《营养器官根》幻灯片课件

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1、1,植物学 第三章 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 。,2,第三章 第一节 根,3,教材内容,第三章 种子植物的营养器官 第一节 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,4,植物学 第三章 种子植物的营养器官,一、根的生理功能,第一节 根,1、吸收作用为根的主要功能 2、固着与支持作用 3、输导作用 4、合成功能 5、储藏与繁殖,5,根是植物在长期适应陆地生活过程中形成的器官。它的主要生理作用是吸收作用，即吸收土壤中的水分、二氧化碳

2、和溶解于水中的无机盐。 根的另一个功能是固着和支持作用。可以想象，庞大的地上部分，加上风、雨、冰、雪的袭击，植物如没有反复分支、深入土壤的庞大根系，以及根内牢固的机械组织和维管组织的共同作用，高大的树木是决不能巍然屹立的。,6,根还具有储藏合成作用，至少有十余种氨基酸，以及植物碱等有机物能在根内合成。此外，根还有食用、药用和作工业原料。供食用的，如萝卜，胡萝卜；供药用的，如人参、牡丹、大黄、党参、何首乌、甘草等；甜菜可作制糖原料，甘薯可制淀粉。某些植物的老根可雕制工艺美术品。,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27

3、,28,植物学 第三章 种子植物的营养器官,二、根和根系的类型,（一）主根、侧根和不定根,第一节 根,一、根的生理功能,29,根与根系的类型 根据发生的部位不同，根可分为 定根 不定根 主根 侧根 直根系 根系 须根系,30,31,根 系 一株植物全部根的总称。根系有直根系和须根系两大类。根系在土壤中伸展的范围及根量的多少，与植物种类和外界环境，如土壤的结构、通气状况、水分的含量等有关。一般直根系入土较深，如大多数的木本植物，其主根深达1020米，某些生长在干旱沙漠的植物，如骆驼刺的根系可伸入土层达20米左右。单子植物的须根系则入土较浅，如禾本科植物的根系入土一般仅有2030厘米。在农业生产上

4、，常利用控制水、肥及光照强度来调整作物的根系，以达到丰产的目的。,32,1.定根和直根系 种子植物的第一个根是种子内的胚根突破种皮而形成的，称为 主根 或直根。根产生的各级分支称侧根。主根和侧根合称为定根。由发达的主根和各级侧根组成的根系为直根系。 2.不定根和须根系 由植物的茎、叶、老根等处形成的根叫不定根。须根系主要是由茎基部产生的不定根组成的根系。它的主根生长缓慢或停止生长。,33,直根系 主根发达、明显，极易与侧根相区别，由这种主根及其各级侧根组成的根系，称为直根系。大多数的裸子植物和双子叶植物的根系，属直根系。如双子叶植物棉、蒲公英、大豆、番茄、桃等。一般直根系入土较深，其侧根在土壤

5、中的伸延范围也较广，如木本植物的根系其伸延直径可达1018米，常超过树冠的好几倍；草本植物如南瓜，其伸延直径达68米。,34,35,须根系 主根不发达，早期停止生长或枯萎，由茎基部节上产生大量的不定根，这些不定根继续发育，形成分枝，整个根系形如须状，这种根系称为须根系。一般的单子叶植物，如大麦、小麦、水稻、燕麦、蒜、葱等，其根系均属须根系。须根系入土较直根系浅。,36,37,38,39,40,41,主根，有时也称直根或初生根。主根生长达到一定长度，在一定部位上侧向地从内部生出许多支根，称为侧根。侧根和主根往往形成一定角度，侧根达到一定长度时，又能生出新的侧根。因此，从主根上生出的侧根，可称为一

6、级侧根（或支根），或次生根；一级侧根上生出的侧根，为二级侧根或三生根，以此类推。在主根和主根所产生的侧根以外的部分，如茎、叶、老根或胚轴上生出的根，统称不定根。,42,农业上常把胚根所形成的主根和胚轴上生出的不定根（如禾本科作物），统称种子根，也称初生根，而将茎基部节上的不定根也称为次生根，与植物学上常用名词有别，应加注意。,43,根系在土壤中的生长与分布 根系在土壤中的分布状态和发展程度直接关系着地上部分的生长发育。所有植物地上部分必需的水分和矿质养料几乎完全依赖根系供给。枝叶的发展和根系发展必须保持一定的平衡。事实上，植物根系的发展远远大于地上部分的发展，一般植物根系和土壤接触的总面积，常

7、超过茎叶面积的6-16倍。,44,根的向水生长,45,根的向地生长,46,蚕豆根尖的伸长,47,48,49,根的发育,顶端分生组织 种子萌发后，胚根的顶端分生组织中的细胞经过分裂、生长、分化，形成了主根。主根生长时，顶端分生组织具有一定的组成，但这个组成，在不同类群的植物中是不同的。要了解根的组织系统的起源和演化，就得研究顶端分生组织结构在不同类群植物中的差异。侧根和不定根中顶端分生组织中细胞的排列与主根相似。,50,种子植物中，根的顶端分生组织，在结构上有两种主要类型： 第一种类型是成熟根中的各区，如维管柱、皮层和根冠，都可追溯到顶端分生组织中的各自独立的三个细胞层，也就是说，维管柱、皮层和

8、根冠都有各自的原始细胞，而表皮却是从皮层的最外层分化出来的，或者表皮和根冠的细胞有着共同的起源，也就是起源于同一群原始细胞。,51,第二种类型，是所有各区，或者至少是皮层和根冠，都是集中在一群横向排列的细胞中，和第一种类型具三个原始细胞层不同，它们是具有共同的原始细胞，这种类型在系统发育上较为原始。 什么是原始细胞？它们是组成分生组织中的某些细胞，通过分裂，不断地产生一些细胞，加入到植物体中成为新的体细胞，同时又不断地产生另一些细胞，仍保留在分生组织中。这些经过不断更新始终保留在分生组织中具分生能力的细胞，就称为原始细胞。所以组成根的其他所有细胞都是由原始细胞产生的。,52,53,54,在根的

9、顶端组织的研究中，包括根的正常发育、各种手术处理，以及DNA合成的标记示踪等各项研究，发现一个普遍存在的现象，即在根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，称为不活动中心或称静止中心。不活动中心并不包括根冠原始细胞。在根以后的生长中，旺盛的有丝分裂活动不是我们一般想像中在此中心进行，而却是在这中心以外的部分进行。据观察，玉米根冠原始细胞的细胞分裂速率是每12小时分裂一次，而它的不活动中心是174小时分裂一次。,55,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

10、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。,56,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。,57,根的结构与发展 从着生根毛处的上限到顶端的一段，称为根尖。 可分

11、为 根冠 分生区 伸长区 根毛区,58,59,根尖 根的顶端部分。一般可分为4部分：根冠、生长点、伸长区和根毛区。 根冠包围在生长点的外面，属保护组织。水生植物的根多数不具根冠。 生长点属分生组织，具分裂能力。 生长点以上为伸长区，是根的延伸部位，长约几毫米。 伸长区以上为根毛区，此部密生根毛，数目很多，可增加根的吸收面积，根尖部分生长极为旺盛。根的伸长及发育，以及水分和无机盐的吸收，都是在根尖里进行的。,60,61,62,根 冠 位于根尖前端的一种保护结构。形状如冠，具有保护根尖生长点不受土壤摩擦、损伤的作用。 根冠由多层松散排列的薄壁细胞组成。当根端向土壤深处生长时，根冠的薄壁细胞不断受到

12、磨损和脱落，同时新的根冠细胞又不断地从顶端分生组织产生，使其补充而仍旧保持原状。另外，根冠外层细胞壁高度粘液化，往往可以减少根与土壤颗粒之间的摩擦。根冠还是控制根部向地性的一种组织，是感受重力的部位。,63,根冠为薄壁细胞组成的帽状结构。 多数植物根冠细胞内含淀粉体（造粉体）。一般认为这些淀粉体与根的向地性有关。 此外，根冠的外层细胞可分泌粘液使根尖易于在土壤颗粒间推进，减少阻力，并保护幼嫩的生长点不受擦伤。,64,根尖纵、横切面,65,分生区位于根冠的内侧，全长约 1-2毫米。此区是分裂产生新细胞的主要地区，又称生长点。分生区产生的新细胞，一部分补充根冠因摩擦而脱落的细胞；而大部分经过细胞的

13、生长和分化；逐渐形成根的各种组织。此区是根端的顶端分生组织，细胞具有顶端分生组织的特点。 种子植物根尖分生区的最前端为原分生组织的原始细胞，由原始细胞分化出分生区稍后部的原表皮、基本分生组织和原形成层三种初生分生组织，再进一步分化成初生的成熟组织。,66,原表皮是最外一层细胞；细胞为扁平的长方形，将来分化为根的表皮；基本分生组织细胞较大，呈短圆筒形，将来进一步分化成根的基本组织；原形成层位于中央，细胞为长梭形，直径较小，密集成束；将来分化成根的维管组织。,67,生长点（分生区） 根和茎的顶端相当于顶端分生组织的部分。习惯上以此名表示根和茎顶生长旺盛的部分。生长点的细胞一般排列紧密，细胞核大，细

14、胞质浓厚，具很强的分裂能力，能不断增生新细胞，使根、茎不断伸长。 根的生长点为根冠所覆盖。茎的生长点有叶原基和幼叶保护着，往往呈锥形，故又名“生长锥”。,68,69,原分生组织：由原始细胞及其最初衍生的细胞构成，分 化少。,初生分生组织：由原分生组织衍生的细胞组成，细胞出 现了初步分化。,分生区包括原分生 组织和初生分生组织,原表皮-表皮 基本分生组织-皮层 原形成层-维管柱,分生组织细胞的分裂方向：,切向分裂（平周分裂） 径向分裂（垂周分裂） 横向分裂,70,伸长区 由分生区向上发育，细胞分裂活动愈来愈弱而开始伸长和分化，逐渐转变为伸长区。伸长区前段的大多数细胞都具有分裂能力，愈向后，细胞分

15、裂的次数愈少，而细胞伸长迅速，细胞质成一薄层位于细胞的边缘部分，液泡明显。到伸长区后段，细胞分裂已经停止。伸长区的长度通常为2一6毫米，外观较为透明洁白，可与生长点相区别。,71,伸长区基本上属于初生分生组织，但向着根毛区方向分裂活动愈来愈弱，细胞普遍伸长，出现明显液泡。 细胞分化程度逐渐加深，靠近根毛区端原生韧皮部的筛管和原生木质部的导管先后出现。 由于伸长区的细胞迅速同时伸长就成为根尖深入土层的主要动力。,72,原形成层生长时受土壤阻力很大，伸长区太长；遇到阻力容易弯曲，这样就会减少向土壤中钻入的力量。伸长区中许多细胞同时迅速伸长生长所产生的伸长力量的总和，就成为根尖深入土层的主要推动力。

16、,73,根毛区 根毛区位于伸长区之上，随植物种类和环境条件不同，长度从几毫米到几厘米。根毛区表面密生根毛，增大了根的面积，根毛区是根部吸收水分和无机盐的主要部分，所以又称吸收区。根毛区内部的细胞已停止伸长，并多已分化成熟而成为各种成熟组织，故亦称为成熟区。,74,根毛区（成熟区） 根尖的一个组成部分。它是吸收水分和无机盐最活跃的部位。 根毛区的表皮细胞向外突出形成根毛。随着根毛的脱落，根尖的生长，在新的部位又形成根毛，因此在根尖始终保持有一个根毛区，而原有的根毛区则成为根的成熟部分了。,75,根毛区表面密被根毛，增大了根的吸收面积，是根吸收水和无机盐的主要部位。 根毛区的细胞已分化为各种成熟组织，故也称为成熟区。,76,长出根毛的小红萝卜幼苗,7