Что образует клубеньки на корнях растений
Клубеньки у растений, не относящихся к бобовым.
Корневые клубеньки или образования, напоминающие клубеньки, широко распространены на корнях не только бобовых растений. Они обнаружены у голосеменных и покрытосеменных двудольных растений.
Имеется до 200 видов различных растений, связывающих азот в симбиозе с микроорганизмами, образующими клубеньки на их корнях (или листьях).
У ряда представителей покрытосеменных двудольных растений клубеньки па корнях были обнаружены свыше 100 лет назад.
Нередко клубеньки имеют большие размеры. У казуарин (Casuarina) они достигают в длину 15 см. Функционируют несколько лет.
Эндофит в клубеньках полиморфен. Он обычно встречается в виде гиф, везикул и бактероидов (рис. 168). Таксономическое положение эндофита до сих пор не установлено, поскольку многочисленные попытки выделить его в чистую культуру оказывались бесплодными, а если и удавалось выделить культуры, они оказывались невирулентными.
Основное значение всей зтой группы растений, по-видимому, заключается в способности фиксировать молекулярный азот в симбиозе с эндофитом. Произрастая в областях, где разведение сельскохозяйственных растений с точки зрения экономики нерационально, они играют роль пионеров в освоении земли. Так, ежегодная прибавка азота в почве дюн Ирландии (мыс Верде) под посадками Casuarina equisetifolia достигает 140 кг/га. Содержание азота в почве под ольхой на 30-50% выше, чем под березой, сосной, ивой. В высушенных листьях ольхи азота вдвое больше, чем в листьях других древесных растений. По расчетам А. Виртанена (1962), роща ольхи (в среднем 5 растений на 1 м2) дает за 7 лет прибавку азота 700 кг/га.
Значительно реже клубеньки встречаются у представителей семейства Zygophyllaceae (парнолистниковые). Впервые они были обнаружены Б. Л. Исаченко (1913) на корневой системе Tribulus terrestris. Позднее клубеньки были найдены и у других видов якорцев.
Интересно отметить, что такие тропические растения, как парнолистник ярко-красный, образуют клубеньки только при высокой температуре и низкой влажности почвы. Увлажнение почвы до 80% от полной влагоемкости препятствует формированию клубеньков. Как известно, у бобовых растений умеренного климата наблюдается обратное явление. При недостаточной влажности они не образуют клубеньков.
Клубеньки у растений семейства парнолистниковых различаются размерами и расположением на корневой системе. Крупные клубеньки обычно развиваются на главном корне и близко от поверхности почвы. Более мелкие находятся на боковых корнях и на большей глубине. Иногда клубеньки образуются на стеблях, если они лежат на поверхности почвы.
Клубеньки у якорцев наземных на песках вдоль Южного Буга имеют вид мелких белых слегка заостренных или круглых бородавок.
Они обычно покрыты сплетением грибных гиф, проникающих внутрь коры корня.
У парнолистника ярко-красного клубеньки представляют собой концевые утолщения боковых корней растений. В клубеньках обнаруживаются бактероиды; бактерии очень напоминают клубеньковые.
Клубеньки тропических растений Tribulus cistoides твердые, округлые, около 1 мм в диаметре, соединены с корнями широким основанием, на старых корнях нередко мутовчатые. Чаще располагаются на корнях, чередуясь, с одной или с двух сторон (рис. 169). Для клубеньков характерно отсутствие зоны меристемы. Подобное явление отмечается при образовании клубеньков у хвойных растений. Клубенек поэтому возникает за счет деления клеток перицикла стелы.
Гистологическое изучение клубеньков Tribulus cistoides на разных стадиях развития показало, что в них отсутствуют микроорганизмы. На основании зтого, а также скопления в клубеньках больших количеств крахмала их считают образованиями, выполняющими функцию обеспечения растений запасными питательными веществами.
Бактерии в клубеньках вейника лесного очень напоминают клубеньковых бактерий бобовых растений.
Среди растений семейства мареновых клубеньки встречаются у кофейных Coffea robusta и Coffea klainii. Они дихотомически ветвятся, иногда уплощены и имеют вид опахала. В тканях клубенька встречаются бактерии и бактероидные клетки. Бактерии, по мнению Стейарта (1932), относятся к Rhizobium, но названы им Bacillus coffeicola.
У покрытосеменных однодольных растений клубеньки распространены среди представителей семейства злаковых: лисохвоста лугового, мятлика лугового, волоснеца сибирского и волоснеца солончакового. Клубеньки образуются на концах корней; бывают продолговатыми, округлыми, веретеновидными. У лисохвоста молодые клубеньки светлые, прозрачные или полупрозрачные, с возрастом приобретают бурую или черную окраску. Данные о наличии бактерий в клетках клубеньков разноречивы.
Дата добавления: 2014-12-24 ; просмотров: 835 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Корневые клубеньки
Из Википедии — свободной энциклопедии
Корневые клубеньки встречаются на корнях растений (преимущественно у семейства бобовых), которые ассоциированы с симбиотическими азотфиксирующими бактериями.
В клубеньках бобовых, свободный атмосферный азот восстанавливается до аммония. Который затем ассимилируется, входя в состав органических соединений. При этом образуются аминокислоты (мономеры белков), нуклеотиды (мономеры ДНК и РНК, а также важнейшая молекула обогащённая энергией — АТФ), витамины, флавоны, и фитогормоны.
Способность к симбиотической азотофиксации атмосферного азот делает представителей семейства бобовых идеальной для возделывания сельскохозяйственной культурой, ввиду снижения потребности в азотных удобрения. Более того, высокое содержание доступных для растения форм азота (нитрат NO3 − и аммоний NH4 + ) в почве блокирует развитие клубеньков, поскольку формирование симбиоза для растения становится нецелесообразным.
Энергия для осуществления азотофиксации в клубеньках образуется в результате окисления сахаров (продуктов фотосинтеза), поступающих от листьев. Малат, как продукт распада сахарозы, является источником углерода для симбиотических бактерий.
Процесс фиксации атмосферного азота крайне чувствителен к присутствию кислорода. В связи с чем клубеньки бобовых содержат железосодержащий кислород-связывающий белок — легоглобин. Легоглобин сходен с миоглобином животных, который используется для облегчения диффузии кислорода, использующегося при клеточном дыхании.
Симбиоз клубеньковых бактерий и бобовых растений: особенности и видовая специфика клубеньковых бактерий и их взаимодействие с растениями-хозяевами
Симбиоз клубеньковых бактерий и бобовых растений
Особенности клубеньковых бактерий
Клубеньковые бактерии впервые были обнаружены в 1888 году ученым М. Бейеринком. Он выделил азотфиксирующие симбиотические микроорганизмы из корневых клубеньков бобовых растений. Особенность этих бактерий в том, что они благоприятствуют формированию клубеньков, в которых фиксируется атмосферный азот.
Это взаимовыгодный союз, так как бактерии потребляют органические соединения в клубеньках, а растению доступны связанные соединения азота. Эти взаимоотношения называются симбиотическими.
Все клубеньковые бактерии, которые поражают корневую систему бобовых различаются. При этом, они рассматриваются как родственные.
Клубеньковые бактерии характеризуются:
Клубеньковые бактерии питаются:
Отдельные виды бактерий при усвоении углеводов могут образовывать кислоты.
Микроорганизмы часто сами синтезируют некоторые витамины, такие как тиамин, рибофлавин и цианокобаламин, а также вещества роста — гетероауксин, гиббереллины, цитокинины.
Видовая специфика клубеньковых бактерий
Клубеньковые бактерии формируют симбиотические связи с растениями, принадлежащими семейству Leguminosae.
Клубеньковые бактерии отличаются видовой спецификой в зависимости от того, кто является их растением-хозяином. Отдельный вид бактерий образует клубеньки на одном или нескольких видах бобовых растений:
Специфичность клубеньковых бактерий — явление не до конца изученное. Многие считают, что бактерии начинают взаимодействовать с корневой системой растения в результате привлечения клеток микроорганизмов при помощи корневых выделений.
Подвижные бактерии, характеризующиеся хемотаксисом, заражают растения быстрее.
Растения преимущественно заражаются через молодые корневые волоски.
В бобовых растениях содержатся белки или гликопротеины (лектины), которые специфичным образом связывают полисахариды. Последние выполняют функцию распознавания.
С помощью взаимодействия поверхностных полисахаридов бактерий и лектинов корней бобового растения можно определить, может ли произойти инфицирование корневого волоска этим видом клубеньковых бактерий.
Как взаимодействуют бактерии и растения-хозяева
Клубеньковые бактерии проникают в корневые волоски бобовых растений разными способами:
Понять, что растение инфицировано, можно по специфическим изменениям формы корневых волосков: их изгиб похож на форму ручки зонтика.
То, насколько корневой волосок искривляется, зависит от:
Место проникновения бактерий характеризуется разрыхлением клеточной стенки волоска, которое происходит под действием гидролитических ферментов бактерий.
Бактерии формируют инфекционную нить: это гифообразная слизистая масса. Движение нити происходит в направлении клеток эпидермиса и основания волоска, а далее — в паренхиму через клетки коры.
Внедрившись в клетки растений, инфекционная нить покрывается целлюлозной оболочкой.
Бактерии могут размножаться исключительно в тетраплоидных клетках коры. За редким исключением — в клетках эпидермиса корня.
Происходит интенсивное деление инфицированной клетки и незараженных клеток. Как результат — образуется клубенек.
Корневые клубеньки
В условиях недостатка азота, растения образуют симбиотическую связь со специфичным для них штаммом клубеньковых бактерий. Такой симбиоз возникал в ходе эволюции независимо несколько раз как внутри семейства бобовых, так и среди других видов, относящихся к кладе розиды. Наиболее изучены клубеньки бобовых, к которым в частности относятся такие важные сельскохозяйственные культуры как фасоль и горох.
В клубеньках бобовых, свободный атмосферный азот восстанавливается до аммония. Который затем ассимилируется, входя в состав органических соединений. При это образуются аминокислоты (мономеры белков), нуклеотиды (мономеры ДНК и РНК, а также важнейшая молекула обогащённая энергией — АТФ), витамины, флавоны, и фитогормоны.
Способность к симбиотической азотофиксации атмосферного азот делает представителей семейства бобовых идеальной для возделывания сельскохозяйственной культурой, ввиду снижения потребности в азотных удобрения. Более того, высокое содержание доступных для растения форм азота (нитрат NO3− и аммоний NH4+) в почве блокирует развитие клубеньков, поскольку формирование симбиоза для растения становится не целесообразным.
Энергия для осуществления азотофиксации в клубеньках образуется в результате окисления сахаров (продуктов фотосинтеза), поступающих от листьев. Малат, как продукт распада сахарозы, является источником углерода для симбиотических бактерий.
Процесс фиксации атмосферного азота крайне чувствителен к присутствию кислорода. В связи с чем клубеньки бобовых содержат железосодержащий кислород-связывающий белок — легоглобин. Легоглобин сходен с миоглобином животных, который используется для облегчения диффузии кислорода, использующегося при клеточном дыхании.
Связанные понятия
Микробиологическими (или микробными) инокулянтами называют биопрепараты, содержащие живые культуры полезных для растений микроорганизмов. Биоинокулянты можно вносить непосредственно в почву, но более рационально проводить с их помощью предпосевную обработку семян. В зависимости от того, какие микроорганизмы входят в состав инокулянтов последние бывают бактериальными, грибными или комбинированными. В соответствии с предназначением, механизмом действия и биологическими особенностями инокулянты делятся.
В структуре наземных биоценозов значительную роль играет почвенная микрофлора. Микроорганизмы способствуют разложению мертвых органических веществ до минеральных, т. е. участвуют в процессе, без которого нормальное существование биоценозов было бы невозможным.
Неолектомице́ты (лат. Neolectomycetes) — класс грибов отдела Аскомицеты (Ascomycota), один из 4 классов, относящихся к подотделу Taphrinomycotina. Класс монотипный, к нему относятся также монотипные порядок и семейство, соответственно, Neolectales и Neolectaceae, и род Neolecta с четырьмя видами.
Видоизменения корней и побегов на ЕГЭ
Людмила Микушева
Одна из самых сложных тем в блоке «Ботаника» на ЕГЭ – видоизменения корня и побега. Что это такое и почему происходит? Все просто: органы растений приспосабливаются к условиям среды. А значит могут жить в самых разнообразных биотопах! Рассмотрим видоизменения корней и побегов и разберем их сходства и отличия друг от друга.
Видоизменения корней
Обычно корни растений выполняют две функции:
С помощью корня растение поглощает из почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества, а затем обеспечивает ими все остальные органы. Но существуют растения, которые используют корни необычно!
Вы когда-нибудь задумывались, зачем нам азот? Это макроэлемент, входящий в состав нуклеиновых кислот и белков – и вот такой важный компонент мы получаем благодаря клубеньковым бактериям.
До ЕГЭ по биологии осталось совсем немного, а ты переживаешь, что не успеваешь подготовиться ко всем заданиям? Записывайся на пробный бесплатный урок к нашим преподавателям! Они помогут тебе закрыть все пробелы, и на экзамен ты отправишься полный сил и уверенности в себе 😉
Видоизменения побегов
Что же такое видоизменение побегов? Проще всего начать с определения побега. Побег – это стебель с листьями и почками, который развивается из семени или из почки. Если от побега отходит корень, то это может быть только придаточный корень. Образуются видоизмененные побеги для выполнения важных функций, таких как:
Выделяют надземные и подземные видоизменения побегов, но мы поговорим только о подземных, так как их чаще всего путают с видоизменениями корней.
Как видите, корни и побеги имеют абсолютно разное строение и по-разному влияют на жизнедеятельность растений. Перед нами таблица, в которой зафиксированы основные различия между этими структурами:
| Видоизменения корней | Видоизменения побегов |
| развиваются из зародышевого корешка | развиваются из семени или почки |
| отсутствует способность к фотосинтезу | есть клетки, содержащие пластиды |
| нет листьев и почек | стебель с листьями и почками |
| частные приспособительные функции | вегетативное размножение, накопление органических веществ |
| корнеплоды, бактериальные клубеньки, дыхательные корни | корневище, клубень, луковица |
А еще можешь почитать по теме:
Разбор заданий ЕГЭ по биологии
Для закрепления материала давайте разберем несколько заданий. Кстати, эта тема встречается в заданиях на 1, 2 и на 3 балла, поэтому может очень пригодится вам при написании ЕГЭ.
Пример 1. Побегом являются:
После того, как мы разобрали теорию, задание уже не кажется таким сложным. Видоизмененные побеги – клубень картофеля, корневище ландыша и луковица тюльпана. Клубенек фасоли – это видоизмененный корень, усики гороха – видоизмененные листья, а ягода картофеля – плод.
Ответ: 145
Пример 2. Какой видоизмененный орган представлен на рисунке? Назовите элементы строения, обозначенные на рисунке цифрами 1, 2, 3, и функции, которые они выполняют.
Ответ:
2 – Почки, обеспечивают развитие и рост побега.
3 – Придаточные корни, отходят от донца, поглощают неорганические вещества из окружающей среды.
Ну что, готов к ЕГЭ по биологии на все 100%? Чтобы убедиться в этом, записывайся на пробный бесплатный урок к нашим преподавателям! Узнаешь, какие темы надо повторить и что нужно доучить перед самым важным днем 🤓💪