植物营养器官根精选PPT.ppt
关于植物营养器官根第1页，讲稿共37张，创作于星期二p植物器官植物器官(organ)：是由多种组织按一定的分布规律组成，并：是由多种组织按一定的分布规律组成，并具有一定形态结构和特定生理功能的结构单位。具有一定形态结构和特定生理功能的结构单位。p类型：类型：n营养器官营养器官(vegetative organs)：是指在植物营养生长时期形成，担负着：是指在植物营养生长时期形成，担负着植物体的营养生长的器官，包括根、茎、叶。植物体的营养生长的器官，包括根、茎、叶。n繁殖器官繁殖器官(reproductive organs)：与植物的繁殖有关的器官，包括花、：与植物的繁殖有关的器官，包括花、果实和种子。果实和种子。植物器官的概念和类型植物器官的概念和类型第2页，讲稿共37张，创作于星期二营养营养器官器官生殖生殖器官器官第3页，讲稿共37张，创作于星期二第一节第一节 根根一、根及根系的类型一、根及根系的类型二、根尖的分区及其生长动态二、根尖的分区及其生长动态三、根的结构三、根的结构四、侧根的发生四、侧根的发生 第4页，讲稿共37张，创作于星期二p根根是植物体生长在地下的营养器官。是植物体生长在地下的营养器官。p根的生理功能：根的生理功能：n支持、固着支持、固着n吸收吸收n输导输导n合成和分泌合成和分泌n 贮藏贮藏n繁殖繁殖一、根及根系的类型一、根及根系的类型第5页，讲稿共37张，创作于星期二 定定 根：根：主根、侧根主根、侧根 不定根：不定根：由茎、叶、老根、胚状体产生的根由茎、叶、老根、胚状体产生的根 根系：根系：一个植株的地下所有根的总和。一个植株的地下所有根的总和。直根系直根系（深根性的）（深根性的）裸子植物、双子叶植物的根系裸子植物、双子叶植物的根系 须根系须根系（浅根性的）（浅根性的）单子叶植物的根系单子叶植物的根系根据根的根据根的发生部位发生部位第6页，讲稿共37张，创作于星期二二、根尖的分区及其生长动态二、根尖的分区及其生长动态p根冠根冠 root cap：薄壁细胞，冠状结构；保护、吸收。：薄壁细胞，冠状结构；保护、吸收。p分生区分生区 the region of cell division：顶端分生组织，壁：顶端分生组织，壁薄、质浓、核大；分裂产生新细胞。薄、质浓、核大；分裂产生新细胞。p伸长区伸长区 the region of elongation：细胞伸长生长：细胞伸长生长迅速，并液泡化，是分生组织到成熟组织的过渡迅速，并液泡化，是分生组织到成熟组织的过渡区域；是根尖深入土层的主要推动力。区域；是根尖深入土层的主要推动力。p成熟区（根毛区）成熟区（根毛区）the region of differentiation(root-hair zone)：细胞停止分裂，分化为各种成熟组织；：细胞停止分裂，分化为各种成熟组织；吸收水分。吸收水分。第7页，讲稿共37张，创作于星期二第8页，讲稿共37张，创作于星期二名称名称特征特征功能功能根尖的结构：根尖的结构：根冠根冠分生区分生区伸长区伸长区成熟区成熟区保护保护分裂增生分裂增生伸长伸长（部分吸收（部分吸收功能）功能）吸收水分吸收水分和无机盐和无机盐细胞较大细胞较大,排列不整齐排列不整齐细胞较小细胞较小,排列紧密排列紧密壁薄、壁薄、核大核大、质浓、质浓细胞出现细胞出现液泡液泡,迅速迅速伸长伸长停止伸长停止伸长，开始分化开始分化，形成，形成导导管管和和根毛根毛第9页，讲稿共37张，创作于星期二p在许多植物根尖的分生区最前端的中在许多植物根尖的分生区最前端的中心部分，其细胞分裂非常微弱或停止心部分，其细胞分裂非常微弱或停止了有丝分裂，核酸的合成较低，这些了有丝分裂，核酸的合成较低，这些细胞形成了一个半圆形的区域，称为细胞形成了一个半圆形的区域，称为不活动中心不活动中心 quiescent center。quiescent center第10页，讲稿共37张，创作于星期二三、根的结构三、根的结构p根尖顶端分生组织细胞经过分裂、生长和分化形成成熟结构的过程称为根尖顶端分生组织细胞经过分裂、生长和分化形成成熟结构的过程称为初生生长初生生长；初生生长过程中形成的各种组织，称为初生生长过程中形成的各种组织，称为初生组织初生组织(primary-tissue)；由初生组织；由初生组织构成的结构，称为构成的结构，称为初生结构初生结构(primary structure)。p大多数双子叶植物的根，在初生生长的基础上，由中柱产生维管形成层和木栓形成层并大多数双子叶植物的根，在初生生长的基础上，由中柱产生维管形成层和木栓形成层并进行细胞分裂、生长和分化，使根不断增粗，这一生长过程称为进行细胞分裂、生长和分化，使根不断增粗，这一生长过程称为次生生长次生生长；次生生长中；次生生长中产生的各种组织叫产生的各种组织叫次生组织次生组织(secondary tissue)；由次生组织组成的结构叫；由次生组织组成的结构叫次次生结构生结构(secondary structure)。第11页，讲稿共37张，创作于星期二（一）双子叶植物根的初生结构（一）双子叶植物根的初生结构 表表表表 皮皮皮皮 外皮层外皮层 皮皮皮皮 层层层层 皮层薄壁组织皮层薄壁组织 内皮层内皮层（凯氏带）（凯氏带）中柱鞘中柱鞘 原生木质部原生木质部 初生木质部初生木质部 （外始式）（外始式）后生木质部后生木质部 中中中中 柱柱柱柱（维管柱）维管柱）维管柱）维管柱）原生韧皮部原生韧皮部 初生韧皮部初生韧皮部 （外始式）（外始式）后生韧皮部后生韧皮部 薄壁细胞薄壁细胞第12页，讲稿共37张，创作于星期二表皮表皮内皮层内皮层中皮层中皮层初生木质部初生木质部初生韧皮部初生韧皮部中柱鞘中柱鞘双子叶植物根的初生构造双子叶植物根的初生构造双子叶植物根的初生构造双子叶植物根的初生构造外皮层外皮层第13页，讲稿共37张，创作于星期二1、表皮、表皮epidermis：p根表面的一层生活细胞，由原表皮分化而来根表面的一层生活细胞，由原表皮分化而来（吸收组织）（吸收组织）n细胞形态特点：细胞形态特点：细胞排列紧密，无胞间隙，壁薄，角质层薄，无气孔，一部分细胞排列紧密，无胞间隙，壁薄，角质层薄，无气孔，一部分表皮细胞外壁向外突起生长形成根毛。表皮细胞外壁向外突起生长形成根毛。n生理功能：生理功能：吸收、保护作用。吸收、保护作用。第14页，讲稿共37张，创作于星期二2、皮层、皮层 cortex：p位于表皮和中柱之间，所占比例较大，由基本分生组织分化而来位于表皮和中柱之间，所占比例较大，由基本分生组织分化而来（基本组织）（基本组织）生理功能：生理功能：贮藏及横向运输，物贮藏及横向运输，物质的合成和分泌，有的还具有通质的合成和分泌，有的还具有通气作用。气作用。细胞形态特点：细胞形态特点：薄壁细胞组薄壁细胞组成，细胞体积较大，具胞间成，细胞体积较大，具胞间隙，壁薄，细胞内常积累淀隙，壁薄，细胞内常积累淀粉。粉。第15页，讲稿共37张，创作于星期二p皮层的结构：皮层的结构：n外皮层外皮层 exodermis：皮层最外面的一至几层细胞，形状较小，排列整齐而紧密，皮层最外面的一至几层细胞，形状较小，排列整齐而紧密，作用是当根毛枯死后，细胞壁栓化，起临时保护作用。作用是当根毛枯死后，细胞壁栓化，起临时保护作用。n中皮层（皮层薄壁组织）中皮层（皮层薄壁组织）n内皮层内皮层endodermis：皮层最内的一层体积较小，排列紧密的特殊细胞层。皮层最内的一层体积较小，排列紧密的特殊细胞层。n n凯氏带凯氏带凯氏带凯氏带 (casparian strip)(casparian strip)：双子叶植物根初生结构的内皮层细胞的横向壁和：双子叶植物根初生结构的内皮层细胞的横向壁和径向壁上有一条木化或栓化的带状增厚，称为凯氏带。在横切面的径向壁上径向壁上有一条木化或栓化的带状增厚，称为凯氏带。在横切面的径向壁上则呈现点状增厚，称为则呈现点状增厚，称为凯氏点凯氏点凯氏点凯氏点。n n凯氏带的功能凯氏带的功能凯氏带的功能凯氏带的功能：控制根内水分和物质的选择性吸收，同时也减少了溶质的散失。：控制根内水分和物质的选择性吸收，同时也减少了溶质的散失。第16页，讲稿共37张，创作于星期二内皮层细胞示凯氏带和凯氏点内皮层细胞示凯氏带和凯氏点内皮层细胞示凯氏带和凯氏点内皮层细胞示凯氏带和凯氏点凯氏点凯氏点凯氏带凯氏带凯氏点凯氏点凯氏带凯氏带第17页，讲稿共37张，创作于星期二3、中柱（维管柱）、中柱（维管柱）(stele,vascular cylinder)：是皮层是皮层以内的部分，起源于原形成层，包括中柱鞘、初生木以内的部分，起源于原形成层，包括中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞质部、初生韧皮部和薄壁细胞内皮层内皮层中柱鞘中柱鞘初生木质部初生木质部初生韧皮部初生韧皮部中中柱柱原生木质部原生木质部后生木质部后生木质部原生韧皮部原生韧皮部后生韧皮部后生韧皮部薄壁细胞薄壁细胞第18页，讲稿共37张，创作于星期二p中柱鞘中柱鞘(pericycle)：中柱外围与内皮层紧接的一至几：中柱外围与内皮层紧接的一至几层细胞，细胞排列紧密，壁薄，分化程度低，具有潜层细胞，细胞排列紧密，壁薄，分化程度低，具有潜在的分裂能力。在的分裂能力。侧根、不定芽、乳汁管侧根、不定芽、乳汁管以及以及部分维管部分维管形成层形成层和和木栓形成层木栓形成层是由中柱鞘细胞恢复分裂能力而产是由中柱鞘细胞恢复分裂能力而产生。生。3、中柱、中柱第19页，讲稿共37张，创作于星期二u初生木质部初生木质部(primary xylem)：位于根的中央，在横切面上呈星芒状，具有几位于根的中央，在横切面上呈星芒状，具有几个辐射角。主要由导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞组成，个辐射角。主要由导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞组成，主要功能主要功能：输导水：输导水分。分。u初生木质部的发育方式是初生木质部的发育方式是外始式外始式(exarch)（向心分化成熟），（向心分化成熟），即其辐射角尖端部即其辐射角尖端部分的木质部是最早分化成熟的，此处的导管口径较小，为环纹和螺纹导管，分的木质部是最早分化成熟的，此处的导管口径较小，为环纹和螺纹导管，这部分木质部称为这部分木质部称为原生木质部原生木质部；接近中心部位的木质部，分化成熟较晚，导管口径；接近中心部位的木质部，分化成熟较晚，导管口径较大，多为梯纹、网纹或孔纹导管，这部分木质部称为较大，多为梯纹、网纹或孔纹导管，这部分木质部称为后生木质部后生木质部。u根中初生木质部的这种由外向内逐渐分化成熟的发育方式称为根中初生木质部的这种由外向内逐渐分化成熟的发育方式称为外始式外始式，是根初生木，是根初生木质部的重要特征。质部的重要特征。3、中柱、中柱第20页，讲稿共37张，创作于星期二p初生韧皮部初生韧皮部(primary phloem)：分布于初生木质部辐射角：分布于初生木质部辐射角之间，它们与初生木质部之间，它们与初生木质部相间排列相间排列。这是双子叶植物幼根。这是双子叶植物幼根维管束系统最为突出的特征。维管束系统最为突出的特征。p主要功能：主要功能：将同化产物输送到根、茎、花、果实等部分供利用。将同化产物输送到根、茎、花、果实等部分供利用。p初生韧皮部主要由筛管、伴胞组成，其发育方式也是初生韧皮部主要由筛管、伴胞组成，其发育方式也是外始式外始式，即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。后生韧皮部主即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。后生韧皮部主要是由筛管和伴胞组成。原生韧皮部通常缺少伴胞。要是由筛管和伴胞组成。原生韧皮部通常缺少伴胞。3、中柱、中柱第21页，讲稿共37张，创作于星期二双双子子叶叶植植物物根根的的初初生生结结构构第22页，讲稿共37张，创作于星期二（二）单子叶植物根的结构（二）单子叶植物根的结构p单子叶植物根的结构也可分为单子叶植物根的结构也可分为表皮表皮、皮层皮层和和维管柱维管柱三部分，但各部分结构三部分，但各部分结构和双子叶植物根的初生结构不尽相同，和双子叶植物根的初生结构不尽相同，特别需要指出的是特别需要指出的是单子叶植物根不单子叶植物根不能进行次生生长，因此，也不产生次生结构能进行次生生长，因此，也不产生次生结构。p表皮：表皮：根最外一层细胞，在根毛枯死后，往往解体而脱落。根最外一层细胞，在根毛枯死后，往往解体而脱落。p皮层：皮层：靠近表皮的一层至数层细胞为靠近表皮的一层至数层细胞为外皮层外皮层。在根发育的后期，往往转变为。在根发育的后期，往往转变为厚壁的机械组织，起支持和保护作用。在机械组织的内侧为细胞数量较多的厚壁的机械组织，起支持和保护作用。在机械组织的内侧为细胞数量较多的皮层薄壁组织。皮层薄壁组织。第23页，讲稿共37张，创作于星期二单子叶植物的内皮层特点：单子叶植物的内皮层特点：p内皮层加厚方式和双子叶植物内皮层加厚明显不同，在根内皮层加厚方式和双子叶植物内皮层加厚明显不同，在根发育后期，其内皮层细胞呈五面增厚，只有外切向壁未加发育后期，其内皮层细胞呈五面增厚，只有外切向壁未加厚。在横切面上，内皮层细胞的细胞壁呈厚。在横切面上，内皮层细胞的细胞壁呈“马蹄形马蹄形”加厚。加厚。p内皮层上正对初生木质部辐射角处的内皮层细胞为内皮层上正对初生木质部辐射角处的内皮层细胞为通道细胞通道细胞，一，一般认为通道细胞是维管柱内外物质运输的主要途径，但有般认为通道细胞是维管柱内外物质运输的主要途径，但有些植物根内皮层上无通道细胞，电子显微镜下发现内皮层些植物根内皮层上无通道细胞，电子显微镜下发现内皮层栓质化的细胞壁上有许多胞间连丝，是物质运输的通道。栓质化的细胞壁上有许多胞间连丝，是物质运输的通道。第24页，讲稿共37张，创作于星期二第25页，讲稿共37张，创作于星期二第26页，讲稿共37张，创作于星期二p中柱中柱 n中柱最外一层薄壁细胞组成中柱最外一层薄壁细胞组成中柱鞘中柱鞘，也是侧根发生的部位。中柱鞘细胞在发育后，也是侧根发生的部位。中柱鞘细胞在发育后期，细胞壁加厚并木质化转变为期，细胞壁加厚并木质化转变为厚壁细胞厚壁细胞，不能恢复分裂能力产生木栓形成层。，不能恢复分裂能力产生木栓形成层。n初生木质部和初生韧皮部呈相间排列。但初生木质部一般在六原型以上，为多原型初生木质部和初生韧皮部呈相间排列。但初生木质部一般在六原型以上，为多原型(polyarch)(polyarch)，如水稻不定根的原生木质部约，如水稻不定根的原生木质部约6 61010束，小麦束，小麦7 78 8束或束或1010束以上，玉米束以上，玉米1212束。束。n初生木质部与初生韧皮部的分化成熟方式都为初生木质部与初生韧皮部的分化成熟方式都为外始式外始式。初生木质部主要由。初生木质部主要由导管导管组成，初生韧皮部主要由少数组成，初生韧皮部主要由少数筛管和伴胞筛管和伴胞组成。组成。n维管柱中央有发达的维管柱中央有发达的髓髓，由薄壁细胞组成。原生木质部紧靠中柱鞘常由几个小型，由薄壁细胞组成。原生木质部紧靠中柱鞘常由几个小型导管组成，内侧相连的后生木质部常具大型导管。导管组成，内侧相连的后生木质部常具大型导管。n初生韧皮部内侧的薄壁细胞不能恢复分裂能力，不产生形成层。以后，其细初生韧皮部内侧的薄壁细胞不能恢复分裂能力，不产生形成层。以后，其细胞壁木化而变为厚壁组织。胞壁木化而变为厚壁组织。第27页，讲稿共37张，创作于星期二鸢尾根的横切面局部放大图第28页，讲稿共37张，创作于星期二 (1)维管形成层的产生及其活动维管形成层的产生及其活动 (2)木栓形成层的发生及其活动木栓形成层的发生及其活动（3）双子叶植物根的次生结构）双子叶植物根的次生结构 （三）双子叶植物根的次生结构（三）双子叶植物根的次生结构第29页，讲稿共37张，创作于星期二1维管形成层的发生和活动：维管形成层的发生和活动：（1）发生部位（来源）发生部位（来源）由初生韧皮部内侧保持未分化的由初生韧皮部内侧保持未分化的薄壁细胞和原生木质部辐射角正对的中柱鞘细胞先后恢复分薄壁细胞和原生木质部辐射角正对的中柱鞘细胞先后恢复分裂能力（脱分化）逐步形成一个波形环。以后随着次生生长裂能力（脱分化）逐步形成一个波形环。以后随着次生生长进一步进行，形成层逐步形成圆环形进一步进行，形成层逐步形成圆环形。第30页，讲稿共37张，创作于星期二（2 2）活动情况：）活动情况：p 主主要要发发生生平平周周分分裂裂（切切向向分分裂裂），分分裂裂后后的的多多数数子子细细胞胞向向内内分分化化形形成成次次生生木木质质部部。添添加加在在原原有有的的木木质质部部外外方方，并并不不断断使使木木质质部部增增粗粗。少少数数子子细细胞胞向向外外分分化化形形成成次次生生韧韧皮皮部部，添添加加在在原原有有韧韧皮皮部部之内侧之内侧 。p 也会发生径向分裂也会发生径向分裂，使形成层环扩大。，使形成层环扩大。p 维维管管形形成成层层除除产产生生次次生生木木质质部部和和次次生生韧韧皮皮部部外外，从从正正对对初初生生木木质质部部辐辐射射角角处处，由由中中柱柱鞘鞘发发生生的的形形成成层层段段也也分分裂裂产产生生一一些些呈呈径径向向排排列列的的薄薄壁壁细细胞胞，称称为为维维管管射射线线。在在老老根根中中，其其次次生生木木质质部部和和次次生生韧韧皮皮部部内内部部也也有有射射线线形形成成，根根据据其其所所在在的的部部位位分分别别称称为为木木射射线和韧皮射线线和韧皮射线。第31页，讲稿共37张，创作于星期二第32页，讲稿共37张，创作于星期二2木栓形成层的发生和活动木栓形成层的发生和活动 发生次生生长之初，发生次生生长之初，中柱鞘细胞中柱鞘细胞会发生脱分化作用而转化为会发生脱分化作用而转化为木木栓形成层栓形成层，进行切向分裂，向，进行切向分裂，向外形成外形成木栓层木栓层，向内产生少数，向内产生少数几层薄壁细胞，称为几层薄壁细胞，称为栓内层栓内层，三，三者形成周皮者形成周皮 。周皮以外的部分随之周皮以外的部分随之会渐渐死亡、脱落、腐烂。会渐渐死亡、脱落、腐烂。第33页，讲稿共37张，创作于星期二3 3、双子叶根的次生结构、双子叶根的次生结构周皮周皮第34页，讲稿共37张，创作于星期二四、侧根的形成四、侧根的形成p内起源内起源：由于侧根起源于母根中柱鞘，也就是发生于根：由于侧根起源于母根中柱鞘，也就是发生于根的组织内部，因此，它的起源称为的组织内部，因此，它的起源称为内起源内起源(endogenous origin)。p侧根在中柱鞘上产生的位置有一定分布规律侧根在中柱鞘上产生的位置有一定分布规律：第35页，讲稿共37张，创作于星期二侧根的形成过程侧根的形成过程由中柱鞘某些部位的细胞发生平周分裂，形成一团分由中柱鞘某些部位的细胞发生平周分裂，形成一团分生组织生组织(侧根原基侧根原基)的细胞，进而发生类似于根尖的细胞，进而发生类似于根尖的分裂分化和生长过程，不断伸长，突破内皮的分裂分化和生长过程，不断伸长，突破内皮层、皮层，在根毛区后方突破表皮，长出侧根。层、皮层，在根毛区后方突破表皮，长出侧根。第36页，讲稿共37张，创作于星期二感谢大家观看第37页，讲稿共37张，创作于星期二
