第三章第二节植物的器官系统

第二节植物的器官系统

第三章植物的营养器官根一、根的生理功能和经济利用根的生理功能1、主要功能是吸收2、固着和支持3、输导4、合成多种氨基酸、激素、植物碱等5、储藏和繁殖根的用途食用：甘薯、萝卜、甜菜、胡萝卜等药用：人参、大黄、当归等工业原料：甜菜制糖，甘薯制淀粉和酒精观赏：根雕、盆景露根处理根系(rootsystem):

植物根的总和。直根系(taprootsystem):有明显的主根和侧根区别的根系。须根系(fibrousrootsystem):无，由不定根组成的根系。根的形态主根(mainroot)：胚根发育形成（或称初生根）。侧根(lateralroot)：主根长到一定长度生出的许多分枝。不定根(adventitiousroot)：茎、叶、胚轴或老根上产生的根。根的形态根系在土壤中的分布深根系和浅根系：一般直根系多为深根系，而须根系多为浅根系，但植物根系在土壤中的分布深度常因下列因素的影响植物种类生长发育情况土壤条件人为影响根的结构根尖及其分区根尖：从根的顶端到着生根毛的部分，根尖是根伸长生长、分枝和吸收活动的最重要的部分。分区：根冠（rootcap）分生区（meristematiczone）伸长区（elongationzone）成熟区（maturationzone）或根毛区根的结构分生区1-2mm，由原分生组织和初生分生组织组成。初生分生组织：原表皮、基本分生组织和原形成层组成。原生分生组织：具不活动中心伸长区长几毫米，是分生区向成熟区的一种过渡细胞显著伸长体积增大并开始分化原生木质部的环纹导管和原生韧皮部的筛管相继出现是根尖伸长的主要原因成熟区细胞停止生长出现各种成熟组织表皮通常有根毛产生根毛的多少与植物种类有关根毛产生过程根毛寿命很短，10-20天。但根毛区能保持一个稳定的长度根的初生结构表皮（epidermis）皮层(cortex):

外皮层(exodermis)

内皮层(endodermis)

凯氏带(casparianstrip)维管柱(vascularcylinder)：根的皮层以内的结构。根部横切面显示维管柱，或中柱，以及皮层和表皮内皮层纤维皮层

维管柱（中柱）表皮中柱鞘木质部韧皮部皮层由基本分生组织发育而来的多层薄壁组织细胞组成的。暂时储存养料的作用。外皮层：最外一层或数层细胞形状较小，排列紧密，没有细胞间隙。内皮层：皮层的最内一层细胞排列紧密。凯氏带：这层细胞在其的侧壁（径向壁）和横向壁上有部分加厚，并且栓质化，这种围绕细胞一周的特殊结构称为凯氏带。皮层凯氏带电镜下内皮层径向壁凯氏带结构

A.正常细胞的凯氏带区B.质壁分离细胞的凯氏带区

1.细胞质2.胞间层3.细胞壁4.质膜5.凯氏带

凯氏带凯氏带的作用：

阻断了皮层与中柱间的细胞间隙、细胞壁等质外体运输途径，进入中柱的溶质只能通过原生质体；

使根的吸收有选择性；

可控制根对物质的转移作用。维管柱(中柱)根的皮层以内的结构，分为四部分：中柱鞘：具潜在分裂能力，可形成侧根、不定根、不定芽及部分维管形成层和木栓形成层。初生木质部初生韧皮部薄壁细胞：具潜在分裂能力维管柱(中柱)初生木质部辐射状排列，辐射角先端先成熟原生木质部，环纹、螺纹导管后生木质部，导管直径较大，外始式发育原型：二、三、四、五、六原型，七束以上称多原型。同种植物不同品种或同一植株的不同根上，原型会发生变化。初生韧皮部外始式发育与木质部相间排列由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞组成侧根的发生起源于中柱鞘的一定部位，内皮层可不同程度的参与侧根的形成。内起源根原始体的形成：位置与原型有关，二原型初韧和初木之间，或正对初韧；三四原型，正对初木；多原型，正对初韧主根受损或切断可促进侧根的产生和生长侧根的发生侧根的发生侧根的发生根的次生结构大多数双子叶植物，特别是多年生木本植物的根，在完成初生生长后，由于次生分生组织(维管形成层和木栓形成层)的产生和活动，不断产生次生维管组织和周皮，使根的直径增粗，这种生长过程成为次生生长。

在次生生长过程中产生的次生维管组织和次生保护组织共同组成的结构称为次生结构。根的次生生长根的次生生长是由根的侧生分生组织——维管形成层和木栓形成层活动的结果。（1）维管形成层（vascularcambium）的产生与活动 来源：中柱鞘细胞、薄壁细胞

结构：次生木质部（secondaryxylem）

次生韧皮部（secondaryphloem）

根的次生生长根的次生生长根的次生结构

木栓形成层的产生与活动：来源：中柱鞘细胞（早期）、次生韧皮部细胞（后期）

产生：周皮(periderm)

木栓层（phellem）：木栓形成层向外分裂的细胞，成熟后死亡。木栓形成层（corkcambium）栓内层（phelloderm）：木栓形成层向内分裂的细胞，活细胞。根的次生生长木栓形成层及其相关结构:

A.葡萄根中的木栓形成层由中柱鞘发生

B.橡胶树根中的木栓形成层活动产生周皮

根的次生结构次生木质部：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞次生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞维管形成层：

维管射线周皮根的次生结构棉花老根的次生结构

双子叶植物根的发育过程禾本科植物根结构禾本科植物根的结构也可分为表皮、皮层和中柱3各部分。但不产生维管形成层和木栓形成层，不能进行次生生长。禾本科植物根结构根瘤和菌根共生：两种生物生活在一起相互利用的关系称为共生。根中常见共生现象有根瘤和菌根。（一）根瘤

为豆科植物和土壤中的根瘤菌形成的共生体。根瘤的形状、大小、颜色因植物种类而不同。根瘤菌的侵入途径除豆科植物外，自然界还有100多种植物能形成根瘤，但不是根瘤菌而是放线菌，除豆科植物外根瘤菌只能与榆科的Parasponia属共生结瘤。就是豆科植物也不是都能结瘤的。A.具根瘤的蚕豆根部;B.具根瘤菌的一个细胞;C.根瘤菌;D.根瘤菌由根毛进入根内;E.由根瘤菌引起的大型细胞;F.蚕豆根和根瘤横切面。1.根瘤;2.根瘤菌;3.正常细胞;4.大型细胞;5.根;6.有根瘤菌的部分;7.维管束菌根为植物根和土壤中的真菌形成的共生体。外生菌根内生菌根内外生菌根共生真菌能加强根的吸收能力，把菌丝吸收水分和无机盐等供给绿色植物使用，同时还能产生植物激素和维生素B等刺激根系发育，分泌水解酶类促进根周围有机物质的分解。高等植物把有机养料提供给真菌。菌根根的变态根在长期发展过程中，为了行使特殊的功能，其形态结构发生了显著的变异，这种变异非病理的或偶发的，而是该物种的正常遗传特性，这种现象称为变态，该器官称为变态器官。（一）贮藏根肉质直根：萝卜、胡萝卜、甜菜块根：甘薯贮藏根贮藏根气生根支柱根：玉米、榕树攀援根：常春藤、络石、凌霄呼吸根：水松、红树寄生根：也称吸器，如菟丝子气生根茎一、茎的基本形态（一）茎的外形

一般圆柱形，但有些植物会呈三角形（莎草）、方形（蚕豆，薄荷）、扁平柱状（昙花、仙人掌）节：茎上着生叶的部位节间：两节之间的部分（一）茎的外形根和茎在外形上的区别：

茎：有节和节间，节上生叶，叶腋有腋芽

顶端有顶芽。而根无上述结构。枝或枝条：着生叶和芽的茎。茎就是枝上除去叶和芽所留下的轴状部分。长枝：节间显著伸长的枝条短枝：节间短缩，各个节间紧密相连甚至难于分辨的这种枝条。（一）茎的外形节部膨大（禾本科、蓼科）；节部缩小节间膨大（藕）叶痕：维管束痕：芽鳞痕：枝痕：皮孔：茎的形态芽的类型及构造芽：是幼态未伸展的枝、花或花序。芽的构造：以叶芽为例生长锥；叶原基；幼叶；腋芽原基；此外还有芽鳞片。花芽：生长锥的周围产生花各组成部分的原始体或花序的原始体。芽的基本结构茎尖（生长点）叶原基→幼叶腋芽原基（侧枝原基或枝原基）

→枝条芽轴芽芽的类型按生长位置分：定芽：

顶芽：生于茎或枝顶端

侧芽：（或腋芽）

（生于叶腋）单生芽：只有一个腋芽并生芽：腋芽并列，如桃，2－3

个芽并生叠生芽：腋芽叠生，如，忍冬、桂花

2－3个芽叠生。柄下芽：腋芽为叶柄基部所覆盖，如

悬铃木。不定芽：生于老根、老茎、叶等处芽的类型按性质分：叶芽（枝芽）：发育形成营养枝的芽。花芽：发育形成花或花序的芽，外形较肥

大。混合芽：形成枝、叶和花（花序），外形

较肥大。芽的类型及构造芽的类型依结构分鳞芽（被芽）：具芽鳞保护，多数温带木

本植物所具有。裸芽：没有芽鳞保护，为草本植物和热带

潮湿环境下木本植物所具有。芽的类型依生理活动状态分活动芽：当年生长季节萌发的芽。休眠芽：当年生长季节不活动，暂时处于

休眠状态的芽。

活动芽和休眠芽受内外因素的影响，也可发生转变。茎的生长习性茎的分枝单轴分枝：也叫总状分枝，主干总是由顶芽不断向上伸展而成，主干极明显。多数裸子植物和部分被子植物属此类。合轴分枝：绝大多数被子植物属此类。假二叉枝：具对生叶的植物。如丁香。茎的分枝双子叶植物茎的结构初生结构：分为表皮、皮层和维管柱三部分。茎的初生结构双子叶植物茎的结构（1）表皮：生活细胞；初生保护组织；来源于原表皮；排列紧密无胞间隙；上有各种表皮毛和气孔器，外切向壁具角质膜，有时具蜡质；表皮细胞有时含花青素呈紫色，如甘蔗。表皮

向日葵幼茎横切局部——示表皮毛皮层薄壁组织构成，常有成束或成片的厚角组织，或还有纤维共存。内皮层不明显，常无凯氏带加厚（地下茎和水生植物茎除外）。有的植物皮层最内层形成淀粉鞘，如蚕豆。皮层

向日葵幼茎横切局部-皮层厚角组织维管柱维管束：呈环状排列，多为外韧维管束；

由三部分组成，即初生韧皮部，

（向心发育，为外始式）、束中

形成层（原形成层保留下来的

一层分生组织细胞）、初生木

质部（离心发育，为内始式）髓：位于茎的中心，由薄壁细胞组成，有

的破裂成髓腔。髓射线：由髓通向皮层的薄壁细胞，属初生射线维管束双子叶植物茎维管束的结构髓和髓射线茎的次生结构维管形成层的来源初生木质部与初生韧皮部之间保留的一层具分裂能力的细胞发育为束中形成层，它构成了形成层的主要部分。在与束中形成层相接的髓射线中的一层细胞，恢复分裂能力，发育为形成层的另一部分，因其位居维管束之间，故称为束间形成层。束中形成层和束间形成层相互衔接后，形成完整的形成层环。维管形成层的来源棉花幼茎横切——示束中形成层和束间形成层维管形成层细胞类型纺缍状原始细胞：切向面宽、径向面窄、两端尖斜的纺缍形，沿茎的长轴平行排列，组成纵向系统。射线原始细胞：近于等径，分散于纺缍状原始细胞之间，与茎的长轴垂直排列，组成横向系统。A纺锤状原始细胞图解B射线原始细胞图解C刺槐茎横切面的一部分

D刺槐茎径切面的一部分E.刺槐茎径切面的一部分

1.平周分裂2.径向面3.弦向面4.射线5.韧皮部6.形成层7.木质部8.纤维9.筛管10.导管11.含晶细胞12.射线原始细胞维管形成层细胞类型维管形成层的活动茎的次生木质部年轮：维管形成层在一个生长季中产生的次生木质部构成一个生长轮，如有明显季节变化的地区，一年中只有一个生长轮，就称为年轮。早材：春天形成的木材，又称春材。早材质地疏松，颜色较浅。晚材：夏末秋初形成的木材，又称秋材。晚材质密、色深。同一年的早材和晚材构成一个年轮。年轮的宽度反映外界气候的变化。茎的次生木质部边材：次生木质部的边缘部分，颜色较浅，含生活细胞并有贮藏功能，导管、管胞具输导功能。心材：边材以内，为次生木质部的中心部分，颜色深，薄壁细胞已死亡，失去了贮藏功能，而导管由于侵填体的形成失去了输导功能。每年边材不断死亡形成心材，外方不断增加新的边材。因此心材逐步增加，边材保持一定的厚度。少数植物心材被菌类侵入而腐蚀，形成中空树干。周皮韧皮部心材边材维管形成层茎的次生木质部木材三切面横切面：年轮呈同心圆环状排列，射线从中心向外射出，为纵面观，显示其长度和宽度，导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞为横切面。径向切面：年轮呈纵向平行排列，射线与主轴垂直，细胞横向排成多列，如一段砖墙，显示其高度和长度。切向切面：年轮呈V字形，射线为横切面，为纺缍状，显示其高度、宽度和细胞列数。木材三切面次生韧皮部由维管形成层向外产生的细胞生长分化之后形成，数量无次生木质部多。细胞组成：筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成。木栓形成层的发生及活动外围的表皮或皮层细胞恢复分裂增生能力形成木栓形成层，产生新的保护组织-周皮。木栓形成层的起源：可起源于表皮（柳、苹果、夹竹桃），多数起源于皮层（桃、白杨、榆）。当茎继续加粗时在茎的内部又产生新的木栓形成层，依次向内形成，最后则在次生韧皮部内产生。木栓形成层的发生及活动1.表皮2.木栓形成层的分裂3.挤碎的表皮4.木栓层5.木栓形成层6.栓内层梨(A，B)和梅(C，D)木栓形成层的发生与活动产物周皮禾本科植物茎结构特点维管束内无形成层，故无次生结构产生。维管束成二环排列或散生，无皮层和维管柱的界线。表皮细胞常硅质化。有的还覆盖蜡质，如甘蔗、高粱等。表皮长细胞：构成表皮的主要成分，外壁角化及硅化。短细胞：分为栓细胞和硅细胞，两者成对分布于长细胞间，并成纵行排列。气孔器：保卫细胞亚铃型，并具一对副卫细胞。基本组织表皮以内，维管束之间的所有区域。主要由薄壁细胞组成与表皮毗连的几层常为厚壁细胞水稻、小麦等形成髓腔；玉米、甘蔗为实心。外层薄壁组织常含叶绿体。维管束散生于基本组织中的：如玉米、甘蔗、高梁，为实心茎。排成两轮，如水稻、小麦等，为空心茎。地上茎的变态茎刺(stemthorn)：由茎转变而成的刺，称为茎刺或枝刺，如山楂、酸橙的单刺，皂荚的分枝刺。A.茎刺B.皮刺1.维管束地上茎的变态茎卷须(stemtendril)：许多攀缘植物的茎细长，不能直立，其侧枝变成卷须，称为茎卷须或枝卷须。地上茎的变态叶状茎(phylloid)：茎转变成叶状，扁平，呈绿色，能进行光合作用，称为叶状茎或叶状枝。地下茎的变态根状茎：像根，但有顶芽和明显的节和节

间，节上有退化的鳞片状叶，叶

腋有腋芽。如竹类、莲、芦苇等

根状茎。块茎：如马铃薯，由地下葡葡枝顶端膨大

而来。球茎：如荸荠、慈姑、芋等，是短而肥大

的地下茎。鳞茎：如洋葱、百合、大蒜等，是许多肥厚的

鳞片叶包围扁平或圆盘状的地下茎。茎的结构叶的组成叶序叶尖和叶基形状叶片边缘单叶与复叶叶脉类型叶的结构双子叶植物的叶片有表皮、叶肉和叶脉3部分组成。叶片的结构表皮表皮是叶的保护组织，它由表皮细胞、气孔器、排水器、表皮毛等组成。表皮细胞形状不规则的扁平细胞，侧壁凹凸不齐，彼此紧密嵌合的活细胞。

表皮中有许多分散在表皮细胞间的气孔器。气孔A.双子叶植物气孔器B.单子叶植物气孔器叶肉是叶片进行光