第三章第二節(jié)植物的器官系統(tǒng)

第二節(jié)植物的器官系統(tǒng)

第三章植物的營養(yǎng)器官根一、根的生理功能和經(jīng)濟(jì)利用根的生理功能1、主要功能是吸收2、固著和支持3、輸導(dǎo)4、合成多種氨基酸、激素、植物堿等5、儲(chǔ)藏和繁殖根的用途食用：甘薯、蘿卜、甜菜、胡蘿卜等藥用：人參、大黃、當(dāng)歸等工業(yè)原料：甜菜制糖，甘薯制淀粉和酒精觀賞：根雕、盆景露根處理根系(rootsystem):

植物根的總和。直根系(taprootsystem):有明顯的主根和側(cè)根區(qū)別的根系。須根系(fibrousrootsystem):無，由不定根組成的根系。根的形態(tài)主根(mainroot)：胚根發(fā)育形成（或稱初生根）。側(cè)根(lateralroot)：主根長到一定長度生出的許多分枝。不定根(adventitiousroot)：莖、葉、胚軸或老根上產(chǎn)生的根。根的形態(tài)根系在土壤中的分布深根系和淺根系：一般直根系多為深根系，而須根系多為淺根系，但植物根系在土壤中的分布深度常因下列因素的影響植物種類生長發(fā)育情況土壤條件人為影響根的結(jié)構(gòu)根尖及其分區(qū)根尖：從根的頂端到著生根毛的部分，根尖是根伸長生長、分枝和吸收活動(dòng)的最重要的部分。分區(qū)：根冠（rootcap）分生區(qū)（meristematiczone）伸長區(qū)（elongationzone）成熟區(qū)（maturationzone）或根毛區(qū)根的結(jié)構(gòu)分生區(qū)1-2mm，由原分生組織和初生分生組織組成。初生分生組織：原表皮、基本分生組織和原形成層組成。原生分生組織：具不活動(dòng)中心伸長區(qū)長幾毫米，是分生區(qū)向成熟區(qū)的一種過渡細(xì)胞顯著伸長體積增大并開始分化原生木質(zhì)部的環(huán)紋導(dǎo)管和原生韌皮部的篩管相繼出現(xiàn)是根尖伸長的主要原因成熟區(qū)細(xì)胞停止生長出現(xiàn)各種成熟組織表皮通常有根毛產(chǎn)生根毛的多少與植物種類有關(guān)根毛產(chǎn)生過程根毛壽命很短，10-20天。但根毛區(qū)能保持一個(gè)穩(wěn)定的長度根的初生結(jié)構(gòu)表皮（epidermis）皮層(cortex):

外皮層(exodermis)

內(nèi)皮層(endodermis)

凱氏帶(casparianstrip)維管柱(vascularcylinder)：根的皮層以內(nèi)的結(jié)構(gòu)。根部橫切面顯示維管柱，或中柱，以及皮層和表皮內(nèi)皮層纖維皮層

維管柱（中柱）表皮中柱鞘木質(zhì)部韌皮部皮層由基本分生組織發(fā)育而來的多層薄壁組織細(xì)胞組成的。暫時(shí)儲(chǔ)存養(yǎng)料的作用。外皮層：最外一層或數(shù)層細(xì)胞形狀較小，排列緊密，沒有細(xì)胞間隙。內(nèi)皮層：皮層的最內(nèi)一層細(xì)胞排列緊密。凱氏帶：這層細(xì)胞在其的側(cè)壁（徑向壁）和橫向壁上有部分加厚，并且栓質(zhì)化，這種圍繞細(xì)胞一周的特殊結(jié)構(gòu)稱為凱氏帶。皮層凱氏帶電鏡下內(nèi)皮層徑向壁凱氏帶結(jié)構(gòu)

A.正常細(xì)胞的凱氏帶區(qū)B.質(zhì)壁分離細(xì)胞的凱氏帶區(qū)

1.細(xì)胞質(zhì)2.胞間層3.細(xì)胞壁4.質(zhì)膜5.凱氏帶

凱氏帶凱氏帶的作用：

阻斷了皮層與中柱間的細(xì)胞間隙、細(xì)胞壁等質(zhì)外體運(yùn)輸途徑，進(jìn)入中柱的溶質(zhì)只能通過原生質(zhì)體；

使根的吸收有選擇性；

可控制根對物質(zhì)的轉(zhuǎn)移作用。維管柱(中柱)根的皮層以內(nèi)的結(jié)構(gòu)，分為四部分：中柱鞘：具潛在分裂能力，可形成側(cè)根、不定根、不定芽及部分維管形成層和木栓形成層。初生木質(zhì)部初生韌皮部薄壁細(xì)胞：具潛在分裂能力維管柱(中柱)初生木質(zhì)部輻射狀排列，輻射角先端先成熟原生木質(zhì)部，環(huán)紋、螺紋導(dǎo)管后生木質(zhì)部，導(dǎo)管直徑較大，外始式發(fā)育原型：二、三、四、五、六原型，七束以上稱多原型。同種植物不同品種或同一植株的不同根上，原型會(huì)發(fā)生變化。初生韌皮部外始式發(fā)育與木質(zhì)部相間排列由篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞組成側(cè)根的發(fā)生起源于中柱鞘的一定部位，內(nèi)皮層可不同程度的參與側(cè)根的形成。內(nèi)起源根原始體的形成：位置與原型有關(guān)，二原型初韌和初木之間，或正對初韌；三四原型，正對初木；多原型，正對初韌主根受損或切斷可促進(jìn)側(cè)根的產(chǎn)生和生長側(cè)根的發(fā)生側(cè)根的發(fā)生側(cè)根的發(fā)生根的次生結(jié)構(gòu)大多數(shù)雙子葉植物，特別是多年生木本植物的根，在完成初生生長后，由于次生分生組織(維管形成層和木栓形成層)的產(chǎn)生和活動(dòng)，不斷產(chǎn)生次生維管組織和周皮，使根的直徑增粗，這種生長過程成為次生生長。

在次生生長過程中產(chǎn)生的次生維管組織和次生保護(hù)組織共同組成的結(jié)構(gòu)稱為次生結(jié)構(gòu)。根的次生生長根的次生生長是由根的側(cè)生分生組織——維管形成層和木栓形成層活動(dòng)的結(jié)果。（1）維管形成層（vascularcambium）的產(chǎn)生與活動(dòng) 來源：中柱鞘細(xì)胞、薄壁細(xì)胞

結(jié)構(gòu)：次生木質(zhì)部（secondaryxylem）

次生韌皮部（secondaryphloem）

根的次生生長根的次生生長根的次生結(jié)構(gòu)

木栓形成層的產(chǎn)生與活動(dòng)：來源：中柱鞘細(xì)胞（早期）、次生韌皮部細(xì)胞（后期）

產(chǎn)生：周皮(periderm)

木栓層（phellem）：木栓形成層向外分裂的細(xì)胞，成熟后死亡。木栓形成層（corkcambium）栓內(nèi)層（phelloderm）：木栓形成層向內(nèi)分裂的細(xì)胞，活細(xì)胞。根的次生生長木栓形成層及其相關(guān)結(jié)構(gòu):

A.葡萄根中的木栓形成層由中柱鞘發(fā)生

B.橡膠樹根中的木栓形成層活動(dòng)產(chǎn)生周皮

根的次生結(jié)構(gòu)次生木質(zhì)部：導(dǎo)管、管胞、木纖維、木薄壁細(xì)胞次生韌皮部：篩管、伴胞、韌皮纖維、韌皮薄壁細(xì)胞維管形成層：

維管射線周皮根的次生結(jié)構(gòu)棉花老根的次生結(jié)構(gòu)

雙子葉植物根的發(fā)育過程禾本科植物根結(jié)構(gòu)禾本科植物根的結(jié)構(gòu)也可分為表皮、皮層和中柱3各部分。但不產(chǎn)生維管形成層和木栓形成層，不能進(jìn)行次生生長。禾本科植物根結(jié)構(gòu)根瘤和菌根共生：兩種生物生活在一起相互利用的關(guān)系稱為共生。根中常見共生現(xiàn)象有根瘤和菌根。（一）根瘤

為豆科植物和土壤中的根瘤菌形成的共生體。根瘤的形狀、大小、顏色因植物種類而不同。根瘤菌的侵入途徑除豆科植物外，自然界還有100多種植物能形成根瘤，但不是根瘤菌而是放線菌，除豆科植物外根瘤菌只能與榆科的Parasponia屬共生結(jié)瘤。就是豆科植物也不是都能結(jié)瘤的。A.具根瘤的蠶豆根部;B.具根瘤菌的一個(gè)細(xì)胞;C.根瘤菌;D.根瘤菌由根毛進(jìn)入根內(nèi);E.由根瘤菌引起的大型細(xì)胞;F.蠶豆根和根瘤橫切面。1.根瘤;2.根瘤菌;3.正常細(xì)胞;4.大型細(xì)胞;5.根;6.有根瘤菌的部分;7.維管束菌根為植物根和土壤中的真菌形成的共生體。外生菌根內(nèi)生菌根內(nèi)外生菌根共生真菌能加強(qiáng)根的吸收能力，把菌絲吸收水分和無機(jī)鹽等供給綠色植物使用，同時(shí)還能產(chǎn)生植物激素和維生素B等刺激根系發(fā)育，分泌水解酶類促進(jìn)根周圍有機(jī)物質(zhì)的分解。高等植物把有機(jī)養(yǎng)料提供給真菌。菌根根的變態(tài)根在長期發(fā)展過程中，為了行使特殊的功能，其形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變異，這種變異非病理的或偶發(fā)的，而是該物種的正常遺傳特性，這種現(xiàn)象稱為變態(tài)，該器官稱為變態(tài)器官。（一）貯藏根肉質(zhì)直根：蘿卜、胡蘿卜、甜菜塊根：甘薯貯藏根貯藏根氣生根支柱根：玉米、榕樹攀援根：常春藤、絡(luò)石、凌霄呼吸根：水松、紅樹寄生根：也稱吸器，如菟絲子氣生根莖一、莖的基本形態(tài)（一）莖的外形

一般圓柱形，但有些植物會(huì)呈三角形（莎草）、方形（蠶豆，薄荷）、扁平柱狀（曇花、仙人掌）節(jié)：莖上著生葉的部位節(jié)間：兩節(jié)之間的部分（一）莖的外形根和莖在外形上的區(qū)別：

莖：有節(jié)和節(jié)間，節(jié)上生葉，葉腋有腋芽

頂端有頂芽。而根無上述結(jié)構(gòu)。枝或枝條：著生葉和芽的莖。莖就是枝上除去葉和芽所留下的軸狀部分。長枝：節(jié)間顯著伸長的枝條短枝：節(jié)間短縮，各個(gè)節(jié)間緊密相連甚至難于分辨的這種枝條。（一）莖的外形節(jié)部膨大（禾本科、蓼科）；節(jié)部縮小節(jié)間膨大（藕）葉痕：維管束痕：芽鱗痕：枝痕：皮孔：莖的形態(tài)芽的類型及構(gòu)造芽：是幼態(tài)未伸展的枝、花或花序。芽的構(gòu)造：以葉芽為例生長錐；葉原基；幼葉；腋芽原基；此外還有芽鱗片?；ㄑ浚荷L錐的周圍產(chǎn)生花各組成部分的原始體或花序的原始體。芽的基本結(jié)構(gòu)莖尖（生長點(diǎn)）葉原基→幼葉腋芽原基（側(cè)枝原基或枝原基）

→枝條芽軸芽芽的類型按生長位置分：定芽：

頂芽：生于莖或枝頂端

側(cè)芽：（或腋芽）

（生于葉腋）單生芽：只有一個(gè)腋芽并生芽：腋芽并列，如桃，2－3

個(gè)芽并生疊生芽：腋芽疊生，如，忍冬、桂花

2－3個(gè)芽疊生。柄下芽：腋芽為葉柄基部所覆蓋，如

懸鈴木。不定芽：生于老根、老莖、葉等處芽的類型按性質(zhì)分：葉芽（枝芽）：發(fā)育形成營養(yǎng)枝的芽。花芽：發(fā)育形成花或花序的芽，外形較肥

大?；旌涎浚盒纬芍Α⑷~和花（花序），外形

較肥大。芽的類型及構(gòu)造芽的類型依結(jié)構(gòu)分鱗芽（被芽）：具芽鱗保護(hù)，多數(shù)溫帶木

本植物所具有。裸芽：沒有芽鱗保護(hù)，為草本植物和熱帶

潮濕環(huán)境下木本植物所具有。芽的類型依生理活動(dòng)狀態(tài)分活動(dòng)芽：當(dāng)年生長季節(jié)萌發(fā)的芽。休眠芽：當(dāng)年生長季節(jié)不活動(dòng)，暫時(shí)處于

休眠狀態(tài)的芽。

活動(dòng)芽和休眠芽受內(nèi)外因素的影響，也可發(fā)生轉(zhuǎn)變。莖的生長習(xí)性莖的分枝單軸分枝：也叫總狀分枝，主干總是由頂芽不斷向上伸展而成，主干極明顯。多數(shù)裸子植物和部分被子植物屬此類。合軸分枝：絕大多數(shù)被子植物屬此類。假二叉枝：具對生葉的植物。如丁香。莖的分枝雙子葉植物莖的結(jié)構(gòu)初生結(jié)構(gòu)：分為表皮、皮層和維管柱三部分。莖的初生結(jié)構(gòu)雙子葉植物莖的結(jié)構(gòu)（1）表皮：生活細(xì)胞；初生保護(hù)組織；來源于原表皮；排列緊密無胞間隙；上有各種表皮毛和氣孔器，外切向壁具角質(zhì)膜，有時(shí)具蠟質(zhì)；表皮細(xì)胞有時(shí)含花青素呈紫色，如甘蔗。表皮

向日葵幼莖橫切局部——示表皮毛皮層薄壁組織構(gòu)成，常有成束或成片的厚角組織，或還有纖維共存。內(nèi)皮層不明顯，常無凱氏帶加厚（地下莖和水生植物莖除外）。有的植物皮層最內(nèi)層形成淀粉鞘，如蠶豆。皮層

向日葵幼莖橫切局部-皮層厚角組織維管柱維管束：呈環(huán)狀排列，多為外韌維管束；

由三部分組成，即初生韌皮部，

（向心發(fā)育，為外始式）、束中

形成層（原形成層保留下來的

一層分生組織細(xì)胞）、初生木

質(zhì)部（離心發(fā)育，為內(nèi)始式）髓：位于莖的中心，由薄壁細(xì)胞組成，有

的破裂成髓腔。髓射線：由髓通向皮層的薄壁細(xì)胞，屬初生射線維管束雙子葉植物莖維管束的結(jié)構(gòu)髓和髓射線莖的次生結(jié)構(gòu)維管形成層的來源初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間保留的一層具分裂能力的細(xì)胞發(fā)育為束中形成層，它構(gòu)成了形成層的主要部分。在與束中形成層相接的髓射線中的一層細(xì)胞，恢復(fù)分裂能力，發(fā)育為形成層的另一部分，因其位居維管束之間，故稱為束間形成層。束中形成層和束間形成層相互銜接后，形成完整的形成層環(huán)。維管形成層的來源棉花幼莖橫切——示束中形成層和束間形成層維管形成層細(xì)胞類型紡綞狀原始細(xì)胞：切向面寬、徑向面窄、兩端尖斜的紡綞形，沿莖的長軸平行排列，組成縱向系統(tǒng)。射線原始細(xì)胞：近于等徑，分散于紡綞狀原始細(xì)胞之間，與莖的長軸垂直排列，組成橫向系統(tǒng)。A紡錘狀原始細(xì)胞圖解B射線原始細(xì)胞圖解C刺槐莖橫切面的一部分

D刺槐莖徑切面的一部分E.刺槐莖徑切面的一部分

1.平周分裂2.徑向面3.弦向面4.射線5.韌皮部6.形成層7.木質(zhì)部8.纖維9.篩管10.導(dǎo)管11.含晶細(xì)胞12.射線原始細(xì)胞維管形成層細(xì)胞類型維管形成層的活動(dòng)莖的次生木質(zhì)部年輪：維管形成層在一個(gè)生長季中產(chǎn)生的次生木質(zhì)部構(gòu)成一個(gè)生長輪，如有明顯季節(jié)變化的地區(qū)，一年中只有一個(gè)生長輪，就稱為年輪。早材：春天形成的木材，又稱春材。早材質(zhì)地疏松，顏色較淺。晚材：夏末秋初形成的木材，又稱秋材。晚材質(zhì)密、色深。同一年的早材和晚材構(gòu)成一個(gè)年輪。年輪的寬度反映外界氣候的變化。莖的次生木質(zhì)部邊材：次生木質(zhì)部的邊緣部分，顏色較淺，含生活細(xì)胞并有貯藏功能，導(dǎo)管、管胞具輸導(dǎo)功能。心材：邊材以內(nèi)，為次生木質(zhì)部的中心部分，顏色深，薄壁細(xì)胞已死亡，失去了貯藏功能，而導(dǎo)管由于侵填體的形成失去了輸導(dǎo)功能。每年邊材不斷死亡形成心材，外方不斷增加新的邊材。因此心材逐步增加，邊材保持一定的厚度。少數(shù)植物心材被菌類侵入而腐蝕，形成中空樹干。周皮韌皮部心材邊材維管形成層莖的次生木質(zhì)部木材三切面橫切面：年輪呈同心圓環(huán)狀排列，射線從中心向外射出，為縱面觀，顯示其長度和寬度，導(dǎo)管、管胞、木纖維、木薄壁細(xì)胞為橫切面。徑向切面：年輪呈縱向平行排列，射線與主軸垂直，細(xì)胞橫向排成多列，如一段磚墻，顯示其高度和長度。切向切面：年輪呈V字形，射線為橫切面，為紡綞狀，顯示其高度、寬度和細(xì)胞列數(shù)。木材三切面次生韌皮部由維管形成層向外產(chǎn)生的細(xì)胞生長分化之后形成，數(shù)量無次生木質(zhì)部多。細(xì)胞組成：篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞和韌皮纖維組成。木栓形成層的發(fā)生及活動(dòng)外圍的表皮或皮層細(xì)胞恢復(fù)分裂增生能力形成木栓形成層，產(chǎn)生新的保護(hù)組織-周皮。木栓形成層的起源：可起源于表皮（柳、蘋果、夾竹桃），多數(shù)起源于皮層（桃、白楊、榆）。當(dāng)莖繼續(xù)加粗時(shí)在莖的內(nèi)部又產(chǎn)生新的木栓形成層，依次向內(nèi)形成，最后則在次生韌皮部內(nèi)產(chǎn)生。木栓形成層的發(fā)生及活動(dòng)1.表皮2.木栓形成層的分裂3.擠碎的表皮4.木栓層5.木栓形成層6.栓內(nèi)層梨(A，B)和梅(C，D)木栓形成層的發(fā)生與活動(dòng)產(chǎn)物周皮禾本科植物莖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)維管束內(nèi)無形成層，故無次生結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。維管束成二環(huán)排列或散生，無皮層和維管柱的界線。表皮細(xì)胞常硅質(zhì)化。有的還覆蓋蠟質(zhì)，如甘蔗、高粱等。表皮長細(xì)胞：構(gòu)成表皮的主要成分，外壁角化及硅化。短細(xì)胞：分為栓細(xì)胞和硅細(xì)胞，兩者成對分布于長細(xì)胞間，并成縱行排列。氣孔器：保衛(wèi)細(xì)胞亞鈴型，并具一對副衛(wèi)細(xì)胞?；窘M織表皮以內(nèi)，維管束之間的所有區(qū)域。主要由薄壁細(xì)胞組成與表皮毗連的幾層常為厚壁細(xì)胞水稻、小麥等形成髓腔；玉米、甘蔗為實(shí)心。外層薄壁組織常含葉綠體。維管束散生于基本組織中的：如玉米、甘蔗、高梁，為實(shí)心莖。排成兩輪，如水稻、小麥等，為空心莖。地上莖的變態(tài)莖刺(stemthorn)：由莖轉(zhuǎn)變而成的刺，稱為莖刺或枝刺，如山楂、酸橙的單刺，皂莢的分枝刺。A.莖刺B.皮刺1.維管束地上莖的變態(tài)莖卷須(stemtendril)：許多攀緣植物的莖細(xì)長，不能直立，其側(cè)枝變成卷須，稱為莖卷須或枝卷須。地上莖的變態(tài)葉狀莖(phylloid)：莖轉(zhuǎn)變成葉狀，扁平，呈綠色，能進(jìn)行光合作用，稱為葉狀莖或葉狀枝。地下莖的變態(tài)根狀莖：像根，但有頂芽和明顯的節(jié)和節(jié)

間，節(jié)上有退化的鱗片狀葉，葉

腋有腋芽。如竹類、蓮、蘆葦?shù)?/p>

根狀莖。塊莖：如馬鈴薯，由地下葡葡枝頂端膨大

而來。球莖：如荸薺、慈姑、芋等，是短而肥大

的地下莖。鱗莖：如洋蔥、百合、大蒜等，是許多肥厚的

鱗片葉包圍扁平或圓盤狀的地下莖。莖的結(jié)構(gòu)葉的組成葉序葉尖和葉基形狀葉片邊緣單葉與復(fù)葉葉脈類型葉的結(jié)構(gòu)雙子葉植物的葉片有表皮、葉肉和葉脈3部分組成。葉片的結(jié)構(gòu)表皮表皮是葉的保護(hù)組織，它由表皮細(xì)胞、氣孔器、排水器、表皮毛等組成。表皮細(xì)胞形狀不規(guī)則的扁平細(xì)胞，側(cè)壁凹凸不齊，彼此緊密嵌合的活細(xì)胞。

表皮中有許多分散在表皮細(xì)胞間的氣孔器。氣孔A.雙子葉植物氣孔器B.單子葉植物氣孔器葉肉是葉片進(jìn)行光