植物的根 作业应急

根是植物地下部分的营养器官具有吸收、固着、输导、合成、储藏、繁殖 和分泌等功能，本图是有关植物根的思维导图 更方便您的学习。

植物的根

• • 什么是根
    • 根是植物地下部分的营养器官具有吸收、固着、输导、合成、储藏、繁殖 和分泌等功能
  • 作用
    • 吸收作用
      • 根的主要功能是吸收土壤中的水和无机盐。植物体内所需要的物质，除一部分由叶和幼嫩的茎从空气中吸收外，大部分都是由根从上壤中吸取。
    • 固着和支持作用
      • 高大植物庞大的地上部分之所以能巍然屹立，是因其具有反复分枝、深入士壤的庞大根系以及根内发达的机械组织、维管组织的共同作用的结果
    • 输导作用
      • ，由根吸收的水分和无机盐，通过根的维管组织输送到茎、枝和叶，而叶所制造的有机养料，经过枝、茎输送到根，再经根的维管组织输送到根的各部，维持根的生长和生活的需要。
    • 合成作用
      • 已知根中能合成构成蛋白质所必需的多种氨基酸，还能合成生长激素和植物碱这些生长激素和植物碱对植物地上部分的生长、发育有着较大的影响。
    • 储藏和繁殖作用
      • 根内的薄壁组织较发达。能心藏有机物质。不少植物的根能产生不定芽进行营养繁殖。如根扦插和造林中的林地更新。
    • 分泌作用
      • 用 根的分泌作用越来越被人们所重视。根能分泌近百种物质，包括糖类、氨基酸有机酸、维生素、核甘酸和酶等。这些分泌物可减少毅在生长过程中与土壤的摩擦力，形成促进吸收的表面;也能对他种植物生长产生刺激物或毒素，
• • 共生根和寄生根
    • 共生根
      • 根瘤
        • 。根瘤是土壤中的一种细菌，即根瘤菌，侵人根内而产生的共生体。根瘤菌由根毛侵入根的皮层，在皮层细胞内迅速分裂繁殖，同时，皮层的细胞因受到根瘤菌分泌物的刺激也迅速分裂，产生大量新细胞，使皮层部分的体积 膨大，形成根瘤
        • 根瘤菌最大的特点是具有固氮作用。根瘤菌中的固氮酶能将空气中的游离氮(N)转变为氨(NH;)，为植物的生长发育提供可以利用的含氮化合物。同时，根瘤菌也从根的皮层细胞中摄取其生活所需的水分和养料
      • 菌根
        • 外生菌根
        • 内生菌根
    • 寄生根
  • 根的次生生长和次生结构
    • 维管形成层的发生及其活动
      • 生长最先发生的部位是在初生韧应内这些薄壁细胞由初生分生组织的分化成熟，通过脱分化，恢复其薄壁细藏具育的分裂能力。
      • 维管形成层形成后，主要进行切向分裂。向内分裂产生的细胞形成新的次生木质部，加添在初生本质部的外方，向外分裂产生的细胞形成新的次生韧皮部，加添在初生韧皮部的内方。
    • 木栓形成层的发生及其活动
      • 使根不断增粗，表皮和皮层因受到内部组织的增加而破坏和剥落。与此同时，根的中柱鞘细胞恢复分裂能力，形成木栓形成层
      • 木栓形成层主要进行切向分裂向外分裂的细胞多，成熟后细胞壁均栓质化增厚称木栓层(phellem或cork)，向内分裂1~2次，形成1~2层薄壁细胞，称栓内层(phelloderm)，木栓形成层和它分裂所形成的木栓层和栓内层共同构成根的次生保护组织一一周皮(periderm)。
      • 最早的木栓形成层产生于中柱鞘。但随着根的不断增粗，原来的周皮不能永久保存，新的本栓形成层将不断产生，其发生位置可逐年向根的内方推移，甚至可达次生韧皮部，由次生韧皮部的薄壁细胞产生
  • 侧根的形成
    • 内起源
      • 根原基细胞的分裂、生长，逐渐分化出侧根的根冠和生长点。生长点细胞的分裂、生长所产生的力和根冠分泌的物质溶解母根的皮层和表皮细胞，使根顺利穿越皮层和表皮，伸人土上壤中。由于侧根起源于母根的中柱鞘发生于根的内部
    • 侧根发生于中柱鞘，其维管组织与母根维管组织是相连的，它们之间在形态和生理上都有着密切的联系。切断主根能促进侧根的产生和生长，因此，在农、林、园艺工作中，利用这个特性，在移苗时常切断主根，促进更多侧根的发生，确保根系生长旺盛，从而使整个植株更好地生长
  • 根的初生组织
    • 表皮
      • 表皮是由初生分生组织的原表皮发育而来，通常为一层细胞组成，壁薄，角质层薄，不具气孔,大部分细胞的外壁向外突起延伸成根毛，只有水生植物和少量的旱生植物没有根毛，如洋葱。表皮是根吸收水和无机盐的部位，根毛的存在大大扩大了根的吸收表面积，因此，根的表皮是一种吸收组织
    • 皮层
      • 皮层是由初生分生组织的基本分A成，在根的初生结构中古相当大的部分，由多层薄壁细胞组成，排列疏松，细胞间有显著的胞间隙。皮层最外层细胞较小，排列紧密，称外皮层exodermis)，当表皮破坏后，外皮层能代替表皮起保护作用。
      • 皮层最内层细胞紧密排列，无胞间隙，称内皮层(endodermis)。细胞的横向壁和径壁上有一条带状木质化和栓质化增厚的结构，环绕成一圈称凯氏带(casparian strip)(图3-5)。在横切面上相邻两个内皮层细胞的径向壁上则呈现点状结构，称凯氏点(casparian dots)。凯氏带形成后，细胞之间、胞壁间和壁与质膜之间因渗人木质素和栓质素等脂类物质，在电子显微镜下可见这部分的结构紧密、厚实，通过质壁分离实验显示质膜与凯氏带不易分离，有极强的联系
      • 由于凯氏带的存在，皮层胞壁间的运输只能到凯氏带处终止、所有通过皮层运输到维管柱的水分和溶质，都要经过内皮层细胞质膜的选择透性。
    • 维管柱
      • 中柱鞘
        • 中柱鞘是维管柱的最外层，细胞排列紧密，壁薄、少数单子叶植物为厚壁，分化程度较低，通常有一至多层细胞组成。中柱鞘细胞保持着潜在的分生能力、侧根、木栓形成层和部分维管形成层等都是中柱鞘细胞恢复分生能力而产生的。
      • 根的初生维管组织
        • 初生木质部
        • 初生韧皮部
      • 薄壁细胞
        • 在初生本质部和初生韧皮部之间保留着一此薄壁组织，这些薄壁组织在以后的次生生长中起着重要的作用
  • 根尖的发育
    • 顶端分生组织
      • 第一种类型
        • :第一种类型是成熟根中的维管柱(vascular cylinder)、皮层(cortex)和根冠(rootcap)，都可追溯到顶端分生组织中的各自独立的3个原始细胞(initial cel1)层，而表皮(epidermis )却是从皮层的最外层分化出来的(图3-2a)，或者表皮和根冠起源于同一群原始细胞(图3-2b);
      • 第二种类型
        • 第种类型是所有各区，或者至少是皮层和根冠，都是集中在一群横向排列的细胞中，起源于共同的原始细胞层(图3-2c)，这种类型在系统发育上较为原始。什么是原始细胞?原始细胞是分生组织中的某些细胞，通过分裂，不断地产生新细胞，一些细胞加人到植物体中成为新的体细胞，另一些细胞仍保留在分生组织中，这些经过不断更新始终保留在分生组织中具分生能力的细胞，称为原始细胞。
    • 根尖的结构和发育
      • 根冠区(rootcap zone/
        • 根冠是根尖的最先端，是根特有的结构，由近于等轴的薄壁细胞不规则排列构成帽状的结构，套在根分生区的外方。
        • 大多数植物的根生长在土壤中，幼嫩的根尖不断向土壤深处生长遇到沙砾容易受到伤害，根冠套在分生区的外面使分生区得到很好的保护。
        • 根冠的细胞含有较多的高尔基体。具很强的分泌功能，高尔基体所形成的囊泡通过质膜释放到胞壁外
      • 分生区(meristematic zone)、
        • 原分生组织
          • 原分生组织位于前端，由最先形成的原始细胞(胚性细胞)和最初衍生的细胞组成。这些细胞小、等轴，很少分化;
        • 初生分生组织
          • 初生分生组织位于原分生组织后方，由原分生组织细胞衍生而来，这些细胞在分裂的同时开始出现了分化，在细胞的形状、大小等方面出现了差异，分化成原表皮、基本分生组织和原形成层3部分。
            • 原表皮
            • 基本分生组织
            • 原形成层
          • 分生组织的细胞具有各种不同方向的分裂，为了便于掌握有关组织结构中细胞的壁面、分裂和排列等的方向，现就有关名词简述如下
            • :就细胞壁面方向而言，假定细胞是方形立体的，它的壁面方向按在器官中的位置，
              • 内、外切向壁
              • 左、右径向壁
              • 上、下横向壁
            • 就细胞分裂方向而言，由于根是柱状器官，因此，按细胞分裂方向与圆周、根轴的关系，可有
              • 切向分裂
                • 切向分裂(弦向分裂，tangential division)是细胞分裂与根的圆周切线相平行，也称平周分裂(periclinaldivision)，分裂的结果是增加细胞的内外层次、使器官加厚，它们的子细胞的新壁是切向壁
              • 径向分裂
                • 径向分裂(radial division)是细胞分裂与根的圆周切线相垂直，分裂的结果是组成圆周的细胞增加。使器官增粗，新壁是径向壁。横向分裂transversedivision)是细胞分裂与根轴的横切面相平行，分裂的结果是加长纵向行列的细胞数，使器官伸长，新壁是横向壁。按上述情况，细胞的分裂方向也可以按形成的新壁方向为依据
              • 横向分裂
                • 。径向分裂和横向分裂也称垂周分裂(anticlinal division)，但侠义的垂周分裂一般只指径向分裂。就细胞排列而言，由于细胞排列方向与新壁的壁面方向垂直，因而有切向排列、径向排列和纵向排列之分。切向排列或左右排列，是径向分裂的结果，新壁必然是径向的;径向排列或内外排列，是切向分裂的结果,新壁是切向的;纵向排列或上下排列是横向分裂的结果，新壁是横向的
      • 伸长区(elongationzone)
        • 伸长区位于分生区和成熟区之间，由分生区分裂的细胞在伸长区部分逐渐分化，在体积上沿根的长轴显著地延伸，因此称为伸长区。根的长长是分生区细胞的分裂、增大和伸长区细胞的延伸共同实现的。细胞分裂、伸长等的活动产生的力将根不断地向土壤深处推进，吸收不同深度土层的水分和无机盐
      • 成熟区(maturation zone)
        • 成熟区紧接在伸长区后，细胞停止生长，并分化成各种初生成熟组织。成熟区显著的特征是表皮细胞的外壁向外突出延伸形成根毛roothair)，因此又称根毛区
  • 根和根系的类型
    • 主根，侧根和定根，不定根
      • 定根
        • 主根
          • 种子萌发时，最先突破种皮的是胚根，由胚根生长、发育形成的根为主根，又称初生根
        • 侧根
          • 主根生长到一定长度后在主根上会形成分枝，分枝上再形成分枝，依此类推，这种由主根上产生的各级分枝称侧根
      • 不定根
        • 有些植物在一定的生长环境下，或由于主根生长受损，或主根生长很短时间停止生长，由胚轴、茎、叶或老根等不同部位产生粗细较均匀的根，这种不发生于主根的根，称为不定根，侧根和发生位置不灾不定根又称为次生根。
    • 直根系和须根系
      • 直根系
        • 直根系的特点是主根粗壮，大多主根生长是占优势的，主要由定根组成,形态上明显可见粗壮的主根和逐渐变细的各级侧根的根系，裸子植物和大多数双子叶植物的根是直根系类型。
      • 须根系
        • 须根系的特点是主根生长缓慢或停止生长，根系主要由不定根和侧根组成，形态上可见根的粗细较均匀，呈从生状态，单子叶植物如小麦、水稻、玉米、甘蔗等禾本科植物的根都属须根系类型。