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1、第三章植物的器官根第一节第一节 根根根根(root):(root):营养器官，具有营养器官，具有向地、向湿、背光的特向地、向湿、背光的特性性 v根的形态根的形态一般呈圆柱形，不含叶绿一般呈圆柱形，不含叶绿体，无节、节间之分，体，无节、节间之分，一般不生芽、叶和花，一般不生芽、叶和花，细胞中不含叶绿体。细胞中不含叶绿体。一、正常根的形态与类型一、正常根的形态与类型3/3/20232v根的类型和根系根的类型和根系主根主根(main root)和侧根和侧根(lateral root)main root：最初由种子的胚根直接发育而来的根最初由种子的胚根直接发育而来的根lateral root：主根生长
2、到一定长度从侧面生出的枝根主根生长到一定长度从侧面生出的枝根3/3/20233定根定根(normal root)和不定根和不定根(adventitious root)凡是直接或间接由胚根发育而成的主根及其各级侧凡是直接或间接由胚根发育而成的主根及其各级侧根成为根成为定根定根 从茎、叶或其他部位生长出来的根称从茎、叶或其他部位生长出来的根称不定根不定根不定根不定根3/3/20234直根系与须根系直根系与须根系 所有根的总体称为所有根的总体称为根系根系 由明显发达的主根及侧由明显发达的主根及侧根组成的根系称为根组成的根系称为直根直根直根直根系系系系(tap root system)由茎的基部节上生
3、出许由茎的基部节上生出许多大小、长短相似的不多大小、长短相似的不定根组成的根系称为定根组成的根系称为须须须须根系根系根系根系(fibrous root system)3/3/20235直根系直根系 须根系须根系3/3/20236二、变态根的形态与类型二、变态根的形态与类型1）贮藏根）贮藏根(storage root)（直根和块根）（直根和块根）直根：由主根发育而成，直根：由主根发育而成，常具根头，呈圆锥形、圆柱形或圆球形。常具根头，呈圆锥形、圆柱形或圆球形。块根：由侧根或不定根肥大而成，块根：由侧根或不定根肥大而成，不具根头，多块状或纺锤状。不具根头，多块状或纺锤状。3/3/202372）支持
4、根）支持根(prop root)3）攀缘根）攀缘根(climbing root)4）气生根）气生根(aerial root)支持根（玉米）支持根（玉米）攀缘根（攀缘根（常春藤常春藤）气生根（石斛）气生根（石斛）3/3/202385）呼吸根）呼吸根(respiratory root)6）水生根）水生根(water root)7）寄生根）寄生根(parasitic root)呼吸根（红树）呼吸根（红树）水生根（浮萍）水生根（浮萍）寄生根（菟丝子）寄生根（菟丝子）3/3/20239 三、根的显微构造三、根的显微构造（一）、根尖（一）、根尖(root tip)的构造的构造根的最先端到生有根毛的部分称根
5、尖。是根根的最先端到生有根毛的部分称根尖。是根的生命活动最活跃的部分。根的伸长、对水的生命活动最活跃的部分。根的伸长、对水分和养料的吸收，以及一切成熟组织的分化分和养料的吸收，以及一切成熟组织的分化都在此进行。都在此进行。1.根冠根冠(root cap)：2.分生区分生区(division zone)3.伸长区伸长区(elongation zone)4.成熟区成熟区(maturation zone)3/3/2023101根冠：根冠：是根尖最顶端的部是根尖最顶端的部分，像帽子一样包被在分生区分，像帽子一样包被在分生区的外面，由多层薄壁细胞组成，的外面，由多层薄壁细胞组成，对分生区有保护作用，对分
6、生区有保护作用，其外部其外部细胞可分泌粘液，利于根尖在细胞可分泌粘液，利于根尖在土壤中的伸展。土壤中的伸展。2分生区（生长锥）：分生区（生长锥）：位于位于根冠的上方，呈圆锥状，长约根冠的上方，呈圆锥状，长约1mm左右，为顶端分生组织所左右，为顶端分生组织所在部位，在部位，是细胞分裂最旺盛的是细胞分裂最旺盛的部分，是根内各组织的发源地。部分，是根内各组织的发源地。3/3/2023113伸长区：伸长区：位于生长锥的上方，位于生长锥的上方，到出现根毛的地方，该区的细胞到出现根毛的地方，该区的细胞生长迅速，主要沿根的长轴方向生长迅速，主要沿根的长轴方向延伸，延伸，可使根不断伸长，同时细可使根不断伸长，
7、同时细胞开始分化。胞开始分化。4成熟区（根毛区）：成熟区（根毛区）：位于伸位于伸长区的上方，细胞已有明显的分长区的上方，细胞已有明显的分化，并化，并形成了各种初生组织。形成了各种初生组织。本本区的最大特点是表皮上形成根毛，区的最大特点是表皮上形成根毛，增加了根的吸收面积，增加了根的吸收面积，是吸收水是吸收水分的主要部位。分的主要部位。3/3/202312初生生长初生生长(primary growth)：直接来源于顶端分生组直接来源于顶端分生组织中细胞的增生和成熟，使根延长的生长。织中细胞的增生和成熟，使根延长的生长。初生组织初生组织(primary tissue)：由初生生长过程所形成由初生生
8、长过程所形成的各种成熟组织。的各种成熟组织。初生构造初生构造(primary structure)：由初生组织所形成的由初生组织所形成的构造。构造。3/3/202313（二）根的初生构造（二）根的初生构造1.表皮（表皮（epidermis）：）：细胞特征：细胞特征：长方形。排列紧密、长方形。排列紧密、无细胞间隙、壁薄、非角质化、无细胞间隙、壁薄、非角质化、富通透性、不具气孔，向外突出富通透性、不具气孔，向外突出形成根毛。形成根毛。2.皮层皮层(cortex)：排列疏松的薄壁排列疏松的薄壁细胞组成。分为细胞组成。分为外皮层、皮层薄外皮层、皮层薄壁组织和内皮层。壁组织和内皮层。表皮、皮层、维管柱三
9、部分表皮、皮层、维管柱三部分3/3/202314（1）外皮层）外皮层：一层细胞，：一层细胞，排列整齐、紧密；排列整齐、紧密；（2）皮层薄壁组织：）皮层薄壁组织：外皮外皮层内方的多层细胞，层内方的多层细胞，cw薄，薄，排列疏松，有细胞间隙。排列疏松，有细胞间隙。兼有吸收、运输和贮藏作兼有吸收、运输和贮藏作用。用。（3）内皮层：）内皮层：皮层最内一皮层最内一层，细胞排列紧密，整齐、层，细胞排列紧密，整齐、无间隙。无间隙。3/3/202315表皮表皮皮层皮层3/3/202316内皮层的内皮层的cw增厚情况特殊增厚情况特殊：凯氏带（点）：凯氏带（点）：径向壁径向壁（侧壁）和上下壁（横壁）（侧壁）和上下
10、壁（横壁）局部增厚（木质化或木栓化）局部增厚（木质化或木栓化），增厚部分呈带状；，增厚部分呈带状；五面增厚：五面增厚：径向壁、上下径向壁、上下壁以及内切向壁（内壁）显壁以及内切向壁（内壁）显著增厚，横切面呈马蹄形；著增厚，横切面呈马蹄形；全面增厚：全面增厚：全部木栓化增全部木栓化增厚。厚。后两种情况有后两种情况有通道细胞通道细胞。3/3/2023173.维管柱维管柱(vascular cylinder)：包括包括中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部三中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部三部分部分中柱鞘：中柱鞘：维管柱最外的一层（也维管柱最外的一层（也有的有有的有2 2层、多层）细胞，由原形层、多层）细胞，
11、由原形成层发育而来，成层发育而来，具潜在的分生能具潜在的分生能力。力。由此可产生部分维管形成层、由此可产生部分维管形成层、木栓形成层、不定芽、侧根和不木栓形成层、不定芽、侧根和不定根。定根。3/3/202318初生木质部初生木质部(primary xylem)和初生韧皮部和初生韧皮部(primary phloem)：是根的是根的输导系统，输导系统，在在根的最内方。根的最内方。根的初生构造中的木根的初生构造中的木质部和韧皮部，因是质部和韧皮部，因是由原形成层直接分化由原形成层直接分化形成，故称为初生木形成，故称为初生木质部和初生韧皮部。质部和初生韧皮部。3/3/202319初生木质部初生木质部：
12、组成：组成：被子植物被子植物：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞 裸子植物裸子植物：只有管胞：只有管胞排列：排列：初生木质部在维管柱的中央位置，初生木质部在维管柱的中央位置，呈星角状和呈星角状和初生韧皮部相间排列成辐射维管束，是根初生构造的初生韧皮部相间排列成辐射维管束，是根初生构造的一个特点一个特点。每条辐射木质部叫辐射棱，它的数目多少因植物而异。每条辐射木质部叫辐射棱，它的数目多少因植物而异。发育方式：发育方式：由外向内逐渐成熟，叫由外向内逐渐成熟，叫外始式外始式。（根发育上。（根发育上的一个特点）的一个特点）先分化的木质部：原生木质部（外）先分化的木质部：原生
13、木质部（外）后分化的木质部：后生木质部（内）后分化的木质部：后生木质部（内）3/3/202320初生韧皮部初生韧皮部 组成：组成：被子植物：被子植物：筛管、伴胞，韧皮纤维、韧皮薄壁筛管、伴胞，韧皮纤维、韧皮薄壁细胞细胞 裸子植物：裸子植物：筛胞筛胞排列排列：与初生木质部相间排列：与初生木质部相间排列发育方式：发育方式：外始式外始式：原生韧皮部在外，后生韧皮部在：原生韧皮部在外，后生韧皮部在内。内。在初生木质部和初生韧皮部之间为一至多层薄壁细胞。在初生木质部和初生韧皮部之间为一至多层薄壁细胞。3/3/202321中柱中柱3/3/202322双子叶植物的根，一般不具髓部。双子叶植物的根，一般不具髓
14、部。单子叶植物的根，初生木质部一般不分化到中心，单子叶植物的根，初生木质部一般不分化到中心，因而有发达的髓部。因而有发达的髓部。髓髓：茎和少数植物的根中由薄壁组织构成的中心：茎和少数植物的根中由薄壁组织构成的中心部分。部分。3/3/202323v二二原原型型（diarch）：十十字字花花科科、伞伞形形科科的的一一些些植植物物和多数裸子植物和多数裸子植物v三原型（三原型（trisrch）：）：毛茛科唐松草属植物毛茛科唐松草属植物v四四原原型型(tearch)：葫葫芦芦科科、杨杨柳柳科科及及毛毛茛茛科科毛毛茛茛属属的一些植物的一些植物v多原型多原型(polyarch)：棕榈科有些植物棕榈科有些植物
15、双子叶植物一般二至六原型双子叶植物一般二至六原型单子叶植物较多，多在六束以上单子叶植物较多，多在六束以上3/3/202324（三）、侧根的形成（三）、侧根的形成起源：起源：中柱鞘的一定部位中柱鞘的一定部位。形成：形成：部分中柱鞘细胞反分化部分中柱鞘细胞反分化 层次增加，向外突起形成侧根原层次增加，向外突起形成侧根原基基，分化成生长锥，根冠，分化成生长锥，根冠，突破，突破表皮，形成侧根。表皮，形成侧根。侧根的木质部和韧皮部与母根的侧根的木质部和韧皮部与母根的木质部和韧皮部直接相连，因而木质部和韧皮部直接相连，因而形成一个连续的系统。形成一个连续的系统。侧根常发生在母根根尖的成熟区，侧根常发生在母
16、根根尖的成熟区，而且位置常有一定。而且位置常有一定。3/3/2023253/3/202326次生生长次生生长:大多数双子叶植物的主根和较大的侧根，在完成了大多数双子叶植物的主根和较大的侧根，在完成了初生生长之后，由于形成层的发生和活动，不断地产生次生初生生长之后，由于形成层的发生和活动，不断地产生次生维管组织和周皮，使根的直径增粗，这种生长过程称为次生维管组织和周皮，使根的直径增粗，这种生长过程称为次生生长生长次生结构：次生结构：由次生生长所产生的次生组织形成的结构。包括由次生生长所产生的次生组织形成的结构。包括次生维管组织和次生保护组织。次生维管组织和次生保护组织。四、根的次生构造四、根的次
17、生构造次生组织次生组织:由次生生长所产生的各种组织称为次生组织由次生生长所产生的各种组织称为次生组织3/3/202327四、根的次生构造四、根的次生构造1.形成层的活动及次生维管组织形成层的活动及次生维管组织产生：产生：当根进行次生生长时，在初生木质部和初生韧皮部之间凹当根进行次生生长时，在初生木质部和初生韧皮部之间凹陷部分的陷部分的薄壁细胞薄壁细胞恢复分裂功能，形成形成层，并逐渐向中柱鞘恢复分裂功能，形成形成层，并逐渐向中柱鞘部位发展，使相连接的部位发展，使相连接的中柱鞘细胞中柱鞘细胞开始分化成为形成层的一部分，开始分化成为形成层的一部分，从而从而形成一个凹凸相间的形成层环。形成一个凹凸相间
18、的形成层环。3/3/202328形成层的活动：形成层的活动：向内产生新的木质部（次木）：向内产生新的木质部（次木）：添加在初木的外方：添加在初木的外方：导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维向外产生新的韧皮部（次韧）：向外产生新的韧皮部（次韧）：添加在初韧的内方：筛添加在初韧的内方：筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞，韧皮纤维管、伴胞、韧皮薄壁细胞，韧皮纤维一定部位，产生一些薄壁细胞，一定部位，产生一些薄壁细胞，径向排列，呈辐射状，径向排列，呈辐射状，贯穿在次生维管组织中，称次生维管射线，包括木射线贯穿在次生维管组织中，称次生维管射线，包括木射线和韧皮射线。和韧皮射线。木质部和韧皮
19、部已由初生构造的相间排列转变为内外排木质部和韧皮部已由初生构造的相间排列转变为内外排列。列。3/3/2023293/3/2023302.木栓形成层的产生及周皮的形成木栓形成层的产生及周皮的形成中柱鞘细胞恢复分生能力，形成中柱鞘细胞恢复分生能力，形成木栓形成层，木栓形成层，木栓形成层，木栓形成层，向外分向外分生木栓层，向内分生栓内层。生木栓层，向内分生栓内层。木栓层、木栓形成层和栓内层合称周皮（木栓层、木栓形成层和栓内层合称周皮（peridermperiderm）注意：注意：注意：注意：植物学上的根皮指周皮这一部分，药材中的根植物学上的根皮指周皮这一部分，药材中的根皮指形成层以外的部分皮指形成层
20、以外的部分单子叶植物根无形成层，不能加粗生长，无木栓形成单子叶植物根无形成层，不能加粗生长，无木栓形成层，故也无周皮。层，故也无周皮。根被根被：表皮分裂成多层细胞，细胞壁木栓化，形成根：表皮分裂成多层细胞，细胞壁木栓化，形成根被，起保护作用。被，起保护作用。3/3/202331（五）根的异常构造（五）根的异常构造某些双子叶植物的根，产生一些特有的维管束，称异某些双子叶植物的根，产生一些特有的维管束，称异形维管束，并形成根的异常构造。形维管束，并形成根的异常构造。与初生构造、次生构造相对应，也称其为三生构造与初生构造、次生构造相对应，也称其为三生构造 商陆根商陆根 牛膝根牛膝根 何首乌根何首乌根
21、3/3/202332（六）根瘤和菌根（六）根瘤和菌根1.根瘤（根瘤（root nodule）：）：土壤中一种称为根瘤菌的土壤中一种称为根瘤菌的细菌由根毛侵入根部皮层细菌由根毛侵入根部皮层的薄壁细胞中迅速分裂，的薄壁细胞中迅速分裂，皮层细胞受刺激后也迅速皮层细胞受刺激后也迅速分裂，增加大量新细胞，分裂，增加大量新细胞，使根的表面出现许多畸形使根的表面出现许多畸形小突起，称为根瘤小突起，称为根瘤3/3/202333（六）根瘤和菌根（六）根瘤和菌根2.菌根菌根（mycorrhiza）：）：真真菌着生于根的外层或菌着生于根的外层或侵入细胞间隙甚至细侵入细胞间隙甚至细胞内所形成的类似于胞内所形成的类似于
22、根瘤的另一种共生体根瘤的另一种共生体3/3/202334四、根的生理功能四、根的生理功能是营养器官，主要有是营养器官，主要有吸收、固着、输导、合成、贮吸收、固着、输导、合成、贮藏和繁殖等藏和繁殖等甘薯（红薯）、木薯、萝卜、胡萝卜、甜菜等可食甘薯（红薯）、木薯、萝卜、胡萝卜、甜菜等可食用（作粮食或蔬菜），也可作猪、牛等饲料；甜菜用（作粮食或蔬菜），也可作猪、牛等饲料；甜菜可作制糖原料；红薯可提制淀粉；可作根雕观赏；可作制糖原料；红薯可提制淀粉；可作根雕观赏；可护坡、护堤、防止水土流失。可护坡、护堤、防止水土流失。人参、当归、甘草、巴戟、何首乌、桔梗等均为著人参、当归、甘草、巴戟、何首乌、桔梗等均为著名药材。名药材。3/3/202335谢谢！