第三章        种子植物的营养器官

——

器官——

营养器官——

一、根的生理功能和经济意义

生理功能:

        吸收

        固者和支持

        输导

        合成

        贮藏和繁殖……

经济意义:食用、药用、工业原料、工艺品原料、自然界作用…...

二、根的类型

定根   主根      胚根,有的生活期短(须根系)

       侧根      主根,逐级分枝。

不定根     茎、叶、老根、胚轴,利固着、吸收、繁殖等。          

根的形态*

落地生根*

根系的类型*

      根系——

  根系基本类型

    直根系——大多双子叶植物和所有的裸子植物的根系

    须根系——大多单子叶植物和部分双子叶植物的根系

  根系的分布类型(影响因素多样)

    深根系:多为直根系

    浅根系:多为浅根系

*直根系和须根系

三、根的发育

                              初生分生组织

(一)顶端分生组织            分层活动    

                              原分生组织 ————

 

 原表皮                 表皮

 基本分生组织 分层活动  维管柱  初生结构

 原形成层               皮层

 根尖不活动中心——       根冠

(二)根尖的结构和发展

      根尖——幼根根毛区及其以下部分,只有几mm长。是根中生命活动最活跃的部分:根的生长、组织分化、结构形成、吸收等集中在此进行。分为4个区。

      根尖的分区(注意:位置、特点、功能)

      成熟区(根毛区)

      伸长区

      分生区(生长点、生长锥)

      根冠

根尖的分区

1、根冠(要求:位置、特点、功能)

      色浅、透明;根特有结构,象帽子套在根尖外。

      由不规则、排列疏松的薄壁细胞组成,一直保持一定厚度。

      功能:保护顶端分生组织;其外层细胞能分泌黏液,有利于根向土壤推进;其细胞下端有可移动的淀粉体,具向地反应,使根具有向地性生长。

2、分生区(即顶端分生组织)

      色暗,1-2mm长,套在根冠内。

      包括原分和初分,始终具有分生能力。

3、伸长区

      位于分生区之上,几mm长。

      细胞逐渐停止分裂,但生长迅速,有的开始分化出初生结构。

      是根向前延伸的主要动力;有的细胞开始分化。

分生区

4、成熟区(根毛区)

      位于伸长区之上,几mm-cm长。

      细胞均已停止伸长而分化成熟,产生初生结构,表面密生根毛。

      是根吸收水分的主要部分。

根毛:

      是表皮细胞外壁延伸而成,5-1500微米长直径;

      成管状不分枝, 能分泌黏液和果胶质

      生长速度快、寿命短(20天以下);

      随根的生长,根毛区不断向土壤推进,有利吸收。

根毛区*

根毛*

移栽植物应注意?

      尽量带土移栽;修剪部分枝叶;充分灌溉;锯断主根等。

      为什么?

      小结:根尖各区的功能?

四、根的初生结构(根毛区)

 初生生长——初分 分裂分化 成熟组织的生长。

 初生结构——初分 初生生长 结构

根的初生结构(根毛区横切):

 表皮         原表皮

 皮层         基本分生组织       初生分生组织

 维管柱       形成层

      (初生生长)

根的初生结构*

根初生结构轮廓图*

双子叶植物根初生结构*

表皮

      不同于叶表皮,主要体现吸收、固着、保护作用。

      一般为一层活细胞(多层的根被),排列整齐紧密;无气孔,细胞壁薄,外壁形成根毛。

表皮

 

皮层

1、占比例大,其中,最内和最外层特殊,包括

               外皮层

               皮层薄壁细胞

               内皮层

2、外皮层:皮层最外一层细胞,可代替表皮起作用。

3、内皮层

      最内层皮层细胞,排列整齐紧密,细胞壁以特殊方式增厚形成凯氏带。

      凯氏带——双子叶植物或 裸子植物中,环绕于内皮层细胞的部分径向壁和部分横向壁上的一圈木栓化或木质化的带状结构;单子叶植物的凯氏带呈马蹄型五面加厚。凯氏带有利于控制根内液流的方向,使溶质必须经过质膜的选择进入输导组织。

      通道细胞——

      皮层的功能:养料的横向运输途径;幼根贮藏养料的场所;一定的通气作用。

内皮层的结构

内皮层细胞的凯氏带

电镜下的凯氏带
凯氏带处物质运输图径
单子叶植物根的凯氏带

维管柱

      即中央轴状部分(注意位置关系)

 中柱鞘

 初生木质部

 初生韧皮部

 薄壁组织

中柱鞘

      是维管柱的最外一层薄壁细胞,细胞具有潜在分裂能力(次分),可以形成侧根、不定根、不定芽、部分维管形成层、木栓形成层。

初生木质部

      成分及功能:

      位置:常常占据根中央(单子叶植物根中央多为髓),分几束辐射状排列(二、三、多元型),每束叫辐射角(初生木质部束或脊)。

      包括  原生木质部:先发育成熟,由口径      小的导管组成,位于辐射角尖端。

        后生木质部:后发育成熟,由口径      大的导管组成,位于中心部分。

*根的初木为外始式发育——

初生韧皮部

      成分及功能:

      位置:分别位于相邻2个初生木质部束之间,与初木相间排列,由薄壁细胞隔开*。

      是外始式发育——

薄壁细胞:位于初木与初韧之间,双子叶植物次生生长时,其中一层细胞恢复分裂能力作为形成层的一部分(另一部分来自中柱鞘)。

单子叶植物根初生结构

侧根的形成

      既根的分支

      形成部位:根毛区中柱鞘相应的一定位置,有规律。

      形成过程:

      属于内起源——

根的次生生长和次生结构

      次生生长——大多数双子叶植物和所有的裸子植物初生生长后,某些细胞成为次生分生组织(维管形成层和木栓形成层)而继续进行的生长。

      次生结构——次生分生组织经次生生长使根加粗而产生的结构(次生维管组织和周皮)。

维管形成层的发生和活动

1、发生

  初木与初韧之间的一些薄壁细胞

  正对初木束的中柱鞘细胞

  恢复分裂能力  片段形成层弧 

波纹状形成层      圆环状形成层   

维管形成层的产生和发展

2、活动

      形成层  主要进行切向分裂、分化

           次生木质部(比例大,在内方)  纵向运输系统

           次生韧皮部(小、外)                  次生维管组织

           木射线         

                       维管射线(横向运输系统)

           韧皮射线

根次生结构形成过程*

次生结构和木栓形成层*

木栓形成层的发生和活动*

      根加粗生长时,由周皮代替表皮起次生保护作用。

      木栓形成层的发生:

最早的由中柱鞘细胞恢复分裂能力形成,逐年活动,新的木栓形成层位置逐渐向根内推移,深达次韧。

      活动:产生周皮

      小结:根的次生结构:

根瘤和菌根

      高等植物根与细菌(根瘤菌)和真菌共生分别形成根瘤和菌根

根瘤:

       什么是根瘤?

       形成:皮层细胞和根瘤菌的迅速繁殖膨大(共生)而产生突起。

       意义:根瘤菌含固氮酶而具固氮作用,使植物获高产;提高土壤肥力。(遗传工程可以转移固氮基因)

根瘤*

菌根*

菌根*

      更普遍,真菌营养阶段菌丝呈丝状与根形成。

      分为3种?

      菌根中真菌的作用?