Выкопайте из земли корневище любого растения и рассмотрите его. По внешнему виду корневище похоже на корень. Но на корневище, как и у надземных стеблей, есть верхушечная и боковые почки, а также маленькие чешуйки - видоизменившиеся листья. От корневища отрастают придаточные корни. Из верхушечной и боковых почек корневища весной развиваются молодые надземные побеги. Развитие их происходит за счет питательных веществ, отложенных в корневище осенью.

Если кусочек корневища с почкой и придаточными корнями посадить в почву, из него вырастет новое растение. Некоторые многолетние декоративные растения часто размножаются делением на части корневища с боковыми почками.

Клубни встречаются у растений реже, чем корневища, но клубни- картофеля известны всем. Подземные побеги, на верхушках которых развиваются клубни, отрастают от основания надземных стеблей и носят название столонов. Клубнями называют верхушечные утолщения таких подземных побегов. Клубень имеет сильно укороченные междоузлия, хлорофилла он не содержит, но, выставленный на свет, может зеленеть.

Рассмотрите клубень картофеля, и вы увидите почки. Они по 2-3 штуки расположены в особых углублениях. Их называют глазками.

Глазков с почками больше на той части клубня, которую называют верхушкой. Часть клубня, противоположную верхушке, называют основанием. Своими основаниями клубни прикреплялись к столонам - подземным побегам картофеля. Из листьев картофеля в столоны постоянно оттекают органические вещества и в виде крахмала откладываются в их верхушках. Верхушки столонов растут, увеличиваются и к осени превращаются в клубни.

Сделайте тонкий поперечный срез клубня и капните на него слабый раствор иода. Вы убедитесь, что в клубне есть крахмал, который легко обнаружить с помощью иода.

Под корой клубня залегает камбий. Благодаря делению его клеток растущий клубень утолщается. Снаружи старые клубни покрыты пробкой, а молодые - кожицей.

Почки, расположенные в глазках, а также пробка и строение остальных частей клубня убеждает в том, что клубень картофеля - видоизмененный побег, растущий под землей.

Клубни имеют и некоторые дикорастущие рано зацветающие растения, например хохлатка, кормовое растение топинамбур и другие.

Рис. 84. Клубни картофеля:
1 - старый клубень; 2 - новые клубни, образовавшиеся на подземных побегах; 3 - клубень, на котором видны почки-глазки и основание.

Рис. 85. Луковица: 1 - почки; 2- донце.

Луковица огородного репчатого лука известна всем. В нижней части луковицы расположен укороченный плоский стебель, называемый донцем. На донце располагаются видоизмененные листья - чешуи. Наружные чешуи сухие, кожистые, а внутренние белые, мясистые и сочные. В них отложены запасы сахара. Если разрезать луковицу вдоль, то можно увидеть не только видоизмененные листья (чешуи) и донце, но и почки, расположенные в пазухах чешуй. На донце луковицы репчатого лука, между чешуями, обычно располагается одна или несколько почек. Изучив строение луковицы, вы убедитесь, что луковица, как и клубень, является видоизмененным побегом.

Если луковицу посадить в землю, то от\’ донца вниз развивается придаточная мочковатая корневая система, а из почек - листья и цветочные стебли. Иногда из почек развиваются молодые луковички, называемые детками. Из каждой луковички-детки вырастает новое растение.

Клубни отличаются от корневищ тем, что у них стебель короткий и толстый, а листья недоразвиты. Как и на всяком побеге, у них имеются почки и расположены они на верхушке и в пазухах недоразвитых листьев. Придаточные корни на клубнях не развиваются. Клубни у картофеля вырастают из подземных почек не сразу. Сначала из почки растёт длинный белый подземный побег — столон. Столон живёт меньше года. Верхушка со временем начинает утолщаться и превращается к осени в клубень.

В клубне накапливается много крахмала в виде мелких зёрен. Клубень картофеля — это видоизменённый побег с утолщённым стеблем и мелкими листьями.

Что делать. Рассмотрите внешнее строение клубня картофеля.

Что наблюдать. Найдите на его поверхности верхушечную и пазушные почки (глазки), рубцы от листьев (бровки) и рубец от отделившегося столона.

Что делать. Подсчитайте число глазков на клубне.

Что наблюдать. Найдите на клубне верхушку и основание.

Обратите внимание на неравномерное распределение глазков на утолщённом стебле.

Ту часть клубня, где больше глазков, называют верхушкой, а противоположную где рубец от столона — основанием.

Что делать. Разрежьте клубень на две части. На разрез клубня капните каплю раствора иода.

• Как изменилась окраска разреза клубня?
• Какие вещества отложены в клетках клубня?
• Каково значение клубня в жизни растения?

Подготовить к отчёту. Зарисуйте в тетради внешний вид клубня и подпишите его части. Запишите признаки, доказывающие, что клубень — это побег.

Сегодня картофель занимает значительную нишу в рационе питания во многих частях мира. Из-за своей питательности, относительной дешевизны и широкого распространения этот овощ часто называют «вторым хлебом». Несмотря на кажущуюся простоту, строение картофеля значительно сложнее, а детальное рассмотрение этого вопроса станет полезным для многих сельхозпроизводителей и простых дачников.

Как картофель Европу и Россию покорял?

Родина картофеля – Центральная и Латинская Америка. Испанские первооткрыватели начали ввозить картофель в Европу в конце 16 века. Поначалу европейские короли и знать оценили только цветки растения, которые использовали, как декоративное украшение. Крестьяне рьяно отвергали этот овощ, поскольку были плохо проинформированы о питательных свойствах самих клубней. Частые отравления картофельными плодами-ягодами нередко приводили к тому, что в порыве злости крестьяне просто-напросто вырывали растения с корнем и сжигали их в огне. Приятный аромат печеных клубней, очевидно, заставлял людей попробовать их на вкус. Так, постепенно, отношение европейцев к новому овощу кардинально изменилось.

На Руси картофель появился во времена Петра I. Царь, как любитель всего европейского, привез из Голландии небольшую партию картофеля и распорядился передать крестьянам для разведения. Отсутствие необходимых знаний имело горькие последствия, подобные тем, что случались раньше с крестьянами в Европе. Кроме того, многие церковнослужители убеждали неграмотных людей о недопустимости выращивания чужеземного плода и приравнивали это к греховному деянию.

Строение растения

Картофель относится к семейству пасленовых. Это многолетнее растение, однако, в целях аграрного производства, картофель выращивают, как однолетнюю культуру. Общепринятый способ размножения – посадка клубней, однако, специалисты используют для селективной работы также семена. Биологические особенности картофеля, как культуры, заключаются в специфичном формировании корневой системы, клубней и надземной части растения.

Корневая система

Корневая система картофеля бывает двух видов. Растение, выращенное из семени, имеет зародышевый стержневой корень с большим количеством мелких корешков. В основании стебля закладываются также и вторичные корешки. Картофель, выращенный из клубня, имеет мочковатую корневую систему, состоящую из ростковых, пристолонных и столонных корней.

Обычная глубина залегания корневой системы картофеля – 25-40 см, то есть, корневая масса, в основном, находится на глубине пахотного слоя. В некоторых случаях корни могут уходить на глубину 80 см и более. Поздние сорта имеют более развитую корневую систему, чем ранние аналоги.

Интересные факты: увеличить урожайность можно с помощью углубления пахотного слоя, например, до 70 см. Таким образом, количество клубней значительно вырастет.

Помимо обычных корней в подземной части растения есть столоны — побеги, произрастающие из материнского клубня. В процессе развития столоны разрастаются и на молодых побегах начинают формироваться молодые клубни. Столоны легко отличить от корней: они светлые и более толстые.

Клубень

Многие люди считают, что клубень – это и есть плод картофеля. На самом деле, клубень является частью подземного стебля или столона, а если быть точнее, то клубень – это видоизмененный побег. Растение накапливает в нем крахмал, сахар и другие полезные вещества, необходимые для дальнейшего развития.

Клубень картофеля имеет своеобразное строение и внешний вид. На гладкой и плотной поверхности клубня всегда присутствуют, так называемые «глазки», маленькие черные точки и рубцы.

Глазки – это почки, из которых прорастают стебли растения. Строение глазков довольно интересно: возле главной почки в каждом из глазков всегда присутствует еще несколько дополнительных почек, активизирующихся в случае повреждения основной. На каждом клубне может быть от 4 до 15 глазков. Располагаются они на верхней половине клубня.

Строение клубня картофеля включает также чечевички – маленькие точки, через которые в клубнях происходит газообмен. Формирование чечевичек происходит параллельно с образованием кожуры. Если в почве слишком много влаги или грунт забит, то на чечевичках появляются рыхлые новообразования белого цвета, помогающие впитывать воздух. Увеличение размера чечевичек – это плохой сигнал, указывающий на то, что в клубне нарушен газообмен либо он поражен болезнью.

Рубцы, отдаленно напоминающие бровки, являются атрофированными чешуйчатыми листочками, которые появляются на ранней стадии развития клубней. Именно в пазухах этих листочков позже образовываются почки.

Кожура самих клубней может быть гладкой, сетчатой или шелушащейся, в зависимости от конкретного сорта. Толщина перидермы зависит не только от вида, но и от погодных и климатических условий, качества почвы и удобрений. Например, применение удобрений на фосфорной основе значительно утолщает кожуру, а калийные удобрения, наоборот, делают перидерму тонкой.

Стебель

Стебель картофеля формируется из почки клубня. Поскольку почек всегда несколько, то и стеблей тоже вырастает от 2-3 штук и более, в зависимости от сорта и размера самого клубня. Несколько стеблей формируют куст. В поперечном разрезе они имеют граненную форму (3-4 грани), гораздо реже стебель выглядит закругленным. Нередко кусты достигают в высоту 80-90 см, однако, такие роскошные растения часто дают плохой урожай, ведь вся сила уходит в развитие куста. Обычно, такое случается при переизбытке удобрений в почве.

Каждый стебель имеет по всей своей длине крылообразные придатки.

Листья

Каждый сорт картофеля имеет свои особенности, в том числе, количество, размер и форму листьев. Опытный садовод с легкостью определит сорт по внешнему виду зеленой массы. Лист у картофеля прерывисто-непарноперисторассеченный. На главном стержне между парными долями, обычно, формируются меньшие дольки, а между ними, в свою очередь, находятся долечки еще меньшего размера.

Существует три степени рассеченности: слабая, средняя и сильная. На слабо рассеченном листе присутствует одна пара долек, а долечек нет совсем. На сильно рассеченном листе есть более 2-х пар долек и много долечек.

Различается строение листьев и по способу размещения долей, долек и долечек. Если они накладываются друг на дружку, создавая видимость сплошного листа, то такой тип называется густодольным. Если расстояние между элементами листа достаточно большое, значит перед нами редкодольный тип листа.

Цветок

Как известно, несколько веков назад, цветок картофеля, закрепленный на одежде, считался признаком принадлежности к аристократии.

Цветы картофеля имеют довольно сложное строение. Соцветие имеет форму сложного завитка и может быть раскидистым или компактным. Цветонос, цветоножка и цветок формируют соцветие. Кроме этих составляющих, в соцветии некоторых сортов картофеля бывают верховые листочки.

Сам цветок, строение которого мы рассматриваем, состоит из 5-ти чашелистиков, собранных в чашечку, 5-ти лепестков, образующих венчик, 5-ти тычинок и пестика. Цветок может иметь узко-, широкошиловидные и длинные листовидные чашелистики.

Цветок может быть белого, синего, фиолетового или другого цвета. После завершения цветения созревает плод – зеленая ядовитая ягода, достигающая в диаметре 2 см. Строение ягоды довольно простое: она разделена на два гнезда, в каждом из которых находится множество маленьких сплюснутых семян.

Несмотря на относительно низкое содержание полезных веществ в картофеле, этот корнеплод занимает важное место в рационе питания многих народов. Преимущества овоща состоят в относительной простоте выращивания, приличной урожайности, и, конечно же, в отличных вкусовых качествах картофеля.

Строение корня растения изучает наука ботаника. Изучение данного материала поможет узнать особенности этой части растений.

Что такое корень

Корень – постоянно растущий и развивающийся орган. Самая главная его функция – это выполнение роста и жизнедеятельности растения. Это и обеспечение питанием, а также дыхательная функция. Длина и форма его постоянно меняется с ростом стебля.

Внутри этого органа находятся все витамины и вещества, которые получены и образованы путем синтеза.

Зоны корня

Подробные таблицы с описанием зон корневой системы можно посмотреть в учебных пособиях по ботанике. Мы расскажем основные моменты.

В структуре корневой системы выделяют важные зоны от верхушки до хвоста. Корневой чехлик служит прикрытием хвостовой части, защищает конец от повреждений. С каждым ростом конца корня можно наблюдать образующиеся сморщивания чехлика и появления новых его клеток.

Ниже чехлика расположена зона деления. Здесь происходит клеточное размножение. Длина этой зоны обычно составляет всего лишь несколько миллиметров. Над ней располагается зона роста, в которой эти клетки вытягиваются в длину.

Далее идет зона всасывания. Ее длина около одного сантиметра. Здесь образуются проростки. Они носят название корневые волоски. Все они отчетливо видны невооруженным взглядом, и вместе образуют белый тонкий пушок на корешке. Корневые волоски состоят из ядра, оболочки, лейкоцитов и цитоплазмы.

Зона всасывания обеспечивает питание жидкостью и минералами. Корневые волоски проникают между клетками почвы и поглощают питание. Далее питательные вещества продвигаются по внутренним клеткам корня к зоне проведения. Эта зона осуществляет переход необходимых важных элементов питания к клеткам стебля.

Между корнем и стеблем происходит непрерывная взаимосвязь. От стебля в корень попадают все необходимые для его роста органические питательные вещества. Зона проводящей системы находится и в кончике корня. С помощью волокон происходит взаимодействие между элементами корня.

Видоизменения корней

Для выживания в различных условиях у растений могут быть совершенно разные по виду корни. Особенности растения плюща помогают ему забираться на любую возвышенность с помощью корней-прицепок.

Корнеплоды имеются у брюквы, репы, моркови. В основном это двулетние растения. Если человеку надо получить семена, то плод оставляют на будущий год. Но, в основном, корнеплоды едят.

Корневые клубни имеются у лилий, георгинов и других цветов. В них накапливаются все полезные вещества для питания. Они образуются из боковых или придаточных корней.

Корни-подпорки имеются у многих тропических деревьев. Они выпирают из-под почвы, создавая столбовидные опоры для растений. Например, растение баньян, некоторые виды фикусов.

Воздушные корни имеют орхидеи и другие тропические цветы. Рост и жизнь растения происходит при том, что свисающие корешки втягивают воду и питание из воздушной сферы.

Корни-присоски бывают у многих ядовитых растений. С их помощью они присасываются к другим растениям, высасывая из них питательные вещества и влагу.

Виды корней

В биологии есть три вида корней:

1. Придаточными называются отростки, направленные горизонтально, параллельно почве. Отходят от различных органов растения: на стеблях, листьях, главном корне.
2. Главный корень обычно самый большой, уходит вниз в землю, растет вертикально вниз. Он вырастает из зародышевого семени.
3. Боковые могут расти и на придаточных корешках, и на главном.

Типы корневых систем

Есть два типа корневой системы: мочковатая и стержневая . Структура стержневого типа состоит из основного главного корня. Он крепкий и хорошо развит.

Мочковатый тип состоит из одинаковых нескольких отростков, которые переплетаются между собой, по форме напоминают гнездо или пучок.

Внутреннее строение корня

Осмотрим микроскопическое строение корневой системы на поперечном срезе с помощью рисунка с подписями. Продольный разрез может показать, как устроен корень внутри.

У корня известно несколько слоев:

• кожура;
• первичная кора;
• ткань, образующая внешний слой;
• проводящие ткани;
• сосуды, по которым перемещаются питательные вещества, минералы и вода;
• ткань, в которой хранятся запасы питательных веществ.

Заключение

Мы разобрались, какие бывают корни по форме и виду, для чего они служат растениям, какую важную роль играют. Изучив анатомическое строение корневой системы, можно узнать ее значение и функцию.

1. Какие видоизменения корней вы знаете? Какие функции они выполняют?

Основные функции корня – закрепление растения в почве, всасывание из почвы растворов минеральных соединений и их транспорт в надземные его части. Однако корень может выполнять и некоторые дополнительные функции. При этом он приобретает определенные особенности строения, называемые видоизменениями корня.

У многих растений (например, у свеклы, моркови) в главном корне и основании побега откладываются запасные питательные вещества. В результате этого главный корень утолщается и превращается в корнеплод.

У других видов растений (например, у георгин, чистяка весеннего, батата) запасные питательные вещества откладываются в дополнительных или боковых корнях, которые приобретают клубневидную форму. Такие видоизменения называют корневыми клубнями.

У некоторых растений, произрастающих на болотах и переувлажненных почвах, формируются дыхательные корни. Это боковые корни, растущие вверх и поднимающиеся над поверхностью почвы (или воды). В переувлажненных почвах из–за низкого содержания кислорода дыхание подземной части растения усложняется. Поэтому такие видоизмененные корни поглощают кислород непосредственно из влажного воздуха.

Встречаются и корни–прицепки. Это короткие дополнительные корни, отрастающие вдоль надземной части стебля. С их помощью вьющиеся стебли растений цепляются за опору. Вспомните плющ, способный прикрепляться даже к гладким вертикальным стенам домов.

Есть также опорные корни, выполняющие функции подпорок.

Особый тип видоизменений корня наблюдается у орхидей. Некоторые виды этих растений способны поселяться на стволах деревьев влажных тропических лесов. Их воздушные корни свободно свисают и позволяют получать воду из влажного воздуха.

2. Какие видоизменения листьев вам известны? Какова их функция?

Видоизменения листьев - выработанные в ходе эволюции необратимые изменения формы листьев в результате приспособления органов растения к условиям среды обитания (т. е. с выполнением листьями новых функций).

1. Колючки - одно из наиболее часто распространенных видоизменений; они служат защитой от поедания животными (кактусы, молочаи, барбарис, белая акация, верблюжья колючка).

2. Усики (у сложных листьев некоторых видов растений) цепляются за опору, вынося весь побег к свету (горох, вика).

3. Запасающую функцию выполняют сочные чешуи луковиц (лук, чеснок), листья алоэ, кочана капусты.

4. Кроющие чешуи почек защищают нежные зачаточные листья и конус нарастания от неблагоприятных условий внешней среды.

5. Ловчие аппараты обеспечивают жизнь насекомоядных растений на болотах в условиях недостатка азота и других элементов минерального питания. Листья таких растений изменились до неузнаваемости, превратившись в ловушки (венерина мухоловка), кувшинчики (непентес). Листья некоторых растений своими блестящими, ярко окрашенными капельками на волосках привлекают муравьев, мух, комаров, других мелких насекомых; выделяющийся при этом сок содержит пищеварительные ферменты (росянка).

3. Каковы основные функции стебля?

Стебли выполняют две основные функции:

Стебли выносят листья к свету (опорная функция);

По стеблю осуществляется транспорт веществ между листьями и корнями.

4. Что называют побегом?

Стебель с расположенными на нём листьями и почками называют побегом.

Лабораторная работа

Строение клубня

2. Рассмотрите глазки. Каково их расположение на клубне? Рассмотрите почки в глазке, пользуясь лупой.

На поверхности клубня в углублениях находится по 2-3 почки, называемые глазками. Глазков больше на той стороне клубня, которую называют верхушкой. Противоположной стороной - основанием - клубень соединён со столоном.

3. Сделайте тонкий поперечный срез клубня. Рассмотрите его на свет. Сравните поперечный срез клубня с поперечным срезом стебля (рис. 42).

4. Зарисуйте поперечный срез клубня.

См. ответ на вопрос №3.

5. Капните на срез клубня йодом. Объясните, что произошло.

Если капнуть на срез клубня йодом, то он станет сине-фиолетового цвета, т.к. крахмал при взаимодействии с йодом даёт такую реакцию. В картофеле крахмал содержится в больших количествах (это основное запасающее вещество клубней картофеля).

6. Докажите, что клубень - это видоизменённый подземный побег.

Поперечный срез клубня по строению схож с поперечным срезом стебля. При рассмотрении можно выделить пробку, луб, древесину и сердцевину.

Лабораторная работа

Строение луковицы.

Рассмотрите внешнее строение луковицы. Какое значение имеют сухие чешуи?

Наружные чешуи сухие и кожистые – выполняют защитную функцию.

2. Разрежьте луковицу вдоль. Зарисуйте продольный разрез луковицы, обозначьте чешуи, донце, почки, придаточные корни.

3. Докажите, что луковица - это видоизменённый подземный побег.

Как и у наземного побега, на стебле имеются верхушечная и пазушные почки, листья.

Вопросы

1. Какие видоизменённые подземные побеги вы знаете? Назовите растения, имеющие корневище, клубень, луковицу.

Видоизменённые подземные побеги - корневища, клубни и луковицы.

Корневище есть у многих растений, например у крапивы, пырея, ириса, ландыша, комнатного растения аспидистры.

Клубни встречаются, например, у картофеля, хохлатки, кормового растения топинамбура (земляной груши).

Луковицы образуют многолетние растения - лук репчатый, лилия, тюльпан, нарцисс, дикорастущий гусиный лук.

2. Как развивается клубень картофеля?

Подземные побеги, на которых развиваются клубни, отрастают от оснований надземных стеблей. Эти побеги называют столонами. Клубни - это верхушечные утолщения столонов.

Как и у наземного побега, имеются верхушечная и пазушные почки, из которых весной развиваются молодые надземные побеги.

Поперечный срез клубня по строению схож с поперечным срезом стебля. При рассмотрении можно выделить пробку, луб, древесину и сердцевину.

4. Какое строение имеет луковица?

В нижней части луковицы репчатого лука расположен почти плоский стебель - донце. На донце имеются видоизменённые листья - чешуи. Наружные чешуи сухие и кожистые, а внутренние - мясистые и сочные. На донце есть почки, расположенные в пазухах чешуй.

5. Как доказать, что корневище и луковица - это видоизменённые побеги?

Как и у наземного побега на корневище и луковице, имеются верхушечная и пазушные почки, а также видоизменённые листья (плёнчатые чешуйки на корневище, сочные и сухие чешуи на луковице). От корневища и донца (стебель в луковице) отрастают придаточные корни, а из верхушечной или пазушной почки весной развиваются молодые надземные побеги.

6. Какие надземные видоизменения побега вы знаете?

Надземными видоизменениями побега являются колючки дикой яблони, груши, боярышника, защищающие растения от поедания животными. Усики винограда, огурца, тыквы, дыни, усы земляники - тоже видоизменённые побеги. Ещё один пример надземного видоизменённого побега - это утолщение междоузлий стебля капусты кольраби.

Подумайте

По каким признакам можно отличить клубни от корнеплода, корневище от корня?

Клубень и корневище будут иметь почки, а также видоизменённые листья.

Задания

1. Поместите луковицу репчатого лука в банку с узким горлышком так, чтобы она не проваливалась, а только касалась донцем воды, налитой в банку. Наблюдайте за развитием у луковицы придаточных корней и зелёных листьев. Почему она растёт, хотя находится не в почве?

Луковица - это скопление полезных веществ, необходимых для листьев и корней. При наличии тепла и влаги начинается рост. Т. е. луковица и без почвы обеспечивает растение всем необходимым.

2. С наступлением тёплой весенней погоды наблюдайте за цветением луковичных и корневищных растений. Определите названия этих растений. Отметьте начало и окончание цветения, а также укажите, что характерно для этих растений в данный период года.

Луковичные:

1. Простые ранние тюльпаны цветут в начале мая в течение 15–30 дней. Смена поколений луковиц, в отличие от нарциссов, происходит ежегодно. Во время недолгой весенней вегетации тюльпан цветёт, плодоносит и закладывает под землёй молодые луковицы, а отцветшая луковица умирает.

2. Цветут нарциссы в апреле-мае. У нарцисса луковица многолетняя. После окончания цветения листья у отцветших нарциссов не срезают, а ждут, когда они засохнут. В этот период происходит запасание питательных веществ в луковицах.

Корневищные:

1. Ландыши цветут с середины до конца мая. После окончания периода цветения появляются плоды ландыша – мелкие красные ягоды.

2. Ирисы обильно цветут с конца мая и до середины июля. В летнее время у ирисов закладывается цветочная почка, так что зимуют ирисы с уже сформировавшимися почками, из которых в новом сезоне появятся новые цветы.