《植物学》课件：第四章 根 root
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5第四章 根
与Pro X 相间排列 (幼根最突出的特征) 发育方式：外始式 原生韧皮部(protophloem) 筛管 后生韧皮部(metaphloem) 筛管、伴胞
36
(4)薄壁细胞
Pri
P与Pri X之间，VC一部分；
另外，少数植物根中有髓(pith)。
37
38
39
二、禾本科植物根的基本结构
表皮、皮层、中柱。没有VC、木栓形成层Phellogen
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
60
侵染过程：
根瘤细菌被根有机物吸引。根瘤菌分泌物，刺激 根毛--卷曲和膨胀。 根瘤菌分泌纤维素酶，细胞壁内陷、溶解。根瘤 菌由此侵入根毛内。 根瘤菌分裂滋生，聚集成带，外被一层粘液--感 染丝，并向内延伸。 根受菌刺激分泌纤维素，包围感染丝，形成具纤 维素鞘的内生管--侵入线。 细菌顺侵入线进入皮层，迅速分裂繁殖。细胞受 到刺激，迅速分裂，皮层出现局部膨大—根瘤。薄壁 细胞被根瘤菌破坏，核、质消失，转为拟菌体。 拟菌体有固氮作用
45
侧 根 的 发 生
47
49
第五节 根的次生生长和次生结构
形成层的发生、活动，次生维管组织和 周皮，使根增粗，这种生长过程称次生生 长(secondary growth) 形成层有二种：
维管形成层 木栓形成层
50
一、维管形成层(vascular cambium) 发生及其活动
Pri P 内侧prc分裂，VC的主要部分 细胞片段；片段扩展，与中柱鞘相接 正对Pro X的中柱鞘成为VC的另一部分，连成环
22
2．皮层(cortex)
Prc. C排列疏松，胞间隙， 淀粉粒 有些PL.，皮层的最外一 层或数层细胞较小，排列紧
密，外皮层(exodermis)
36
(4)薄壁细胞
Pri
P与Pri X之间，VC一部分；
另外，少数植物根中有髓(pith)。
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38
39
二、禾本科植物根的基本结构
表皮、皮层、中柱。没有VC、木栓形成层Phellogen
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
60
侵染过程：
根瘤细菌被根有机物吸引。根瘤菌分泌物，刺激 根毛--卷曲和膨胀。 根瘤菌分泌纤维素酶，细胞壁内陷、溶解。根瘤 菌由此侵入根毛内。 根瘤菌分裂滋生，聚集成带，外被一层粘液--感 染丝，并向内延伸。 根受菌刺激分泌纤维素，包围感染丝，形成具纤 维素鞘的内生管--侵入线。 细菌顺侵入线进入皮层，迅速分裂繁殖。细胞受 到刺激，迅速分裂，皮层出现局部膨大—根瘤。薄壁 细胞被根瘤菌破坏，核、质消失，转为拟菌体。 拟菌体有固氮作用
45
侧 根 的 发 生
47
49
第五节 根的次生生长和次生结构
形成层的发生、活动，次生维管组织和 周皮，使根增粗，这种生长过程称次生生 长(secondary growth) 形成层有二种：
维管形成层 木栓形成层
50
一、维管形成层(vascular cambium) 发生及其活动
Pri P 内侧prc分裂，VC的主要部分 细胞片段；片段扩展，与中柱鞘相接 正对Pro X的中柱鞘成为VC的另一部分，连成环
22
2．皮层(cortex)
Prc. C排列疏松，胞间隙， 淀粉粒 有些PL.，皮层的最外一 层或数层细胞较小，排列紧
密，外皮层(exodermis)
《植物学》完整：根ppt课件
第四章 根
一、根及其主要生理功能 二、根的形态结构 三、 根瘤和菌根 四、 根的变态
精品课件
1
❖ 在植物体上由多种组织构成、在外形上具 有显著形态特征和特定功能、易于区分的 部分，称为器官（organ）。
❖ 营养器官：根、茎、叶 ❖ 生殖器官：花、果实、种子
精品课件
2
一、根及其主要生理功能
A 种子萌发时最先生长的 B 通常生长在地下 C 活动特性：向地性、向湿性、背光性 D 形态特征：无节、节间之分，一般不生芽、 叶、花 E 功能：吸附、输导、支持、固着、贮藏、繁 殖、生物合成
后生木质部
原生韧皮部 （外始式）
后生韧皮部
精品课件
8
比较
内皮层
双子叶植物 凯氏带
单子叶植物 细胞壁五面增厚
次生生长
木质部与韧皮部之 间有薄壁细胞， 能进行次生生长
木质部辐射角
少于 6 个
木质部与韧皮部之 间无薄壁细胞，
不能进行次生生长
多原型（ 6 个以上）
髓
一般无
大多有
精品课件
9
3. 侧根的形成 内起源 中柱鞘 侧根原基 侧 根
精品课件
3
人参
三七
精品课件
4
二、根的形态结构
（一）根的形态 定 根：主根、侧根
思考：为什么 大树移栽时要 修剪枝叶？
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
精品课件
5
（二）根的结构
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
一、根及其主要生理功能 二、根的形态结构 三、 根瘤和菌根 四、 根的变态
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1
❖ 在植物体上由多种组织构成、在外形上具 有显著形态特征和特定功能、易于区分的 部分，称为器官（organ）。
❖ 营养器官：根、茎、叶 ❖ 生殖器官：花、果实、种子
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2
一、根及其主要生理功能
A 种子萌发时最先生长的 B 通常生长在地下 C 活动特性：向地性、向湿性、背光性 D 形态特征：无节、节间之分，一般不生芽、 叶、花 E 功能：吸附、输导、支持、固着、贮藏、繁 殖、生物合成
后生木质部
原生韧皮部 （外始式）
后生韧皮部
精品课件
8
比较
内皮层
双子叶植物 凯氏带
单子叶植物 细胞壁五面增厚
次生生长
木质部与韧皮部之 间有薄壁细胞， 能进行次生生长
木质部辐射角
少于 6 个
木质部与韧皮部之 间无薄壁细胞，
不能进行次生生长
多原型（ 6 个以上）
髓
一般无
大多有
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9
3. 侧根的形成 内起源 中柱鞘 侧根原基 侧 根
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3
人参
三七
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4
二、根的形态结构
（一）根的形态 定 根：主根、侧根
思考：为什么 大树移栽时要 修剪枝叶？
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
精品课件
5
（二）根的结构
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植物学-根
内皮层
凯氏带电镜图 凯氏带模式图
凯氏带处物质运输途径
3、中柱（维管柱）
起源于原形成层， 位于皮层以内， 可分为： （1）中柱鞘、 （2）初生木质部、 （3）初生韧皮部、 （4）薄壁细胞与髓 等部分。
薄壁细胞
（1）中柱鞘
中柱外围与内皮层 相毗邻，常由一至 几层连续的薄壁细 胞构成。 中柱鞘可发育成维 管形成层一部分、 木栓形成层、侧根、 不定芽、乳汁管等。
3、中柱
最外一层细胞，排列紧密，细胞壁薄，许 1、表皮： 多表皮细胞的外壁向外突起形成根毛。根 毛主要起吸收作用，兼有固定作用。
2、皮层
（1）外皮层
（2）中皮层 （3）内皮层
（1）外皮层：一至几层细胞，形状相对小些，排 列紧密整齐，初期可通过水和溶质，后期壁栓化， 起保护作用。 （2）中皮层：多层细胞，细胞较大，排列疏松， 胞间隙明显，胞内含淀粉粒等贮藏物质。 具横向运输和贮藏作用，水生植物的根还具有通 气作用。 （3）内皮层：皮层最内一层细胞，整齐排列成环； 细胞的径壁和横壁上有一条木栓化的加厚带 --凯 氏带。
二、根系类型 根系： 植株地下部分所有
根的总体。
直根系：由发达的主根及
各级侧根组成，主根较各 级侧根粗壮而长。多数双 子叶植物的根系特征。
须根系：主根不明显，主
要由不定根组成的根系。 一般单子叶植物根系的特 征。
秸 梗
蓖 麻
小麦
直 根 系
须 根 系
第三节 根的发育与结构
一、根尖及其分区 二、双子叶植物根的结构 三、禾本科植物根的解剖结构特点
** 兼有合成、繁殖、贮藏等生理功能
** 根系与其他生物的关系—分泌物质---生物他感作用
香附子
植物学 第四章
特点：（1）cell停止伸长 。
（2）已分化成熟，形成各种组织。
（3）密被根毛，由表皮cell外壁延伸而成，单cell，管状无分枝，壁不加厚，角质层极薄，数目多，扩大吸收面，寿命短，10—20天，但不断形成新的根毛区代替原有根毛区。一般水生植物及少数陆生植物 如花生、洋葱不具根毛。
（二）、根的初生结构
1、表皮(epidermis )
功能：吸收水肥
特点：①一层生活cell，外壁不加厚，角质层薄，不具气孔。
②密被根毛，增强吸收与着功能。
2、皮层(cortex )
1)外皮层(exodermis)：
功能：运输、 保护
特点:① 1—多层薄壁cell，形小、无胞间隙、排列整齐。
A 、外生菌根(ectotrophic mycorrhiza )
? B、内生菌根(endotrophic mycorrhiza)：
? C、内外生菌根(ectendotrophic mycorrhiza )：
六 、根的变态
（一）贮藏根：越冬植物的一种适应（贮藏物供来年生长发育用）。
三、茎尖的构造与发育
3 、根系的形态具有适应性
4 、根系与地上部分具有相关性
在自然条件下，根系的深度和宽度往往大于树冠面积5—15倍。
三、根的伸长生长与初生构造
初生分生组织－－－→初生组织(primary tissue) －→ 初生构造(primary structure )
（一）根尖的分区根尖(root tip )：分四个区。
根据来源分为：肉质直根(fleshy tap root)：由主根发育而成。如萝卜、胡萝卜、甜菜。
块根(root tuber)： 由不定根或侧根膨大而形成。如甘薯
（2）已分化成熟，形成各种组织。
（3）密被根毛，由表皮cell外壁延伸而成，单cell，管状无分枝，壁不加厚，角质层极薄，数目多，扩大吸收面，寿命短，10—20天，但不断形成新的根毛区代替原有根毛区。一般水生植物及少数陆生植物 如花生、洋葱不具根毛。
（二）、根的初生结构
1、表皮(epidermis )
功能：吸收水肥
特点：①一层生活cell，外壁不加厚，角质层薄，不具气孔。
②密被根毛，增强吸收与着功能。
2、皮层(cortex )
1)外皮层(exodermis)：
功能：运输、 保护
特点:① 1—多层薄壁cell，形小、无胞间隙、排列整齐。
A 、外生菌根(ectotrophic mycorrhiza )
? B、内生菌根(endotrophic mycorrhiza)：
? C、内外生菌根(ectendotrophic mycorrhiza )：
六 、根的变态
（一）贮藏根：越冬植物的一种适应（贮藏物供来年生长发育用）。
三、茎尖的构造与发育
3 、根系的形态具有适应性
4 、根系与地上部分具有相关性
在自然条件下，根系的深度和宽度往往大于树冠面积5—15倍。
三、根的伸长生长与初生构造
初生分生组织－－－→初生组织(primary tissue) －→ 初生构造(primary structure )
（一）根尖的分区根尖(root tip )：分四个区。
根据来源分为：肉质直根(fleshy tap root)：由主根发育而成。如萝卜、胡萝卜、甜菜。
块根(root tuber)： 由不定根或侧根膨大而形成。如甘薯
植物学第四章根
定根
或初生根(primary root)
侧根(root)
或 次生根(secondary root)
不定根(adventitious root)
2 、 根系在土壤中的生长和分布:
深根系 浅根系
定根与不定根
根的分类与定义
根据来源
根据发生部位
（1） main root(主根)： (1) normal root（定根）
Quiescent cent（不活动中心，静止中心）
概念对以前原分生组织的观 点提出了异议，认为：
（1）根尖的细胞增加，可能不是依靠 最尖端小群顶端原始细胞的连续分 裂活动；
（2）这些原始细胞（根冠原始细胞除 外）在以后生长时，大部分停止了 分裂后动；
（3）根尖的原分生组织的范畴较大， 其细胞分布于半圆球形的不活动中 心的边沿。
再生根系和替代根
再生根系
用枝叶扦插，在切割 部位（枝条基部、叶柄、 叶片基部）重新发生的 不定根群，及用组织培 养所得试管苗所形成的 根系，称为~。
替代根
病虫侵袭或植物移 植时，根受到伤害， 原有的根常被其伤口 附近新生的不定根所 替代，这种根称为~。
根系(root system)
概念：是指一株植物根的总和。 分类：
Roles of Advantitious root（不定根的作用） (1)成为须根系的主体 (2)参与直根系的组成 (3)作为正常根系外的辅助根系 (4)能组成再生根系或形成不定根系
不定根的发生
（1）内起源：
在维管组织中或其 附近的薄壁细胞中 产生。
（2） 外起源：
少数植物可由表皮 及其下面的少数几 层细胞发生。
营 养 生 长：植物根、茎、叶的 形成、生长、发育。
root(植物学课件)
部之间，有一种侧生分生组织，即维管形成 层发生切向分裂，经过分裂、生长和分化使 根的维管组织数量增加，使根加粗，根加粗 以后表皮被撑破，另有一种侧生分生组织 （木栓形成层）形成周皮，此2过程均为次 生生长。
维管形成层的发生和活动
Forming & development of vascular cambium
一层细胞，壁薄，无气孔，具根毛
• 凯氏带(casparian strip)：内皮层细胞横向 壁和径向壁具有木质化和栓质化的带状结 构。
Vascular cylinder
初生维管组织
初生韧皮部：
初生木质部：
外始式发育。原生 木质部在外，后生 木质部在内。木质 部脊：二原型、三 原型、………多原 型。 蚕豆幼根中柱放大
地不容 山乌龟
Medicine
1.根的生理功能和经济利用 Effect of root
(1)吸收作用 Absorbing (2)固着和支持作用Anchoring (3)输导作用 Conducting (4)合成作用 Combination (5)储藏、繁殖作用 Storage ，Reproduction (6)食用、药用和化工原料 Edible，medicine，chemical engineering
了初步分化。
分生组织细胞的分裂方向：
切向分裂（平周分裂） 径向分裂（垂周分裂） 横向分裂
原表皮---表皮 基本分生组织-- 皮层 原形成层---维管柱
切向分裂
横向分裂
径向分裂
正在形成的输 导组织
伸长区 region of elongation
成熟区region
• The result is a cylinder of cambium encircling the primary xylem. The vascular cambium almost immediately begins producing xylem cells inward and phloem cells toward the outside of the root, in the process flattening the primary phloem against the more resistant endodermis. Differentiation of cork cambia in the pericycle adds other areas of cell division in the stele. The combination of periderm and vascular tissue production not only physically breaks the remaining cells of the cortex and epidermis, but the lignified and suberized new cell walls laid down by the cambia effectively isolate the outer tissues as well from their source of supplies in the interior of the root. Their death is inevitable.
维管形成层的发生和活动
Forming & development of vascular cambium
一层细胞，壁薄，无气孔，具根毛
• 凯氏带(casparian strip)：内皮层细胞横向 壁和径向壁具有木质化和栓质化的带状结 构。
Vascular cylinder
初生维管组织
初生韧皮部：
初生木质部：
外始式发育。原生 木质部在外，后生 木质部在内。木质 部脊：二原型、三 原型、………多原 型。 蚕豆幼根中柱放大
地不容 山乌龟
Medicine
1.根的生理功能和经济利用 Effect of root
(1)吸收作用 Absorbing (2)固着和支持作用Anchoring (3)输导作用 Conducting (4)合成作用 Combination (5)储藏、繁殖作用 Storage ，Reproduction (6)食用、药用和化工原料 Edible，medicine，chemical engineering
了初步分化。
分生组织细胞的分裂方向：
切向分裂（平周分裂） 径向分裂（垂周分裂） 横向分裂
原表皮---表皮 基本分生组织-- 皮层 原形成层---维管柱
切向分裂
横向分裂
径向分裂
正在形成的输 导组织
伸长区 region of elongation
成熟区region
• The result is a cylinder of cambium encircling the primary xylem. The vascular cambium almost immediately begins producing xylem cells inward and phloem cells toward the outside of the root, in the process flattening the primary phloem against the more resistant endodermis. Differentiation of cork cambia in the pericycle adds other areas of cell division in the stele. The combination of periderm and vascular tissue production not only physically breaks the remaining cells of the cortex and epidermis, but the lignified and suberized new cell walls laid down by the cambia effectively isolate the outer tissues as well from their source of supplies in the interior of the root. Their death is inevitable.
xx大学药用植物学4根ppt
不定根 不定根
黄芩——主根膨大（圆锥根）
三七——主根膨大（圆柱根）
何首乌块根
百部——不定根膨大（块根）
支持根
玉米的支持根
气生根
Epiphytes(附生植物) live on tree trunks or branches instead of taking root in the ground. They obtain nutrients from rainwater and moisture in the air.
C.活动特性：向地性、向湿性、背光性
D.形态特征：无节、节间之分，一般不生芽、叶、花 E.生理功能：吸附、输导、支持、固着、贮藏、繁殖、 生物合成 F.常用中药：人参、党参、三七、黄芪
人参
三七
一、根的形态
一般形态： 圆柱形或圆锥形， 有分枝，愈到顶端愈细， 形成复杂的根系。
二、根和根系的类型
根
根系
植物界中的分布 双子叶植物
主根(胚根) 主根系 定根 侧根(分枝)
裸子植物
纤维根 （直接或间接由胚根生长出来，有固定的生长部位） 不定根
须根系
单子叶植物 蕨类植物
（不是直接或间接由胚根生长出来，而是从茎、叶或 其它部位生长出来的，没有固定的生长部位）
三、 根的变态 1.什么是变态？ 植物体由于机能的改变所引起的器官结构和形态的变化。
4、成熟区（maturation zone）：位于伸长区的上方，细胞
分化成熟，并形成了各种初生组织。最大的特点是表皮的
一部分细胞的外壁向外突出形成众多根毛（root hair），
故也称根毛区。根毛的产生增加了根的吸收面积。
根的发育
原表皮层 原分生组织 根的起源 表皮
植物学5.1根
第二节 根的一般形态
三、根系在土壤中的生长和分布
举例说明：小麦的根可深入到约2米的土层；花 生于萌发后一个月，主根的长度已达50厘米左右， 侧根100-145条，最长的达45厘米，成熟植株的主根 长达2米；果树根系一般都超过其树冠范围2—5倍； 生长在沙壤土高墩上的12年红桔植株，树高4.20米， 树冠扩展范围的直径约为4米，而根系在土壤中的扩 展范围其直径约可达到9米，主根深达5.6米。
第四节 根的初生生长和初生结构
3.初生韧皮部(primary phloem)：初生韧皮部 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)。
可分为原生韧皮部(protophloem)和后生韧皮部 (metaphloem)，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。
4.薄壁细胞：在初生韧皮部与初生木质部之间 有几列薄壁细胞，其中有一层细胞可以形成维管形 成层的一部分。
第四节 根的初生生长和初生结构
皮层的最内方有一层形态结构和功能都较特殊的 细胞，称为内皮层(endodermis)。其细胞壁在径向 壁(radial wall)和横向壁(cross wall)上具有一条 木 化 栓 质 的 带 状 增 厚 ， 称 为 凯 氏 带 (casparian strip)。凯氏带加厚是由于木质素和栓质沉积于初 生壁中，并连续地横过胞间层。
一般来说，具有发达主根的直根系，分布在较深 的土层，属于深根性；须根系往往分布于较浅的土 层，属于浅根性。深耕改土，合理施肥，是为根系 发育创造良好条件的有效措施。
第四节 根的初生生长和初生结构
一、根的初生生长
根的初期生长是由根尖的顶端分生组织经过 分裂、生长、分化发展而来的，初生生长过程中 所产生的各种组织，都属于初生组织，它们组成 根的初生结构。
第四章、根
•根还具有储藏合成作用，至少有十余种氨基酸，以 及植物碱等有机物能在根内合成。此外，根还有食用、 药用和作工业原料。供食用的，如萝卜，胡萝卜；供
药用的，如人参、牡丹、大黄、党参、何首乌、甘草
等；甜菜可作制糖原料，甘薯可制淀粉。某些植物的 老根可雕制工艺美术品。
根的生理功能
1、固定与支持作用 2、吸收作用
发育来源：初生分生组织的原形成层。
组成：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，少数植物 还有髓。 。
（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。
根毛：由表皮细胞
外壁延伸而成，是根 的特有结构，一般呈 管状，角质层极薄， 不分枝，长约0.081.5mm，数目因植物种 类而异。如玉米的根 毛，每mm2约420根， 豌豆每平方毫米约230 根。寿命较短，一般 只有几天，最多10-20 天左右。
Cross section of the root showing the primary tissues
度通常为2一6毫米，外观较为透明洁白，可与生长点
相区别。 由于伸长区的细胞迅速同时伸长就成为根尖深入土 层的主要动力.
四、根毛区
又称为成熟区和吸收区 此区根表面产生大量根毛 是根中吸收能力最强的部位
根毛：是由根表皮细胞向外突出的顶端密闭的管 状结构 根毛特点：壁薄而胶粘，核位于前端，有效 吸收
根毛区特点：全长几毫米~几厘米，密被根毛、 面积增大，有效吸收水和无机盐
农业上常把胚根所形成的主根 和胚轴上生出的不定根（如禾本科作 物），统称种子根，也称初生根，而将
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32
Laser ablation of the quiescent center
A fusion of the SCARECROW promoter to GFP is used to visualize the re-appearance of quiescent center cells in the provascular domain from 3 days after ablation onward.
30
玉米根尖
原分生组织
31
A promoter-GFP fusion transgene highlights quiescent center cells in Arabidopsis roots.
➢In Arabidopsis the quiescent center (QC) consists of four cells and is surrounded by meristematic initials. ➢QC is responsible for emitting a signal to surrounding initial cells which prevents their premature differentiation (van den Berg et al., 1997). ➢How the QC forms and is maintained is not known.
根尖最前端 由薄壁细胞组成
保护 分泌粘液
脱落－补充－稳定
19
外层细胞 排列疏松
根冠与根向地性生长有关
20
根冠细胞内有平衡石-----造粉体
Root cap from Arabidopsis
21
Statolith Sedimentation Kinetics
22
Electron micrographs of root cap columella cells from Arabidopsis seedlings grown in a 1g control (A) and in microgravity (B) during spaceflight. The amyloplasts (arrows) in the 1g control are in the distal (“bottom”) part of the cell, and the gravity vector is toward the bottom of the figure. In contrast, the amyloplasts (arrows) in the microgravity sample are dispersed throughout the cytoplasm. N = nucleus.
51
许多表皮细胞向外突出形 成根毛，扩大了根的吸收面 积
52
2.皮层cortex 位于表皮之内维管 柱之外的多层薄壁细 胞，由基本分生组织 分化而来。 在初生根中占最大 比例。
53
➢皮层是水分和溶质从根毛到维管柱的横向输导途径。 ➢是贮藏营养物质和通气的部分。 ➢是根进行合成、分泌等作用的主要场所。
第四章 根 root
形态 初生构造 次生构造
侧根
Buttress roots
1
第一节 根的功能
Root’s functions Organ Anchors plant Absorbs minerals and water Stores organic nutrients
玉米: Prop roots
68
Cross-sectional leaf and root anatomy of salt cress, taken approximately 1 mm from the root tip. ep, Epidermis; c, cortex; e, endodermis; p, pericycle.
12
2. 须根系 主根生长缓慢或停止， 主要由不定根组成的 根系，称为须根系。 大多数单子叶植物根 系的特征。
13
14
15
第三节 根的初生生长与初生构造
根尖和根的初生生长 根的初生构造
16
• 1 根尖 root tip
总长约1～5cm.
17
成熟区
根
尖
的
分
伸长区
区
分生区
根冠
18
根冠 root cap
初生生长产生的各种组织，都属于初生 组织，它们组成根的初生结构。
位于根毛区，它由多种组织构成。
48
双子叶植物根的初生结构
表皮epidermis 皮层cortex 维管柱 vascular cylinder
49
双子叶植物根的初生构造（毛茛）
a b c
50
1.表皮epidermis 一层活细胞，由原表皮发育而来。 细胞排列紧密、整齐。 细胞壁薄，由纤维素和果胶质构成，水和溶 质可以自由通过。 外壁缺乏或仅有一薄层的角质膜，无气孔。
6
“Strangling” Aerial roots
7
第二节 根的形态
根root
1.定根
normal root
主根main root 侧根lateral root
2.不定根adventitious root
根系root system
直根系tap root system 须根系fibrous root system
38
39
表皮细胞 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
根毛
40
成熟的根毛长约0.5～10mm，直径5～17μm。 根毛的寿命一般为2～3周或更短
41
拟南芥根毛的发生
When epidermal cells border a single cortical cell, the homeotic gene GLABRA-2 is selectively expressed, and these cells will remain hairless. (The blue color in this light micrograph indicates cells in which GLABRA-2 is expressed.)
58
59
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
3 8 0 |6N0AT U R E | VO L 4 7 3 | 1 9 M AY 2 0 1 1
61
初期的凯氏带是由木质和 脂类物质组成，后期又加入 栓质，这几种物质的沉积连 续地穿过胞间层和初生壁。
位于凯氏带处的质膜较厚 而平滑，紧贴于凯氏带上
8
种子萌发时，胚根长成 主根。
主根
9
根产生的各级大小 分支，称为侧根.
10
由茎、叶、老根或胚轴 上产生的根，其发生位置 不固定------不定根
不定根
小麦主根及胚轴上产生的根
11
• 根系的类型
1.直根系 有明显而发达的主根， 主根上再生出各级侧根， 这种根系称为直根系。
裸子植物和绝大多数双 子叶植物根系。
69
Effects of salinity on the ultrastructural morphology of the Casparian strip of maize roots
The widths of the lignified region and the tightly adhering region of the plasma membrane were significantly larger under salt stress than in the controls
生
Ground meritem
组
织
原形成层
Procambium
（原分生组织）
28
小麦根尖: 示分生区
原形成层
基本分生组织 原表皮
原分生组织
29
根尖的原分生组织中心，有一群分裂活动很弱的 细胞群，形成了一个不活动的细胞区域，称为静止 中心(quiescent center)
Maize
In maize roots the QC can constitute upwards of 800-1200 cells, most of which spend an extended period of time (180-200 hours) in the G1 phase of the cell cycle.
33
• 伸长区 elongation zone 位于分生区的后方，细
胞分裂活动逐渐减弱，细胞 纵向伸长
细胞体积增大，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 观上较为透明，可与生长点 相区别。
34
根尖细胞的伸长
35
在伸长区的后端，相继 分化出原生韧皮部的筛管 和原生木质部的导管
42
20 µm 20微米
• 模式细胞有两两相对的 6个壁
即横向壁、径向壁和切 向壁各两个
43
细胞的分裂方向有三种
横向分裂
44
径向分裂 切向分裂
45
分生组织细胞的分裂方向： 切向分裂（平周ຫໍສະໝຸດ 裂） 径向分裂（垂周分裂） 横向分裂
46
47
• 2 根的初生构造
根的初生生长是由根尖的顶端分生组织 经过分裂、生长、分化发展而来，又称为 根的伸长生长。
2
Storage roots
(a) Prop roots
(b)
儲藏根
(d) Buttress roots
板根
3
红树:呼吸根
Pneumatophores
4
Prunella vulgaris夏枯草 用于无性繁殖
Laser ablation of the quiescent center
A fusion of the SCARECROW promoter to GFP is used to visualize the re-appearance of quiescent center cells in the provascular domain from 3 days after ablation onward.
30
玉米根尖
原分生组织
31
A promoter-GFP fusion transgene highlights quiescent center cells in Arabidopsis roots.
➢In Arabidopsis the quiescent center (QC) consists of four cells and is surrounded by meristematic initials. ➢QC is responsible for emitting a signal to surrounding initial cells which prevents their premature differentiation (van den Berg et al., 1997). ➢How the QC forms and is maintained is not known.
根尖最前端 由薄壁细胞组成
保护 分泌粘液
脱落－补充－稳定
19
外层细胞 排列疏松
根冠与根向地性生长有关
20
根冠细胞内有平衡石-----造粉体
Root cap from Arabidopsis
21
Statolith Sedimentation Kinetics
22
Electron micrographs of root cap columella cells from Arabidopsis seedlings grown in a 1g control (A) and in microgravity (B) during spaceflight. The amyloplasts (arrows) in the 1g control are in the distal (“bottom”) part of the cell, and the gravity vector is toward the bottom of the figure. In contrast, the amyloplasts (arrows) in the microgravity sample are dispersed throughout the cytoplasm. N = nucleus.
51
许多表皮细胞向外突出形 成根毛，扩大了根的吸收面 积
52
2.皮层cortex 位于表皮之内维管 柱之外的多层薄壁细 胞，由基本分生组织 分化而来。 在初生根中占最大 比例。
53
➢皮层是水分和溶质从根毛到维管柱的横向输导途径。 ➢是贮藏营养物质和通气的部分。 ➢是根进行合成、分泌等作用的主要场所。
第四章 根 root
形态 初生构造 次生构造
侧根
Buttress roots
1
第一节 根的功能
Root’s functions Organ Anchors plant Absorbs minerals and water Stores organic nutrients
玉米: Prop roots
68
Cross-sectional leaf and root anatomy of salt cress, taken approximately 1 mm from the root tip. ep, Epidermis; c, cortex; e, endodermis; p, pericycle.
12
2. 须根系 主根生长缓慢或停止， 主要由不定根组成的 根系，称为须根系。 大多数单子叶植物根 系的特征。
13
14
15
第三节 根的初生生长与初生构造
根尖和根的初生生长 根的初生构造
16
• 1 根尖 root tip
总长约1～5cm.
17
成熟区
根
尖
的
分
伸长区
区
分生区
根冠
18
根冠 root cap
初生生长产生的各种组织，都属于初生 组织，它们组成根的初生结构。
位于根毛区，它由多种组织构成。
48
双子叶植物根的初生结构
表皮epidermis 皮层cortex 维管柱 vascular cylinder
49
双子叶植物根的初生构造（毛茛）
a b c
50
1.表皮epidermis 一层活细胞，由原表皮发育而来。 细胞排列紧密、整齐。 细胞壁薄，由纤维素和果胶质构成，水和溶 质可以自由通过。 外壁缺乏或仅有一薄层的角质膜，无气孔。
6
“Strangling” Aerial roots
7
第二节 根的形态
根root
1.定根
normal root
主根main root 侧根lateral root
2.不定根adventitious root
根系root system
直根系tap root system 须根系fibrous root system
38
39
表皮细胞 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
根毛
40
成熟的根毛长约0.5～10mm，直径5～17μm。 根毛的寿命一般为2～3周或更短
41
拟南芥根毛的发生
When epidermal cells border a single cortical cell, the homeotic gene GLABRA-2 is selectively expressed, and these cells will remain hairless. (The blue color in this light micrograph indicates cells in which GLABRA-2 is expressed.)
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59
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
3 8 0 |6N0AT U R E | VO L 4 7 3 | 1 9 M AY 2 0 1 1
61
初期的凯氏带是由木质和 脂类物质组成，后期又加入 栓质，这几种物质的沉积连 续地穿过胞间层和初生壁。
位于凯氏带处的质膜较厚 而平滑，紧贴于凯氏带上
8
种子萌发时，胚根长成 主根。
主根
9
根产生的各级大小 分支，称为侧根.
10
由茎、叶、老根或胚轴 上产生的根，其发生位置 不固定------不定根
不定根
小麦主根及胚轴上产生的根
11
• 根系的类型
1.直根系 有明显而发达的主根， 主根上再生出各级侧根， 这种根系称为直根系。
裸子植物和绝大多数双 子叶植物根系。
69
Effects of salinity on the ultrastructural morphology of the Casparian strip of maize roots
The widths of the lignified region and the tightly adhering region of the plasma membrane were significantly larger under salt stress than in the controls
生
Ground meritem
组
织
原形成层
Procambium
（原分生组织）
28
小麦根尖: 示分生区
原形成层
基本分生组织 原表皮
原分生组织
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根尖的原分生组织中心，有一群分裂活动很弱的 细胞群，形成了一个不活动的细胞区域，称为静止 中心(quiescent center)
Maize
In maize roots the QC can constitute upwards of 800-1200 cells, most of which spend an extended period of time (180-200 hours) in the G1 phase of the cell cycle.
33
• 伸长区 elongation zone 位于分生区的后方，细
胞分裂活动逐渐减弱，细胞 纵向伸长
细胞体积增大，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 观上较为透明，可与生长点 相区别。
34
根尖细胞的伸长
35
在伸长区的后端，相继 分化出原生韧皮部的筛管 和原生木质部的导管
42
20 µm 20微米
• 模式细胞有两两相对的 6个壁
即横向壁、径向壁和切 向壁各两个
43
细胞的分裂方向有三种
横向分裂
44
径向分裂 切向分裂
45
分生组织细胞的分裂方向： 切向分裂（平周ຫໍສະໝຸດ 裂） 径向分裂（垂周分裂） 横向分裂
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• 2 根的初生构造
根的初生生长是由根尖的顶端分生组织 经过分裂、生长、分化发展而来，又称为 根的伸长生长。
2
Storage roots
(a) Prop roots
(b)
儲藏根
(d) Buttress roots
板根
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红树:呼吸根
Pneumatophores
4
Prunella vulgaris夏枯草 用于无性繁殖