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第四章 根 P84
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根是植物的重要营养器官,它的主要功能是 固定 植株并 吸收 土
壤中的水分以及溶于水中的无机盐类,然后通过根的维管组
织输送到地上部分,根还具有 合成, 储藏和繁殖 的功能。
根的生理功能和经济利用
?1.吸收作用。
?2.固着与支持作用。
?3.输导作用。
?4.合成功能。
?5.储藏和繁殖功能。
?6.经济利用:食用、药用、观赏等。
第四章 根 P84
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第一节 根的形态
一、主根、侧根和不定根( 根的发生和类型 )
?主根,种子萌发时,胚根突破种皮,直接生长而成的根。主根一般垂直向地下生长。
?侧根,主根产生的各级大小分支。侧根从主根向四周生长,与主根成一定的角度,侧根又可产生分枝。
?定根, 主根和侧根 都从植物体固定的部位生长出来,称之为定根。
?不定根,发生位置不固定,而由茎、叶、老根或胚轴上发生的根。不定根同样可产生各级侧根。
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1.定根, 发生
于植物体的固定
部位,包括主根
(胚根发育而成)
和侧根。
2.不定根, 除
定根以外的其它
根,发生位置不
固定,如茎(玉
米)、胚轴(小
麦)、叶(落地
生根)、老根上
都有可能发生。
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二、根系(及其在 土壤中的分布) P86
?根系,一株植物地下部分所有根的总体 。
?直根系,由胚根发育产生的主根及各级侧根组成,
主根发达, 较各级侧根粗壮而长, 能明显的区分出
主根和侧根 ( 通常为深根性 ) 。 是大多数双子叶
植物根系的特征 。
?须根系,主根生长或停止,主要由不定根组成的根
系,称为须根系 (通常为浅根性) 。是大多数单
子叶植物根系的特征。
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二、根系 P86
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二、(根系及其)在 土壤中的分布 P86
?深根性,具有发达主根, 深入土层, 垂直向下
生长的根系称为深根性 。
?浅根性,主根不发达, 侧根或不定根向四周扩
展长度远远超过主根, 根系大部分分布在土壤
表层 。
?根系在土壤中的分布范围,常远远大于地上部
分(茎、叶的面积),即根系的深度大于植株
的高度,而广度大于植株冠幅的扩展范围。
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第二节 根的结构
一、顶端分生组 织及根尖的分区
(一)顶端分生组织
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(二)根尖的分区和活动
?根尖,从根的顶端到根毛生长处的
部分 。 是根伸长生长, 分枝和吸收
活动最重要的部分 。
?根尖从顶端起,可依次分为 根冠、
分生区、生长区、根毛区(成熟区)
四个部分。 各区细胞形态结构不同,
从分生区到根毛区逐渐分化成熟,
除根冠外,各区之间并无严格的界
限。
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(二)根尖的分区和活动
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1,根冠:位于根尖最前端 。 由薄壁细胞构成的帽状结构, 外
层细胞排列疏松, 外壁有粘液, 使根尖易于在土壤颗粒间推
进并形成吸收表面, 根冠细胞的原生质内有淀粉体, 与根的
向地性生长有关 。 根冠外层细胞易受损伤, 脱落, 由分生组
织产生新细胞补充 。
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2,分生区:又称生长点, 为细胞分裂区, 位于根冠之后, 长约
1-2mm,细胞分裂旺盛, 是观察细胞有丝分裂的理想区域 。
?大部分由根冠包围,由顶端分生组织构成,是产生新细胞的主
要部位,故又称为生长点。
?根的全部组织均由这部分细胞分裂、生长、分化而来。它由以
下两部分组成:
( 1) 原分生组织,位于分生区 最前端 。,由原始细胞构成,原
始细胞分裂有分层特性,在原分生组织后方形成原形成层、基本
分生组织、原表皮三种初生分生组织,前部形成根冠,进一步分
化为初生成熟组织和根冠。
( 2) 初生分生组织,分化为原表皮、原形成层、基本分生组织
三部分组成。
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3,伸长区
为过渡区域,是由分生区分裂的细胞初步分化而来。 细胞停止分
裂,显著伸长,液泡化程度增强,体积增大并开始分化( 在其上
方的内部已分化出 筛管和环纹导管)。伸长区细胞迅速伸长是根
尖深入土层的主要推动力。
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4,成熟区 ( 根毛区 )
细胞已分化成熟, 根毛区表皮上
有根毛, 对吸收水分和无机盐有着
重要作用 。
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4,成熟区 ( 根毛区 )
细胞已分化成熟, 根毛区表皮上有根毛, 对吸收水分和无机盐
有着重要作用 。
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根毛 是表皮细胞外侧壁向外突出形成的管状结构,核
在末端,细胞质分布于周围及末端,有中央大液泡。
具吸收作用。
根毛长到一定位
置便死亡,故根
毛区一直在移动,
有利吸收养分。
根毛的生长和更
新对吸收水、肥
非常重要,作物
移栽根系损伤后
影响返青、活棵,
生产上采用塑盘
育秧、小苗带土
移栽等方法。
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根尖立体模式图 P93 图 4-7
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二, 根的初生结构 ( 和初生生长 ) P93
?初生生长,由初生分生组织细胞经分裂、生长、分
化形成初生结构的过程。
由根尖的顶端分生组织经分裂、生长、分化的过程,称为
初生生长。
?初生结构,由初生分生组织细胞分裂产生的细胞经
生长、分化形成的结构。
经初生生长过程所产生的初生组织,叫根的初生结构。根
的初生结构可用根毛区的横切面来说明,由外至内可划分
为表皮、皮层、中柱三大部分。
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( 一)双子叶植物根的初生结构
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( 一)双子叶植物根的初生结构
1.表皮
2.皮层
⑴外皮层
⑵皮层薄壁细胞
⑶内皮层(凯氏带)
3.维管柱
(中柱)
⑴中柱鞘:
⑵初生木质部 (外始式)
⑶初生韧皮部 (外始式)
⑷薄壁细胞
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1,表皮,根最外面的一层细胞, 由原表皮发育而成, 细胞呈长方
体 ( 砖 ) 形, 排列紧密, 外切向壁具角质膜 ( 很薄 ), 无气孔, 有
些细胞特化为根毛, 其吸收作用远大于保护作用 。
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2,皮层:来源于基本分生组织 。 由外向内分为几层:
⑴ 外皮层:由紧贴表皮的数层较小, 排列紧密的细胞组成, 并
不明显区别于皮层薄壁细胞 。 ⑵ 皮层薄壁细胞; ⑶ 内皮层,
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皮层薄壁细胞:细胞大型,排列疏松,细胞间隙大,
细胞圆球形,常有贮藏物质(以淀粉居多)。
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内皮层, 最内方一层皮层细胞,细胞小,排列整齐,径向壁和
横向壁常木质化和栓质化加厚成 凯氏带 (横切面上,凯氏带在
相邻细胞的径向壁上呈点状,称 凯氏点 )。凯氏带连到质膜,
使土壤溶质由皮层进入中柱要全部通过内皮层的选择透性的细
胞质膜,因而可以阻止一些物质继续进入维管柱。
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3, 维管柱
( 中柱 )
来源于原形成
层, 位于皮层以
内的中轴部分,
由 中柱鞘 和 维管
组织 组成, 维管
组织又可分为 初
生木质部, 初生
韧皮部, 薄壁细
胞 等部分 。
⑴ 中柱鞘:薄壁细胞, 具潜在分裂能力 。 维管形成层 ( 部分 ), 木栓形成层,
侧根等的发生及不定芽, 乳汁管等的形成与之有关 。
⑵ 初生木质部:呈星芒状 。 外围原生木质部;中央部分后生木质部 。 这种初生
木质部分子由外向内依次分化成熟的发育方式称 外始式 。 髓, 脊, 原型 。
⑶ 初生韧皮部:外始式, 原生韧皮部在外, 后生韧皮部在内 。
⑷ 薄壁细胞:初生木质部和初生韧皮部之间, 将来成为形成层的部分 。
后生木质部
原生木质部
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?( 1) 中柱鞘,
位于中柱外围
与内皮层相毗
邻, 常由一至
几层连续的薄
壁细胞构成 。
部分维管形成
层, 木栓形成
层, 侧根, 不
定芽, 乳汁管
等都是起源于
中柱鞘 。
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辐射状分布的维管束
?( 2) 初生木质部,位于根的中央, 由导管, 管胞
等组成, 呈辐射状, 起输导水分和矿质营养作用 。
靠外方具有辐射角, 近中柱鞘部分为原生木质部,
较早分化成熟, 内方分为后生木质部, 较迟分化成
熟, 故其成熟方式是 外始式 。
?( 3)初生韧皮部,与原生木质部相间排列。由筛
管、伴胞等组成,有输导同化有机产物的功能。初
生韧皮部的成熟方式也是 外始式 。
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( 4)薄壁组织:
?初生韧皮
部与初生
木质部之
间常有几
排薄壁细
胞。当进
行初生生
长时,其
中的一层
细胞形成
维管形成
层的一部
分。
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( 二)单子叶植物根的初生结构
单子叶植物是须
根系, 由不定
根组成, 无次
生生长, 只有
初生生长, 不
增粗 。
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(三)单子叶植物根初生结构
?1、表皮
? 外皮层 — 厚壁
?2、皮层 皮层薄壁细胞
? 内皮层 — 马蹄形增厚
? 中柱鞘
?3、中柱 初生韧皮部
? 初生木质部 — 多原型
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1,表皮,根毛区有根毛, 根毛区以上表皮脱落, 由外皮层 ( 厚壁
细胞 ) 代替其起保护作用 。
2,皮层,外皮层明显, 有一至数层厚壁细胞组成 。 皮层薄壁细胞
大型, 疏松, 间隙大, 小麦中, 细胞方形, 辐射状成行排列;水稻
中老根形成气腔, 适应于湿生生长 。
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内皮层:
五面增厚的细
胞,横向壁、
径向壁、内切
向壁全面增厚,
横切面上呈马
蹄形;
通道细胞,薄
壁,夹于五面
增厚的细胞间,
与导管正对。
皮层薄壁细胞
通道细胞
内皮层
中柱鞘
初生韧皮部初生木质部
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3,维管柱,
中柱鞘,侧根发生处 。 老根中细胞壁增厚 。
初生木质部,多原型, 但每束导管数较少 。
初生韧皮部,每束筛管, 伴胞数量不多, 但束数多 。
髓,幼根由薄壁细胞, 老根由厚壁细胞组成, 位于中央 。
薄壁细胞,位于初生木质部和初生韧皮部之间为薄壁细胞。
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三、根的次生结构(和次生生长) P99
次生生长,由于侧生分生组织的活动, 不断地产生次
生的维管组织, 使根, 茎增粗的生长过程 。
次生结构,主要由次生成熟组织所组成的结构 。
一般裸子植物和木本的双子叶植物有次生生长,
而单子叶植物和一年生的草本双子叶植物无次生生
长 。
侧生分生组织有两类,维管形成层和木栓形成层 。
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(一)维管形成层的产生和活动 P100
初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞
初生木质部脊正对的中柱鞘细胞
维管形成层片段
维管形成层片段
维管形成层环(波浪状 → 圆环)
次生木质部
次生韧皮部
维管形成层环
平周分裂 外
垂周分裂
平周分裂 内
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维管形成层除了
产生次生韧皮部
和次生木质部外,
在正对初生木质
部辐射角处,由
中柱鞘发生的形
成层段也分裂出
呈径向排列的薄
壁细胞 —— 射线,
起横向运输的作
用。
韧皮射线
木射线
形成层
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(二)木栓形成层的产生和活动 P103
中柱鞘细胞 木栓形成层
木栓层
栓内层
木栓形成层 周皮
平周分裂 外
平周分裂 内
垂周分裂
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(三)根的次生结构
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木栓层
木栓形成层
栓内层
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维管形成层
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次生韧皮部
韧皮纤维
筛管伴胞
射线
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双子叶植物根的发育过程表解
? 分生区 伸长区 成熟区 ( 初生结构 ) 次生结构
? 原表皮 表皮 脱落
? 顶 顶 初 外皮层 木栓层
? 基本分 皮层 皮层薄壁组织 木栓形成层 木栓形成层
? 生组织 内皮层 栓内层
? 端 生 中柱鞘
? 细 分 分 初生韧皮部 次生韧皮部
? 胞 生 生 薄壁组织 维管形成层 维管形成层
? 补 组 组 原形成层 中柱 ( 活动多年 )
? 充 ` 织 织 (维管柱 )
? 根 初生木质部 保留 次生木质部
? 冠 髓 (少有 ) 初生木质部
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双子叶植物根的发育过程表解
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水稻幼根与老根
(三)单子叶植物根次生结构
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水稻根-中柱
幼根 老根
53
小麦老根
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小麦老根-表皮与外皮层
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小麦老根-中柱结构
内皮层
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鸢尾根-中柱
内皮层
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四、侧根的发生 P104
( 一 ) 发生部位:
侧根起源于根毛区 中柱鞘 的一定部位, 由中柱鞘部分细胞恢
复分裂能力, 经多次分裂产生侧根原基, 侧根原基的生长
点细胞进一步分裂, 生长, 分化穿过母根的皮层, 表皮,
最后伸入土中 。 这种起源方式叫 内起源 。
二原型:初生韧皮部与初生木质部之间。
三原型、四原型:木质部脊的位置。
多原型:初生韧皮部正对处。
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(二)侧根的形成
中柱鞘细胞脱分化 ( 质浓, 液泡小 ), 进行切向
( 平周 ), 各向分裂, 形成小突起 ( 包括根冠和生
长点 ), 称侧根原基, 生长点细胞进行分裂, 生长,
分化, 侧根不断前进, 穿过皮层突破表皮, 形成侧
根 。
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60
(二)侧根的形成
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(二)侧根的形成
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侧根原基
初生木质部
内皮层
中柱鞘
初生木质部
侧 根 的 发 生 和 生 长
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五、根瘤和菌根 P106
( 一 ) 根瘤
根瘤:是根瘤细菌与根形成的一种共生结构, 为
地下部分的瘤状突起 。 常见于豆科植物等 。
功能:共生固氮。
64 根瘤菌形态
豆科植物根瘤




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(一)根瘤 P107
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菌根 是高等植
物的根与土
壤中的某些
真菌共生而
形成的共生体称 。
根据菌丝在根
中存在的部
位不同, 可
把菌根分为:
外生菌根,
内生菌根,
内外生菌根三种 类型 。 功能,
1、扩大了根与土壤水分、无机盐的接触面积,
加强了根的吸收能力;
2、产生生长活跃物质,刺激根系发育。
( 二 ) 菌根 P109
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第一节 根的变态 P110
?变态:有些植物的营养器官在长期发展过程中,其
形态及功能发生了变化,并成为该种植物的遗传特
性,这种现象称为器官的变态。
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一、贮藏根 P111
主要功能:贮藏大量营养物质 。
主要特征:根常肉质化。
(一)、肉质直根:萝卜、胡萝卜、甜菜、人参
(二)、块根:甘薯、木薯
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肉质直根:萝卜, 次生木质部(尤其是木薄壁细胞)比例
大,还有三生木质部和三生韧皮部。
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肉质直根:萝卜, 次生木质部(尤其是木薄壁细胞)比例
大,还有三生木质部和三生韧皮部。
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肉质直根:胡萝卜,次生韧皮部(尤其是韧皮薄壁细胞)发达
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肉质直根:甜菜,三生结构发达
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块根,甘薯
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二、气生根 P114
(一)支柱根:玉米、高梁、甘蔗、榕树等
( 二 ) 攀援根:常春藤, 络石, 凌霄等
( 三 ) 呼吸根:红树, 水龙, 水松 等
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(一)支柱根 P114
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(一)支柱根
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(一)支柱根
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(一)支柱根 P114
80
(二)攀援根 P115
81
(三)呼吸根 P115 红树
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红树呼吸根
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三、寄生根 P116 菟丝子
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(四)板状根 *