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第三章第三章 植物的器官根植物的器官根器官（器官（organorgan）：）：由多种由多种组织组织构成的具有特定外构成的具有特定外部形部形态态和内部构造并和内部构造并执执行一定的生理功能的植物行一定的生理功能的植物体的体的组组成部分。成部分。被子植物一般由被子植物一般由根、茎、叶、花、果根、茎、叶、花、果实实、种子、种子六六种器官构成。种器官构成。根、茎、叶根、茎、叶为营为营养器官养器官花、果花、果实实、种子、种子为为繁殖器官繁殖器官5/27/20241.第一第一节节 根根根根(root):(root):营营养器官，具有养器官，具有向地、向湿、背光的特向地、向湿、背光的特性性 v根的形根的形态态一般呈一般呈圆圆柱形，不含叶柱形，不含叶绿绿体，无体，无节节、节间节间之分，之分，一般不生芽、叶和花，一般不生芽、叶和花，细细胞中不含叶胞中不含叶绿绿体。体。一、正常根的形一、正常根的形态态与与类类型型5/27/20242.v根的根的类类型和根系型和根系主根主根(main root)和和侧侧根根(lateral root)main root：最初由种子的胚根直接最初由种子的胚根直接发发育而来的根育而来的根lateral root：主根生主根生长长到一定到一定长长度从度从侧侧面生出的枝根面生出的枝根5/27/20243.定根定根(normal root)和不定根和不定根(adventitious root)凡是直接或凡是直接或间间接由胚根接由胚根发发育而成的主根及其各育而成的主根及其各级侧级侧根成根成为为定根定根 从茎、叶或其他部位生从茎、叶或其他部位生长长出来的根称出来的根称不定根不定根不定根不定根5/27/20244.直根系与直根系与须须根系根系 所有根的所有根的总总体称体称为为根系根系 由明由明显发显发达的主根及达的主根及侧侧根根组组成的根系称成的根系称为为直根直根直根直根系系系系(tap root system)由茎的基部由茎的基部节节上生出上生出许许多大小、多大小、长长短相似的不短相似的不定根定根组组成的根系称成的根系称为为须须须须根系根系根系根系(fibrous root system)5/27/20245.直根系直根系 须须根系根系5/27/20246.二、二、变态变态根的形根的形态态与与类类型型1）贮贮藏根藏根(storage root)（直根和（直根和块块根）根）直根：由主根直根：由主根发发育而成，育而成，常具根常具根头头，呈，呈圆锥圆锥形、形、圆圆柱形或柱形或圆圆球形。球形。块块根：由根：由侧侧根或不定根肥大而成，根或不定根肥大而成，不具根不具根头头，多，多块块状或状或纺锤纺锤状。状。5/27/20247.2）支持根）支持根(prop root)3）攀）攀缘缘根根(climbing root)4）气生根）气生根(aerial root)支持根（玉米）支持根（玉米）攀攀缘缘根（根（常春藤常春藤）气生根（石斛）气生根（石斛）5/27/20248.5）呼吸根）呼吸根(respiratory root)6）水生根）水生根(water root)7）寄生根）寄生根(parasitic root)呼吸根（呼吸根（红树红树）水生根（浮萍）水生根（浮萍）寄生根（菟寄生根（菟丝丝子）子）5/27/20249.三、根的三、根的显显微构造微构造（一）、根尖（一）、根尖(root tip)的构造的构造根的最先端到生有根毛的部分称根尖。是根根的最先端到生有根毛的部分称根尖。是根的生命活的生命活动动最活最活跃跃的部分。根的伸的部分。根的伸长长、对对水水分和养料的吸收，以及一切成熟分和养料的吸收，以及一切成熟组织组织的分化的分化都在此都在此进进行。行。1.根冠根冠(root cap)：2.分生区分生区(division zone)3.伸伸长长区区(elongation zone)4.成熟区成熟区(maturation zone)5/27/202410.1根冠：根冠：是根尖最是根尖最顶顶端的部端的部分，像帽子一分，像帽子一样样包被在分生区包被在分生区的外面，由多的外面，由多层层薄壁薄壁细细胞胞组组成，成，对对分生区有保分生区有保护护作用，作用，其外部其外部细细胞可分泌粘液，利于根尖在胞可分泌粘液，利于根尖在土壤中的伸展。土壤中的伸展。2分生区（生分生区（生长锥长锥）：）：位于位于根冠的上方，呈根冠的上方，呈圆锥圆锥状，状，长约长约1mm左右，左右，为顶为顶端分生端分生组织组织所所在部位，在部位，是是细细胞分裂最旺盛的胞分裂最旺盛的部分，是根内各部分，是根内各组织组织的的发发源地。源地。5/27/202411.3伸伸长长区：区：位于生位于生长锥长锥的上方，的上方，到出到出现现根毛的地方，根毛的地方，该该区的区的细细胞胞生生长长迅速，主要沿根的迅速，主要沿根的长轴长轴方向方向延伸，延伸，可使根不断伸可使根不断伸长长，同，同时细时细胞开始分化。胞开始分化。4成熟区（根毛区）：成熟区（根毛区）：位于伸位于伸长长区的上方，区的上方，细细胞已有明胞已有明显显的分的分化，并化，并形成了各种初生形成了各种初生组织组织。本本区的最大特点是表皮上形成根毛，区的最大特点是表皮上形成根毛，增加了根的吸收面增加了根的吸收面积积，是吸收水是吸收水分的主要部位。分的主要部位。5/27/202412.初生生初生生长长(primary growth)：直接来源于直接来源于顶顶端分生端分生组组织织中中细细胞的增生和成熟，使根延胞的增生和成熟，使根延长长的生的生长长。初生初生组织组织(primary tissue)：由初生生由初生生长过长过程所形成程所形成的各种成熟的各种成熟组织组织。初生构造初生构造(primary structure)：由初生由初生组织组织所形成的所形成的构造。构造。5/27/202413.（二）根的初生构造（二）根的初生构造1.表皮（表皮（epidermis）：）：细细胞特征：胞特征：长长方形。排列方形。排列紧紧密、密、无无细细胞胞间间隙、壁薄、非角隙、壁薄、非角质质化、化、富通透性、不具气孔，向外突出富通透性、不具气孔，向外突出形成根毛。形成根毛。2.皮皮层层(cortex)：排列疏松的薄壁排列疏松的薄壁细细胞胞组组成。分成。分为为外皮外皮层层、皮、皮层层薄薄壁壁组织组织和内皮和内皮层层。表皮、皮表皮、皮层层、维维管柱三部分管柱三部分5/27/202414.（1）外皮）外皮层层：一：一层细层细胞，胞，排列整排列整齐齐、紧紧密；密；（2）皮）皮层层薄壁薄壁组织组织：外皮外皮层层内方的多内方的多层细层细胞，胞，cw薄，薄，排列疏松，有排列疏松，有细细胞胞间间隙。隙。兼有吸收、运兼有吸收、运输输和和贮贮藏作藏作用。用。（3）内皮）内皮层层：皮皮层层最内一最内一层层，细细胞排列胞排列紧紧密，整密，整齐齐、无无间间隙。隙。5/27/202415.表皮表皮皮皮层层5/27/202416.内皮内皮层层的的cw增厚情况特殊增厚情况特殊：凯凯氏氏带带（点）：（点）：径向壁径向壁（侧侧壁）和上下壁（横壁）壁）和上下壁（横壁）局部增厚（木局部增厚（木质质化或木栓化）化或木栓化），增厚部分呈，增厚部分呈带带状；状；五面增厚：五面增厚：径向壁、上下径向壁、上下壁以及内切向壁（内壁）壁以及内切向壁（内壁）显显著增厚，横切面呈著增厚，横切面呈马马蹄形；蹄形；全面增厚：全面增厚：全部木栓化增全部木栓化增厚。厚。后两种情况有后两种情况有通道通道细细胞胞。5/27/202417.3.维维管柱管柱(vascular cylinder)：包括包括中柱鞘、初生木中柱鞘、初生木质质部和初生部和初生韧韧皮部三皮部三部分部分中柱鞘：中柱鞘：维维管柱最外的一管柱最外的一层层（也（也有的有有的有2 2层层、多、多层层）细细胞，由原形胞，由原形成成层发层发育而来，育而来，具潜在的分生能具潜在的分生能力。力。由此可由此可产产生部分生部分维维管形成管形成层层、木栓形成木栓形成层层、不定芽、不定芽、侧侧根和不根和不定根。定根。5/27/202418.初生木初生木质质部部(primary xylem)和初生和初生韧韧皮部皮部(primary phloem)：是根的是根的输导输导系系统统，在在根的最内方。根的最内方。根的初生构造中的木根的初生构造中的木质质部和部和韧韧皮部，因是皮部，因是由原形成由原形成层层直接分化直接分化形成，故称形成，故称为为初生木初生木质质部和初生部和初生韧韧皮部。皮部。5/27/202419.初生木初生木质质部部：组组成：成：被子植物被子植物：导导管、管胞、木管、管胞、木纤维纤维、木薄壁、木薄壁细细胞胞 裸子植物裸子植物：只有管胞：只有管胞排列：排列：初生木初生木质质部在部在维维管柱的中央位置，管柱的中央位置，呈星角状和呈星角状和初生初生韧韧皮部相皮部相间间排列成排列成辐辐射射维维管束，是根初生构造的管束，是根初生构造的一个特点一个特点。每条每条辐辐射木射木质质部叫部叫辐辐射棱，它的数目多少因植物而异。射棱，它的数目多少因植物而异。发发育方式：育方式：由外向内逐由外向内逐渐渐成熟，叫成熟，叫外始式外始式。（根。（根发发育上育上的一个特点）的一个特点）先分化的木先分化的木质质部：原生木部：原生木质质部（外）部（外）后分化的木后分化的木质质部：后生木部：后生木质质部（内）部（内）5/27/202420.初生初生韧韧皮部皮部 组组成：成：被子植物：被子植物：筛筛管、伴胞，管、伴胞，韧韧皮皮纤维纤维、韧韧皮薄壁皮薄壁细细胞胞 裸子植物：裸子植物：筛筛胞胞排列排列：与初生木：与初生木质质部相部相间间排列排列发发育方式：育方式：外始式外始式：原生：原生韧韧皮部在外，后生皮部在外，后生韧韧皮部在皮部在内。内。在初生木在初生木质质部和初生部和初生韧韧皮部之皮部之间为间为一至多一至多层层薄壁薄壁细细胞。胞。5/27/202421.中柱中柱5/27/202422.双子叶植物的根，一般不具髓部。双子叶植物的根，一般不具髓部。单单子叶植物的根，初生木子叶植物的根，初生木质质部一般不分化到中心，部一般不分化到中心，因而有因而有发发达的髓部。达的髓部。髓髓：茎和少数植物的根中由薄壁：茎和少数植物的根中由薄壁组织组织构成的中心构成的中心部分。部分。5/27/202423.v二二原原型型（diarch）：十十字字花花科科、伞伞形形科科的的一一些些植植物物和多数裸子植物和多数裸子植物v三原型（三原型（trisrch）：）：毛茛科唐松草属植物毛茛科唐松草属植物v四四原原型型(tearch)：葫葫芦芦科科、杨杨柳柳科科及及毛毛茛茛科科毛毛茛茛属属的一些植物的一些植物v多原型多原型(polyarch)：棕棕榈榈科有些植物科有些植物双子叶植物一般二至六原型双子叶植物一般二至六原型单单子叶植物子叶植物较较多，多在六束以上多，多在六束以上5/27/202424.（三）、（三）、侧侧根的形成根的形成起源：起源：中柱鞘的一定部位中柱鞘的一定部位。形成：形成：部分中柱鞘部分中柱鞘细细胞反分化胞反分化 层层次增加，向外突起形成次增加，向外突起形成侧侧根原根原基基，分化成生，分化成生长锥长锥，根冠，根冠，突，突破表皮，形成破表皮，形成侧侧根。根。侧侧根的木根的木质质部和部和韧韧皮部与母根的皮部与母根的木木质质部和部和韧韧皮部直接相皮部直接相连连，因而，因而形成一个形成一个连续连续的系的系统统。侧侧根常根常发发生在母根根尖的成熟区，生在母根根尖的成熟区，而且位置常有一定。而且位置常有一定。5/27/202425.5/27/202426.次生生次生生长长:大多数双子叶植物的主根和大多数双子叶植物的主根和较较大的大的侧侧根，在完成了根，在完成了初生生初生生长长之后，由于形成之后，由于形成层层的的发发生和活生和活动动，不断地，不断地产产生次生生次生维维管管组织组织和周皮，使根的直径增粗，和周皮，使根的直径增粗，这这种生种生长过长过程称程称为为次生次生生生长长次生次生结结构：构：由次生生由次生生长长所所产产生的次生生的次生组织组织形成的形成的结结构。包括构。包括次生次生维维管管组织组织和次生保和次生保护组织护组织。四、根的次生构造四、根的次生构造次生次生组织组织:由次生生由次生生长长所所产产生的各种生的各种组织组织称称为为次生次生组织组织5/27/202427.四、根的次生构造四、根的次生构造1.形成形成层层的活的活动动及次生及次生维维管管组织组织产产生：生：当根当根进进行次生生行次生生长时长时，在初生木，在初生木质质部和初生部和初生韧韧皮部之皮部之间间凹凹陷部分的陷部分的薄壁薄壁细细胞胞恢复分裂功能，形成形成恢复分裂功能，形成形成层层，并逐，并逐渐渐向中柱鞘向中柱鞘部位部位发发展，使相展，使相连连接的接的中柱鞘中柱鞘细细胞胞开始分化成开始分化成为为形成形成层层的一部分，的一部分，从而从而形成一个凹凸相形成一个凹凸相间间的形成的形成层环层环。5/27/202428.形成形成层层的活的活动动：向内向内产产生新的木生新的木质质部（次木）：部（次木）：添加在初木的外方：添加在初木的外方：导导管、管胞、木薄壁管、管胞、木薄壁细细胞、木胞、木纤维纤维向外向外产产生新的生新的韧韧皮部（次皮部（次韧韧）：）：添加在初添加在初韧韧的内方：的内方：筛筛管、伴胞、管、伴胞、韧韧皮薄壁皮薄壁细细胞，胞，韧韧皮皮纤维纤维一定部位，一定部位，产产生一些薄壁生一些薄壁细细胞，胞，径向排列，呈径向排列，呈辐辐射状，射状，贯贯穿在次生穿在次生维维管管组织组织中，称次生中，称次生维维管射管射线线，包括木射，包括木射线线和和韧韧皮射皮射线线。木木质质部和部和韧韧皮部已由初生构造的相皮部已由初生构造的相间间排列排列转变为转变为内外排列。内外排列。5/27/202429.5/27/202430.2.木栓形成木栓形成层层的的产产生及周皮的形成生及周皮的形成中柱鞘中柱鞘细细胞恢复分生能力，形成胞恢复分生能力，形成木栓形成木栓形成木栓形成木栓形成层层层层，向外分向外分生木栓生木栓层层，向内分生栓内，向内分生栓内层层。木栓木栓层层、木栓形成、木栓形成层层和栓内和栓内层层合称周皮（合称周皮（peridermperiderm）注意：注意：注意：注意：植物学上的根皮指周皮植物学上的根皮指周皮这这一部分，一部分，药药材中的根材中的根皮指形成皮指形成层层以外的部分以外的部分单单子叶植物根无形成子叶植物根无形成层层，不能加粗生，不能加粗生长长，无木栓形成，无木栓形成层层，故也无周皮。，故也无周皮。根被根被：表皮分裂成多：表皮分裂成多层细层细胞，胞，细细胞壁木栓化，形成根胞壁木栓化，形成根被，起保被，起保护护作用。作用。5/27/202431.（五）根的异常构造（五）根的异常构造某些双子叶植物的根，某些双子叶植物的根，产产生一些特有的生一些特有的维维管束，称异管束，称异形形维维管束，并形成根的异常构造。管束，并形成根的异常构造。与初生构造、次生构造相与初生构造、次生构造相对应对应，也称其，也称其为为三生构造三生构造 商商陆陆根根 牛膝根牛膝根 何首何首乌乌根根5/27/202432.（六）根瘤和菌根（六）根瘤和菌根1.根瘤（根瘤（root nodule）：）：土壤中一种称土壤中一种称为为根瘤菌的根瘤菌的细细菌由根毛侵入根部皮菌由根毛侵入根部皮层层的薄壁的薄壁细细胞中迅速分裂，胞中迅速分裂，皮皮层细层细胞受刺激后也迅速胞受刺激后也迅速分裂，增加大量新分裂，增加大量新细细胞，胞，使根的表面出使根的表面出现许现许多畸形多畸形小突起，称小突起，称为为根瘤根瘤5/27/202433.（六）根瘤和菌根（六）根瘤和菌根2.菌根菌根（mycorrhiza）：）：真真菌着生于根的外菌着生于根的外层层或或侵入侵入细细胞胞间间隙甚至隙甚至细细胞内所形成的胞内所形成的类类似于似于根瘤的另一种共生体根瘤的另一种共生体5/27/202434.四、根的生理功能四、根的生理功能是是营营养器官，主要有养器官，主要有吸收、固着、吸收、固着、输导输导、合成、合成、贮贮藏和繁殖等藏和繁殖等甘薯（甘薯（红红薯）、木薯、薯）、木薯、萝萝卜、胡卜、胡萝萝卜、甜菜等可食卜、甜菜等可食用（作粮食或蔬菜），也可作猪、牛等用（作粮食或蔬菜），也可作猪、牛等饲饲料；甜菜料；甜菜可作制糖原料；可作制糖原料；红红薯可提制淀粉；可作根雕薯可提制淀粉；可作根雕观赏观赏；可可护护坡、坡、护护堤、防止水土流失。堤、防止水土流失。人参、当人参、当归归、甘草、巴戟、何首、甘草、巴戟、何首乌乌、桔梗等均、桔梗等均为为著著名名药药材。材。5/27/202435.