植物营养器官结构课件

第三章植物营养器官结构器官:由多种不同组织构成的具有特定形态结构和生理功能的结构单位。营养器官：与植物的营养有关，根、茎、叶；生殖器官：与植物产生后代密切相关，花、果实和种子。植株根茎叶花果实种子教学内容:1、根的结构2、茎的结构3、叶的结构4、营养器官的相互连系5、营养器官的变态一、根的生理功能和经济利用1.吸收作用。2.固着与支持作用。3.输导作用。4.合成功能。5.储藏和繁殖功能。6.经济利用：食用、药用、观赏等。储藏运输水和矿质离子吸收水和矿质例子固啄与支持二、根和根系的类型

（一）定根和不定根1．定根：发生于植物体的固定部位，包括主根（胚根发育而成）和侧根。

2．不定根：除定根以外的其它根，发生位置不固定，如茎（玉米）、胚轴（小麦）、叶（落地生根）、老根上都有可能发生。三根的发育（一）顶端分生组织种子萌发时，胚根的顶端分生组织开始分裂生长分化形成了主根。不同的植物根顶端分生组织的结构不同。根的顶端分生组织在结构上有两种类型：1.成熟根中各区，即微管柱、皮层、根冠都有各自独立的原始细胞，而表皮来自根冠原始细胞或皮层原始细胞。2.成熟根中各区起源于同一群原始细胞，具有共同的起源。（至少皮层与根冠起源于同一原始细胞群）1.根冠：位于根的先端像帽子一样罩在分生区前面，所以称为根冠。特点：（1）根冠由许多排列不规则的薄壁细胞组成。根冠外层细胞因与土壤磨擦不断的死亡脱落和解体，而分生区的细胞不断分裂补充使根冠始终保持一定的形状和厚度。（2）根冠外层细胞分泌产生黏液减少了根尖穿入土壤时的磨擦，有利于根的生长，并促进土壤中物质溶解。（3）根冠前端细胞内的淀粉体与根的向地性有关，根冠内的高尔基体、内质网和生长素也与向地性有关。（4）除寄生性种子植物和具菌根的植物外，所有植物都有根冠。

3.伸长区：位于分生区的后面，分生区产生的细胞逐渐停止分裂，体积增大纵向伸长，细胞加速分化，出现了最初的筛管和导管。根的生长是分生区细胞分裂和伸长区细胞伸长共同活动的结果。特别是伸长区细胞的长度可超过原来大小的几十倍，伸长最为显著。

4.成熟区：这个区域内细胞停止生长，各种组织已成熟。最明显的特征是产生了根毛，根毛是由表皮细胞外面突起而成。根毛长0.08-1.5mm,数量很多。每平方毫米可达几百根。根毛与土壤密切结合，增加了根与土壤的接触面，因而增加了吸收面积，伸长区和根毛区是吸收功能最强的部分，根毛以上的部分主要起输导和支持的功能。根毛的寿命一般几天，多者20天左右，老的不断死亡新的根毛不断产生。根尖不断向前推进变换位置。四根的初生结构

由顶端分生组织经过分裂生长分化而形成根的生长过程叫初生生长，初生生长形成的结构叫初生结构，包括表皮、皮层和微管柱。（一）表皮是成熟区最外面的一层细胞，由原表皮发育而来。特点：1、表皮细胞长方柱形，细胞长轴与根轴平行，排列紧密整齐，与其它部分一般的表皮相似，但是壁薄、角质层薄、无气孔、易透水有吸收功能。2、部分表皮细胞外壁向外突起形成根毛，增加了吸收面积。根被：有的植物的气生根中，表皮由多层排列紧密的死细胞组成称为根被。细胞壁有带状网状加厚和初生纹孔场，具吸收保护防止水分丧失的功能。1.外皮层：皮层最外的一层细胞排列紧密无间隙成为连续的一层叫做外皮层。当根毛脱落时，表皮被破坏，外皮层细胞壁就增厚栓化代替表皮起保护作用。2.皮层薄壁细胞：细胞大型，排列疏松，细胞间隙大，细胞圆球形，常有贮藏物质（以淀粉居多）。（三）维管柱

微管柱是皮层以内的部分包括中柱鞘、木质部、韧皮部，有的植物中央有髓。维管柱由原形成层发育而来。2.初生木质部位于根的中心，有几个辐射状的棱角叫木质部的脊或束。由导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞组成。细胞发育时，由外向内逐渐发育成熟，这种方式叫外始式。靠近中柱鞘的部位，成熟的早叫原生木质部，由口径较小的环纹，螺纹导管组成，成熟较迟的部分称为后生木质部，由口径较大的梯、网、孔、纹导管组成。这种外始式发育有利于根内水分的横向运输，因靠近皮层的地方最先形成导管，使由根毛吸收的物质横向运输距离最短。3.初生韧皮部位于初生木质部的脊之间，与初生木质部相间排列，由筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。其发育也是外始式，即原生韧皮部在外，后生韧皮部在内。4.髓一般植物根的中央分化为后生木质部。有的植物根中央不发育为木质部，由薄壁组织或厚壁组织组成髓，如单子叶植物的玉米，双子叶植物蚕豆，花生等根。小麦的初生根（主根及胚轴上的不定根）中央是一大导管，无髓，而次生根（径节上的不定根）有明显的髓。小麦（无髓）玉米五侧根的形成侧根包括主、侧、不定根上的各级支根。1.侧根的起源：侧根起源于根毛区中柱鞘细胞，内皮层不同程度的参与根原基的形成。这种由根内部深处起源的方式称为内起源。2.侧根发生的位置：侧根发生的水平位置与初生木质部的类型有关。

3.侧根的形成：中柱鞘细胞原生质变浓，液泡变小经过几次平周分裂后细胞层数增加形成突起即生长点，生长点细胞分裂产生机压力，同时根冠产生分泌物，二者双重作用突破皮层，形成侧根。六根的次生生长和次生结构

一般的植物都有顶端生长，使根茎不断伸长。裸子植物和部分双子叶植物除顶端生长外，根茎还有加粗生长，使根茎不断增粗。由于侧生分生组织（形成层和木栓形成层）的分裂生长，使根加粗的过程叫次生生长，产生的维管组织和周皮称为次生结构。（一）维管形成层的发生及活动1.维管形成层的发生

首先是初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁组织，细胞质变浓，细胞变小，恢复分裂能力形成条状形成层，并逐渐向两侧扩展，直到木质部脊处与中柱鞘细胞相连，紧接着位于初生木质部脊处的中柱鞘细胞也恢复分裂参与形成层的形成。彼此相连在初木和初韧之间形成一个波浪式的形成层环，其形状与初木相似。波浪状形成层环形成的初期进行不等速分裂，凹陷处分裂快凸出处分裂慢，逐渐形成正圆形形成层环，之后进行等速分裂。1维管形成层的发生：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2.次生结构特点：1）形成层位于木质部和韧皮部之间主要进行平周分裂，向内产生次生木质，向外产生次生韧皮，次生木质在内，次生韧皮在外，相对排列，合称次生维管组织.2）次生结构中有径向排列的薄壁细胞群，木质部中称木射线，韧皮部中称韧皮射线，合称为维管射线，因而维管组织中有轴向系统和径向系统。3）次生结构中以次生木质部为主，次生韧皮部比例很小。而新产生的韧皮部加在旧韧皮部的内侧，外侧的旧韧皮部受到内部的压力被挤压遭到破坏。（二）木栓形成层的发生及活动

由于维管形成层的活动根不断增粗，皮层就被挤压撑破，皮层组织被撑破之前，中柱鞘细胞恢复分裂能力，成为木栓形成层，木栓形成层向内产生少量薄壁组织叫栓内层，向外产生大量木栓细胞叫木栓层。栓内层、木栓形成层和木栓层合称为周皮。中柱鞘形成木栓形成层可活动一定时期，到期终止，生成新的木栓形成层，逐渐内移，可深达韧皮部的外方。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七根瘤和菌根

共生：两个生物体间有直接的营养交流，双方互利的关系称为共生。高等植物与微生物的共生关系有两种类型:根瘤和菌根（一）根瘤

豆科植物根上的瘤状结构叫做根瘤。产生：土壤中一种叫做根瘤菌的细菌自根毛侵入皮层薄壁组织中，在皮层内迅速繁殖，同时皮层细胞受根瘤菌分泌物的刺激细胞迅速分裂，数目增加，体积膨大，形成瘤状突起，就是根瘤。作用：根瘤菌具有固氮作用，把大气中游离态的氮(N2)转变为植物能吸收利用的氨盐(NH3)，这种作用叫生物固氮。这样，根瘤菌从根细胞中吸收水分和养料，植物从根瘤菌中得到氮素。根瘤菌固氮是因为其体内具有固氮酶，固氮酶由两种蛋白质组成，铁蛋白（一种含铁的蛋白）和铁钼蛋白（一种含铁和钼的蛋白质）。（二）菌根

许多高等植物和真菌有共生关系，这些同真菌共生的根叫菌根。有两种类型内生菌根和外生菌根。内生菌根：菌丝穿过细胞壁侵入到细胞里同细胞原生质体混在一起，在表皮和皮层细胞中能看到菌丝如兰科植物。外生菌根：真菌的菌丝包在幼根外面或侵入皮层细胞的胞间隙中，但不侵入到细胞内。根毛不发达，菌丝代替根毛增加根的吸收面积，如松山毛举，鹅耳枥等。除此之外，还有一种内外生菌根，即表面细胞间隙和细胞内都有菌丝，如草莓根。共生关系：真菌从植物体内得到营养物质，真菌供给植物水、无机盐，促进根细胞内储藏物质的分解，增强呼吸作用，增强吸收和输导作用，产生VB增强根的生长。皮层内皮层成熟的导管分子内皮层细胞分化开始分化的导管分子开始分化的筛管侧根发生根冠分生区伸长区成熟区根冠根冠分生区伸长区成熟区内皮层皮层单子叶植物根的初生结构侧根原基初生木质部内皮层中柱鞘初生木质部中柱鞘细胞脱分化（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