17制药-药植生药课-根4h-1

药用植物学（必修）教学目的要求•掌握根和根系的形态特征、根的初生构造和次生构造特点。•熟悉根的变态类型及单、双子叶植物根组织构造的区别。•了解根的次生生长过程及根异常构造的发生。教学重点、难点•重点：▫根的形态特点和功能；▫根的类型（主根、侧根；定根、不定根）；▫根系的类型（直根系、须根系）；▫根的变态（贮藏根、支持根、气生根、攀援根、水生根、寄生根）；▫侧根形成。•难点：▫根的初生构造、▫次生构造及▫根的异常构造。引言器官•器官是由多种组织构成的，•具有一定的外部形态和内部结构，•并执行一定生理功能的植物体的组成部分。被子植物的器官▫一般可分为根、茎、叶、花、果实和种子六个部分1、根的特点•向地性•向湿性•无节、无芽、无叶、无花、无果实、无种子等•根与茎的区别：节慧眼识根胡萝卜是根，有点，但不是芽点2、根的功能•吸收功能•固着作用•支持作用•储藏作用•输导作用•繁殖作用•合成作用3、根与中药的关系•人参、党参、麦冬、生地等都是根类药材，•补气、补血或补阴。人参植株人参药材党参植株党参药材黄芪植株黄芪药材黄芪饮片一、根的类型二、根的变态三、菌根和根瘤一、根的类型•1、形态：多为圆柱或圆锥形。2、类型:分直根系与须根系。（1）直根系是由胚中的胚根发育而来。▫胚根发育成主根，主根上产生侧根，侧根上再产生纤维根。它们均来源于胚根。（2）须根系胚根不发达，由茎上发生许多须根。▫胚根生长一段时间后死亡，由茎上发生许多须根，为不定根，形成须根系。▫不定根不是从胚根发育而来。根的类型直根系主根→定根侧根纤维根须根系→不定根胚根→主根→侧根→纤维根胚根未正常发育，由其他部位形成不定根二、变态根贮藏根：肉质直根、块根支持根气生根攀援根板状根机械支持作用的变态根呼吸根寄生根水生根营养根贮藏根storageroot何首乌何首乌块根块根纺锤形肉质直根和块根的区别：肉质直根：有主根发育而来，只有1条块根：侧根或纤维根顶端膨大而成，一株可多个。机械支持作用的变态根支持根proproot气生根aerialroot攀援根（附着根）climbingroot板状根buttressroot高山榕的支柱根气生根-绞杀根榕属气生根榕属气生根榕属气生根棕榈科气生根常春藤气生根绿萝薜荔常春藤不定根、攀援根凌宵营养作用变态根•呼吸根•寄生根•水生根呼吸根池杉呼吸根　　红树寄生植物---槲寄生的吸根,寄主是柏树柏树木材部位吸根金灯藤（日本菟丝子）寄生在葡萄上，特化的寄生根形成吸器侵入寄主的韧皮部吸取营养三、菌根和根瘤•1、与根共生的微生物的种类•2、菌根：根与真菌结合而形成共生体；▫应用的意义：使植物产生更多次生代谢物•3、根瘤：根瘤细菌；▫应用的意义：有益。菌根根瘤根瘤根瘤根瘤菌第二节根的构造一、根尖的构造二、根的初生生长和初生构造一、根尖的构造•根尖roottip▫从最先端到生有根毛部分▫约长4-6mm。•生命活动最旺盛的部分•根伸长，水分和养料吸收，成熟组织的分化均在此段进行。小麦根尖小麦根尖水葫芦根尖1、根冠rootcap•位于根最先端，似帽状包在生长锥外，具保护作用。•根不断生长，向前延伸时，根冠外层cell与土粒发生磨擦常受破坏脱落，这时根冠上方的分生组织可不断产生新的根冠细胞补充更替，使根冠组织保持一定的形态和厚度。•根冠外层细胞破损后，形成粘液，有助于根向前延伸和发展。2、分生区meristematiczone分生区•根冠上方，呈圆锥状，长约1mm，•为顶端分生组织所在部位，是cell分裂最旺盛的部分。•最先端一群细胞来自胚，通过分裂再经生长和分化，逐步形成根的各种组织。水龙根尖分生区3、伸长区elongationzone•生长锥上方至出现根毛处,•长约2-5mm•多数细胞已停止分裂，•液泡大量出现。•细胞迅速伸长，•使根尖推伸入土壤中，•同时cell开始分化，•相继出现导管和筛管。4、成熟区maturationzone根毛区root-hairzone成熟区(根毛区)•伸长区上方，cell已分化成熟，并形成各种初生组织。•最大特点是有众多根毛，•根毛生活期很短，老的根毛陆续死亡，•从伸长区上部又陆续生出新的根毛，根毛增大根的吸收面积，•水生植物一般无根毛。小麦根尖根毛区根毛长到一定位置便死亡，故根毛区一直在移动，有利吸收养分。根毛的生长和更新对吸收水、肥非常重要，作物移栽根系损伤后影响返青、活棵，生产上采用塑盘育秧、小苗带土移栽等方法。成熟区(根毛区)小麦的根毛详见下页•根的生长、发育来源于生长锥的原分生组织、分裂的细胞，•逐渐分化为原表皮层、基本分生组织和原形成层等初生分生组织，•再进一步分化为各种初生组织。二、根的初生构造•通过根尖成熟区作一横切面，•根的初生构造分为三部分▫表皮▫皮层▫维管柱•由初生分生组织分化形成的组织，称初生组织，由其形成的构造称初生构造。•大多数单子叶植物终身只有初生构造。•初生生长：使根延长，形成初生构造北细辛根的初生构造北细辛三部分表皮皮层维管柱1、表皮epidermis•位于根最外围，•由单层cell排列整齐，•紧密，无间隙，•壁薄，不角质化，•富有通透性，•无气孔。北细辛根的初生构造•一部分cell外壁突出，形成根毛。•这与其它器官表皮不同，而与根的吸收功能密切适应，所以有吸收表皮之称。2、皮层cortex•表皮内方，•多层细胞、薄壁，•排列疏松，•有间隙，•占有空间大。①外皮层exodermis②皮层薄壁组织③内皮层endodermis①外皮层exodermis•皮层最外方，•排列紧密，整齐，无间隙，•表皮破坏后，外皮层cell壁可栓化，•增强保护作用。•有些植物（鸢尾）外皮层，如多层细胞组成。②皮层薄壁组织•外皮层内多层cell，•壁薄，排列疏松，有间隙•有运输贮藏作用▫将根毛吸收物质输送到维管柱，维管柱运输的养料输送出来，薄壁cell本身有贮藏作用78③内皮层是皮层的最内一层，是由一层类方形或类长方形的小型薄壁细胞构成，排列整齐、紧密，无细胞间隙，其上有特殊的结构。内皮层的两个径向壁和两个上下壁都发生带状次生增厚并木质化，呈带状，故称，“凯氏带”。横断面呈点状，故称“凯氏点”。除外切向壁以外，其它五面壁都发生了全面次生增厚并木质化，横断面呈马蹄形，故称“马蹄形加厚”，对着木质部顶端的细胞不加厚。为薄壁细胞，呈“通道细胞”。：双子叶植物--凯氏带：单子叶植物—马蹄形加厚：内皮层endodermis——皮层最内一层，紧密整齐，无间隙，壁特殊增厚。北细辛根内皮层▫径向壁（侧壁）和上下壁（横壁）局部增厚（木质或木栓化），呈带状环绕一圈。▫横切面观呈点状，又称凯氏点。▫多见于双子叶植物。▫对水分、溶质的运输有障碍或限制作用。内皮层a、凯氏带内皮层b、马蹄形加厚▫径向、上下及内切向壁五面加厚，只有外切向壁较薄，▫在横切面观时，增厚部分呈马蹄形。▫多见于单子叶植物。五面加厚内皮层•c、全面加厚▫外切向壁也加厚▫（木栓化）内皮层d、通道细胞passagecell在马蹄形或全面加厚时，有少数正对初生木质部角的内皮层cell壁不增厚，有利于水分和养料内外流通皮层以内是什么？3、维管柱vascularcylinder•根内皮层以内所有组织构造统称为维管柱，•横切面上面积较小中柱鞘初生木质部初生韧皮部髓（有的植物）①中柱鞘pericycle（维管柱鞘）•紧贴内皮层的维管柱最外方组织，•通常一层cell，•常为薄壁细胞（多数双子叶植物），▫少数2~多层的（桃、桑、柳及裸子植物）；•也有厚壁细胞▫竹类、菝葜、粘鱼须②初生木质部primaryxylem•是根的输导组织，•一般分为几束与初生韧皮部呈角状相间排列，各自成束，又总称辐射维管束。•发育成熟的方式:外始式•分化顺序由外向内的向心分化•原生木质部在外方•后生木质部在内方•组成▫导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维▫裸子植物只有管胞。木质部脊xylemridge——通过幼根横切面，初生木质部整个轮廓呈辐射，而原生木质部构成棱角呈星角状不同植物，数目有别。•二原型：十字花科、伞形科、牛膝、烟草、马铃薯、甜菜•三原型：唐松草属、紫云英、豌豆。•四原型：葫芦科、杨柳科、毛茛属，蚕豆（4~6原型）、花生（棉花、向日葵4~5原型）•双子叶植物：一般束数少，2~6原型，•单子叶植物：至少6原，常为多原型（7原型以上），有些可达数百束之多。束数稳定性•对某种植物，束数相对稳定，但也常发生变化•同样不同品种，同株不同根可出现不同束数。•离生培养根中，吲哚乙酸含量可影响束数变化。•茶（5原）、葱（6原）、菖蒲、高粱、棕榈、鸢尾、玉米、水稻、小麦、葡萄多原。③初生韧皮部primaryphloem•与初生木质部有相同的束数，•相间排列，之间有薄壁组织间隔，•发育方向也是外始式，•原生韧皮部居外，后生韧皮部居内。▫组成：被子植物为筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞，偶有韧皮纤维，▫裸子植物只有筛胞。④髓pith•一般双子叶植物分化至中心，不具备髓。▫多数单子叶植物具发达的髓百部为薄壁cell，鸢尾为厚型cell，▫少数双子叶植物具髓如乌头、龙胆、桑等。小结：双子叶植物根的初生构造小毛茛毛茛的幼根横切面由外到内分为三部分：表皮、皮层、维管柱小结：双子叶植物根的初生构造皮层分为外皮层、皮层薄壁组织、内皮层内皮层具凯氏带（点）辐射型维管束，初生木质部束与初生韧皮部束相间排列初生木质部分化的方式为外始式几原型（初生构造常＜10）初生木质部分化到根中央无髓。小结：双子叶植物根的初生构造单子叶植物根的初生结构•与双子叶植物比相同之处：▫基本结构也分三个部分：表皮、皮层、维管柱▫皮层分为三部分：外皮层、皮层薄壁组织、内皮层▫内皮层占根大部分体积，有增厚结构▫维管束为辐射型•与双子叶植物比不同之处：•单子叶植物只具有初生结构，没有次生结构•外皮层由一至数层细胞，细胞小，排列紧密为外皮层•某些单子叶植物最外层形成根被，壁稍木质化•内皮层上的凯氏带常五面加厚（马蹄形）•中柱鞘出现木质化•木质部束数一般较多（多原型）•初生木质部不分化到根的中央，有髓部（薄壁组织）2018-3-29qingmei103双子叶单子叶内皮层凯氏带，无通道细胞。马蹄形加厚，有通道细胞初生维管束数目2－5束8－30束维管柱鞘有潜在的分裂能力可转化为次生构造无潜在的分裂能力终身保持初生构造髓无髓有髓单双子叶植物根初生构造的主要区别玉米玉米根内皮层五面加厚玉米根水稻水稻根通气薄壁组织维管柱水稻根