植物学第四章--根

种子植物的营养器官,植物的根、茎、叶三种器官，担负着植物营养生长，这一类器官统称为营养器官。,基本组织,维管组织,叶脉,节间,顶芽,侧芽,茎,节,叶,表皮,子叶,地上部分,根系部分,主根,侧根,根冠,根毛,维管植物的形态,教学目标及要求,1.掌握植物营养器官为根、茎、叶的形态构造及其发育过程。2.器官执行着植物体的营养物质的吸收、制造、运输和贮藏等生理功能。有些植物营养器官本身就是人类生产的目的物。3.了解营养器官之间的相互关系。,教学重点、难点,1.根、茎、叶的结构和功能。,2.营养器官的变态。,3.凯氏带的作用。,4.根尖、茎尖的结构与发育过程。,讲授内容,第四章根一、根的生理功能和经济利用二、根和根系的类型三、根的发育四、根的初生结构五、侧根的形成六、根的次生生长和次生结构七、根瘤和菌根（自学）,第四章根,一、根的生理功能和经济利用吸收，固着主要功能。储存，繁殖，合成，输导。,生理功能,二、根和根系的类型主根：由胚根发育而来，粗而垂直向下生长。不定根：生长老根，老茎，胚轴，叶片上不定部位的根。侧根：主根、不定根上的侧枝。注：主根=定根=直根=初生根直根系：由主根和各级侧根组成。（多为深根系）须根系：由许多粗细相近的不定根组成。（多为浅根系）,三、根的发育,1.根尖的结构和发展,设问：（1）细细长长的根是怎样长出来的？是根全部细胞分裂生长，还是仅根尖端部位的细胞分裂生长？（2）细长、幼嫩的根尖为什么能钻进坚硬的土壤？,答案：（1）分生区细胞不继分裂、使根生长、增大推动根尖钻（2）伸长区细胞显著伸长进土壤。（3）根冠细胞液软化土壤保护幼嫩根尖钻进坚硬土壤。,顶端分生组织,维管柱原始细胞层-维管柱皮层原始细胞层-皮层+表皮根冠原始细胞层-根冠,维管柱原始细胞层-维管柱皮层原始细胞层-皮层根冠原始细胞层-根冠+表皮,2、各部分起源于共同的原始细胞；或至少皮层和根冠有共同的来源。,原始细胞：在植物的分生组织中，一些经过不断更新始终保留在分生组织中具有分生能力的细胞称为原始细胞。,1、各部分起源于三个独立的原始细胞层。有两种类型。,不活动中心：在根本体最远端的一群原始细胞（中柱原和皮层原的原始细胞）不常分裂，大小变化很小，合成核酸和蛋白质的速率也很低，组成一个区域。,大根不活动中心大；小根不活动中心小。受伤、去根冠、休眠恢复等情况：不活动中心分裂加快。,根尖四区特点：成熟区：此区细胞已分化成熟为各种初生组织；其外观察被白色丝状根毛；是根吸收水分和无机盐的主要区段。伸长区：此区细胞显著伸长成圆筒形，开始分化成为根尖伸进土层的推动力。分生区：由顶端分生细胞组成，具有强烈的分裂能力，根尖各区和根全部初生组织均由它们产生。根冠：由薄壁细胞组成的冠帽状保护结构，帮助幼嫩的根尖钻进土壤，并控制根向地生长。,根尖：指根的顶端到着生根毛部分的这一段。,根：指维管植物由胚根发育而来的体轴的地下部分。,2、根尖分生区的分层特征和发育根冠分裂原表皮层表皮原分生组织初生分组织基本分生组织皮层原形成层维管柱,根尖纵、横切面,植物根初生生长产生的成熟组织共同组成根的初生结构。,初生生长过程中产生的各种成熟组织。由原表皮层、基本分生组织和原形成层三种初生分生组织细胞分裂、分化而来。,初生组织：,初生结构：,四、根的初生结构（单、双子叶植物）,1.初生生长概念顶端分生组织分裂、生长、分化各类成熟的初生组织组成初生结构。根初生生长：同根尖的顶端分生组织经过分裂、生长、分化三个阶段发展而来的，这种生长过程。,长出根毛的小红萝卜幼苗,根表皮细胞的细胞壁与角质膜均薄，适于水和溶质渗透通过。部分细胞的细胞壁还向外突出形成根毛，以扩大吸收面积，对幼根来说，表皮的吸收作用显然比保护作用更重要。所以根表皮是一种薄壁的吸收组织。,根的表皮是否属保护组织？,2.根的初生结构它由表皮、皮层和维管柱三部分构成。（1）表皮：单层薄壁细胞，排列紧密有根毛。无气孔，行吸收功能。（2）皮层：外皮层：排列紧密，根毛脱落后，细胞壁增厚，栓化起保护作用。皮层薄壁细胞：排列疏松，起横向运输，通气，贮藏养料作用。内皮层：细胞壁具凯氏带五面增厚，控制物质进入维管柱。,根内皮层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。,皮层,（3）维管柱：,中柱,木质部运输水的细胞,向上输送进入,3.根吸水及无机盐的途径：被内皮层选择后到达进入维管柱中的导管茎、枝、叶,水及无机盐,经表皮、根毛吸收,皮层,向上输送进入,植物细胞的吸水和失水示意图,植物生活需要无机盐的实验,（1）初生韧皮部和初生木质部各自成束，相间排列。,4、根初生维管柱的特点：,（2）初生木质部和初生韧皮部的发育方式均为外始式。（指由外向内逐渐分化成熟的发育方式。）,根的初生木质部发育方式为何取外始式?,靠近皮层的导管先发育形成，可尽早尽快向上输送根毛吸收的水及无机盐。,1、侧根的形成过程：,五、侧根形成：,注：蕨类、低等维管植物的侧根由内皮层发生。,（2）原因:可和母根维管柱更快连结起来,2、侧根的起源与原因：,3、侧根发生的位点及其结果：,发生位点母根的根毛区出母根点母根根毛区上部结果既扩大根系，又不破坏主根的根毛,六、根的次生生长和次生结构根的次生生长：指形成层的发生和活动，经过分裂，生长、分化而产生次维管组织和周皮，使根的直径增粗，这种生长过程。1、了解几个分裂名词名词细胞新壁的建立结果又名平周与根、茎圆周平行增加根茎弦向分裂和分裂细胞层数切向分裂垂周与根茎圆周垂直扩大根茎某径向分裂分裂层细胞的周径,形成,形成,2.维管形成层的发生和它的活动初生木质部初生韧皮部间的薄壁组织维管对着初生木质部放射角的是中柱鞘细胞次生韧皮部外形成层（圈）（内外排列）次生木质部内,平周向外分裂向内,形成,次生木质部和次生韧皮部，合称次生维管组织，是次生结构的主要部分。,周皮；结果，表皮和皮层死亡，脱落。,导管、管胞、木纤维筛管、伴胞、韧皮纤维韧皮射线木射线3、木栓形成层的发生和它的活动,次生木质部,次生维管组织,轴向输导支持系统,横向运输维管射线,次生韧皮部,次生韧皮部（第二次起）,木栓形成层,形成,形成,中柱鞘整层（首次）,周皮,(结果，表皮和皮层死亡，脱落。),次生生长（加粗生长）,4.次生生长维管形成层木栓形成层周皮5.根次生结构的排列顺序（内）髓初生木质部次生木质部维管形成层次生韧皮部初生韧皮部周皮（外）根的次生结构：指次生生长过程中产生的次生维管组织和周皮，共同组成根的结构。,次生结构,分裂生长分化,次生维管组织,苹果老根横切,双子叶植物根中组织分化的过程,根的初生、次生结构的小结,根次生生长开始时，初生木质部内凹与初生韧皮部内侧之间的薄壁细胞开始恢复分裂能力，形成片段状的形成层。随后，各段形成层逐渐向左右两侧扩展，直到与中柱鞘相接。与此同时，正对原生木质部外面的中柱鞘细胞也恢复分裂能力，变为形成层的一部分。至此各形成层片段相互衔接成为连续的波浪状的形成层环。形成层形成后，先进行切向分裂，向内产生初生木质部，向外产生次生韧皮部。,小结,中柱鞘发生的形成层也分裂形成径向排列的薄壁细胞组成的射线，射线是根横向运输系统。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。木栓形成层形成周皮。周皮的形成，使外面的皮层和表皮得不到水分和养料，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。,七、根瘤和菌根（自学）根瘤：指豆科植物与根瘤细菌的共生体。菌根：指植物的根与真菌建立的共生体。外菌根：松、云杉、桉树内菌根：银杏、园柏内外生菌根：草莓、桦木属,茎的预习思考题：1、判断茎的标准是什么？2、茎尖外形与根尖外形有何区别？3、茎尖分区和根尖分区相同吗？4、如何区分定芽和不定芽？5、攀援茎和缠绕茎的主要区别点在哪？6、乔木和灌木有何不同？7、假二叉分枝等同于二叉分枝吗？8、茎的分枝和根的分枝在发育上有何不同？9、茎与根的初生结构有何相同点？有何相异点？从横切面如何区分？10、茎的维管组织为何要分束而立？,11、茎的维管形成层、木栓形成层来源与根相同吗？12、维管射线是由髓射线延伸出