1、 第三章 植物器官的結(jié)構(gòu)與生長(zhǎng)發(fā)育器官：由多種組織按一定分布規(guī)律構(gòu)成的，共同擔(dān)負(fù)同一類生理功能的結(jié)構(gòu)單位。葉莖根Vegetative organs 營(yíng)養(yǎng)器官第一節(jié)：種子的萌發(fā)及幼苗的形成（回顧）1、種子萌發(fā)的條件2、種子萌發(fā)的一般過(guò)程3、幼苗的類型第二節(jié) 根的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)發(fā)育 單子葉植物的須根系雙子葉植物的直根系根系和根的形態(tài)特點(diǎn)植物體地下所有根的總和。根系的類型： 直根系：能明顯區(qū)分主根和側(cè)根，由定根組成的根系。也稱深根系。 須根系：不能明顯區(qū)分主根和側(cè)根，由不定根組成的根系。也稱淺根系。Embryo root不定根：生長(zhǎng)部位不固定；生長(zhǎng)在老根、胚軸、莖或葉上。不定根（adventiti

2、ous roots）玉米（Zea mays ）2. Structure and development of Root 根的結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)發(fā)育Structure and elongation development of root tip 根尖的結(jié)構(gòu)與根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng) 成熟區(qū)cell maturation伸長(zhǎng)區(qū)cell elongation 分生區(qū)cell division 根冠 root cap Root cap 根冠頂端分生組織根尖結(jié)構(gòu)為： * 根冠：根尖的最頂端；外形象帽子，由薄壁細(xì)胞組成；能分泌 粘液，減少土壤與根的磨擦。 * 分生區(qū)：根冠內(nèi)方；為原分生組織和初生分生組織；不斷進(jìn)行細(xì)胞分裂并

3、開(kāi)始初分化。 * 伸長(zhǎng)區(qū)：分生區(qū)上方；細(xì)胞迅速縱向伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，并分化成為薄壁細(xì)胞。 * 成熟區(qū)：也稱根毛區(qū)；伸長(zhǎng)區(qū)上方；細(xì)胞已分化形成各種成熟組織，組成了 根的初生結(jié)構(gòu)，其表皮細(xì)胞的外壁向外突起生長(zhǎng)成毛 狀稱為根毛。是植物體吸收土壤養(yǎng)分的主要部位。根冠保護(hù)根的生長(zhǎng)區(qū)域在土壤里向前運(yùn)動(dòng)。cell elongation 伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞伸長(zhǎng)，液泡化并逐漸分化成熟。 cell maturation （Root hair zone） 成熟區(qū)細(xì)胞成熟，根毛出現(xiàn)，各種組織形成Root hair zone 根毛區(qū)根毛壽命短，與土壤緊密接觸，便于吸收水份、養(yǎng)分皮層表皮中柱內(nèi)皮層外皮層皮層（Ranunculus sp.

4、, 一種毛茛) 2）雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu): 根初生結(jié)構(gòu)由根尖分生區(qū)的細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)和分化后產(chǎn)生的組織所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。1、雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)（橫切面） 由表皮、皮層和中柱組成。*表皮： 根表面的一層長(zhǎng)方形薄壁細(xì)胞；無(wú)胞間隙，無(wú)氣孔；部分表皮細(xì)胞外壁向外突起形成根毛。具吸收和保護(hù)功能。*皮層： 表皮和中柱之間的薄壁細(xì)胞，所占的比例較大；細(xì)胞體積較大，具明顯胞間隙。 皮層通常分為三層： 外皮層近表皮的1幾層薄壁細(xì)胞；后期壁栓化，起保護(hù)作用。 中皮層內(nèi)、外皮層之間的薄壁細(xì)胞；具貯藏和橫向運(yùn)輸功能。 內(nèi)皮層皮層最內(nèi)方的一層薄壁細(xì)胞；其細(xì)胞的橫向壁和徑向壁上有一條木栓化的帶狀增厚，稱為凱氏帶。*中柱：

5、根中央，也稱維管柱；由中柱鞘、初生木質(zhì)部、初生韌皮部和薄壁細(xì)胞組成。 中柱鞘內(nèi)皮層內(nèi)方的12層細(xì)胞；具有潛在的分生能力。能產(chǎn)生側(cè)根、不定芽、木栓形成層和部分維管形成層。毛茛根的初生結(jié)構(gòu)注意無(wú)髓，在皮層細(xì)胞有淀粉積累，但在表皮和外皮層缺乏淀粉。表皮皮層中柱Root epidermis and characters 根的表皮及其特征 Root cortex and characters 根的皮層及其特征 The Casparian strip (凱氏帶）and Casparian dots（凱氏點(diǎn)） in the endodermis （內(nèi)皮層） 起到橫向運(yùn)輸?shù)闹鲃?dòng)控制作用。凱氏帶Casparia

6、n dots（凱氏點(diǎn)）內(nèi)皮層細(xì)胞質(zhì)中柱（central cylinder， vascular cylinder ）一個(gè)分化完全的維管柱*中柱：根中央，也稱維管柱；由中柱鞘、初生木質(zhì)部、初生韌皮部和薄壁細(xì)胞組成。 中柱鞘內(nèi)皮層內(nèi)方的12層細(xì)胞；具有潛在的分生能力。能產(chǎn)生側(cè)根、不定芽、木栓形成層和部分維管形成層。 初生木質(zhì)部 根的中央，橫切面上呈星芒狀，具有數(shù)個(gè)輻射角（木質(zhì)部束）；由導(dǎo)管、管胞、木纖維和木薄壁細(xì)胞組成；其發(fā) 育方式為外始式，外方為原生木質(zhì)部，內(nèi)方為后生木質(zhì)部。運(yùn)輸水和無(wú)機(jī)鹽。 初生韌皮部 呈束狀，與初生木質(zhì)部相間排列；由篩管、伴胞、韌皮纖維和韌皮薄壁細(xì)胞組成；其發(fā)育方式為外始式，外

7、方為 原生韌皮部，內(nèi)方為后生韌皮部。運(yùn)輸有機(jī)養(yǎng)分。 薄壁細(xì)胞 中柱內(nèi)的薄壁細(xì)胞；位于初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間的薄壁細(xì)胞，稱木、韌間薄壁細(xì)胞，形成維管形成層的大部 分；有些植物根的中柱中央也有薄壁細(xì)胞，稱為髓。Pericycle中柱鞘Endodermis內(nèi)皮層primary xylem 初生木質(zhì)部primary phloem 初生韌皮部vascular cambium initiation維管形成層初期 (原形成層)未成熟的雙子葉植物根的中柱內(nèi)皮層上的凱氏帶（Casparian strip ）和徑向壁（radial wall）單子葉植物（Monocots ）根 A cross section

8、through a mature monocot root髓內(nèi)皮層維管組織表皮皮層（Smilax, 菝葜)單子葉植物根一般沒(méi)有次生結(jié)構(gòu)，只有初生結(jié)構(gòu)與雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)基本相似，由表皮、皮層和中柱三部分組成。* 表皮：與雙子葉植物根的表皮相同。* 皮層：與雙子葉植物根的皮層相似，也分為外皮層、皮層和內(nèi)皮層。 外皮層表皮下方的幾層細(xì)胞，為薄壁細(xì)胞（小麥）或厚壁細(xì)胞（玉米）或薄壁細(xì)胞和厚壁細(xì)胞（水稻）。后期起保護(hù)作用。 皮 層外皮層內(nèi)方多層薄壁細(xì)胞。具有貯藏及橫向運(yùn)輸功能。 內(nèi)皮層皮層最內(nèi)方一層細(xì)胞，部分細(xì)胞的橫向壁、徑向壁和內(nèi)切向壁全面增厚，少數(shù)細(xì)胞的壁不增厚，稱為通道細(xì)胞，成為中柱內(nèi)外物質(zhì)

9、交換的通道。Pericycle中柱鞘Endodermis內(nèi)皮層primary xylem 初生木質(zhì)部primary phloem 初生韌皮部Epidermis表皮Cortex皮層小麥根結(jié)構(gòu)Wheat rootPericycle中柱鞘Endodermis內(nèi)皮層primary xylem 初生木質(zhì)部primary phloem 初生韌皮部Epidermis表皮Cortex外皮層細(xì)胞壁加厚玉米根結(jié)構(gòu)Corn rootPith 髓exodermis外皮層細(xì)胞壁加厚玉米成熟根的結(jié)構(gòu)根被（Rhizodermis）被外皮層取代內(nèi)皮層（Endodermis ）木化和栓化（lignified & suberiz

10、ed）單子葉植物內(nèi)皮層細(xì)胞五面加厚，有了通道細(xì)胞（passage cell）水分、養(yǎng)分如何進(jìn)出？ 3） 雙子葉植物根的次生生長(zhǎng)與次生結(jié)構(gòu)維管形成層的發(fā)生及其活動(dòng)來(lái)源：位于初生韌皮部?jī)?nèi)方薄壁細(xì)胞中的原形成層薄壁細(xì)胞和正對(duì)原生木質(zhì)部的中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分生能力連成波狀的維管形成層環(huán). 次生生長(zhǎng)： 次生分生組織（側(cè)生分生組織）的細(xì)胞經(jīng)分裂、生長(zhǎng)和分化，使根不斷增粗的過(guò)程。 次生結(jié)構(gòu)： 由次生生長(zhǎng)產(chǎn)生的各種組織所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。維管形成層的形成過(guò)程（1）維管形成層的形成過(guò)程（2）維管形成層的形成過(guò)程（3）平周分裂 向外形成次生韌皮部和韌皮射線 向內(nèi)形成次生木質(zhì)部和木射線 垂周分裂 擴(kuò)大形成層周徑次生木質(zhì)部與次

11、生韌皮部相對(duì)排列，且次生木質(zhì)部的比例遠(yuǎn)大于次生韌皮部。木栓形成層（cork cambium ）的發(fā)生及其活動(dòng)來(lái)源:部分中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分生能力，形成木栓形成層活動(dòng)：切向分裂，向外產(chǎn)生多層的木栓細(xì)胞(cork cell)，組成木栓層，向內(nèi)產(chǎn)生栓內(nèi)層(phelloderm)。1.皮層; 2.內(nèi)皮層; 3.木栓形成層; 4.皮層碎片; 5.木栓層 6. 栓內(nèi)層phellodermCork cambiumcortexendodermisBroken cortexCork cell由木栓層、木栓形成層和栓內(nèi)層共同組成周皮（periderm ）木栓層木栓形成層栓內(nèi)層周皮次生韌皮部維管形成層由外向內(nèi)有： 木栓

12、層：多層細(xì)胞，壁栓化，保護(hù)作用。周皮 木栓形成層：側(cè)生分生組織，分裂產(chǎn)生木栓層和栓內(nèi)層。 栓內(nèi)層：木栓形成層內(nèi)方的少量薄壁細(xì)胞。初生韌皮部：常僅存韌皮纖維。根的次生結(jié)構(gòu)雙子葉植物根次生生長(zhǎng)后的結(jié)構(gòu)組成Periderm 周皮 （什么組織？）Secondary phloem次生韌皮部 Vascular cambium 維管形成層 Secondary xylem次生木質(zhì)部 Primary xylem初生木質(zhì)部 Pith 髓 初生韌皮部 Ray射線由外向內(nèi)有： 木栓層：多層細(xì)胞，壁栓化，保護(hù)作用。周皮 木栓形成層：側(cè)生分生組織，分裂產(chǎn)生木栓層和栓內(nèi)層。 栓內(nèi)層：木栓形成層內(nèi)方的少量薄壁細(xì)胞。初生韌皮部

13、：常僅存韌皮纖維。次生韌皮部：由篩管、伴胞和韌皮纖維、韌皮薄壁細(xì)胞組成，縱向運(yùn)輸有機(jī)養(yǎng)分；部分薄壁細(xì)胞沿徑向排列形成韌皮射線，橫向運(yùn)輸。維管形成層：側(cè)生分生組織；不斷分裂，向內(nèi)，向外產(chǎn)生新的維管組織和維管射線。次生木質(zhì)部：所占體積最大；由導(dǎo)管、管胞和木纖維、木薄壁細(xì)胞組成，縱向運(yùn)輸無(wú)機(jī)養(yǎng)分；部分薄壁細(xì)胞沿徑向排列形成木射線，橫向運(yùn)輸。初生木質(zhì)部：僅剩下導(dǎo)管、管胞和木纖維在根的中部。根的次生結(jié)構(gòu)梨次生根橫切示發(fā)達(dá)的次生結(jié)構(gòu)髓射線（Vascular ray ）射線-橫向運(yùn)輸4) 側(cè)根的形成側(cè)根原基* 側(cè)根起源于根的柱鞘細(xì)胞，由于中柱鞘位于根內(nèi)部，這種起源方式為內(nèi)起源。 * 側(cè)根發(fā)生的具體部位與根中

14、木質(zhì)部的束數(shù)有關(guān)：側(cè)根的形成* 側(cè)根的形成過(guò)程：中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂形成側(cè)根原基，原基分化產(chǎn)生根冠及生長(zhǎng)點(diǎn)，經(jīng)生長(zhǎng)穿過(guò)皮層、表皮進(jìn)入土壤成為側(cè)根。不同植物中初生木質(zhì)部束數(shù)不同1.原生木質(zhì)部; 2.后生木質(zhì)部; 3.初生韌皮部;4.側(cè)根側(cè)根形成的位置與初生木質(zhì)部的數(shù)目有關(guān)二原型根三原、四原型根多原型根5) 根瘤與菌根 植物根系與土壤中的微生物有密切的關(guān)系，根部分泌的物質(zhì)，許多是微生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，而土壤微生物分泌的一些物質(zhì)，又可直接或間接影響根的生長(zhǎng)發(fā)育。 有些微生物甚至可入侵到根的組織中與根發(fā)生共生(symbiosis)關(guān)系。高等植物根與土壤微生物發(fā)生的共生現(xiàn)象，通常有: root nodule and mycorrhiza Glycine max 大豆的根瘤一種松樹的外生菌根.Vigna unguiculata豇豆的根瘤根瘤細(xì)菌根瘤的作用，增加植物的吸收(礦質(zhì)吸收)根瘤（root nodule）的結(jié)構(gòu) 根 瘤 形 成根 瘤 形 態(tài)根瘤是土壤中的根瘤菌侵入根部皮層，刺激皮層細(xì)胞迅速生長(zhǎng)而形成的