строении и жизнедеятельности живого организма и его частей. Преобразование организма от зарождения до конца его жизни называется индивидуальным развитием.

Все растения растут и развиваются по-разному. Есть растения, которые живут один год. Такие растения называют однолетними. У других растений продолжительность жизни составляет 2 года. Это двулетние растения. Большинство же растений живет несколько лет. Это многолетние растения.   Приведем примеры: продолжительность жизни петунии – 1 год, капусты — 2 года, дуба — 1500 лет, секвойи свыше 3000 лет.

Таким образом, рост и развитие растений тесно взаимосвязаны. Протекание роста и развития зависит от процессов, происходящих в органах и клетках растений, а также от условий окружающей среды.

Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!

• Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

• Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

• Повысим успеваемость по школьным предметам

• Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать педагогаОставить заявку на подбор

Ученые НГУ и ИЦиГ СО РАН и их немецкие коллеги построили 3d модель корня растения

28.11.2017 00:17

2721

Добавить в закладки

Сотрудники лаборатории компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики факультета естественных наук Новосибирского государственного университета вместе с учеными из Института цитологии и генетики СО РАН и Фрайбургского университета (Германия) реконструировали 3d модель ядер клеток корня, чтобы изучить, как расположены в ткани стволовые клетки, сообщает пресс-служба НГУ.

Сам по себе корень очень интересен для исследований, потому что он обеспечивает растение водой, необходимыми для роста микроэлементами из почвы, удерживает растение в земле. А «родоночальник» всего органа — кончик корня, именно в нем находятся стволовые клетки, которые делятся и удлиняются, что позволяет корню расти.

— Мы работали с модельным объектом резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana), исследуя область кончика корня длиной до 1 мм. Мы использовали лазерную конфокальную микроскопию, которая позволяет заглянуть внутрь корня не разрезая его. Для этого проводилась специальная подготовка растений — перед исследованием добавлялись флуоресцентные белки-красители, встраивающиеся в клеточные ядра корневой системы. Лазерный луч с определенной длиной волны возбуждает эти флуоресцирующие белки, микроскоп «видит» клеточные ядра и сканирует корень горизонтальными слоями — до 150 слоев на сто микрон. Обработка полученного массива данных, велась в программе, разработанной нашими коллегами из Фрайбургского университета, в которой мы реконструировали поперечные и продольные сечения.

Программа применяет технологию распознавания ядер с нанесением их на цилиндрическую систему координат и позволяет восстановить трехмерное расположение клеточных ядер. В результате мы получили модель корня, которую можно «покрутить» со всех сторон и даже заглянуть внутрь — посмотреть пространственные взаимосвязи между клетками внутри органа, — рассказала младший научный сотрудник лаборатории компьютерной транскриптомики и эволюционной биоинформатики НГУ, и.о. зав. сектора системной биологии морфогенеза растений ИЦиГ СО РАН Виктория Лавреха.

Если рассматривать поперечный срез кончика корня — в нем есть несколько типов клеток, расположенных цилиндрическими слоями друг за другом, от внешней части к центру: эпидермис, кортекс, эндодермис, перицикл и сосудистая ткань в самой середине. В сосудистой ткани выделяют подтипы клеток — флоэмы и ксилемы — их «задача» проводить органические и неорганические вещества. С помощью 3d модели исследователи показали как эта структура формируется из недифференцированных клеток в кончике корня.

— У корня модельного растения — два столбика флоэмных и ксилемных клеток, “пронизывающих” корень по всей длине (см рисунок), отличающихся друг от друга функционально и гистологически и расположенных по законам диархной симметрии. Это значит, что через центр органа можно провести две взаимно перпендикулярные плоскости — и относительно каждой из них, корень симметричен — т.е. повторяются клетки одних и тех же типов. Существуют корневые системы, где этих пучков клеток по три, четыре и более. Как происходит деление? Флоэма «рождается» из протофлоэмных клеток: они дифференцируются (выбирают свое назначение) первыми — пропадают ядра и клетки начинают напоминать сосуды. Протоксилемные клетки находятся перпендикулярно протофлоэмным, и хотя делятся дольше, но также «специализируются» довольно рано. Получается, что в кончике корня есть своеобразные «полюса», возле которых и происходит деление. Например, из клеток перицикла (слой ткани вокруг сосудистой) на протоксилемных полюсах, образуются боковые корни, — говорит Виктория Лавреха.

В результате наблюдений ученым удалось выяснить, что уже у стволовых клеток сосудистой ткани — протофлоэмных и протоксилемных полюсов — есть особый микроклимат — который влияет на скорость деления близлежащих стволовых клеток. На протоксилемных полюсах перицикла клетки заканчивают делиться раньше и переходят в “режим ожидания”, состояние, которое поддерживается до тех пор, пока эти клетки не начнут формировать боковые корни. Наличие протоксилемных и протофлоэмных полюсов характерно и для эндодермиса, слоя, следующего за перициклом. Например, увеличение рядов в слое эндодермиса происходит за счет делений только на протоксилемных полюсах. Авторы считают, что выбор именно этих клеток для деления связан с концентрацией фитогормонов, распространяющихся от ксилемы в поперечной плоскости корня.

Понимание деталей, того как происходит появление новых клеток в кончике корня, особенно важно для тех случаев, когда нормальные процессы деления в нем нарушены.

Поведение стволовых клеток внутри целого органа до сих пор остается малоизученным. Для животных это осложняется способностью клеток к перемещению. 3d модель кончика корня растения — первый пример описания ниши стволовых клеток во всей ее полноте, показывающий как из одной клетки рождается сложность и симметрия.

Подробности эксперимента изложены в журнале The Plant Journal.

 

корень модель корня

Источник: nsu.ru, lcteb.nsu.ru

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Новый метод диагностики воспалительных заболеваний с помощью синтетических пептидов

20:00 / Медицина

Ушел из жизни крупный специалист в области лесоведения Андрей Сирин

17:00 / Биология, Климат

Российские ученые предложили вакцинировать от гриппа без иглы — через волосяные фолликулы

15:20 / Здравоохранение, Медицина

Ученые разработали комплекс технологий для обнаружения и изучения выбросов метана в Арктике

15:01 / География, Геология

Мифы о шизофрении. Часть 2. Лекция члена-корреспондента РАН Марины Кинкулькиной

13:00 / Здравоохранение, Медицина

Географы МГУ определили стадии развития островов в руслах Оби и Лены

12:30 / География

В Российской академии наук состоялось очередное заседание Президиума

12:30 / Наука и общество

Ученые пересмотрели родственные связи в двух семействах мхов

11:30 / Биология

Молекулярный докинг — основной инструмент разработки лекарств. Лекция В.Б. Сулимова

10:30 / Биология, Здравоохранение, Инженерия, История, Математика, Медицина, Новые технологии, Физика, Химия

День рождения академика Владимира Стародубова

10:00 / Здравоохранение, Медицина

«Сергей Петрович Капица был голосом науки для миллионов людей». Академик К.В. Анохин о программе «Очевидное — невероятное»

24.02.2023

«Его передача до сих пор остается непревзойденным стандартом». Академик Валерий Тишков к юбилею «Очевидного — невероятного»

24.02.2023

«Подобно комете на усыпанном звездами небе». Академик А.Л. Асеев о программе «Очевидное — невероятное»

24.02.2023

Татьяна Черниговская: «Нам всем повезло, что мы знали Сергея Петровича Капицу как просветителя»

24.02.2023

Ректор РосНОУ Владимир Зернов: «Очевидное — невероятное» — это квинтэссенция человеческого интеллекта

24.02.2023

Леопольд Лобковский: «Сергей Капица — человек самого высокого уровня, с которым было просто общаться»

24.02.2023

Смотреть все

9.14: Корни — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

6646

Теперь это серьезные корни.

Но что такое корни?

Существуют стержневые и мочковатые корни, первичные и вторичные корни. И они, кажется, всегда знают, в какую сторону расти. Корни – это особые органы растений. Как и почему?

Корни

Растения имеют специальные органы, которые помогают им выживать и размножаться в самых разнообразных средах обитания. К основным органам большинства растений относятся корни, стебли и листья.

Корни являются важными органами всех сосудистых растений. Большинство сосудистых растений имеют два типа корней: первичных корня , которые растут вниз, и вторичные корни , которые разветвляются в стороны. Вместе все корни растения составляют корневую систему .

Корневые системы

Существует два основных типа корневых систем растений: стержневые корневые системы и мочковатые корневые системы. Оба проиллюстрированы на рисунке ниже.

• Системы со стержневыми корнями имеют один толстый первичный корень, называемый стержневым корнем , с более мелкими вторичными корнями, растущими по бокам. Стержневой корень может проникать на глубину до 60 метров (почти 200 футов) под поверхность земли. Он может проникать в очень глубокие источники воды и хранить много пищи, чтобы помочь растению пережить засуху и другие экстремальные условия окружающей среды. Стержневой корень также очень надежно закрепляет растение в земле.
• Мочковатые корневые системы имеют много мелких ветвящихся корней, называемых мочковатыми корнями , но не имеют большого основного корня. Огромное количество нитевидных корней увеличивает площадь поверхности для поглощения воды и минералов, но волокнистые корни менее надежно закрепляют растение.

Одуванчики имеют стержневую корневую систему; злаки имеют мочковатую корневую систему.

Структуры и функции корня

Как показано на рисунке ниже, верхушка корня называется корневой чехол . Он состоит из специализированных клеток, помогающих регулировать первичный рост корня на кончике. Над корневым чехликом находится первичная меристема, где происходит рост в длину.

Корень – сложный орган, состоящий из нескольких типов тканей. Какова функция каждого типа ткани?

Выше меристемы остальная часть корня покрыта одним слоем эпидермальных клеток. Эти клетки могут иметь корневых волоска , которые увеличивают площадь поверхности для поглощения воды и минералов из почвы. Под эпидермисом находится основная ткань, которая может быть заполнена накопленным крахмалом. Пучки сосудистых тканей образуют центр корня. Восковые слои делают сосудистые ткани водонепроницаемыми, поэтому они не протекают, что делает их более эффективными для переноса жидкости. Вторичная меристема расположена внутри и вокруг сосудистых тканей. Здесь происходит увеличение толщины.

Структура корней помогает им выполнять свои основные функции. Что делают корни? У них есть три основные задачи: поглощать воду и минералы, закреплять и поддерживать растение и хранить пищу.

1. Поглощение воды и минералов: Тонкостенные клетки эпидермиса и корневые волоски хорошо подходят для поглощения воды и растворенных минералов из почвы. Корни многих растений также имеют микоризные отношения с грибами для большей абсорбции.
2. Закрепление и поддержка растения: Корневая система помогает закрепить растения к земле, позволяя растениям расти в высоту, не опрокидываясь. Прочное покрытие может заменить эпидермис в старых корнях, сделав их похожими на веревки и даже прочнее. Как показано на Рисунок ниже: некоторые корни имеют необычную специализацию для закрепления растений.
3. Сохранение пищи: У многих растений наземные ткани в корнях хранят пищу, произведенную листьями в процессе фотосинтеза. Лапчатка, показанная на рис. ниже, хранит пищу в своих корнях на зиму.

Корни мангровых деревьев похожи на ходули, позволяющие мангровым деревьям подниматься высоко над водой. Ствол и листья находятся над водой даже во время прилива. Лапчатка использует запасенную за зиму пищу для выращивания цветов ранней весной.

Рост корней

Корни имеют первичные и вторичные меристемы для роста в длину и ширину. По мере того, как корни становятся длиннее, они всегда врастают в землю. Даже если вы перевернете растение вверх дном, его корни будут пытаться расти вниз. Откуда корни «знают», в какую сторону расти? Как они могут отличить низ от верха? Специализированные клетки корневых чехликов способны обнаруживать гравитацию. Клетки направляют меристему на кончиках корней вниз к центру Земли. Это вообще адаптивно для наземных растений. Можете ли вы объяснить, почему?

Чем толще корни, тем больше они не могут поглощать воду и минеральные вещества. Тем не менее, они могут быть еще лучше при транспортировке жидкостей, закреплении растения и хранении пищи (см. Рисунок ниже).

Вторичный рост корней сладкого картофеля обеспечивает больше места для хранения продуктов. Корни хранят сахар от фотосинтеза в виде крахмала. Какие еще крахмалистые корни едят люди?

Резюме

• Корни поглощают воду и минералы и транспортируют их к стеблям. Они также закрепляют и поддерживают растения и хранят пищу.
• Корневая система состоит из первичных и вторичных корней.
• Каждый корень состоит из кожной, грунтовой и сосудистой тканей.
• Корни растут в длину и ширину из первичной и вторичной меристемы.

Обзор

1. Что такое корневые волоски? Какова их роль?
2. Определите три основные функции корней.
3. Сравните стержневую корневую систему с мочковатой корневой системой.
4. Объясните, как корни «знают», в какую сторону им расти.

---

Эта страница под названием 9.14: Roots распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Фондом CK-12 с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

ЛИЦЕНЗИЯ ПОД

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Фонд CK-12

   Лицензия

   СК-12

   Программа OER или Publisher

   СК-12

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. источник@http://www.ck12.org/book/CK-12-Biology-Concepts

30.

11: Развитие растений — Меристемы

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

13757

• Boundless (теперь LumenLearning)
• Boundless
900 62

Цели обучения

• Обсудить свойства ткани меристемы и ее роль в развитии и росте растений

Взрослое тело сосудистых растений является результатом меристематической деятельности. Меристемы растений являются центрами митотического деления клеток и состоят из группы недифференцированных самообновляющихся стволовых клеток, из которых возникает большинство структур растений. Меристематические клетки также отвечают за поддержание роста растения. Апикальная меристема побега (SAM) дает начало таким органам, как листья и цветы, а корневая апикальная меристема (RAM) обеспечивает клетки меристемы для будущего роста корня. Клетки апикальных меристем побега и корня быстро делятся и считаются индетерминантными, что означает, что они не обладают какой-либо определенной конечной судьбой. В этом смысле меристематические клетки часто сравнивают со стволовыми клетками животных, которые имеют аналогичное поведение и функцию.

Меристематическая ткань и развитие растений

Меристематическая ткань представляет собой клетки или группы клеток, обладающие способностью к делению. Эти ткани в растении состоят из маленьких, плотно упакованных клеток, которые могут продолжать делиться, образуя новые клетки. Меристематическая ткань характеризуется мелкими клетками, тонкими клеточными стенками, крупными клеточными ядрами, отсутствием или небольшими вакуолями и отсутствием межклеточных пространств.

Меристематические ткани встречаются во многих местах, в том числе вблизи кончиков корней и стеблей (апикальные меристемы), в почках и узлах стеблей, в камбии между ксилемой и флоэмой у двудольных деревьев и кустарников, под эпидермисом у двудольных деревьев и кустарников (пробковый камбий), а также в перицикле корней, дающих ветвящиеся корни. Двумя типами меристем являются первичные меристемы и вторичные меристемы.

Меристемные зоны

Апикальная меристема, также известная как «растущий кончик», представляет собой недифференцированную меристемную ткань, обнаруживаемую в почках и растущих кончиках корней растений. Его основная функция — стимулировать рост новых клеток у молодых проростков на кончиках корней и побегов и формировать почки. Апикальные меристемы организованы в четыре зоны: (1) центральная зона, (2) периферическая зона, (3) медуллярная меристема и (3) медуллярная ткань.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Меристематические зоны: Каждая зона апикальной меристемы выполняет определенную функцию. Здесь изображены (1) центральная зона, (2) периферическая зона, (3) медуллярная меристема и (3) медуллярная ткань. листьев на этом изображении также называется «растущей верхушкой». Его основная функция заключается в том, чтобы начать рост новых клеток в молодых проростках на кончиках корней и побегов (формируя, среди прочего, почки).

Центральная зона расположена на вершине меристемы, где можно обнаружить небольшую группу медленно делящихся клеток. Клетки этой зоны выполняют функцию стволовых клеток и необходимы для поддержания меристемы. Скорость пролиферации и роста на вершине меристемы обычно значительно отличается от таковой на периферии. Вокруг центральной зоны находится периферийная зона. Скорость деления клеток в периферической зоне выше, чем в центральной. Клетки периферической зоны дают начало клеткам, входящим в состав органов растения, включая листья, меристемы соцветий и цветочные меристемы.

Активная апикальная меристема закладывает растущий корень или побег позади себя, продвигаясь вперед. Они очень малы по сравнению с цилиндрическими боковыми меристемами и состоят из нескольких слоев, которые варьируются в зависимости от типа растения. Самый внешний слой называется туникой, а самые внутренние слои в совокупности называются корпусом.

Ключевые моменты

• Митотическое деление клеток происходит в меристемах растений, которые состоят из группы самообновляющихся стволовых клеток, из которых возникает большинство структур растений.
• Клетки апикальной меристемы побега и корня быстро делятся и являются «недетерминированными», что означает, что они не предназначены для какой-либо конкретной конечной цели.
• Апикальная меристема побега (SAM) дает начало таким органам, как листья и цветы, а корневая апикальная меристема (RAM) обеспечивает клетки для будущего роста корней.
• Меристематическая ткань имеет ряд характерных особенностей, включая мелкие клетки, тонкие клеточные стенки, крупные клеточные ядра, отсутствие или небольшие вакуоли и отсутствие межклеточных пространств.
• Апикальная меристема (растущий кончик) запускает рост новых клеток у молодых проростков на кончиках корней и побегов и формирует почки.
• Апикальная меристема состоит из четырех меристематических зон: (1) центральная зона, (2) периферическая зона, (3) медуллярная меристема и (3) медуллярная ткань.

Ключевые термины

• меристема : растительная ткань, состоящая из тотипотентных клеток, обеспечивающая рост растений
• недифференцированный : описывает ткани, в которых отдельные клетки еще не развили зрелые или отличительные черты, или описывает эмбриональные организмы, органы которых невозможно идентифицировать
• верхушечный : расположенный на растущей верхушке растения или его корнях, по сравнению с вставочным ростом, расположенным между зонами постоянной ткани

---

Эта страница под названием 30.