植物的营养器官.pptx

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第四章植物的营养器官,1.1.1根的生理功能,吸收、固着和支持、输导、合成、储藏和繁殖等。

1.1根根的形态与结构,1.1.2,根和根系的类型,主根（mainroot）,侧根（lateralroot）主根和侧根都从植物体固定的部位生长出来，称之为定根。

不定根（adventitiousroot）根以外的部分，如茎、叶、老根或胚轴上生出的根。

根系（rootsystem,）,根系（rootsystem）：

一株植物地下部分的根的总和。

直根系（taprootsystem）须根系（fibrousrootsystem）分枝组成，粗细相近，无主次之分，而呈须物一般为须根系。

须根系为浅根系。

须根,玉米,直根系须根系,2.1.3,根的发育,由于根顶端分生组织的活动，引起根的初生生长，形成根的初生结构根的顶端分生组织位于根的尖端。

从根的顶端到着生根毛的这一段，称为根尖。

根尖从顶端开始依次分为根冠、分生区，伸长区和成熟区。

根冠区：

在根的最先端，全形如帽遮盖生长点，具有保护作用。

分生区（生长点）：

细胞个小，细胞壁薄，细胞排列紧密，都是分裂旺盛的幼期细胞。

伸长区：

在生长点之后，细胞纵向长，并已开始出现导管和筛管的分化。

根毛区（成熟区）：

位于伸长区之后具根毛的部分。

其内部细胞已停止生长，分化成熟，故亦称成熟区。

Diagramofmedianlongitudinalsectionthrougharoot,原表皮,原形成层,不活动中心基本分生组织,顶端分生组织,4、根的初生结构由表皮、皮层和维管柱组成表皮由一层细胞组成，外壁向外突出形成根毛，为吸收组织皮层在横切面上所占比例较大，可区分为外皮层、皮层薄壁细胞和内皮层，内皮层细胞具凯氏带维管柱由中柱鞘和初生维管束组成初生维管束中初生木质部和初生韧皮部各自成束，相间排列，初生木质部成熟方式为外始式,根的初生结构,由根的初生分生组织分裂衍生而来的细胞，经过生长，形成根的初生结构。

表皮：

由原表皮发育而来。

皮层：

由基本分生组织发育而来。

维管柱：

由原形成层发育而来。

（中柱）,外皮层,皮层薄壁细胞,内皮层,中柱鞘初生木质部初生韧皮部薄壁细胞,表皮韧皮部,中柱鞘内皮层凯氏带,薄壁细胞,表皮由一层表皮细胞组成，表皮细胞壁薄，角质层薄，不具气孔，部分细胞细胞壁外突生长，形成根毛。

皮层外皮层为紧靠表皮的一层或几层细胞，细胞较小，排列紧密，无胞间隙。

在一定时期，能代替表皮起保护功能。

皮层薄壁细胞占皮层的绝大部分，细胞体积大，排列疏松，有明显的胞间隙。

内皮层为皮层最内的一层，细胞排列整齐紧密，无胞间隙。

最明显的特征是其上具有凯氏带的结构。

凯氏带（casparianstrip）：

内皮层细胞的细胞壁的横壁和径壁上，常有一条栓质化和木质化的带状增厚。

凯氏带可控制水分和溶质的横向运输。

皮层凯氏带,Concept：

皮层最内方的一层细胞叫内皮层其细胞排列紧密，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。

内皮层的这种特殊结构阻断了皮层与中柱间的胞间隙、细胞壁等质外体运输途径，进入中柱的溶质只能通过原生质体，使根的吸收有选择性。

中柱中柱鞘细胞紧接内皮层，由一层薄壁细胞组成。

初生木质部位于根的最中央，呈辐射状排列，其发育方式是由外向内成熟的，称外始式。

（exarch）在初生木质部外方的是原生木质部，由管径较小的环纹或螺纹导管组成。

内部的是后生木质部，由管径较大的网纹或孔纹导管组成。

根的初生木质部呈辐射状，外部的原生木质部构成辐射状的棱角，称为木质部脊（束），其数目在同一植物上是较为固定的，根据木质部的数目判定根的原型。

如：

毛茛，木质部四束，称四原型根。

初生韧皮部在初生木质部束之间，也为外始式。

初生木质部与初生韧皮部之间有薄壁细胞，具有一定的分裂潜能。

外始式exarch,相间,外始式根内初生韧皮部发育的方式也是外始式。

被子植物,裸子植物,只有管胞,初生木由导管和管胞木薄质部壁细胞和木纤维组成.初生韧有筛管和伴胞韧皮皮部薄壁细胞偶有韧皮纤维,只有筛胞,根的类型,根的初生结构维管柱中的初生木质部束在横切面上呈星角状，其束（星角）的数目在不同的植物种类中往往是固定的。

2束,初生木质部,3束,毛茛科毛茛属有4束如束数较多,毛茛RanunculusAcrosssectionthroughtheregionofvascularcylinderofaroot,四原型根,后生,原生,维管柱,双子叶植物根的初生结构轮廓图-小结,表皮皮层中柱鞘初生木质部初生韧皮部薄壁细胞,

（二）单子叶植物（禾本科植物）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。

1.表皮：

根毛区有根毛，根毛区以上表皮脱落，由外皮层（厚壁细胞）代替其起保护作用。

2.皮层：

外皮层明显，有一至数层厚壁细胞组成，在根发育后期其细胞常转变成栓化的厚壁组织，在根毛枯萎后，代替表皮行使保护作用。

外皮层以内为皮层薄壁细胞，数量较多。

水稻的皮层薄壁细胞在后期形成许多辐射排列的腔隙，以适应水湿环境。

通道细胞,称为通道细胞。

中柱鞘：

侧根发生处。

老根中细胞壁增厚。

初生木质部：

初生木质部一般为多元型，由原生木质部和后生木质部组成。

原生木质部：

在外侧，由一至几个小型的导管组成，后生木质部位于内方，仅有一个大型导管。

3.中柱：

也分为中柱鞘，初生木质部和初生韧皮部等几个部分。

初生韧皮部：

位于原生木质部之间，与原生木质部相间排列。

髓：

中柱中央为髓部，幼根由薄壁细胞，老根由厚壁细胞组成。

但小麦的中央部分有时被一个或者两个大型后生木质部导管所占满。

薄壁细胞：

位于初生木质部和初生韧皮部之间为薄壁细胞。

在根发育后期，髓、中柱鞘等组织常木化增厚，整个中柱既保持了输导功能又有坚强的支持巩固作用。

Endodermis内皮层,rimaryxylem初生木质部,rimaryphloem初生韧皮部,Epidermis表皮Cortex外皮层细胞壁加厚Pericycle中柱鞘,玉米根结构,Pith髓,单子叶植物根的特点,外皮层后期形成栓化的厚壁组织，在表皮消失后行保护作用。

对着韧皮部内皮层细胞呈五面加厚并木化，除外切向壁。

而对着木质部的细胞停留在凯氏带，称为通道细胞。

中柱鞘后期常部分或全部木化。

木质部为多原型，中央常有髓，后期转变木化的厚壁组织。

3.1.2.3侧根的发生,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。

（一）发生部位：

侧根起源于根毛区中柱鞘的一定部位，由中柱鞘部分细胞恢复分裂能力，经多次分裂产生侧根原基，侧根原基的生长点细胞进一步分裂、生长、分化穿过母根的皮层、表皮，最后伸入土中。

这种起源方式叫内起源。

中柱鞘侧根原基侧根,木质部脊（xylemridge）根的横切面上原生木质部构成的辐射状棱角。

根据木质部脊数目的不同，可将根划分为：

二原型（diarch）、三原型（triarch）、四原型（tetrarch）、五原型（pentarch）和多原型,（polyarch）等。

侧根多起源于根毛区中柱鞘的一定部位。

二原型：

正对初生韧皮部或正对初生韧皮部与初生木质部之间；三原型、四原型：

木质部脊的位置（正对初生木质部）。

多原型：

正对初生韧皮部。

（二）侧根的形成,中柱鞘细胞脱分（质浓、液泡小），进行切向（平周）、各向分裂，形成小突起（包括根冠和生长点），称侧根原基，生长点细胞进行分裂、生长、分化，侧根不断前进，穿过皮层突破表皮，形成侧根。

初生木质部侧根原基,内皮层中柱鞘,初生木质部,侧根的发生和生长,5、由于维管形成层和木栓形成层的活动，根进行次生生长，产生次生结构，使根不断增粗。

维管形成层由初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁细胞恢复分生能力，历经片段形成层、波纹状形成层、筒状形成层三个阶段，最后形成完整的维管形成层环。

维管形成层向外分裂，形成次生韧皮部，添加于初生韧皮部的内方；向内分裂，形成次生木质部，添加于初生木质部的外方。

这时，维管束中木质部和韧皮部由原来的相间排列转变为内外排列的外韧维管束，这是根的初生结构发育为次生结构的重要标志。

次生生长（secondarygrowth）次生结构（secondarystructure）,周皮（periderm）,次生维管组织次生木质部次生韧皮部,2.1.5,根的次生生长和次生结构,双子叶植物,次生生长与次生结构的形成,维管形成层,木栓形成层,次生木质部次生韧皮部维管射线,周皮,木栓层栓内层,根的次生结构,

（一）维管形成层的产生和活动,初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞,初生木质部脊正对的中柱鞘细胞,维管形成层片段,维管形成层片段,维管形成层环（波浪状圆环）,次生木质部,次生韧皮部,维管形成层环,平周分裂,外,垂周分裂,平周分裂内,初生木质部,初生韧皮部,形成层,次生木质部,次生韧皮部,21345,根尖立体模式图,韧皮射线,形成层维管形成层除了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段也分裂出呈径向排列的薄壁细胞射线，起横向运输的作用。

木射线,1periderm;25primaryphloem;6,

（二）木栓形成层的产生和活动,中柱鞘细胞,木栓形成层,木栓层,栓内层,木栓形成层,周皮,平周分裂外,平周分裂内,垂周分裂,部分中柱鞘细胞恢复分生能力，形成木栓形成层。

切向分裂，向外产生多层的木栓细胞，组,成木栓层，向内产生栓内层。

1.皮层;2.内皮层;3.木栓形成层;4.皮层碎片;5.木栓层6.栓内层,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。

木栓形成层形成以后，进行平周分裂，向外分裂产生数层不透水和气的木栓层，向内侧产生栓内层，三者合称周皮。

周皮的形成，使外面的皮层和表皮得不到水分和养料供应，最终相断死亡脱落。

在多年生植物的根中，每年均产生新的木栓形成层，进而形成新的周皮，以适应维管形成层的活动。

根尖立体模式图,平周分裂是指细胞分裂时新形成的细胞壁（分裂面）与器官表面平行，新形成的细胞壁为平周（切向）壁，平周分裂使器官加厚。

一般也指切向分裂。

垂周分裂,是指细胞分裂时新形成的细胞壁（分裂面）与器,官表面垂直，新形成的细胞壁为垂周（径向）壁，分裂的结果使器官增粗。

狭义的垂周分裂一般指茎向分裂。

横向分裂是指分裂面与根、茎的长度方向垂直，主要发生于根茎的顶端分裂组织，使根茎长大。

双子叶植物根的次生结构,中柱鞘细胞长期保持着潜在的分生能力，可产生部分微管形成层、第一次木栓形成层、不定芽、不定根和侧根。

3.1.4.1根瘤,根瘤：

是根瘤细菌与根形成的一种共生结构，为地下部分的瘤状突起。

常见于豆科植物等。

功能：

共生固氮。

豆科植物根瘤,大豆根瘤,豆科植物根瘤的外形及根瘤菌的侵染过程,豆科植物根分泌一些物质吸引根瘤菌到根毛附近，随后根瘤菌产生分泌物使根毛卷曲、膨胀，并使根毛顶端细胞壁溶解，根瘤菌经此处侵入根毛，并在根毛中滋生，聚集成带，其外被黏液所包，同时根毛细胞分泌纤维素包在菌带和黏液外方形成管状侵入线。

根瘤菌沿侵入线侵入根的皮层，并迅速在该处繁殖，促使皮层细胞迅速分裂，形成根瘤。

菌根:

是高等植物的根与土壤中的某些真菌共生而形成的共生体。

功能：

扩大了根与土壤水分、无机盐的接触面积，加强了根的吸收能力；产生生长活跃物质，刺激根系发育。

菌丝代替根毛其呼吸作用。

真菌还可产生植物激素和固氮。

根据菌丝在根中存在的部位不同，可把菌根分为：

外生菌根、内生菌根、内外生菌根三种类型。

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