种子植物的营养器官-根课件

Chapter2种子植物的营养器官2.1 2.1 根根2.2 2.2 茎茎2.3 2.3 叶叶6/30/20246/30/20241 1Chapter2种子植物的营养器官2.1根8/11/6/30/20246/30/20242 28/11/20232 种子植物（种子植物（seed plantseed plant）分分裸子植物裸子植物和和被子植物被子植物两大类群；主要特征包括两大类群；主要特征包括：1 有性生殖的产物为种子（seed）；2 受精过程中产生花粉管（pollen tube）3 孢子体更发达、结构更复杂，配子体 简化且寄生在孢子体上。6/30/20246/30/20243 3种子植物（seedplant）分裸子植物和被子植物两裸子植物（裸子植物（gymnospermgymnosperm）l l界于蕨类植物和被子植物之间的一界于蕨类植物和被子植物之间的一个类群，无真正的花，以孢子叶球个类群，无真正的花，以孢子叶球作为主要的繁殖器官，具颈卵器；作为主要的繁殖器官，具颈卵器；l l木质部和韧皮部中无导管、纤维、木质部和韧皮部中无导管、纤维、筛管和伴胞的分化；筛管和伴胞的分化；l l种子裸露，无包被（不形成果实）。种子裸露，无包被（不形成果实）。6/30/20246/30/20244 4裸子植物（gymnosperm）界于蕨类植物和被子植物之间的被子植物（angiosperm）l植物体的形态和习性更为多样；植物体的形态和习性更为多样；l具有真正的花和果实；具有真正的花和果实；l有性生殖过程中具有双受精有性生殖过程中具有双受精（double fertilization）的现象。）的现象。6/30/20246/30/20245 5被子植物（angiosperm）植物体的形态和习性更为多样；2.1.1 根的生理功能根的生理功能根（root）的主要功能功能：吸收、固着和支持、输导、吸收、固着和支持、输导、合成、合成、储藏和繁殖等。储藏和繁殖等。2.1 根根根的形态与结构根的形态与结构6/30/20246/30/20246 62.1.1根的生理功能2.1根根的形态与结构8/6/30/20246/30/20247 78/11/202372.1.2 根和根系的类型根和根系的类型主根主根（main root）：由胚根细胞的分裂和由胚根细胞的分裂和伸长所形成的向下垂直生长的根。又称伸长所形成的向下垂直生长的根。又称为直根（为直根（tap root）或初生根（）或初生根（primary root）。）。侧根侧根（lateralroot）：主根生长达到一定主根生长达到一定的长度，在一定部位上侧向生出的支根的长度，在一定部位上侧向生出的支根。不定根不定根（adventitiousroot）：在主根和侧在主根和侧根以外的部分，如茎、叶、老根或胚轴根以外的部分，如茎、叶、老根或胚轴上生出的根。上生出的根。6/30/20246/30/20248 82.1.2根和根系的类型主根（mainroot）：由根系（根系（root system）根系根系（root system）：一株植物地下部分的根的总和。直根系直根系（taprootsystem）：有明显的主根有明显的主根和侧根的区别，如松、棉、蒲公英等。和侧根的区别，如松、棉、蒲公英等。须根系须根系（fibrousrootsystem）：无明显的主无明显的主根和侧根的区别，或根系全部由不定根和根和侧根的区别，或根系全部由不定根和它的分枝组成，粗细相近，无主次之分，它的分枝组成，粗细相近，无主次之分，而呈须状的根系，如稻、葱、车前草等。而呈须状的根系，如稻、葱、车前草等。6/30/20246/30/20249 9根系（rootsystem）根系（rootsystem）须根须根6/30/20246/30/20241010须根8/11/202310不定根（不定根（adventitious root）玉玉 米米6/30/20246/30/20241111不定根（adventitiousroot）玉米8/11/6/30/20246/30/202412128/11/202312直直根根系系须须根根系系6/30/20246/30/20241313直须8/11/2023136/30/20246/30/202414148/11/2023142.1.3 根的发育根的发育6/30/20246/30/202415152.1.3根的发育8/11/202315顶端分生组织初生分生组织原表皮原形成层基本分生组织表皮维管柱皮层根的初生结构根的初生生长6/30/20246/30/20241616顶端分生组织初生分生组织原表皮原形成层根的顶端分生组织根的顶端分生组织根尖（根尖（root tip）：从根的顶端到着生根毛的部位。）：从根的顶端到着生根毛的部位。根冠根冠分生区分生区伸长区伸长区成熟区成熟区6/30/20246/30/20241717根的顶端分生组织根尖（roottip）：从根的顶端到着生根根尖的形态与结构结构根尖的形态与结构结构6/30/20246/30/20241818根尖的形态与结构结构8/11/202318顶端分生组织顶端分生组织 或或 生长锥生长锥 （Growing tip）Apical meristem6/30/20246/30/20241919顶端分生组织或生长锥（Growingtip）Api6/30/20246/30/202420208/11/202320根冠（根冠（Root Tip）Root tip with its thimble-shaped root cap removedperipheral cells:secrete mucigel columella cells:amyloplast meristematic zone or growing tip淀粉体淀粉体-平衡石平衡石6/30/20246/30/20242121根冠（RootTip）Roottipwithits根根的的生生长长方方向向Light micrograph of cap of primary root of corn(Zea mays)6/30/20246/30/20242222根Lightmicrographofcapofprperipheral cells of root capssecrete mucigel6/30/20246/30/20242323peripheralcellsofrootcapss伸伸长长区区细细胞胞分分化化细细胞胞轴轴向向伸伸长长6/30/20246/30/20242424伸细8/11/202324Root hairs on a primaryroot of radish Raphanus sativus 萝卜萝卜成成熟熟区区或或根根毛毛区区6/30/20246/30/20242525RoothairsonaRaphanussativ电电子子显显微微镜镜下下的的根根毛毛6/30/20246/30/20242626电8/11/202326Root hairs in contact with soil particles6/30/20246/30/20242727RoothairsincontactwithsoiDiagram of median longitudinal section through a root原表皮原表皮不活动中心不活动中心原形成层原形成层基本分生组织基本分生组织顶顶端端分分生生组组织织6/30/20246/30/20242828Diagramofmedian原表皮不活动中心原形成层基不不活活动动中中心心6/30/20246/30/20242929不8/11/2023292.1.4 根的初生结构根的初生结构l l初生生长初生生长(primary growth):(primary growth):顶端分生顶端分生顶端分生顶端分生组织及其衍生细胞的增生和成熟所引起的生组织及其衍生细胞的增生和成熟所引起的生组织及其衍生细胞的增生和成熟所引起的生组织及其衍生细胞的增生和成熟所引起的生长过程。长过程。长过程。长过程。l l初生组织初生组织(primary tissue)(primary tissue)：初生生长过初生生长过初生生长过初生生长过程中所产生的各种成熟组织。程中所产生的各种成熟组织。程中所产生的各种成熟组织。程中所产生的各种成熟组织。l l初生结构初生结构(primary structure)(primary structure)：由初生由初生由初生由初生组织共同所组成的结构。组织共同所组成的结构。组织共同所组成的结构。组织共同所组成的结构。l l根的初生结构：根的初生结构：由由由由表皮、皮层表皮、皮层和和和和维管柱维管柱三个部分构成。三个部分构成。三个部分构成。三个部分构成。双子叶植物6/30/20246/30/202430302.1.4根的初生结构初生生长(primarygr根的初生生长（根的初生生长（primary growth）初生生长初生生长 初生组织初生组织初生结构初生结构表皮表皮 皮层皮层 维管柱维管柱毛毛 茛茛6/30/20246/30/20243131根的初生生长（primarygrowth）毛茛8/11 表皮（epidermis）：结构及其生理功能结构及其生理功能皮层（cortex）内皮层内皮层（endodermis）凯氏带（凯氏带（casparian strip）外皮层外皮层（exodermis）维管柱vascular cylinder中柱鞘中柱鞘 pericycle初生韧皮部初生韧皮部 primary phleon初生木质部初生木质部 primary xylem髓髓（pith）外外始始式式6/30/20246/30/20243232表皮（epidermis）：结构及其生理功能皮层内皮层（皮层凯氏带皮层凯氏带Concept：皮层最内方的一层细胞叫内皮层其细胞排列紧密，各细胞的径向壁和上下横壁有带状的木化和栓化加厚区域，称为凯氏带。内皮层的这种特殊结构阻断了皮层与中柱间的胞间隙、细胞壁等质外体运输途径，进入中柱的溶质只能通过原生质体，使根的吸收有选择性。6/30/20246/30/20243333皮层凯氏带Concept：皮层最内方的一层细胞叫内皮层其细内皮层与凯氏带6/30/20246/30/20243434内皮层与凯氏带8/11/202334Endodermis of Smilax root,note the darkly stained suberin of the Casparian strip.菝菝 契契6/30/20246/30/20243535EndodermisofSmilaxroot,not电电镜镜下下的的内内皮皮层层结结构构6/30/20246/30/20243636电8/11/202336凯氏带凯氏带栓质栓质纤纤维维素素Three-dimensional diagrams showing three developmentstages of an endodermal cell from a root that remains in aprimary state.6/30/20246/30/20243737凯氏带栓质纤Three-dimensionaldiagra通道细胞通道细胞 少数位于木质少数位于木质部维管束处的部维管束处的内皮层细胞，内皮层细胞，仍保持其初期仍保持其初期发育阶段的结发育阶段的结构，即细胞具构，即细胞具有凯氏带，但有凯氏带，但壁不增厚，壁不增厚，称称为为通道细胞。通道细胞。6/30/20246/30/20243838通道细胞少数位于木质部维管束处的内皮层细胞，仍保持其初6/30/20246/30/202439398/11/202339维 管 柱6/30/20246/30/20244040维管柱8/11/202340A ring of vascular tissue surrounds a parenchyma pith.盾叶鬼臼盾叶鬼臼 的管状中柱（的管状中柱（siphonostelic）Mayapple(Podophyllum)髓髓6/30/20246/30/20244141Aringofvasculartissuesurr外始式外始式exarch根的维管柱中的初生维管组织，包括初生木质部和初生韧皮部，二者相间排列。由于根的初生木质部在分化过程中，是由外方开始向内方逐渐发育成熟，这种方式称为外始式。根内初生韧皮部发育的方式也是外始式。6/30/20246/30/20244242外始式exarch根的维管柱中的初生维管组织，包括被子植物被子植物裸子植物裸子植物初生木初生木质部质部由导管和管胞由导管和管胞,木薄木薄壁细胞和木纤维组壁细胞和木纤维组成成.只有管胞只有管胞初生韧初生韧皮部皮部有筛管和伴胞有筛管和伴胞,韧皮韧皮,薄壁细胞薄壁细胞,偶有韧偶有韧皮纤维皮纤维只有筛胞只有筛胞6/30/20246/30/20244343被子植物裸子植物初生木质部由导管和管胞,木薄壁细胞和木纤维组根的类型根据根内初生木质部的数目来分类根的初生结构维管柱中的初生木质部束在横切面上呈星角状，其束（星角）的数目在不同的植物种类中往往是固定的。l l如十字花科和大多裸子植物的根内，只有2束初生木质部，称二原型根(diarch);l l毛茛科唐松草属有3束，称三原型根(triarch);l l毛茛科毛茛属有4束，称四原型根(tetrarch);l l如束数较多，则称多原型(polyarch).6/30/20246/30/20244444根的类型根据根内初生木质部的数目来分类根的初生结构A cross section through the region of vascular cylinder of a root毛茛毛茛 Ranunculus 四原型根四原型根后生后生原生原生维管柱维管柱6/30/20246/30/20244545Acrosssection毛茛Ranunculus髓多原型根玉米玉米6/30/20246/30/20244646髓多原型根玉米8/11/202346次生结构次生结构（secondary structure）次生生长（secondary growth）周皮周皮（periderm）次生维管组织次生维管组织次生木质部 次生韧皮部2.1.5 根的次生生长和次生结构根的次生生长和次生结构双子叶植物6/30/20246/30/20244747次生结构（secondarystructure）次生生长周次生生长与次生结构的形成次生生长与次生结构的形成分别源于分别源于维管形成层和木栓形成层的活动。维管形成层和木栓形成层的活动。维管形成层维管形成层 木栓形成层木栓形成层 次生木质部次生木质部 SX次生韧皮部次生韧皮部SP维管射线维管射线VR周皮周皮木栓层木栓层 栓内层栓内层根的次生结构根的次生结构6/30/20246/30/20244848次生生长与次生结构的形成分别源于维管形成层和木栓形成层的活动形形成成层层活活动动与与次次生生生生长长VCPXPP6/30/20246/30/20244949形VCPXPP8/11/202349形成层活动与次生生长形成层活动与次生生长1=PX 2=PP 3=VC 4=SX 5=SP6/30/20246/30/20245050形成层活动与次生生长1=PX2=PP3=VC6/30/20246/30/202451518/11/2023511 periderm;2 cortex;3 cambium;4 primary xylem;5 primary phloem;6 secondary xylem;7 secondary phloem6/30/20246/30/202452521periderm;2cortex;3cambiu6=木栓形成层；木栓形成层；7=栓内层；栓内层；8=木栓层；木栓层；9=维管射线维管射线6/30/20246/30/202453536=木栓形成层；7=栓内层；8=木栓层；9=维管射线8/16/30/20246/30/202454548/11/2023546/30/20246/30/202455558/11/202355补充内容：禾本科植物根的结构禾本科植物根的结构l l禾本科植物的根同样也可分为表皮、皮层和中柱（维管柱）三个部分，但与双子叶植物的根相比有以下不同的特点,特别是不产生形成层，没有次生生长和次生结构。禾本科植物的根禾本科植物的根6/30/20246/30/20245656补充内容：禾本科植物根的结构禾本科植物的根同样也可分为表皮、l l表皮表皮为根最外表皮为根最外一层细胞，也一层细胞，也有根毛形成，有根毛形成，但禾本科植物但禾本科植物表皮细胞寿命表皮细胞寿命一般较短，在一般较短，在根毛枯死后，根毛枯死后，往往解体而脱往往解体而脱落。落。6/30/20246/30/20245757表皮8/11/202357l皮层:位于表皮和中柱之间。靠近表皮的几层细胞为外皮层，在根发育后期其细胞常转变成栓化的厚壁组织，在根毛枯萎后，代替表皮行使保护作用。外皮层以内为皮层薄壁细胞，数量较多。水稻的皮层薄壁细胞在后期形成许多辐射排列的腔隙，以适应水湿环境。6/30/20246/30/20245858皮层:位于表皮和中柱之间。靠近表皮的几层细胞为外皮层，在根发6/30/20246/30/202459598/11/202359l中柱中柱:中柱也分为中柱鞘，初生木质部和中柱也分为中柱鞘，初生木质部和初生韧皮部等几个部分。初生木质部一般初生韧皮部等几个部分。初生木质部一般为多元型，由原生木质部和后生木质部组为多元型，由原生木质部和后生木质部组成。原生木质部在外侧，由一至几个小型成。原生木质部在外侧，由一至几个小型的导管组成，后生木质部位于内方，仅有的导管组成，后生木质部位于内方，仅有一个大型导管。一个大型导管。中柱中央为髓部，中柱中央为髓部，但小麦的中央部分但小麦的中央部分有时被一个或者两个大型后生木质部导管有时被一个或者两个大型后生木质部导管所占满。在根发育后期，髓、中柱鞘等组所占满。在根发育后期，髓、中柱鞘等组织常木化增厚，整个中柱既保持了输导功织常木化增厚，整个中柱既保持了输导功能又有坚强的支持巩固作用。能又有坚强的支持巩固作用。6/30/20246/30/20246060中柱:中柱也分为中柱鞘，初生木质部和初生韧皮部等几个部分。初6/30/20246/30/202461618/11/2023616/30/20246/30/202462628/11/2023621 外韧外韧 Collateral有限？无限？有限？无限？2 双韧双韧 Bicollateral 3 周韧周韧 Amphicribral 4 周木周木 Amphivasal1234木质部木质部韧皮部韧皮部维管束及其类型：维管束及其类型：6/30/20246/30/202463631外韧Collateral有限？无限？2双韧根的异常构造（三生构造）根的异常构造（三生构造）同心环状排列的异常维管组织，如牛膝、商陆同心环状排列的异常维管组织，如牛膝、商陆同心环状排列的异常维管组织，如牛膝、商陆同心环状排列的异常维管组织，如牛膝、商陆.附加维管柱，如何首乌附加维管柱，如何首乌附加维管柱，如何首乌附加维管柱，如何首乌.木质部间有木栓化细胞木质部间有木栓化细胞木质部间有木栓化细胞木质部间有木栓化细胞环，如黄芩、甘松。环，如黄芩、甘松。环，如黄芩、甘松。环，如黄芩、甘松。6/30/20246/30/20246464根的异常构造（三生构造）8/11/202364l l1.1.填空填空填空填空根的内皮层的特征是具有根的内皮层的特征是具有根的内皮层的特征是具有根的内皮层的特征是具有_。l l植物学上的根皮指植物学上的根皮指植物学上的根皮指植物学上的根皮指_ _ _ _，药材学上的根皮类，药材学上的根皮类，药材学上的根皮类，药材学上的根皮类药材指药材指药材指药材指_。l l根尖可分为（）、（）、（）、（）四部分。根尖可分为（）、（）、（）、（）四部分。根尖可分为（）、（）、（）、（）四部分。根尖可分为（）、（）、（）、（）四部分。l l2.2.2.2.选择题选择题选择题选择题根的初生构造维管束类型是【根的初生构造维管束类型是【根的初生构造维管束类型是【根的初生构造维管束类型是【答案答案答案答案】A.A.A.A.辐射型辐射型辐射型辐射型 B.B.B.B.有限外韧型有限外韧型有限外韧型有限外韧型 C.C.C.C.周木型周木型周木型周木型D.D.D.D.周韧型周韧型周韧型周韧型E.E.E.E.双韧型双韧型双韧型双韧型 具有异常构造的根是【具有异常构造的根是【具有异常构造的根是【具有异常构造的根是【答案答案答案答案】组成。】组成。】组成。】组成。A.A.A.A.商陆商陆商陆商陆 B.B.B.B.何首乌何首乌何首乌何首乌 C.C.C.C.川牛膝川牛膝川牛膝川牛膝 D.D.D.D.大黄大黄大黄大黄6/30/20246/30/202465651.填空根的内皮层的特征是具有_。8/11/侧根的发生主要源于侧根的发生主要源于中柱鞘中柱鞘，内皮层，内皮层的衍生细胞亦有可能参与。的衍生细胞亦有可能参与。中柱鞘细胞中柱鞘细胞 恢复分裂恢复分裂恢复分裂恢复分裂 根原基根原基 侧侧根根 内起源（内起源（endogenous origin）2.1.6 侧根的发生侧根的发生6/30/20246/30/20246666侧根的发生主要源于中柱鞘，内皮层的衍生细胞亦有可能参与。2.侧侧根根发发生生过过程程图图解解平周分裂平周分裂垂周分裂垂周分裂6/30/20246/30/20246767侧平周分裂8/11/202367Willow(Salix)中柱鞘中柱鞘6/30/20246/30/20246868Willow(Salix)中柱鞘8/11/2023686/30/20246/30/202469698/11/202369Willow(Salix)6/30/20246/30/20247070Willow(Salix)8/11/2023702.1.7 根瘤和菌根根瘤和菌根 根瘤根瘤是根瘤细菌侵入豆科植物根部细胞而形成是根瘤细菌侵入豆科植物根部细胞而形成的瘤状共生结构。在这种共生关系中，豆科植物的瘤状共生结构。在这种共生关系中，豆科植物为根瘤提供有机物、矿物质和水，而根瘤菌则可为根瘤提供有机物、矿物质和水，而根瘤菌则可将空气中的将空气中的NONO2 2转变为氨供豆科植物利用。转变为氨供豆科植物利用。菌根菌根是高等植物根与某些真菌的共生体。菌根所是高等植物根与某些真菌的共生体。菌根所表现的共生关系是真菌能增加根对水和无机盐的表现的共生关系是真菌能增加根对水和无机盐的吸收和转化能力，而植物则把其制造的有机物提吸收和转化能力，而植物则把其制造的有机物提供给真菌。菌根有外生菌根、内生菌根和内外生供给真菌。菌根有外生菌根、内生菌根和内外生菌根。菌根。6/30/20246/30/202471712.1.7根瘤和菌根根瘤是根瘤细菌侵入豆科植物根6/30/20246/30/202472728/11/2023721肉质直根肉质直根（Fleshytaproot）Carrot,Turnip2支柱根支柱根（Proproot）Corn3块根块根（Roottuber）Sweetpotato4攀缘根攀缘根（Climbingroot）Bostonivy5呼吸根呼吸根（Respiratoryroot）Taxodium ascendens 池杉6寄生根寄生根（Parasiticroot）Cuscuta chinensis 菟丝子7板状根板状根（Buttressroot）Fig(Ficus)榕树2.1.8 根的变态根的变态(modification)6/30/20246/30/202473731肉质直根（Fleshytaproot）Carrot支柱根（不定根）支柱根（不定根）Fig(Ficus)6/30/20246/30/20247474支柱根（不定根）Fig(Ficus)8/11/202374Boston ivy攀缘根攀缘根6/30/20246/30/20247575Bostonivy攀缘根8/11/202375Fig(Ficus)板状根板状根6/30/20246/30/20247676Fig(Ficus)板状根8/11/202376Respiratory root of Mangroves（红树）（红树）Orchid6/30/20246/30/20247777RespiratoryrootofOrchid8/11Root tubersweet potato6/30/20246/30/20247878Roottubersweetpotato8/11/202小 结根的初生生长与结构（根尖、侧根的发生）根的初生生长与结构（根尖、侧根的发生）根的次生生长与结构根的次生生长与结构此外，还应掌握禾本科植物根的结构此外，还应掌握禾本科植物根的结构根的生理功能根的生理功能根的变态（根瘤与菌根）根的变态（根瘤与菌根）双子叶植物根的结构双子叶植物根的结构6/30/20246/30/20247979小结根的初生生长与结构（根尖、侧根的发生）根的次生生长与结6/30/20246/30/20248080Thanks!8/11/202380