植物營(yíng)養(yǎng)器官結(jié)構(gòu)課件

第三章植物營(yíng)養(yǎng)器官結(jié)構(gòu)器官:由多種不同組織構(gòu)成的具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的結(jié)構(gòu)單位。營(yíng)養(yǎng)器官：與植物的營(yíng)養(yǎng)有關(guān)，根、莖、葉；生殖器官：與植物產(chǎn)生后代密切相關(guān)，花、果實(shí)和種子。植株根莖葉花果實(shí)種子教學(xué)內(nèi)容:1、根的結(jié)構(gòu)2、莖的結(jié)構(gòu)3、葉的結(jié)構(gòu)4、營(yíng)養(yǎng)器官的相互連系5、營(yíng)養(yǎng)器官的變態(tài)一、根的生理功能和經(jīng)濟(jì)利用1.吸收作用。2.固著與支持作用。3.輸導(dǎo)作用。4.合成功能。5.儲(chǔ)藏和繁殖功能。6.經(jīng)濟(jì)利用：食用、藥用、觀賞等。儲(chǔ)藏運(yùn)輸水和礦質(zhì)離子吸收水和礦質(zhì)例子固啄與支持二、根和根系的類型

（一）定根和不定根1．定根：發(fā)生于植物體的固定部位，包括主根（胚根發(fā)育而成）和側(cè)根。

2．不定根：除定根以外的其它根，發(fā)生位置不固定，如莖（玉米）、胚軸（小麥）、葉（落地生根）、老根上都有可能發(fā)生。三根的發(fā)育（一）頂端分生組織種子萌發(fā)時(shí)，胚根的頂端分生組織開(kāi)始分裂生長(zhǎng)分化形成了主根。不同的植物根頂端分生組織的結(jié)構(gòu)不同。根的頂端分生組織在結(jié)構(gòu)上有兩種類型：1.成熟根中各區(qū)，即微管柱、皮層、根冠都有各自獨(dú)立的原始細(xì)胞，而表皮來(lái)自根冠原始細(xì)胞或皮層原始細(xì)胞。2.成熟根中各區(qū)起源于同一群原始細(xì)胞，具有共同的起源。（至少皮層與根冠起源于同一原始細(xì)胞群）1.根冠：位于根的先端像帽子一樣罩在分生區(qū)前面，所以稱為根冠。特點(diǎn)：（1）根冠由許多排列不規(guī)則的薄壁細(xì)胞組成。根冠外層細(xì)胞因與土壤磨擦不斷的死亡脫落和解體，而分生區(qū)的細(xì)胞不斷分裂補(bǔ)充使根冠始終保持一定的形狀和厚度。（2）根冠外層細(xì)胞分泌產(chǎn)生黏液減少了根尖穿入土壤時(shí)的磨擦，有利于根的生長(zhǎng)，并促進(jìn)土壤中物質(zhì)溶解。（3）根冠前端細(xì)胞內(nèi)的淀粉體與根的向地性有關(guān)，根冠內(nèi)的高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和生長(zhǎng)素也與向地性有關(guān)。（4）除寄生性種子植物和具菌根的植物外，所有植物都有根冠。

3.伸長(zhǎng)區(qū)：位于分生區(qū)的后面，分生區(qū)產(chǎn)生的細(xì)胞逐漸停止分裂，體積增大縱向伸長(zhǎng)，細(xì)胞加速分化，出現(xiàn)了最初的篩管和導(dǎo)管。根的生長(zhǎng)是分生區(qū)細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞伸長(zhǎng)共同活動(dòng)的結(jié)果。特別是伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞的長(zhǎng)度可超過(guò)原來(lái)大小的幾十倍，伸長(zhǎng)最為顯著。

4.成熟區(qū)：這個(gè)區(qū)域內(nèi)細(xì)胞停止生長(zhǎng)，各種組織已成熟。最明顯的特征是產(chǎn)生了根毛，根毛是由表皮細(xì)胞外面突起而成。根毛長(zhǎng)0.08-1.5mm,數(shù)量很多。每平方毫米可達(dá)幾百根。根毛與土壤密切結(jié)合，增加了根與土壤的接觸面，因而增加了吸收面積，伸長(zhǎng)區(qū)和根毛區(qū)是吸收功能最強(qiáng)的部分，根毛以上的部分主要起輸導(dǎo)和支持的功能。根毛的壽命一般幾天，多者20天左右，老的不斷死亡新的根毛不斷產(chǎn)生。根尖不斷向前推進(jìn)變換位置。四根的初生結(jié)構(gòu)

由頂端分生組織經(jīng)過(guò)分裂生長(zhǎng)分化而形成根的生長(zhǎng)過(guò)程叫初生生長(zhǎng)，初生生長(zhǎng)形成的結(jié)構(gòu)叫初生結(jié)構(gòu)，包括表皮、皮層和微管柱。（一）表皮是成熟區(qū)最外面的一層細(xì)胞，由原表皮發(fā)育而來(lái)。特點(diǎn)：1、表皮細(xì)胞長(zhǎng)方柱形，細(xì)胞長(zhǎng)軸與根軸平行，排列緊密整齊，與其它部分一般的表皮相似，但是壁薄、角質(zhì)層薄、無(wú)氣孔、易透水有吸收功能。2、部分表皮細(xì)胞外壁向外突起形成根毛，增加了吸收面積。根被：有的植物的氣生根中，表皮由多層排列緊密的死細(xì)胞組成稱為根被。細(xì)胞壁有帶狀網(wǎng)狀加厚和初生紋孔場(chǎng)，具吸收保護(hù)防止水分喪失的功能。1.外皮層：皮層最外的一層細(xì)胞排列緊密無(wú)間隙成為連續(xù)的一層叫做外皮層。當(dāng)根毛脫落時(shí)，表皮被破壞，外皮層細(xì)胞壁就增厚栓化代替表皮起保護(hù)作用。2.皮層薄壁細(xì)胞：細(xì)胞大型，排列疏松，細(xì)胞間隙大，細(xì)胞圓球形，常有貯藏物質(zhì)（以淀粉居多）。（三）維管柱

微管柱是皮層以內(nèi)的部分包括中柱鞘、木質(zhì)部、韌皮部，有的植物中央有髓。維管柱由原形成層發(fā)育而來(lái)。2.初生木質(zhì)部位于根的中心，有幾個(gè)輻射狀的棱角叫木質(zhì)部的脊或束。由導(dǎo)管、管胞、木纖維和木薄壁細(xì)胞組成。細(xì)胞發(fā)育時(shí)，由外向內(nèi)逐漸發(fā)育成熟，這種方式叫外始式?？拷兄实牟课唬墒斓脑缃性举|(zhì)部，由口徑較小的環(huán)紋，螺紋導(dǎo)管組成，成熟較遲的部分稱為后生木質(zhì)部，由口徑較大的梯、網(wǎng)、孔、紋導(dǎo)管組成。這種外始式發(fā)育有利于根內(nèi)水分的橫向運(yùn)輸，因靠近皮層的地方最先形成導(dǎo)管，使由根毛吸收的物質(zhì)橫向運(yùn)輸距離最短。3.初生韌皮部位于初生木質(zhì)部的脊之間，與初生木質(zhì)部相間排列，由篩管、伴胞、韌皮纖維和韌皮薄壁細(xì)胞組成。其發(fā)育也是外始式，即原生韌皮部在外，后生韌皮部在內(nèi)。4.髓一般植物根的中央分化為后生木質(zhì)部。有的植物根中央不發(fā)育為木質(zhì)部，由薄壁組織或厚壁組織組成髓，如單子葉植物的玉米，雙子葉植物蠶豆，花生等根。小麥的初生根（主根及胚軸上的不定根）中央是一大導(dǎo)管，無(wú)髓，而次生根（徑節(jié)上的不定根）有明顯的髓。小麥（無(wú)髓）玉米五側(cè)根的形成側(cè)根包括主、側(cè)、不定根上的各級(jí)支根。1.側(cè)根的起源：側(cè)根起源于根毛區(qū)中柱鞘細(xì)胞，內(nèi)皮層不同程度的參與根原基的形成。這種由根內(nèi)部深處起源的方式稱為內(nèi)起源。2.側(cè)根發(fā)生的位置：側(cè)根發(fā)生的水平位置與初生木質(zhì)部的類型有關(guān)。

3.側(cè)根的形成：中柱鞘細(xì)胞原生質(zhì)變濃，液泡變小經(jīng)過(guò)幾次平周分裂后細(xì)胞層數(shù)增加形成突起即生長(zhǎng)點(diǎn)，生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞分裂產(chǎn)生機(jī)壓力，同時(shí)根冠產(chǎn)生分泌物，二者雙重作用突破皮層，形成側(cè)根。六根的次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)

一般的植物都有頂端生長(zhǎng)，使根莖不斷伸長(zhǎng)。裸子植物和部分雙子葉植物除頂端生長(zhǎng)外，根莖還有加粗生長(zhǎng)，使根莖不斷增粗。由于側(cè)生分生組織（形成層和木栓形成層）的分裂生長(zhǎng)，使根加粗的過(guò)程叫次生生長(zhǎng)，產(chǎn)生的維管組織和周皮稱為次生結(jié)構(gòu)。（一）維管形成層的發(fā)生及活動(dòng)1.維管形成層的發(fā)生

首先是初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間的薄壁組織，細(xì)胞質(zhì)變濃，細(xì)胞變小，恢復(fù)分裂能力形成條狀形成層，并逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展，直到木質(zhì)部脊處與中柱鞘細(xì)胞相連，緊接著位于初生木質(zhì)部脊處的中柱鞘細(xì)胞也恢復(fù)分裂參與形成層的形成。彼此相連在初木和初韌之間形成一個(gè)波浪式的形成層環(huán)，其形狀與初木相似。波浪狀形成層環(huán)形成的初期進(jìn)行不等速分裂，凹陷處分裂快凸出處分裂慢，逐漸形成正圓形形成層環(huán)，之后進(jìn)行等速分裂。1維管形成層的發(fā)生：初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間的薄壁細(xì)胞初生木質(zhì)部脊正對(duì)的中柱鞘細(xì)胞維管形成層片段維管形成層片段維管形成層環(huán)（波浪狀→圓環(huán)）次生木質(zhì)部次生韌皮部維管形成層環(huán)平周分裂外

垂周分裂

平周分裂內(nèi)2.次生結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）形成層位于木質(zhì)部和韌皮部之間主要進(jìn)行平周分裂，向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)，向外產(chǎn)生次生韌皮，次生木質(zhì)在內(nèi)，次生韌皮在外，相對(duì)排列，合稱次生維管組織.2）次生結(jié)構(gòu)中有徑向排列的薄壁細(xì)胞群，木質(zhì)部中稱木射線，韌皮部中稱韌皮射線，合稱為維管射線，因而維管組織中有軸向系統(tǒng)和徑向系統(tǒng)。3）次生結(jié)構(gòu)中以次生木質(zhì)部為主，次生韌皮部比例很小。而新產(chǎn)生的韌皮部加在舊韌皮部的內(nèi)側(cè)，外側(cè)的舊韌皮部受到內(nèi)部的壓力被擠壓遭到破壞。（二）木栓形成層的發(fā)生及活動(dòng)

由于維管形成層的活動(dòng)根不斷增粗，皮層就被擠壓撐破，皮層組織被撐破之前，中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，成為木栓形成層，木栓形成層向內(nèi)產(chǎn)生少量薄壁組織叫栓內(nèi)層，向外產(chǎn)生大量木栓細(xì)胞叫木栓層。栓內(nèi)層、木栓形成層和木栓層合稱為周皮。中柱鞘形成木栓形成層可活動(dòng)一定時(shí)期，到期終止，生成新的木栓形成層，逐漸內(nèi)移，可深達(dá)韌皮部的外方。中柱鞘細(xì)胞木栓形成層木栓層栓內(nèi)層木栓形成層周皮平周分裂外平周分裂內(nèi)垂周分裂七根瘤和菌根

共生：兩個(gè)生物體間有直接的營(yíng)養(yǎng)交流，雙方互利的關(guān)系稱為共生。高等植物與微生物的共生關(guān)系有兩種類型:根瘤和菌根（一）根瘤

豆科植物根上的瘤狀結(jié)構(gòu)叫做根瘤。產(chǎn)生：土壤中一種叫做根瘤菌的細(xì)菌自根毛侵入皮層薄壁組織中，在皮層內(nèi)迅速繁殖，同時(shí)皮層細(xì)胞受根瘤菌分泌物的刺激細(xì)胞迅速分裂，數(shù)目增加，體積膨大，形成瘤狀突起，就是根瘤。作用：根瘤菌具有固氮作用，把大氣中游離態(tài)的氮(N2)轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锬芪绽玫陌丙}(NH3)，這種作用叫生物固氮。這樣，根瘤菌從根細(xì)胞中吸收水分和養(yǎng)料，植物從根瘤菌中得到氮素。根瘤菌固氮是因?yàn)槠潴w內(nèi)具有固氮酶，固氮酶由兩種蛋白質(zhì)組成，鐵蛋白（一種含鐵的蛋白）和鐵鉬蛋白（一種含鐵和鉬的蛋白質(zhì)）。（二）菌根

許多高等植物和真菌有共生關(guān)系，這些同真菌共生的根叫菌根。有兩種類型內(nèi)生菌根和外生菌根。內(nèi)生菌根：菌絲穿過(guò)細(xì)胞壁侵入到細(xì)胞里同細(xì)胞原生質(zhì)體混在一起，在表皮和皮層細(xì)胞中能看到菌絲如蘭科植物。外生菌根：真菌的菌絲包在幼根外面或侵入皮層細(xì)胞的胞間隙中，但不侵入到細(xì)胞內(nèi)。根毛不發(fā)達(dá)，菌絲代替根毛增加根的吸收面積，如松山毛舉，鵝耳櫪等。除此之外，還有一種內(nèi)外生菌根，即表面細(xì)胞間隙和細(xì)胞內(nèi)都有菌絲，如草莓根。共生關(guān)系：真菌從植物體內(nèi)得到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，真菌供給植物水、無(wú)機(jī)鹽，促進(jìn)根細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)藏物質(zhì)的分解，增強(qiáng)呼吸作用，增強(qiáng)吸收和輸導(dǎo)作用，產(chǎn)生VB增強(qiáng)根的生長(zhǎng)。皮層內(nèi)皮層成熟的導(dǎo)管分子內(nèi)皮層細(xì)胞分化開(kāi)始分化的導(dǎo)管分子開(kāi)始分化的篩管側(cè)根發(fā)生根冠分生區(qū)伸長(zhǎng)區(qū)成熟區(qū)根冠根冠分生區(qū)伸長(zhǎng)區(qū)成熟區(qū)內(nèi)皮層皮層單子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)側(cè)根原基初生木質(zhì)部?jī)?nèi)皮層中柱鞘初生木質(zhì)部中柱鞘細(xì)胞脫分化（質(zhì)濃、液泡?。M(jìn)行切向（平周）、各向分裂，形成小突起（包括根冠和生長(zhǎng)點(diǎn)），稱側(cè)根原基，生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞進(jìn)行分裂、生長(zhǎng)、分化，側(cè)根不斷前進(jìn)，穿過(guò)皮層突破表皮