植物學(xué)第四章根

1、種子植物的營養(yǎng)器官種子植物的營養(yǎng)器官 植物的根、莖、葉三種器植物的根、莖、葉三種器官，擔(dān)負(fù)著植物營養(yǎng)生長，這官，擔(dān)負(fù)著植物營養(yǎng)生長，這一類器官統(tǒng)稱為一類器官統(tǒng)稱為營養(yǎng)器官營養(yǎng)器官 ?；窘M織維管組織葉脈 節(jié)間 頂芽 側(cè)芽莖節(jié)葉 表皮 子葉地 上部分根 系部分主 根側(cè)根根冠 根毛維管植物的形態(tài)教學(xué)目標(biāo)及要求教學(xué)目標(biāo)及要求 1.1.掌握植物營養(yǎng)器官為根、莖、葉的形態(tài)掌握植物營養(yǎng)器官為根、莖、葉的形態(tài)構(gòu)造及其發(fā)育過程。構(gòu)造及其發(fā)育過程。 2.2.器官執(zhí)行著植物體的營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、器官執(zhí)行著植物體的營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、制造、運輸和貯藏等生理功能。有些植物制造、運輸和貯藏等生理功能。有些植物營養(yǎng)器官本身就是

2、人類生產(chǎn)的目的物。營養(yǎng)器官本身就是人類生產(chǎn)的目的物。 3.3.了解營養(yǎng)器官之間的相互關(guān)系。了解營養(yǎng)器官之間的相互關(guān)系。教學(xué)重點、難點教學(xué)重點、難點 1.1.根、莖、葉的結(jié)構(gòu)和功能。根、莖、葉的結(jié)構(gòu)和功能。2.2.營養(yǎng)器官的變態(tài)。營養(yǎng)器官的變態(tài)。3.3.凱氏帶的作用。凱氏帶的作用。4.4.根尖、莖尖的結(jié)構(gòu)與發(fā)育過程。根尖、莖尖的結(jié)構(gòu)與發(fā)育過程。講授內(nèi)容講授內(nèi)容 一、根的生理功能和經(jīng)濟利用一、根的生理功能和經(jīng)濟利用二、根和根系的類型二、根和根系的類型 三、根的發(fā)育三、根的發(fā)育 四、根的初生結(jié)構(gòu)四、根的初生結(jié)構(gòu) 五、側(cè)根的形成五、側(cè)根的形成 六、根的次生生長和次生結(jié)構(gòu)六、根的次生生長和次生結(jié)構(gòu) 七、

3、根瘤和菌根（自學(xué)）七、根瘤和菌根（自學(xué)）第四章第四章 根根 一、根的生理功能和經(jīng)濟利用一、根的生理功能和經(jīng)濟利用 吸收，固著吸收，固著 主要功能。主要功能。 儲存，繁殖，合成，輸導(dǎo)。儲存，繁殖，合成，輸導(dǎo)。生理功能生理功能 二、根和根系的類型二、根和根系的類型 主根：由胚根發(fā)育而來，粗而垂直向下生長。主根：由胚根發(fā)育而來，粗而垂直向下生長。 不定根：生長老根，老莖，胚軸，葉片上不不定根：生長老根，老莖，胚軸，葉片上不 定部位的根。定部位的根。 側(cè)根：主根、不定根上的側(cè)枝。側(cè)根：主根、不定根上的側(cè)枝。 注注：主根：主根= =定根定根= =直根直根= =初生根初生根 直根系：由主根和各級側(cè)根組成。

4、直根系：由主根和各級側(cè)根組成。 （多為深根系）（多為深根系） 須根系：由許多粗細相近的不定根組成。須根系：由許多粗細相近的不定根組成。 （多為淺根系）（多為淺根系）三、根的發(fā)育三、根的發(fā)育 1.1.根尖的結(jié)構(gòu)和發(fā)展根尖的結(jié)構(gòu)和發(fā)展設(shè)問：設(shè)問：（1 1）細細長長的根是怎樣長出來的？是根全部）細細長長的根是怎樣長出來的？是根全部細胞分裂生長，還是僅根尖端部位的細胞分裂生細胞分裂生長，還是僅根尖端部位的細胞分裂生長？長？（2 2）細長、幼嫩的根尖為什么能鉆進堅硬的土）細長、幼嫩的根尖為什么能鉆進堅硬的土壤？壤？答案：答案：（1 1）分生區(qū)細胞不繼分裂、）分生區(qū)細胞不繼分裂、 使根生長、使根生長、 增

5、大增大 推動根尖鉆推動根尖鉆（2 2）伸長區(qū)細胞顯著伸長伸長區(qū)細胞顯著伸長 進土壤。進土壤。（3 3）根冠細胞液軟化土壤）根冠細胞液軟化土壤 保護幼嫩根保護幼嫩根尖鉆進堅硬土壤。尖鉆進堅硬土壤。 頂端分生組織頂端分生組織維管柱原始細胞層維管柱原始細胞層-維管柱維管柱 皮層原始細胞層皮層原始細胞層-皮層皮層+表皮表皮 根冠原始細胞層根冠原始細胞層-根冠根冠 維管柱原始細胞層維管柱原始細胞層-維管柱維管柱 皮層原始細胞層皮層原始細胞層-皮層皮層根冠原始細胞層根冠原始細胞層-根冠根冠 +表皮表皮 2、各部分起源于共同、各部分起源于共同 的的原始細胞原始細胞；或至少皮層和根冠；或至少皮層和根冠 有共同

6、的有共同的 來源。來源。 原始細胞原始細胞：在植物的分生組織中，一些經(jīng)過不斷更新始終在植物的分生組織中，一些經(jīng)過不斷更新始終保留在分生組織中具有分生能力的細胞稱為原保留在分生組織中具有分生能力的細胞稱為原始細胞。始細胞。 1、各部分起源于三個、各部分起源于三個 獨立的原始細胞層。獨立的原始細胞層。 有兩種類型。有兩種類型。 不活動中心：不活動中心：在根本體最遠端的一群原始細胞在根本體最遠端的一群原始細胞（中柱原和皮層原的原始細胞）不常分裂，大小變（中柱原和皮層原的原始細胞）不常分裂，大小變化很小，合化很小，合 成核酸和蛋白質(zhì)的速率也很低，組成成核酸和蛋白質(zhì)的速率也很低，組成一個區(qū)域。一個區(qū)域。

7、大根大根不活動中心大；不活動中心大；小根小根不活動中心小。不活動中心小。受傷、去根冠、休眠恢復(fù)等情況：受傷、去根冠、休眠恢復(fù)等情況：不活動中心分裂加不活動中心分裂加快?？臁＜毎至阉俾剩毎至阉俾剩╤/h/次）次）玉米玉米蠶豆蠶豆白芥菜白芥菜不活動中心不活動中心174174292292520520根冠原始細胞根冠原始細胞121244443535不活動中心近處維管柱不活動中心近處維管柱282837373232不活動中心遠處維管柱不活動中心遠處維管柱292926262525根尖四區(qū)特點根尖四區(qū)特點： 成熟區(qū)：成熟區(qū)：此區(qū)細胞已分化成熟為各種初生組織；此區(qū)細胞已分化成熟為各種初生組織； 其外觀察被

8、白色絲狀根毛；是根吸收水其外觀察被白色絲狀根毛；是根吸收水 分和無機鹽的主要區(qū)段。分和無機鹽的主要區(qū)段。 伸長區(qū)：伸長區(qū)：此區(qū)細胞顯著伸長成圓筒形，開始分化此區(qū)細胞顯著伸長成圓筒形，開始分化 成為根尖伸進土層的推動力。成為根尖伸進土層的推動力。 分生區(qū)：分生區(qū)：由頂端分生細胞組成，具有強烈的分裂由頂端分生細胞組成，具有強烈的分裂 能力，根尖各區(qū)和根全部初生組織均由能力，根尖各區(qū)和根全部初生組織均由 它們產(chǎn)生。它們產(chǎn)生。 根冠：根冠：由薄壁細胞組成的冠帽狀保護結(jié)構(gòu)，幫助由薄壁細胞組成的冠帽狀保護結(jié)構(gòu)，幫助 幼嫩的根尖鉆進土壤，并控制根向地生長。幼嫩的根尖鉆進土壤，并控制根向地生長。根尖：根尖：指

9、根的頂端到著生根毛部分的這一段。指根的頂端到著生根毛部分的這一段。根：指維管植物由胚根發(fā)育而來的體軸的地下部分。根：指維管植物由胚根發(fā)育而來的體軸的地下部分。 2 2、根尖分生區(qū)的分層特征和發(fā)育根尖分生區(qū)的分層特征和發(fā)育 根冠根冠 分裂分裂 原表皮層原表皮層表皮表皮原分生組織原分生組織 初生分組織初生分組織基本分生組織基本分生組織皮層皮層 原形成層原形成層維管柱維管柱 根尖縱、橫切面根尖縱、橫切面 植物根初生生長產(chǎn)生的成熟組織共同組成根植物根初生生長產(chǎn)生的成熟組織共同組成根的初生結(jié)構(gòu)。的初生結(jié)構(gòu)。 初生生長過程中產(chǎn)生的各種成熟組織。初生生長過程中產(chǎn)生的各種成熟組織。由由原表皮原表皮層層、基本分

10、生組織和原形成層三種初生、基本分生組織和原形成層三種初生分生組織細胞分裂、分化而來分生組織細胞分裂、分化而來。初生組織：初生組織：初生結(jié)構(gòu)：初生結(jié)構(gòu)： 1.1.初生生長概念初生生長概念 頂端分生組織頂端分生組織 分裂、生長、分化分裂、生長、分化各類各類成熟的初生組織成熟的初生組織 組成組成 初生結(jié)構(gòu)。初生結(jié)構(gòu)。 根初生生長根初生生長：同根尖的頂端分生組織經(jīng)：同根尖的頂端分生組織經(jīng)過分裂、生長、分化三個階段發(fā)展而來的，過分裂、生長、分化三個階段發(fā)展而來的，這種生長過程。這種生長過程。 長出根毛的小紅蘿卜幼苗長出根毛的小紅蘿卜幼苗 根表皮細胞的細胞壁與角質(zhì)膜均薄，適于根表皮細胞的細胞壁與角質(zhì)膜均薄

11、，適于水和溶質(zhì)滲透通過。水和溶質(zhì)滲透通過。 部分細胞的細胞壁還向外突出形成根毛，部分細胞的細胞壁還向外突出形成根毛，以擴大吸收面積，對幼根來說，表皮的吸收作以擴大吸收面積，對幼根來說，表皮的吸收作用顯然比保護作用更重要。用顯然比保護作用更重要。 所以所以根表皮根表皮是一種薄壁的是一種薄壁的吸收組織吸收組織。根的表皮是否屬保護組織？根的表皮是否屬保護組織？2. 2. 根的初生結(jié)構(gòu)根的初生結(jié)構(gòu) 它由表皮、皮層和維管柱三部分構(gòu)成。它由表皮、皮層和維管柱三部分構(gòu)成。 （1 1）表皮：單層薄壁細胞，排列緊密有根毛。）表皮：單層薄壁細胞，排列緊密有根毛。 無氣孔，行吸收功能。無氣孔，行吸收功能。 （2 2

12、）皮層：）皮層： 外皮層：外皮層：排列緊密，根毛脫落后，細胞壁增厚，排列緊密，根毛脫落后，細胞壁增厚， 栓化起保護作用。栓化起保護作用。 皮層薄壁細胞：皮層薄壁細胞：排列疏松，起橫向運輸，通氣，排列疏松，起橫向運輸，通氣， 貯藏養(yǎng)料作用。貯藏養(yǎng)料作用。 內(nèi)皮層：內(nèi)皮層：細胞壁具細胞壁具凱氏帶五面增厚凱氏帶五面增厚，控制物質(zhì)，控制物質(zhì) 進入維管柱。進入維管柱。 根內(nèi)皮層各細胞的徑向壁和上下橫壁有帶狀根內(nèi)皮層各細胞的徑向壁和上下橫壁有帶狀的木化和栓化加厚區(qū)域，稱為凱氏帶。的木化和栓化加厚區(qū)域，稱為凱氏帶。皮層皮層 相間相間排列排列 中柱鞘：保持原形成層的潛在分生能力，形中柱鞘：保持原形成層的潛在分

13、生能力，形 成側(cè)根，木栓形成層等。成側(cè)根，木栓形成層等。 初生木質(zhì)部初生木質(zhì)部 外始式發(fā)育外始式發(fā)育 初生維管組織初生維管組織 （具四種細胞類型具四種細胞類型） 初生韌皮部初生韌皮部 外始式發(fā)育外始式發(fā)育 髓：由薄壁或厚壁細胞組成。髓：由薄壁或厚壁細胞組成。 （小麥植物根的髓分化為后生木質(zhì)部）（小麥植物根的髓分化為后生木質(zhì)部） 木質(zhì)部木質(zhì)部導(dǎo)管、管胞、木纖維、導(dǎo)管、管胞、木纖維、 木薄壁細胞。木薄壁細胞。韌皮部韌皮部篩管、伴胞、韌皮纖維、篩管、伴胞、韌皮纖維、 韌韌皮薄壁細胞。皮薄壁細胞。 初生維初生維管組織管組織中柱中柱木質(zhì)部運輸水的細胞木質(zhì)部運輸水的細胞向上輸送向上輸送進入進入 3 3.

14、根吸水及無機鹽的途徑：根吸水及無機鹽的途徑： 被內(nèi)皮層選擇后被內(nèi)皮層選擇后 到達到達 進入進入 維管柱中的導(dǎo)管維管柱中的導(dǎo)管 莖、枝、葉莖、枝、葉 水及無水及無機鹽機鹽經(jīng)表皮、根毛吸收經(jīng)表皮、根毛吸收皮層皮層向上輸送向上輸送進入進入植物細胞的吸水和失水示意圖植物細胞的吸水和失水示意圖植物生活需要無機鹽的實驗 （1 1）初生韌皮部和初生木質(zhì)部各自成束，）初生韌皮部和初生木質(zhì)部各自成束，相間排列。相間排列。 （2 2）初生木質(zhì)部和初生韌皮部的發(fā)育方式均）初生木質(zhì)部和初生韌皮部的發(fā)育方式均為外始式。（為外始式。（指由外向內(nèi)逐漸分化成熟的發(fā)育指由外向內(nèi)逐漸分化成熟的發(fā)育方式方式。）。）根的初生木質(zhì)部發(fā)

15、育方式為何取外始式根的初生木質(zhì)部發(fā)育方式為何取外始式? ? 靠近皮層的導(dǎo)管先發(fā)育形成，可盡早盡快靠近皮層的導(dǎo)管先發(fā)育形成，可盡早盡快向上輸送根毛吸收的水及無機鹽。向上輸送根毛吸收的水及無機鹽。 恢復(fù)分生能力恢復(fù)分生能力 分裂、分化分裂、分化 形成形成 形成形成中柱鞘某中柱鞘某部分細胞部分細胞側(cè)根側(cè)根原基原基側(cè)根側(cè)根根尖根尖根冠根冠 生長、穿越母根的皮層、表皮生長、穿越母根的皮層、表皮 生長錐生長錐 成為成為 注：蕨類、低等維管植物的側(cè)根由內(nèi)皮層發(fā)生。注：蕨類、低等維管植物的側(cè)根由內(nèi)皮層發(fā)生。（1 1）起源起源 母根母根中柱鞘中柱鞘 內(nèi)起源內(nèi)起源。 （發(fā)生于（發(fā)生于母母根的組織內(nèi)部）根的組織內(nèi)部

16、） 于于為為（2 2）原因）原因: :可和母根維管柱更快連結(jié)起來可和母根維管柱更快連結(jié)起來2 2、側(cè)根的起源與原因：、側(cè)根的起源與原因：發(fā)生位點發(fā)生位點 母根的根毛區(qū)母根的根毛區(qū)出母根點出母根點 母根根毛區(qū)上部母根根毛區(qū)上部結(jié)結(jié) 果果 既擴大根系，又不破壞主根的根毛既擴大根系，又不破壞主根的根毛 六、根的次生生長和次生結(jié)構(gòu)六、根的次生生長和次生結(jié)構(gòu) 根的次生生長根的次生生長：指形成層的發(fā)生和活動，經(jīng)過：指形成層的發(fā)生和活動，經(jīng)過分裂，生長、分化而產(chǎn)生次維管組織和周皮，使根分裂，生長、分化而產(chǎn)生次維管組織和周皮，使根的直徑增粗，這種的直徑增粗，這種生長過程生長過程。1 1、了解幾個分裂名詞、了解

17、幾個分裂名詞名詞名詞 細胞新壁的建立細胞新壁的建立 結(jié)果結(jié)果 又名又名平周平周 與根、莖圓周平行與根、莖圓周平行 增加根莖增加根莖 弦向分裂和弦向分裂和分裂分裂 細胞層數(shù)細胞層數(shù) 切向分裂切向分裂垂周垂周 與根莖圓周垂直與根莖圓周垂直 擴大根莖某擴大根莖某 徑向分裂徑向分裂分裂分裂 層層細胞的周徑細胞的周徑形成形成形成形成2. 2. 維管形成層的發(fā)生和它的活動維管形成層的發(fā)生和它的活動初生木質(zhì)部初生木質(zhì)部 初生韌皮部初生韌皮部 間的薄壁組織間的薄壁組織 維管維管對著初生木質(zhì)部放射角的是中柱鞘細胞對著初生木質(zhì)部放射角的是中柱鞘細胞 次生韌皮部次生韌皮部 外外形成層（圈）形成層（圈） （內(nèi)外排列內(nèi)

18、外排列） 次生木質(zhì)部次生木質(zhì)部 內(nèi)內(nèi)平周平周 向外向外分裂分裂 向內(nèi)向內(nèi)形成形成 次生木質(zhì)部和次生韌皮部，合稱次生木質(zhì)部和次生韌皮部，合稱次生維管組次生維管組織織，是次生結(jié)構(gòu)的主要部分。，是次生結(jié)構(gòu)的主要部分。周皮；結(jié)果，周皮；結(jié)果，表皮和皮層表皮和皮層死亡，脫落。死亡，脫落。 導(dǎo)管、管胞、木纖維導(dǎo)管、管胞、木纖維 篩管、伴胞、韌皮纖維篩管、伴胞、韌皮纖維 韌皮射線韌皮射線 木射線木射線 3 3、木栓形成層的發(fā)生和它的活動、木栓形成層的發(fā)生和它的活動 次次 生生 木木 質(zhì)質(zhì) 部部 次次 生生 維維 管管 組組 織織軸向輸導(dǎo)軸向輸導(dǎo)支持系統(tǒng)支持系統(tǒng)橫向運輸橫向運輸維管射線維管射線次生韌次生韌皮部

19、皮部次生韌皮部次生韌皮部（第二次起）（第二次起）木栓木栓形成層形成層形成形成形成形成中柱鞘整中柱鞘整層（首次）層（首次）周皮周皮( (結(jié)果，表皮結(jié)果，表皮和皮層死亡，和皮層死亡，脫落。脫落。) )次生生長次生生長（加粗生長）（加粗生長）4. 次生生長次生生長 維管形成層維管形成層 木栓形成層木栓形成層 周皮周皮 5. 根次生結(jié)構(gòu)的排列順序根次生結(jié)構(gòu)的排列順序 （內(nèi)）髓（內(nèi)）髓 初生木質(zhì)部初生木質(zhì)部 次生木質(zhì)部次生木質(zhì)部 維管形成層維管形成層 次生韌皮部次生韌皮部 初生韌皮部初生韌皮部 周皮（外）周皮（外）根的次生結(jié)構(gòu)根的次生結(jié)構(gòu)：指次生生長過程中產(chǎn)生的次生維：指次生生長過程中產(chǎn)生的次生維管組織

20、和周皮，共同組成根的結(jié)構(gòu)。管組織和周皮，共同組成根的結(jié)構(gòu)。 次次 生生 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)分裂分裂生長生長分化分化次生維次生維管組織管組織蘋果老根橫切蘋果老根橫切雙子葉植物根中組織分化的過程雙子葉植物根中組織分化的過程根的初生、次生結(jié)構(gòu)的小結(jié)根的初生、次生結(jié)構(gòu)的小結(jié)v 根次生生長開始時，初生木質(zhì)部內(nèi)凹與根次生生長開始時，初生木質(zhì)部內(nèi)凹與初生韌皮部內(nèi)側(cè)之間的薄壁細胞開始恢復(fù)分初生韌皮部內(nèi)側(cè)之間的薄壁細胞開始恢復(fù)分裂能力，形成片段狀的形成層。隨后，各段裂能力，形成片段狀的形成層。隨后，各段形成層逐漸向左右兩側(cè)擴展，直到與中柱鞘形成層逐漸向左右兩側(cè)擴展，直到與中柱鞘相接。與此同時，正對原生木質(zhì)部外面的中相接

21、。與此同時，正對原生木質(zhì)部外面的中柱鞘細胞也恢復(fù)分裂能力，變?yōu)樾纬蓪拥囊恢始毎不謴?fù)分裂能力，變?yōu)樾纬蓪拥囊徊糠?。至此各形成層片段相互銜接成為連續(xù)部分。至此各形成層片段相互銜接成為連續(xù)的波浪狀的形成層環(huán)。的波浪狀的形成層環(huán)。 形成層形成后，先形成層形成后，先進行切向分裂，向內(nèi)產(chǎn)生初生木質(zhì)部，向外進行切向分裂，向內(nèi)產(chǎn)生初生木質(zhì)部，向外產(chǎn)生次生韌皮部。產(chǎn)生次生韌皮部。 小結(jié)小結(jié)v 中柱鞘發(fā)生的形成層也分裂形成徑向排中柱鞘發(fā)生的形成層也分裂形成徑向排列的薄壁細胞組成的射線，射線是根橫向運列的薄壁細胞組成的射線，射線是根橫向運輸系統(tǒng)。隨著次生組織的增加，中柱不斷擴輸系統(tǒng)。隨著次生組織的增加，中柱不斷

22、擴大，使外方的表皮和皮層受壓而脹破。這時大，使外方的表皮和皮層受壓而脹破。這時中柱鞘細胞常平周分裂成數(shù)層，其中外面的中柱鞘細胞常平周分裂成數(shù)層，其中外面的一層細胞常變?yōu)槟舅ㄐ纬蓪?。木栓形成層形一層細胞常變?yōu)槟舅ㄐ纬蓪?。木栓形成層形成周皮。周皮的形成，使外面的皮層和表皮成周皮。周皮的形成，使外面的皮層和表皮得不到水分和養(yǎng)料，最終相斷死亡脫落。在得不到水分和養(yǎng)料，最終相斷死亡脫落。在多年生植物的根中，每年均產(chǎn)生新的木栓形多年生植物的根中，每年均產(chǎn)生新的木栓形成層，進而形成新的周皮，以適應(yīng)維管形成成層，進而形成新的周皮，以適應(yīng)維管形成層的活動。層的活動。七、根瘤和菌根（自學(xué)）七、根瘤和菌根（自學(xué)） 根瘤：指豆科植物與根瘤細菌的共生體。根瘤：指豆科植物與根瘤細菌的共生體。 菌根：指植物的根與真菌建立的共生體。菌根：指植物的根與真菌建立的共生體。 外菌根：松、云杉、桉樹外菌根：松、云杉、桉樹 內(nèi)菌根：銀杏、園柏內(nèi)菌根：銀杏、園柏 內(nèi)外生菌根：草莓、樺木屬內(nèi)外生菌根：草莓、樺木屬莖的預(yù)習(xí)思考題：莖的預(yù)習(xí)思考題：1 1、判斷莖的標(biāo)準(zhǔn)是什么？、判斷莖的標(biāo)準(zhǔn)是什么？2