第二章 种子植物营养器官

第二章种子植物营养器官种子的结构与幼苗的形成根、茎、叶的结构营养器官间的联系营养器官的变态第二节根根的功能根的类型和根系根的发育根的初生生长侧根根的次生生长根瘤和菌根一、根的功能1.固着作用2.吸收、运输水分及无机盐3.合成和分泌作用：合成氨基酸、细胞分裂素，分泌根冠黏液、生长抑制物（苦苣菜属、顶羽菊属－－异株克生现象）等4.贮藏和繁殖作用5.控制泥沙流动、防止水土流失二、根的类型和根系1.来源：种子胚根——主根（初生根）——侧根（次生根）2.根的种类：定根：发生位置固定，来源于胚根不定根：老根、茎、叶上产生，位置不固定。3.根系的类型根系：植株个体全部根的总称。直根系：胚根发育产生的初生根及次生根组成，主次分明。如刺槐、油松、桑。须根系：茎基部产生的不定根，丛生状态。如小麦、玉米。根系在土壤中分布及与环境的关系1.深根性：主根发达，深入土层，垂直向下生长，如马尾松、紫苜蓿。2.浅根性：主根不发达，侧根及不定根向四面扩展，长度远远超过主根，大部分分布在土壤表层，如云杉、仙人掌根系。地下成层现象：在林区往往生长不同根系类型的植物，由于这些植物的根在土壤中分布的深度不同，形成地下成层现象。3.根系的影响因子：遗传因素外界条件：土壤水分、土壤类型人为因素4.造林树种的选择防护林带树种：深根性树种，具较强的抗风力。水土保持林：侧根发达，固土能力强的树种。混交林：深根性与浅根性合理培置。初生组织：初生生长形成的成熟组织。初生构造：初生组织形成植物的初生构造。初生生长：顶端分生组织经分裂、生长、分化形成成熟根的过程。四、根的初生生长（一）根尖构造和发育1.概念：根的先端约0.5-1cm的幼嫩部位或根的最顶端到生根毛的部位。功能：根进行伸长生长、分枝、吸收活动的最重要部位。2.分区（1）根冠位置：根尖最顶端，形似小套。特点:生活薄壁细胞，质浓核大，常含淀粉；外层细胞排列疏松、粘液化功能：保护生长点；控制根向地生长.（2）分生区（生长点）位置：根冠上方约1-2mm。特点：由分生组织细胞组成，颜色发暗。功能：原分生组织——具很强的分裂能力初生分生组织——分裂、初步分化。组织原学说不活动中心（3）伸长区位置：分生区上方。特点：由分生区分裂产生细胞组成，细胞显著伸长，液泡明显，颜色透明。功能：伸长生长；继续分化。（4）成熟区（根毛区）位置：伸长区上方。特点：由伸长区细胞分化成熟而来，表面密生根毛功能：吸收水分的主要部位。（二）根的初生构造1.表皮特点：一层生活细胞，排紧紧密，壁薄，具根毛，无角质层、气孔。根被：热带兰科植物和一些附生植物的气生根中，表皮由多层死细胞构成。功能：吸收作用2.皮层特点：发达，约为中柱1.5倍左右，由生活薄壁细胞组成,有明显的胞间隙（水生植物有通气组织）。（1）外皮层特点：1-数层细胞，小，排列紧密。功能：代替表皮起保护作用。（2）皮层薄壁组织特点：比例较大，排列疏松，具明显胞间隙。功能：横向运输通道，具贮藏和通气作用。（3）内皮层：特点：1层细胞，小，排列紧密，形成凯氏带。双子叶植物：横向壁、纵向壁增厚，切向壁未增厚。单子叶植物：除外切向壁不增厚，其余全部增厚，形成马蹄形结构。（通道细胞）功能：对根内水分和物质运输起选择控制作用。禾本科植物根的构造3.中柱（维管柱）（1）中柱鞘特点：中柱外层，1-几层生活细胞。功能：恢复分裂能力，产生形成层、木栓形成层、侧根等结构。（2）初生维管组织（辐射式维管束）A.初生木质部（外始式）原生木质部：环纹、螺纹导管后生木质部：梯纹、网纹、孔纹导管B.初生韧皮部（外始式）原生韧皮部后生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞、韧皮纤维‘C.薄壁组织位置：初生木质部与初生韧皮部之间。功能：双子叶植物——转化为形成层，产生次生构造。单子叶植物——停留在基本组织阶段。（3）髓根的初生构造特点1.皮层相当发达，约为中柱1.5倍左右，内皮层具有特殊结构——凯氏带。2.初生维管束属于辐射式维管束。3.初生木质部的分化方式为外始式。五、侧根起源于中柱鞘细胞侧根原基根原始体侧根平周分裂各个方向分裂分裂、分化二元型侧根：发生于初生木质部辐射角两侧三元或多元型侧根：发生于初生木质部辐射角多元型侧根：发生于初生韧皮部增粗生长即次生生长，由次生分生组织——维管形成层与木栓形成层的活动产生。（一）形成层的产生及活动六、根的次生生长片段状的形成层波状环形成层圆环状形成层形成层细胞组成内：次生木质部;多外：次生韧皮部;少外：韧皮射线内：木射线次生维管组织维管射线形成层切向分裂其它方向分裂扩大周径（二）周皮的形成（木栓形成层的产生及活动）木栓形成层的产生及活动中柱鞘细胞木栓形成层木栓层：多栓内层：少内外周皮维管射线次生韧皮部次生木质部周皮次生构造七、根瘤和菌根（一）根瘤1.概念：豆科植物的根上有各种形状的小瘤状突起。2.产生：由生活在土壤中的根瘤细菌侵入到根内产生。3.作用：根瘤细菌具固氮作用，增加土壤中氮肥；另外，根瘤细菌从根中获取营养。绿肥：紫云英、苜蓿、三叶草豆科、桦木科、鼠李科、蔷薇科等（二）菌根1.概念：与土壤中某些真菌共生的高等植物幼根。2.类型（根据菌丝在菌根中存在部位来分）：（1）外生菌根:真菌在幼根表面发育，菌丝包在根尖外面形成外套，部分菌丝侵入到表皮和皮层细胞的胞间隙内，菌丝代替根毛作用，扩大了根的吸收面积，提高了吸收效率。常变粗或成二叉分枝。如油松、冷杉、云杉。（2）内生菌根：概念：真菌菌丝侵入到皮层细胞的细胞腔内和胞间隙中，根尖仍具根毛。外形成增厚肥大的瘤状突起。作用：促进根内的物质运输，加强吸收机能。例如：侧柏、核桃、圆柏。外生菌根内生菌根（3）内外生菌根：概念：有些植物的根尖，真菌菌丝不仅包围根尖，而且侵入到皮层细胞的细胞腔内和胞间隙中。例如：桦木属、柳属、苹果、银白杨茎的功能茎的形态特征芽的类型与分枝茎的分化茎的初生生长茎的次生生长单子叶植物的茎第三节茎运输功能支持功能贮藏功能繁殖功能其它:食用、药用、工业料、木材。一、茎的功能二、茎的形态特征：胚芽——主茎——侧枝——侧枝节节间叶腋叶痕维管束痕皮孔芽鳞痕（一）芽的结构芽：枝、叶或花的原始体。三、芽的类型与分枝叶原基腋芽原基芽轴（二）芽的类型（1）按芽在枝条的着生位置分定芽（顶芽、腋芽、副芽）不定芽：（2）按芽发育后形成的器官分枝芽：花芽：混合芽：（3）.按芽鳞有无来分鳞芽：芽的外面由鳞片包被，如毛白杨。裸芽：不具芽鳞的芽，如枫杨。（4）.按生理活动状态分活动芽：在当年生长季中萌发的芽。休眠芽：距顶芽较远的腋芽往往成休眠状态。（三）分枝方式二叉分枝单轴分枝（总状分枝）合轴分枝假二叉分枝分枝类型二叉分枝单轴分枝（总状分枝）合轴分枝假二叉分枝（一）茎尖的分区（1）分生区位置：茎尖最顶端特点：与根尖分生区相似功能：分裂、分化五、茎的初生生长原套原体学说:Schmidt（1924）提出，适用被子植物组织原学说:Hanstein（1868）提出。细胞-组织分区学说:Forster（1938）提出，适用裸子植物。（2）伸长区位置：分生区下方。特点：细胞迅速增大，液泡化明显。功能：使茎伸长。（3）成熟区位置：伸长区下方。特点：细胞伸长停止，组织分化基本完成。功能：形成茎的初生构造。（一）双子叶植物茎的初生构造（二）、茎的初生构造1.表皮位置：幼茎最外层。特点：一层生活细胞，形状规则，近于长方形，排列紧密，无细胞间隙，细胞壁角质化，具少数气孔。功能：保护作用。2.皮层位置：表皮到中柱之间。特点：厚角组织：靠近表皮，含叶绿体，增加支持作用。皮层薄壁组织：细胞较大，排列疏松，有胞间隙。功能：横向运输通道；贮藏。3.中柱（1）中柱鞘位置：中柱最外层。特点：1-几层细胞，薄壁细胞或厚壁组织（纤维）功能：产生不定根、不定芽、木栓形成层。B.初生韧皮部（外始式）原生韧皮部：早分化，韧皮薄壁细胞后生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞、韧皮纤维（2）维管束（外韧维管束）原生木质部：木薄壁细胞环纹、螺纹导管后生木质部：梯纹、网纹、孔纹导管木纤维A.初生木质部（内始式）C.束中形成层位置：初生木质部与初生韧皮部之间。功能：由原形成层细胞保留下来，具分裂能力，产生次生构造。而一些双子叶植物及单子叶植物茎中无形成层，不产生次生构造。（3）髓位置：茎中心。特点：薄壁细胞组成，可发育成厚壁细胞或石细胞。功能：贮藏营养物质（淀粉、单宁、晶体）。（4）髓射线位置：维管束之间。特点：薄壁细胞组成，横切面呈放射状排列。功能：横向运输通道；贮藏作用。（二）叶迹与枝迹叶迹：茎中维管束与叶维管束相连的维管组织。枝迹：茎中维管束与分枝维管束相连的维管组织叶隙：叶迹下方的薄壁组织区系。枝隙：枝迹下方的薄壁组织区系.（二）裸子植物茎的初生构造表皮：一层细胞皮层：多层薄壁细胞维管拄：维管束髓髓射线与双子叶植物区别：木质部：管胞、薄壁组织，无导管和纤维韧皮部：筛胞和薄壁细胞，无伴胞和纤维，蛋白细胞。树脂道：裂生六、茎的次生生长束中（内）形成层+束间（外）形成层圆环状形成层(一)双子叶植物茎的次生生长和次生构造次生生长：次生分生组织产生次生组织的过程次生构造：产生生长产生的次生组织。1.次生维管组织的形成（1）维管形成层的发生及活动形成层细胞组成（2）次生维管组织的组成纺锤状原始细胞射线原始细胞平周分裂外：次生韧皮部（少）内：次生木质部（多）扩大周径垂周分裂平周分裂韧皮射线木射线次生射线（3）影响因素A：生长素赤霉素（GA）：促进分化木质部吲哚乙酸（IAA）：促进分化韧皮部B：温度及日光2.周皮（1）木栓形成层的产生及活动A：紧靠表皮的皮层细胞产生B：表皮深处的皮层细胞产生C：直接从表皮产生（2）产物木栓形成层平周分裂周皮（3）寿命（4）皮孔分布：已形成周皮的茎上，突起各种形状的斑点。特点：在气孔或气孔群下方产生。木栓形成层补充细胞。功能：代替气孔，成为气体出入门户。类型：A:补充组织与封闭层交替排列而成，具分层现象,如桦树、刺槐等。B：仅具补充组织的简单皮孔,如接骨木。（5）木栓形成层在茎上的分布A：呈条状分布，树皮不脱落，呈鳞片状开裂。B：筒状分布，树皮筒状开裂。C：片状分化，树干上呈鳞片状斑痕。生产上树皮：形成层以外所有部分，包括生活的韧皮部及所有周皮。植物学上树皮：最新形成的木栓形成层以外的部分，包括木栓层及所有死亡周皮。3.木材的构造木材：茎上所有的次生木质部分子。（1）木材三切面：A：横切面B：径向切面C：切向切面横切面A.生长轮：在茎的横切面上可看到木质部具有许多同心圆环。横切面导管管胞木薄壁组织木纤维B.木射线：呈放射状排列，可看出它的长度与宽度由木薄壁细胞组成，比较脆弱阔叶树种：3-多列木射线C.髓心：树干横切面中心部分，常和第一年初生木质部相连。圆形髓心：白榆，白玉兰星状随心：麻栎，枫香三角形髓心：楷木髓心中空：泡桐径向切面A.生长轮：纵行排列，构成木材的花纹。可看出导管、木纤维、木薄壁细胞的纵切面B.木射线：与茎主轴垂直，横向排列，由多层细胞组成，可看出它的长度与高度。C.射线细胞排列方式：横卧射线细胞直立射线细胞D.射线类型：同型射线：射线细胞全为横卧，如杨属。异型射线：两种射线细胞，如柳属。切向切面A.生长轮：纵行排列，宽带状，呈“V”形纹理。看出导管、木纤维、木薄壁细胞的纵切面B.木射线：射线束梭状纵行排列，有单列木射线与多列木射线之分，可看出它的长度与高度。(2)生长轮：在茎的横切面上可看到木质部具有许多同心圆环。分为：早材（春材）：春季形成层活动快，形成的导管直径较大，木纤维少，管壁较薄，结构疏松。晚材（秋材）：秋季形成层活动慢，形成的导管直径较小，木纤维多，管壁较厚，结构致密。过渡环孔材：早材导管腔比晚材的大，导管沿生长轮整齐排列。如刺槐、桑。散孔材：早材与晚材的导管腔相差不大，散布于早材与晚材中。如杨、柳。半环孔材：介于环孔材与散孔材之间。如核桃。(3)心材和边材心材：靠中心颜色较深的生长轮。边材：靠茎周颜色较浅的生长轮。隐心材树种：无明显心材。假年轮（二）裸子植物茎次生构造1.韧皮部分子：主要为筛胞组成，无伴胞。韧皮薄壁细胞较少。2.木质部分子：主要为管胞组成，无导