第三章根的形态与结构

根的形态与结构

Themorphologyandstructure

ofroot现在是1页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构2.4单子叶植物根的初生结构2.5侧根的发生3、根瘤和菌根4、复习思考题现在是2页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能器官：生物体中由多种不同组织构成的，具有特定形态结构和生理功能的结构单位。植物器官分为两类：

营养器官：根、茎和叶

繁殖器官：花、果实和种子现在是3页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能

根是植物长期适应陆地生活过程中发展起来的器官，构成植物体的地下部分。根由种子幼胚的胚根发育而成，向地下伸长，使植物体固着在土壤里，并从土壤中吸取水分和营养物质。根一般不分节，不生芽。现在是4页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能

根的类型（1）定根:从植物体固定的部位生长出来的根。

主根:种子萌发时，胚根直接生长形成的根。

侧根:主根生长到一定长度时，从主根内部侧向生出的许多支根。。（2）不定根:由茎、叶、老根或胚轴上发生的根，其发生位置不固定，称为不定根。现在是5页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能根系及其类型根系：一株植物地下所有根的总称。（1）直根系：由明显发达的主根及其各级侧根组成（裸子植物和大部分的双子叶植物）。（2）须根系：主要由不定根及其侧根组成组成（大部分单子叶植物的根）。现在是6页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能根的生理功能吸收作用固着和支持作用输导作用合成和转化作用贮藏作用繁殖作用现在是7页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构2.4单子叶植物根的初生结构2.5侧根的发生3、根瘤和菌根4、复习思考题现在是8页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.1根尖及根尖分区根尖（roottip)：从根的顶端到着生根毛的地方，是根部生长活跃的区域。根据根尖细胞生长发育及结构特点，可将根尖分为根冠、分生区、伸长区和根毛区。除根冠外，其它三部分都是逐渐过渡的，之间无明显的界限。不论主根、侧根或不定根都具有根尖，它是根中生命活动最旺盛、最重要的部分。

现在是9页\一共有64页\编辑于星期五根冠：根尖最前端。外层细胞排列疏松，外壁有粘液，使根尖易于在土壤颗粒间推进并形成吸收表面，原生质体内有淀粉体，与根的向地性生长有关。根冠外层细胞易受损伤、脱落，由分生组织产生新细胞补充。现在是10页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构分生区

位于根冠之后，长度多在0.3～1.5mm，有的可达3mm，全部由顶端分生组织构成。

细胞特点：分生区顶端细胞形状为多面体，较小，排列紧密，细胞核大，位于细胞中央，液泡小。作用：分裂产生新细胞的主要地方，又称为生长点或生长锥。现在是11页\一共有64页\编辑于星期五分生区细胞顶端为原分生组织的原始细胞，它们的分裂活动具有分层特点，在分生区较后部位，分别形成了原表皮、基本分生组织和原形成层。2、根的解剖结构原形成层现在是12页\一共有64页\编辑于星期五20世纪50年代以后，发现在根尖分生区中的前端的中心部分，有一些分裂活动弱甚至不分裂的细胞，形成一个近于半圆形的区域，称为不活动中心或静止中心。2、根的解剖结构原形成层现在是13页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构伸长区位于分生区的后方，细胞来源于分生区。细胞特点：细胞多已停止分裂，突出的特点是细胞显著伸长，液泡化程度加强，体积增大并开始分化。作用：是根尖深入土壤的主要动力。现在是14页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构成熟区位于伸长区之上，表皮常有根毛产生，因此称为根毛区。

根毛：根的表皮细胞向外突出，顶端密封的管状结构。

细胞特点：细胞已停止分裂活动，分化为各种成熟组织，故亦称成熟区。

作用：根毛区表面密被根毛，增大了根的吸收面积，是根部起吸收作用的主要部分。现在是15页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构2.4单子叶植物根的初生结构2.5侧根的发生3、根瘤和菌根4、复习思考题现在是16页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构根的初生生长由根尖顶端分生组织经过细胞分裂、生长和分化形成根毛区成熟结构的过程。初生结构根的初生生长过程中所产生的各种组织属于初生组织，由初生组织所复合而成的根的结构称为根的初生结构。现在是17页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构表皮原表皮中柱皮层原形成层基本分生组织现在是18页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构表皮Epidermis皮层Cortex中柱Stele（维管柱）

2.2双子叶植物根的初生结构现在是19页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构表皮最外的一层排列紧密的细胞。细胞的形状略呈长方体，横切面上近似方形。胞壁薄，由纤维素和果胶质构成。原表皮发育而成，无气孔，有根毛吸收作用大于保护作用当根毛细胞受伤,死亡后,表皮细胞会随之萎缩,凋落,从而失去保护作用.纵切Longitudinal-section横切Cross-sectionMonocot现在是20页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构皮层⑴外皮层：皮层的最外一至数层细胞，形状较小，排列紧密而整齐。当表皮上的根毛枯死后，外皮层细胞的细胞壁栓化，起着临时的保护作用。⑵皮层薄壁细胞：内、外皮层之间的薄壁细胞。细胞间有明显的胞间隙,细胞中常储藏有各种后含物,以淀粉粒最为常见。⑶内皮层：最内方一层细胞，细胞小，排列紧密而整齐。位置：表皮之内，维管柱之外。发育来源：初生分生组织的基本分生组织。细胞特点：多层薄壁细胞组成，在横切面上占有较大的比例。细胞间隙较大，高度液泡化，常含有淀粉粒。作用：是水分和溶质从根毛到中柱的横向输导途径，也是幼根贮藏营养物质的场所，并有一定的通气作用现在是21页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构（4）凯氏带（Casparianstrip）：内皮层细胞常在上下横壁和径向壁上有木质化和栓质化的加厚，呈带状环绕细胞一周，称为凯氏带。（5）凯氏点（Caspariandots）：在横切面上，凯氏带在相邻的径向壁上呈点状，叫凯氏点。现在是22页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构表皮Epidermis皮层Cortex中柱Stele（维管柱）

现在是23页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构中柱/微管柱位于内皮层以内的中央部位,由初生分生组织的原形成层分化而来,是根中进行上下物质运输的主要部位.依次由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁组织四部分组成。少数双子叶植物还在中央部位具有髓。现在是24页\一共有64页\编辑于星期五维管柱:来源于原形成层。⑴中柱鞘：内皮层内方的1～2层细胞，具潜在分裂能力。维管形成层（部分）、木栓形成层、侧根等的发生成与之有关。中柱鞘现在是25页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构(2)初生木质部：

初生木质部具有辐射角(木质部束)，辐射角的尖端为原生木质部(protoxylem)，是较早分化成熟的，它们的导管口径较小而壁较厚，由环纹导管和螺纹导管组成。

后生木质部(metaxylem)靠近轴心,，是较晚分化的，导管口径较大，多为梯纹、网纹或孔纹导管。

根的初生木质部这种由外向内分化成熟的方式，称为外始式原生木质部后生木质部现在是26页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构初生木质部的辐射棱角数称为束，含有几束就称为几原型，如右图依次称为二原型、三原型和四原型，不同植物彼此不同，可作为植物鉴别的指标。现在是27页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构(3)初生韧皮部：初生韧皮部形成若干束分布于初生木质部辐射角之间，与原生木质部相间排列(这是幼根维管束系统的最为突出的特征)。初生韧皮部可分为原生韧皮部和后生韧皮部，后生韧皮部主要是由筛管和伴胞组成，而原生韧皮部通常缺少伴胞。初生韧皮部现在是28页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构(4)薄壁组织：由中柱内的薄壁细胞组成；位于初生木质部与初生韧皮部之间，可转化为维管形成层的大部分；有些植物根的中柱中央也有薄壁细胞，称为髓。薄壁组织现在是29页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构

2.4单子叶植物根的初生结构

2.5侧根的发生3、根瘤和菌根4、复习思考题现在是30页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.3双子叶植物根的次生生结构次生生长：由于侧生分生组织的活动，不断地产生次生的维管组织和周皮，使根、茎增粗的生长过程。次生结构：主要由次生成熟组织所复合而成的结构。一般裸子植物和木本的双子叶植物有次生生长，而单子叶植物和一年生的草本双子叶植物无次生生长。根的次生生长是根的增粗生长过程，根的不断增粗是根的维管形成层和木栓形成层共同作用的结果。现在是31页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构维管形成层的产生根的维管形成层由位于初生木质部与韧皮部之间的，由原形成层保留下来的，未分化的薄壁细胞和维管鞘一定部位的，恢复分裂能力的细胞所组成。根的次生生长初始于维管形成层细胞，开始时主要平周分裂，形成几片弧状的形成层，其片段数量与根中初生木质部的束数相同。现在是32页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构根次生维管组织的发育过程现在是33页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构次生韧皮部与次生木质部之间的维管形成层产生一些薄壁细胞，呈放射状排列，叫维管射线（韧皮/木射线）。维管射线起横向运输水分和养料的功能，组成根的维管组织内的径向系统；而导管、管胞、筛管、伴胞等组成维管组织的轴向系统。维管射线现在是34页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.4双子叶植物根的次生生结构现在是35页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构木栓形成层的产生平周分裂外中柱鞘细胞木栓形成层木栓层栓内层木栓形成层周皮平周分裂内垂周分裂中柱鞘细胞或者皮层细胞恢复分裂能力，形成木栓形成层。木栓形成层的活动：向外形成木栓层，向内形成栓内层，木栓层、木栓形成层和栓内层三者合称为周皮（次生保护组织）根中最早形成的木栓形成层起源于中柱鞘，以后木栓形成层的发生位置逐年内移，可深至次生韧皮部的薄壁细胞。现在是36页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.4双子叶植物根的次生生结构现在是37页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.4双子叶植物根的次生生结构柳树根次生结构现在是38页\一共有64页\编辑于星期五双子叶植物根的发育形成过程中柱鞘初生韧皮部薄壁组织初生木质部髓(若存在)维管形成层次生韧皮部维管射线次生木质部原生韧皮部后生韧皮部原生木质部后生木质部木栓形成层木栓层栓内层侧根中柱原分生组织原形成层根冠原原表皮基本分生组织根冠表皮皮层初生生长及初生结构次生生长及次生结构现在是39页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构

2.4单子叶植物根的初生结构

2.5侧根的发生3、根瘤和菌根4、复习思考题现在是40页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.4单子叶植物根的初生结构单子叶植物根的结构也可分为表皮、皮层和维管柱三部分，但是由于不能进行次生生长，所以无次生结构。1、表皮

表皮是根外的一层细胞，寿命较短，当根毛枯死后，往往解体而脱落。2、皮层

皮层中靠近表皮的1层至数层细胞为外皮层。外皮层的壁常加厚并经过了栓质化和木质化，细胞排列紧密，没有细胞间隙，成为连续的一层。当根毛死亡后，根的表皮细胞随之枯萎脱落，这时外皮层细胞成为根的保护层，终生起着保护作用。

现在是41页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构外皮层以内为数量较多的皮层薄壁组织。在水稻老根的皮层中，具有明显的气腔。现在是42页\一共有64页\编辑于星期五单子叶植物的内皮层，在发育的后期其细胞壁常呈五面增厚，只是外切向壁是薄的。在横切面上，增厚的部分呈马蹄铁形。少数细胞（位于木质部束处）的壁不增厚，称为通道细胞，成为中柱内外物质交换的通道。2、根的解剖结构现在是43页\一共有64页\编辑于星期五3、维管柱①初生木质部一般在六原以上，即为多原型木质部。②维管柱中央一般具有髓。③木质部和韧皮部之间的细胞无分裂能力，到后期时细胞壁木化而变为厚壁组织。玉米根现在是44页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构单子叶植物根的初生结构小结

表皮外皮层皮层皮层薄壁组织内皮层（凯氏带、五面增厚、通道细胞）中柱鞘原生木质部初生木质部（外始式）后生木质部中柱原生韧皮部初生韧皮部（外始式）后生韧皮部薄壁细胞现在是45页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构2.4单子叶植物根的初生结构

2.5侧根的发生3、根瘤和菌根4、复习思考题现在是46页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.5侧根的发生（一）发生部位：侧根起源于根毛区中柱鞘的一定部位，这种起源方式叫内起源。二原型：初生韧皮部与初生木质部之间。三原型、四原型：木质部脊的位置。多原型：初生韧皮部正对处。现在是47页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构（二）侧根的形成中柱鞘细胞脱分化（质浓、液泡小），进行切向（平周）、各向分裂，形成小突起（包括根冠和生长点），称侧根原基，生长点细胞进行分裂、生长、分化，侧根不断前进，穿过皮层突破表皮，形成侧根。

现在是48页\一共有64页\编辑于星期五2、根的解剖结构2.5侧根的发生侧根的形成增加了根的吸收面积和根的支持作用现在是49页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构2.4单子叶植物根的初生结构

2.5侧根的发生3、根瘤和菌根5、复习思考题现在是50页\一共有64页\编辑于星期五3、根瘤和菌根

根系与根际微生物关系十分密切：根部分泌的糖、有机酸、氨基酸及其他含氮和不含氮的化合物是微生物的营养来源。土壤微生物新陈代谢能够产生一些刺激生长的物质，或抗菌的、有毒的以及其他物质，直接或间接地影响着根的生长发育；也可合成一些物质被高等植物所利用，成为某些养料的来源。

根瘤和菌根是根系和土壤微生物之间的共生类型。

现在是51页\一共有64页\编辑于星期五3、根瘤和菌根一、根瘤

根瘤是根瘤细菌侵染植物根部而形成的一种瘤状共生结构，常见于豆科植物等。

植物为根瘤菌提供有机物、矿物质和水，根瘤菌则将空气中的N2固定下来供植物所需。除豆科植物外,还发现100多种植物能形成根瘤,如木麻黄、罗汉松、杨梅、铁树、沙棘等近年来，把固氮基因转入农作物和某些经济植物中已成为分子生物学和遗传工程的研究目标现在是52页\一共有64页\编辑于星期五3、根瘤和菌根豆科植物的根瘤形成过程１．豆科植物根的分泌物吸引根瘤菌到根毛附近。２．根瘤菌使根毛顶端细胞壁溶解，并经此处侵入根毛并在根毛中分裂滋生，聚集成带，其外被粘液所色，同时根毛细胞分泌纤维素包在菌带和粘液外方，形成侵入线。３．根瘤菌沿侵入线侵入根的皮层并迅速在该处繁殖，促使皮层细胞迅速分裂形成各种形态和颜色的根瘤。现在是53页\一共有64页\编辑于星期五3、根瘤和菌根现在是54页\一共有64页\编辑于星期五根瘤菌形态豆科植物根瘤大豆根瘤现在是55页\一共有64页\编辑于星期五3、根瘤和菌根二、菌根

概念：菌根是高等植物根与某些真菌的共生体。功能：1）扩大了根与土壤水分、无机盐的接触面积，加强了根的吸收能力；2）产生生长活跃物质，刺激根系发育。现在是56页\一共有64页\编辑于星期五3、根瘤和菌根菌根有外生菌根、内生菌根、内外生菌根等类型。现在是57页\一共有64页\编辑于星期五3、根瘤和菌根外生菌根：

真菌的菌丝大部分生长在幼根的表面，形成菌根鞘，只有少数菌丝侵入表皮、皮层的细胞间隙中。

内生菌根：真菌的菌丝穿过细胞壁进入幼根的生活细胞内。内外生菌根：

植物幼根的表面和生活细胞内均有真菌的菌丝。现在是58页\一共有64页\编辑于星期五1、根的形态特征及功能2、根的解剖结构

2.1根尖及根尖分区

2.2双子叶植物根的初生结构

2.3双子叶植物根的次生结构2.4单子叶植物根的初生结构

2.5侧根的发