1、根的结构,一、根的生理功能根是植物适应陆地生活，一般分布于地下的营养器官。一株植物地下所有的根总称为根系。,根系的主要生理功能：吸收土壤中的水和溶解在水中的无机营养物；固定植物；储藏营养物和利用不定芽进行繁殖；某些氨基酸和植物碱的合成；根系分泌物造成的根系微生物可增强植物的代谢、吸收和抗病等。,返 回,二、 根的形态 1. 定根(normal root)和直根系(tap root system)种子植物的第一个根是种子内的胚根突破种皮而形成的，称为主根(main root)或直根。根产生的各级分支都形成侧根(lateral root)。主根和侧根都有一定的发生位置，因此又合称为定根。直根系：凡
2、主根粗壮发达，主根和侧根有明显区分的根系称为直根系。,2. 不定根(adventitious root)和须根系 (fibrous root system) 由植物的茎、叶、老根等处形成的根叫不定根。须根系主要是由茎基部产生的不定根组成的根系。它的主根生长缓慢或停止生长。 如水稻，小麦，玉米等。,返回,三、根的结构 （一）根尖分区从纵切面看，根尖从顶端起可依次分为根冠、分生区、伸长区和根毛区(成熟区)四个区。,1. 根冠 (root cap)位置：根的尖端 形态：一般为圆锥形 组成：排列不规则的薄壁细胞组成 作用：保护根的顶端分生组织和帮助正在生长的根较顺利地穿越土壤并减少损伤； 根冠中淀粉体
3、的作用：平衡石的作用，使根垂直生长。,2. 分生区 (meristematic zone) 分生区也称为生长点，大部分被根冠包围。分生区由一群分生组织细胞组成。分生区前端由具有持续分裂能力的原分生组织组成，后面由初生分生组织组成。初生分生组织由原分生组织分裂而来，细胞分裂能力逐渐减弱，并进行初步分化。,3. 伸长区 (elongation zone) 伸长区基本上属于初生分生组织，但向着根毛区方向分裂活动愈来愈弱，细胞普遍伸长，出现明显液泡。细胞分化程度逐渐加深，靠近根毛区端相关筛管和导管先后出现。,4. 成熟区（maturation zone）根毛区表面密被根毛，增大了根的吸收面积，是根吸收
4、水和无机盐的主要部位。位置: 紧接着伸长区，表皮常着生根毛； 特点: 各种细胞已停止生长并分化成熟； 根毛: 表皮细胞外壁延伸而成，呈管状；作用: 根的吸收。,四、植物对矿质元素的吸收,大致分为两步: 离子被吸附在根系细胞的表面 离子进入根部导管,第一步：根部细胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO2溶于水生成H2CO3， H2CO3能解离出H+和HCO3-离子，这些离子可作为根系细胞的交换离子，同土壤溶液中的离子进行离子交换,根系吸收溶质的部位： 主要在根毛区：表面积大，输导组织发育完全，易吸收并转运,根部对溶液中矿质元素的吸收过程,第二步：离子从根表面进入根导管的途径有质外体和共质体两种途径。
5、,离子是如何从木质部薄壁细胞释放到导管或管胞的？ 释放的机理可以是被动的，也可以是主动的，并具有选择性。但主要是通过离子通道和质膜H+-ATP 酶等主动过程调节完成的。,根部对吸附在土壤胶体上的矿质元素的吸收,直接交换吸附（接触交换）：当根部与土壤胶粒的距离小于离子振动的空间时，离子可进行直接的接触交换而吸附。 间接交换吸附（两次交换）：根部细胞表面的H+和HCO3- 与周围溶液中阴阳离子进行交换进入溶液，再与土壤表面的矿质阴阳离子进行交换，使矿质阴阳离子进入溶液，原后可被根吸附,植物吸收矿质元素的特点,三个特点： 对盐分和水分的相对吸收 离子的选择吸收 单盐毒害和离子对抗,离子的选择吸收 离
6、子的选择吸收是指植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子吸收的比例不同的现象。 1、生理酸性盐： 2、生理碱性盐：3、生理中性盐,生理酸性盐 Physiologically acid salts 由于植物的选择吸收, 引起阳离子吸收量大于阴离子吸收量,使溶液变酸的这一类盐，称生理酸性盐。 如：NH4Cl、NH4SO4、KCl、CaCl等,生理碱性盐 Physiologically alkaline salts 植物对阴离子的吸收量大于阳离子的吸收量,使溶液pH上升的这一类盐，称生理碱性盐； 如Ca(NO3) 2、KNO3。,生理中性盐 Physiologically neutral s
7、alts 植物对其阴阳离子的吸收相等，不因植物的吸收引起溶液pH改变的盐类称生理中性盐， 如NH4NO3 。,单盐毒害和离子对抗,单盐毒害：培养液中只有一种金属离子而对植物起毒害作用，即使这种元素是植物所必需的,在单盐培养液中加入少量的含其他金属离子的盐，就能减弱或消除单盐毒害，这种离子间相互消除单盐毒害的现象,称离子对抗。,平衡溶液(balanced solution)含有适当比例的各种植物必需元素和pH值，能使植物生长发育良好的溶液。 完全培养液、绝大多数的土壤溶液、海水等均为平衡溶液。,植物吸收水分和吸收矿质元素离子的比较,渗透作用,交换吸附和主动运输,细胞内外溶液的浓度差；蒸腾拉力,A
8、TP,不需,细胞膜上运载离子的载体,1、矿质元素要溶解在水中，才能被根吸收,2、水参与交换吸附时离子的生成,4、矿质元素是随着水分在植物体内运输,3、矿质元素被根细胞吸收后，又会影响细胞液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收,5、吸收的活跃区域相同,均为成熟区细胞,实验证明: 植物的吸水量与离子的吸收量不呈同步正比关系 植物对离子的吸收有选择性 植物对离子的吸收速率远比吸水慢 呼吸抑制剂抑制离子的吸收,却不抑制水的吸收 离子的吸收有载体饱和效应,结论:植物对矿质元素的吸收和对水分的吸收是两 个相对独立的过程.,根瘤与菌根 有些土壤微生物能侵入某些植物根部，与宿主建立互助互利的共生关系。种子植物和
9、微生物之间的共生关系，最常见的为根瘤和菌根。,根瘤 根瘤细菌侵入豆科植物根部细胞而形成的瘤状共生结构。,豆科植物的根瘤形成过程如下：豆科植物根分泌一些物质吸引根瘤菌到根毛附近，随后根瘤菌产生分泌物使根毛卷曲、膨胀，并使根毛顶端细胞壁溶解，根瘤菌经此处侵入根毛，并在根毛中滋生，聚集成带，其外被黏液所包，同时根毛细胞分泌纤维素包在菌带和黏液外方形成管状侵入线。根瘤菌沿侵入线侵入根的皮层，并迅速在该处繁殖，促使皮层细胞迅速分裂，形成根瘤。,根瘤菌的形态:呈棒槌形,T形,Y形。,根瘤的形成,共自生固氮菌,根瘤菌侵入相应豆科植物根,根瘤菌繁殖,刺激根薄壁细胞分裂,形成根瘤,菌根 高等植物的根与某些真菌的共生体。菌根有外生菌根、内生菌根和内外生菌根。,1、外生菌根真菌的菌丝大部分生长在幼根的表面，形成菌根鞘，只有少数菌丝侵入表皮和皮层细胞的间隙中，但不侵入细胞的原生质中。具有外生菌根的根，其根毛不发达或没有根毛，菌丝在根尖外面代替根毛的作用。,2、内生菌根,真菌的菌丝，通过表皮进入皮层的细胞腔内，菌丝在细胞内盘旋扭结。如兰科、桑属、银杏有这种菌根。,3、内外生菌根植物幼根的表面和生活细胞内均有真菌的菌丝存在，如柳属、苹果等。,返 回,
