第三章(第一节) 根

3. 伸长区 (elongation zone) 部 位：是分生区向成熟区过度的部位。 特 征：细胞普遍伸长，出现明显液泡。 细胞活动：细胞分裂 细胞分化。
属于初生分生组织，但向着根毛区方向分 裂活动愈来愈弱。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。 作用：根入土的动力
2. 分生区 (meristematic zone)
位置：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。
组 成：前端为原分生组织；后面为初生分生组织。
初生分生组织由原分生组织分裂而来。
细胞特点：
第一层： 原形成层（中柱源）
原分生组织
基本分生组织
（分层三层） 第二层： 原表皮（单子叶）
射线
增 粗
中柱鞘细胞
分裂 外 次生韧皮部。
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。
维管形成层形成的次生结构特点 1.次生维管组织中，次生木质部居内，次生
韧皮部居外，相对排列 2.形成层每年向内、外增生新的维管组织，
内皮层：皮层最内方的一层细胞，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栓化加厚 区域，称为凯氏带。使根的吸收有选择性
加厚方式：2个横向壁和2个径向壁）
皮层薄壁细胞：内外皮层之间的薄壁细胞
作用：横向运输。（点击观看动画）
成分：木质和栓质沉积而成 作用：
中柱 中柱是皮层以内的中轴部分，由原形成
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二、 根的形态 1.根的类型
定 根：主根、侧根 不定根：由茎、叶、老 根、胚状体产生的根
2、根系类型 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 3、根的生长特性 土壤条件：好生长旺 盛，发达。 植物特性：直根系， 须根系。
三、根的结构
根压吸水。
2、影响水分吸收的因素 土壤中可利用水分：土壤溶液与根内的水
势差。水分存在的形态。
土壤通气状况：缺O2根呼吸能力下降， 使根压下降；无O2 呼吸会产生酒精，使 根中毒。
土壤温度：温度低呼吸弱，影响生理活动， 影响主动吸水；温度低，水的粘性增强， 扩散速度降低。
（二）、根对矿质元素的吸收
(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。
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
中柱鞘 初生木质部
初生韧皮部 薄壁细胞
第三层： 根冠源 原表皮（双子叶）
作 用：产生新细胞，使根身长。
玉米根纵切
烟草根纵切
不活动中心 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)。 作用：是根尖合成激素 或储备分生组织的场所。
般为0.1-0.2Mpa。 这种动力与植物生理活动有关，属主动吸收。 伤流：植物茎被切断后从伤口流出的液体。成分为
水分、盐和糖份。 吐水：在根压的作用下从水孔流出的水分。 蒸腾拉力：叶面大量蒸腾水分，水分由下而上运动
向上产生的拉力。是被动吸收过程。 植物平时主要是被动吸收，叶小时无蒸腾拉力，靠
横向壁、径向壁和切向壁
横向分裂(transverse division) 径向分裂(radial division)
垂周分裂
（垂周分裂）
切向分裂(tangential division)（平周分裂）
（ 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。
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。 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, 作用：可产生侧根、木栓形成层和维管形 成层等部分
（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。
排列：在横切面上呈辐射状，
或成束分布。
外始式：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。
（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，其发育方式也是外始式。 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，所以我们将它们称为维 管组织。
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。
② 维管形成层的发生（来源）
③ 维管形成层的活动
维管形成层的发生和活动(动画演示)
来源
活动
产生组织结构 活动结果
初生木质部外
次生木质部
凹处与初生韧
皮部内侧
形成层环 平周
内
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； 作用: 根的吸收部位。
细胞分裂方向 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
பைடு நூலகம்
1、吸收部位和过程 吸收部位：根毛区。 吸收过程：
正负离
土壤中的水分 子交换根的表面
共质体、质外体
胞间运输维管柱
主动吸收
皮层 被动吸收
扩散、 内吞跨膜
(动画演示)。
共质体运输:是指经过胞间连丝从原生质体到
原生质体间的运输。
质外体运输:是指经过细胞壁间的运输。
胞间运输:是指通过液泡使水分从一个细胞转
表皮细胞与角质膜均薄，
有根毛，以扩大吸收面积， 对幼根来说，表皮的吸收 作用显然比保护作用更重 要，所以根表皮是一种薄 壁的吸收组织。
无气孔。
皮层
位置： 皮层位于表皮与中柱之间,
来源：它是由基本分生组织发育而来的多层薄壁组 织细胞组成,
外皮层：皮层最外一层或数层细胞形状较小，排列 紧密，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。
比较：
双子叶植物
单子叶植物
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内皮层
具凯氏带
五面细胞壁增厚
———————————————————————————
次生生长
木质部与韧皮部之 木质部与韧皮部之
间有薄壁细胞，
间无薄壁细胞，
能进行次生生长
不能进行次生生长
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运到另一个细胞的方式。
２、吸收特点 矿质元素与水分相对吸收。虽然元素是溶解在水 中才能吸收，二者不成正比关系，因为有些元素是 主动吸收，有载体参与；有选择吸收；拮抗作用， 一种离子能减少某种离子的毒害作用，促进某些离 子的吸收。 ３、影响矿质元素吸收的外界因素 温度， 土壤通气状况， 介质ＰＨ值， 离子间相互作用
初生组织(primary tissue)：初生生长 过程中产生的各种成熟组织。
（视频讲解）
1、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。
表皮 根的初生结构 皮层
中柱
双子叶植物根的初生结构
表皮
来源：由原表皮发育而来
特征：常由一层细胞，细 胞长轴与根纵轴平行。
2、禾本科(单子叶)植物根的初生结构
禾本科植物的根同样也可分为表皮、皮层和 中柱三个部分，但与双子叶植物的根相比有以 下不同的特点,特别是不产生形成层，没有次生 生长和次生结构。 内皮层的绝大部分细胞径向壁、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 （视频讲解）
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,向内产生三生木质部，向外产 生三生韧皮部。在三生韧皮部的薄壁细胞的外侧形成 新一轮的副形成层，再形成三生结构，使根不断增粗。
四、根对水分和矿质元素的吸收
（一）、根对水分的吸收 1、动力：根压和蒸腾拉力 根压：根系生理话动使液流上升的压力称根压。一
中柱鞘细胞
内
木栓形成层平周
分裂 外
栓内层（活） 周皮
木栓层（死）
木栓形成层切片图
（五）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。
甘薯块根在次生导管周围形成副形成层，副形成层 （accessory cambium）活动时，向内产生三生木 质部，向外产生三生韧皮部。
使根的直径不断增大 3.次生结构中以次生木质部为主，而次生韧
皮部所占比例较小
双子叶植物根的次生生长和次生结构
（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。
木栓形成层的发生及活动
原生木质部 （外始式）
后生木质部 原生韧皮部
（外始式） 后生韧皮部
根初生结构的特点:
•表皮特化产生根毛; •内皮层特异性的加厚，形成凯氏带; •中 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。
木质部辐射角
少于 6 个
多原型（ 6 个以上）
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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。
侧根发生过程 侧根的起源母根中一定部位的中柱鞘细胞。 属于内起源, 中柱鞘细胞—平—周分—裂 —形成侧根原基—进行—垂周—，
第三章 植物器官的 形态结构、发育与生 理功能
器官:在植物体上,由多种组织构成,在外形上 有显著形态特征和特定生理功能、易于区别的 部分称为器官(organ)。
根
营养器官 茎
叶
植物器官
花
生殖器官 果实
种子
第一节 根的结构、发育与生理功能 第二节 叶的结构、发育与生理功能 第三节 茎的结构、发育与生理功能 第四节 植物的生殖
（一）根尖分区 根尖指根的尖端长
1-5cm的部位。 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。
根尖的结构（分区） 根冠 原表皮 分生区 基本分生组织 原形成层 伸长区 成熟区（根毛区）
（视频讲解）
表皮 皮层
中柱
1. 根冠 (root cap)
位置：根的尖端 形态：一般为圆锥形 细胞特点：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； 根冠中淀粉体的作用：平衡 石的作用，使根垂直生长。
第一节 根的结构、发育与生理功能
内容提要 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
一、根的生理功能
1.固定作用： 2.吸收作用：土壤中的水和溶解在水中
的无机营养物； 3.储藏作用：变态根； 4.繁殖作用：利用不定芽进行繁殖； 5.合成作用：某些氨基酸和植物碱的合成； 6.分泌作用：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。
平周分裂
分化为生长点和根冠—穿过—皮层表皮——侧根
侧根的发生
侧根的产生
侧根的发生位置与不同类型根的关系示意图
二原型
三原型
四原型 多原型根
（四）根的次生结构
1. 双子叶植物根的次生生长和次生结构
（1）. 维管形成层的发生和活动
① 次生生长与次生结构
大多数双子叶植物的根在完成初生生长、形成 初生结构之后，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。