南醫(yī)大藥用植物學課件03植物的器官-1根

第三章植物的器官器官(organ)：具有一定的外部形態(tài)和內(nèi)部結構，由多種組織構成的，并執(zhí)行一定生理機能的植物體的組成部分。并不是每一種植物都有器官，只有較高等的植物才有器官，器官的形成是植物體分工的最高表現(xiàn)。被子植物一般可分為根、莖、葉、花、果實和種子六個部分，這些部分是被子植物的六種器官。

被子植物的器官依據(jù)它們的生理功能可分為兩大類：營養(yǎng)器官(vegetativeorgans)：包括根、莖和葉，它們共同起著吸收、制造和供給植物體所需要營養(yǎng)物質的作用，使植物體得以生長、發(fā)育。繁殖器官(reproductiveorgans)：包括花、果實和種子，它們主要起著繁殖后代延續(xù)種族的作用。第一節(jié)根（Root）

通常是指植物體生長在土壤中的營養(yǎng)器官，是植物在長期進化過程中適應陸地生活的產(chǎn)物。特點：具向地性、向濕性和背光性。功能：吸收、輸導、固著、支持、貯藏及繁殖等功能。重要的中藥材：人參、黨參、三七、黃芪、百部、甘草等。

大豆根瘤人參植株及藥材黨參植株及藥材三七植株及藥材黃芪植株、藥材及飲片一、根的形態(tài)

特點：通常圓柱形，越向下越細；并向四周分枝，形成復雜的根系。無節(jié)和節(jié)間之分，一般不生芽、葉和花；細胞中不含葉綠體。

二、根的類型

（一）主根和側根從根的等級來分：主根：由種子的胚根直接發(fā)育來的，不斷向下生長。側根：主根生長到一定長度時生長出來的分枝。纖維根：在側根上形成的小分枝。

（二）定根和不定根

從根的來源分：定根：直接或間接由種子的胚根發(fā)育來的，有固定的生長部位，包括主根、側根和纖維根。不定根：常發(fā)生在莖、葉或其他部位，不是直接或間接由胚根發(fā)育而成，無一定的發(fā)生部位。應用：栽培上常利用此特性進行插條繁殖。

（三）根系的類型：

根系：一株植物地下部分所有的根的總和。按形態(tài)分：直根系：主根發(fā)達，主根和側根的界限非常明顯。須根系：主根不發(fā)達，或早期死亡，而從莖的基部節(jié)上生長出許多大小、長短相仿的不定根，簇生呈胡須狀，沒有主次之分。三、根的變態(tài)

有些植物的根因長期受生活環(huán)境的影響，形態(tài)和結構均產(chǎn)生了不同的變化，稱為變態(tài)。這種變態(tài)可以穩(wěn)定地遺傳下去。

常見的變態(tài)根有下列幾種：1.貯藏根：根的一部分或全部形成肉質肥大，其內(nèi)貯藏營養(yǎng)物質。（1）肉質直根：由主根發(fā)育肥大形成的，常具根頭，呈圓錐形、圓柱形或圓球形。（2）塊根：由側根或不定根肥大形成的，不具根頭，多塊狀或紡錘狀。

何首烏及其塊根玉米的支持根玉米植株支持根：近地面的莖節(jié)上產(chǎn)生的不定根，起支持莖干作用。氣生根：懸垂在空氣中的不定根。高山榕（支柱根）池杉的呼吸根薜荔攀援根（附著根）：藤本植物的不定根，起攀附它物的作用。5．水生根：水生植物飄浮在水中的根。6．寄生根：寄生植物的、侵入寄生體內(nèi)吸取養(yǎng)料的根。四、根的組織構造

（一）根尖的構造

根的最先端到生有根毛的部分稱根尖。大約長4~6mm，是根的生命活動最活躍的部分。根的伸長、對水分和養(yǎng)料的吸收，以及一切成熟組織的分化都在此進行。根尖可分為根冠、分生區(qū)、伸長區(qū)和成熟區(qū)四部分。

1．根冠：是根尖最頂端的部分，像帽子一樣包被在分生區(qū)的外面，由多層薄壁細胞組成，對分生區(qū)有保護作用，其外部細胞可分泌粘液，利于根尖在土壤中的伸展。2．分生區(qū)（生長錐）：位于根冠的上方，呈圓錐狀，長約1mm左右，為頂端分生組織所在部位，是細胞分裂最旺盛的部分，是根內(nèi)各組織的發(fā)源地。

3．伸長區(qū)：位于生長錐的上方，到出現(xiàn)根毛的地方，該區(qū)的細胞生長迅速，主要沿根的長軸方向延伸，可使根不斷伸長，同時細胞開始分化。4．成熟區(qū)（根毛區(qū)）：位于伸長區(qū)的上方，細胞已有明顯的分化，并形成了各種初生組織。本區(qū)的最大特點是表皮上形成根毛，增加了根的吸收面積，是吸收水分的主要部位。

介紹幾個概念：

平周分裂（切向分裂）：垂周分裂（徑向分裂）：橫向分裂：

根尖的發(fā)展：原分生組織初生分生組織原表皮層根的表皮基本分生組織皮層、髓原形成層維管柱初生組織：由初生分生組織分化形成的組織。初生構造：由初生組織所形成的構造。使根延長的生長稱初生生長，使根增粗的生長稱次生生長。（二）根的初生構造

通過根毛區(qū)作一橫切面，從外到內(nèi)可分為表皮、皮層和維管柱三部分。1．表皮(epidermis)

位于根的最外圍，由一層生活細胞組成。細胞排列整齊、緊密、無細胞間隙壁薄、不角質化，無氣孔。一部分細胞外壁突出，形成根毛。

2．皮層(cortex)位于表皮內(nèi)方，由多層薄壁細胞組成，細胞排列疏松，有明顯細胞間隙，占有根相當大的部分。通?？煞譃橥馄印⑵颖”诮M織和內(nèi)皮層。

（1）外皮層：一層細胞，排列整齊、緊密；（2）皮層薄壁組織：外皮層內(nèi)方的多層細胞，cw薄，排列疏松，有細胞間隙。（3）內(nèi)皮層：皮層最內(nèi)一層，細胞排列緊密，整齊、無間隙。

內(nèi)皮層的cw增厚情況特殊：

①凱氏帶（點）：徑向壁（側壁）和上下壁（橫壁）局部增厚（木質化或木栓化），增厚部分呈帶狀；②五面增厚：徑向壁、上下壁以及內(nèi)切向壁（內(nèi)壁）顯著增厚，橫切面呈馬蹄形；③全面增厚：全部木栓化增厚。后兩種情況有通道細胞。

3．維管柱(vascularcylinder)

根的內(nèi)皮層以內(nèi)的所有組織構造。（1）中柱鞘(pericycle)（維管柱鞘）：內(nèi)皮層以內(nèi)，為維管柱最外方的組織。通常由一層薄壁細胞組成，排列整齊。分化程度較低，具潛在的分生能力。

（2）初生木質部(primaryxylem)和初生韌皮部(primaryphloem)：是根的輸導系統(tǒng)，在根的最內(nèi)方。根的初生構造中的木質部和韌皮部，因是由原形成層直接分化形成，故稱為初生木質部和初生韌皮部。

①初生木質部：組成：被子植物：導管、管胞、木纖維、木薄壁細胞

裸子植物：只有管胞排列：初生木質部在維管柱的中央位置，呈星角狀和初生韌皮部相間排列成輻射維管束，是根初生構造的一個特點。每條輻射木質部叫輻射棱，它的數(shù)目多少因植物而異。發(fā)育方式：由外向內(nèi)逐漸成熟，叫外始式。（根發(fā)育上的一個特點）先分化的木質部：原生木質部（外）后分化的木質部：后生木質部（內(nèi)）②初生韌皮部

組成：被子植物：篩管、伴胞，韌皮纖維、韌皮薄壁細胞裸子植物：篩胞排列：與初生木質部相間排列發(fā)育方式：外始式：原生韌皮部在外，后生韌皮部在內(nèi)。在初生木質部和初生韌皮部之間為一至多層薄壁細胞。一般雙子葉植物的根，初生木質部往往一直分化到維管柱的中心，因此，一般根不具髓部。單子葉植物的根，初生木質部一般不分化到中心，因而有發(fā)達的髓部。

髓：莖和少數(shù)植物的根中由薄壁組織構成的中心部分。

（三）側根的形成

起源：中柱鞘的一定部位。形成：部分中柱鞘細胞反分化層次增加，向外突起側根原基生長錐，根冠突破表皮，形成側根。側根的木質部和韌皮部與母根的木質部和韌皮部直接相連，因而形成一個連續(xù)的系統(tǒng)。側根常發(fā)生在母根根尖的成熟區(qū)，而且位置常有一定。（四）根的次生構造

絕大多數(shù)蕨類植物和單子葉植物的根，在整個生活期中，一直保存著初生構造。而一般雙子葉植物和裸子植物的根，可以次生增粗，形成次生構造。次生構造是由次生分生組織（形成層和木栓形成層）細胞的分裂、分化產(chǎn)生的。1.形成層的產(chǎn)生及其活動

產(chǎn)生：當根進行次生生長時，在初生木質部和初生韌皮部之間凹陷部分的薄壁細胞恢復分裂功能，形成形成層，并逐漸向中柱鞘部位發(fā)展，使相連接的中柱鞘細胞開始分化成為形成層的一部分，從而形成一個凹凸相間的形成層環(huán)。

形成層的活動：

向內(nèi)產(chǎn)生新的木質部（次木）：添加在初木的外方：導管、管胞、木薄壁細胞、木纖維向外產(chǎn)生新的韌皮部（次韌）：添加在初韌的內(nèi)方：篩管、伴胞、韌皮薄壁細胞，韌皮纖維一定部位，產(chǎn)生一些薄壁細胞，徑向排列，呈輻射狀，貫穿在次生維管組織中，稱次生維管射線，包括木射線和韌皮射線。形成層平周分裂，中間始終保持著一層形成層細胞。形成層活動時，各處分裂的速度不一樣，凹進去的地方快，產(chǎn)生量多，兩邊慢，不久就變成一個圓環(huán)狀，這時各處速度基本一樣，保持圓狀。這時木質部和韌皮部已由初生構造的相間排列轉變?yōu)閮?nèi)外排列。

2.木栓形成層的產(chǎn)生及其活動

由于形成層的活動，根不斷加粗，外方的表皮及部分皮層因不能相應加粗而遭到破壞。在此之前，中柱鞘細胞恢復分裂機能形成木栓形成層。

活動：向外分化成木栓，中間始終保持一層木栓形成層，向內(nèi)有數(shù)層栓內(nèi)層細胞，整個叫周皮。由于木栓細胞栓質化，不透水、不透氣，因此，當它形成后，代替表皮起保護作用。木栓形成層的活動有一定的期限，終止活動后，由于內(nèi)方的薄壁細胞恢復分生能力，產(chǎn)生新的木栓形成層，形成新的周皮。根皮：植物學上——周皮

藥材上——形成層以外（周皮、次韌、形成層）單子葉植物的根沒有形成層，不能加粗，沒有木栓形成層，不能形成周皮，因此整個生活過程中一直保持著初生構造。

根被：表皮分裂成多層細胞，細胞壁木栓化，形成根被，起保護作用。

綜上所述，根的次生構造與初生構造比較，有如下幾個特點：最外方為周皮。皮層及中柱鞘一般已不存在。維管束為無限外韌型。在次生維管組織中具維管射線。

（五）根的