根-大學(xué)植物學(xué)講義

1、 第三章 種子植物營(yíng)養(yǎng)器官種子萌發(fā)：莖葉系統(tǒng)根系出土留土幼苗胚胚芽胚軸子葉胚根種皮胚乳幼苗成株植株及其六大器官（油菜）：植株根莖葉花果實(shí)種子器官:由多種不同組織構(gòu)成的具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的結(jié)構(gòu)單位。生殖器官：與植物的生殖生長(zhǎng)和繁殖后代有關(guān)的器官。花、果實(shí)和種子。營(yíng)養(yǎng)器官：與植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)有關(guān)的器官。根、莖、葉。生殖器器官營(yíng)養(yǎng)器官第一節(jié) 根第一節(jié) 根的生理功能和經(jīng)濟(jì)用途第二節(jié) 根與根系的類型第三節(jié) 根的發(fā)育與結(jié)構(gòu)第四節(jié) 側(cè)根的發(fā)生第五節(jié) 根瘤與菌根根是植物適應(yīng)陸地生活的基礎(chǔ)一 、根的生理功能和經(jīng)濟(jì)用途一、根的主要生理功能 * 吸收土壤中的養(yǎng)分（吸收功能） * 支持和固著植株 * 兼有合成、

2、繁殖、貯藏等生理功能 * 根系與其他生物的關(guān)系分泌物質(zhì)-生物他感作用二、根的經(jīng)濟(jì)用途 *食用 *藥用 *觀賞香附子二 、根與根系的類型根的種類 1、按來(lái)源分：主根和側(cè)根 2、按位置分：定根和不定根根系類型 1、按組成分分：直根系和須根系 2、按功能分：吸收根、支持根、呼吸根、 攀緣根、寄生根、儲(chǔ)藏根（一）根的種類1、按根的來(lái)源分：主根：胚根直接生長(zhǎng)而成的根。垂直向地下生長(zhǎng)。側(cè)根：主根等產(chǎn)生的各級(jí)分支。按根發(fā)生的位置分：定根：主根和側(cè)根稱之為定根。主根來(lái)自于胚根，側(cè)根來(lái)自中柱鞘一定部位的細(xì)胞恢復(fù)分裂發(fā)育而來(lái)。不定根：由莖、葉、老根或胚軸上發(fā)生的根。不定根可產(chǎn)生各級(jí)側(cè)根。（二）根系類型根系：植株地

3、下部分所有根的總體。直根系：由發(fā)達(dá)的主根及各級(jí)側(cè)根組成，主根較各級(jí)側(cè)根粗壯而長(zhǎng)。多數(shù)雙子葉植物的根系特征。須根系：主根不明顯，主要由不定根組成的根系。一般單子葉植物根系的特征。 須根系直根系秸梗小 麥蓖麻三 根的發(fā)育與結(jié)構(gòu)（一）根尖及其分區(qū)（二）雙子葉植物根的結(jié)構(gòu)（三）禾本科植物根的解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（一）根尖及其分區(qū)根尖1、根尖：根的頂端至根毛生長(zhǎng)處及其以下的一段。根尖分區(qū)： 根尖從頂端起， 依次可分為： 根冠區(qū) 分生區(qū) 伸長(zhǎng)區(qū) 根毛區(qū) （成熟區(qū)）1.根冠根冠：根尖最先端，活的薄壁細(xì)胞,冠狀覆蓋，保護(hù)根尖。外層細(xì)胞的外壁粘液化，能潤(rùn)滑土表，保護(hù)生長(zhǎng)點(diǎn)不受損害。原生質(zhì)體內(nèi)含淀粉，可控制根向地性生長(zhǎng)。

4、 根冠區(qū)根向地性生長(zhǎng)的生物學(xué)基礎(chǔ)2：分生區(qū)分生區(qū)：根冠包圍的頂端分生組織，產(chǎn)生新細(xì)胞，又稱生長(zhǎng)點(diǎn)。（1）原分生組織：位于分生區(qū)先端。（2）初生分生組織：分化為原表皮、原形成層、基本分生組織三部分組成。 不活動(dòng)中心細(xì)胞分層現(xiàn)象3：伸長(zhǎng)區(qū)伸長(zhǎng)區(qū)：多數(shù)細(xì)胞迅速伸長(zhǎng)，根尖向下伸長(zhǎng)的推動(dòng)力。在其上方的內(nèi)部分化出篩管和導(dǎo)管。 細(xì)胞已分化成熟，根毛區(qū)表皮上有根毛，對(duì)吸收水分和無(wú)機(jī)鹽有著重要作用。成熟區(qū)4成熟區(qū)（根毛區(qū)）成熟區(qū)多種組織分化出現(xiàn)、促進(jìn)根的吸收和運(yùn)輸（二）雙子葉植物根的結(jié)構(gòu)（一）雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)（二）雙子葉植物根的次生結(jié)構(gòu)初生生長(zhǎng)（根） ：由根尖的頂端分生組織細(xì)胞經(jīng)分裂、生長(zhǎng)、分化成熟的過(guò)程

5、，稱為根的初生生長(zhǎng)。初生結(jié)構(gòu)（根） ：根的初生生長(zhǎng)過(guò)程所形成的結(jié)構(gòu)稱為根的初生結(jié)構(gòu)。橫切根毛區(qū)，根的初生結(jié)構(gòu)由外至內(nèi)可劃分為：表皮、皮層、中柱三大部分。 （一）、雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu) 1、表皮2、皮層3、中柱 （二）、雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)-組成 1、表皮：最外一層細(xì)胞，排列緊密，細(xì)胞壁薄，許多表皮細(xì)胞的外壁向外突起形成根毛。根毛主要起吸收作用，兼有固定作用。 2、皮層（1）外皮層（2）中皮層（3）內(nèi)皮層（1）外皮層：一至幾層細(xì)胞，形狀相對(duì)小些，排列緊密整齊，初期可通過(guò)水和溶質(zhì)，后期壁栓化，起保護(hù)作用。（2）中皮層：多層細(xì)胞，細(xì)胞較大，排列疏松，胞間隙明顯，胞內(nèi)含淀粉粒等貯藏物質(zhì)。 具橫向運(yùn)

6、輸和貯藏作用，水生植物的根還具有通氣作用。 （3）內(nèi)皮層：皮層最內(nèi)一層細(xì)胞，整齊排列成環(huán)；細(xì)胞的徑壁和橫壁上有一條木栓化的加厚帶-凱氏帶。內(nèi)皮層凱氏帶模式圖凱氏帶處物質(zhì)運(yùn)輸途徑凱氏帶電鏡圖3、中柱（維管柱）起源于原形成層，位于皮層以內(nèi)，可分為：（1）中柱鞘、（2）初生木質(zhì)部、（3）初生韌皮部、（4）薄壁細(xì)胞與髓等部分。薄壁細(xì)胞 中柱外圍與內(nèi)皮層相毗鄰，常由一至幾層連續(xù)的薄壁細(xì)胞構(gòu)成。中柱鞘可發(fā)育成維管形成層一部分、木栓形成層、側(cè)根、不定芽、乳汁管等。（1）中柱鞘Pericycle； (2) sieve tubes； (3) endodermis；(4) metaxylem vessels (M

7、x)； (5) protoxylem (Px) （2）初生木質(zhì)部：位于根的中央，由導(dǎo)管、管胞等組成，呈輻射狀，起輸導(dǎo)水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)作用。外始式(由外向內(nèi)依次成熟)。原生木質(zhì)部后生木質(zhì)部?jī)?nèi)外（3）初生韌皮部：與原生木質(zhì)部相間排列。 篩管、伴胞等組成， 輸導(dǎo)同化產(chǎn)物。外始式。初生韌皮部初生木質(zhì)部木質(zhì)部脊，根據(jù)脊的數(shù)目分為幾元型木質(zhì)部，本圖四元型（4）薄壁組織與髓：構(gòu)成維管形成層的一部分。 初生韌皮部與初生木質(zhì)部之間常有幾層薄壁細(xì)胞。少數(shù)植物根的中央早期有薄壁細(xì)胞髓薄壁細(xì)胞區(qū)雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)總結(jié) 表皮 根 外皮層 初 皮層皮層薄壁組織 生 內(nèi)皮層 結(jié) 中柱鞘 構(gòu) 初生木質(zhì)部（外始式） 中柱 初

8、生韌皮部（外始式） 薄壁組織（位于初木初韌間） 髓（少有） 柳樹根的初生結(jié)構(gòu)側(cè)根的發(fā)生一、發(fā)生部位： 1、側(cè)根的發(fā)生特點(diǎn)： 側(cè)根起源于根毛區(qū)中柱鞘的一定部位，這種起源方式叫內(nèi)起源。二原型根三原、四原型根多原型根二原型：初生韌皮部與初生木質(zhì)部之間。三原型、四原型：木質(zhì)部脊的位置。多原型：初生韌皮部正對(duì)處。2、側(cè)根的發(fā)生位置：二、側(cè)根的發(fā)生與生長(zhǎng) 1、發(fā)生部位：中柱鞘細(xì)胞脫分裂，形成側(cè)根原基，細(xì)胞不斷分裂、生長(zhǎng)、分化，穿過(guò)皮層突破表皮，形成側(cè)根。2、側(cè)根原基發(fā)生與生長(zhǎng)（二）雙子葉植物根的次生生長(zhǎng)與次生結(jié)構(gòu)1、根的次生生長(zhǎng)與次生結(jié)構(gòu)2、維管束形成層的發(fā)生和活動(dòng)（1）位置（2）組成（3）活動(dòng)規(guī)律（4）

9、結(jié)構(gòu)特征3、木栓形成層的發(fā)生和活動(dòng)（1）位置（2）活動(dòng)規(guī)律（3）結(jié)構(gòu)特征1、根的次生生長(zhǎng)與次生結(jié)構(gòu)次生生長(zhǎng)：次生（側(cè)生）分生組織活動(dòng)，不斷地產(chǎn)生次生維管組織和周皮，使根、莖增粗的生長(zhǎng)過(guò)程。次生結(jié)構(gòu)：主要由次生成熟組織所組成的結(jié)構(gòu)。一般裸子植物和木本的雙子葉植物有次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)。次生（側(cè)生）分生組織有兩類：維管形成層和木栓形成層。補(bǔ)：植物結(jié)構(gòu)解剖的三切面：1、橫切：2、縱切：徑向切（垂周分裂）、切向切（平周分裂）3、斜切：2、維管形成層的產(chǎn)生和活動(dòng) 初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間的薄壁細(xì)胞初生木質(zhì)部脊正對(duì)的中柱鞘細(xì)胞維管形成層片段維管形成層片段維管形成層環(huán)（波浪狀圓環(huán)）次生木質(zhì)部次生韌皮部維管形

10、成層環(huán)平周分裂 外垂周分裂 平周分裂 內(nèi)1、發(fā)生部位初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間的薄壁細(xì)胞初生木質(zhì)部脊正對(duì)的中柱鞘細(xì)胞維管形成層片段維管形成層片段維管形成層環(huán)（波浪狀圓環(huán)）次生木質(zhì)部次生韌皮部維管形成層環(huán)平周分裂 外垂周分裂 平周分裂 內(nèi)（2）組成初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間的薄壁細(xì)胞初生木質(zhì)部脊正對(duì)的中柱鞘細(xì)胞維管形成層片段維管形成層片段維管形成層環(huán)（波浪狀圓環(huán)）次生木質(zhì)部次生韌皮部維管形成層環(huán)平周分裂 外垂周分裂 平周分裂 內(nèi)（3）活動(dòng)（3）維管形成層的發(fā)生與活動(dòng)規(guī)律初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間的薄壁細(xì)胞初生木質(zhì)部脊正對(duì)的中柱鞘細(xì)胞維管形成層片段維管形成層片段維管形成層環(huán)（波浪狀圓環(huán)）次生木質(zhì)部

11、次生韌皮部維管形成層環(huán)平周分裂 外垂周分裂 平周分裂 內(nèi)空“十字形”波浪狀環(huán)圓環(huán)狀片狀（4）結(jié)構(gòu)特征次生木質(zhì)部（內(nèi)側(cè)）次生韌皮部（外側(cè)）篩管伴胞韌皮纖維韌皮薄壁細(xì)胞維管形成層活動(dòng)導(dǎo)管管胞木纖維木薄壁細(xì)胞韌皮射線木射線棉根維管形成層活動(dòng)與結(jié)構(gòu)維管形成層的活動(dòng)維管形成層切向分裂徑向分裂切向分裂次生韌皮部韌皮射線、篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞維管形成層擴(kuò)大周徑次生木質(zhì)部木射線，導(dǎo)管、管胞木纖維、木薄壁細(xì)胞韌皮射線和木射線合稱維管射線，有橫向輸導(dǎo)和貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能。外內(nèi)次生結(jié)構(gòu)3、木栓形成層的產(chǎn)生和活動(dòng) 中柱鞘細(xì)胞木栓形成層 木栓層 栓內(nèi)層 木栓形成層 周皮 平周分裂 外平周分裂 內(nèi)垂周分裂 部位活動(dòng)結(jié)

12、構(gòu)木栓形成層木栓層栓內(nèi)層木栓形成層活動(dòng)與結(jié)構(gòu)組成： 木栓層：新的保護(hù)組織，細(xì)胞排列 緊密，細(xì)胞壁栓化，由幾周皮 層細(xì)胞組成。 木栓形成層：一層細(xì)胞，有分裂能力。 栓內(nèi)層：生活的薄壁細(xì)胞。 棉根結(jié)構(gòu)雙子葉植物根的發(fā)育過(guò)程表解 分生區(qū) 伸長(zhǎng)區(qū) 成熟區(qū)（初生結(jié)構(gòu)） 次生結(jié)構(gòu) 原表皮 表皮 脫落頂 頂 初 外皮層 木栓層 基本分 皮層 皮層薄壁組織 木栓形成層 木栓形成層 生組織 內(nèi)皮層 栓內(nèi)層端 生 中柱鞘 細(xì) 分 分 初生韌皮部 次生韌皮部胞 生 生 薄壁組織 維管形成層 維管形成層補(bǔ) 組 組 原形成層 中柱 (活動(dòng)多年)充 織 織 (維管柱)根 初生木質(zhì)部 保留 次生木質(zhì)部冠 髓(少有) 初生木質(zhì)部 1 表皮 外皮層厚壁細(xì)胞2 皮層 中皮層薄壁細(xì)胞 內(nèi)皮層=馬蹄形增厚 細(xì)胞+通道細(xì)胞 中柱鞘3 中柱 初生韌皮部 初生木質(zhì)部多原型 三、單子葉植物根初生結(jié)構(gòu)單子葉植物是須根系，由不定根組成，只有初生生長(zhǎng)，不增粗。水稻幼根與老根表皮與皮層水 稻 根 中 柱幼 根老根小麥老根小麥幼根玉米小 麥 根表皮與皮層小麥老根 -中柱結(jié)構(gòu)內(nèi)皮層內(nèi)皮層3中柱：中柱鞘：側(cè)根發(fā)生處。老根中細(xì)胞壁增厚。初生木質(zhì)部：多原型，每束導(dǎo)管數(shù)較少。初生韌皮部：含篩管，伴胞，束數(shù)多。髓：幼根中央為薄壁細(xì)胞，老根為厚壁細(xì)胞。鳶尾根 -中柱內(nèi)皮層根瘤和菌根 一、根瘤根