植物生物学---第一部分 第三章 营养器官-根（上）.ppt

,第三章 种子植物的营养器官 （根、茎、叶）,种子萌发：,茎叶系统,根系,出土,留土,幼苗,胚,胚芽,胚轴,子叶,胚根,种皮,胚乳,幼苗,成株,植株及其六大器官（油菜）：,植株,根,茎,叶,花,果实,种子,器官:由多种不同组织构成的具有特定形态结构和生理功能的结构单位。,生殖器官：与植物的生殖生长和繁殖后代有关的器官。 花、果实和种子。,营养器官：与植物的营养生长有关的器官。根、茎、叶。,生殖器官,营养器官,第一节 根（ROOT）,一、 根功能、经济和类型 二、 根的发育与初生结构 三、 根的次生结构 四、 根瘤与菌根,根是植物适应陆地生活的基础,一、根功能、经济和分类,1、根的主要生理功能 * 吸收土壤中的养分（吸收功能） * 支持和固着植株 * 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 2、根的经济用途 *食用 *药用 *观赏,香附子,3 根与根系的类型,3.1 根的种类 1、按来源分：主根和侧根 2、按位置分：定根和不定根 3.2 根系类型 1、按组成分分：直根系和须根系 2、按功能分：吸收根、支持根、呼吸根、 攀缘根、寄生根、储藏根,3.1、根的种类,1、按根的来源分： 主根：胚根直接生长而成的根。垂直向地下生长。 侧根：主根等产生的各级分支。,2、按根发生的位置分：,定根：主根和侧根称之为定根。主根来自于胚根，侧根来自中柱鞘一定部位的细胞恢复分裂发育而来。 不定根：由茎、叶、老根或胚轴上发生的根。不定根可产生各级侧根。,3.2 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。,须根系,直根系,秸梗,小 麦,蓖麻,二、 根的发育与初生结构,1 根尖及其分区 2 双子叶植物根的初生结构 3 禾本科植物根初生解剖结构特点,1、根尖及其分区,根尖从顶端起， 依次可分为： 根冠区 分生区 伸长区 根毛区(成熟区）,1.2 根尖分区和结构,伸长区（elongation area）,根冠（root cap）,分生区（division area）,成熟区（mature area）,1.根冠,根冠：根尖最先端，活的薄壁细胞,冠状覆盖，保护根尖。 外层细胞的外壁粘液化，能润滑土表，保护生长点不受损害。 原生质体内含淀粉，可控制根向地性生长。,根冠区,根的向地性,根冠,根冠可以感受重力，控制根的向地性生长：根冠前端细胞中含有淀粉体，起着“平衡石”的作用，保证根的向地性生长。除淀粉体外，内质网、高尔基体也与根的向地性反应有关,2：分生区,分生区：根冠包围的顶端分生组织，产生新细胞，又称生长点。 （1）原分生组织：位于分生区先端。 （2）初生分生组织：分化为原表皮、原形成层、基本分生组织三部分组成。,不活动中心,细胞分层现象,分生区,3：伸长区,伸长区：细胞分裂已停止，但细胞体积增大，并沿根的纵轴方向显著伸长，由于这段区域是根伸长生长的主要部分，故称伸长区。 在其上方的内部分化出筛管和导管逐渐分化形成根的成熟组织。,细胞已分化成熟，根毛区表皮上有根毛，对吸收水分和无机盐有着重要作用。 根毛由表皮细胞外壁向外突出延伸而成，不分枝，长约0.081.5mm。,成熟区,4成熟区（根毛区）,成熟区多种组织分化出现、促进根的吸收和运输,2 根的初生结构,根尖顶端分生组织经分裂、生长和分化而形成成熟的根，这种生长过程称为根的初生生长 初生生长所形成的各种成熟组织属于初生组织，它们共同组成根的初生结构 2.1 双子叶植物根的初生结构 2.2 单子叶植物根的初生结构,三要素 1、表皮 （原表皮） 2、皮层（基本分生组织） 3、微管柱（中柱） （原形成层）,2.1 双子叶植物根的初生结构,双子叶植物根初生结构示意图,毛茛根初生结构,1、表皮：,最外一层细胞，排列紧密，细胞壁薄，许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。,热带的兰科植物和附生的天南星科植物的气生根, 表皮由多层排列紧密的死细胞组成, 称为根被 保护作用, 防止水分丧失,表皮,2、皮层,（1）外皮层 （2）中皮层 （3）内皮层,皮层,外皮层：最外层排列整齐，无胞间隙的薄壁细胞组成,中皮层：多层薄壁细胞组成，有明显间隙，细胞中储藏有淀粉和其他物质。,内皮层： 皮层最内的层细胞组成，细胞排列紧密，没有细胞间隙，细胞两侧径向壁和上下壁有木化、栓化的带状加厚区域凯氏带（casparian strip）,内皮层,凯氏带模式图,凯氏带处物质运输途径,凯氏带电镜图,细胞膜与细胞壁在凯氏带处紧附在一起,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。,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。,（1）中柱鞘,中柱鞘； (2) 筛管； (3) 内皮层； (4) 后生木质部； (5) 原生木质部,（2）初生木质部： 位于根的中央，由导管、管胞等组成，呈辐射状，起输导水分和矿质营养作用。 外始式。,初生木质部,位于维管柱中央，由几个初生木质部束组成，横切面上呈星芒状 初生木质部束的先端分化成熟较早，由管径较小的环纹和螺纹导管组成，称为原生木质部 靠近中心的部分成熟较迟，由管径较大的梯纹、网纹和孔纹导管组成，称为后生木质部 初生木质部这种由外向内发育成熟的方式，称为外始式 根横切面上木质部呈不同的辐射棱角，称木质部脊，脊的数目决定原型，如油菜为2束称二原型、豌豆有3束称三原型，花生为四原型等 双子叶植物和裸子植物束数较少，为二至六原型；单子叶植物至少六束或六束以上，称为多原型,（3）初生韧皮部：与原生木质部相间排列。 筛管、伴胞等组成， 输导同化产物。 外始式。,（4）薄壁组织与髓：,构成维管形成层的一部分。,初生韧皮部与初生木质部之间常有几层薄壁细胞。,少数植物根的中央早期有薄壁细胞髓,双子叶植物根的初生结构总结,表皮 根 外皮层 初 皮层皮层薄壁组织 生 内皮层 结 中柱鞘 构 初生木质部（外始式） 中柱 初生韧皮部（外始式） 薄壁组织（位于初木初韧间） 髓（少有）,1 表皮 外皮层厚壁细胞 2 皮层 中皮层薄壁细胞 内皮层=马蹄形增厚 细胞+通道细胞 中柱鞘 3 中柱 初生韧皮部 初生木质部多原型,2.2 单子叶植物 根初生结构,单子叶植物是须根系，由不定根组成，只有初生生长，不增粗。,麦冬草的根（2006级学生切片）,小麦根横切面示凯氏带,水稻幼根与老根 表皮与皮层,水 稻 根 中 柱,幼 根,老根,小麦老根,小麦幼根,玉米,小 麦 根 表皮与皮层,3中柱： 中柱鞘：侧根发生处。老根中细胞壁增厚。 初生木质部：多原型，每束导管数较少。 初生韧皮部：含筛管，伴胞，束数多。 髓：幼根中央为薄壁细胞，老根为厚壁细胞。,鸢尾根 -中柱,内皮层,双子叶植物和单子叶植物初生根比较,双子叶,单子叶,呈束状排列的初生维管组织称维管束,根中的初生木质部与初生韧皮部相间排列，呈辐射状，故称辐射维管束,两个重要的名词,单子叶植物根的特点,与双子叶植物相同之处： 二者根尖均由根冠、分生区、伸长区、成熟区四部分组成。在成熟区部位均为初生结构，两者的初生结构均由表皮、