植物根的结构ppt课件

. 1、第二章被子植物营养器官的形态、结构和功能、器官(organ ) :由多种不同组织构成，具有显着的形态特征和特定生理功能的部分。 被子植物的根、茎、叶都担负着植物的营养生长活动，被称为被子植物的营养器官(vegetactiveorganin )。 植物的整体性、形态结构与生理功能的协调性、植物与环境的统一性是植物生长的重要规律。2、第一节根、一、根的发生、类型和生理功能根(root )是植物适应陆地生活的器官，构成植物的地下部分。 1、根的生理功能： (1)吸收作用：吸收土壤中的水分和溶于水的无机盐和氮等。 (2)固定作用：固定植物体，保持植物体重力平衡。 (固土保水) (3)繁殖作用：部分植物根生不定芽。 (株、扦插) (4)贮藏作用：贮藏大量养分和含生物碱、苷等物质。 (5)合成作用：十几种氨基酸和植酸碱、有机氮等有机物在根内合成。 2根类型根据发生部位分为定根和不定根。 种子发芽后，胚根直接生长成主根(mainroot )。 根据各个类别的大小的分支，都被称为侧根(lateralroot )。 主根和侧根是从植物体的固定部位生长的生根。 茎、叶、老根或胚轴上发生的根，其发生位置不固定，被称为不定根。 不定根、3、主根系、1株植物地下部分的所有根的总和称为根系(rootsystem )。 根系有明显发育的主根，主根再生各级侧根，该根系称为直根系(taprootsystem )，这是大多数双子叶植物根系的特征。 4、胡须根系、主根生长缓慢或停止，主要由不定根构成的根系称为胡须根系(fibrousrootsystem )，这是许多单子叶植物的根系特征。5，2，根尖的划分及其发育，(1)根的尖端、根毛的生长处及其以下部分称为根尖(roottip )，可分为根冠、分生区、伸长区、根毛区(成熟区) 4个区。 主根、侧根、不定根有根尖，是根中生命活动最旺盛、最重要的部分。6，(1)根冠、根冠(rootcap )位于根尖前端，是由多个薄壁细胞组成的冠状结构。 其外侧细胞排列稀疏，外壁有粘液。 原生质体含有淀粉粒和粘性物质，该分泌物是高度水合的多糖，可能是果胶物质。 有粘液的霸盖，根尖容易在土壤粒子之间推进，能够保护年轻的生长点不受伤害。 同时形成吸收表面，有助于离子交换和物质溶解。 冠细胞的原生质体中含有淀粉体(造粉体，amyloplast )，多含于根冠中央柱的细胞中。 集中分布在细胞的下侧。 认为对根冠重力感应的地方，似乎能够控制与分生组织中向地性相关的生长调节物质的发生和移动(根冠细胞中淀粉体的分布可能与根的向地性有一定的关系)。7，根尖和根冠，8，(2)分生区和伸长区，分生区(meristematiczone )全长约12毫米，是分裂产生新细胞的主要场所，又称生长点。 尖端分生组织细胞形状多面体，排列紧凑，胞隙不明显，细胞壁薄，核大，细胞质浓密，气泡小。 伸长区分生区以上，细胞分裂减弱，开始伸长生长分化，逐渐变为伸长区(elongationzone )。 细胞生长迅速，细胞质变成薄层，气泡清晰，分化成形态不同的组织。 原生麻纤维部的筛管和原生木质部的导管相继出现，其中原生麻纤维部的分化和成熟略早于原生麻纤维部。 伸长区多数细胞同时快速伸长，成为根尖深入土层的主要推动力。9，根尖分生区和伸长区，10，(4)根毛区根毛区(roothairzone )位于伸长区之上，其表面被根毛紧密复盖，根的吸收面积增大，是根吸水的主要部分。由于其内部细胞停止分裂，分化为各种成熟组织，故又称成熟区(maturationzone )。 根毛从表皮细胞向外突出，前端密闭的管状结构，长度为0.510毫米，极少数植物的根毛可以分枝。 细胞核始终位于尖端，细胞壁薄而柔软，黏附可塑，易与土粒紧密接触，起到有效的吸收作用。 原表皮细胞不均匀分裂，形成两个形态特性不同的子细胞。 长的是一般的表皮细胞，短的是形成根毛，称为生毛细胞。 例如眼子菜。 根毛对湿度的变化很敏感。 根毛的寿命通常不超过两三周。 上部根毛死亡，下部长出新根毛，不断更新，根毛区向土层深处推移。11、根毛、12、(2)根尖发育，根尖分生区最尖端为原生组织的原始细胞。 其分裂活动具有分层的特性，在分生区内的后部，分别形成了原形成层、基本分生组织和原表皮3种初生分生组织。 原表皮是最外层细胞，其细胞呈扁平长方形，分化为表皮。 原形成层位于中央，其细胞呈长纺锤状，将来分化为维管组织。 基本分生组织是分生区内除原表皮和原形成层以外的部分，是根分化的基本组织。 在根尖分生区最前端的中心部分，有分裂活动弱或不分裂的细胞，形成接近半圆形的区域，称为不活动中心。 相当多的植物证实了不活动中心的存在，但不活动中心的体积变化往往与根的大小有一定的关系。 不活动中心的细胞分裂频率低，不分裂，细胞内部蛋白质和核酸合成少，DNA、RNA和蛋白质含量低。 线粒体很少，核、核仁、内质网、高尔基体等细胞器很小。 不活动的中心细胞不是永久不起作用的，可以重新进行细胞分裂。 除根冠外，不活动中心分裂形成根冠。 不活动中心可能是根尖合成激素的地方。13，根尖和不活动的中心，14，4，根的初生结构，(1)双子叶植物根的初生结构根的初期生长是根尖的分生组织经过分裂、生长、分化而发展的，在初生生长过程中产生的各种组织属于初生组织，它们构成了根的初生结构。 在横断面上，幼根从外侧到内侧可分为表皮、皮质、中柱。 1 .表皮(epidermis )的最外层排列着密集的细胞。 细胞形状略长方体，横截面近似方形。 胞壁薄，由纤维素和果胶组成。 许多表皮细胞向外变成根毛，扩大根的吸收面积，根表皮上没有气孔分化的角质膜薄或不发达。 2 .皮层(cortex )在表皮中由多层薄壁细胞构成。 细胞大型，排列稀疏，有相互贯通的细胞间隙。 贮藏着各种后期含有物。 淀粉粒最常见。 部分植物、表层的最外层或几层细胞形状小，序列紧密整齐，称为表层(exodermis )。 表皮上的根毛枯死后，外皮层细胞的细胞壁血栓化，起到暂时的保护作用。15，双子叶植物根初生结构，16，17，双子叶植物根初生结构，18，双子叶植物根初生结构皮层，皮层最内侧具有形态结构和功能均特殊的细胞，称为端基。 内皮层的细胞壁在放射状壁(radialwall )和横向壁(crosswall )上变厚为具有木栓质的带状，被称为凯撒带(casparianstrip )。 凯氏带增厚是因为木质素和栓质堆积在初生壁上，连续横断细胞间层。 内皮细胞的细胞质与硅氏带的区域紧密接触，即使发生质壁分离现象，质膜和硅氏带也是相连的。 质膜与凯氏带紧密接触，可能是由于膜的磷脂和膜蛋白质的疏水部分与带的疏水栓质化壁的相互作用。 凯氏带与细胞质牢固结合的特殊结构与根内水分和溶质的传导密切相关。土壤溶质从皮质进入中柱后，均可通过内皮细胞选择性渗透性的细胞质膜，减少溶质的散逸。 少数双子叶植物根本没有二次生长，其内皮细胞的细胞壁总是依据原皂带增厚，径向壁和内壁再次增厚，外壁较薄，少数对原生木质部的内皮细胞保持较薄的状态。 这样薄的细胞称为通道细胞。 皮质和中柱之间物质转移的路径。 19、凯氏带、20、凯氏带、21、双子叶植物根初生结构中柱(stele )、中柱又称维管柱(vascularcylinder )，指内皮层内的中心轴部分，包括源于原始形成层的维管组织和非维管组织(主要为基本组织)。 由中柱鞘、初生木质部、初生麻质部、薄壁组织等4个部分组成。 (1)中柱鞘(pericycle ) :位于中柱外周，与内皮层相邻，由1层或数层薄壁细胞构成，具有潜在的分裂性能。 侧根、不定芽、乳汁管、维管形成层的一部分及木栓形成层发生在中柱鞘。 (2)刚出生的木质部(primaryxylem ) :原始形成层细胞的分化逐渐成熟，其主要功能是导入水分。 刚出生的木质部有放射角(木质部束)，放射角的前端为原生木质部(protoxylem )，早期分化成熟，它们的导管口径小壁厚，由环纹导管和螺纹导管构成。 后生木质部(metaxylem )接近轴心，分化缓慢，导管口径大，多为梯子、网眼或孔眼导管。 从根的初生木质部这种外向的内分化成熟的方式被称为外始式(exarch )，是根的初生木质部的重要特性。 这对于缩短从根毛吸入的物质通过皮质进入导管的途径，及时保证物质的运输具有适当的意义。 在木质部分化成熟的过程中，当厚生木质部分化到达中柱中央时，就不存在髓。 如果年轻的木质部没有分化成中柱的中央，中央就会形成髓。 原生木质部的捆数比较稳定。 例如油菜、烟草、马铃薯、萝卜、西红柿的主根有两束原生木质部，称为二原型(diarch )的豌豆，紫云英的主根为三原型(triarch )的棉花、花生、向日葵、南瓜的主根为四原型(tetrarch )的梨，苹果为五原型(PTC rch ) 、22、双子叶植物根初生结构中柱(stele )、(3)初生麻纤维部(primaryphloem ) :初生麻纤维部分布在初生木质部的辐射角之间，与原生木质部相匹配(这是幼根维管束系统最突出的特征)。 刚出生的韧皮部分为原生质体和后生韧皮部(metaphloem )，后生韧皮部主要由筛管和伴细胞组成，原生韧皮部通常缺乏伴细胞。 (4)薄壁细胞：初生麻纤维部与初生木质部之间存在一些薄壁细胞，其中一个细胞可形成维管形成层的一部分。 另外，少数植物的根有髓(pith )。23、(二)禾本科植物根的基本结构可分为表皮、皮质、中柱三个基本部分，但没有维管形成层和木栓形成层。 1表皮：最外侧的细胞。 根毛枯死，就会解体脱落。 2皮质：靠近表皮的1层至数层细胞为外皮层。 在根发育后期，这些细胞转化为机械组织，起到支持和保护的作用。 外皮层以内是多数外皮层的薄壁组织。 水稻和甘蔗的老根皮质有明显的气道，几个皮质的薄壁细胞相互分离，是被解体的空洞。 根、茎、叶气道相互贯通，形成良好的通气组织(三叶期以前苗、通气系统尚不发达)。 禾本科植物的内皮层多在发育后期细胞壁增厚。 横截面有马蹄铁。 3中柱：中柱鞘是侧根的发生部位。根的老部分，中柱鞘细胞木质化变厚的初生木质部一般是多原型的，各束的原生木质部由几个小型导管构成，在各束的内侧连接着大型的厚生木质部导管，或者在两束的内侧排列着一个厚生木质部导管。 每束初生韧皮部主要由少数筛管和伴细胞组成，与原生木质部交替排列。 老根的中柱以内(麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻，24，单子叶植物根的结构，25，单子叶植物根的结构，26，(三)侧根的发生由于发生在根的内部组织，因此其起源称为内因。 在二原型的根中，侧根在原生木质部和原生麻纤维部之间或者与原生麻纤维部正交处发生的三原型、四原型的根在原生木质部发生的多原型的根中，多发生在原生麻的皮部。 侧根发生后，中柱鞘相应部位的细胞首先进行切线分裂，增加细胞层数，再进行各向分裂，产生新细胞，形成侧根原基(lateralrootprimordium )，其顶端分化为生长点和根冠。 最后侧根原基的生长点细胞进一步分裂、生长、分化，通过母根皮质伸展表皮，形成侧根。27，侧根的发生，28，侧根的发生，29，5，根的二次结构，(1)双子叶植物根的二次生长和二次结构形成层的发生和活动，产生二次维管组织和周皮，使根的直径变粗，这一生长过程称为二次生长(secondarygrowth )。 形成层有两种。 1 .维管形成层(vascularcambiun )的发生及其活动在根毛区内部，二次生长开始时，初生麻纤维部内侧的薄壁细胞开始分裂，形成维管形成层的主要部分。 最初，维管形成层是平整的细胞片段。 不久，各管段继续向两侧扩展，直至与中柱鞘相接。 此时，原生木质部的中柱鞘细胞也分裂，形成层的另一部分。 维管形成层成为整体的轮廓，包围刚出生的木质部的外周，其横截面的轮廓在二原型根中为卵形，在三原型根中为三角形，在四原型根中为十字形。 维管形成层增加了进行切线分裂的细胞层数，形成层环上各处分裂的速度不一致，形成的二次木质部和二次麻纤维部的数量也不同。 二次生木质部细胞在初生麻纤维部的内侧附近增加快，初生麻纤维部和二次生麻纤维部被推向周围，波状的维管形成层的环也逐渐变成圆形的环。 随着根的直径变粗，维管形成层细胞也呈放射状分裂，扩大其周径，适应二次木质部变粗的变化。 维管形成层向着刚出生的木质部的放射角，分裂放射状排列的薄壁细胞-放射线(ray )。 粗老根中，二次木质部和二次麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻。 分别是二甲苯雷和麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻麻。 放射线具有横向输送水分和养分的功能，还储存着丰富的养分。30、31、双子叶植物根的二次生长和二次结构、32、双子叶植物根的二次生长和二次结构、33、34、2 .木栓形成层(phellogen或corkcambium )的发生及其活动、二次维管组织增多，必然导致中柱鞘以外的皮质、表皮等组织破裂，需要另一保护组织代替表皮中柱鞘细胞进行切线分裂和放射状分裂，形成几层细胞，外侧细胞成为木栓形成层。 木栓形成层的主要活动是进行切线分裂，使外侧发生木栓组织。 由于木栓组织的不透水性，