第一节根的结构发育与生理功能演示文稿

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侧根
侧根突起
根毛 根冠
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侧根的发生
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侧根的产生
二原型
三原型
四原型
多原型根
侧根的发生位置与不同类型根的关系示意图
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（四）根的次生结构 双子叶植物根的次生生长和次生结构： 大多数双子叶植物的根在完成初生生长、形成初
种子植物的第一个根是种子内的胚根突破种皮而 形成的，称为主根(main root)或直根。根产生的各 级分支都形成侧根(lateral root)。主根和侧根都有 一定的发生位置，因此又合称为定根。
直根系：凡主根粗壮发达，主根和侧根有明显区 分的根系称为直根系。
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•表皮特化产生根毛;
•内皮层特异性的加厚，形成凯氏带; •维管柱：包括中柱鞘、初生维管组织，有的植物的根有髓; •中柱鞘具有潜在的分裂能力;
•初生木质部呈星芒状，初生韧皮部呈束状，二者相间排列;
•初生木质部与初生韧皮部均为外始式发育方式，原生在外， 后生在内;
•原、后生木质部导管（或管胞）类型有差别。
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3．中柱
中柱也分为中柱鞘、初生木质部和初生韧 皮部等几个部分。初生木质部一般为多元型， 由原生木质部和后生木质部组成。中柱中央为 髓部。在根发育后期，髓、中柱鞘等组织常木 化增厚，整个中柱既保持了输导功能又有坚强 的支持巩固作用。
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维管形成层切片图
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2. 木栓形成层的发生及活动
随着次生组织的增加，中柱不断扩大 ，使外方的表皮和皮层受压而胀破。这时中 柱鞘细胞常平周分裂成数层，其中外面的一 层细胞常变为木栓形成层。
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木栓形成层形成以后，进行平周分裂， 向外分裂产生数层不透水和气的木栓层，向
维管柱、皮层、根冠起源于共同的原始细胞 ，或皮层、根冠起源于共同的原始细胞。
原始细胞——经过不断更新始终保留在分生组
织中具分生能力的细胞。
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关于细胞分裂、壁面、排列方向的一些术语： 横向面、径向面和切向面； 横 向 分 裂 (transverse division) 、 径 向 分 裂
作用: 根的吸收。
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类型之一：
维 管 柱 (vascular cylinder) 、 皮 层 (cortex)、根冠(root cap)起源于各自独立 的原始细胞。表皮(epidermis)源于皮层或 者源于根冠原始细胞。
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类型之一
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类型之二：
栓化加厚区域，称为凯氏带。
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皮层
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3. 维管柱
中柱是皮层以内的中轴部分，由原形成层分 化而来，可分为中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部 和薄壁细胞四个部分，少数植物还有髓。
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三、根的结构
（一）根尖分区
从纵切面看，根尖从顶端起可依次分为根冠、分生 区、伸长区和根毛区(成熟区)四个区。
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1. 根冠 (root cap)
位置：根的尖端
形态：一般为圆锥形 组成：排列不规则的薄壁细胞组成 作用：保护根的顶端分生组织和帮助正在生 长的根较顺利地穿越土壤并减少损伤；
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1. 表皮 表皮包围在成熟区的最外方，常由一层细
胞组成。 表皮细胞的细胞壁与角质膜均薄，适宜水
和溶质渗透通过，部分细胞的细胞壁还向外突出 形成根毛，以扩大吸收面积。
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表皮
2. 皮层
皮层是由多层薄壁组织细胞组成，有些植物皮层的最
外一层或数层细胞形状较小，排列紧密，称为外皮层， 当根毛枯死表皮脱落时，外皮层细胞壁栓化起暂时性 保护作用。皮层最内方的一层细胞叫内皮层，其细胞 排列紧密，各细胞的径向壁和上下横壁有带状的木化和
境、行使特殊的生理功能，其形态结构发生 可遗传的变异，这种现象叫变态。
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1、肉质直根 由下胚轴和主根发育而来。根的增粗主要
是在次生生长以后，木质部或韧皮部的薄壁细 胞恢复分裂能力成为副形成层，由副形成层产 生三生木质部和三生韧皮部之故。
向着根毛区方向分裂活动愈来愈弱，细胞普 遍伸长，出现明显液泡。细胞分化程度逐渐 加深，靠近根毛区端原生韧皮部的筛管和原 生木质部的导管先后出现。
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4. 成熟区（maturation zone）
根毛区表面密被根毛，增大了根的吸收面 积，是根吸收水和无机盐的主要部位。
位置: 紧接着伸长区，表皮常着生根毛； 特点: 各种细胞已停止生长并分化成熟； 根毛: 表皮细胞外壁延伸而成，呈管状；
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根系的主要生理功能：
1. 吸收土壤中的水和溶解在水中的无机营养物； 2. 固定植物；
3. 储藏营养物和利用不定芽进行繁殖；
4. 某些氨基酸和植物碱的合成；
5. 根系分泌物造成的根系微生物可增强植物的代 谢、吸收和抗病等。
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二、 根的形态（自学）
1. 定根(normal root)和直根系(tap root system)
生结构之后，便开始出现次生分生组织——维管形成层
和木栓形成层，进而产生次生组织，使根加粗。 这种由次生分生组织进行的生长，称为次生生长，所
形成的结构称为次生结构。次生分生组织位于根茎的侧面 ，因此又叫侧分生组织。
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1. 维管形成层的发生和活动 根次生生长开始时，初生木质部内凹处与初生韧皮
（六）根的三生结构
有些植物（如甘薯、甜菜）还能产生根的三生生 长，也会引起根的加粗。
甘薯块根 副形成层（accessory cambium）， 向内产生三生木质部，向外产生三生韧皮部。
甜菜直根 维管形成层产生次生结构后，中柱鞘 活动产生第一轮副形成层。
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（七）根的变态 有些植物的营养器官为了适应不同的环
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初生韧皮部
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（4）薄壁组织
薄壁组织分布于初生木质部与初生韧皮 部之间，在根进行次生生长时，发育成维管 形成层的主要部分。少数双子叶植物中央由 于后生木质部没有继续向中心分化，而形成 薄壁细胞组成的髓。
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（三）侧根的形成
在主根或不定根开始初生生长不久 就开始产生侧根，侧根上又能依次再长 出各级侧根。侧根的形成增加了根的吸 收面积和根的支持作用。
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禾 本 科 植 物 根 的 结 构
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禾 本 科 植 物 根 的 切 片 图
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1. 表皮
表皮为根最外一层细胞，也有根毛形成，但禾 本科植物表皮细胞寿命一般较短，在根毛枯死后，往 往解体而脱落。
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2. 不定根(adventitious root)和须根系
(fibrous root system) 由植物的茎、叶、老根等处形成的根叫
不定根。须根系主要是由茎基部产生的不定 根组成的根系。它的主根生长缓慢或停止生 长。 如水稻，小麦，玉米等。
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初生组织(primary tissue)：初生生长过程
中产生的各种成熟组织。
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初生结构
表皮(epidermis)：保护组织 皮层(cortex)：薄壁组织为主 维管柱(vascular cylinder)：输导组织为主
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根初生结构的特点:
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初生木质部
（3）初生韧皮部
初生韧皮部的发育方式也为外始式。原生韧皮部常 缺少伴胞，而后生韧皮部主要由筛管与伴胞组成，只有少 数植物有韧皮纤维存在。木质部和韧皮部是由多种细胞组 成的一种复合组织，但起主要作用的是筛管和导管这些长 管状细胞，它们被称为维管组织。
第一节根的结构发育与生理功 能演示文稿
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（优选）第一节根的结构发育 与生理功能
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▪ 一、根的生理功能 ▪ 二、根的形态 ▪ 三、根的结构 ▪ 四、根系对水分和矿质元素的
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一、根的生理功能
根是植物适应陆地生活，一般 分布于地下的营养器官。一株植物地 下所有的根总称为根系。
根冠中淀粉体的作用：平衡石的作用，使根垂 直生长。
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2. 分生区 (meristematic zone)
分生区也称为生长点，大部分被根冠包围。分 生区由一群分生组织细胞组成。分生区前端由具有持 续分裂能力的原分生组织组成，后面由初生分生组织 组成。初生分生组织由原分生组织分裂而来，细胞分 裂能力逐渐减弱，并进行初步分化，最外层的初生分 生组织称为原表皮层，中央部分是原形成层，两者之 间的为基本分生组织。
内侧产生栓内层，三者合称周皮。
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木栓形成层切片图
双子叶植物根的次生生长和次生结构
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（五）禾本科植物根的结构
禾本科植物的根同样也可分为 表皮、皮层和中柱三部分，但与双 子叶植物的根相比具有一些不同的 特点，特别是不产生形成层，没有 次生生长和次生结构。
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毛莨根中柱
（1）中柱鞘
位于中柱最外层,外接内皮层,通常由一层薄 壁细胞组成,少数植物可有二层或多层细胞。根的
中柱鞘有潜在的分裂性能,可产生侧根、木栓形 成层和维管形成层等部分。
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（2）初生木质部
初生木质部位于根的中央，主要由导管和 管胞组成。在横切面上呈辐射状，有几个辐射 角叫几原型的木质部，紧接中柱鞘内侧的细胞先 分化成环纹或螺纹导管组成的原生木质部；位 于原生木质部内侧的细胞后分化成梯纹、网纹 或孔纹导管组成的后生木质部，初生木质部这 种分化方式称为外始式。
部内侧之间的薄壁细胞开始恢复分裂能力，形成片段状 的形成层。随后，各段形成层逐渐向左右两侧扩展，直 到与中柱鞘相接。与此同时，正对原生木质部外面的中 柱鞘细胞也恢复分裂能力，变为形成层的一部分。形成 层形成后，先进行切向（平周）分裂，向内产生次生木 质部，向外产生次生韧皮部。
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形成层除产生次生韧皮部和次生木质部外，在 正对初生木质部辐射角处，由中柱鞘发生的形成层 也分裂形成径向排列的、由薄壁细胞组成的射线， 射线是根横向运输系统。
2．皮层 位于表皮和中柱之间。靠近表皮的几层细胞
为外皮层，在根发育后期，其细胞常转变成栓化 的厚壁组织。外皮层以内为皮层薄壁细胞，数量 较多。水稻的皮层薄壁细胞在后期形成许多辐射 排列的腔隙，以适应水湿环境。
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内皮层绝大部分细胞的径向壁、横壁和内 切向壁五面增厚，只有外切壁未加厚。在横切 面上，增厚的部分呈马蹄形。但正对着初生木 质部的内皮层细胞常停留在凯氏带阶段，称为 通道细胞。
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双子叶植物根的初生结构： 根的成熟区的各种结构都是由初生
分生组织分化而来的，因此也称为初生 结构。根的初生结构，由外至内明显地 分为表皮、皮层和中柱三个部分。
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根 的 横 向 切 片 图
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原分生组织和初生分生组织又称为顶端分 生组织。在许多植物根尖的顶端分生组织中心 部分，有一群分裂活动甚弱的细胞群，称为不活 动中心或静止中心(quiescent centre)。
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3. 伸长区 (elongation zone) 伸长区基本上属于初生分生组织，但
(radial division)和切向分裂(tangential division) ；
横向壁、径向壁和切向壁。
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（二）根的初生结构（primary structure）
初生生长(primary growth)：植物体的生长 ，直接来自顶端分生组织的衍生细胞的增生和 成熟的整个生长过程。