第四章 根的形态与结构
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植物的根的形态和结构植物的根是植物体的地下部分,是从幼苗期起就开始生长和发育的。
它们扎根于土壤中,负责吸收水分和养分,并承担着植物身体的支撑作用。
根的形态和结构在不同植物种类之间有一定的差异,但它们都有一些共同的特征。
根的形态主要分为两类:主根和侧根。
主根是从种子胚轴下端产生并向下延伸的根系,通常是较粗大和较长的根。
侧根则是从主根的侧面生长出来的根,形态细长且较短。
根的结构主要包括根冠、根头、根尖、根毛和根系。
根冠是离开地面的部分,通常呈圆锥形并向下分叉,以增加根系与土壤的接触面积。
根头是根冠最下部的部分,其上有许多百叶窗状的根冠。
它具有保护根尖和吸收水分和养分的功能。
根尖是根的顶端部分,由位于最前端的维管部和组成其后端的细髓组成。
根尖中有一个叫做根冠的细胞区,这是根发育的中心,新生细胞从根冠向下延伸,以增加根的长度。
根毛是指根尖上生长出的一些非常细长且细胞伸展的细胞,它们分布在根的表面上,增大了根的表面积,促进水分和养分的吸收。
根系是由一根主根及其分枝(侧根)组成的整体,它负责植物的固定和吸收养分。
根的结构和功能密切相关。
根的细胞结构有利于有效吸收水分和养分。
它们的根冠和根尖区域富含细胞分裂和组织分化的活动,这样就可以持续地增长并产生新的根细胞。
根毛提供了更大的表面积,使植物能够更好地吸收和吸附水分和养分。
由于根的长度长而细胞薄,根部组织的透明性非常高,这也有利于水和养分的吸收。
不同类型的植物根也有一些特殊结构。
例如,吸盘根是一种具有吸附和支撑功能的特殊根,通常生长在空气中或悬挂的茎上,如藤本植物和附生植物。
空気根或呼吸根则是一种具有呼吸功能的特殊根,可以帮助植物在缺氧或高湿度的环境中,通过吸收氧气来呼吸。
总之,植物的根在结构和形态上有很多变化,但其功能都是固定植物体并吸收和吸附水分和养分。
这些特殊化的结构和功能使植物能够适应不同的环境条件,并促进其生长和发育。
八年级上册科学第四单元——植物的物质和能量转化第一课时:绿色开花植物的营养器官一、根的形态和结构(1)主根:由种子中的肧根直接发育而成(2)侧根:从主根上依次生出的根(3)不定根:由茎基部生出细丝状的根。
▲根的作用:固着、支持(玉米)、吸收、输导、储藏(萝卜)、繁殖(番薯)▲变态根的类型:贮藏根(肉质直根——萝卜,块根——甘薯、木薯)气生根(支持根——玉米、榕树,攀援根——常春藤,呼吸根——红树)寄生根(菟丝子)2、根尖的结构和功能(重点)二、茎的形态与结构茎是由芽发育而来,通常胚芽发育成植物的主茎【顶端优势会抑制侧芽生长,所以为了促进测芽生长,我们通常要摘除顶芽,抑制顶端优势,如棉花摘心】根毛区根毛区▲茎的结构和功能:双子叶植物的茎由外到内依次是表皮、皮层、维管组织和髓。
维管组织:位于皮层和髓之间,包括韧皮部、木质部和维管形成层【韧皮部中由筛管和韧皮纤维组成】:筛管由活管状细胞上下连接而成,上下细胞壁上由许多筛孔,是运输有机物的通道。
【木质部由导管和木纤维组成】导管是由细胞质、细胞核和细胞横壁逐渐消失的管状细胞组成,导管是运送水分和无机盐的通道。
木纤维是死细胞,坚硬且有很强的支持能力。
【维管形成层】由几层具有分裂能力的细胞构成,能向内产生新的木质部,向外产生新的韧皮部,使茎逐年加粗。
有些单子叶植物如水稻、小麦的茎不能逐年加粗或加粗不明显的原因是它们的茎的维管束是分散在皮层中的,且维管束中没有形成层。
▲茎的主要功能(1)运输:导管能向上运输水和无机盐,筛管能向下运输有机物(2)支持:支撑者植物挺立,并让枝叶伸展(3)贮藏和繁殖:根状茎(藕)、鳞茎(洋葱)、块茎(马铃薯)、球茎(马蹄)能储藏有机物,能用来繁殖三、叶的形态和功能叶可分为单叶和复叶,着生方式有互生、对生、轮生。
叶(完全叶)的结构包括托叶、叶柄和叶片(1)叶片:绿色扁平状,有利于叶片进行光合作用,(2)叶柄:运输营养物质的通道,并支持叶片(3)托叶:能保护幼叶▲叶的结构:表皮、叶肉、叶脉组成(1)表皮:分为上表皮和下表皮,有一层活细胞组成,排列紧密,不含叶绿体,细胞壁外有一层角质层,具有保护和防水分散失的作用。
第四章根的形态与结构第四章根的形态与结构第四章是词根的形式和结构基本知识体系根是生长在地下的植物的营养器官。
根据根的位置,它们可以分为固定根和不定根。
固定根可分为主根和侧根。
根系分布在土壤中形成根系,主要用于吸收和固定。
根系结构包括顶端结构、一级结构和二级结构。
根系的形态特征可分为主根系和须根系。
根常常与土壤中的微生物形成共生关系――根瘤和菌根,有利于根的吸收作用。
基本概念1根函数吸收、输导和贮藏;吸收水分、矿质元素(npkcas)co2h2o输导:木质部导管输导水分和无机盐,韧皮部筛管输导有机养料支持、固着:根系广而深合成、分泌:合成氨基酸、生物碱、生长激素;分泌黏液和多种物质根的生长的三向性:向地性、向肥性、向水性及其应用。
2.根的特殊形态收缩根:百合科,枣树,菊科,蒲公英呼吸根:桑科榕属的支柱根寄生根:菟丝子、列当板状根:番龙眼属攀缘根;常春藤不定根:除了产生固定根,许多植物还可以从茎、叶、老根或下胚轴产生根。
这些根的位置不是固定的,与胚根无关。
有些植物通常在胚根萌发后不久死亡,由生长在下胚轴上的不定根组成。
3.固定根:指植物特定部位发育的根,由种子中的胚根萌发形成。
(1)主根:由胚根直接发育的根(2)侧根:当主根生长到一定长度时,就会从内部侧向生出许多支根4.根系:任一植物地下部分的根(1)直根系:由明显发育的主根和各级侧根组成。
双子叶植物的深根系垂直生长(2)须根系统:主要由不定根及其侧根组成,单子叶植物的浅根系水平生长依根系在土壤中的分布深度可分为:(1)深根系:根系分布于土壤深层的植物(2)浅根系:根系主要在水平方向上向四周扩展,通常分布在土壤根尖的浅中层:指从根尖到根毛的部分。
(从分生组织区到根毛区,各区细胞逐渐分化成熟,形态结构完整和生理功能各不相同,除根冠外,其他各区的细胞特征逐渐过渡,无严格界限)分区根冠分生区伸长区成熟区外观帽状圆锥状圆柱状柱状具毛细胞特点不规则,外围细胞排列松散,具丰富的线粒体,质体,高尔基体和内质网等径,排列紧密,细胞质浓,细胞器丰富,核大,分裂能力强远离分生区的细胞体积较大,细胞沿纵轴方向伸长,液泡化明显,分化程度高细胞分化成熟,形成不同的组织结构,为了适应对水分等的吸收和运输功能保护,向重性分裂补充新细胞细胞生长和分化吸收水分和无机盐6.不活动中心:许多植物根尖分生组织前端的中心部分。
细胞分裂频率低或不分裂。
这个区域被称为非活动中心。
其细胞内细胞器减少,蛋白质和核酸合成速率降低。
有丝分裂活跃的原始细胞位于不活动中心的周围。
7.初生生长:通过根尖分生组织群的细胞分裂和分化形成各种成熟组织的过程。
8.初生组织:初生生长期间形成的各种成熟组织9.初生结构:有出生生长过程中形成的各种初生组织按照一定方式排列组成的结构10.双子叶植物根的初生结构(1)表皮:位于成熟区最外层的活细胞,由原表皮发育而来。
许多表皮细胞的外壁向外突出形成根毛,以扩大吸收面积,有些植物的表皮由长,短两种细胞组成,其中长细胞为一般的表皮细胞,二段细胞含有较浓的细胞质和较大的细胞核,为生毛细胞(2)皮层:位于表皮和维管柱之间,由基本分生组织分化而来的多层薄壁细胞组成,在根中占很大比例例a)皮层:大多数植物根的最外层,形状小,排列紧密整齐。
B)皮质实质细胞:位于皮质和内皮之间c)内皮层:是皮层最内一层形态结构和功能都比较特殊的细胞维管柱:由中柱鞘,初生维管束和薄壁组织共同组成:(根的初生木质部为外始式,茎为内始式,初生韧皮部都为外始式)中柱鞘:位于内皮层之内,一般为一层薄壁细胞,有些植物可有数层细胞组成初生维管束:由位于维管柱中心的径向初生木质部和与其交替排列的初生韧皮部组成的径向维管束原形成层细胞:位于初生木质部和初生韧皮部之间的一致多层薄碧溪围周期原生木质部环纹、螺纹导管初生木质部外始式在后生木质部中具有梯状、网状和孔隙线的导管维管束(交替排列)原生韧皮部筛管无伴胞初生韧皮部外始式表生韧皮部中的筛管伴薄壁细胞:数层,位于初生木质部和初生韧皮部之间。
11.单子叶植物根的初生结构12.凯氏带:一种木质化、酸化的带状添加剂,存在于初生根结构内皮细胞的上、下横壁和左右径向壁上厚13.次生生长:次生分生组织(包括维管形成层和软木形成层细胞)分裂和分化形成各种成熟组织的过程程14.次生组织:次生生长过程中形成的各种成熟组织,包括次生维管组织和果皮15.次生结构:次生生长过程中产生的次生维管组织结构16.次生根结构及其产生过程:(1)根的次生结构由外向内可分为以下几个部分a)周皮:位于根次生结构的最外层,分为软木层(多层软木细胞)、软木形成层(分生组织层)和软木内层(数层薄壁细胞)b)次生韧皮部:位于双子叶植物的周皮层,由筛管、伴细胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。
C)韧皮射线:分布在次生韧皮部的放射状排列的薄壁细胞d)维管形成层:在根中,由初生结构中保留下来的一部分原形成层和一部分中柱鞘细胞恢复分裂能由外力产生的细胞聚集在一起。
(初生木质部和初生韧皮部之间的侧分生组织,包括束中形成层和束间形成层。
)e)次生木质部:位于维管形成层之内,占据根次生结构的大部分,在双子叶植物中由导管,管胞,木材纤维与木材薄壁细胞f)木射线:分布于次生木质部内的径向排列的薄壁细胞g)初生木质部:位于根次生结构的中心(2)根次生结构的发生过程17.内起源:侧根起源于根尖成熟区表皮,皮层组织之内中柱鞘的一定部位18.根瘤:豆科植物的根上经常形成各种形状的结节状突起,是根和土壤中根瘤菌的共生体。
只要它意味着有根瘤细胞等入侵宿主根部后形成的共生结构。
19.菌根:一些植物根经常与土壤中的真菌结合,在根中形成真菌共生。
可分为内生菌根和外生菌根菌根和内外生菌根三种类型。
20.副形成层:一些异常器官,如肉质根,是在正常形成层的基础上,通过周环或木质薄壁组织细胞分生组织能力的恢复而产生的一类次生形成层,也成为三生分生组织。
21.第三维管束:由第三木质部和第三韧皮部组成的维管束,分别由内、外副形成层产生22.异常结构:相对于正常结构而言,变态器官由于形态,功能发生了可遗传的变化,结构生也出现不同正常结构的变化23.营养器官变态:植物营养器官由于长期适应环境条件,在形态,结构和功能生所发生的,可以稳定遗传播的变异被称为变态双子叶根的初生结构图维管形成层的发生过程及活动图比较根和茎初生结构异同根和茎的初生构造均可从各自的成熟区横切面上观察到,双子叶植物根、茎初生结构的异同主要是:(1)相同之处:均由表皮、皮层、维管柱三部分组成,各部分的细胞类型在根、茎中也基本相同+根、茎中初生韧皮部发育顺序均为外始式.(2)不同之处:a.根表皮具根毛、无气孔,茎表皮无根毛而往往具气孔。
b.根中有内皮层,内皮层细胞具凯氏带,维管柱有中柱鞘;而大多数双子叶植物茎中无显著的内皮层,更谈不上具凯氏带,茎维管柱也无中柱鞘。
c。
根中初生木质部茎的初生木质部和初生韧皮部内外平行排列,形成束状结构。
d、根的初生木质部发育顺序为外生木质部,茎的初生木质部发育顺序为内生木质部。
e、根部没有髓射线。
有些双子叶植物没有髓根,茎的中心是髓的,维管束之间有髓射线。
根和茎之间的这些差异是由它们不同的功能和环境条件决定的。
原生木质部,后生木质部,初生木质部,次生木质部关系后生木质部:位于周生木质部、初生木质部且发育较晚的木质部。
换句话说,后生木质部向下延伸的时间晚于初生木质部。
初生木质部:在茎尖或根尖的初生分生组织中原始形成层分化,向内分化为木质部,向外分化为韧皮部,其最初的部分分别称为原生木质部、原生韧皮部,进一步分化而继续形成的部分称为后生木质部和后生韧皮部,它们又分别称为初生木质部和初生韧皮部。
这是以后由形成层活动形成的次生木质部和次生韧皮部的对应词。
次生木质部:次生木质部。
由于形成层的切向分裂,木质部在形成层的内侧形成。
次生木质部由形成层纺锤形原始细胞形成的纵向组织(导管、管胞、木纤维和木薄壁组织)和射线组织原始细胞产生的次生射线组织组成。
裸子植物和木本双子叶植物的木材主要由次生木质部组成。
一般来说,前者没有血管,而后者有血管。
总体而言,其构成因素也多种多样。
很难与初生木质部区分,但次生木质部的细胞沿辐射方向有规律地排列。
双子叶棉根次生生长与次生结构图一级结构和二级结构——这是一个难点初生结构:由初生分生组织分裂、分化形成的结构就称为初生结构。
根的初生结构具体包括:表皮、皮层、中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部(没有髓射线、一般没有髓)。
产生初生结构使植物实现伸长生长。
任何植物都具有初生结构。
次生结构:次生分生组织(即形成层和软木形成层)分裂分化形成的结构称为次生结构。
根的次生结构具体包括:由形成层衍生的次生木质部、次生韧皮部、维管射线;由木栓形成层衍生的周皮(木栓层、木栓形成层、栓内层)。
产生次生结构使植物实现增粗生长。
单子叶植物一般不具有次生结构。
单子叶植物根系解剖结构特征。