植物生物学-植物的营养器官:根、茎、叶共115张.ppt
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1、东莞中学东莞中学 生物科生物科植物的营养器官植物的营养器官植物的营养器官植物的营养器官 根、茎、叶根、茎、叶根、茎、叶根、茎、叶生物竞赛辅导第一节 根(root)种子萌发时胚根首先突破种皮向下生长,关键是尽快吸收水分。一、生理功能 吸收功能 固定和支持功能 输导功能 合成、储藏和繁殖功能二、根和根系的类型根的类型根的类型主根(main root):由胚根形成。侧根(lateral root):主根、侧根和不定根上的支根。来源于母根中柱鞘或内皮层。不定根(adventitious root):来源不固定,由茎、叶或胚轴上生出。根系根系(root system)(root system)的类型的类
2、型直根系:有明显主根和侧根区别的根系。须根系:主根不发达,无有明显主根和侧根区别的根系。直根系多为深根系。须根系多为浅根系。三、根的发育顶端分生组织的分裂、生长、分化顶端分生组织的分裂、生长、分化v原始细胞:在植物的分生组织中,一些经过不断更新始终保留在分生组织中具有分生能力的细胞称为原始细胞。根尖根尖(root tip):(root tip):是指根的顶端到着生根毛的一段。是指根的顶端到着生根毛的一段。根冠(root cap):分生区(meristematic zone)伸长区(elongation zone)成熟区(maturation zone)顶端分生组织顶端分生组织分生区分生区伸长区
3、伸长区根冠根冠成熟区成熟区3、伸长区:细胞分裂逐渐停止,细胞体积扩大,、伸长区:细胞分裂逐渐停止,细胞体积扩大,细胞细胞 沿根的长轴方向伸长。沿根的长轴方向伸长。4、成熟区(根毛区):细胞停止伸长,并且多已分化成熟,、成熟区(根毛区):细胞停止伸长,并且多已分化成熟,表皮常产生根毛。表皮常产生根毛。1、根冠:是根特有的组织,由不规则的薄壁细胞组成,、根冠:是根特有的组织,由不规则的薄壁细胞组成,对分生区起保护作用。对分生区起保护作用。作用参照资料。作用参照资料。2、分生区:位于根冠内方的顶端分生组织、分生区:位于根冠内方的顶端分生组织,包括包括原分生原分生 组织和初生分生组织。组织和初生分生组
4、织。根毛:是根的表皮细胞外壁向外延伸的根毛:是根的表皮细胞外壁向外延伸的 管状结构,为根特有的结构,具管状结构,为根特有的结构,具 吸收和固着作用。吸收和固着作用。四、根的初生结构四、根的初生结构 由根的初生分生组织分裂衍生而来的细胞,经过生长,形成根的初生结构。表皮:由原表皮发育而来。皮层:由基本分生组织发育而来。维管柱:由原形成层发育而来。(中柱)外皮层外皮层皮层薄壁细胞皮层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髓部(髓部(单子叶植物,少数双子叶植物)单子叶植物,少数双子叶植物)表皮 由一层表皮细胞组成,表皮细胞壁薄,角质层薄,不具气孔,部分细胞细胞壁外突
5、生长,形成根毛。皮层 外皮层为紧靠表皮的一层或几层细胞,细胞较小,排列紧密,无胞间隙。在一定时期,能代替表皮起保护功能。皮层薄壁细胞占皮层的绝大部分,细胞体积大,排列疏松,有明显的胞间隙。内皮层为皮层最内的一层,细胞排列整齐紧密,无胞间隙。最明显的特征是其上具有凯氏带的结构。凯氏带(casparian strip):内皮层细胞的细胞壁的横壁和径壁上,常有一条栓质化和木质化的带状增厚。凯氏带可控制水分和溶质的横向运输。维管柱:内皮层以内的部分,包括中柱鞘、初生维管组维管柱:内皮层以内的部分,包括中柱鞘、初生维管组织,有的有髓。织,有的有髓。蚕豆幼根中柱放大蚕豆幼根中柱放大 1、中柱鞘、中柱鞘:维
6、管柱最外的一层(也有的有:维管柱最外的一层(也有的有2层、多层)细胞,层、多层)细胞,由原形成层发育而来,具潜在的分生能力。由此可产生部分维管形由原形成层发育而来,具潜在的分生能力。由此可产生部分维管形成层、木栓形成层、不定芽、侧根和不定根。成层、木栓形成层、不定芽、侧根和不定根。2、初生维管组织、初生维管组织:包括:包括初生木质部初生木质部和和初生韧皮部初生韧皮部,各自成束,各自成束,相间排列。相间排列。初生木质部:初生木质部:外外始式发育。始式发育。原生原生木质部在外,后木质部在外,后生木质部在内。生木质部在内。木质部脊:二原木质部脊:二原型、三原型、型、三原型、多原型。多原型。初生韧皮部
7、:初生韧皮部:外始外始式发育。式发育。原生韧皮原生韧皮部在外,后生韧皮部在外,后生韧皮部在内。成束。在部在内。成束。在同一根中的束数与同一根中的束数与木质部的脊数相同,木质部的脊数相同,相间排列。相间排列。表皮表皮韧皮部韧皮部中柱鞘中柱鞘内皮层内皮层凯氏带凯氏带薄壁细胞薄壁细胞皮层薄壁细胞皮层薄壁细胞内皮层内皮层中柱鞘中柱鞘外皮层外皮层表皮表皮初生木质部初生木质部薄壁细胞薄壁细胞初生韧皮部初生韧皮部内皮层内皮层中柱鞘中柱鞘后生韧皮部后生韧皮部原生韧皮部原生韧皮部后生木质部后生木质部原生木质部原生木质部薄壁细胞薄壁细胞双子叶植物根与单子叶植物根初生结构的差异双子叶植物根与单子叶植物根初生结构的差
8、异单子叶植物根内皮层细胞,常具五面增厚,只单子叶植物根内皮层细胞,常具五面增厚,只有外切向壁仍保持薄壁。有外切向壁仍保持薄壁。单子叶植物根少数内皮层细胞,仍保持初生发单子叶植物根少数内皮层细胞,仍保持初生发育阶段的结构,即细胞具凯氏带,但壁不增厚,育阶段的结构,即细胞具凯氏带,但壁不增厚,称为通道细胞称为通道细胞(passage cellpassage cell)。单子叶植物根初生木质部常为多原型。单子叶植物根初生木质部常为多原型。单子叶植物根中央常具髓。单子叶植物根中央常具髓。通通道道细细胞胞五、侧根的形成侧根的来源 侧根起源于母根的中柱鞘,内皮层也可能以不同程度参与侧根的形成。(内起源)v
9、过程:过程:形成根原基,突破表皮。形成根原基,突破表皮。与母根关系 二原型根:二原型根:正对初生韧皮部。正对初生韧皮部。正对初生韧皮部与初生木质部之间正对初生韧皮部与初生木质部之间三、四原型根:正对初生木质部。三、四原型根:正对初生木质部。多原型根:正对初生韧皮部。多原型根:正对初生韧皮部。六、根的次生生长和次生结构六、根的次生生长和次生结构维管形成层:初生木质部和初生韧皮部之间的一种侧生维管形成层:初生木质部和初生韧皮部之间的一种侧生 分生组织,由薄壁细胞反分化而来。分生组织,由薄壁细胞反分化而来。木栓形成层:由中柱鞘等细胞恢复分生能力,形成的一木栓形成层:由中柱鞘等细胞恢复分生能力,形成的
10、一 种侧生分生组织。种侧生分生组织。次生生长:由于维管形成层和木栓形成层的活动,使植次生生长:由于维管形成层和木栓形成层的活动,使植 物根进行加粗生长或形成周皮的过程,称为物根进行加粗生长或形成周皮的过程,称为 次生生长。次生生长。次生结构:由次生生长所产生的次生组织形成的结构。次生结构:由次生生长所产生的次生组织形成的结构。包括次生维管组织和次生保护组织。包括次生维管组织和次生保护组织。六、根的次生生长和次生结构六、根的次生生长和次生结构维管形成层的发生维管形成层的发生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,形成条状形成层形成条状形成层初生木质部正对的中柱鞘
11、细胞初生木质部正对的中柱鞘细胞,连接成环连接成环维管形成层的活动维管形成层的活动主要进行切向分裂,向外产生次生韧皮部,向内产生次生木主要进行切向分裂,向外产生次生韧皮部,向内产生次生木质部。质部。还进行径向分裂和其它方向的分裂,使形成层周径扩大。还进行径向分裂和其它方向的分裂,使形成层周径扩大。在次生韧皮部和次生木质部之间产生新的组织,使维管组织在次生韧皮部和次生木质部之间产生新的组织,使维管组织内有轴向和径向之分。内有轴向和径向之分。薄壁细胞薄壁细胞中柱鞘中柱鞘初生木质部初生木质部维管形成层维管形成层次生木质部次生木质部薄壁细胞薄壁细胞初生韧皮部初生韧皮部次生韧皮部次生韧皮部皮层皮层表皮表皮
12、射线射线1、形成层的发生:开始由中柱鞘细胞恢复分生能力、形成层的发生:开始由中柱鞘细胞恢复分生能力而形成。以后的发生逐渐内移,可深达次生韧皮部。而形成。以后的发生逐渐内移,可深达次生韧皮部。2、木栓形成层的活动:向外形成大量、木栓形成层的活动:向外形成大量木栓层木栓层,向内,向内形成形成栓内层栓内层。木栓、栓内层与木栓形成层木栓、栓内层与木栓形成层合称合称周皮周皮。周皮的作用周皮的作用:次生保护组织,起保护作用:次生保护组织,起保护作用。(三)木栓形成层的发生和它的活动(三)木栓形成层的发生和它的活动双子叶植物根中组织分化的过程双子叶植物根中组织分化的过程 植物根部与土壤微生物之间的共生现象根
13、瘤 根部与细菌的共生现象。根毛分泌物吸引根瘤菌 根瘤菌分泌物刺激根毛卷曲、膨胀 根瘤菌侵入根毛,进入皮层细胞 根瘤菌分泌物刺激皮层细胞 皮层细胞分裂,使局部体积膨大,形成根瘤。功能:固氮作用。(根瘤菌含有固氮酶-钼蛋白和钼铁蛋白)七、根瘤和菌根七、根瘤和菌根菌根 根部与真菌的共生现象。类型:外生菌根:菌丝不进入细胞内。内生菌根:菌丝进入细胞内。混生菌根:又称内外生菌根。功能:真菌提供所吸收的水分、无机盐和转化的有机 物质;种子植物提供制造的有机养料。菌根还可以起到促进根细胞的输导和吸收;促 进根细胞储藏物质的分解等作用。八、根的变态(一)贮藏根1、肉质直根:由主根发育而来。萝卜:次生木质部发达
14、。胡萝卜:次生韧皮部发达。甜菜:三生结构。除初生、次生结构外,甜菜的中柱 鞘细胞还可产生新的形成层,称额外形成层,它分裂产生大量的薄壁细胞和新的维管组织。2、块根:由侧根或不定根发育而来。贮藏根贮藏根 肉质直根肉质直根 萝卜、胡萝卜、胡萝卜萝卜 块块 根根 甘薯甘薯气生根气生根 支柱根支柱根 榕树榕树 攀援根攀援根 常春藤常春藤 呼吸根呼吸根 水松、红树水松、红树寄生根寄生根 菟丝子菟丝子根头根头根颈根颈本根本根周皮周皮皮层皮层形成层形成层次生韧皮部次生韧皮部初生木质部初生木质部初生韧皮部初生韧皮部次生木质部次生木质部萝卜根横切面简图萝卜根横切面简图甜甜菜菜根根的的发发育育(二)气生根(二)气
15、生根支柱根支柱根攀缘根攀缘根呼吸根呼吸根(三)寄生根:寄生植物叶退化,根伸入寄主体(三)寄生根:寄生植物叶退化,根伸入寄主体内,吸取寄主的营养。内,吸取寄主的营养。气生根气生根寄生根寄生根一、茎的生理功能 输导功能 支持功能 储藏和繁殖功能第二节第二节 茎茎外部形态特征节:着生叶的部位。节:着生叶的部位。节间:节之间的部分。节间:节之间的部分。顶芽和侧芽:顶芽和侧芽:枝条:着生叶和芽的茎。枝条:着生叶和芽的茎。叶痕:叶脱落留下的痕迹。叶痕:叶脱落留下的痕迹。维管束痕:叶痕内,维管束的痕迹。维管束痕:叶痕内,维管束的痕迹。芽鳞痕:顶芽是鳞芽的枝条萌发时,芽鳞片脱落留下的痕迹。芽鳞痕:顶芽是鳞芽的
16、枝条萌发时,芽鳞片脱落留下的痕迹。皮孔:茎内外气体交换的通道。皮孔:茎内外气体交换的通道。分为长枝和短枝。分为长枝和短枝。二、茎的形态二、茎的形态顶芽顶芽节间节间叶痕叶痕花芽花芽侧芽侧芽皮孔皮孔芽鳞痕芽鳞痕节节芽芽的概念:处于幼态而未伸展的枝、花或花序的原始体。枝芽的结构:生长锥生长锥叶原基叶原基幼叶幼叶腋芽原基(侧枝原基)腋芽原基(侧枝原基)叶原基叶原基幼叶幼叶腋芽原基腋芽原基生长锥生长锥芽的类型 按在植物体上位置分:顶芽、腋芽和不定芽。按芽鳞有无分:裸芽和被芽(鳞芽)。按芽将形成的器官性质分:枝芽、花芽和混合芽。按芽的生理活性分:活动芽和休眠芽。裸芽裸芽鳞芽鳞芽茎的生长习性v1、直立茎、直
17、立茎 直立、背地生长,如大多数木本植物。直立、背地生长,如大多数木本植物。v 2、缠绕茎、缠绕茎 柔软,茎本身缠绕它物上升生长,柔软,茎本身缠绕它物上升生长,如菜豆如菜豆v 3、攀援茎、攀援茎 柔软,由特有的结构,攀援它物上升生长,柔软,由特有的结构,攀援它物上升生长,如爬山虎具吸盘。如爬山虎具吸盘。v4、匍匐茎、匍匐茎 沿地面蔓延生长,节上生长不定根,如甘薯沿地面蔓延生长,节上生长不定根,如甘薯 茎的分枝单轴分枝:主干是由顶芽不断向上生长而成。合轴分枝:顶芽生长一定时期后停止生长,由下面侧芽代替顶芽生长,每年交替进行。假二叉分枝:具对生叶的植物,一种特殊的合轴分枝方式。二叉分枝:低等植物的一
18、种分枝方式。顶端分生组织一分为二。禾本科植物的分蘖 禾本科植物特殊的,在靠近地表的很短区域内,产生大量不定根和腋芽的分枝方式。一级分蘖,蘖位一级分蘖,蘖位2 2一级分蘖,蘖位一级分蘖,蘖位1 1二级分蘖二级分蘖主茎主茎三、茎的发育顶端分生组织(原套原体学说,初生分生组织)叶和芽的起源 外起源:叶和芽的起源于茎尖分生组织表面第一层或第二、三层细胞,即起源于茎尖表面,这种起源叫外起源。双子叶茎的初生结构 表皮:皮层:维管柱:维管束维管束髓髓髓射线髓射线初生木质部初生木质部初生韧皮部初生韧皮部束中形成层束中形成层四、茎的初生结构四、茎的初生结构表皮表皮初生木质部初生木质部皮层皮层初生韧皮部初生韧皮部
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