根植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)育

根植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)育第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五不定根（adventitiousroot）—由莖葉或老根上長出的根側(cè)根（lateralroot）—由主根長出的根主根（mainroot）—由胚根生長出來、植物個體發(fā)育中最早出現(xiàn)的根根和根系第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五根和根系一株植物根的總和稱為根系植物的根系通常有兩類：直根系和須根系直根系主根明顯，主根上生出側(cè)根，這類根系固著能力很強(qiáng)。一些植物的主根可以貯存糖類等有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)。大部分單子葉植物和一些草本植物的根為須根系，即在胚軸或莖的基部叢生大量須狀根。須根系具有與土壤更多的接觸表面積。第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五直根系第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五須根系第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五

根的初生生長和初生結(jié)構(gòu)根尖（roottip）的結(jié)構(gòu)從根的頂端到著生根毛的部位叫根尖，包括：根冠（rootcap）分生區(qū)（divisionarea）伸長區(qū)（elongationarea）成熟區(qū)（maturearea）第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五伸長區(qū)（elongationarea）根冠（rootcap）分生區(qū)（divisionarea）成熟區(qū)（maturearea）第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五根冠位于根的先端，由許多排列不規(guī)則的薄壁細(xì)胞組成帽狀的結(jié)構(gòu)套在分生區(qū)外方，保護(hù)著幼嫩的生長點(diǎn)外層細(xì)胞能分泌多糖類黏液，可防止根尖干燥，使土粒表面潤滑，減少摩擦第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五根的初生結(jié)構(gòu)根尖頂端分生組織經(jīng)分裂、生長和分化而形成成熟的根，這種生長過程稱為根的初生生長初生生長所形成的各種成熟組織屬于初生組織，它們共同組成根的初生結(jié)構(gòu)第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五初生結(jié)構(gòu)的三要素表皮（epidermis）皮層（cortex）維管柱（vascularcylinder

或中柱）第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五毛茛根初生結(jié)構(gòu)第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五柳樹根初生結(jié)構(gòu)第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五雙子葉植物根初生結(jié)構(gòu)示意圖第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五表皮第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五根毛——表皮細(xì)胞的外壁突出和延伸成管狀，增大吸收水分和礦質(zhì)元素面積第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五皮層——由多層薄壁細(xì)胞組成排列疏松，有明顯的胞間隙，細(xì)胞中其中儲藏有淀粉和其他物質(zhì)第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五皮層外皮層：最外１－２層排列整齊，無胞間隙的薄壁細(xì)胞組成中皮層：多層薄壁細(xì)胞組成

內(nèi)皮層：皮層最內(nèi)的１層細(xì)胞組成，細(xì)胞排列緊密，沒有細(xì)胞間隙，細(xì)胞兩側(cè)徑向壁和上下壁有木化、栓化的帶狀加厚區(qū)域——凱氏帶（casparianstrip）第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五外皮層中皮層內(nèi)皮層凱氏帶第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五凱氏帶立體示意圖第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五小麥根橫切面示凱氏帶第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五凱氏帶通道細(xì)胞功能第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五維管柱——皮層以內(nèi)的柱狀體，是由原形成層發(fā)育而來第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五維管柱中柱鞘：位于維管柱的最外層，有潛在的分裂能力（可形成側(cè)根、不定根、不定芽及部分形成層組織。）維管組織：由初生木質(zhì)部和初生韌皮部組成薄壁細(xì)胞：位于初生木質(zhì)部和初生韌皮部之間根的初生結(jié)構(gòu)其發(fā)育方式為外始式第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五二原型(煙草、油菜、蘿卜、胡蘿卜、甜菜）三原、四原型（豌豆、棉花）多原型（單子葉）依據(jù)木質(zhì)部脊數(shù)的不同分為第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五初生木質(zhì)部位于維管柱中央，由幾個初生木質(zhì)部束組成，橫切面上呈星芒狀初生木質(zhì)部束的先端分化成熟較早，由管徑較小的環(huán)紋和螺紋導(dǎo)管組成，稱為原生木質(zhì)部靠近中心的部分成熟較遲，由管徑較大的梯紋、網(wǎng)紋和孔紋導(dǎo)管組成，稱為后生木質(zhì)部

初生木質(zhì)部這種由外向內(nèi)發(fā)育成熟的方式，稱為外始式根橫切面上木質(zhì)部呈不同的輻射棱角，稱木質(zhì)部脊，脊的數(shù)目決定原型，如油菜為2束稱二原型、豌豆有3束稱三原型，花生為四原型等雙子葉植物和裸子植物束數(shù)較少，為二至六原型；單子葉植物至少六束或六束以上，稱為多原型第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五初生韌皮部位于初生木質(zhì)部束之間，束數(shù)與初生木質(zhì)部相同外始式發(fā)育，即原生韌皮部在外，后生韌皮部在內(nèi)方組成成分：篩管和伴胞,也有韌皮纖維和韌皮薄壁細(xì)胞第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五薄壁組織

位于初生木質(zhì)部和初生韌皮部之間，由多層薄壁細(xì)胞組成雙子葉植物中，這部分細(xì)胞可轉(zhuǎn)化為維管形成層的一部分第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五髓

一般根中央部分由木質(zhì)部占據(jù),若中央部分不分化成木質(zhì)部,就由薄壁或厚壁組織形成髓(多原型根多如此)多數(shù)單子葉植物和少數(shù)雙子葉植物根中都有髓存在第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五雙子葉植物和單子葉植物初生根比較雙子葉單子葉第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五主要起源于中柱鞘，內(nèi)皮層也參與側(cè)根發(fā)生于根的內(nèi)部組織的這種方式稱為——內(nèi)起源側(cè)根的發(fā)生第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五側(cè)根發(fā)生部位二原型根第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五側(cè)根發(fā)生部位三、四原型根第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五側(cè)根發(fā)生部位多原型根第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，先進(jìn)行幾次平周分裂，產(chǎn)生向外的突起，隨后進(jìn)行平周和垂周等各個方向的分裂，使原有的突起繼續(xù)生長，形成側(cè)根的根原基根原基分裂、生長，逐漸分化出頂端分生組織和根冠進(jìn)一步生長、分化逐漸伸入皮層，此時，根冠分泌含酶的物質(zhì)將皮層和表皮溶解，最后伸出母根形成側(cè)根側(cè)根形成過程第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五

根的次生生長和次生結(jié)構(gòu)大多數(shù)雙子葉植物的根在已形成的初生結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還要進(jìn)行次生生長次生生長由次生分生組織的活動引發(fā)由次生生長所形成的次生維管組織和周皮所組成的結(jié)構(gòu)，稱為次生結(jié)構(gòu)第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五

次生分生組織的產(chǎn)生和活動根的次生分生組織包括：

維管形成層（vascularcambium）—不斷向側(cè)方添加次生維管組織

木栓形成層（corkcambium）—

在根的外圍形成周皮第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五維管形成層的發(fā)生和它的活動第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五維管形成層的發(fā)生和它的活動第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五維管形成層的發(fā)生和活動第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五維管形成層的發(fā)生和它的活動第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五維管射線在次生維管組織中,形成了一些徑向排列的薄壁細(xì)胞群,稱為維管射線,在木質(zhì)部的稱木射線,在韌皮部的稱韌皮射線功能:徑向物質(zhì)運(yùn)輸?shù)?1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五根的次生結(jié)構(gòu)皮層次生韌皮部維管形成層次生木質(zhì)部(髓)射線髓初生韌皮部初生木質(zhì)部內(nèi)皮層中柱鞘第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五

木栓形成層的發(fā)生和它的活動維管形成層的活動,使中柱鞘以外的成熟組織被破壞,這時根的中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂能力,形成木栓形成層木栓形成層進(jìn)行平周分裂,向外分裂產(chǎn)生木栓層,向內(nèi)分裂形成栓內(nèi)層木栓形成層、木栓層和栓內(nèi)層合稱周皮,成為根加粗以后新的保護(hù)組織(次生保護(hù)組織)最早的木栓形成層起源于中柱鞘,但活動一年或幾年后停止活動,這時新的木栓形成層在周皮以內(nèi)產(chǎn)生,常由次生韌皮部細(xì)胞恢復(fù)分裂能力形成木栓形成層,繼續(xù)形成新的木栓第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五次生韌皮部維管形成層次生木質(zhì)部木射線初生韌皮部初生木質(zhì)部根的次生結(jié)構(gòu)周皮木栓層木栓形成層中柱鞘第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五雙子葉植物根的發(fā)育形成過程中柱鞘初生韌皮部薄壁組織初生木質(zhì)部髓(若存在)維管形成層次生韌皮部維管射線次生木質(zhì)部原生韌皮部后生韌皮部原生木質(zhì)部后生木質(zhì)部木栓形成層木栓層栓內(nèi)層側(cè)根維管柱原分生組織原形成層根冠原原表皮基本分生組織根冠表皮皮層初生生長及初生結(jié)構(gòu)次生生長及次生結(jié)構(gòu)第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五

根瘤和菌根根和土壤中的微生物有密切的關(guān)系,有些微生物進(jìn)入根內(nèi)形成特定結(jié)構(gòu),共同生活,彼此互利,這種關(guān)系稱為共生根中的共生有兩種類型:根瘤和菌根(一)根瘤的形成及意義

根上生的各種形狀的瘤狀突起,稱為根瘤形成過程:根瘤菌由根毛侵入根的皮層內(nèi),其分泌物刺激皮層細(xì)胞迅速分裂,使細(xì)胞數(shù)目增多體積增大,同時根瘤菌也大量繁殖,結(jié)果在根表面形成根瘤有固氮作用,能把大氣中游離的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘?，供植物生長發(fā)育的需要;也能提高土壤肥力,提高作物產(chǎn)量

第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五根瘤第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五(二)菌根的形成、類型及意義植物的根和真菌也有共生關(guān)系，和真菌共生的根稱為菌根外生菌根：真菌的菌絲在根的表面形成菌絲體包在幼根的表面，有時也侵入皮層細(xì)胞間，但不進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，此時以菌絲代替了根毛的功能，增加了根系的吸收面積，如松等內(nèi)生菌根：菌絲通過細(xì)胞壁侵入到表皮和皮層細(xì)胞內(nèi)，加強(qiáng)吸收機(jī)能，促進(jìn)根內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸，如柑橘、核桃等也有菌絲不僅包在幼根表面同時也深入到細(xì)胞中，稱內(nèi)外生菌根，如蘋果、柳樹等菌絲吸收水分、無機(jī)鹽等供給植物，同時產(chǎn)生植物激素和維生素B等促進(jìn)根系的生長；植物供給真菌糖類、氨基酸等有機(jī)養(yǎng)料能形成菌根的高等植物2000多種，如側(cè)柏、毛白楊、銀杏、小麥、蔥等具菌根的植物在沒有真菌存在時不能正常生長，因此造林時須事先接種和感染所需真菌，以利于荒地上成功造林第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期五變態(tài)根