植物学第四章根

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水分经过内皮层时只能进行共质体运输
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3.维管柱 3.维管柱
又称中柱，为内皮层以内的柱状部分， 又称中柱，为内皮层以内的柱状部分， 由原形成层分化而来。 由原形成层分化而来。 包括中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄 包括中柱鞘、初生木质部、 壁组织四部分。 壁组织四部分。
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内皮层
初生木质部
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， 原分生组织：由原始细胞及其最初衍生的细胞构成，分 化少。 化少。 初生分生组织：由原分生组织衍生的细胞组成， 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。 现了初步分化。
原表皮－－－－－－表皮 原表皮－－－－－－表皮 －－－－－－ 基本分生组织－－－ －－－皮层 基本分生组织－－－皮层 原形成层－－－－ －－－－维管柱 原形成层－－－－维管柱
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皮层是水分和溶质从根毛到维管柱的横向 输导途径， 输导途径， 又是贮藏营养物质和通气的部分， 又是贮藏营养物质和通气的部分， 一些水生和湿生植物还在皮层中发育出气 通气道等。 腔、通气道等。 另外，皮层还是根进行合成、 另外，皮层还是根进行合成、分泌等作用 的主要场所。 的主要场所。
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• 皮层中靠近表皮的一至数层细胞较小， 皮层中靠近表皮的一至数层细胞较小， 排列紧密，称为外皮层 排列紧密，称为外皮层 • 在根发育后期常形成栓化的厚壁组织， 在根发育后期常形成栓化的厚壁组织， 替代表皮行保护作用
不定根
小麦主根及胚轴上产生的根 20
玉米:支柱根 玉米 支柱根
红树:呼吸根 红树 呼吸根
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Prunella vulgaris
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用于无性繁殖
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• 根系的类型
1.直根系 1.直根系 有明显而发达的主根， 有明显而发达的主根， 主根上再生出各级侧根， 主根上再生出各级侧根， 这种根系称为直根系。 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。 叶植物根系。
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双子叶植物根的初生构造（毛茛） 双子叶植物根的初生构造（毛茛）
A B
外始式发育使初生木质部整体呈辐射状， 外始式发育使初生木质部整体呈辐射状，尖端 的原生木质部导管与中柱鞘相接， 的原生木质部导管与中柱鞘相接，利于从皮层 输入的溶液迅速进入导管运向地上部分。 输入的溶液迅速进入导管运向地上部分。 76
原生木质部束数因植物而 异，双子叶植物一般为 分别称为二原型 二原型、 2 ～ 6 束 ， 分别称为 二原型 、 三原型、四原型…… 三原型、四原型……
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(3)初生韧皮部
位于初生木质部辐射角之间， 位于初生木质部辐射角之间 ， 束数与初生木 质部相同。 质部相同。 发育方式与初生木质部一样 ， 为外始式， 发育方式 与初生木质部一样， 也 为外始式 ， 与初生木质部一样 即原生韧皮部在外， 即原生韧皮部在外，后生韧皮部在内 原生韧皮部通常缺少伴胞， 原生韧皮部通常缺少伴胞 ， 而后生韧皮部主 要由筛管与伴胞组成。 要由筛管与伴胞组成。
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分生区
是位于根冠内方的顶端分 是位于根冠内方的顶端分 生组织,是分裂产生新细胞的部位。 生组织,是分裂产生新细胞的部位。
分裂的细胞－－－ 分裂的细胞－－－ 1少部分补充到根冠，以补偿根冠因受损伤 少部分补充到根冠， 而脱落的细胞； 而脱落的细胞； 2向后衍生的细胞进一步伸长、分化，转变 向后衍生的细胞进一步伸长、分化， 为伸长区 3同时，仍有一部分分生细胞保持分生区的 同时， 体积和功能。 体积和功能。 31
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2. 须根系
主根生长缓慢或停止， 主根生长缓慢或停止，主 要由不定根组成的根系， 要由不定根组成的根系， 称为须根系。 称为须根系。 大多数单子叶植物根系的 特征。 特征。
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第三节 根的初生生长与初生构造
• 根尖和根的初生生长 根尖和根的初生生长 • 根的初生构造
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•1
根尖
• 从着生根毛处的 上限到顶端的一 称为根尖, 段，称为根尖, 总长约1 总长约1～5cm.
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根毛区
根毛区由伸长区细胞进一 步分化形成。 步分化形成。 该区的细胞停止伸长， 该区的细胞停止伸长 ， 已 分化为各种成熟组织， 分化为各种成熟组织 ， 亦称为成熟区。 故亦称为成熟区。 根毛的存在大大增加了吸 收表面， 收表面 ， 显然该区是根 部行使吸收作用的主要 部位。 部位。
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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， 长约0.5～10mm， 0.5 直径5 17μm。 直径5～17μm。 根毛的寿命一般为 2～3周或更短
1.定根 定根 主根： 主根： 侧根： 侧根： 2.不定根 不定根
• 根的类型
• 根系的类型
直根系 须根系
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种子萌发时， 种子萌发时，胚根长 成主根。 成主根。 主根
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根产生的各级大 小分支， 小分支，称为侧 根。
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由茎、 由茎、叶、老根或 胚轴上产生的根， 胚轴上产生的根， 其发生位置不固定其发生位置不固定-----不定根 -----不定根
皮层
初生韧皮 部
中柱鞘 薄壁组织
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(1)中柱鞘 (1)中柱鞘
中柱的最外部，与内皮层毗连，由一或数层薄 中柱的最外部，与内皮层毗连，由一或数层薄 细胞组成。 壁细胞组成。 有潜在分裂能力，能分裂分化形成侧根、 有潜在分裂能力，能分裂分化形成侧根、不定 侧根 不定芽、部分维管形成层和木栓形成层 根、不定芽、部分维管形成层和木栓形成层 等。
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根皮层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。 殊的细胞，称为内皮层。
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凯氏带: 凯氏带:双子叶植物根的内皮层细胞的径向壁 和上下横壁有带状的木质化和栓质化加厚 区域，称为凯氏带。 区域，称为凯氏带。
凯氏带
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在横切面上， 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。 呈点状，叫凯氏点。
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根 尖 的 分 区
成熟区
伸长区
分生区 根冠
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根冠
是位于根尖最 前端的由薄壁细胞 前端的由薄壁细胞 组成的帽状结构 的帽状结构， 组成的帽状结构， 保护着被其包围的 分生区。 分生区。 分泌粘液 脱落－补充－ 脱落－补充－稳定 外层细胞 排列疏松
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根冠与根生长时的向地性有关
根冠细胞内有平衡石 -----造粉体 造粉体。 -----造粉体。
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初期的凯氏带是由木质和 脂类物质组成， 脂类物质组成，后期又加 入栓质， 入栓质，这几种物质的沉 积连续地穿过胞间层和初 生壁。 生壁。 位于凯氏带处的质膜较厚 而平滑，紧贴于凯氏带上。 而平滑，紧贴于凯氏带上。
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细胞膜 空隙 质壁分离时亦不分开。 质壁分离时亦不分开。
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质壁分离 的凯氏带 （点）
初 生 木 质 部
原生木质部－ 外方， 先分化成熟， 原生木质部 － 外方 ， 先分化成熟 ， 具管腔较小的环纹和螺纹导管。 具管腔较小的环纹和螺纹导管。 后生木质部－ 内方， 较晚分化成熟， 后生木质部 － 内方 ， 较晚分化成熟 ， 管腔较大的梯纹、 管腔较大的梯纹 、 网纹和孔纹导 管。
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原生木质部 后生木质部 后生木质部 原生木质部
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内皮层
初生木质部
皮层
初生韧皮部
中柱鞘 薄壁组织
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(2)初生木质部 (2)初生木质部
在中柱鞘内方， 在中柱鞘内方，呈束状与初生韧皮部束相 间排列。 间排列。 主要细胞成分是导管。 主要细胞成分是导管。
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初生木质部
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根初生木质部在分化过程中是由外向内呈向心 根初生木质部在分化过程中是由外向内呈向心 式逐渐成熟的，这种分化方式称为外始式 外始式。 式逐渐成熟的，这种分化方式称为外始式。
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玉米
原分生组织
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伸长区
伸长区位于分生区的后方， 伸长区位于分生区的后方 ， 其细胞分裂 活动逐渐减弱，细胞纵向伸长， 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， 质成一薄层位于细胞的边缘部位 ， 因 此外观上较为透明， 此外观上较为透明 ， 可与生长点相区 别。
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初 生 分 生 组 织
原表皮层 Protoderm
基本分生组织 Ground meritem
原 层 Procambium
原分生组织
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小麦根尖: 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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在有些植物根尖的原分生组织中心， 在有些植物根尖的原分生组织中心，有一群分裂 活动甚弱的细胞群， DNA和RNA及蛋白质的含 活动甚弱的细胞群，其DNA和RNA及蛋白质的含 量都较低，线粒体、内质网、高尔基体等细胞 量都较低，线粒体、内质网、 器也较少，形成了一个不活动的细胞区域， 器也较少，形成了一个不活动的细胞区域，该 区域被称为静止中心(quiescent center) 。 区域被称为静止中心 静止中心(quiescent
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在伸长区的后端， 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。 管和原生木质部的导管 。
此区是初生分生组织向 成熟区初生结构的过渡 区。
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根的伸长是分生区细胞的分裂、 根的伸长是分生区细胞的分裂、增 大和伸长区细胞的延伸共同活动的结果， 大和伸长区细胞的延伸共同活动的结果， 特别是伸长区细胞的伸长， 特别是伸长区细胞的伸长，使根尖不断向 土壤深处推进，使根不断转移到新的环境， 土壤深处推进，使根不断转移到新的环境， 吸取更多的营养物质。 吸取更多的营养物质。
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共质体运输和质外体运输
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内皮层意义： 内皮层意义： 它阻断了皮层与中柱间的质外体运输途径， 它阻断了皮层与中柱间的质外体运输途径， 使进入中柱的溶质只能通过其原生质体 共质体运输），使根能进行选择性吸收， ），使根能进行选择性吸收 （共质体运输），使根能进行选择性吸收， 同时防止中柱里的溶质倒流至皮层， 同时防止中柱里的溶质倒流至皮层，以维持 维管组织中的流体静压力， 维管组织中的流体静压力，使水和溶质源 源不断地进入导管。 源不断地进入导管。
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细胞的分裂方向有三种
横向分裂
45
径向分裂
切向分裂
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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， 过分裂、生长、分化发展而来，又称为根 的伸长生长。 的伸长生长。 初生生长产生的各种组织， 初生生长产生的各种组织 ， 都属于初生组 它们组成根的初生结构。 织，它们组成根的初生结构。 根的初生结构位于根毛区， 根的初生结构位于根毛区 ， 它由多种组织 构成。 构成。
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许多表皮细胞向外突 出形成根毛， 出形成根毛，扩大了 根的吸收面积。 根的吸收面积。
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•根的表皮一般由一层活细胞 根的表皮一般由一层活细胞 构成,但是也有植物的根表皮 构成,但是也有植物的根表皮 由多层死细胞构成,称为根被. 由多层死细胞构成,称为根被.
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2.皮层
位于表皮之内维 管柱之外的多 层薄壁细胞， 层薄壁细胞， 由基本分生组织 分化而来。 分化而来。 在初生根中占很 大比例。 大比例。
1
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第四章
根
形态/功能/初生构造/次生构造/ 形态/功能/初生构造/次生构造/侧根
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第一节
• • • •
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根的功能
固着、 固着、支持 吸收、 吸收、输导 合成、 合成、分泌 贮藏、繁殖、呼吸、 贮藏、繁殖、呼吸、攀缘
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第二节
根的形态
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双子叶植物根的初生结构： 双子叶植物根的初生结构： 分为表皮、皮层、维管柱三个基本部分。 分为表皮、皮层、维管柱三个基本部分。
皮 层 表皮
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双子叶植物根的初生构造（毛茛） 双子叶植物根的初生构造（毛茛） a b c
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1.表皮 1.表皮
成熟区最外面的一层生活细胞， 成熟区最外面的一层生活细胞， 由原表皮发育而来。 由原表皮发育而来。 细胞整体近似长方体形，排列紧密、整齐。 细胞整体近似长方体形，排列紧密、整齐。 细胞壁薄，由纤维素和果胶质构成，水和溶质 细胞壁薄，由纤维素和果胶质构成， 可以自由通过。 可以自由通过。 外壁缺乏或仅有一薄层的角质膜，无气孔。 外壁缺乏或仅有一薄层的角质膜，无气孔。
表皮细胞
根毛
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•一个立体的细胞可以有 一个立体的细胞可以有 两两相对的6个壁， 两两相对的6个壁，即横 向壁、 向壁、径向壁和切向壁各 两个。 两个。
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分生组织细胞的分裂方向： 分生组织细胞的分裂方向：
切向分裂（平周分裂） 切向分裂（平周分裂） 径向分裂（垂周分裂） 径向分裂（垂周分裂） 横向分裂