植物的器官(根、茎)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2017/3/16,#,第三章 植物的器官,器官,由多种组织按一定分布规律构成的，共同担负同一生理功能的结构单位。,被子植物的器官：,营养器官,根、茎、叶,繁殖器官,花、果实、种子,1,第一节 根,一、根的形态和类型,（一）形态,通常是植物体生长在土壤中的营养器官，不分节与节间，不生叶、芽和花。,具有向地性、向湿性和背光性。,主要功能：根主要有吸收、输导、固着、支持、贮藏和繁殖等功能。,许多植物的根，如甘草、人参、党参等都是重要的中药。,（二）类型,主根、侧根、纤维根,主根,：为植物最初生长出来的根，是由种子的胚根直接发育来的，它不断向下生长。,侧根,：是在主根的侧面生长出来的分枝。,纤维根,:,是在侧根上形成的小分枝。,定根和不定根,定根,：是直接或间接由胚根生长出来的，有固定的生长部位，如：主根、侧根和纤维根。,不定根,：是指有些植物的根是从茎、叶或其他部位生长出来的，这些根的产生没有一定的位置，如：玉蜀黍、麦、稻、薏苡的种子萌发后，由胚根发育成的主根不久即枯萎，而从茎的基部节上长出许多大小、长短相似的须根。,直根系和须根系,根系是一株植物地下部分所有的根的总和。,(1),直根系,：是指主根发达，主根和侧根 的界限非常明显的根系。,直根系是许多,双子叶植物,的主要外形特征之一。,(2),须根系,：是指主根不发达，或早期死亡，而从茎的基部节上生长出许多大小、长短相仿的不定根，簇生呈胡须状，没有主次之分的根系。,须根系是许多,单子叶植物,(,如葱等,),的主要外形特征之一，但亦有少数双子叶植物（如龙胆、徐长卿等）的根是须根系的。,5,上胚轴,胚轴,6,（三）根的变态,1,贮藏根,是指根的一部分或全部形成肥大肉质，其内贮藏大量的营养物质。,（）肉质直根：主要由主根发育而成，一株植物上只有一个肉质直根，其上部具有胚轴和节间很短的茎，其肥大部位可以是韧皮部，也可以是木质部。,（）块根：主要是由不定根或侧根发育而成，因此，在一株上可形成多个块根。另外，它的组成没有胚轴和茎的部分。,2.,支持根,：是指自茎上产生一些不定根深入土中，以增强支持茎干的力量的根。,3.,气生根,:,是指由茎上产生，不深入土里而暴露在空气中的不定根。,4.,攀援根,(,附着根,),:,是指攀援植物在茎上生出不定根，能攀附石壁、墙垣、树干或其他物体上，使其茎向上生长。,5.,水生根,:,是指水生植物的根飘浮在水中呈须状。,6.,寄生根,:,是指寄生植物的根插入寄主的组织内，吸取寄主体内的水分和营养物质，以维持自身的生活的根。,10,攀援根（络石）,11,二、根的内部构造,（一）根尖的构造,根尖,(root tip),是指根的最顶端到着生根毛的这一段，为根中生命活动最旺盛的幼嫩部分。,根尖分为根冠、分生区、伸长区、成熟区等四个部分。,1.,根冠,(root cap),：为根的最顶端，呈帽套状包被于生长锥的外围，由多层不规则排列的薄壁细胞组成，起保护根尖的作用。,2.,分生区,(division zone),：又称生长锥，呈圆锥状，具很强的分生能力。形成根的表皮、皮层和中柱。,3.,伸长区,(elongation zone),：位于分生区上方，此处多数细胞已逐渐停止分裂，细胞显著沿根的长轴方向延伸，因此称为伸长区。,4.,成熟区,(maturation zone),：位于伸长区上方，此处各种细胞已停止生长，并多已分化成熟，故称为成熟区。最显著的特点是表皮中一部分细胞的外壁向外突出，形成根毛,(root hair),，所以又叫根毛区。,（二）根的初生构造,直接来自于顶端分生组织中细胞的增生和成熟，使根延长的生长称为,初生生长,。,由初生生长过程中所形成的各种成熟组织，称,初生组织,。,由初生组织所组成的构造称,初生构造,。,根的初生构造由外至内可分为,表皮、皮层和维管柱,三部分。,毛茛根的横切,表皮,维管柱,皮层,1.,表皮,(epidermis),位于根的最外围，由原表皮发育而成，一般为单层细胞。,细胞多为长方形，排列整齐、紧密，无细胞间隙，壁薄，非角质化，富通透性，不具气孔。,部分表皮细胞的外壁向外突出，形成根毛。,2.,皮层（,cortex,）,位于表皮内方，由基本分生组织发育而成，为多层排列疏松的薄壁细胞所组成，常有显著的细胞间隙。,皮层分为外皮层、皮层薄壁组织和内皮层。,(1),外皮层（,expdermis,）,为皮层最外方紧邻表皮的一层细胞，排列整齐、紧密。当表皮被破坏后，此层细胞的壁常增厚并栓质化，以代替表皮起保护作用。,(2),皮层薄壁组织,为外皮层内方的多层细胞，壁薄，排列疏松，有细胞间隙，皮层为兼有吸收、运输和贮藏作用的基本组织。,(3),内皮层（,endodermis,）,为皮层最内方的一层细胞，排列整齐、紧密，无细胞间隙。壁常增厚，可分为两种类型,:,a.,是在内皮层细胞的径向壁,(,侧壁,),和上下壁,(,横壁,),上局部增厚，增厚部分形成木质化或木栓化的带状结构，环绕径向壁和上下壁而呈一整圈，称为,凯氏带,（,casparian dostrip,）。,凯氏带的宽度不一，但常远比其所在的细胞壁狭窄，故从横切面观，增厚的部分呈点状，故又称,凯氏点,（,casparian dots,）。,凯氏点,19,b.,是内皮层细胞进一步发育，其径向壁、上下壁以及内切向壁（内壁）显著增厚，只有外切向壁,(,外壁,),比较薄，因此横切面观时，细胞壁,增厚部分呈马蹄形,。,通道细胞,(Passage cell):,在内皮层细胞壁增厚的过程中，有少数正对初生木质部束的内皮层细胞的壁不增厚，仍保持着初期发育阶段的结构，这些,在凯氏带上壁不增厚的细胞,，起着皮层与维管束间物质内外流通的作用。,20,3.,维管柱,（,vascular,）根的内皮层以内的所有组织构造统称为维管柱，结构复杂，包括中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部三部分，有的植物还具有髓部,(Pith),。,(1),中柱鞘,(Pericycle),根的中柱鞘的细胞是由原形成层的细胞发育而成，具有,潜在的分生能力,，可以产生侧根、不定根、不定芽、部分木栓形成层和形成层等。,(2),初生木质部,(xylem),和初生韧皮部,(Phloem),为根的输导系统，在根的最内方。根维管组织中的初生维管束包括初生木质部和初生韧皮部。,22,根的初生构造的特点,（,1,）：,初生木质部和初生韧皮部相间排列，形成“辐射维管束”。,类型有：二原型、三原型、四原型、多原型等。,一般双子叶植物根的初生构造为,二至六原型,，中柱小、韧皮部束及木质部束少，相间排列，初生木质部呈星芒状，一般无髓。,单子叶植物,至少为六原型,，常为多原型。多数单子叶植物根的中央部分未分化形成木质部，则存在由薄壁细胞或厚壁细胞组成的髓部，髓部较大。,23,根的初生构造的特点（,2,）：,根的初生木质部分化的顺序是自外向内逐渐发育成熟的，故称为外始式。,外方为最先分化成熟的木质部，称原生木质部，导管直径较小，多呈环纹或螺纹；,后分化成熟的木质部，称后生木质部，导管直径较大，多呈梯纹、网纹或孔纹。,初生韧皮部发育成熟的方式也是外始式，即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。,被子植物的初生韧皮部一般有筛管和伴胞，也有韧皮薄壁细胞，偶有韧皮纤维；,裸子植物的初生韧皮部只有筛胞,24,25,26,27,三、侧根的形成,无论是主根、不定根所产生的支根均统称为侧根。,形成过程：,起源于中柱鞘（称为内起源）,由于侧根起源于中柱鞘，其木质部和韧皮部与主根的维管组织直接相连，因而形成一个连续的维管系统。,26,29,30,侧根的发生，在同一种植物中常常是有着固定部位的。,一般情况下：,在二原型的根中，侧根发生于原生木质部与原生韧皮部之间；,在三原型、四原型的根中，侧根在正对着原生木质部的位置发生；,在多原型根中，侧恨在正对着原生韧皮部或原生木质部的位置形成。,31,纵列成行,四、根的次生构造,由于根中,形成层,细胞的分裂、分化，不断产生新的组织，使根逐渐加粗。,这种使根增粗的生长称为次生生长，由次生生长所产生的各种组织称次生组织，由这些组织所形成的构造称次生构造。,绝大多数蕨类植物和单子叶植物的根，只有初生构造。而多数双子叶植物和裸子植物的根，可发生次生生长，具有次生构造。,32,1.,形成层的产生及其活动,当根进行初生生长时，在初生木质部与初生韧皮部之间的一些薄壁组织恢复分裂机能，转变为形成层，逐渐向初生木质部外方的中柱鞘部位发展，使相邻的中柱鞘细胞也开始分化成为形成层的一部分，形成层即由片断连接成为一个凹凸相间的环。,此后，由于在韧皮部下方的形成层分裂速度较快，次生木质部产生的量较多，因此，形成层凹入的部分向外推移，致使凹凸相间的形成层环变成圆环状。,33,34,次生木质部,形成层向内分裂产生新的木质部,加于初生木质部的外方,由导臂、管胞、木薄壁细胞和木纤维组成,次生韧皮部,形成层向外产生新的韧皮部,加于初生韧皮部的内方,由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成,次生构造维管束类型：由初生构造的木质部与韧皮部相间排列，转变为木质部在内方，韧皮部在外方的,外韧型维管束,。,次生木质部和次生韧皮部合称为,次生维管组织,，是次生构造的主要部分。,形成层在一定部位分生一些薄壁细胞，这些细胞沿径向延长，呈辐射状排列，称,次生射线,。贯穿于木质部的称,木射线,，贯穿于韧皮部的称,韧皮射线,两者合称为,维管射线,.,射线具有横向运输水分和养料的机能,。,36,2.,木栓,形成层,的,产生及其活动,中柱鞘细胞恢复分生能力，形成,木栓形成层，,向,外分生,向,内分生,周皮：,木栓层、木栓形成层、栓内层三者合称，一般根的次生构造中表皮和皮层常为周皮所代替。,木栓形成层,木栓层,栓内层,(,可代替外皮层,起保护作用,),(,栓内层细胞一般不含叶绿体，有,“,次生皮层,”,之称,）；茎有绿皮层,周皮,植物学上的根皮是指周皮这一部分，,药材中的根皮类，如地骨皮、牡丹皮等，则是指形成层以外的部分，含韧皮部、皮层和周皮。,单子叶植物的根无形成层，不能加粗生长；无木栓形成层，故也无周皮，由表皮或外皮层行使保护功能。,也有一些单子叶植物，如百部、麦冬等，表皮分裂成多层细胞，细胞壁木栓化，形成一种保护组织，称为,“,根被,”。,五、根的异常构造,某些双子叶植物的根，除了正常的次生构造外，还可产生一些特有的维管束，称异型维管束，并形成根的异常构造。,与初生构造、次生构造相对应，也有称其为三生构造。,常见的有两种类型：,1.,同心环状排列的异常维管组织,：由中柱鞘部位的薄壁细胞恢复分生能力，形成新的形成层，向外分裂产生大量薄壁细胞和一圈异型的无限外韧维管束，如此反复多次，形成多圈异型维管束，呈,同心环状排列,。属于这种类型的，又可分为两种情况：,1,）不断产生的新形成层环均始终保持分生能力，并使层层同心性排列的异型维管束不断增大，而呈年轮状，如商陆根。,2,）不断产生的新形成层环仅最外一层保持分生能力，而内面各层环于异型维管束形成后即停止活动，如牛膝、川牛膝的根。,41,2.,附加维管柱,：由皮层中部分薄壁细胞恢复分生能力，形成多个新的形成层环，产生许多单独的和复合的大小不等的异型维管束，相对于原有的形成层环而言是异心的，形成异常构造。故在横切面上可看到一些大小不等的圆圈状的花状纹理，是其鉴别的重要特征，如何首乌的块根。,3.,木间木栓,：有些双子叶植物的根，由次生木质部薄壁细胞组织分化而形成木栓带，称木间木栓或内涵周皮。如新疆紫草、黄芩老根、甘松根。,甘松,新疆紫草,第二节 茎,茎是植物体生长于地上的营养器官,是联系根、叶，输送水分、无机盐和有机养料的轴状结构。,茎由胚芽发展而来，其顶端不断向上生长，下面重复产生分校，从而形成了植物体的整个地上部分。,茎有输导、支持、贮藏和繁殖的功能。,许多植物的茎可作药材，如麻黄、桂枝、忍冬藤等。,44,44,一、茎的形态和类型,（一）茎的外形,茎是植物地上部分的轴状结构，其上