——2植物的营养器官：根、茎、叶7.13.ppt

1、植物的营养器官 根、茎、叶,生物竞赛辅导,第一节 根(root),种子萌发时胚根首先突破种皮向下生长，关键 是尽快吸收水分。除苔藓植物外，高等植物都具有根 一、生理功能 吸收功能 固定和支持功能 输导功能 合成、储藏和繁殖功能,二、根和根系的类型 根的类型 主根（main root）：由胚根形成，又称初生根。 侧根(lateral root)：主根、侧根和不定根上的支根。来源于母根中柱鞘或内皮层。 不定根(adventitious root)：来源不固定，由茎、叶或胚轴上生出。,定 根,根系(root system)的类型 直根系：有明显主根和侧根区别的根系。 须根系：主根不发达，无有明显主根

2、和侧根区别的根系。 直根系多为深根系。 须根系多为浅根系。,三、根的发育 顶端分生组织的分裂、生长、分化 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。 根尖(root tip):是指根的顶端到着生根毛的一段。 根冠(root cap)： 分生区(meristematic zone) 伸长区(elongation zone) 成熟区(maturation zone),顶端分生组织,分生区,伸长区,根冠,成熟区,3 、伸长区：细胞分裂逐渐停止，细胞体积扩大， 细胞 沿根的长轴方向伸长。,4、成熟区（根毛区）：细胞停止伸长，并且多已分化成熟， 表

3、皮常产生根毛。,1、根冠：是根特有的组织，由不规则的薄壁细胞组成， 对分生区起保护作用。 根的向地生长与其中的淀粉体有关,2、分生区：位于根冠内方的顶端分生组织, 包括原分生 组织和初生分生组织。,根毛：是根的表皮细胞外壁向外延伸的 管状结构，为根特有的结构，具 吸收和固着作用。,顶端分生组织,分生区,伸长区,根冠,成熟区,四、根的初生生长,根尖顶端分生组织细胞分裂生长和分化-初生生长 -由其产生各种成熟组织称为-初生组织 -由其构成根的结构称为初生结构。,四、根的初生结构,根尖顶端分生组织：原分生组织和初生分生组织 基本分生组织 表皮：原表皮形成 皮层：由基本分生组织发育而来。 维管柱：由原

4、形成层发育而来。 （中柱）,外皮层 皮层薄壁细胞 内皮层,中柱鞘 初生木质部 初生韧皮部 薄壁细胞,原表皮,原形成层,初 生 结 构,表皮,韧皮部,中柱鞘,内皮层,凯氏带,薄壁细胞,表皮 由一层表皮细胞组成，表皮细胞壁薄，角质层薄，不具气孔，部分细胞细胞壁外突生长，形成根毛。 皮层 外皮层为紧靠表皮的一层或几层细胞，细胞较小，排列紧密，无胞间隙。在一定时期，能代替表皮起保护功能。 皮层薄壁细胞占皮层的绝大部分，细胞体积大，排列疏松，有明显的胞间隙。 内皮层为皮层最内的一层，细胞排列整齐紧密，无胞间隙。最明显的特征是其上具有凯氏带的结构。,凯氏带（casparian strip）：内皮层细胞的细

5、胞壁的横壁和径壁上，常有一条栓质化和木质化的带状增厚。 凯氏带可控制水分和溶质的横向运输。,维管柱：内皮层以内的部分，包括中柱鞘、初生维管组织，有的有髓。,蚕豆幼根中柱放大,1、中柱鞘：维管柱最外的一层（也有的有2层、多层）细胞，由原形成层发育而来，具潜在的分生能力。由此可产生部分维管形成层、木栓形成层、不定芽、侧根和不定根。,2、初生维管组织：包括初生木质部和初生韧皮部，各自成束，相间排列。,初生木质部：外始式发育。原生木质部在外，后生木质部在内。木质部脊：二原型、三原型、多原型。,初生韧皮部：外始式发育。原生韧皮部在外，后生韧皮部在内。成束。在同一根中的束数与木质部的脊数相同，相间排列。,

6、皮层薄壁细胞,内皮层,中柱鞘,外皮层,表皮,初生木质部,薄壁细胞,初生韧皮部,根的初生结构,双子叶植物根与单子叶植物根初生结构的差异 单子叶植物根内皮层细胞，常具五面增厚，只有外切向壁仍保持薄壁。 单子叶植物根少数内皮层细胞，仍保持初生发育阶段的结构，即细胞具凯氏带，但壁不增厚，称为通道细胞（passage cell）。 单子叶植物根初生木质部常为多原型。 单子叶植物根中央常具髓。,五、侧根的形成 侧根的来源 侧根起源于母根的中柱鞘，内皮层也可能以不同程度参与侧根的形成。（内起源） 过程：形成根原基，突破表皮。 与母根关系P45,二原型根：正对初生韧皮部。 正对初生韧皮部与初生木质部之间 三、

7、四原型根：正对初生木质部。 多原型根：正对初生韧皮部。,六、根的次生生长和次生结构,维管形成层：初生木质部和初生韧皮部之间的一种侧生 分生组织，由薄壁细胞反分化而来。,木栓形成层：由中柱鞘等细胞恢复分生能力，形成的一 种侧生分生组织。,次生生长：由于维管形成层和木栓形成层的活动，使植 物根进行加粗生长或形成周皮的过程，称为 次生生长。,次生结构：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。,六、根的次生生长和次生结构 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,形成条状形成层 初生木质部正对的中柱鞘细胞,连接成环 维管形成层的活动 主要进行切向分裂，向外

8、产生次生韧皮部，向内产生次生木质部。 还进行径向分裂和其它方向的分裂，使形成层周径扩大。 在次生韧皮部和次生木质部之间产生新的组织，使维管组织内有轴向和径向之分。,1、形成层的发生：开始由中柱鞘细胞恢复分生能力 而形成。以后的发生逐渐内移，可深达次生韧皮部。,2、木栓形成层的活动：向外形成大量木栓层，向内形成栓内层。,木栓、栓内层与木栓形成层合称周皮。 周皮的作用：次生保护组织，起保护作用 。,（三）木栓形成层的发生和它的活动,植物根部与土壤微生物之间的共生现象 根瘤 根部与细菌的共生现象。 根毛分泌物吸引根瘤菌 根瘤菌分泌物刺激根毛卷曲、膨胀 根瘤菌侵入根毛，进入皮层细胞 根瘤菌分泌物刺激皮

9、层细胞 皮层细胞分裂，使局部体积膨大，形成根瘤。 功能：固氮作用。（根瘤菌含有固氮酶-钼蛋白和钼铁蛋白）,七、根瘤和菌根,菌根 根部与真菌的共生现象。 类型： 外生菌根：菌丝不进入细胞内。 内生菌根：菌丝进入细胞内。 混生菌根：又称内外生菌根。 功能：真菌提供所吸收的水分、无机盐和转化的有机 物质；种子植物提供制造的有机养料。 菌根还可以起到促进根细胞的输导和吸收；促 进根细胞储藏物质的分解等作用。,八、根的变态 （一）贮藏根 1、肉质直根：由主根发育而来。 萝卜：次生木质部发达。 胡萝卜：次生韧皮部发达。 甜菜：三生结构。除初生、次生结构外，甜菜的中柱 鞘细胞还可产生新的形成层，称额外形成层

10、， 它分裂产生大量的薄壁细胞和新的维管组织。 2、块根：由侧根或不定根发育而来。,甜菜根的发育,（二）气生根 支柱根 攀缘根 呼吸根 （三）寄生根：寄生植物叶退化，根伸入寄主体内，吸取寄主的营养。,气生根,寄生根,一、茎的生理功能 输导功能 支持功能 储藏和繁殖功能,第二节 茎,外部形态特征,节：着生叶的部位。 节间：节之间的部分。 顶芽和侧芽： 枝条：着生叶和芽的茎。 叶痕：叶脱落留下的痕迹。 维管束痕：叶痕内，维管束的痕迹。 芽鳞痕：顶芽是鳞芽的枝条萌发时，芽鳞片脱落留下的痕迹。 皮孔：茎内外气体交换的通道。,分为长枝和短枝。,二、茎的形态,芽 芽的概念：处于幼态而未伸展的枝、花或花序的原

11、始体。 枝芽的结构：,叶原基,幼叶,腋芽原基,生长锥,芽的类型 按在植物体上位置分： 顶芽、腋芽和不定芽。 按芽鳞有无分： 裸芽和被芽（鳞芽）。 按芽将形成的器官性质分： 枝芽、花芽和混合芽。 按芽的生理活性分： 活动芽和休眠芽。,裸芽,鳞芽,茎的生长习性 1、直立茎 直立、背地生长，如大多数木本植物。 2、缠绕茎 柔软，茎本身缠绕它物上升生长， 如菜豆 3、攀援茎 柔软，由特有的结构，攀援它物上升生长，如爬山虎具吸盘。 4、匍匐茎 沿地面蔓延生长，节上生长不定根，如甘薯,（四）茎的分枝类型 1.二叉分枝 由顶端分生组织分成二半，各半形成同样的分枝。这是一种较原始的分枝方式，多见于低等植物，在

12、高等植物中则见于苔藓植物和蕨类植物。,2.单轴分枝（总状分枝） 顶芽不断向上生长，主干明显，树冠塔形,主茎的顶芽活动始终占优势,形成一个直立的主轴,而侧枝较不发达,以后侧枝又以同样方式形成次级分枝,但各级侧枝的生长均不如主茎的发达.这种分枝方式,主茎生长迅速而明显,称为单轴分枝. 多数裸子植物，部分被子植物。如银杏,松,杉,柏等森林植物.,3.合轴分枝 特点是顶芽活动到一定时间后,生长变的极慢,甚至死亡,或分化为花芽,或发生变态,而靠近顶芽的腋芽则迅速发展为新枝,代替主茎的位置,不久,这条新枝的顶芽又同样停止生长,再由其侧边的腋芽所代替, 这种主干是由许多腋芽发育而成的侧枝联合组成，称为合轴分

13、枝。 大多被子植物如此。如棉花植株上只有果枝和营养枝,果枝便是合轴分枝,营养枝是单轴分枝.,4.假二叉分枝 是合轴分枝的另一种形式，由具对生叶的植物发育而来，其顶芽不发育,在近顶芽下面的二个对生腋芽,发展成为两个相同外形的分枝,从外表看和二叉分枝相似,因此叫假二叉分枝。 如丁香，茉莉，接骨木，石竹等。,在林业方面，用材树种应选择单轴分枝的针叶树种，并可以人为地抹去苗木的侧芽，减少分枝以促使顶芽生长，形成粗壮挺直的木材。 在农艺实践中，通过合理的摘心、整枝，调节营养生长与生殖生长的关系，如栽培瓜类和番茄时，用摘心的方法使腋芽充分发育成侧枝，并用整枝的方法控制侧枝的数目和分布。在果树栽培上也广泛应

14、用整枝的方法改变树形，促使早期大量结实。,（五）禾本科植物的分蘖 分蘖：分枝集中在地面下或近地面密集的节上，节上生根，这种分枝称为分蘖。 分蘖节：是指植株近地表的一段，包括几个节和未伸长的节间，是分化蘖芽和蘖根 (分蘖节上的不定根)的部分。分蘖节外形比较膨大，节内贮有丰富的有机养料；其细胞内有大量高浓度的糖类，这不仅提高了幼苗的抗寒力，也是幼苗越冬维持生命活动的能量来源和早春恢复生长的物质基础。 有效分蘖：能抽穗结实得分蘖。 无效分蘖：不能抽穗结实的分蘖。,禾本科植物的分蘖又可分为三种 ： 疏蘖型：分蘖节从地下茎节上形成，节间距离较远，各分蘖在地上的部分 (分枝)呈疏松的丛生状，如小麦、水稻等

15、。 密蘖型：分蘖节在靠近地面或地上部分形成，分蘖节间距短，分蘖呈紧密的丛生状，如针茅属、狐茅属等植物。 根茎型：一些多年生具有根状茎的植物，如甘蔗、芦苇等，地下茎上的侧芽开始生长时与主轴垂直，并以合轴分枝的方式形成根状茎和不定根群，生长一段后才向地面形成分蘖，其附近的侧芽再继续水平生长一段，又形成地上分蘖。,一级分蘖，蘖位2,一级分蘖，蘖位1,二级分蘖,主茎,三、茎的发育 顶端分生组织（原套原体学说，初生分生组织） 叶和芽的起源 外起源：叶和芽的起源于茎尖分生组织表面第一层或第二、三层细胞，即起源于茎尖表面，这种起源叫外起源。,双子叶茎的初生结构 表皮： 皮层： 维管柱：,维管束 髓 髓射线,

16、初生木质部 初生韧皮部 束中形成层,四、茎的初生结构,表皮,初生木质部,皮层,初生韧皮部,束中形成层,髓射线,维管束,表皮 茎的表皮由一层表皮细胞组成，是主要起保护作用的 初生保护组织。表皮细胞最显著的特征是其外切向壁明 显增厚，并且角质化。 皮层 表皮内方，由多层薄壁组织细胞组成。常不形成内皮 层，并且在幼茎内，近表皮的皮层细胞常含叶绿体。 维管柱 由维管束、髓和髓射线三部分组成。,维管束：茎内的维管组织即初生木质部和初生韧皮部常结合成束，称维管束。,初生木质部：由导管、管胞、木薄壁细胞和木纤 维组成。发育方式内始式。 初生韧皮部：由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧 皮纤维组成。发育方式外始式。

17、,茎内维管束有下列几种类型：外韧维管束、内韧维管束、双韧维管束、周木维管束、周韧维管束。 并可根据初生木质部和初生韧皮部之间有无形成层分为有限维管束和无限维管束。,周韧维管束,无限维管束,双韧维管束,内韧维管束,外韧维管束,周木维管束,维管束的类型： 代表木质部， 代表韧皮部,2,3,1,1、初生木质部 2、初生韧皮部 3、束内形成层,髓：茎中央由薄壁细胞组成的中心部分。 髓射线：位于皮层和髓之间，具横向运输作用的薄壁细胞。也称初生射线。,单子叶植物茎的初生结构 可分为实心茎和空心茎（中央具髓腔）两种。 现以玉米茎为例，说明其结构。 表皮：由两种表皮细胞组成长细胞和短细胞。短细胞又可分为栓细胞

18、和硅细胞。 基本组织：由于玉米茎内维管束散生，因此无皮层和维管柱的明显分界。 维管束：外有维管束鞘；维管束由外向内，先是韧皮部，后是木质部，没有形成层，故为有限维管束。韧皮部的分化为外始式；木质部的分化为内始式。,表皮,基本组织,维管束,五、茎的次生生长和次生结构 双子叶植物茎的次生结构 维管形成层的来源 束中形成层和束间形成层两部分。 束中形成层由初生分生组织保留而来，在韧皮部和木质部之间。 束间形成层由初生结构中的髓射线中的薄壁组织恢复分生能力而来。,初生韧皮部,维管形成层,初生木质部,束间形成层,束中形成层,皮层,表皮,初生韧皮部,初生木质部,束间形成层,束中形成层,皮层,表皮,维管束,

19、纺锤状原始细胞 射线原始细胞,维管形成层,横裂、纵裂、缩短,切向分裂,径向分裂、侧向分裂等,径向分裂,次生木质部 次生韧皮部,扩大维管形成层环的周径,韧皮射线 木射线,形成层的细胞可分为纺锤状原始细胞和射线原始细胞两种。,维管形成层的季节性活动 早材和晚材： 早材：温带的春季或热带的湿季；形成层活动旺盛，形成的次生木质部细胞，径大而壁薄，质地疏松，颜色浅，称早材或春材。 晚材：温带的夏末、秋初或热带的旱季；形成层活动减弱，形成的次生木质部细胞，径小而壁厚，质地紧密，颜色深，称晚材或秋材。 年轮线和年轮： 年轮线：当年早材与上年晚材之间的界限。 年轮：两个年轮线之间的次生木质部，即一年中形成的早

20、材和晚材。 心材和边材： 心材：次生木质部的内层，较早形成的木材。 边材：靠近维管形成层的次生木质部，是新形成的木材。,韧皮部,木射线,髓,形成层,晚材,早材,韧皮纤维,木栓形成层的来源和活动 木栓形成层第一次的形成，因不同植物有所差异，可起源于表皮、皮层的各部分。其活动时间一般较短，以后，发生位置逐渐内移。 木栓形成层的活动将形成次生保护组织周皮。 树皮和皮孔 树皮可指维管形成层以外的所有结构。 可包括外树皮和内树皮两部分。外树皮指新的木栓层以外的所有组织。因为得不到水分和营养，逐渐干燥、脱落，因此，又称硬树皮或落皮层。内树皮指新的木栓形成层以内的部分，是一些生活的组织构成，又称软树皮。 皮

21、孔是树皮上的气体交换通道，可分为具封闭层的和不具封闭层的两种。,裸子植物和单子叶植物茎的次生结构 裸子植物：主要是木质部和韧皮部的区别，还有就是分布许多管状树脂道。 单子叶植物：没有次生结构。 木质茎和草质茎 草质茎：一般不木质化，大部分或全部是初生结构，一般柔软、绿色。,茎的变态 地上茎的变态类型 叶状茎 昙花、文竹、天冬草等 茎卷须 黄瓜、南瓜、葡萄等 枝 刺 山楂、皂荚等 肉质茎 仙人掌等 地下茎的变态类型 根状茎 竹、姜、莲等 块 茎 马铃薯等 球 茎 荸荠、芋、慈菇等 鳞 茎 洋葱、水仙、百合等,二、茎的变态 （一）地上茎的变态 茎刺 茎卷须 叶状茎 小鳞茎、小块茎,茎刺,茎卷须,（

22、二）地下茎的变态 根状茎：地下横走的茎，上有节和节间。叶长 退化成鳞叶，并有腋芽。 块茎：根状茎先端膨大而成。上有芽眼、芽眉 等结构。 鳞茎：茎扁平，称鳞茎盘。上有鳞叶。 球茎：球形的地下茎。具明显节与节间，叶退 化成膜质鳞叶。,根状茎,块茎,洋葱的鳞茎,慈姑的球茎,第三节 叶（leaf）,一、叶的生理功能 光合作用 蒸腾作用（transpiration） 根系吸水的动力； 矿质元素随蒸腾液流上升； 降低叶片的表面温度。 吸收、繁殖作用,叶的组成 叶片：叶的主要部分。 叶柄：承受叶片，将叶片展布在各空间 位置上，并与茎相连。 托叶：叶的附属物，结构似叶片。 完全叶：三者都有的叶。 不完全叶：三

23、者缺少一或二部分的叶。,二、叶的形态,叶片的形态 叶形 叶尖 叶基 叶缘 禾本科植物的叶 叶片、叶鞘、叶颈、叶舌、叶耳。,脉序（venation） 叶脉在叶片内有规律的脉纹分布。 网状脉：羽状网脉 掌状网脉 平行脉：直出脉 弧形脉 射出脉 侧出脉 叉状脉：,羽状网脉 掌状网脉,射出脉,叉状脉,弧形脉,侧出脉,单叶和复叶 单叶指叶柄上只有一个叶片；叶柄上 着生多个叶片，称复叶。 复叶可分为： 羽状复叶 掌状复叶 三出复叶 单身复叶,叶序和叶镶嵌 叶序：叶在茎上的排列方式。 可分为：互生、对生和轮生。 叶镶嵌：同一枝上的叶，以镶嵌状态的排列方式而互不重叠的现象。 异形叶性 同一植株不同叶形的现象。

24、,三、叶的发育 叶原基的形成 顶端生长，迅速伸长 边缘生长，形成雏形 居间生长。 叶肉的分化，形成了栅栏组织和海绵组织的区别,四、叶的结构 被子植物叶的一般结构： 异面叶：由于叶片两面受光的情况不同，叶片有明显上下面之分，两面的结构也不同。 等面叶：叶片两面受光情况差异不大，无明显背腹之分。,表皮：由一层表皮细胞组成，有上下表皮之分，表皮细胞角质化。 表皮上有气孔，气孔和保卫细胞（有的含副卫细胞）构成气孔器。,叶肉；叶内的绿色组织。异面叶中有栅栏组织和海绵组织的分化。 栅栏组织细胞长柱形，细胞长轴与叶表面垂直，含叶绿体较多。 海绵组织细胞不规则，排列疏松，胞间隙较大，含叶绿体较少。 叶脉：叶内

25、的维管束。 维管束的木质部在上方，韧皮部在下方。外有维管束鞘。较大的叶脉两侧有机械组织。,栅栏组织,海绵组织,木质部,韧皮部,机械组织,单子叶植物叶的特点 表皮：由长、短两种细胞组成，长细胞细胞壁不仅角质化，并且硅质化；短细胞又分为硅细胞和栓细胞。 禾本科植物气孔的保卫细胞哑铃形。上表皮有特殊的薄壁细胞，称泡状细胞。（这种细胞被认为与叶内卷和折叠有关。当叶片蒸腾失水过多时，泡状细胞变得松弛，而能使叶子折叠或内卷，以减少蒸腾；当蒸腾减少时，它们又吸水膨胀，于是叶片又平展。 ） 叶肉；无栅栏组织和海绵组织的分化。 叶脉：维管束鞘很有特点。 C3植物：两层，外层薄壁，内层厚壁。 C4植物：一层，薄壁。与外围叶肉细胞形成花环状结构。,松针的结构 表