第三章第二節(jié)植物的器官系統(tǒng)

第二節(jié)植物的器官系統(tǒng)

第三章植物的營養(yǎng)器官根一、根的生理功能和經濟利用根的生理功能1、主要功能是吸收2、固著和支持3、輸導4、合成多種氨基酸、激素、植物堿等5、儲藏和繁殖根的用途食用：甘薯、蘿卜、甜菜、胡蘿卜等藥用：人參、大黃、當歸等工業(yè)原料：甜菜制糖，甘薯制淀粉和酒精觀賞：根雕、盆景露根處理根系(rootsystem):

植物根的總和。直根系(taprootsystem):有明顯的主根和側根區(qū)別的根系。須根系(fibrousrootsystem):無，由不定根組成的根系。根的形態(tài)主根(mainroot)：胚根發(fā)育形成（或稱初生根）。側根(lateralroot)：主根長到一定長度生出的許多分枝。不定根(adventitiousroot)：莖、葉、胚軸或老根上產生的根。根的形態(tài)根系在土壤中的分布深根系和淺根系：一般直根系多為深根系，而須根系多為淺根系，但植物根系在土壤中的分布深度常因下列因素的影響植物種類生長發(fā)育情況土壤條件人為影響根的結構根尖及其分區(qū)根尖：從根的頂端到著生根毛的部分，根尖是根伸長生長、分枝和吸收活動的最重要的部分。分區(qū)：根冠（rootcap）分生區(qū)（meristematiczone）伸長區(qū)（elongationzone）成熟區(qū)（maturationzone）或根毛區(qū)根的結構分生區(qū)1-2mm，由原分生組織和初生分生組織組成。初生分生組織：原表皮、基本分生組織和原形成層組成。原生分生組織：具不活動中心伸長區(qū)長幾毫米，是分生區(qū)向成熟區(qū)的一種過渡細胞顯著伸長體積增大并開始分化原生木質部的環(huán)紋導管和原生韌皮部的篩管相繼出現是根尖伸長的主要原因成熟區(qū)細胞停止生長出現各種成熟組織表皮通常有根毛產生根毛的多少與植物種類有關根毛產生過程根毛壽命很短，10-20天。但根毛區(qū)能保持一個穩(wěn)定的長度根的初生結構表皮（epidermis）皮層(cortex):

外皮層(exodermis)

內皮層(endodermis)

凱氏帶(casparianstrip)維管柱(vascularcylinder)：根的皮層以內的結構。根部橫切面顯示維管柱，或中柱，以及皮層和表皮內皮層纖維皮層

維管柱（中柱）表皮中柱鞘木質部韌皮部皮層由基本分生組織發(fā)育而來的多層薄壁組織細胞組成的。暫時儲存養(yǎng)料的作用。外皮層：最外一層或數層細胞形狀較小，排列緊密，沒有細胞間隙。內皮層：皮層的最內一層細胞排列緊密。凱氏帶：這層細胞在其的側壁（徑向壁）和橫向壁上有部分加厚，并且栓質化，這種圍繞細胞一周的特殊結構稱為凱氏帶。皮層凱氏帶電鏡下內皮層徑向壁凱氏帶結構

A.正常細胞的凱氏帶區(qū)B.質壁分離細胞的凱氏帶區(qū)

1.細胞質2.胞間層3.細胞壁4.質膜5.凱氏帶

凱氏帶凱氏帶的作用：

阻斷了皮層與中柱間的細胞間隙、細胞壁等質外體運輸途徑，進入中柱的溶質只能通過原生質體；

使根的吸收有選擇性；

可控制根對物質的轉移作用。維管柱(中柱)根的皮層以內的結構，分為四部分：中柱鞘：具潛在分裂能力，可形成側根、不定根、不定芽及部分維管形成層和木栓形成層。初生木質部初生韌皮部薄壁細胞：具潛在分裂能力維管柱(中柱)初生木質部輻射狀排列，輻射角先端先成熟原生木質部，環(huán)紋、螺紋導管后生木質部，導管直徑較大，外始式發(fā)育原型：二、三、四、五、六原型，七束以上稱多原型。同種植物不同品種或同一植株的不同根上，原型會發(fā)生變化。初生韌皮部外始式發(fā)育與木質部相間排列由篩管、伴胞、韌皮薄壁細胞組成側根的發(fā)生起源于中柱鞘的一定部位，內皮層可不同程度的參與側根的形成。內起源根原始體的形成：位置與原型有關，二原型初韌和初木之間，或正對初韌；三四原型，正對初木；多原型，正對初韌主根受損或切斷可促進側根的產生和生長側根的發(fā)生側根的發(fā)生側根的發(fā)生根的次生結構大多數雙子葉植物，特別是多年生木本植物的根，在完成初生生長后，由于次生分生組織(維管形成層和木栓形成層)的產生和活動，不斷產生次生維管組織和周皮，使根的直徑增粗，這種生長過程成為次生生長。

在次生生長過程中產生的次生維管組織和次生保護組織共同組成的結構稱為次生結構。根的次生生長根的次生生長是由根的側生分生組織——維管形成層和木栓形成層活動的結果。（1）維管形成層（vascularcambium）的產生與活動 來源：中柱鞘細胞、薄壁細胞

結構：次生木質部（secondaryxylem）

次生韌皮部（secondaryphloem）

根的次生生長根的次生生長根的次生結構

木栓形成層的產生與活動：來源：中柱鞘細胞（早期）、次生韌皮部細胞（后期）

產生：周皮(periderm)

木栓層（phellem）：木栓形成層向外分裂的細胞，成熟后死亡。木栓形成層（corkcambium）栓內層（phelloderm）：木栓形成層向內分裂的細胞，活細胞。根的次生生長木栓形成層及其相關結構:

A.葡萄根中的木栓形成層由中柱鞘發(fā)生

B.橡膠樹根中的木栓形成層活動產生周皮

根的次生結構次生木質部：導管、管胞、木纖維、木薄壁細胞次生韌皮部：篩管、伴胞、韌皮纖維、韌皮薄壁細胞維管形成層：

維管射線周皮根的次生結構棉花老根的次生結構

雙子葉植物根的發(fā)育過程禾本科植物根結構禾本科植物根的結構也可分為表皮、皮層和中柱3各部分。但不產生維管形成層和木栓形成層，不能進行次生生長。禾本科植物根結構根瘤和菌根共生：兩種生物生活在一起相互利用的關系稱為共生。根中常見共生現象有根瘤和菌根。（一）根瘤

為豆科植物和土壤中的根瘤菌形成的共生體。根瘤的形狀、大小、顏色因植物種類而不同。根瘤菌的侵入途徑除豆科植物外，自然界還有100多種植物能形成根瘤，但不是根瘤菌而是放線菌，除豆科植物外根瘤菌只能與榆科的Parasponia屬共生結瘤。就是豆科植物也不是都能結瘤的。A.具根瘤的蠶豆根部;B.具根瘤菌的一個細胞;C.根瘤菌;D.根瘤菌由根毛進入根內;E.由根瘤菌引起的大型細胞;F.蠶豆根和根瘤橫切面。1.根瘤;2.根瘤菌;3.正常細胞;4.大型細胞;5.根;6.有根瘤菌的部分;7.維管束菌根為植物根和土壤中的真菌形成的共生體。外生菌根內生菌根內外生菌根共生真菌能加強根的吸收能力，把菌絲吸收水分和無機鹽等供給綠色植物使用，同時還能產生植物激素和維生素B等刺激根系發(fā)育，分泌水解酶類促進根周圍有機物質的分解。高等植物把有機養(yǎng)料提供給真菌。菌根根的變態(tài)根在長期發(fā)展過程中，為了行使特殊的功能，其形態(tài)結構發(fā)生了顯著的變異，這種變異非病理的或偶發(fā)的，而是該物種的正常遺傳特性，這種現象稱為變態(tài)，該器官稱為變態(tài)器官。（一）貯藏根肉質直根：蘿卜、胡蘿卜、甜菜塊根：甘薯貯藏根貯藏根氣生根支柱根：玉米、榕樹攀援根：常春藤、絡石、凌霄呼吸根：水松、紅樹寄生根：也稱吸器，如菟絲子氣生根莖一、莖的基本形態(tài)（一）莖的外形

一般圓柱形，但有些植物會呈三角形（莎草）、方形（蠶豆，薄荷）、扁平柱狀（曇花、仙人掌）節(jié)：莖上著生葉的部位節(jié)間：兩節(jié)之間的部分（一）莖的外形根和莖在外形上的區(qū)別：

莖：有節(jié)和節(jié)間，節(jié)上生葉，葉腋有腋芽

頂端有頂芽。而根無上述結構。枝或枝條：著生葉和芽的莖。莖就是枝上除去葉和芽所留下的軸狀部分。長枝：節(jié)間顯著伸長的枝條短枝：節(jié)間短縮，各個節(jié)間緊密相連甚至難于分辨的這種枝條。（一）莖的外形節(jié)部膨大（禾本科、蓼科）；節(jié)部縮小節(jié)間膨大（藕）葉痕：維管束痕：芽鱗痕：枝痕：皮孔：莖的形態(tài)芽的類型及構造芽：是幼態(tài)未伸展的枝、花或花序。芽的構造：以葉芽為例生長錐；葉原基；幼葉；腋芽原基；此外還有芽鱗片?；ㄑ浚荷L錐的周圍產生花各組成部分的原始體或花序的原始體。芽的基本結構莖尖（生長點）葉原基→幼葉腋芽原基（側枝原基或枝原基）

→枝條芽軸芽芽的類型按生長位置分：定芽：

頂芽：生于莖或枝頂端

側芽：（或腋芽）

（生于葉腋）單生芽：只有一個腋芽并生芽：腋芽并列，如桃，2－3

個芽并生疊生芽：腋芽疊生，如，忍冬、桂花

2－3個芽疊生。柄下芽：腋芽為葉柄基部所覆蓋，如

懸鈴木。不定芽：生于老根、老莖、葉等處芽的類型按性質分：葉芽（枝芽）：發(fā)育形成營養(yǎng)枝的芽?；ㄑ浚喊l(fā)育形成花或花序的芽，外形較肥

大?；旌涎浚盒纬芍Α⑷~和花（花序），外形

較肥大。芽的類型及構造芽的類型依結構分鱗芽（被芽）：具芽鱗保護，多數溫帶木

本植物所具有。裸芽：沒有芽鱗保護，為草本植物和熱帶

潮濕環(huán)境下木本植物所具有。芽的類型依生理活動狀態(tài)分活動芽：當年生長季節(jié)萌發(fā)的芽。休眠芽：當年生長季節(jié)不活動，暫時處于

休眠狀態(tài)的芽。

活動芽和休眠芽受內外因素的影響，也可發(fā)生轉變。莖的生長習性莖的分枝單軸分枝：也叫總狀分枝，主干總是由頂芽不斷向上伸展而成，主干極明顯。多數裸子植物和部分被子植物屬此類。合軸分枝：絕大多數被子植物屬此類。假二叉枝：具對生葉的植物。如丁香。莖的分枝雙子葉植物莖的結構初生結構：分為表皮、皮層和維管柱三部分。莖的初生結構雙子葉植物莖的結構（1）表皮：生活細胞；初生保護組織；來源于原表皮；排列緊密無胞間隙；上有各種表皮毛和氣孔器，外切向壁具角質膜，有時具蠟質；表皮細胞有時含花青素呈紫色，如甘蔗。表皮

向日葵幼莖橫切局部——示表皮毛皮層薄壁組織構成，常有成束或成片的厚角組織，或還有纖維共存。內皮層不明顯，常無凱氏帶加厚（地下莖和水生植物莖除外）。有的植物皮層最內層形成淀粉鞘，如蠶豆。皮層

向日葵幼莖橫切局部-皮層厚角組織維管柱維管束：呈環(huán)狀排列，多為外韌維管束；

由三部分組成，即初生韌皮部，

（向心發(fā)育，為外始式）、束中

形成層（原形成層保留下來的

一層分生組織細胞）、初生木

質部（離心發(fā)育，為內始式）髓：位于莖的中心，由薄壁細胞組成，有

的破裂成髓腔。髓射線：由髓通向皮層的薄壁細胞，屬初生射線維管束雙子葉植物莖維管束的結構髓和髓射線莖的次生結構維管形成層的來源初生木質部與初生韌皮部之間保留的一層具分裂能力的細胞發(fā)育為束中形成層，它構成了形成層的主要部分。在與束中形成層相接的髓射線中的一層細胞，恢復分裂能力，發(fā)育為形成層的另一部分，因其位居維管束之間，故稱為束間形成層。束中形成層和束間形成層相互銜接后，形成完整的形成層環(huán)。維管形成層的來源棉花幼莖橫切——示束中形成層和束間形成層維管形成層細胞類型紡綞狀原始細胞：切向面寬、徑向面窄、兩端尖斜的紡綞形，沿莖的長軸平行排列，組成縱向系統(tǒng)。射線原始細胞：近于等徑，分散于紡綞狀原始細胞之間，與莖的長軸垂直排列，組成橫向系統(tǒng)。A紡錘狀原始細胞圖解B射線原始細胞圖解C刺槐莖橫切面的一部分

D刺槐莖徑切面的一部分E.刺槐莖徑切面的一部分

1.平周分裂2.徑向面3.弦向面4.射線5.韌皮部6.形成層7.木質部8.纖維9.篩管10.導管11.含晶細胞12.射線原始細胞維管形成層細胞類型維管形成層的活動莖的次生木質部年輪：維管形成層在一個生長季中產生的次生木質部構成一個生長輪，如有明顯季節(jié)變化的地區(qū)，一年中只有一個生長輪，就稱為年輪。早材：春天形成的木材，又稱春材。早材質地疏松，顏色較淺。晚材：夏末秋初形成的木材，又稱秋材。晚材質密、色深。同一年的早材和晚材構成一個年輪。年輪的寬度反映外界氣候的變化。莖的次生木質部邊材：次生木質部的邊緣部分，顏色較淺，含生活細胞并有貯藏功能，導管、管胞具輸導功能。心材：邊材以內，為次生木質部的中心部分，顏色深，薄壁細胞已死亡，失去了貯藏功能，而導管由于侵填體的形成失去了輸導功能。每年邊材不斷死亡形成心材，外方不斷增加新的邊材。因此心材逐步增加，邊材保持一定的厚度。少數植物心材被菌類侵入而腐蝕，形成中空樹干。周皮韌皮部心材邊材維管形成層莖的次生木質部木材三切面橫切面：年輪呈同心圓環(huán)狀排列，射線從中心向外射出，為縱面觀，顯示其長度和寬度，導管、管胞、木纖維、木薄壁細胞為橫切面。徑向切面：年輪呈縱向平行排列，射線與主軸垂直，細胞橫向排成多列，如一段磚墻，顯示其高度和長度。切向切面：年輪呈V字形，射線為橫切面，為紡綞狀，顯示其高度、寬度和細胞列數。木材三切面次生韌皮部由維管形成層向外產生的細胞生長分化之后形成，數量無次生木質部多。細胞組成：篩管、伴胞、韌皮薄壁細胞和韌皮纖維組成。木栓形成層的發(fā)生及活動外圍的表皮或皮層細胞恢復分裂增生能力形成木栓形成層，產生新的保護組織-周皮。木栓形成層的起源：可起源于表皮（柳、蘋果、夾竹桃），多數起源于皮層（桃、白楊、榆）。當莖繼續(xù)加粗時在莖的內部又產生新的木栓形成層，依次向內形成，最后則在次生韌皮部內產生。木栓形成層的發(fā)生及活動1.表皮2.木栓形成層的分裂3.擠碎的表皮4.木栓層5.木栓形成層6.栓內層梨(A，B)和梅(C，D)木栓形成層的發(fā)生與活動產物周皮禾本科植物莖結構特點維管束內無形成層，故無次生結構產生。維管束成二環(huán)排列或散生，無皮層和維管柱的界線。表皮細胞常硅質化。有的還覆蓋蠟質，如甘蔗、高粱等。表皮長細胞：構成表皮的主要成分，外壁角化及硅化。短細胞：分為栓細胞和硅細胞，兩者成對分布于長細胞間，并成縱行排列。氣孔器：保衛(wèi)細胞亞鈴型，并具一對副衛(wèi)細胞。基本組織表皮以內，維管束之間的所有區(qū)域。主要由薄壁細胞組成與表皮毗連的幾層常為厚壁細胞水稻、小麥等形成髓腔；玉米、甘蔗為實心。外層薄壁組織常含葉綠體。維管束散生于基本組織中的：如玉米、甘蔗、高梁，為實心莖。排成兩輪，如水稻、小麥等，為空心莖。地上莖的變態(tài)莖刺(stemthorn)：由莖轉變而成的刺，稱為莖刺或枝刺，如山楂、酸橙的單刺，皂莢的分枝刺。A.莖刺B.皮刺1.維管束地上莖的變態(tài)莖卷須(stemtendril)：許多攀緣植物的莖細長，不能直立，其側枝變成卷須，稱為莖卷須或枝卷須。地上莖的變態(tài)葉狀莖(phylloid)：莖轉變成葉狀，扁平，呈綠色，能進行光合作用，稱為葉狀莖或葉狀枝。地下莖的變態(tài)根狀莖：像根，但有頂芽和明顯的節(jié)和節(jié)

間，節(jié)上有退化的鱗片狀葉，葉

腋有腋芽。如竹類、蓮、蘆葦等

根狀莖。塊莖：如馬鈴薯，由地下葡葡枝頂端膨大

而來。球莖：如荸薺、慈姑、芋等，是短而肥大

的地下莖。鱗莖：如洋蔥、百合、大蒜等，是許多肥厚的

鱗片葉包圍扁平或圓盤狀的地下莖。莖的結構葉的組成葉序葉尖和葉基形狀葉片邊緣單葉與復葉葉脈類型葉的結構雙子葉植物的葉片有表皮、葉肉和葉脈3部分組成。葉片的結構表皮表皮是葉的保護組織，它由表皮細胞、氣孔器、排水器、表皮毛等組成。表皮細胞形狀不規(guī)則的扁平細胞，側壁凹凸不齊，彼此緊密嵌合的活細胞。

表皮中有許多分散在表皮細胞間的氣孔器。氣孔A.雙子葉植物氣孔器B.單子葉植物氣孔器葉肉是葉片進行光