第三章根、茎、叶的内部构造——根.doc

根的内部构造
一、教学目标
1.知道根的根的形态与显微构造
2.识别根尖的各个部位
3.了解根的初生构造
4.了解侧根的形成
5.了解根的次生构造与根的显微构造

二、教学重点
1.根尖的组成
2.根尖各部分的细胞特点
3.根的次生构造
4.跟次生构造的类型
三、教学内容
（一）根尖的构造
根尖是指根的最顶端到着生根毛的这一段，为根中生命活动最旺盛的幼嫩部分。

根尖分为根冠、分生区、伸长区、成熟区等四个部分。
1.根冠：为根的最顶端，呈帽套状包被于生长锥的外围，由多层不规则排列的薄壁细胞组成，起保护根尖的作用。
2.分生区：又称生长锥，呈圆锥状具很强的分生能力。形成根的表皮、皮层和中柱。3.伸长区：位于分生区上方，此处多数细胞已逐渐停止分裂，细胞显著沿根的长轴方向延伸，因此称为伸长区。
4.成熟区：位于伸长区上方，此处各种细胞已停止生长，并多已分化成熟，故称为成熟区。最显著的特点是表皮中一部分细胞的外壁向外突出，形成根毛，所以又叫根毛区。
二、根的初生构造
直接来自于顶端分生组织中细胞的增生和成熟，使根延长的生长称为初生生长，由初生生长过程中所形成的各种成熟组织，称初生组织，由初生组织所组成的构造称初生构造。

根的初生构造由外至内可分为表皮、皮层和维管柱三部分。

1.表皮：位于根的最外围，由原表皮发育而成一般为单层细胞。细胞多为长方形，排列整齐、紧密，无细胞间隙，壁薄，非角质化，富通透性，不具气孔。部分表皮细胞的外壁向外突出，形成根毛。
2.皮层： 位于表皮内方，由基本分生组织发育而成，为多层排列疏松的薄壁细胞所组成，常有显著的细胞间隙。皮层分为外皮层、皮层薄壁组织和内皮层。

(1)外皮层为皮层最外方紧邻表皮的一层细胞，排列整齐、紧密。当表皮被破坏后，此层细胞的壁常增厚并栓质化，以代替表皮起保护作用。

(2)皮层薄壁组织 为外皮层内方的多层细胞，壁薄，排列疏松，有细胞间隙，皮层为兼有吸收、运输和贮藏作用的基本组织。

(3)内皮层为皮层最内方的一层细胞，排列整齐、紧密，无细胞间隙。

壁常增厚，可分为两种类型:
一种是在内皮层细胞的径向壁(侧壁)和上下壁(横壁)上局部增厚，增厚部分形成木质化或木栓化的带状结构，环绕径向壁和上下壁而呈一整圈，称为凯氏带。

凯氏带的宽度不一，但常远比其所在的细胞壁狭窄，故从横切面观，增厚的部分呈点状，故又称凯氏点。
另一种是内皮层细胞进一步发育，其径向壁、上下壁以及内切向壁（内壁）显著增厚，只有外切向壁(外壁)比较薄，因此横切面观时，细胞壁增厚部分呈马蹄形。

通道细胞: 在内皮层细胞壁增厚的过程中，有少数正对初生木质部束的内皮层细胞的壁不增厚，仍保持着初期发育阶段的结构，这些在凯氏带上壁不增厚的细胞称为，起着皮层与维管束间物质内外流通的作用。

3.维管柱根的内皮层以内的所有组织构造统称为维管柱，结构复杂，包括中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部三部分，有的植物还具有髓部。

(1)中柱鞘根的中柱鞘的细胞是由原形成层的细胞发育而成，具有潜在的分生能力，可以产生侧根、不定根、不定芽、部分木栓形成层和形成层等。

(2)初生木质部和初生韧皮部 为根的输导系统，在根的最内方。根维管组织中的初生维管束包括初生木质部和初生韧皮部。
根的初生构造的特点：

初生木质部和初生韧皮部相间排列，形成“辐射维管束” 。

根的初生木质部分化的顺序是自外向内逐渐发育成熟的，故称为外始式 外方为最先分化成熟的木质部，称原生木质部，导管直径较小，多呈环纹或螺纹；后分化成熟的木质部，称后生木质部，导管直径较大，多呈梯纹、网纹或孔纹。类型有：二原型、三原型、四原型、多原型
初生韧皮部发育成熟的方式也是外始式，即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。
被子植物的初生韧皮部一般有筛管和伴胞，也有韧皮薄壁细胞，偶有韧皮纤维；裸子植物的初生韧皮部只有筛胞。

一般双子叶植物的根中，中央不具有髓部。多数单子叶植物根的中央部分未分化形成木质部，则存在由薄壁细胞或厚壁细胞组成的髓部。

三、侧根的形成

无论是主根、侧根或不定根所产生的支根均统称为侧根。

形成过程：起源于中柱鞘（称为内起源）
中柱鞘细胞 进行平周分裂和垂周分裂 侧根的根原基
侧根 分裂、分化，向外突破皮层和表皮 生长锥和根冠
由于侧根起源于中柱鞘，其木质部和韧皮部与主根的维管组织直接相连，因而形成一个连续的维管系统。

侧根的发生，在同一种植物中常常是有着固定部位的。

一般情况下：
在二原型的根中，侧根发生于原生木质部与原生韧皮部之间；
在三原型、四原型的根中，侧根在正对着原生木质部的位置发生；
在多原型根中，侧恨在正对着原生韧皮部或原生木质部的位置形成。
四、根的次生构造
由于根中形成层细胞的分裂、份化，不断产生新的组织，使根逐渐加粗。这种使根增粗的生长称为次生生长，由次生生长所产生的各种组织称次生组织，由这些组织所形成的构造称次生构造。

绝大多数蕨类植物和单子叶植物的根，只有初生构造。而多数双子叶植物和裸子植物的根，可发生次生生长，具有次生构造。
1.形成层的活动及次生维管组织
当根进行初生生长时，在初生木质部与初生韧皮部之间的一些薄壁组织恢复分裂机能，转变为形成层，逐渐向初生木质部外方的中柱鞘部位发展，使相邻的中柱鞘细胞也开始分化成为形成层的一部分，形成层即由片断连接成为一个凹凸相间的环。

此后，由于在韧皮部下方的形成层分裂速度较快，次生木质部产生的量较多，因此，形成层凹入的部分大虽向外推移，致使凹凸相间的形成层环变成圆环状。

形成方式 形成部位 组成

次生木质部
形成层向内分裂产生新的木质部
加于初生木质部的外方
由导臂、管胞、木薄壁细胞和木纤维组成
次生韧皮部
形成层向外产生新的韧皮部
加于初生韧皮部的内方
由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成
次生构造维管束类型：由初生构造的木质部与韧皮部相间排列，转变为木质部在内方，韧皮部在外方的外韧型维管束。
次生木质部和次生韧皮部合称为次生维管组织，是次生构造的主要部分。 位于两个维管束之间的薄壁细胞称髓射线。
形成层在一定部位也分生一些薄壁细胞，这些细胞沿径向延长，呈辐射状排列，称维管射线。
贯穿于木质部的称木射线，贯穿于韧皮部的称韧皮射线两者合称为维管射线，具有横向运输水分和营养物质的机能。
2. 形成层的产生及周皮的形成
中柱鞘细胞恢复分生能力，形成木栓形成层，
木栓层:向外分生(可代替外皮层起保护作用)
木栓形成层 :向内分生 栓内层(栓内层细胞一般不含叶绿体，有“次生皮层”之称)
周皮：木栓层、木栓形成层、栓内层三者合称，一般根的次生构造中表皮和皮层常为周皮所代替。

应注意的是:
植物学上的根皮是指周皮这一部分，药材中的根皮类，如地骨皮、牡丹皮等，则是指形成层以外的部分，含韧皮部、皮层和周皮。
单子叶植物的根无形成层，不能加粗生长；无木栓形成层，故也无周皮，由表皮或外皮层行使保护功能。也有一些单子叶植物，如百部、麦冬等，表皮分裂成多层细胞，细胞壁木栓化，形成一种保护组织，称为"根被"。
五、根的异常构造
某些双子叶植物的根，除了正常的次生构造外，还可产生一些特有的维管束，称异型维管束，并形成根的异常构造。与初生构造、次生构造相对应，也有称其为三生构造。
常见的有两种类型：

1.第一种类型 由中柱鞘部位的薄壁细胞恢复分生能力，形成新的形成层，向外分裂产生大量薄壁细胞和一圈异型的无限外韧维管束，如此反复多次，形成多圈异型维管束，呈同心环状排列。属于这种类型的，又可分为两种情况：
(1）不断产生的新形成层环均始终保持分生能力，并使层层同心性排列的异型维管束不断增大，而呈年轮状，如商陆根。
(2）不断产生的新形成层环仅最外一层保持分生能力，而内面各层环于异型维管束形成后即停止活动，如牛膝、川牛膝的根。

2.第二种类型 由皮层中部分薄壁细胞恢复分生能力，形成多个新的形成层环，产生许多单独的和复合的大小不等的异型维管束，相对于原有的形成层环而言是异心的，形成异常构造。故在横切面上可看到一些大小不等的圆圈状的花状纹理，是其鉴别的重要特征，如何首乌的块根。