植物与植物生理学教案-----ja2.doc

植物的营养器官教学教案
根和根系的类型
 根系:一株植物全部根的总称。
(一)主根,侧根和不定根
由胚根细胞的分裂和伸长所形成的向下垂直生长的根,是植物体上最早出现的根,称为主根(main root),有时也称直根(tap root)或初生根(primary root)。大多数裸子植物和双子叶植物的主根继续生长,明显而发达。主根生长达到一定长度,在一定部位上侧向地从内部生出许多支根,称为侧根(lateral root)。
(二)直根系和须根系
根系有两种基本类型,即直根系(tap root system)和须根系(fibrous root system)。有明显的主根和侧根区别的根系称为直根系,如松,柏,等。无明显的主根和侧根区别的根系或根系全部,由不定根和它的分枝组成的,粗细相近,无主次之分,而呈须状的根系,称为须根系。
根系在土壤中伸展的范围及根量的多少,与植物种类和外界环境,如土壤的结构、通气程度以及水分状况等有关。一般直根系伸入土壤的深度,大于须根系。大多数木本植物的主根深达10-20米,某些生长在干旱沙漠地区的植物,如骆驼刺的根系可伸入土层达20米左右。禾本科植物的须根系入土较浅,一般仅20-30厘米。木本植物根系在土壤中的伸延范围,直径可达10-18米,常超过树冠的好几倍;草本植物如南瓜为6-8米;禾谷类植物仅40-60厘米。
图 1-1
图 1-2
图 1-3
图 1-4
根的发育——顶端分生组织

种子萌发后,胚根顶端分生组织中的细胞经过分裂,分化,形成了主根。主根生长时,顶端分生组织具有一定的组成,但这个组成,在不同的类群的植物是不同的。
种子植物中,根的顶端分生组织,在结构上有两种主要类型:第一种类型是成熟根中的各区,如维管柱(vascular cylinder),皮层(cortex)和根冠(root cap),都可追溯到顶端分生组织中的各自独立的三个细胞,也就是说,维管柱,皮层和根冠都有各自的原始细胞(initial),而表皮(epidermis)却是从皮层的最外层分化出来的:第二种类型,是所有各区,或者至少是同的起源,都是集中在一群原始细胞中,和第一种类型具三个原始细胞不同,它们是具有共同的原始细胞,这种类型在系统发育中较为原始。
图 2-1
图 2-2
图 2-3
图 2-4
根的发育——根尖的结构和发展
根尖是指根的顶端到着生根毛部分的这一段。根尖是根中生命活动最旺盛、最重要的部分。
根尖是水分和养料吸收的主要场所。
(1).根冠(见图2-1,2-2) 根冠位于根的先端,是根特有的一种组织,一般成圆椎形,由许多排列不规则的薄壁细胞组成,它像一顶帽子套在分生区的外方,所以称它为根冠。
(2).分生区(meristematic)(见图2-3) 分生区是位于根冠的内方的顶端分生组织。分生区不断地进行细胞分裂增生细胞,除一部分向前方发展,形成根冠细胞,以补尝根冠因受损伤而脱落的细胞外,大部分向后方发展,经过细胞的生长,分化,逐渐形成根的各种结构。由于原始细胞的存在,所以分生区始终保持它原有的体积和作用。
顶端分生组织的细胞具有各种不同方向的分裂方式:
①:切向分裂(弦向分裂,tangential division)是细胞分裂一根的圆周最近处切线相平行,也称平周分裂(periclinal division),分裂的结果,增加细胞的内外层次,使器官加厚,他们的仔细胞的新壁使切向壁。
②:径向分裂(radial division)是细胞分裂于根的圆周最近处切线相垂直,分裂的结果,扩展细胞组成的圆周,使器官增粗,新壁是径向壁。
③:横向分裂(transverse division)是细胞分裂于根轴的哼切面相平行,分裂的结果,家常细胞组成的总想行列,使器官伸长,新壁是横向壁。
(3).伸长区(elongation zone) 伸长区位于分生区的稍后方的部分,细胞分裂已逐渐停止,体积扩大,细胞显著地沿根的长轴方向,延伸,因此,称为伸长区。根的长度生长是分生区细胞的分裂,增大和伸长区细胞延伸共同活动的结果,特别是伸长区细胞的延伸,使根显著地伸长,因在土壤中继续向前推进,有利于根的不断转移到新的环境,吸取更多矿物质营养。最早的筛管和最早的环纹导管出现在此区域。
(4).
成熟区(maturation zone)(见图2-4) 成熟区的内根的各种细胞已停止伸长,并且多已分化成熟,因此,称为成熟区,成熟区紧接伸长区,表皮常产效。
   根的初生结构——表皮
根的初生生长:由根尖的顶端分生组织,经过分裂、生长、分化而形成的成熟的根的生长直接来自顶端分生组织的衍生细胞的增生和成熟,这个过程成为根的初生生长。初生生长过程中产生的各种成熟组织