Методическая разработка теоретического занятия Вегетативные органы растений "Корень"
методическая разработка на тему

Государственное автономное учреждение Амурской области

профессиональная образовательная организация

«Амурский медицинский колледж»

Методическая разработка теоретического занятия для преподавателя

Тема: «Вегетативные органы растений. Корень».

Учебная дисциплина: ОП. О7. Ботаника

Курс: 1

Семестр: 1

Специальность: код 33.02.01. «Фармация»

г. Благовещенск

2017г.

Теоретическое занятие № 6

Тема: Вегетативные органы растений. Корень.

Продолжительность: 1часа20 минут

Цель занятия: сформировать знания студентов о вегетативных органах растений.

Задачи:

• Актуализировать необходимость знаний по анатомии, морфологи корня
• Сформировать компетенции по определению корней.

Студент должен знать:

• морфологию, анатомию растительных тканей и систематику растений;
• латинские названия семейств изучаемых растений и их представителей;
• охрану растительного мира и основы рационального использования растений

Студент должен уметь:

• составлять морфологическое описание растений по гербариям;
• находить и определять растения, в том числе лекарственные, в различных фитоценозах;

В результате освоения  ОП «Ботаника» учащийся должен овладеть ОК:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

В результате освоения ОП « Ботаника» учащийся должен овладеть ПК:

ПК 1.1. Организовывать прием, хранение лекарственных средств, лекарственного растительного сырья и товаров аптечного ассортимента в соответствии с требованиями нормативно-правовой базы.

ПК 1.6. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

ПК 2.1. Изготавливать лекарственные формы по рецептам и требованиям учреждений здравоохранения.

ПК 2.2. Изготавливать внутриаптечную заготовку и фасовать лекарственные средства для последующей реализации.

ПК 2.3. Владеть обязательными видами внутриаптечного контроля лекарственных средств.

ПК 2.4. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

ПК 2.5. Оформлять документы первичного учета.

Тип занятия:

Теоретическое занятие.

Место проведения:

Кабинет фармакогнозии.

Литература:

1. Долгачева В.С., Алексахина Е.В. Ботаника. М.: Academia, 2009 - 416 с.
2. Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Х.: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2010- 364 с.
3. Зайчикова С.Г, Барабанов Е.И. Ботаника Издательство ГЕОТАР-Медиа,2013-288с
4. Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника. Издательство ГЕОТАР-Медиа,2015-592с.

Оснащение занятия:

1. Методическое пособие для преподавателя
2. Компьютер
3. Телевизор
4. Презентация
5. Диск «Электронные уроки. Биология ».

Внутрипредметные связи:

1. Систематика растений.
2. Растительные ткани.

Межпредметные связи:        

1. Фармакогнозия (Морфологическое описание ЛР)
2. Фармацевтическая технология (Приготовления отваров, настоев и настоек)

Структура занятия:

1. Организационный момент.        - 10 мин.
2. Введение нового материала        -  60 мин.
3. Закрепление                                                                    - 7 мин.
4. Задание на дом        - 3 мин.        

Содержание занятия:

1. Организационный момент:

Проверяем отсутствующих, подготовку студентов к занятию (форма, тетради, сменная обувь). Доводим  до сведения  ОК и ПК. Информируем об учебниках, приказах, сборниках НТД, методических пособиях по УД. Знакомим с планом работы, требования УД.

2. Введение нового материала.

План:

1. Вегетативные органы растения.
2. Корень. Функция корня
3. Морфология корня.
4. Типы корней  корневых систем
5. Метаморфозы корня. (Задание на дом)

К которым относится корень и побег

1.Вегетативные органы растений.

Орган – часть растения, выполняющая определенные функции и имеющая специфичное строение.

Тело низших растений (водоросли, лишайники) - слоевище, или таллом, не расчленено на вегетативные органы.

Тело высших растений имеет сложное морфологическое или анатомическое строение. Оно последовательно усложняется от мохообразных до цветковых растений благодаря все большей расчлененности тела путем образования системы разветвленных осей, что приводит к увеличению общей площади соприкосновения с окружающей средой. У низших растений - это система талломов, или слоевищ, у высших растений - системы побегов и корней.

2. Корень.

Корень - осевой орган, обычно цилиндрической формы, с радиальной симметрией, обладающий геотропизмом. Растет до тех пор, пока сохраняется верхушечная меристема, покрытая корневым чехликом. Морфологически корень отличается от побега тем, что на нем не развиваются листья, а апикальная меристема прикрыта корневым чехликом. Корень как и побег, может ветвится, формируя корневую систему.

Функции корня следующие:

1. Всасывают из почвы воду и растворенные в ней минеральные соли, под действием корневого давления и транспирации ионы водных растворов минеральных веществ и органические вещества по сосудам ксилемы корня транспортирует их вверх по стеблю, листьям и репродуктивным органам. Функцию всасывания выполняют корневые волоски (или микоризы), расположенные в зоне всасывания.
2. Благодаря большой прочности закрепляют растение в почве.
3. При взаимодействии воды, ионов минеральных солей и продуктов фотосинтеза синтезируют продукты первичного и вторичного метаболизма (алкалоиды, гормоны и другие БАВ).
4. В корнях откладываются в запас питательные вещества (крахмал, инулин и др.).
5. Синтезированные в меристематических зонах корней ростовые вещества (гиббереллины и др.) необходимы для роста и развития надземных частей растения.
6. За счет корней осуществляется симбиоз с почвенными микроорганизмами -бактериями и грибами.
7. С помощью корней происходит вегетативное размножение многих растений.
8. Корень способен к метаморфозам (утолщения главного корня образуют "корнеплоды" у моркови, петрушки и др.; утолщения боковых или придаточных корней образуют корневые клубни у георгин, земляных орешков, чистяка и др., укорачивание корней у луковичных растений).
9. Некоторые корни выполняют функцию дыхательного органа (монстера, филодендрон и др.).
10. Корни ряда растений выполняют функцию "ходульных" корней (фикус баньян, панданус и др.).

3. Морфология корня.

На продольном разрезе у молодого корня различимы части, получившие    название зон, отличающиеся по морфологии и функциям. Таких зон четыре: деления, растяжения, поглощения и проведения.

1. Зона деления (апекс)

Относят верхушку конуса нарастания (1мм.) где происходит активное митотическое деление клеток.

Эта зона состоит из тонкостенных паренхимных клеток первичной меристемы, которые покрыты корневым чехликом, он выполняет защитную функцию при продвижении корня между частичками почвы.

При соприкосновении с почвой клетки чехлика разрушаются образуя слизь, которая предохраняет зону деления при трении о почву и продвижении корня вглубь.

Рис. 3. Зоны корня: А - схема строения корня; Б - периферические клетки отдельных зон; 1 - зона деления; 2 - зона роста; 3 - зона дифференциации; 4 - зона всасывания; 5 - зона ветвления и проведения (а - корневой чехлик, б - формирующийся корневой волосок, в - корневой волосок)

2. Зона растяженияили зона ростапротяженностью в несколько миллиметров внешне прозрачна. Здесь клетки сильно увеличиваются в продольном направлении, но не делятся. Клетки увеличиваются в размерах, в них появляются вакуоли. Клетки характеризуются высоким тургором. В зоне растяжения происходит дифференциация первичных проводящих тканей и начинают образовываться постоянные ткани корня.

3. Зона поглощения (всасывания) характеризуется наличием многочисленных корневых волосков.Ее протяженность 5 - 20 мм. Основная масса воды и солей усваивается в этой зоне. На 1 мм у поверхности корня может быть расположено около 400 корневых волосков. Корневые волоски живут 10-12 дней.Молодые корневые волоски образуются над зоной растяжения, а отмирают над зоной всасывания, поэтому зона корневых волосков постоянно перемещается по мере роста корня и растение получает возможность поглощать воду и растворенные в ней питательные вещества из разных почвенных горизонтов. Там, где они исчезают, начинается зона проведения.

4. Зона проведенияили зона боковых корней.Тянется вплоть до корневой шейки и составляет большую часть протяженности корня. В этой зоне идет интенсивное ветвление главного корня и появляются боковые корни.

Между зонами корня нет резких границ, а наблюдается постепенный переход.

Апикальная меристема

Верхушечная меристема откладывает наружу клетки чехлика, а внутрь - ткани остальной части  корня.

   У покрытосеменных растений инициали, как правило, расположены в три слоя.

которые дают начало новым тканям:

• Наружний слой-дерматоген - из него формируются клетки корневого чехлика и ризодерма (первичная покровно-всасывающая ткань) в зоне всасывания.
• Средний слой – периблема - дает начало тканям первичной коры
• Внутренний слой – плером - из него развиваются ткани центрального осевого цилиндра (проводящей системы).

У однодольных растений апекс отличается лишь тем, что инициали нижнего слоя дают начало только корневому чехлику, а ризодерма формируется из наружного слоя периблемы.

Первичное строение корня

Рассмотрим поперечный срез корешка, сделанный в зоне всасывания. Такое первичное строение корня характерно большинству семенных растений.

Ризодерма расположена снаружи корня– всасывающая ткань, через которую происходит поглощение воды и минеральных веществ, а также взаимодействие с живым населением почвы .

Клетки ризодермы живые с тонкой целлюлозной стенкой. Из клеток ризодермы образуются корневые волоски.

Первичная кора находится под ризодермой, выполняющая защитную, проводящую, запасающую и другие функции. Она состоит из трех слоев: экзодермы, мезодермы, эндодермы.

Экзодерма-клетки многоугольные, плотно сомкнутые, распложены в несколько рядов. Клеточные стенки пропитаны суберином, опробковевают, что обеспечивает непроницаемость клеток для воды и газов.

Мезодерма- живые перенхимныеклетки,выполняютзаасающую функцию а так же проведения воды и растворенных веществ от корневых волосков до центрального осевого цилиндра.

Эндодерма- клетки живые, плотно сомкнутые, почти квадратные.Выполняет роль гидравлического барьера, способствуя продвижению воды и минеральных веществ в одном направлении.

Центральный осевой цилиндр - проводящие ткани

В центре корня располагается центральный цилиндр (стела). Он имеет следующее строение. Сразу под эндодермой находится перицикл   ткань, образующая боковые корни. Клетки прокамбия формируют первичные проводящие элементы. Флоэма начинает развиваться раньше ксилемы.

Ксилема формируется позже. Ксилема и флоэма в корне закладываются экзархно и  развиваются центростремительно. На поперечном срезе ксилема выглядит, как звезда, число лучей которой – от одной (папоротники) до тридцати. Такой тип проводящей системы облегчает поступление растворов в сосуды, т.к. лучи ксилемы подходят к периферии стелы.

Вторичное утолщение корня

У двудольных и голосеменных растений наблюдается вторичное утолщение корня, связанное с деятельностью камбия и феллогена.

Оно начинается с закладки участков камбия между лучами флоэмы и ксилемы. Эти участки имеют вид вогнутых внутрь дуг, растущих в направлении перицикла. Когда камбиальные дуги достигают перицикла, его клетки тоже начинают делиться, соединяя отдельные дуги и образуя сплошной слой латеральной меристемы. Клетки перицикла становятся камбиальными и впоследствии дают начало радиальным лучам. Камбий откладывает внутрь вторичную ксилему, наружу – вторичную флоэму. Феллоген образуется из производных клеток перицикла и начинает откладывать перидерму. После формирования пробки первичная кора, лишенная связи с центральным цилиндром, отмирает и под давлением нарастающей изнутри массы сбрасывается. Перидерма становится покровной тканью корня.

Для корней, выполняющих запасающую функцию, возможны отклонения от нормального вторичного утолщения. Например, у свеклы разрастание в толщину осуществляется за счет аномального роста (закладывается не  один, а несколько слоев камбия). Добавочные слои возникают снаружи центрального цилиндра, вследствие чего образуется несколько колец проводящих элементов и запасающей паренхимы. Между ними расположены тяжи радиальнойпаренхимы.

4. Типы корней и корневых систем.

Корневая система - это совокупность корней одного растения. Характер корневой системы зависит от соотношения роста главного, боковых и придаточных корней.

Рис. 2. Типы корневых систем: по форме: А, Б - стержневая; Б, Г - мочковатая; по происхождению: А - система главного корня; Б, В - смешанная корневая система; Г - придаточная корневая система; 1 - главный корень; 2 - боковые корни; 3 - придаточные стеблеродные корни; 4 - основания побегов

Главный корень расположен в центре всей корневой системы, стебель служит продолжением корня, и вместе они составляют ось первого порядка. Участок на границе между главным корнем и стеблем называется корневой шейкой. Этот переход от стебля к корню заметен по разной толщине стебля и корня: стебель более толстый, чем корень.

Участок стебля от корневой шейки до первых зародышевых листьев - семядолей называют подсемядольным коленом или гипокотилем

От главного корня в стороны отходят боковые корни очередных порядков. Такая корневая система называется стержневой (рис. 2, А, Б), у многих двудольных растений она способна к ветвлению. Ветвистая корневая система - разновидность стержневой корневой системы.

Боковые корни. Боковое ветвление корня характеризуется тем, что новые корни закладываются на некотором расстоянии от верхушки и образуются эндогенно - во внутренних тканях материнского корня предшествующего порядка за счет активности перицикла. Чем больше отходит боковых корней от главного корня, тем больше площадь питания растения.

У двудольных растений главный корень, как правило, сохраняется всю жизнь, у однодольных зародышевый корешок быстро отмирает, главный корень не развивается, а от основания побега образуются придаточные корни (рис. 2, Г), которые также имеют ответвления первого, второго и т.д. порядков. Такая корневая система называется мочковатой(рис. 2, В, Г). Придаточные корни, как и боковые, закладываются эндогенно. Они могут образовываться на стеблях и листьях. Способность растений развивать придаточные корни широко используется в растениеводстве при вегетативном размножении растений (размножение стеблевыми и листовыми черенками).

У высших споровых растений (плауны, хвощи, папоротники) главный корень вообще не возникает, у них формируются только придаточные корни, отходящие от корневища. У многих двудольных травянистых корневищных растений главный корень часто отмирает и преобладает система придаточных корней, отходящих от корневищ (сныть, крапива, лютик ползучий и др.).

Смешанная корневая система-у деревьев и кустарников главный корень отмирает к первому году вегетации, развиваются придаточные корни. Таким образом происходит смена корневых систем Стержневая-смешанная- мочковатая.

По отношению к субстрату корни бывают следующих типов:

• Земляными-развиваются в почве
• Водными - находятся в воде
• Воздушными-развиваются в воздушной среде

По глубине проникновения в почву первое место принадлежит стержневой корневой системе (достигает 120 м!). Однако мочковатая корневая система, обладая в основном поверхностным расположением корней, способствует созданию дернового покрова и предупреждает эрозию почвы.

Очень важный фактор в распределении корневой системы - влажность. Направление корней идет в сторону большей влажности, однако в воде и в переувлажненной почве корни ветвятся намного слабее.

Степень развития корневых систем, глубина проникновения корней и другие пластические характеристики корня зависят от внешних условий и в то же время наследственно закреплены за каждым видом растений.

7.Метаморфозы корней.

Метаморфозы-изменения внешнего вида и приобретение соответствующих дополнительных функций.

Образование метаморфозных или специализированных корней связано с выполнением ими нетипичных или особых функций. Поэтому такие корни имеют специфическую внешнюю и внутреннее строение. Чаще всего выделяют следующие основные метаморфозы корней или группы специализированных корней высших растений с микроорганизмами почвы: корни-подпорки, ходульные корни,доскоподобные корни, эпифитные корни, корни-гаустории или корни-присоски, корни прицепки,сократтельные корни, дыхательные корни или пневматофор, фотосинтезирующие корни, корнеплоды, коренеклубни, микоризные корни, корни с пузырьками.

Вследствие симбиоза растений с грунтовыми грибами и бактериями развиваются специализированные микоризные корни и корни с пузырьками. Грибы живущие на корнях растений используют органические вещества синтезируемые зеленым растением, и поставляют растению из почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества. Благодаря разветвленным гифам гриба у растений увеличивается всасывающая поверхность.

Клубеньки-наличие клубеньков характерно для представителей семейства бобовые (люпин, клевер). Клубеньки образуются в результате проникновения через корневые волоски в кору корня бактерий рода Rhizobium. Бактерии вызывают усиленное деление паренхимы, которая образует выросты бактеройдной ткани в органе-клубеньки. Они способны фиксировать атмосферный азот переводя его в связанное состояние, в  виде азотистых соединений поставляя их растениям, а от растений они получают вещества находящиеся в корне.

Подобными корнеплодов является коренеклубни (иногда их еще называют корневыми шишками), также выполняющие запасающую функцию. Они имеют верхушке придаточные почки или они здесь легко образуются. Коренеклубни образуются в георгины, пшенки, батата, у многих видов орхидей. От внешней подобных стеблевых клубней они отличаются отсутствием редуцированных листовых чешуек.

Корнеплодывозникают в части видов растений, чаще двухлетних (например, у свеклы, моркови, петрушки, редиса), как образование, выполняющих запасающую функцию. Корнеплод является сложным поморфологической природой образованием, поскольку здесь участвуют корень и стебель - подсемядоли колено или гипокотиля и надсимьядольне колено или епикотиль. В составе корнеплода выделяют три части: головку, шейку и собственно корень. Корнеплоды характеризуются ярко выраженным вторичным утолщением с сильно развитой запасной паренхимой и атрофированной склеренхимой.

Ходульные корни образуются у видов мангровой растительности, населяющих тихие, мелкие и илистые морские берега в зоне приливов и отливов. По происхождению они являются дополнительными и свисают вниз, отходя от веток мангровых деревьев. Такие корни обеспечивают им устойчивость и лучшее распределение массы на единицу площади. Мангровые деревья с ходульные корнями встречаются в тропических лесах, на болотах (например, панданусы, некоторые виды пальм).

Корни-подпорки представляют собой дополнительные корни, закладываются на горизонтальных ветвях растений. Они растут вниз, укореняются и образуют собственную корневую систему. Эти корни достаточно толстые, напоминают столбы и хорошо удерживают крону. Одно дерево, таким образом, может разрастаться до значительной площади, образуя рощу. Такие корни образуются, например, в бенгальского фикуса или баньяна.

Дископодобные опорные корни развиваются вбольших деревьев тропического дождевого леса, прежде всего его высокого яруса. 

В отличие от ходульных, досковидные корни — это боковые корни. Расположенные у самой поверхности почвы, или выступая над ней, они образуют плоские выросты, создающие дополнительную опору для дерева. Слабо выраженные доскоподобные корни могут формироваться и у деревьев умеренного пояса - бука, вяза, тополя.

Дыхательные корни или пневматофор развиваются в некоторых тропических деревьев (например, авиценнии, тропического кипариса), растущих на болотистых побережьях океанов. Эти корни растут вертикально над поверхностью почвы, а на конце имеют систему отверстий, связанные с аеренхимою. Воздух из аеренхимы поступает в подводные органы растений и таким образом улучшает их газообмен.

Эпифитные корни (их еще называют воздушными) развиваются у растений, которые поселяются, растут и развиваются на стеблях других растений, не паразитируя на них, а используя их как опору. Такие растения называются эпифитами. Эпифитные корни на своей поверхности имеют специальную ткань - веламен, которая позволяет корням впитывать дождевую воду или воду с влажностью атмосферы. Веламен снижает потери воды, обеспечивает механическую защиту расположенных под ним тканей, кроме того, в некоторых случаях он может функционировать как фотосинтезирующей ткань. Эпифитные корни широко распространены в тропических лесах и часто формируются у видов семей - ятрышника, Бромелиевые, Ароидные.

Корни-гаустории или корни-присоски проникают в проводящие ткани других растений и таким образом от них поглощают питательные вещества. На конце гаустории имеют длинные волоскоподобные ряды разрастающихся клеток до древесины или проводящего пучка, образуя разветвления. Такие корни формируются у паразитических (петров крест, повилика, волчок) или полупаразитический (омела) растений.

Некоторые ползучие растения, например, плющ, ваниль, некоторые фикусы, имеют корни-прицепки. Это видоизмененные придаточные корни, с помощью которых растение может прикрепляться к любой поверхности, даже к голым камням, а значит, выносить листья к свету.

Втягивающие или сократительные корни. Такое видоизменение корней, как втягивающие корни, характерно для многих луков, пролесок, шафрана (крокуса),  многих орхидей, водных растений и др. Втягивающие корни благодаря особому строению способны укорачиваться на 10-70%, и втягивать луковицы, клубнелуковицы, корневища и т.д под землю, что предохраняет растения от замерзания в зимний период. Внешне втягивающие корни толстые, с поперечнойисчерченностью.

У некоторых видов (например, у водяного ореха) развиваются зеленые ассимиляционные корни, выполняющие функцию фотосинтеза. Они имеют вид перисторассеченные нитей, которые плавают в воде. Фотосинтезирующие корниобразуются и у омелы, где они представлены длинными цилиндрическими или несколько сплющенными образованиями, имеют хлорофилл.

III. Закрепление.

1. Составить словарь терминов.

     VI.Задание на дом.

Тема: Корень.

Метаморфозы корней.

1. Долгачева В.С., Алексахина Е.В. Ботаника. М.: Academia, 2009 - 416 с.
2. Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Х.: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2010- 364 с.
3. Зайчикова С.Г, Барабанов Е.И. Ботаника Издательство ГЕОТАР-Медиа,2013-288.с
4. Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника. Издательство ГЕОТАР-Медиа,2015-592с.