第三章 种子植物的营养器官.docx

第三章 种子植物的营养器官第三章 种子植物的养分器官一、目的要求：1. 了解根、茎、叶的生理功能和经济利用；2. 驾驭根、茎、叶的形态和构造特征；3. 了解养分器官间的相互联系；4. 驾驭养分器官的变态类型及其特征二、教学内容：第一节 根其次节 茎第三节 叶第四节 养分器官间的相互联系第五节 养分器官的变态三、教学方法：讲授法四、时间安排：20个学时五、所用教具：挂图 第三章 种子植物的养分器官种子植物的种子完全成熟后，经过休眠，在相宜的环境下，就能萌发成幼苗，以后接着生长发育，成为根系兴旺，枝叶茂密的植物体种子植物的养分器官包括根、茎、叶三局部下面就分别介绍这三局部的形态、构造和生理功能第一节 根一、根的生理功能和经济利用⒈ 功能：①、汲取②、固着和支持③、输导④、合成：可合成氨基酸、激素和植物碱⑤、贮存和繁殖⒉ 用途：食用、药用、工业原料等二、根和根系的类型㈠、根 的类型⒈ 依据维管束的有无把根分为：⑴、假根：无维管束⑵、真根：有维管束⒉ 依据来源不同分：⑴、定根：包括：①、主根：由胚根生长出来的根②、侧根：由主根上长出的分枝主根和侧根都来源于胚根，故称定根。

⑵、不定根：由茎、叶、老根或胚根上生出的根都叫做不定根㈡、根系的类型根系：一株植物地下根的总和称根系是一个整体概念依据主根是否发达，把根系分为两大类：⑴、直根系：主根兴旺，能明显地区分出主根和侧根，如棉花、豆类等植物的根⑵、须根系：主根不兴旺或早期停顿生长，由茎的基部生出很多粗细相等的不定根，呈丛生状态，称须根系如小麦、玉米、水稻等 根在土壤中的分布有两种状况：一方面对下深化，另一方面对四方扩展，深化和扩展的状况，随植物种类而异，另外也受外界条件如土壤、水肥等的影响 深根系：垂直方向的生长占优势，分布较深直根系一般属于深根系 浅根系：水平方向的生长占优势，主要分布在上层土壤中，扩展较广须根系一般属于浅根系在农业生产中，常将根系不同的作物协作种植，可以充分利用土壤中的水分和养料如玉米——大豆套种三、根的发育㈠、顶端分生组织〔略〕㈡、根尖的构造和开展我们在前面讲到细胞的分化时，提到根尖的构造根尖一般分为根冠、分生区、伸长区和成熟区四局部：⒈ 根冠根冠象一顶帽子罩在根的前端起爱护作用根在生长过程中，根冠细胞不断与土壤摩擦损伤，损伤的细胞形成黏液，起润滑作用，有利根的伸长，同时，生长锥最顶端的一层原分生组织细胞不断分裂，产生新细胞来补充，因此，根冠始终能够维持必须的形态和厚度。

⒉ 分生区〔生长锥〕由分裂实力极强的细胞〔原分生组织〕组成，主要使根尖的细胞数目增加 ⒊ 伸长区：主要使细胞体积增大，根的生长主要是分生区的细胞分裂和伸长区的细胞伸长⒋ 成熟区〔根毛区〕成熟区的细胞已停顿生长，且多已分化成熟，故名成熟区的表皮细胞向外突起形成根毛，故名根毛区根毛的长度一般在0.5-1厘米左右，数量较多，每平方毫米可达数百根，根毛的寿命较短，一般几天或1-2周老根毛死亡，随着伸长区的伸长，不断形成新根毛，完成汲取功能 根的汲取实力最强的部位是伸长区和根毛区，根毛区以上的部位失去汲取实力，主要执行运输和固着的功能根中各组织的分化是从伸长区起先的，就是说，在分生区的后段和伸长区的前段的初生分生组织，虽然仍有细胞分裂的实力，但细胞已经有了初步的分化，细胞的形态已经有些不同，依据细胞形态的不同，初生分生组织可划分为三类：分 裂 原表皮 形成表皮原分生组织 初生分生组织 原形成层 形成维管柱分 化 根本分生组织 形成皮层这三局部接着发育形成根的表皮、皮层和维管柱，组成根的初生构造。

细胞分裂的方向：⒈ 横分裂：细胞分裂时形成的新壁与器官的长轴垂直的分裂⒉ 垂周分裂：又称径向分裂，细胞分裂时形成的新壁与器官外表垂直的分裂⒊ 平周分裂：又称切向分裂，细胞分裂时形成的新壁与器官外表平行的分裂四、根的初生构造初生构造 ：初生分生组织分裂、分化和生长的过程叫做初生生长，由初生生长形成的组织叫初生组织；由初生组织组成的植物各局部的构造叫初生构造在根尖的成熟区作一横切面，就能看到根的全部初生构造，由外至内为表皮、皮层和维管柱三个局部㈠、表皮：位于根的成熟区的最外面，是由原表皮发育而来的，一般由一层细胞组成细胞近似长方柱形，排列严密，细胞壁薄，角质层薄，不具气孔，一局部表皮细胞的外壁延长成根毛，根的这些特征是和它的汲取、固着等作用亲密有关 ㈡、皮层：皮层是由根本分生组织发育而成，它在表皮的内方占着相当大的局部，由多层薄壁细胞组成，细胞排列疏松，有着显著的胞间隙从构造上看，皮层局部可以明显的分为三层：⒈ 外皮层：皮层最外的一层细胞,即紧接表皮的一层细胞，叫外皮层外皮层细胞排列整齐，无细胞间隙，当根毛枯死，表皮破坏后，外皮层的细胞壁增厚并栓质化，能代替表皮起爱护作用。

⒉ 皮层薄壁组织：皮层的中间局部，由多层细胞组成，细胞排列疏松，壁薄，有细胞间隙，作用是贮藏养料，通气⒊ 内皮层：皮层最内面的一层，细胞排列严密，细胞壁常有加厚，加厚的状况一般有两种：⑴、凯氏带：在裸子植物和有次生生长的双子叶植物根的内皮层中，其侧壁和横向壁上有局部加厚，并且木质化和栓质化，这种围绕细胞一周的特别构造叫凯氏带凯氏带的作用是限制根内物质的转移原理：由于细胞壁一圈均加厚，且内皮层的原生质体比拟坚固地附着在凯氏带上，所以，物质无法从内皮层的壁和壁与细胞质之间通过唯一的通道只有穿过内皮层的原生质体，原生质体对物质的通过有限制作用⑵、五面加厚的内皮层细胞：在没有次生生长的单子叶植物中，内皮层可进一步开展，大多数内皮层细胞的径向壁，上下横壁以及内切向壁〔即靠近中柱鞘一侧的切向壁〕显著加厚并木质化，只有外切向壁比拟薄增厚的内切向壁上有孔存在，以便使通过质膜的具某些溶质的细胞质，能穿越增厚的内皮层另外，少数位于木质部束的内皮层细胞，仍保持初期发育阶段的构造，即除凯氏带以外，薄壁不再增厚，称为通道细胞，起着皮层与维管柱间物质沟通的作用㈢、维管住皮层以内的构造统称为维管柱，它是由中柱鞘和维管组织两局部组成。

有些植物的根还具有髓，由薄壁组织和厚壁组织组成⒈ 中柱鞘：维管柱的外层组织，向外紧贴内皮层它是由原形成层的发育而成，长期保持分生实力，由一至数层薄壁细胞组成局部维管形成层、木栓形成层、不定芽、侧根和不定根，都可能由中柱鞘的细胞产生⒉ 维管组织根的维管柱中的初生维管组织，包括初生木质部和初生韧皮部，二者相间排列，各自成束，这二局部之间还有一至数层薄壁细胞⑴、初生木质部：①、位置及元数：根的初生木质部一般位于根的中心，内方彼此相连，外方具有棱角，在横切面上呈星芒状木质部棱角〔初生木质部束〕的数目，各种植物不同依据木质部束的数目分为：二原型木质部，如：萝卜、油菜等三原型木质部，如：豌豆四原型木质部，如：蚕豆、棉花、花生、向日葵等五原型木质部，如：茶六原型木质部，如：葱多原型木质部，如：葡萄、玉米、小麦等②、组成：初生木质部由导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞组成③、功能：输导水分及无机盐④、发育依次：外始式根的初生木质部又分为二局部：原生木质部：初生木质部束的尖端最初形成的局部，导管口径小，为环纹和螺纹导管后生木质部： 接近中心的局部，成熟较迟，导管的口径较大，为梯纹、网纹或孔纹导管⑵、初生韧皮部：①、位置及数目：位于木质部的两个辐射棱角之间，所以，初生韧皮部的数目和初生木质部的数目一样。

②、组成：初生韧皮部由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞组成 ③、功能：输导有机物质④、发育依次：外始式根中的初生韧皮部也可分为二局部：原生韧皮部：在外部后生韧皮部：在内部木质部和韧皮部是相间排列的，这种排列方式无疑对水分的运输是有利的，因为水分由根毛经皮层进入导水组织不必经过韧皮部，从而缩短了水分由根毛进入导管的距离⑶、薄壁组织：在初生木质部和初生韧皮部之间，常有一至数层薄壁组织⒊ 髓 ：通常木质部束生达维管柱的中心局部，各木质部束在维管柱的中心相互结合成一整体，在这一整体的中心局部有一个或几个大型的导管多数单子叶植物和少数双子叶植物根的木质部束不生达维管柱的中心局部，因此，各木质部束并不在维管柱的中心结合成一整体，在这种情形下，维管柱的中心局部充溢薄壁组织，构成了髓五、侧根的形成植物在生长过程中，从主根上可以反复形成侧根，形成根系，由外表上看象茎的分枝，但实质上有着本质的不同种子植物的侧根，不管它们是发生在主根、侧根或不定根上，通常总是起源于中柱鞘，所以侧根的形成属于内起源侧根发生时，中柱鞘上有一些细胞经过某些生理上的改变，转变成具有分裂实力的细胞，最初进展平周分裂〔又称切向分裂或弦向分裂，细胞分裂时形成的新壁与器官外表平行〕，分裂的结果，使细胞层数增加。

这局部组织就向外突起，以后又进展平周分裂和垂周分裂〔又称径向分裂，细胞分裂时形成的新壁与器官外表垂直〕，结果这一突起形成了侧根的生长锥，并具有根冠由于生长锥细胞不断分裂、生长、伸长，产生一种压力，另外根冠细胞能分泌一种物质溶解皮层和表皮细胞，使侧根穿过皮层和表皮，伸展到土壤中侧根在形成的过程中，分化出维管组织，并与主根的木质部和韧皮部连接在一起侧根的起源常有必须的部位，一般状况下，二原型的根上，在木质部与韧皮部之间形成侧根〔四行〕；在三、四原型的根上，是对着木质部的位置形成，在多原型根中，多数在对着韧皮部的部位形成六、根的次生生长和次生构造前面我们谈了根的初生构造一些一年生双子叶植物和大多数单子叶植物的根，都由初生生长完成了它们的一生，可是，大多数双子叶植物和裸子植物的根，却经过次生生长形成次生构造根的次生生长是由次生分生组织实现的根的次生分生组织包括维管形成层和木栓形成层下面来分别介绍㈠、维管形成层的发生和它的活动⒈ 形成层的发生：形成层产生时，首先是初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁组织复原分裂实力，并渐次向两边扩展，最终，位于木质部辐射角外面的中柱鞘细胞也复原分裂实力，形成连续环绕于初生木质部外面的一层形成层。

⒉ 形成层的活动：形成层在刚刚形成的时候，由于其环绕于初生木质部和初生韧皮部之间，在横切面上呈凹凸不平的环状这时形成层细胞进展着不等速的分裂，位于突出局部的细胞〔即木质部辐射角处的形成层细胞〕分裂较慢，在凹入局部的细胞〔即初生木质部和初生韧皮部之间的形成层细胞〕分裂速度快，向内形成的次生木质部多另外，还因为位于初生木质部和初生韧皮部之间的形成层细胞形成的早，所产生的新组织也多两种缘由作用的结果，使凹入的局部不断向外推移，使原来波浪状的形成层环变成原环状以后，形成层细胞又进展等速分裂，使产生的次生木质部和次生韧皮部也保持原环状⒊ 根的次生构造：由形成层细胞进展分裂产生的新细胞，一局部向内形成新的木质部叫次生木质部；另一局部向外形成新的韧皮部，叫次生韧皮部一般向内形成的次生木质部比向外形成的次生韧皮部多根的次生构造和初生构造的组成成分及其机能根本一样，所不同的只是在次生构造的韧皮部中的薄壁组织较兴旺另外，在次生构造中，时时产生一种新的组织——维管射线正对着初生木质部束角端的形成层，通常向内外不产生。