植物营养器官根

植物营养器官根第1页，共34页，2023年，2月20日，星期五植物器官(organ)：是由多种组织按一定的分布规律组成，并具有一定形态结构和特定生理功能的结构单位。类型：营养器官(vegetativeorgans)：是指在植物营养生长时期形成，担负着植物体的营养生长的器官，包括根、茎、叶。繁殖器官(reproductiveorgans)：与植物的繁殖有关的器官，包括花、果实和种子。植物器官的概念和类型第2页，共34页，2023年，2月20日，星期五营养器官生殖器官第3页，共34页，2023年，2月20日，星期五第一节根一、根及根系的类型二、根尖的分区及其生长动态三、根的结构四、侧根的发生第4页，共34页，2023年，2月20日，星期五根是植物体生长在地下的营养器官。根的生理功能：支持、固着吸收输导合成和分泌贮藏繁殖 一、根及根系的类型第5页，共34页，2023年，2月20日，星期五

定根：主根、侧根

不定根：由茎、叶、老根、胚状体产生的根

根系：一个植株的地下所有根的总和。

直根系（深根性的）——裸子植物、双子叶植物的根系须根系（浅根性的）——单子叶植物的根系根据根的发生部位第6页，共34页，2023年，2月20日，星期五二、根尖的分区及其生长动态根冠rootcap：薄壁细胞，冠状结构；保护、吸收。分生区theregionofcelldivision：顶端分生组织，壁薄、质浓、核大；分裂产生新细胞。伸长区theregionofelongation：细胞伸长生长迅速，并液泡化，是分生组织到成熟组织的过渡区域；是根尖深入土层的主要推动力。成熟区（根毛区）theregionofdifferentiation(root-hairzone)：细胞停止分裂，分化为各种成熟组织；吸收水分。第7页，共34页，2023年，2月20日，星期五第8页，共34页，2023年，2月20日，星期五名称特征功能根尖的结构：根冠分生区伸长区成熟区保护分裂增生伸长（部分吸收功能）吸收水分和无机盐细胞较大,排列不整齐细胞较小,排列紧密壁薄、核大、质浓细胞出现液泡,迅速伸长停止伸长，开始分化，形成导管和根毛第9页，共34页，2023年，2月20日，星期五在许多植物根尖的分生区最前端的中心部分，其细胞分裂非常微弱或停止了有丝分裂，核酸的合成较低，这些细胞形成了一个半圆形的区域，称为不活动中心quiescentcenter。quiescentcenter第10页，共34页，2023年，2月20日，星期五三、根的结构根尖顶端分生组织细胞经过分裂、生长和分化形成成熟结构的过程称为初生生长；初生生长过程中形成的各种组织，称为初生组织(primary-tissue)；由初生组织构成的结构，称为初生结构(primarystructure)。大多数双子叶植物的根，在初生生长的基础上，由中柱产生维管形成层和木栓形成层并进行细胞分裂、生长和分化，使根不断增粗，这一生长过程称为次生生长；次生生长中产生的各种组织叫次生组织(secondarytissue)；由次生组织组成的结构叫次生结构(secondarystructure)。第11页，共34页，2023年，2月20日，星期五（一）双子叶植物根的初生结构

表皮外皮层

皮层皮层薄壁组织内皮层（凯氏带）

中柱鞘原生木质部

初生木质部

（外始式）后生木质部

中柱（维管柱）原生韧皮部

初生韧皮部

（外始式）后生韧皮部

薄壁细胞第12页，共34页，2023年，2月20日，星期五表皮内皮层中皮层初生木质部初生韧皮部中柱鞘双子叶植物根的初生构造外皮层第13页，共34页，2023年，2月20日，星期五1、表皮epidermis：根表面的一层生活细胞，由原表皮分化而来（吸收组织）细胞形态特点：细胞排列紧密，无胞间隙，壁薄，角质层薄，无气孔，一部分表皮细胞外壁向外突起生长形成根毛。生理功能：吸收、保护作用。第14页，共34页，2023年，2月20日，星期五2、皮层cortex：位于表皮和中柱之间，所占比例较大，由基本分生组织分化而来（基本组织）生理功能：贮藏及横向运输，物质的合成和分泌，有的还具有通气作用。细胞形态特点：薄壁细胞组成，细胞体积较大，具胞间隙，壁薄，细胞内常积累淀粉。第15页，共34页，2023年，2月20日，星期五皮层的结构：外皮层exodermis：皮层最外面的一至几层细胞，形状较小，排列整齐而紧密，作用是当根毛枯死后，细胞壁栓化，起临时保护作用。中皮层（皮层薄壁组织）内皮层endodermis：皮层最内的一层体积较小，排列紧密的特殊细胞层。

凯氏带(casparianstrip)：双子叶植物根初生结构的内皮层细胞的横向壁和径向壁上有一条木化或栓化的带状增厚，称为凯氏带。在横切面的径向壁上则呈现点状增厚，称为凯氏点。凯氏带的功能：控制根内水分和物质的选择性吸收，同时也减少了溶质的散失。第16页，共34页，2023年，2月20日，星期五内皮层细胞示凯氏带和凯氏点凯氏点凯氏带凯氏点凯氏带第17页，共34页，2023年，2月20日，星期五3、中柱（维管柱）(stele,vascularcylinder)：是皮层以内的部分，起源于原形成层，包括中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞内皮层中柱鞘初生木质部初生韧皮部中柱原生木质部后生木质部原生韧皮部后生韧皮部薄壁细胞第18页，共34页，2023年，2月20日，星期五中柱鞘(pericycle)：中柱外围与内皮层紧接的一至几层细胞，细胞排列紧密，壁薄，分化程度低，具有潜在的分裂能力。侧根、不定芽、乳汁管以及部分维管形成层和木栓形成层是由中柱鞘细胞恢复分裂能力而产生。3、中柱第19页，共34页，2023年，2月20日，星期五初生木质部(primaryxylem)：位于根的中央，在横切面上呈星芒状，具有几个辐射角。主要由导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞组成，主要功能：输导水分。初生木质部的发育方式是外始式(exarch)（向心分化成熟），即其辐射角尖端部分的木质部是最早分化成熟的，此处的导管口径较小，为环纹和螺纹导管，这部分木质部称为原生木质部；接近中心部位的木质部，分化成熟较晚，导管口径较大，多为梯纹、网纹或孔纹导管，这部分木质部称为后生木质部。根中初生木质部的这种由外向内逐渐分化成熟的发育方式称为外始式，是根初生木质部的重要特征。3、中柱第20页，共34页，2023年，2月20日，星期五初生韧皮部(primaryphloem)：分布于初生木质部辐射角之间，它们与初生木质部相间排列。这是双子叶植物幼根维管束系统最为突出的特征。主要功能：将同化产物输送到根、茎、花、果实等部分供利用。初生韧皮部主要由筛管、伴胞组成，其发育方式也是外始式，即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。后生韧皮部主要是由筛管和伴胞组成。原生韧皮部通常缺少伴胞。3、中柱第21页，共34页，2023年，2月20日，星期五双子叶植物根的初生结构第22页，共34页，2023年，2月20日，星期五（二）单子叶植物根的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，但各部分结构和双子叶植物根的初生结构不尽相同，特别需要指出的是单子叶植物根不能进行次生生长，因此，也不产生次生结构。表皮：根最外一层细胞，在根毛枯死后，往往解体而脱落。皮层：靠近表皮的一层至数层细胞为外皮层。在根发育的后期，往往转变为厚壁的机械组织，起支持和保护作用。在机械组织的内侧为细胞数量较多的皮层薄壁组织。第23页，共34页，2023年，2月20日，星期五单子叶植物的内皮层特点：内皮层加厚方式和双子叶植物内皮层加厚明显不同，在根发育后期，其内皮层细胞呈五面增厚，只有外切向壁未加厚。在横切面上，内皮层细胞的细胞壁呈“马蹄形”加厚。内皮层上正对初生木质部辐射角处的内皮层细胞为通道细胞，一般认为通道细胞是维管柱内外物质运输的主要途径，但有些植物根内皮层上无通道细胞，电子显微镜下发现内皮层栓质化的细胞壁上有许多胞间连丝，是物质运输的通道。第24页，共34页，2023年，2月20日，星期五第25页，共34页，2023年，2月20日，星期五第26页，共34页，2023年，2月20日，星期五中柱中柱最外一层薄壁细胞组成中柱鞘，也是侧根发生的部位。中柱鞘细胞在发育后期，细胞壁加厚并木质化转变为厚壁细胞，不能恢复分裂能力产生木栓形成层。初生木质部和初生韧皮部呈相间排列。但初生木质部一般在六原型以上，为多原型(polyarch)，如水稻不定根的原生木质部约6～10束，小麦7～8束或10束以上，玉米12束。初生木质部与初生韧皮部的分化成熟方式都为外始式。初生木质部主要由导管组成，初生韧皮部主要由少数筛管和伴胞组成。

维管柱中央有发达的髓，由薄壁细胞组成。原生木质部紧靠中柱鞘常由几个小型导管组成，内侧相连的后生木质部常具大型导管。初生韧皮部内侧的薄壁细胞不能恢复分裂能力，不产生形成层。以后，其细胞壁木化而变为厚壁组织。第27页，共34页，2023年，2月20日，星期五鸢尾根的横切面局部放大图第28页，共34页，2023年，2月20日，星期五(1)维管形成层的产生及其活动

(2)木栓形成层的发生及其活动（3）双子叶植物根的次生结构

（三）双子叶植物根的次生结构第29页，共34页，2023年，2月20日，星期五1．维管形成层的发生和活动：（1）发生部位（来源）由初生韧皮部内侧保持未分化的薄壁细胞和原生木质部辐射角正对的中柱鞘细胞先后恢复分裂能力（脱分化）逐步形成一个波形环。以后随着次生生长进一步进行，形成层逐步形成圆环形。第30页，共34页，2023年，2月20日，星期五（2）活动情况：主要发生平周分裂（切向分裂），分裂后的多数子细胞向内分化形成次生木质部。添加在原有的木质部外方，并不断使木质部增粗。少数子细胞向外分化形成次生韧皮部，添加在原有韧皮部之内侧。也会发生径向分裂，使形成层环扩大。

维管形成层除产生次生木质部和次生韧皮部外，从正对初生木质部辐射角处，由中柱鞘发生的形成层段也分裂产生一些呈径向排列的薄壁细胞，称为维管射线。在老根中，其次生木质部和次生韧皮部内部也有射线形成，根据其