1、植 物 形 态 学,范 亚 文,概念：研究植物体内外形状和结构，器官的形成和发育；细胞、组织、器官在不同环境中以及个体发育和系统发育过程中的变化规律的科学。研究对象：营养器官：根、茎、叶繁殖器官：花、果实、种子,第一章 植物的营养器官,第一节 根一、根的生理功能： 1、吸收 2、固着和支持 3、输导 4、合成 5、贮藏和繁殖,二、根和根系的类型： （一）、根的来源和种类： 1、主根（初生根）：由胚根形成 2、侧根 （次生根）：由主根内部发出许多支根 3、不定根：茎、叶、老根和胚轴 定根：主根、侧根,（二）根系1、概念2、根系的类型： （1）直根系 （2）须根系 （三）根系在土壤中的分布 1、深
2、根系 2、浅根系,三、根尖的构造和发育（一）根尖的构造： 根冠区 ：保护、控制根 向地性 分生区： 保持分裂能 力，静止中心伸长区：伸长、分生向成 熟过渡。 成熟区：根毛，吸收和固 着。,细胞壁面与细胞分裂横向壁径向壁切向壁横分裂：分裂方向与长轴平行平周分裂：分裂方向与所在器官表面平行。新细胞呈 径向排列。垂周分裂：分裂方向与所在器官外周切线平行。新细 胞呈切向排列。,四、根的初生构造,初生生长：来自顶端分生组织的衍生细胞的增生和成熟。初生组织：初生生长过程中产生的各种成熟组织。初生结构：初生组织共同组成根的结构。,1. 表皮: 来源于原表皮。一层细胞，不具气孔。吸收， 固着。 根被：热带的兰
3、科和附生的天南星科植物的气生根。发育成多层组织，由排列紧密的死细胞组成。保护，减少水份散失。 2. 皮层: 来源于基本分生组织。 外皮层：大，壁薄，有胞间隙。无叶绿体，常含淀粉粒。有的植物有厚壁和厚角组织。 （双子叶） 一层细胞，紧密，无 胞间隙。受破坏，可栓化，起保护作用。 （单子叶）一至三层细胞，发育后期转化为厚壁的机械组织。支持、保护。 皮层：占皮层大部分。,内皮层：形状规则，长方形紧密排列。 大多数双子叶和裸子植物，根内皮层细胞的径向壁和横向壁上常有木质化和栓质化的带状加厚，并环绕一圈，称凯氏带。是根内对物质和水份有着阻碍和限制作用的结构。单子叶植物的根内皮层细胞，除外切向壁不加厚，其
4、他五面均有木质和栓质的增厚，在横切面观察呈马蹄形。增厚的内切向壁具纹孔。 还有少数位于木质部束处的一些内皮层细胞保持薄壁，不再增厚，这种细胞为通道细胞，为皮层和维管柱的交流通道，称通道细胞。,3. 维管柱：来源于原形成层。 1）中柱鞘：具有潜在分生能力的薄壁细胞，可以产生不定根、不定芽，侧根。次生生长中，可形成部分形成层和木栓形成层。 2）初生木质部：位于根的中心，呈星芒状。我们将辐射状的棱角称为脊（束）。如：萝卜2束，豌豆3束。脊数相对稳定，根据脊数不同划分为二原型、三原型、四原型和多原型。,初生木质部在分化的过程中，是由外方向内方逐渐发育成熟，按其分化成熟的顺序分为原生木质部和后生木质部。
5、 a. 原生木质部：先分化的初生木质部，位于脊处，由管腔较小的环纹、螺纹导管组成。 b. 后生木质部：后分化的初生木质部，位于中心，由管腔较大的网纹梯纹导管组成。组成：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞。功能：运输水份、无机盐。,3) 初生韧皮部：与木质部相间排列，束数与木质部相同。成熟方式为外始式，外方为原生韧皮部，内方为后生韧皮部。韧皮部组成：筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞。功能：自叶片向根部输送有机养料。,4）薄壁细胞：初生木质部和初生韧皮部之间。 双子叶：保持分生能力，转化成形成层，形成次生结构。 单子叶：始终保持基本组织状态，无形成层的分化，只有初生结构。5）髓：在多数单子叶植物和草
6、本植物中，后生木质部并没有分化到维管柱中央，而由薄壁组织形成髓。,五、侧根的形成：,1. 起源: 侧根起源于中柱鞘，是其恢复分裂能力而逐渐形成的。 内起源：像侧根起源于母根组织内部，称为内起源。,2. 形成过程:,3. 发生位置: 从根毛区开始,在根毛区之后突破外围组织。并与母根的木质部的类型有关。 二原型：发生在木质部和韧皮部或对着韧皮部 之间。 三原型、四原型：侧根发生正对 着木质部。 五原型：侧根发生正对着韧皮部。,六、根的次生生长和次生结构：,次生生长：初生结构成熟后，在初生木质部和初生韧皮部之间有一种侧生分生组织，即形成层发生，并不断分裂、生长和分化使根的维管组织数量增加，进而使根加
7、粗的生长过程，为次生生长。次生结构：次生生长所形成的结构。,（一）形成层的形成及其活动：,（二）形成层活动结果： 次生木质部、次生韧皮部。成分与初生结构相同。 维管射线：径向排列的薄壁细胞，贯穿木质部，为木射线。贯穿韧皮部为韧皮射线。 轴向运输系统：木质部、韧皮部 径向运输系统：射线,根形成层所形成的次生结构的特点：1）次生维管组织中，次生木质部居内，次生韧皮部在外，中间是始终保持分裂能力的形成层。维管组织是新产生的组织，它使维管组织内的运输系统有了轴向和径向之分。2）形成层细胞的分裂除切向分裂外，还有其他方向的分裂，这样，使形成层的周径扩大。3）次生结构中，以次生木质部为主，其所占的比例非常
8、大，而次生韧皮部所占比例比较小。,（三）木栓形成层的产生及周皮的形成： 根的中柱鞘细胞恢复分裂能力形成木栓形成层，属于侧生分生组织。 向外 木栓木栓形成层切向分裂 向内 栓内层,周皮： 1、木栓：不透水，不透气；排列紧密的死细胞，代替皮层起到保护作用 2、栓内层：由薄壁细胞构成。 3、木栓形成层：侧生分生组织。 周皮可以防止水份散失和病虫害的侵袭。 在多年生的植物中，维管形成层和木栓形成层的活动都是逐年发生的。木栓形成层最早发生在中柱鞘细胞，以后随着木栓形成层的发生逐年向内推移，可达到次生韧皮部的外方，这样根的外方始终有新的周皮代替死亡脱落的部分。,原表皮 表皮 外皮层 顶端分生组织 基本分生
9、组织 皮层 皮层 木栓 （根尖） 内皮层 木栓形成层 周皮 次生韧皮部 栓内层 中柱鞘 原形成层 中柱 薄壁细胞 维管形成层 维管射线 初生木质部 初生韧皮部 次生木质部 髓（有或无） 初生结构 次生结构,七、根瘤和菌根,共生：两个生物间相互有利的共居关系。（一）根瘤： 1、概念：在大豆、豌豆、花生等豆科植物的根上常有一些瘤状结构，是由于一些细菌侵入根内部而形成的，称为根瘤。,2、形成： 根瘤菌 根毛 皮层 分泌刺激物质 皮层细胞迅速分裂 体积膨大 根瘤 （含豆血红素） 3、生活方式及作用： 两者为共生关系。 根瘤菌从豆科植物的皮层细胞吸收水份和养料。 根瘤菌利用固氮酶把空气中游离的氮转变成含
10、氮化合物（固氮），供植物吸收利用。 4、意义： 根瘤菌不但将含氮化合物供植物生活所需，还能分泌含氮物质到土壤，增加土壤肥力。,（二）菌根 1、概念：植物的根与土壤中的真菌共生，称为菌根。 2、类型： a. 外生菌根：真菌的菌丝包围在幼根的外面或侵入到表皮和皮层细胞的 间隙中，而不侵入到细胞内部，称外生菌根。 这时植物根系不发达，菌丝代替了根毛，扩大根的吸 收面积，提高根的吸收效率。如：松、毛白杨。 b.内生菌根：真菌的菌丝通过细胞壁进入细胞内部，与细胞的 原生质混在一起。在显微镜下观察，表皮、皮层 细胞内遍布菌丝，为内生菌根。这时，根仍具有根毛。 作用：促进根内物质的运输及吸收。如：银杏、葱、 葡萄、 核桃。 c. 内外生菌根：真菌的菌丝不仅生长在植物幼根的表面，也侵入到 细胞 内部和细胞间隙。称内外生菌根。 如：草莓。,3、相互关系与意义： 两者共生。真菌吸收的水份、无机盐 有机物 植物 植物制造的有机养料、氨基酸 真菌 真菌分泌多种水解酶，促进根周围有机物质的分解。还能分泌维生素， 刺激根系的发育。,
