普通生物学-17-2-植物的结构、生殖和发育-植物的根、茎和叶教学教材.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式* *1 117 植物的结构、生殖和发育l17.2 植物的根、茎和叶一、 根的结构与发育 1 根的形态 （1）根（root）l主根 (main root)： 胚根发育形成（或称初生根）l侧根 (lateral root)：主根长到一定长度生出的许多分枝 l不定根 (adventitious root)：茎、叶、胚轴或老根上产生的根2）根系(root system): 植物根的总和l直根系（tap root system）:有明显的主根和侧根区别的根系l须根系（fibrous root system）：无，由不定根组成的根系根形态直根系须根系支持根2 根的初生生长与初生结构（1）根尖及其分区l根尖：从根的顶端到着生根毛的部分，根尖是根伸长生长、分枝和吸收活动的最重要的部分l分区：l根冠 （root cap）l分生区 （meristematic zone）l伸长区 （elongation zone）l成熟区 （maturation zone）或根毛区根尖皮层内皮层成熟的导管分子 内皮层细胞分化开始分化的导管分子（木质部）开始分化的筛管（韧皮部）分生区伸长区成熟区根冠各部分的功能和特点 l根冠：根特有的一种组织。

l分生区：分裂增生，形成根冠、根的结构l伸长区：分裂停止，体积扩大，显著延长，加速了分化l根毛区：增加吸收的面积根冠的作用根冠的作用l l保护作用保护作用l与根的向地性生长有关根冠的中央部分细胞内的造粉体可能具有平衡石的作用2）根的初生结构l表皮（epidermis）l皮层 (cortex): 外皮层 ( exodermis) 内皮层 ( endodermis) 凯氏带 (casparian strip)l维管柱(vascular cylinder)：根的皮层以内的结构根部横切面显示维管柱，或中柱，以及皮层和表皮内皮层纤维皮层 维管柱（中柱）表皮中柱鞘木质部韧皮部皮层由基本分生组织发育而来的多层薄壁组织细胞组成的暂时储存养料的作用l外皮层：最外一层或数层细胞形状较小，排列紧密，没有细胞间隙l内皮层：皮层的最内一层细胞排列紧密l凯氏带：这层细胞在其的侧壁（径向壁）和横向壁上有部分加厚，并且栓质化，这种围绕细胞一周的特殊结构称为凯氏带电镜下内皮层径向壁凯氏带结构 A.正常细胞的凯氏带区 B.质壁分离细胞的凯氏带区1.细胞质 2.胞间层 3.细胞壁 4.质膜 5.凯氏带 l凯氏带的作用阻断了皮层与中柱间的细胞间隙、细胞壁等质外体运输途径，进入中柱的溶质只能通过原生质体，使根的吸收有选择性，可控制根对物质的转移作用。

l维管柱（或中柱）：根的皮层以内的结构中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞四部分，少数植物还有髓 l中柱鞘（pericycle）:细胞有潜在的分裂能力l（初生）维管组织：初生木质部和初生韧皮部合称l 初生木质部（primary xylem）：木质部束（二原型、三或四原型，多原型等根的类型）l 初生韧皮部（primary phloem）木质部：一般包括导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维等；韧皮部：一般包括筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维等Organization of primary tissues in young roots表皮 维管柱（中柱）内皮层皮层双子叶单子叶单子叶植物与双子叶植单子叶植物与双子叶植物根结构的区别物根结构的区别: :维管柱中央维管柱中央有有无髓的结无髓的结构次生生长构次生生长髓（3）侧根的发生l起源：中柱鞘l发生位置：在根毛区后方形成l侧根的功能：增加根的吸收面积和根的支持作用l侧根在母根组织中的位置：常常是稳定的 二原型：木质部与韧皮部之间 三、四原型： 木质部脊的位置 多原型：正对着韧皮部n n内起源内起源n n一定部位的一定部位的中柱鞘细胞中柱鞘细胞恢恢复分裂能力，复分裂能力，平周分裂形成平周分裂形成侧根原基。

随侧根原基随后进行垂周、后进行垂周、平周分裂平周分裂n n后面形成的输后面形成的输导组织与母根导组织与母根维管柱相连维管柱相连根的次生生长是由根的根的次生生长是由根的侧生分生组织侧生分生组织 维管形成层维管形成层和和木栓形成层木栓形成层活动的结果活动的结果1）维管形成层（vascular cambium）的产生与活动 来源： 中柱鞘细胞、薄壁细胞 结构： 次生木质部 （secondary xylemsecondary xylem） 次生韧皮部（secondary phloemsecondary phloem） 3 根的次生生长与次生结构Secondary growth in a root（2）木栓形成层的产生与活动： 来源：中柱鞘细胞（早期）、次生韧皮部细胞（后期） 产生：周皮 ( periderm )periderm ) 木栓层（phellemphellem）：木栓形成层木栓形成层向外向外分裂的细胞，成熟后分裂的细胞，成熟后死亡死亡 木栓形成层（cork cambiumcork cambium） 栓内层（phellodermphelloderm）：木栓形成层：木栓形成层向内向内分裂的细胞，分裂的细胞，活细胞活细胞。

木栓形成层及其相关结构 A.葡萄根中的木栓形成层由中柱鞘发生 B.橡胶树根中的木栓形成层活动产生周皮 （3）根的次生结构$次生木质部 ： 导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞$次生韧皮部 ： 筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞 $维管形成层 维 管 射 线 vascular ray$周皮棉花老根的次生结构 根的次生结构的模式图1.木栓层 2.木栓形成层 3.栓内层 4.次生韧皮部 5.韧皮射线 6.维管形成层 7.次生木质部 8.木射线 9.初生韧皮部 10.初生木质部 11.周皮 4 根的变态贮藏根 肉质直根 萝卜、胡萝卜、甜菜 块 根 红薯气生根 支持根 榕树 攀援根 常春藤 呼吸根 水松、红树 寄生根 菟丝子贮藏根红薯-块块 根根 萝卜-肉质直根肉质直根气生根 榕树-支持根 常春藤-攀援根 菟丝子-寄生根红树-呼吸根二、茎的结构与发育茎：有节和节间之分；在节上着生叶和芽，能开花结果；起输导、支持、固着、储藏等作用1 茎的基本形态（1）茎的外形l茎常呈圆柱形l莎草科的茎为三棱形；l唇形科植物(薄荷,益母草)的茎为四棱形；l芹菜的茎为多棱形，加强机械支持作用。

莎草莎草益母草益母草枝的外形枝的外形顶芽腋芽芽鳞痕节节节间叶痕叶迹（维管束）芽鳞痕皮孔腋芽l枝条（Shoot ） ： 着生叶和芽的茎l节和节间l叶腋l叶痕l叶迹l皮孔l芽鳞痕芽痕l节间的长短与枝条延伸生长的强弱有关l长枝和短枝l营养枝和果枝2） 芽（Bud）芽是未发育的枝或花和花序的原始体芽的基本结构茎尖（生长点）叶原基幼叶 腋芽原基 （侧枝原基或枝原基） 枝条芽轴芽（3） 芽的类型 芽和不定芽（着生位置）l顶芽、侧芽、腋芽l不定芽 叶芽、花芽和混合芽（所形成的器官）l叶芽l花芽：周围是形成花的各组成部分的原基或花序的原始体，花芽开放时，展开为花或花序l混合芽同时发育为枝、叶和花（花序） 裸芽和鳞芽（芽鳞的有无） 活动芽和休眠芽（生理活动状态）顶端优势2 茎尖的结构（1） 茎尖即芽最中央的部分是茎、叶、孢子叶球、花、花序的来源和分化发育中心2） 茎尖与根尖比较：结构相同，但无根冠，而有许多幼小的叶片包裹3）茎尖生长锥的顶端部分是原分生组织可不断进行分裂3 双子叶植物茎的初生结构l初生结构分为表皮、皮层和维管柱1） 表皮 由一层砖形活细胞组成的植物体最外面的结构一般不含叶绿体，蓖麻（含花青素）。

细胞壁厚，有角质层或蜡质，控制蒸腾和增加坚固性 气孔和表皮毛表皮毛可反射强光，减少蒸腾；坚硬的可防止动物的侵害如：律草（拉拉秧）（2） 皮层 由基本分生组织细胞分化而来，主要由薄壁组织组成，靠近外方的薄壁组织常含有叶绿体，可进行光合作用 常具有厚角组织，成束出现时使茎显出棱条南瓜中厚角组织和纤维同时存在 最内一到几层组成淀粉鞘，只有沉水植物茎或地下茎具有凯氏带加厚，否则皮层和维管柱无明显的界限3） 维管柱（皮层内的所有组织）由中柱鞘、初生维管束、髓和髓射线组成 初生维管束：由初生韧皮部、束中形成层和初生木质部组成，是复合组织外韧维管束：初生韧皮部在外，大多数双韧维管束：如葫芦科、茄科、夹竹桃科等初生维管束初生维管束（Primary vascular bundlePrimary vascular bundle）：）： 初生木质部：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞 分化发育的顺序：内始式分化发育的顺序：内始式 初生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞 分化发育的顺序：外始式分化发育的顺序：外始式 束中形成层：顶端分生组织保留下来，形成新的木质部顶端分生组织保留下来，形成新的木质部 和韧皮部。

和韧皮部l髓:茎的中心部分，由薄壁细胞组成贮藏各种内含物（丹宁、晶体、淀粉等）l髓射线：维管束之间的薄壁组织，位于皮层和髓之间，有横向运输的作用切向横向 径向The structure of xylems木质部结构Water-conducting cells of the xylems 木质部水分运输导管 vessel 管胞tracheidl木质部发育时，导管出现的先后次序：环纹导管螺纹导管 梯纹导管和网纹导管孔纹导管A sieve-tube member 筛管分子Vascular tissue筛管分子 伴胞细胞核 筛板l木纤维机械组织，长纺锤形细胞，细胞壁增厚，木质化，一般为死细胞，长度不及韧皮纤维l木薄壁组织细胞壁也常木质化，是活组织，有贮藏作用l韧皮纤维机械组织韧皮纤维发达的程度不同: 桑树和麻类发达,苎麻和亚麻初生韧皮纤维量多、细胞长、不木质化，适于纺织4 双子叶植物茎的次生结构l（1）形成层及其活动l束中形成层：初生木质部和韧皮部之间的形成层l束间形成层：髓射线里面与束中形成层相当的细胞l形成层就成为一个圆环，进行切向分裂，增加木质部和韧皮部，以后进行径向或横分裂，增生原始细胞，扩大本身的圆周。

维管形成层维管形成层（2） 木栓形成层的活动l外围的表皮或皮层细胞恢复分裂增生能力形成木栓形成层，产生新的保护组织周皮l木栓形成层的起源可起源于表皮（柳、苹果、夹竹桃），多数起源于皮层（桃、白杨、榆） 当茎继续加粗时在茎的内部又产生新的木栓形成层，依次向内形成，最后则在次生韧皮部内产生木材木材木本植物（主要指乔木）的次生木质部木本植物（主要指乔木）的次生木质部木材三切面：木材三切面：横切面横切面（X X）径向纵切面径向纵切面（R R）切向切面切向切面（T T）小知识：小知识： 年轮年轮年轮双子叶植物第一年就有次生维管组织，温带或亚热带的木本双子叶植物受四季气候变化的影响，形成层的活动表现有节奏的变化l由于活动不平均而产生的生长轮年轮l以平周分裂为主，活动呈周期性，使次生结构的横切面具有即呈放射线、又呈同心圆的格局l每一环是一个年轮，包括一个早材和一个晚材，代表一年中所形成的木质部l早材：细胞大，细胞壁较薄，材质疏松l晚材：细胞较小，细胞壁厚，材质紧密 心材：心材：周围薄壁细胞侵入导管腔，形成侵填体而被堵塞周围薄壁细胞侵入导管腔，形成侵填体而被堵塞，一些物质（树脂、树胶、单宁和油类）渗入细胞壁或，一些物质（树脂、树胶、单宁和油类）渗入细胞壁或进入细胞腔内，木薄壁细胞和木射线细胞成为死细胞。

进入细胞腔内，木薄壁细胞和木射线细胞成为死细胞有的植物产生特殊的色素有的植物产生特殊的色素 边材边材：靠近形成层的少数年轮边材每年都会产生，并：靠近形成层的少数年轮边材每年都会产生，并不断转变为心材不断转变为心材 树皮树皮维管形成层及其外侧的部分（形成层、次生韧维管形成层及。