根的解剖结构

根的解剖结构

一、根尖与根尖分区

(一)根尖的概念

根尖(root tip )是指从根的顶端到着生根毛的部分。无论主根、侧根和不定根都具有根尖，它是根 的生命活动中最活跃的部分，是根

进行吸收、合成、分泌等作用的主要部位。根的伸长、根系的形成以及 根内组织的分化也都是在根尖进行的，因此，根尖的损伤会直接影响

根的发育。

(二)根尖分区及其细胞特征

图5-3 士米根尖纵切 > 示根尖各分X

为了研究方便和更好地了解根尖的结构，一般人为地将其分为四个区。从根尖顶端起，依次分为根冠

(root cap )、分生区(meristematic zone )、伸长区(elongation zone )和成熟区(maturation zone )

四个部分(图5-3 )，总长约1 ~ 5cm 。其中，成熟区因为具有根毛又被称为根毛区( root hair zone )， 从分生区到根毛区各区的细胞逐渐

分化成熟，形态结构和生理功能各不相同，除根冠外，其它各区的细胞

軽毛

衣皮

根

IX 丿眛

忡

长 瓯形成层

区

分

特征逐渐过渡，无严格界限（表 5 - 1）

分区外观細胞特点功能根冠帽状不规则、外围细胞排列松散*具丰富的线粒体.辰体、高尔基怀和内质网保护、向重性分生区圆锥状等径、排列紧密S細胞质浓、细腕器丰冨、核大、分裂能力强分裂补充新细胞伸长区圆拄状更离分生区的细思体职较大/啣罰拇數軸方如神圧”播惬41明显r井业樨虎高细胞生栈和分化成熟区柱状員毛细胞分化成熟，形成不同的结构层校，适应对水分等的嗫收和运输吸收水分无机盐

1.根冠

根冠是位于根尖顶端的帽状结构，由许多薄壁细胞组成，其作用主要是保护根尖的分生区细胞。根冠细胞不规则，外围细胞大、排列疏松，内部（近分生区）细胞小、排列紧密。根冠细胞含丰富的内质网、高尔基体、线粒体和质体等细胞器，其外壁常有多糖类物质的黏液，可润滑根冠表面、促进根表离子交换、减少根在土壤颗粒间穿行的摩擦阻力，利于根的伸长生长。

2•分生区

分生区位于根冠内侧，由顶端分生组织组成，整体形状如圆锥，故又名生长锥，长度约为1〜3mm主

要功能是分裂产生新细胞，以促进根尖生长，所以也称为生长点。分生区细胞小、近于等径型、排列紧密，无细胞间隙，细胞壁薄、核大、质浓、液泡很小，分化程度低，具很强的分裂能力，外观呈褐黄色。分生区产生的新细胞，有三个去向：一部分形成根冠细胞，以补偿根冠因受损伤而脱落的细胞；大部分细胞生长、分化，成为伸长区的部分，是产生和分化成根各部分结构的基础；同时，仍有一部分细胞保持分生能力，以维持分生区的体积和功能，进行自我永续（图5-5 ）。

图5-5根尖分生区细跑特点

L细胞间期，乙分裂前期，乩分裂中期，见分

裂后期，5*分裂末期，6.新生的手细胞

3.伸长区

伸长区位于分生区的后方。此区细胞愈远离分生区，则细胞分裂活动愈弱，并逐渐停止。其细胞沿着根的纵轴方向伸长，体积增大，液泡化程度加强，细胞质成一薄层位于细胞的边缘部位，因此外观近半透

明状。伸长区细胞的伸长生长是根尖不断向土壤深处推进的动力，这样根不断到达新的土壤环境，便于吸取更多的营养物质、建立庞大的根系。

4•成熟区

成熟区位于伸长区的后方，是伸长区细胞进一步分化形成的。该区的各部分细胞已停止生长，并分化出各种成熟组织。其表面一般密被根毛，因而又称根毛区。根毛是表皮细胞外壁向外突出形成的顶端封闭的管状结构，成熟的根毛长约0.5 ~ 10mm直径5~ 17卩根毛形成时，表皮细胞液泡增大，多数细胞质

集中于突岀部位，并含有丰富的内质网、线粒体与核糖体，核也随之进入顶端（图5-6 ）。

A B C I）

图5-6根尖与a毛

A.根尖外观，

B.根毛区横切一示根毛（箭头），

C.

D.根毛的形成

二、双子叶植物根的解剖结构

根尖顶端分生组织细胞分裂后，产生的新细胞经生长和分化，形成根毛区各层次成

熟结构的过程是指

），根初生生长过程中形成的各种组织属于初生组织，由

初生组织所复合 )。

(epidermis )、皮层(cortex )、维管柱(cylinder

5-7 )。

（一）双子叶植物根的初生结构

1 •表皮

表皮是位于成熟区最外一层生活细胞，由原表皮发育而来。细胞近于长方体形，长径与根的纵轴平行, 排列紧密、整

齐。对幼根来说，根表皮的吸收作用显然比保护作用更重要，所以根表皮是重要的吸收组织，其细胞特点是细胞壁薄、由纤

维素和果胶质构成，水和溶质可以自由通过；许多表皮细胞的外壁向外突出形成根毛，以扩大吸收面积。有些植物的表皮由

长、短两种细胞组成，其中长细胞为一般的表皮细胞，而

根的初生生长（primary growth

而成的结构，称之为根的初生结构横

切双子叶植物根的成熟区，

of vascular tissues ）（中柱,

primary structure

自外而内可分为表皮

stele ）等三部分（图

短细胞含有较浓的细胞质和较大的细胞核，为生毛细胞。

在热带的某些附生的兰科植物的气生根表皮无根毛，而是经几次平周分裂形成套筒状的多层细胞构成的根被，即复表皮。根被由表皮原始细胞衍生，是一种保护组织，细胞排列紧密，细胞壁局部栓质化、加厚，原生质体瓦解，细胞腔内充满空气，主要可以减少气生根水份的丧失，并行使机械保护作用。

当根毛细胞受伤、死亡后，表皮细胞会随之萎缩、凋落，表皮层失去保护作用。

2 •皮层

皮层位于表皮与维管柱之间，由基本分生组织分化而来的多层薄壁细胞组成，在根中占有很大比例。皮层是水分和溶质从根毛到维管柱的横向输导途径，又是储藏营养物质和通气的部位，一些水生和湿生植物还在皮层中发育岀气腔、通气道等。另外，皮层还是根进行合成、分泌等作用的主要场所。皮层一般又可分为外皮层、皮层薄壁细胞和内皮层三部分（图

5-7 ）。

外皮层（exodermis ）是多数植物根的皮层最外一或数层形状较小、排列紧密而整齐的细胞。在表皮细胞死亡、凋落前，外皮层细胞细胞壁常增厚并栓质化，形成保护组织代替表皮起保护作用。

皮层薄壁细胞位于外皮层和内皮层之间。其细胞层数较多，细胞体积最大，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。水湿生植物的皮层薄壁细胞常部分解离成气腔和通气道（参见第八章的相应内容）。

内皮层（endodermis ）是皮层最内一层形态结构和功能都比较特殊的细胞。内皮层细胞排列整齐而紧

密，各细胞的上下横壁和径向壁上具有木质化和栓质化增厚的带状结构------- 凯氏带（Casparian strip ）

在横切面上，凯氏带在相邻细胞的径向壁上呈点状，叫凯氏点（图5-8 ）。

ffi 5-8畫豆幼根橫切，示内皮层上的凯氏点

A蚕豆幼根部分横切，示內皮层上的凯氏点B毛萇根横切，示中枉结构C内皮层径向

壁处在电镜下册结构D.三个內皮层细胞的立体图解（箭头初为凯氏点）一般具有次生生长的双子叶植物和裸子植物根的内皮层常保持凯氏带状增厚，其余的细胞壁不再继续