第四章 植物體的形態結構和發育,徐 曉 津 水 產 學 院 二、根的初生生長和初生結構,一、根和根系 二、根的初生生長和初生結構 三、根的次生生長和次生結構 四、根瘤與菌根 五、根的功能 六、根的變態,蘿卜,二、根的初生生長和初生結構,（一） 根尖及其分區 （二）根的初生結構 （三）側根的發生,（一） 根尖及其分區,可分為四部分：,根冠 (root cap) 分生區(meristematic zone) 伸長區(elongation zone) 成熟區(maturation zone),植物根尖的結構,實驗畫圖,成熟區,伸長區,分生區,根冠,成熟區,伸長區,分生區,根冠,1. 根冠 (root cap) 位置：? 形態：一般為圓錐形 組成：排列不規則的 ? 作用：保護,根的尖端,薄壁細胞,根冠,2. 分生區 (meristematic zone),前端-原分生組織 后面-初生分生組織,分生區,視頻,根的生長點的細胞,注意：實驗課要觀察內容,重點內容,3、伸長區（elongation zone）：, 位于分生區上方，長25mm 細胞分裂已停止，但細胞體積增大，并沿根的縱軸方向顯著伸長，這段區域是根伸長生長的主要部分，故稱伸長區,伸長區,伸長區開始出現組織分化，最早的 ? 管和 ? 管相繼出現，逐漸分化形成根的成熟組織,篩,導,4. 成熟區（maturation zone） 根毛區,根毛區表面密被根毛，增大根的吸收面積，是根 ? 的主要部位。 位置: 緊接著 ? ，表皮常著生 ?；,吸收水和無機鹽,伸長區,根毛,成熟區,特點: 各種細胞已停止 ? 并 ?； 根毛: ? 延伸而成，呈管狀； 作用: 吸收。,生長,分化成熟,表皮細胞外壁, 根毛數目多，密度大，如玉米420/mm2， 角質層極薄，外壁有黏液和果膠質，有利吸收和固著 根毛生長速度快，壽命短，一般幾天 失去根毛的成熟區，主要行使輸導和支持功能,顯微鏡下的根毛區,視頻：植物根毛的作用,（二）根的初生結構（primary structure） 雙子葉植物 單子葉植物,單子葉植物 （視頻）,玉米、韭菜、洋蔥、毛莨、小麥、水稻,雙子葉植物,大豆、蠶豆、花生,初生生長(primary growth)： 初生組織(primary tissue)：,植物體的生長，直接來自頂端分生組織的衍生細胞增生和成熟的整個生長過程。,營銷目標,初生生長過程中產生的各種成熟組織。,表皮(epidermis)：? 初生結構 皮層(cortex)： ? 維管柱(vascular cylinder)： ? 為主,保護組織,薄壁組織為主,輸導組織,根初生結構模式圖,表皮,皮層,維管柱,一層細胞。 大多數表皮細胞可以形成管狀延伸的突起，即根毛。 在氣生根上往往形成復表皮或根被。,1、表皮(epidermis）,表皮特化產生根毛; 內皮層特異性的加厚，形成凱氏帶;,根初生結構的特點:,維管柱：包括中柱鞘、初生維管組織，有的植物的根有髓; 中柱鞘具有潛在的分裂能力;,外始式,答題者：,這種由外向內發育成熟的方式，稱為外始式,初生木質部呈星芒狀，初生韌皮部呈束狀，二者相間排列;,根初生結構的特點（續）,初生木質部與初生韌皮部均為外始式發育方式，原生在外，后生在內; 原、后生木質部導管（或管胞）類型有差別。,雙子葉植物根初生結構示意圖,(1)表皮:,實驗 繪圖,重要 內容,毛茛根初生結構,柳樹根初生結構,表皮,2、皮層：由多層薄壁細胞組成，排列疏松，有明顯的胞間隙，細胞中儲藏有淀粉和其他物質,皮 層,外皮層：最外層排列整齊，無胞間隙的薄壁細胞組成,中皮層：多層薄壁細胞組成,內皮層： 皮層最內的層細胞組 成，凱氏帶,中皮層,內皮層,外皮層,中皮層,內皮層,凱氏帶,皮層,凱氏帶,答題者：,內皮層由皮層最內的層細胞組成，細胞排列緊密，無胞間隙，細胞兩側徑向壁和上下壁有木化、栓化的帶狀加厚區域，稱凱氏帶（casparian strip）,凱氏帶立體示意圖,3、維管柱,答題者：,維管柱：皮層以內的柱狀體，是由原形成層發育而來,維 管 柱,位于維管柱的最外層， 或幾層薄壁細胞組成，有潛在的分裂能力（側根、不定芽、形成層等）,由初生木質部和初生韌皮部組成,位于初生木質部和初生韌皮部之間的數層薄壁細胞,中柱鞘：,維管組織：,薄壁細胞：,初生維管組織：初生木質部(primary xylem) 初生韌皮部(primary phloem). 中柱鞘,（1）中柱鞘 位于中柱最外層,外接內皮層,通常由一層薄壁細胞組成,少數植物可有二層或多層細胞。根的中柱鞘有潛在的分裂性能,可產生側根、木栓形成層和維管形成層等部分。,木質部,答題者：,（2）初生木質部, 位于維管柱中央，橫切面上呈星芒狀 初生木質部束的先端分化成熟較早，由管徑較小的環紋和螺紋導管組成，稱原生木質部 靠近中心的部分成熟較遲，由管徑較大的梯紋、網紋和孔紋導管組成，稱為后生木質部 這種由外向內發育成熟的方式，稱為外始式 ,根橫切面上木質部呈不同的輻射棱角，稱木質部脊，脊的數目決定原型，如油菜為2束稱 ？、 豌豆有3束稱 ？，花生為 ？等 雙子葉植物和裸子植物束數較少，為二至六原型；單子葉植物至少六束，稱為 ？,二原型,三原型,四原型,多原型,韌皮部,答題者：,（3）初生韌皮部 與木質部脊交替排列。 原生韌皮部在周圍部分，在根伸長過程中成熟雙子葉植物中一般無伴胞。 后生韌皮部在內方。是根伸長過程中分化，停止 生長后成熟的， 外始式發育，即向心分化。,形成層,答題者：, 形成層, 位于初生木質部和初生韌皮部之間，由多層薄壁細胞組成 雙子葉植物中，這部分細胞可轉化為維管形成層的一部分,（4）薄壁組織 薄壁組織分布于初生木質部與初生韌皮部之間，在根進行次生生長時，發育成維管形成層的主要部分。少數雙子葉植物中央由于后生木質部沒有繼續向中心分化，而形成薄壁細胞組成的髓。,2., 髓, 一般根中央部分由木質部占據,若中央部分不分化成木質部,就由薄壁或厚壁組織形成髓(多原型根多如此) 多數單子葉植物和少數雙子葉植物根中都有髓存在,單子葉植物根的初生結構：,實驗 畫圖,重點 內容,馬蹄形加厚和通道細胞,單子葉植物根的維管柱：,中柱鞘,初生木質部,初生韌皮部,薄壁細胞,重點,雙子葉植物和單子葉植物初生根比較,三、側根的發生 在主根或不定根開始初生生長不久 就開始產生側根，側根上又能依次再長出各級側根。側根的形成增加了根的吸收面積和根的支持作用。,側根突起,側根,根毛,根冠, 主要起源于中柱鞘，內皮層也參與 側根發生于根的內部組織的這種方式稱為內起源,側根的形成內起源（中柱鞘細胞）,側根形成過程, 中柱鞘細胞恢復分裂能力，先進行幾次平周分裂，產生向外的突起，隨后進行平周和垂周等各個方向的分裂，使原有的突起繼續生長，形成側根的根原基, 根原基分裂、生長，逐漸分化出頂端分生組織和根冠 進一步生長、分化逐漸伸入皮層，此時，根冠分泌含酶的物質將皮層和表皮溶解，最后伸出