南医大药用植物学课件03植物的器官-1根

第三章植物的器官器官(organ)：具有一定的外部形态和内部结构，由多种组织构成的，并执行一定生理机能的植物体的组成部分。并不是每一种植物都有器官，只有较高等的植物才有器官，器官的形成是植物体分工的最高表现。被子植物一般可分为根、茎、叶、花、果实和种子六个部分，这些部分是被子植物的六种器官。

被子植物的器官依据它们的生理功能可分为两大类：营养器官(vegetativeorgans)：包括根、茎和叶，它们共同起着吸收、制造和供给植物体所需要营养物质的作用，使植物体得以生长、发育。繁殖器官(reproductiveorgans)：包括花、果实和种子，它们主要起着繁殖后代延续种族的作用。第一节根（Root）

通常是指植物体生长在土壤中的营养器官，是植物在长期进化过程中适应陆地生活的产物。特点：具向地性、向湿性和背光性。功能：吸收、输导、固着、支持、贮藏及繁殖等功能。重要的中药材：人参、党参、三七、黄芪、百部、甘草等。

大豆根瘤人参植株及药材党参植株及药材三七植株及药材黄芪植株、药材及饮片一、根的形态

特点：通常圆柱形，越向下越细；并向四周分枝，形成复杂的根系。无节和节间之分，一般不生芽、叶和花；细胞中不含叶绿体。

二、根的类型

（一）主根和侧根从根的等级来分：主根：由种子的胚根直接发育来的，不断向下生长。侧根：主根生长到一定长度时生长出来的分枝。纤维根：在侧根上形成的小分枝。

（二）定根和不定根

从根的来源分：定根：直接或间接由种子的胚根发育来的，有固定的生长部位，包括主根、侧根和纤维根。不定根：常发生在茎、叶或其他部位，不是直接或间接由胚根发育而成，无一定的发生部位。应用：栽培上常利用此特性进行插条繁殖。

（三）根系的类型：

根系：一株植物地下部分所有的根的总和。按形态分：直根系：主根发达，主根和侧根的界限非常明显。须根系：主根不发达，或早期死亡，而从茎的基部节上生长出许多大小、长短相仿的不定根，簇生呈胡须状，没有主次之分。三、根的变态

有些植物的根因长期受生活环境的影响，形态和结构均产生了不同的变化，称为变态。这种变态可以稳定地遗传下去。

常见的变态根有下列几种：1.贮藏根：根的一部分或全部形成肉质肥大，其内贮藏营养物质。（1）肉质直根：由主根发育肥大形成的，常具根头，呈圆锥形、圆柱形或圆球形。（2）块根：由侧根或不定根肥大形成的，不具根头，多块状或纺锤状。

何首乌及其块根玉米的支持根玉米植株支持根：近地面的茎节上产生的不定根，起支持茎干作用。气生根：悬垂在空气中的不定根。高山榕（支柱根）池杉的呼吸根薜荔攀援根（附着根）：藤本植物的不定根，起攀附它物的作用。5．水生根：水生植物飘浮在水中的根。6．寄生根：寄生植物的、侵入寄生体内吸取养料的根。四、根的组织构造

（一）根尖的构造

根的最先端到生有根毛的部分称根尖。大约长4~6mm，是根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都在此进行。根尖可分为根冠、分生区、伸长区和成熟区四部分。

1．根冠：是根尖最顶端的部分，像帽子一样包被在分生区的外面，由多层薄壁细胞组成，对分生区有保护作用，其外部细胞可分泌粘液，利于根尖在土壤中的伸展。2．分生区（生长锥）：位于根冠的上方，呈圆锥状，长约1mm左右，为顶端分生组织所在部位，是细胞分裂最旺盛的部分，是根内各组织的发源地。

3．伸长区：位于生长锥的上方，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延伸，可使根不断伸长，同时细胞开始分化。4．成熟区（根毛区）：位于伸长区的上方，细胞已有明显的分化，并形成了各种初生组织。本区的最大特点是表皮上形成根毛，增加了根的吸收面积，是吸收水分的主要部位。

介绍几个概念：

平周分裂（切向分裂）：垂周分裂（径向分裂）：横向分裂：

根尖的发展：原分生组织初生分生组织原表皮层根的表皮基本分生组织皮层、髓原形成层维管柱初生组织：由初生分生组织分化形成的组织。初生构造：由初生组织所形成的构造。使根延长的生长称初生生长，使根增粗的生长称次生生长。（二）根的初生构造

通过根毛区作一横切面，从外到内可分为表皮、皮层和维管柱三部分。1．表皮(epidermis)

位于根的最外围，由一层生活细胞组成。细胞排列整齐、紧密、无细胞间隙壁薄、不角质化，无气孔。一部分细胞外壁突出，形成根毛。

2．皮层(cortex)位于表皮内方，由多层薄壁细胞组成，细胞排列疏松，有明显细胞间隙，占有根相当大的部分。通常可分为外皮层、皮层薄壁组织和内皮层。

（1）外皮层：一层细胞，排列整齐、紧密；（2）皮层薄壁组织：外皮层内方的多层细胞，cw薄，排列疏松，有细胞间隙。（3）内皮层：皮层最内一层，细胞排列紧密，整齐、无间隙。

内皮层的cw增厚情况特殊：

①凯氏带（点）：径向壁（侧壁）和上下壁（横壁）局部增厚（木质化或木栓化），增厚部分呈带状；②五面增厚：径向壁、上下壁以及内切向壁（内壁）显著增厚，横切面呈马蹄形；③全面增厚：全部木栓化增厚。后两种情况有通道细胞。

3．维管柱(vascularcylinder)

根的内皮层以内的所有组织构造。（1）中柱鞘(pericycle)（维管柱鞘）：内皮层以内，为维管柱最外方的组织。通常由一层薄壁细胞组成，排列整齐。分化程度较低，具潜在的分生能力。

（2）初生木质部(primaryxylem)和初生韧皮部(primaryphloem)：是根的输导系统，在根的最内方。根的初生构造中的木质部和韧皮部，因是由原形成层直接分化形成，故称为初生木质部和初生韧皮部。

①初生木质部：组成：被子植物：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞

裸子植物：只有管胞排列：初生木质部在维管柱的中央位置，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。发育方式：由外向内逐渐成熟，叫外始式。（根发育上的一个特点）先分化的木质部：原生木质部（外）后分化的木质部：后生木质部（内）②初生韧皮部

组成：被子植物：筛管、伴胞，韧皮纤维、韧皮薄壁细胞裸子植物：筛胞排列：与初生木质部相间排列发育方式：外始式：原生韧皮部在外，后生韧皮部在内。在初生木质部和初生韧皮部之间为一至多层薄壁细胞。一般双子叶植物的根，初生木质部往往一直分化到维管柱的中心，因此，一般根不具髓部。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。

髓：茎和少数植物的根中由薄壁组织构成的中心部分。

（三）侧根的形成

起源：中柱鞘的一定部位。形成：部分中柱鞘细胞反分化层次增加，向外突起侧根原基生长锥，根冠突破表皮，形成侧根。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，因而形成一个连续的系统。侧根常发生在母根根尖的成熟区，而且位置常有一定。（四）根的次生构造

绝大多数蕨类植物和单子叶植物的根，在整个生活期中，一直保存着初生构造。而一般双子叶植物和裸子植物的根，可以次生增粗，形成次生构造。次生构造是由次生分生组织（形成层和木栓形成层）细胞的分裂、分化产生的。1.形成层的产生及其活动

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陷部分的薄壁细胞恢复分裂功能，形成形成层，并逐渐向中柱鞘部位发展，使相连接的中柱鞘细胞开始分化成为形成层的一部分，从而形成一个凹凸相间的形成层环。

形成层的活动：

向内产生新的木质部（次木）：添加在初木的外方：导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维向外产生新的韧皮部（次韧）：添加在初韧的内方：筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞，韧皮纤维一定部位，产生一些薄壁细胞，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，包括木射线和韧皮射线。形成层平周分裂，中间始终保持着一层形成层细胞。形成层活动时，各处分裂的速度不一样，凹进去的地方快，产生量多，两边慢，不久就变成一个圆环状，这时各处速度基本一样，保持圆状。这时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。

2.木栓形成层的产生及其活动

由于形成层的活动，根不断加粗，外方的表皮及部分皮层因不能相应加粗而遭到破坏。在此之前，中柱鞘细胞恢复分裂机能形成木栓形成层。

活动：向外分化成木栓，中间始终保持一层木栓形成层，向内有数层栓内层细胞，整个叫周皮。由于木栓细胞栓质化，不透水、不透气，因此，当它形成后，代替表皮起保护作用。木栓形成层的活动有一定的期限，终止活动后，由于内方的薄壁细胞恢复分生能力，产生新的木栓形成层，形成新的周皮。根皮：植物学上——周皮

药材上——形成层以外（周皮、次韧、形成层）单子叶植物的根没有形成层，不能加粗，没有木栓形成层，不能形成周皮，因此整个生活过程中一直保持着初生构造。

根被：表皮分裂成多层细胞，细胞壁木栓化，形成根被，起保护作用。

综上所述，根的次生构造与初生构造比较，有如下几个特点：最外方为周皮。皮层及中柱鞘一般已不存在。维管束为无限外韧型。在次生维管组织中具维管射线。

（五）根的