植物学解剖部分1 (4)

•
原表皮是最外一层细胞；细 胞为扁平的长方形，将来分化为 根的表皮；基本分生组织细胞较 大，呈短圆筒形，将来进一步分 化成根的基本组织；原形成层位 于中央，细胞为长梭形，直径较 小，密集成束；将来分化成根的 维管组织。
生长点（分生区）
根和茎的顶端相当于顶端分生组 织的部分。习惯上以此名表示根和茎 顶生长旺盛的部分。生长点的细胞一 般排列紧密，细胞核大，细胞质浓厚， 具很强的分裂能力，能不断增生新细 胞，使根、茎不断伸长。 • 根的生长点为根冠所覆盖。茎的 生长点有叶原基和幼叶保护着，往往 呈锥形，故又名“生长锥”。
顶端分生组织
维管柱原始细胞层------维管柱 皮层原始细胞层---------皮层+表皮 根冠原始细胞层---------根冠 维管柱原始细胞层------维管柱 皮层原始细胞层---------皮层 根冠原始细胞层---------根冠 +表皮
1、各部分起源于三个 独立的原始细胞层。 有两种类型。
•
•
伸长区
由分生区向上发育，细胞分裂活动 愈来愈弱而开始伸长和分化，逐渐转变 为伸长区。伸长区前段的大多数细胞都 具有分裂能力，愈向后，细胞分裂的次 数愈少，而细胞伸长迅速，细胞质成一 薄层位于细胞的边缘部分，液泡明显。 到伸长区后段，细胞分裂已经停止。伸 长区的长度通常为2一6毫米，外观较为 透明洁白，可与生长点相区别。
植物学 第三章 种子植物的营养器官
植物的根、茎、叶三 种器官，担负着植物营养 生长，这一类器官统称为 营养器官 。
根第 三 章 第 一 节
教材内容
第三章 种子植物的营养器官 第一节 根 一、根的生理功能和经济利用 二、根和根系的类型 三、根的发育 四、根的初生结构 五、侧根的形成 六、根的次生生长和次生结构 七、根瘤和菌根
根
•
冠
位于根尖前端的一种保护结构。形状如冠， 具有保护根尖生长点不受土壤摩擦、损伤的作 用。 • 根冠由多层松散排列的薄壁细胞组成。当 根端向土壤深处生长时，根冠的薄壁细胞不断 受到磨损和脱落，同时新的根冠细胞又不断地 从顶端分生组织产生，使其补充而仍旧保持原 状。另外，根冠外层细胞壁高度粘液化，往往 可以减少根与土壤颗粒之间的摩擦。根冠还是 控制根部向地性的一种组织，是感受重力的部 位。
• • • •
植物学 第三章 种子植物的营养器官
第一节
一、根的生理功能
1、吸收作用——为根的主要功能
根
2、固着与支持作用
3、输导作用 4、合成功能 5、储藏与繁殖
•
根是植物在长期适应陆地生活过程 中形成的器官。它的主要生理作用是吸 收作用，即吸收土壤中的水分、二氧化 碳和溶解于水中的无机盐。 • 根的另一个功能是固着和支持作用。 可以想象，庞大的地上部分，加上风、 雨、冰、雪的袭击，植物如没有反复分 支、深入土壤的庞大根系，以及根内牢 固的机械组织和维管组织的共同作用， 高大的树木是决不能巍然屹立的。
• •
根毛区
根毛区位于伸长区之上，随植 物种类和环境条件不同，长度从几 毫米到几厘米。根毛区表面密生根 毛，增大了根的面积，根毛区是根 部吸收水分和无机盐的主要部分， 所以又称吸收区。根毛区内部的细 胞已停止伸长，并多已分化成熟而 成为各种成熟组织，故亦称为成熟 区。
• 根毛区（成熟区）
根尖的一个组成部分。它是吸 收水分和无机盐最活跃的部位。 • 根毛区的表皮细胞向外突出形成 根毛。随着根毛的脱落，根尖的生 长，在新的部位又形成根毛，因此 在根尖始终保持有一个根毛区，而 原有的根毛区则成为根的成熟部分 了。
•
根的向水生长
根的向地生长
蚕豆根尖的伸长
根的发育
顶端分生组织 • 种子萌发后，胚根的顶端分生组织 中的细胞经过分裂、生长、分化，形成 了主根。主根生长时，顶端分生组织具 有一定的组成，但这个组成，在不同类 群的植物中是不同的。要了解根的组织 系统的起源和演化，就得研究顶端分生 组织结构在不同类群植物中的差异。侧 根和不定根中顶端分生组织中细胞的排 列与主根相似。
•
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。
植物学 第三章 种子植物的营养器官
细胞分裂速率（h/次）
不活动中心 根冠原始细胞 不活动中心近处维管柱 不活动中心远处维管柱 玉米 174 12 28 29 蚕豆 292 44 37 26 白芥菜 520 35 32 25
大根－－不活动中心大；小根－－不活动中心小。 受伤、去根冠、休眠恢复等情况：不活动中心分裂加快。
•
根的结构与发展
从着生根毛处的上限到顶端的 一段，称为根尖。 可分为 根冠 分生区 伸长区 根毛区
• • • • • •
•
•
• • •
• 根尖 根的顶端部分。一般可分为4部分：根冠、 生长点、伸长区和根毛区。 根冠包围在生长点的外面，属保护组织。水生 植物的根多数不具根冠。 生长点属分生组织，具分裂能力。 生长点以上为伸长区，是根的延伸部位，长约 几毫米。 伸长区以上为根毛区，此部密生根毛，数目很 多，可增加根的吸收面积，根尖部分生长极为 旺盛。根的伸长及发育，以及水分和无机盐的 吸收，都是在根尖里进行的。
•
在根的顶端组织的研究中，包括根的正常发育、 各种手术处理，以及DNA合成的标记示踪等各项 研究，发现一个普遍存在的现象，即在根最远端的 一群原始细胞（中柱原和皮层原的原始细胞）不 常分裂，大小变化很小，合成核酸和蛋白质的速 率也很低，组成一个区域，称为不活动中心或称静 止中心。不活动中心并不包括根冠原始细胞。在根 以后的生长中，旺盛的有丝分裂活动不是我们一般 想像中在此中心进行，而却是在这中心以外的部分 进行。据观察，玉米根冠原始细胞的细胞分裂速率 是每12小时分裂一次，而它的不活动中心是174小 时分裂一次。
•
种子植物中，根的顶端分生组织， 在结构上有两种主要类型： • 第一种类型是成熟根中的各区，如 维管柱、皮层和根冠，都可追溯到顶端 分生组织中的各自独立的三个细胞层， 也就是说，维管柱、皮层和根冠都有各 自的原始细胞，而表皮却是从皮层的最 外层分化出来的，或者表皮和根冠的细 胞有着共同的起源，也就是起源于同一 群原始细胞。
第一节
一、根的生理功能
二、根和根系的类型 （一）主根、侧根和不定根
根
•
•
根与根系的类型
根据发生的部位不同，根可分为 定根 不定根 主根 侧根 直根系 根系 须根系
• • • • • •
根
•
系
一株植物全部根的总称。根系有直根系和 须根系两大类。根系在土壤中伸展的范围及根 量的多少，与植物种类和外界环境，如土壤的 结构、通气状况、水分的含量等有关。一般直 根系入土较深，如大多数的木本植物，其主根 深达10～20米，某些生长在干旱沙漠的植物， 如骆驼刺的根系可伸入土层达20米左右。单子 植物的须根系则入土较浅，如禾本科植物的根 系入土一般仅有20～30厘米。在农业生产上， 常利用控制水、肥及光照强度来调整作物的根 系，以达到丰产的目的。
•
第二种类型，是所有各区，或者至少是皮 层和根冠，都是集中在一群横向排列的细胞中， 和第一种类型具三个原始细胞层不同，它们是 具有共同的原始细胞，这种类型在系统发育上 较为原始。 • 什么是原始细胞？它们是组成分生组织中 的某些细胞，通过分裂，不断地产生一些细胞， 加入到植物体中成为新的体细胞，同时又不断 地产生另一些细胞，仍保留在分生组织中。这 些经过不断更新始终保留在分生组织中具分生 能力的细胞，就称为原始细胞。所以组成根的 其他所有细胞都是由原始细胞产生的。
根冠为薄壁细胞组 成的帽状结构。 多数植物根冠细胞 内含淀粉体（造粉 体）。一般认为这 些淀粉体与根的向 地性有关。 此外，根冠的外层 细胞可分泌粘液使 根尖易于在土壤颗 粒间推进，减少阻 力，并保护幼嫩的 生长点不受擦伤。
根尖纵、横切面
•
分生区位于根冠的内侧，全长约 1-2毫 米。此区是分裂产生新细胞的主要地区， 又称生长点。分生区产生的新细胞，一部 分补充根冠因摩擦而脱落的细胞；而大部 分经过细胞的生长和分化；逐渐形成根的 各种组织。此区是根端的顶端分生组织， 细胞具有顶端分生组织的特点。 • 种子植物根尖分生区的最前端为原分 生组织的原始细胞，由原始细胞分化出分 生区稍后部的原表皮、基本分生组织和原 形成层三种初生分生组织，再进一步分化 成初生的成熟组织。
2、各部分起源于共同 的原始细胞；或至少皮层和根冠 有共同的 来源。 原始细胞：在植物的分生组织中，一些经过不断更新始终 保留在分生组织中具有分生能力的细胞称为原 始细胞。
不活动中心：在根本体最远端的一群原始细胞（中柱 原和皮层原的原始细胞）不常分裂，大小变化很小，合 成 核酸和蛋白质的速率也很低，组成一个区域。
•
伸长区基本上属于初生分生组 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。 • 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。
•
原形成层生长时受土壤阻力 很大，伸长区太长；遇到阻力容 易弯曲，这样就会减少向土壤中 钻入的力量。伸长区中许多细胞 同时迅速伸长生长所产生的伸长 力量的总和，就成为根尖深入土 层的主要推动力。
须根系
•
主根不发达，早期停止生长或 枯萎，由茎基部节上产生大量的不 定根，这些不定根继续发育，形成 分枝，整个根系形如须状，这种根 系称为须根系。一般的单子叶植物， 如大麦、小麦、水稻、燕麦、蒜、 葱等，其根系均属须根系。须根系 入土较直根系浅。
பைடு நூலகம்
•
主根，有时也称直根或初生根。主 根生长达到一定长度，在一定部位上侧 向地从内部生出许多支根，称为侧根。 侧根和主根往往形成一定角度，侧根达 到一定长度时，又能生出新的侧根。因 此，从主根上生出的侧根，可称为一级 侧根（或支根），或次生根；一级侧根 上生出的侧根，为二级侧根或三生根， 以此类推。在主根和主根所产生的侧根 以外的部分，如茎、叶、老根或胚轴上 生出的根，统称不定根。
•
分生区包括原分生 组织和初生分生组织
原分生组织：由原始细胞及其最初衍生的细胞构成，分 化少。
初生分生组织：由原分生组织衍生的细胞组成，细胞出 现了初步分化。
原表皮---------表皮 基本分生组织----皮 层 原形成层-------维管 柱
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
• 1.定根和直根系 • 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 或直根。 根产生的各级分支称侧根。主根和侧根 合称为定根。由发达的主根和各级侧根 组成的根系为直根系。 • 2.不定根和须根系 • 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。
•
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 茎基部节上的不定根也称为 次生根，与植物学上常用名 词有别，应加注意。
•
•
根系在土壤中的生长与分布
根系在土壤中的分布状态和发 展程度直接关系着地上部分的生长 发育。所有植物地上部分必需的水 分和矿质养料几乎完全依赖根系供 给。枝叶的发展和根系发展必须保 持一定的平衡。事实上，植物根系 的发展远远大于地上部分的发展， 一般植物根系和土壤接触的总面积， 常超过茎叶面积的6-16倍。
• 直根系 • 主根发达、明显，极易与侧根相区 别，由这种主根及其各级侧根组成的根 系，称为直根系。大多数的裸子植物和 双子叶植物的根系，属直根系。如双子 叶植物棉、蒲公英、大豆、番茄、桃等。 一般直根系入土较深，其侧根在土壤中 的伸延范围也较广，如木本植物的根系 其伸延直径可达10～18米，常超过树冠 的好几倍；草本植物如南瓜，其伸延直 径达6～8米。