植物學(xué)植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與發(fā)育根

植物學(xué)植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與發(fā)育根第一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日植物體的進(jìn)化過程：

由簡(jiǎn)單到復(fù)雜由無分化到有分化由簡(jiǎn)單分化到高度分化

單細(xì)胞藻類

群體或絲狀體藻類苔蘚植物

蕨類植物裸子植物

被子植物

第二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日單細(xì)胞藻類：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞即為一個(gè)完整個(gè)體，兼有營養(yǎng)和生殖兩種功能

第三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日群體或絲狀體藻類：由多個(gè)相同細(xì)胞組成，但細(xì)胞沒有分化

第四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日具復(fù)雜結(jié)構(gòu)的藻類：有表皮、皮層和髓的分化，但無維管組織

第五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日苔蘚植物：有莖、葉的分化，但也沒有維管組織第六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日蕨類植物：真正具有根、莖、葉的分化，維管組織也開始形成

第七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日裸子植物：根、莖、葉高度分化，產(chǎn)生種子，但種子裸露，沒有果皮包被第八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日被子植物：根、莖、葉高度分化，花、果實(shí)、種子等生殖器官也發(fā)生了高度分化第九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日本章以被子植物為代表，討論植物營養(yǎng)器官的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和發(fā)育等問題：被子植物（angiosperm）——胚珠完全包藏在子房內(nèi)并由子房發(fā)育為果實(shí)的植物第十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日被子植物的器官組成花（flower）葉（leaf）莖（stem）根（root）第十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日果實(shí)（fruit）第十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日種子（seed）第十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)根第十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日一、根和根系：1、根的類型：（1）主根(mainroot)：由種子的胚根直接發(fā)育而來的根（2）側(cè)根(lateralroot)：由主根長出的根（3）定根(normalroot)：直接或間接由胚根發(fā)育而成的主根及其各級(jí)側(cè)根，它們有固定的生長部位（4）不定根(adventitiousroot)：從莖、葉或其它部位生長出來的根，沒有一定的發(fā)生位置第十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日定根第十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日不定根第十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日2、根系（rootsystem）：一株植物根的總和（1）直根系（taprootsystem）：主根粗壯發(fā)達(dá)，主根和側(cè)根有明顯區(qū)別的根系，如：大部分雙子葉植物的根系（2）須根系（fibrousrootsystem）：主根不發(fā)達(dá)或很早就停止生長，由莖基部產(chǎn)生的不定根組成的根系，如：大部分單子葉植物和一些草本植物的根系第十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日第十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日二、根的初生生長和初生結(jié)構(gòu)：（一）根尖及其分區(qū)：

根尖是指根的頂端到著生根毛處的一段，其上為次生根（老根）；根尖從頂端往上起可依次分為根冠、分生區(qū)、伸長區(qū)和成熟區(qū)四個(gè)部分。第二十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日成熟區(qū)伸長區(qū)分生區(qū)根冠第二十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日1、根冠（rootcap）：位于根的先端，由許多排列不規(guī)則的薄壁細(xì)胞組成帽狀結(jié)構(gòu)套在分生區(qū)外方，保護(hù)幼嫩的生長點(diǎn)外層細(xì)胞能分泌多糖類黏液，防止根尖干燥，使土粒表面潤滑，減少摩擦第二十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日根冠還可以感受重力，控制根的向地性生長：根冠前端細(xì)胞中含有淀粉體，起“平衡石”作用，保證根的向地性生長。第二十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日2、分生區(qū)（meristematiczone）：位于根冠上方，分生細(xì)胞組成最前端是原分生組織，其上方為原分生組織衍生細(xì)胞形成的初生分生組織初生分生組織細(xì)胞已經(jīng)初步分化，并形成原表皮、基本分生組織和原形成層三部分進(jìn)一步分化，原表皮→根的表皮，基本分生組織→根的皮層，原形成層→維管柱第二十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日第二十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日3、伸長區(qū)（elongationzone）：位于分生區(qū)上方，長2～5mm細(xì)胞分裂已停止，但細(xì)胞體積增大，并沿根的縱軸方向顯著伸長，這段區(qū)域是根伸長生長的主要部分，故稱伸長區(qū)伸長區(qū)開始出現(xiàn)組織分化，最早的篩管和導(dǎo)管相繼出現(xiàn)，逐漸分化形成根的成熟組織第二十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日4、成熟區(qū)（maturationzone）：位于伸長區(qū)上方，細(xì)胞已停止生長，并已分化成熟成熟區(qū)表皮常產(chǎn)生根毛，因此也稱根毛區(qū)根毛由表皮細(xì)胞外壁向外突出延伸而成，不分枝，長約0.08～1.5mm第二十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日根毛數(shù)目多，密度大，如玉米420/mm2，角質(zhì)層極薄，外壁有黏液和果膠質(zhì)，有利吸收和固著根毛生長速度快，壽命短，一般幾天失去根毛的成熟區(qū)，主要行使輸導(dǎo)和支持功能第二十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日顯微鏡下的根毛區(qū)第二十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日（二）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)初生結(jié)構(gòu)的三要素：1、表皮（epidermis）2、皮層（cortex）3、維管柱（vascularcylinder或中柱）第三十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日根初生結(jié)構(gòu)模式圖第三十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日毛茛根初生結(jié)構(gòu)第三十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日柳樹根初生結(jié)構(gòu)第三十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日雙子葉植物根初生結(jié)構(gòu)示意圖第三十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日1、表皮：第三十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日熱帶的蘭科植物和附生的天南星科植物的氣生根，表皮由多層排列緊密的死細(xì)胞組成，稱為根被，即復(fù)表皮主要起保護(hù)作用,防止水分喪失第三十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日2、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)胞中儲(chǔ)藏有淀粉和其他物質(zhì)第三十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日皮層外皮層：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，無胞間隙，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，稱凱氏帶（casparianstrip）第三十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日外皮層中皮層內(nèi)皮層凱氏帶第三十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日凱氏帶立體示意圖第四十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日3、維管柱：皮層以內(nèi)的柱狀體，是由原形成層發(fā)育而來維管柱中柱鞘：位于維管柱的最外層，１或幾層薄壁細(xì)胞組成，有潛在的分裂能力（側(cè)根、不定芽、形成層等）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的數(shù)層薄壁細(xì)胞第四十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日維管柱第四十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日初生木質(zhì)部位于維管柱中央，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，稱為多原型第四十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日維管柱第四十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日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)胞第四十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日薄壁組織

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四十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日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四十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日單子葉植物根的維管柱：中柱鞘初生木質(zhì)部初生韌皮部薄壁細(xì)胞第四十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日雙子葉植物和單子葉植物初生根比較第四十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日（三）側(cè)根的發(fā)生：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)起源第五十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日側(cè)根發(fā)生部位二原型根第五十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日側(cè)根發(fā)生部位三、四原型根第五十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日側(cè)根發(fā)生部位多原型根第五十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日側(cè)根形成過程中柱鞘細(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(gè)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(shí)，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)根第五十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日第五十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日三、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側(cè)生分生組織的活動(dòng)引發(fā)側(cè)生分生組織分為：維管形成層和木栓形成層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)第五十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日1、維管形成層的產(chǎn)生和活動(dòng)：不斷向側(cè)方添加次生維管組織第五十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日維管形成層的發(fā)生和它的活動(dòng)第五十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日維管形成層的發(fā)生和它的活動(dòng)第五十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日維管形成層的發(fā)生和活動(dòng)第六十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日維管形成層的發(fā)生和它的活動(dòng)第六十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日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)輸維管射線形成后，使維管組織內(nèi)有軸向系統(tǒng)和徑向系統(tǒng)之分第六十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日2、木栓形成層的產(chǎn)生與活動(dòng)：維管形成層活動(dòng)，使中柱鞘外的成熟組織被破壞，這時(shí)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)第六十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日最早的木栓形成層起源于中柱鞘，但活動(dòng)一年或幾年后停止活動(dòng)，這時(shí)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)形成新的木栓第六十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日3、根的次生結(jié)構(gòu)：次生結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：次生木質(zhì)部居內(nèi)，次生韌皮部居外，相對(duì)排列，有軸向系統(tǒng)和徑向系統(tǒng)之分。形成層除切向分裂，使根直徑增粗外，也進(jìn)行少量徑向分裂，使形成層周徑擴(kuò)大。次生結(jié)構(gòu)中次生木質(zhì)部占據(jù)大部分比例，次生韌皮部所占比例較少。第六十五頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日根的次生長和次生結(jié)構(gòu)第六十六頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日根的次生長和次生結(jié)構(gòu)第六十七頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日柳樹根次生結(jié)構(gòu)第六十八頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日雙子葉植物根的發(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)第六十九頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日四、根瘤與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（symbiosis）根中的共生有兩種類型：根瘤（rootnodule）和菌根（mycorrhiza）第七十頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日1、根瘤

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(shí)根瘤菌也大量繁殖，結(jié)果在根表面形成根瘤。第七十一頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日根瘤有固氮作用，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)量除豆科植物外,還發(fā)現(xiàn)100多種植物能形成根瘤,如木麻黃、羅漢松、楊梅、鐵樹、沙棘等近年來，把固氮基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)植物中已成為分子生物學(xué)和遺傳工程的研究熱點(diǎn)第七十二頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日根瘤第七十三頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日2、菌根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表面，有時(shí)也侵入皮層細(xì)胞間，但不進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，此時(shí)以菌絲代替根毛的功能，增加根系的吸收面積，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(shí)也深入到細(xì)胞中，稱內(nèi)外生菌根，如蘋果、柳樹等第七十四頁，共八十五頁，編輯于2023年，星期日菌絲吸收水分、無機(jī)鹽等供給植物，同時(shí)產(chǎn)生植物激素和維生素B等促進(jìn)根系生長；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有2000多種，如側(cè)柏、毛白楊、銀杏、小麥、蔥