北大植物生物学课件第9讲 根

种子植物的主要特征Mainfeaturesofseedplantzz类别：裸子植物类别：裸子植物((gymnosperm)gymnosperm)被子植物被子植物((angiosperm)angiosperm)zz特征：种子形成特征：种子形成受精过程中形成花粉管受精过程中形成花粉管孢子体孢子体((sporophytessporophytes))发达且结构复发达且结构复杂；配子体杂；配子体((gametophytes)gametophytes)简化，简化，并完全寄生在孢子体上并完全寄生在孢子体上被子植物的主要特征MainfeaturesofAngiospermaezz具真正的花具真正的花formationoftrueflowersformationoftrueflowerszz具雌蕊具雌蕊formationofpistil(formationofpistil(gynoeciumgynoecium))zz具双受精现象具双受精现象doublefertilizationdoublefertilizationzz孢子体进一步发达和分化孢子体进一步发达和分化developmentanddevelopmentanddiversificationofdiversificationofsporophytessporophyteszz配子体进一步退化配子体进一步退化reductionofgametophytesreductionofgametophytes被子植物植物体的形态与结构MorphologyandStructureofPlantBodyinAngiospermszz根根rootrootzz茎茎stemstemzz叶叶leafleafzz花花flowerflowerzz果实果实fruitfruitzz种子种子seedseed根的功能FunctionsofRootszz固着作用固着作用anchoranchorzz吸收作用吸收作用((水分、矿质水分、矿质等等))absorptionabsorptionzz贮藏贮藏storagestoragezz植物激素植物激素((如生长素，细胞分如生长素，细胞分裂素裂素))的合成的合成hormonehormonebiosynthesisbiosynthesiszz繁殖繁殖propagationpropagation根系的类型zz根系根系一株植物地下部分一株植物地下部分所有根的总体称为根系所有根的总体称为根系根尖的结构及其分区zz成熟区成熟区((根毛区）根毛区）maturationzonematurationzonezz伸长区伸长区elongationzoneelongationzonezz分生区分生区meristematicmeristematiczonezonezz根冠根冠rootcaprootcap根冠分生区伸长区成熟区根冠RootCapzz功能功能((function)function)：：保护其内保护其内的分生区，适应土中生长。的分生区，适应土中生长。zz根冠的细胞组成根冠的细胞组成cellsincellsinrootcaprootcapzz根冠分生细胞（根冠原）根冠分生细胞（根冠原）————与分生区相连。与分生区相连。zz根冠中央细胞（根冠柱）根冠中央细胞（根冠柱）————富含具淀粉粒的造粉体，富含具淀粉粒的造粉体，具感受重力的作用（向地具感受重力的作用（向地性）。性）。zz根冠外部细胞根冠外部细胞————能分泌能分泌黏液，随着根的生长而不黏液，随着根的生长而不断脱落。断脱落。Lightmicrographofcapofprimaryrootofcorn(Zeamays)Theoutermostperipheralcells(a)ofrootcapssecretemucigel(b).ab分生区MeristematicZonezz分生区分生区由顶端分生组织构成，也称生长点由顶端分生组织构成，也称生长点或生长锥。或生长锥。zz分生区的细胞始终具有分裂能力分生区的细胞始终具有分裂能力z其前端由原始细胞及其衍生细胞构成，由原始细胞及其衍生细胞构成，故称故称原分生组织promeristem.z后方细胞开始分化形成细胞开始分化形成初生分生组织primarymeristem————原表皮原表皮protodermprotoderm、、基本分生组织基本分生组织groundgroundmeristemmeristem和原形成层和原形成层procambiumprocambium..zz静止中心静止中心quiescentcenterquiescentcenter————它的形成机它的形成机制和作用目前尚不十分清楚，但通常认为制和作用目前尚不十分清楚，但通常认为它可能是根尖合成激素或是储备分生组织它可能是根尖合成激素或是储备分生组织的场所。在拟南芥中，静止中心为原始细的场所。在拟南芥中，静止中心为原始细胞胞维持其特征所必需维持其特征所必需Diagramofmedianlongitudinalsectionthroughahypotheticalroot123123451vascularcylinder;2cortex;3epidermis;4apicalmeristem5rootcap(cortexandepidermisoriginatedfromsamelayer)5伸长区ElongationZonezz伸长区的细胞分裂伸长区的细胞分裂活动逐渐减弱，细活动逐渐减弱，细胞的分化程度逐步胞的分化程度逐步加强。加强。zz在伸长区的末端，在伸长区的末端，原生木质部的导管原生木质部的导管和原生韧皮部的筛和原生韧皮部的筛管已相继出现。管已相继出现。zz伸长区细胞的迅速伸长区细胞的迅速伸长是构成根向地伸长是构成根向地生长的动力之一。生长的动力之一。根毛区（成熟区）RootHairZone(MaturationZone)zz根毛区的细胞已分化成各根毛区的细胞已分化成各种成熟组织，故又称成熟种成熟组织，故又称成熟区。区。zz初生生长初生生长primarygrowthprimarygrowth————指顶端分生组织及其衍指顶端分生组织及其衍生细胞（初生分生组织）生细胞（初生分生组织）生长发育形成成熟结构的生长发育形成成熟结构的生长过程。生长过程。zz初生结构初生结构primaryprimarystructurestructure————经初生生长经初生生长所形成的成熟组织结构。所形成的成熟组织结构。RoothairsonaprimaryrootofradishRaphanussativus萝卜4Maturationzone(roothairzone)根（双子叶植物）的初生结构PrimaryStructureofRoot(Dicots)zz表皮表皮epidermisepidermiszz来源：原表皮来源：原表皮zz主要功能：吸收主要功能：吸收zz皮层皮层cortexcortexzz来源：基本分生组织来源：基本分生组织zz外皮层外皮层exodermisexodermiszz皮层薄壁细胞皮层薄壁细胞zz内皮层内皮层endodermisendodermiszz维管柱维管柱vascularvascularcylindercylinderzz髓髓pithpith双子叶植物根的初生结构横切面图内皮层及维管柱EndodermisandVascularCylinderzz内皮层内皮层凯氏带发生与通道凯氏带发生与通道细胞细胞zz维管柱维管柱zz中柱鞘中柱鞘zz初生木质部：发育方式初生木质部：发育方式为外始式，即原生木质为外始式，即原生木质部在外侧，后生木质部部在外侧，后生木质部在内侧。在内侧。zz初生韧皮部：发育方式初生韧皮部：发育方式为外始式，即原生的在为外始式，即原生的在外侧，后生的在内侧。外侧，后生的在内侧。zz维管形成层维管形成层zz髓髓HH此横切面图为毛茛植物正此横切面图为毛茛植物正在发育中的维管柱在发育中的维管柱内皮层上凯氏带CasparianStripinEndodermisPlasmamembraneCasparianstripMiddlelamellaTonoplastCWStructureofendodermisunderTEM内皮层和初生维管束的发育DevelopmentofEndodermisandPrimaryVascularBundles单子叶植物（鸢尾）根中五壁加厚的内皮层及通道细胞单子叶植物玉米根的初生结构PrimaryStructureofMaizeRoot根的次生生长和次生结构SecondaryGrowthandSecondaryStructureofRootz次生生长指由次生分生组织（维管形成层+木栓形成层）的活动而进行的生长过程。细胞分裂的方向DirectionofCellDivisionz平周分裂periclinaldivision（也称切向分裂）：细胞：细胞分裂方向或产生的新壁与器官表面（切向面）平行，分裂方向或产生的新壁与器官表面（切向面）平行，用于增加细胞的层数，使器官或组织加粗、增厚。用于增加细胞的层数，使器官或组织加粗、增厚。z垂周分裂anticlinaldivision（也称径向分裂）：细胞细胞分裂的方向和产生的新壁与器官的表面相垂直，用以分裂的方向和产生的新壁与器官的表面相垂直，用以扩大组织或器官的周径。扩大组织或器官的周径。z横向分裂transversedivision：细胞的分裂面与器官的细胞的分裂面与器官的长轴方向相垂直，结果增加轴向的细胞数目。长轴方向相垂直，结果增加轴向的细胞数目。次生维管组织与周皮zz次生维管组织次生维管组织zz次生木质部和次生韧皮部次生木质部和次生韧皮部((由纺缍状原始细胞衍生由纺缍状原始细胞衍生))zz维管射线维管射线————由维管形成由维管形成层中的射线原始细胞产生，层中的射线原始细胞产生，且径向排列的薄壁细胞，且径向排列的薄壁细胞，是横向运输的结构。是横向运输的结构。zz周皮周皮peridermperidermzz木栓层木栓层corkcorkzz木栓形成层木栓形成层phellogenphellogenzz栓内层栓内层phellodermphelloderm柳树（双子叶植物）根的次生结构SecondaryStructureofWillowRoot侧根的发生GenesisofLateralRootsz侧根的来源————侧根侧根发生于根的内部组织，发生于根的内部组织，尤其是中柱鞘。因此，尤其是中柱鞘。因此，侧根为内起源侧根为内起源endogenousoriginendogenousorigin。。z侧根发生的位置————侧根的发生与初生木侧根的发生与初生木质部和初生韧皮部的质部和初生韧皮部的位置和束数有关，例位置和束数有关，例如在三原或四原型的如在三原或四原型的根中，侧根发生在对根中，侧根发生在对着木质部的部位。着木质部的部位。ModificationsofRoots•Fleshytaproot肉质直根，e.g.Carrot,Turnip•Roottuber块根，e.g.Sweetpotato•Proproot支柱根，e.g.Corn•Climbingroot攀援根，e.g.Bostonivy•Respiratoryroot呼吸根，e.g.Taxodiumascendens池杉•Parasiticroot寄生根，e.g.Cuscutachinensis菟丝子•Buttressroot板状根，e.g.Fig(Ficus)榕树Roottuberofsweetpotato5%proteinCalciumIronOthermineralsProprootsofcorn（ZeaMays）BostonivyClimbingroot常春藤Respiratoryrootofmangroves红树Buttressrootoffig（Ficus榕属）板状根