4.植物营养器官-根

位于根尖的顶端，由许多排列疏松的薄壁细胞组成的冠状物。 功能： （1）使根尖易于在土壤 颗粒间推进，并保护生 长点； （2）形成吸收表面，促 进离子交换与物质溶解； （3）向地性，起平衡作 用 特点： （ 1 ） 薄壁细胞，外层 排列疏松、不规则，液 泡发达； （2）外壁有粘液，原生 质体内亦含有淀粉和粘 胶性物质 （3 外观半透明。
少数正对原生木质部的内皮层细胞保持 薄壁的状态，这种细胞称为通道细胞。
鸢尾根内皮层通道细胞
3. Vascular cylinder (中柱，维管柱)
为内皮层以内的柱状部分，由原形
成层分化而来。包括中柱鞘、初生木质 部、初生韧皮部、薄壁组织和髓（少数
植物具有）几个部分。
根毛 表皮
中柱鞘
初生木质部 初生韧皮部 内皮层
（2） adventitious root (不定根) 由茎、叶、老根或胚轴 上发生的根。
二、根系的类型和功能
根系：一株植物地下部分所有根的总称。
Seminal root （种子根）：胚根形成的 主根及胚轴上长出的不定根（禾本科作物） 统称为~，也称初生根。
1. Tap root system (直根系) 有明显的主根，主根上 再生出各级有明显区别 的侧根。绝大多数双子 叶植物的根系。 2. Fibrous root system （须根系） 主根生长缓慢或停止， 无明显的主根和侧根区 分的根系，主要由不定 根组成，呈丛生状。绝
（3） pith ①parenchyma (薄壁组织)
(髓 )
②sclerenchyma (厚壁组织)
(1) pericycle (中柱鞘)
是维管柱的最外层组织，向外紧贴着内
皮层。由原形成层的细胞发育而成，保
持着潜在的分生能力,常由1（2-多）层薄 壁细胞（有时含有厚壁细胞）组成。
（1）维管形成层（部 分） 中柱鞘细胞分裂分化 （2）木栓形成层 （3）不定芽
Trichoblast( 生 毛 细胞 ) 的特点： （1） 总protein、RNA、DNA（高 8倍）、核内组蛋白含量较相邻 细胞高 （2） 有的细胞色素氧化酶和酸性 磷酸酶水平较高
根毛的生理特性： （1） 对湿度很敏感，湿润环境则 较多 （2） 寿命短≤2-3周 （3） 分泌有机酸，溶解土壤中难 溶盐类，增加根的吸收效率
生根
（二） 根的类型
1． 根据来源 （ 1 ） main root( 主 根)：由胚根直接发 育而来的、垂直向下 生长的、最早出现的 根。
（2） lateral root(侧 根)：根上产生的各 级分支。
2． 根据发生部位 （1） normal root(定根)： 由植物体固定部位生长 出来的根，包括主根和侧 根。
（一） 双子叶植物根的初生结构
Primary structure (1) epidermis （表皮） (2) cortex （皮层） 柱) (3) vascular cylinder (维管
根的初生结构详图
1． Epidermis
（表皮）
根的成熟区的最外面具有一 般为一层由原表皮发育而成的 生活细胞层。
root tip: 根的最顶端至生有根毛处的一段。
1. Root cap （根冠） 2. Meristematic zone （分生区） 3. Elongation zone （伸长区） 4. Root hair zone (Maturation zone) （根毛区，成熟区）
（一）Root cap （根冠）
~ 概念对以前原分生 组织的观点提出了异 议，认为： （ 1 ）根尖的细胞增 加，可能不是依靠最 尖端小群顶端原始细 胞的连续分裂活动； （ 2 ）这些原始细胞 （根冠原始细胞除外） 在以后生长时，大部 分停止了分裂活动； （ 3 ）根尖的原分生 组织的范畴较大，其 细胞分布于半圆球形 的不后动中心的边沿。
是由基本分生组织分化发育而来 的、位于表皮内层及中柱鞘以外 的部分。由多层壁薄、大型、具 显著胞间隙的细胞组成，在根中 占很大比例。
皮层的功能：
1.水分和溶质从根毛到中柱的横向输导途径
2. 是营养物质贮藏场所和通气的部分
3. 是根进行光合、分泌等作用的主要场所
4. 有时外皮层可代替表皮起保护作用
皮层的划分：
（4）侧根
（5）不定根
(2) primary vascular tissue （初生维管组织）
包括初生木质部和初生韧皮部， 不并列成束而是相间排列
① primary xylem
(初生木质部)
1）protoxylem(原生木质部)：位于初生木质 部的外方，即接近中柱鞘的部位，是最初成熟 的部分。由管腔较小的环纹导管和螺纹导管组 成。 2）metaxylem(后生木质部)：渐近中部，成 熟较晚的部分。由管腔较大的梯纹、网纹和孔 纹导管所组成。
（1） （2） exodermis （外皮层） interodermis (中皮层)
（3）
endodermis (内皮层)
exodermis （外皮层）：
皮层最靠外的一至数层细胞，细胞
小，排列紧密整齐；当根毛枯死、 表皮脱落时，外皮层的细胞壁增厚
并栓化，代替表皮起保护作用。
endodermis (内皮层)：
表皮的特点：
（1）长方体形，长径//根的纵轴 （2） 细胞排列紧密、整齐 （3）壁薄，外被较薄角质膜，无气孔 （4）短细胞——生毛细胞质浓、核大， 外壁向外突出延伸成根毛 （5）热带兰科及一些天南星科植物 气生根之表皮是多层的 （6）水生植物及个别陆生植物（如花生） 不具根毛
2. Cortex (皮层)
皮层最内的一层细胞组成，排列整
齐紧密，无胞间隙，整个细胞径向
壁和上下横壁有木化和栓化增厚的 区域，形成一整圈，称为凯氏带。
Casparian strip (凯氏带):
内皮层细胞的初生壁上，常有木化和栓
化增厚成带状的壁结构，环绕在细胞径 向壁和上下横壁上成一整圈，称为凯氏 带。
凯氏带模式图
Function of Casparian strip (凯氏带的功能)
（1） 阻断了皮层与中柱间的质外体运输途径，
使进入中柱的溶质只能通过其原生质体，使根
进行选择性吸收
（2） 阻止中柱里的溶质倒流至皮层，以维持 维管组织中的流体静压力，使水和溶质源源不 断地进入导管
通道细胞
-单子叶植物
-少数双子叶植物（没有次生生长）
内皮层细胞的细胞壁常在原有的凯氏带基础上再行加 厚，覆盖一层木化纤维层，变为厚壁的结构。这种增 厚通常发生在横壁、径向壁和内切向壁，而外切向壁 保持薄壁状态。
果树的~为2-5倍树冠
4． 应 用
（1）深耕改土，合理施 肥； （ 2 ）间作、套种： 玉 米 （须根系） + 大豆（直根
系）
（3）混交林：刺槐（浅 根 性） + 马尾松（深根 性） （4）根据植物不同确定 合理密度 （5）合理施肥 （6）其他措施：灌溉、 截根、打枝叶、带土移
四、 根尖的分区及其生长动态
不活动中心的特点：
（1）分裂频率低或不分裂； （ 2 ）细胞内部很少有蛋白质和核 酸合成； （ 3 ） DNA、RNA、蛋白质含量较 低； （ 4 ）线粒体较少，核、核仁、内 质网、高尔基体等细胞器也较少。
不活动中心细胞的生理功能：
（ 1 ）当用电离辐射或手术切割使 之损伤，或冷冻处理引起休眠之后， 这部分细胞均可重新进行分裂；去 除根冠，可再行分裂成根冠； （ 2 ）可能是根尖中合成激素的场 所； （ 3 ）对保持大型分生组织的几何 学结构可能具有重要意义。因原分 生组织的细胞分布于半球形的不活 动中心的边沿
根毛的形态特征：
表皮细胞向外突出的、顶端密闭的管状结构。长0.5-10cm，直径5-17µm。 （1）细胞核常位于先端； （ 2 ）细胞壁薄而胶粘，有可塑 性； （ 3 ）根毛先端具丰富的内质网、 线粒体和核糖体等； （ 4 ）根毛表皮细胞的壁内层薄 而染色较深，外层较宽而染色 较浅，仅有内层与突出的根毛 壁连通。
功 能：
（1）根尖深入土层的 主要推动力；
（2）可吸收水分和无 机盐。
（四）Root hair zone ，Maturation zone
（根毛区，成熟区）
伸长区之上几毫米至几厘米
特征： （ 1 ）表面密被根毛； （2）其内部细胞停 止 了分裂活动； （3）分化为各种成 熟组织。
功能：
1）是根部吸收水分和无 机盐的主要部分； 2）固着作用； 3）失去根毛的成熟区部 分，主要进行疏导和支 持作用； 4）根毛分泌有机酸，使 土壤中难溶性盐类溶解， 大大增加了根的吸收效 率。
（一） 生理功能
一、根的类型和功能
1． 固着作用 2．吸收作用：水分和无机盐 3. 生物合成作用：多种氨基酸、
有机氮、激素、植物碱
根是植物在长期适应 陆生生活过程中发 展起来的器官 6．繁殖作用：根扦插 7. 支撑作用：榕树根、玉米不定根 8．呼吸作用：红树根、长春藤气
2. 生长发育动态1
2. 生长发育动态2
3.原分生组织和初生分生组织细胞的区别
(1)一般稍微伸长 初生分生组织(过渡形式)细胞
(2)液泡化逐渐明显 (3)初生壁上出现了初生纹孔场
4. Quiescent cent
（不活动中心，静止中心）
根尖分生区中最前端 的中心部分有一些分 裂活动弱至于不分裂 的细胞，形成一个近 于半圆形的区域，称 ~。 [Clowes,F.A.L.19541956]
。
根冠细胞原生质内含淀 粉体，中央柱范围的细 胞含量为多，且集中于 细胞下侧，因此认为根 冠是重力感觉的地方。
（二）Meristematic zone
（分生区、生长点、生长锥）
长1-2mm，大部分被根冠包围，是分裂产生新 细胞的主要地方，又称growing point。