根的形态与结构

不要版权，欢迎复制第五章第五章 根的形态与结构根的形态与结构第一节第一节 根的形态特征根的形态特征第二节第二节 根的解剖结构根的解剖结构第三节第三节 根瘤根瘤与菌根与菌根植株及其六大器官（油菜）：植株及其六大器官（油菜）：植株植株根根茎茎叶叶花花果果实实种种子子l器官器官: :由由多种不同组多种不同组织织构成的具有构成的具有特定特定形态结构形态结构和和生理功生理功能能的结构单位。的结构单位。l生殖器官：生殖器官：与植物与植物的生殖生长和繁殖的生殖生长和繁殖后代有关的器官。后代有关的器官。花、果实和种子。花、果实和种子。l营养器官：营养器官：与植物与植物的营养生长有关的的营养生长有关的器官。根、茎、叶。器官。根、茎、叶。生殖器官生殖器官营养器官营养器官第一节第一节 根的形态特征根的形态特征根的主要生理功能根的主要生理功能 * 吸收和输导吸收和输导 * 支持和固着植株支持和固着植株 * 合成合成 * 繁殖、贮藏等生理功能繁殖、贮藏等生理功能根的经济用途根的经济用途 * 食用食用 * 药用药用 * 观赏观赏香附子香附子一、根的生理功能和经济用途一、根的生理功能和经济用途1、按根的来源分：、按根的来源分：主根：主根：胚根直接生长胚根直接生长而成的根。垂直向地下而成的根。垂直向地下生长。生长。侧根：侧根：主根等产生的主根等产生的各级分支。各级分支。二、根的类型二、根的类型2、按根发生的位置分：、按根发生的位置分：l定根：定根：主根和侧根称之主根和侧根称之为定根。主根来自于胚根，为定根。主根来自于胚根，侧根来自中柱鞘一定部位侧根来自中柱鞘一定部位的细胞恢复分裂发育而来。的细胞恢复分裂发育而来。l不定根：不定根：由茎、叶、老由茎、叶、老根或胚轴上发生的根。不根或胚轴上发生的根。不定根可产生各级侧根。定根可产生各级侧根。三、根系类型三、根系类型根系：根系：植株地下部分所有根的植株地下部分所有根的总称。总称。直根系：直根系：由发达的主根及各级由发达的主根及各级侧根组成，主根较各级侧根粗侧根组成，主根较各级侧根粗壮而长。多数双子叶植物的根壮而长。多数双子叶植物的根系特征。系特征。须根系：须根系：主根不明显，主要由主根不明显，主要由不定根组成的根系。一般单子不定根组成的根系。一般单子叶植物根系的特征叶植物根系的特征。 须根系须根系直根系直根系秸秸梗梗小小 麦麦蓖蓖麻麻四、根的生长特性四、根的生长特性l向性生长特性，是不可逆的过程。主要包括向向性生长特性，是不可逆的过程。主要包括向地性、向水性、向肥性和向气性。地性、向水性、向肥性和向气性。向水性向水性向地性向地性一、根尖与根尖分区一、根尖与根尖分区根尖根尖（一）（一）概念概念：根的顶端至：根的顶端至着生根毛的部分。着生根毛的部分。第二节第二节 根的解剖结构根的解剖结构（二）根尖分区及其细胞（二）根尖分区及其细胞特征特征 1、根冠：、根冠：l根尖最先端，活的薄壁细根尖最先端，活的薄壁细胞胞,冠状覆盖。冠状覆盖。l细胞不规则，外围大、疏细胞不规则，外围大、疏松，内部小、紧密。含丰松，内部小、紧密。含丰富的内质网、高尔基体、富的内质网、高尔基体、线粒体和质体等细胞器。线粒体和质体等细胞器。l外层细胞的外壁粘液化，外层细胞的外壁粘液化，能润滑土表，保护根尖。能润滑土表，保护根尖。l原生质体内（中央细胞）原生质体内（中央细胞）含淀粉体（平衡石），可含淀粉体（平衡石），可控制根向地性生长。控制根向地性生长。 2、分生区、分生区l分生区：根冠包分生区：根冠包围的顶端分生组围的顶端分生组织，产生新细胞，织，产生新细胞，又称生长点。又称生长点。（1）原分生组织：）原分生组织：位于分生区先端位于分生区先端,部分不分化，自部分不分化，自我保留。我保留。（2）初生分生组）初生分生组织：原分生组织织：原分生组织的后方，原表皮、的后方，原表皮、原形成层、基本原形成层、基本分生组织三部分分生组织三部分组成组成。 不活动中心不活动中心细胞小，排列紧密，无间隙，壁薄、细胞小，排列紧密，无间隙，壁薄、核大、质浓、液泡小，分裂能力强。核大、质浓、液泡小，分裂能力强。3、伸长区、伸长区l伸长区伸长区：多数细胞迅多数细胞迅速伸长，根尖向下伸长速伸长，根尖向下伸长的推动力。在其上方的的推动力。在其上方的内部分化出筛管和导管。内部分化出筛管和导管。 25mm细胞已分化成熟，根毛区表皮细胞已分化成熟，根毛区表皮上有根毛，对吸收水分和无机盐上有根毛，对吸收水分和无机盐有着重要作用。有着重要作用。成熟区成熟区4 4成熟区（根毛区）成熟区（根毛区）成熟区多种组织分成熟区多种组织分化出现、促进根的化出现、促进根的吸收和运输吸收和运输l初生生长：初生生长：由根尖的顶端分生组织细胞经分由根尖的顶端分生组织细胞经分裂、生长、分化成熟的过程，称为根的初生裂、生长、分化成熟的过程，称为根的初生生长生长。l初生结构：初生结构：根的初生生长过程所形成的结构根的初生生长过程所形成的结构称为根的初生结构。称为根的初生结构。l横切根毛区，根的初生结构由外至内可划分横切根毛区，根的初生结构由外至内可划分为：为：表皮、皮层、中柱表皮、皮层、中柱三大部分。三大部分。 （一）双子叶植物根的初生结构（一）双子叶植物根的初生结构 二、双子叶植物根的解剖结构二、双子叶植物根的解剖结构1、表、表皮皮l最外一层细胞，排列紧密，细胞壁薄，许多最外一层细胞，排列紧密，细胞壁薄，许多表皮细胞的外壁向外突起形成根毛。根毛主表皮细胞的外壁向外突起形成根毛。根毛主要起吸收作用，兼有固定作用。要起吸收作用，兼有固定作用。 （1）外皮层：外皮层：一至几层细胞，一至几层细胞，形状相对小些，形状相对小些，排列紧密整齐，排列紧密整齐，初期可通过水和初期可通过水和溶质，后期壁栓溶质，后期壁栓化，起保护作用。化，起保护作用。2、皮层、皮层（2）中皮层：中皮层： 多层细胞，细胞较多层细胞，细胞较大，排列疏松，胞大，排列疏松，胞间隙明显，胞内含间隙明显，胞内含淀粉粒等贮藏物质。淀粉粒等贮藏物质。 具横向运输和贮藏作具横向运输和贮藏作用，水生植物的根用，水生植物的根还具有通气作用。还具有通气作用。 （3）内皮层：内皮层：皮层最内一层皮层最内一层细胞，整齐排列成环；细胞细胞，整齐排列成环；细胞的径壁和横壁上有一条木栓的径壁和横壁上有一条木栓化的加厚带化的加厚带-凯氏带。凯氏带。凯氏带模式图凯氏带模式图凯氏带处物质运输途径凯氏带处物质运输途径凯氏带电镜图凯氏带电镜图3、维管柱（中柱）、维管柱（中柱）起源于原形成层，起源于原形成层，位于皮层以内，位于皮层以内，可分为：可分为：（1 1）中柱鞘、）中柱鞘、（2 2）初生木质部、）初生木质部、（3 3）初生韧皮部、）初生韧皮部、（4 4）薄壁细胞等部）薄壁细胞等部分。分。薄壁细胞薄壁细胞l中柱外围与内皮层中柱外围与内皮层相毗邻，常由一至相毗邻，常由一至几层连续的薄壁细几层连续的薄壁细胞构成。胞构成。l中柱鞘可发育成维中柱鞘可发育成维管形成层一部分、管形成层一部分、木栓形成层、侧根、木栓形成层、侧根、不定芽、乳汁管等。不定芽、乳汁管等。（1 1）中柱鞘）中柱鞘(1) 中柱鞘；中柱鞘； (2) 筛管；筛管； (3) 内皮层；内皮层；(4) 后生木质部导管；后生木质部导管； (5) 初生木质部初生木质部（2）初生木质）初生木质部：部：位于根的中央，位于根的中央，由导管、管胞由导管、管胞等组成，呈辐等组成，呈辐射状，起输导射状，起输导水分和矿质营水分和矿质营养作用。养作用。外始式。外始式。原生木质部原生木质部后生木质部后生木质部内内外外初生韧皮部：初生韧皮部：l与原生木质部相与原生木质部相间排列。间排列。l筛管、伴胞等组筛管、伴胞等组成，成，l输导同化产物。输导同化产物。l外始式。外始式。初生韧皮部初生韧皮部初生木质部初生木质部（4）薄壁组织与髓）薄壁组织与髓构成维管形成层构成维管形成层的一部分。的一部分。初生韧皮部与初初生韧皮部与初生木质部之间常生木质部之间常有几层薄壁细胞。有几层薄壁细胞。少数植物根的中少数植物根的中央早期有薄壁细央早期有薄壁细胞胞髓髓薄壁细薄壁细胞区胞区1、根的次生生长与次生结构、根的次生生长与次生结构次生生长：次生（侧生）分生组织活动，不断次生生长：次生（侧生）分生组织活动，不断地产生次生维管组织和周皮，使根、茎增粗地产生次生维管组织和周皮，使根、茎增粗的生长过程。的生长过程。次生结构：主要由次生成熟组织所组成的结构。次生结构：主要由次生成熟组织所组成的结构。一般裸子植物和木本的双子叶植物有次生生一般裸子植物和木本的双子叶植物有次生生长和次生结构。长和次生结构。次生（侧生）分生组织有两类：维管形成层和次生（侧生）分生组织有两类：维管形成层和木栓形成层。木栓形成层。（二）双子叶植物根的次生生长与次生结构（二）双子叶植物根的次生生长与次生结构初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞初生木质部脊正对的中柱鞘细胞初生木质部脊正对的中柱鞘细胞维管形成层片段维管形成层片段维管形成层片段维管形成层片段维管形成层环（波浪状维管形成层环（波浪状圆环圆环）次生木质部次生木质部次生韧皮部次生韧皮部维管形成层环维管形成层环平周分裂平周分裂 外外垂周分裂垂周分裂 平周分裂平周分裂 内2、维管形成层的、维管形成层的产生和活动产生和活动 活动活动棉根棉根维管形成层活动与结构维管形成层活动与结构维管形成层的活动维维管管形形成成层层切向切向分裂分裂径向径向分裂分裂切向切向分裂分裂次生韧皮部次生韧皮部韧皮射线、筛管、伴韧皮射线、筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞胞、韧皮薄壁细胞维管形成层维管形成层扩大周径扩大周径次生木质部次生木质部木射线，导管、管胞木射线，导管、管胞木纤维、木薄壁细胞木纤维、木薄壁细胞韧皮射线和木射线合称维管射线，有韧皮射线和木射线合称维管射线，有横向输导和贮藏营养物质的功能横向输导和贮藏营养物质的功能。外外内内3、木栓形成层的产生和活动、木栓形成层的产生和活动 中柱鞘细胞中柱鞘细胞木栓形成层木栓形成层 木栓层木栓层 栓内层栓内层 木栓形成层木栓形成层 周皮周皮 平周分裂平周分裂 外外平周分裂平周分裂 内内垂周分裂垂周分裂 部位部位活动活动结构结构木栓形木栓形成层成层木栓层木栓层栓内层栓内层脱分化脱分化木栓层：新的保护组织，细胞排列紧密，木栓层：新的保护组织，细胞排列紧密，细胞壁栓化，由几层细胞组成。细胞壁栓化，由几层细胞组成。木栓形成层：一层细胞，有分裂能力。木栓形成层：一层细胞，有分裂能力。栓内层：生活的薄壁细胞。栓内层：生活的薄壁细胞。 木栓形成层活动与结构组成：木栓形成层活动与结构组成：周周皮皮多年生植物中，木栓形成层活动一至几年后停止活动。周皮以内重新产多年生植物中，木栓形成层活动一至几年后停止活动。周皮以内重新产生新的木栓形成层。由于周皮的逐年产生和积累，与次生韧皮部一起构生新的木栓形成层。由于周皮的逐年产生和积累，与次生韧皮部一起构成树皮。成树皮。棉棉根根结结构构三、单子叶植物根的解剖结构三、单子叶植物根的解剖结构单子叶植物是须根系，由不定根组成，只有单子叶植物是须根系，由不定根组成，只有初生生长，不增粗。初生生长，不增粗。外皮层外皮层- -厚壁细胞厚壁细胞中皮层薄壁细胞中皮层薄壁细胞内皮层内皮层- -马蹄形增厚细胞马蹄形增厚细胞+ +通道细胞通道细胞中柱鞘中柱鞘初生韧皮部初生韧皮部初生木质部初生木质部- -多原型多原型 表皮皮层中柱水稻幼根与老根表皮与皮层水稻幼根与老根表皮与皮层（一）禾本科植物根的解剖结构（一）禾本科植物根的解剖结构最外层生活细胞，寿命较短最外层生活细胞，寿命较短外皮层：后期栓化成厚壁组外皮层：后期栓化成厚壁组织，代替表皮功能。织，代替表皮功能。间隙较大，水湿生植物具明间隙较大，水湿生植物具明显气腔。显气腔。内皮层：初期具凯氏带，后期内皮层：初期具凯氏带，后期呈五面加厚成呈五面加厚成“马蹄铁马蹄铁”形。形。少部分成为通道细胞。玉米、少部分成为通道细胞。玉米、大麦等无通道细胞，但具丰富大麦等无通道细胞，但具丰富的胞间连丝的胞间连丝水稻根中柱水稻根中柱幼根幼根老根老根中柱：中柱：中柱鞘：侧根发生处。老根中细胞壁增厚。中柱鞘：侧根发生处。老根中细胞壁增厚。初生木质部：多原型，每束导管数较少。初生木质部：多原型，每束导管数较少。初生韧皮部：含筛管，伴胞。初生韧皮部：含筛管，伴胞。髓：幼根中央为薄壁细胞，老根为厚壁细胞。髓：幼根中央为薄壁细胞，老根为厚壁细胞。小麦老根小麦老根玉米玉米小小 麦麦 根根表皮与皮层表皮与皮层小麦老根小麦老根 -中柱结构中柱结构内皮层内皮层内皮层内皮层鸢尾根鸢尾根 -中柱中柱内皮层内皮层（二）非禾本科植物根的解剖（二）非禾本科植物根的解剖结构结构四、侧根的发生和特性四、侧根的发生和特性 扩大吸收面积，加强固着和支持能力。扩大吸收面积，加强固着和支持能力。（一）侧根发生的特点：（一）侧根发生的特点： 1、侧根的发生方式、侧根的发生方式 侧根起源于侧根起源于侧根原基侧根原基，根毛区后方中柱鞘一定，根毛区后方中柱鞘一定部位的细胞经脱分化而来，这种起源方式叫内起部位的细胞经脱分化而来，这种起源方式叫内起源。源。二原型根二原型根三原、四原型根三原、四原型根多原型根多原型根二原型二原型：初生韧皮部与初生木质部之间。三原型、四原型三原型、四原型：木质部脊的位置。多原型多原型：初生韧皮部正对处。2 2、侧根的发生位置：、侧根的发生位置：（二）侧根的形成（二）侧根的形成 1、发生部位：、发生部位： 中柱鞘细胞脱分裂，形成侧根原基，细胞不中柱鞘细胞脱分裂，形成侧根原基，细胞不断分裂、生长、分化，穿过皮层突破表皮，断分裂、生长、分化，穿过皮层突破表皮，形成侧根。形成侧根。2 2、侧根原基发生与生长、侧根原基发生与生长第三节第三节 根瘤和菌根根瘤和菌根 一、根瘤一、根瘤l根瘤是根瘤细菌与根形成的一种共生结构，为根瘤是根瘤细菌与根形成的一种共生结构，为地下部分的瘤状突起。常见于豆科植物等。地下部分的瘤状突起。常见于豆科植物等。l功能：共生固氮。功能：共生固氮。根瘤菌形态豆科植物根瘤大豆根瘤二、菌根二、菌根 菌根是植物菌根是植物的根与真菌的根与真菌的共生体，的共生体，有有外生菌根、外生菌根、内生菌根、内生菌根、内外生菌根内外生菌根等类型。等类型。功能：功能：1 1）扩大了根与土壤水分、无机盐的接）扩大了根与土壤水分、无机盐的接触面积，加强了根的吸收能力；触面积，加强了根的吸收能力；2 2）产生生长活跃物质，刺激根系发育。）产生生长活跃物质，刺激根系发育。