植物的营养器官.

3植物的营养器官教学目的：1、了解根、茎和叶三种营养器官的生理功能及其利用2、了解根系的类型、根瘤和菌根及其意义3、理解根尖和茎尖的发育过程4、理解侧根的发育过程5、掌握植物茎和叶的形态特征6、掌握根、茎和叶的基本结构特征7、掌握根、茎、叶的变态类型8、掌握侧根的形成9、理解落叶及其意义10、理解营养器官间的相互联系教学重点：1、根的初生结构和次生结构2、茎的初生结构和次生结构3、叶的形态基本结构4、营养器官的变态类型3.1根和根系的类型按来源分：主根(mainroot)与侧根(lateralroot)按发生部位分：定根(normalroot)与不定根(adventitiousroot)根系(rootsystem)直根系(taprootsystem)与须根系(fibrousrootsystem)3．1根的形态、生理功能和经济利用影响根系在土壤中生长与分布的因素：植物自身的遗传特性生长的环境条件3.1.2.1根尖的分区与结构根冠(rootcap)分生区(meristematiczone)伸长区(elongationzone)成熟区（maturation）3．1．2根的初生生长和初生结构根冠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的穿越土壤并减少损伤根冠中淀粉体的作用：平衡石的作用，使根垂直生长根冠中的“平衡石”——淀粉粒的分布分生区位置位于根冠内方作用不断进行细胞分裂增生细胞向前方---形成根冠细胞向后方---经过细胞的生长、分化、逐渐形成根的各种组织原始细胞与不活动中心原始细胞的概念经过不断更新始终保留在分生组织中具分生能力的细胞不活动中心(quiescentcentre)根尖远端的一群原始细胞不常分裂，大小变化很小，合成核酸和蛋白质的速率很低，组成的一个区域不活动中心伸长区位置分生区稍后方的部分特点细胞分裂已逐渐停止，体积扩大，细胞显著的沿根的方向延伸成熟区位置紧接着伸长区，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，是根的特有结构，呈管状，角质层极薄，不分支作用根的吸收3．1．2．2根的初生结构初生生长(primarygrowth)：植物体的生长，直接来自顶端分生组织的衍生细胞的增生和成熟的整个生长过程初生组织(primarytissue)：初生生长过程中产生的各种成熟组织表皮(epidermis)：保护组织初生结构皮层(cortex)：薄壁组织为主维管柱(vascularcylinder)：输导组织为主(primarystructure)双子叶植物根的初生结构表皮：初生保护组织；一般一层细胞，兰科有复表皮（根被）；相对于地上器官的表皮角质化程度低，没有气孔，有的细胞特化为根毛；皮层：由多层薄壁细胞组成，分三层，内层为内皮层；内皮层上有凯氏带和通道细胞中柱（维管柱）：由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部、薄壁细胞组成；中柱鞘、薄壁细胞具有潜在分化能力，能进行次生生长。初生木质部和初生韧皮部相间排列，外始式发育方式。兰科根根被北细辛根的凯式带毛茛幼根棉花幼根蚕豆幼根桑的幼根禾本科植物根的解剖结构特点表皮：一层细胞组成皮层：多层细胞组成，外层细胞在老根时木栓化可起到保护作用；其凯氏带和通道细胞与双子叶植物的不同中柱：由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部、薄壁细胞组成；中柱鞘、薄壁细胞没有潜在分化能力，不能进行次生生长；多原型。玉米小麦根水稻根玉米根玉米根根初生结构的特点总结表皮特化产生根毛内皮层特异性的加厚，形成凯氏带维管柱：包括中柱鞘、初生维管组织，有的植物的根有髓中柱鞘具有潜在的分裂能力初生木质部和初生韧皮部相间排列初生木质部与初生韧皮部均为外始式发育方式，原生在外，后生在内原、后生木质部导管（或管胞）类型有差别3．1．2．3侧根的形成侧根(lateralroot)不论是主根、侧根或不定根所产生的支根。形成起源于根的中柱鞘。内起源(endogenousorigin)发生于根的内部组织。主根与侧根的联系主根切断后促使侧根的发生与生长。侧根的发生二原型、三原型、四原型、多原型根侧根的发生位置与不同类型根的关系示意图蚕豆侧根的形成讨论移栽树苗时，切断了主根为什么此树还能存活？3．1．3根的次生生长与次生结构维管形成层的发生和它的活动木栓形成层的发生和它的活动根的次生生长：当根发育到一定程度，其侧生分生组织发生并进行分裂活动，经过分裂、生长、分化而使根的维管组织数量增加，使根加粗，同时也形成次生保护组织的过程。根的次生结构：次生生长过程中产生的次生维管组织和周皮，共同组成根的次生结构。维管形成层的发生维管形成层形成的次生结构特点1.次生维管组织内，次生木质部居内，次生韧皮部居外，相对排列2.形成层每年向内、外增生新的维管组织，使根的直径不断增大3.次生结构中以次生木质部为主，而次生韧皮部所占比例较小4.具有木射线和韧皮射线组成的维管射线木栓形成层的发生和它的活动根中最早的木栓形成层源于中柱鞘细胞木栓形成层属于次生分生组织和侧生分生组织A.葡萄根中的木栓形成层由中柱鞘发生4.木栓形成层6.木栓层7.栓内层8.周皮9.韧皮部棉花老根棉花老根的形成层棉花老根的木栓形成层苹果老根常春藤气生根根中组织分化的过程小结根瘤概念豆科植物等的根上各种形状的瘤状突起。产生根瘤菌由根毛侵入根的皮层内，因根瘤菌分泌物的刺激产生大量新细胞，使皮层部分的体积膨大和凸出，形成根瘤。特点具有固氮作用，可以把空气中的游离氮（N2）转变为氨（NH3）N2NH3意义具有固氮作用。3．1．4根瘤与菌根根瘤菌根形成种子植物根与真菌共生类型外生菌根(ectotrophicmycorrhiza)内生菌根(endotrophicmycorrhiza)内外生菌根意义具菌根的植物在没有相应的真菌存在时，就不能正常生长或种子不能萌发讨论除了根瘤菌具有固氮作用外，还有那些也能起此作用？3．1．5根的生理功能和经济利用生理功能吸收、支持与固着、输导、合成和转化、分泌、储藏、繁殖经济利用食用、药用、工业原料变态定义由于功能的改变所引起的植物器官的一般形态和结构上的变化称为变态功能改变引起形态结构变化自然选择的结果具遗传性根的变态贮藏根气生根寄生根贮藏根作用贮藏养料、越冬类型肉质直根：主根与下胚轴例如：萝卜、胡萝卜等块根：不定根或侧根例如：甘薯、大丽花等萝卜与胡萝卜的肉质直根白萝卜幼根胡萝卜老根甜菜的肉质直根甜菜老根甘薯块根横切面一部分气生根气生根：生长在地面以上空气中的根支柱根（proproot）：玉米，榕树类型攀援根(climbingroot)常春藤、络石呼吸根(respiratoryroot)：红树，水松吊兰气生根寄生根（吸器）寄生根（parasiticroot）以茎紧密的回旋缠绕在寄主茎上，叶退化成鳞片状，营养全部依靠寄主，并以突起状的根伸入寄主茎的组织内，彼此的维管组织相通，吸取寄主体内的养料和水分，这种根称为寄生根，也称吸器（haustorium）菟丝子幼苗菟丝子寄生在柳枝上3．2茎的形态、生理功能和经济利用3．2．1茎的形态特征茎（stem）是植物地上部分的轴，包括主茎和各级分枝3．2．1．1茎的外形：一般圆柱形有节和节间：节和节间有种间差异；枝有长和短之分节处有叶和芽、叶痕和芽鳞痕长枝与短枝3．2．1．2芽（bud）的概念和类型芽：是幼态而未伸展的枝，花或花序，即是未发育成长的枝或花的雏体。芽的类型按芽在枝上的位置分：定芽(normalbud)和不定芽(adventitiousbud)按芽鳞的有无分：裸芽(nakedbud)和被芽(protected)按芽将形成的器官性质分：枝芽、花芽和混合芽(mixedbud)按芽的生理活动状态分：活动芽(activebud)和休眠芽(dormantbud)3．2．1．3茎的生长习性直立茎（erectstem）缠绕茎（twiningstem）攀援茎（climbingstem）匍匐茎（creepingstem）观察爬山虎茎的外部特点，为什么能沿墙壁生长？生长在墙壁上的是植物体的哪一部分？3．2．1．4分枝的类型分枝：主干，侧枝单轴分枝（monopodialbranching）合轴分枝（sympodialbranching）假二叉分枝（falsediachotomousbranching）二叉分枝(diachotomousbranching）单轴分枝（顶芽不断向上伸展而成）合轴分枝（侧芽代替顶芽生长）假二叉分枝（具有对生叶的植物生长方式）二叉分枝：原始，低等讨论农业上的摘心和整枝是利用了茎的什么特性来获得高产的？3．2．1．5禾本科植物的分蘖分蘖（tiller）:禾本科的植物由地面下和近地面的根状茎上产生腋芽，以后腋芽形成具不定根的分枝。这种方式的分枝成为分蘖。讨论：分蘖发生的是否有利于植物的生长？3．2．2、茎尖及其发育3．2．2．1顶端分生组织原分生组织(promeristem)初生分生组织（primarymeristem）茎的发育源于：顶端分生组织组织原学说(histogentheory)原套-原体学说(tunica-corpusthory)细胞学分区概念(conceptofcytologicalzonation)3．2．2．1顶端分生组织的几种理论组织原学说原套原体学说细胞组织分区学说3．2．2．2叶和芽的起源叶的起源:叶原基;裸子植物和双子叶植物起源于顶端分生组织表面的第二或第三层细胞;单子叶植物起源于表层细胞芽的起源:顶芽起源于胚芽,腋芽发生在第二或第三叶腋,一般起源于第三层细胞不定芽的起源:有内起源和外起源黄杨茎尖纵切3．2．2．4茎尖的分区分生区伸长区成熟区3．2．3茎的初生结构3．2．3．1双子叶植物茎的初生结构表皮皮层维管束维管柱髓射线髓向日葵幼茎表皮由原表皮发育而来单层细胞，不具叶绿体，高度液泡化外切向壁厚，角质化，具角质层。气孔毛状体附属物皮层多层细胞，由基本分生组织分化而来细胞类型：厚角细胞：紧接表皮厚壁细胞：石细胞，纤维薄壁细胞为主，贮藏有营养物质，近表皮部分含叶绿体内皮层：一般无（除水生植物茎和地下茎之外）。淀粉鞘：南瓜等水生植物：通气组织维管柱维管束(bundle)髓(pith)髓射线(pithray)维管束源于原形成层排列方式：成一轮木质部与韧皮部的排列方式：与根不同维管束的类型：无限维管束与有限维管束外韧，双韧，周韧，周木维管束同心维管束南瓜茎识别此图，说明各个组成部分。（1）初生韧皮部功能：运输有机养料组成：筛管伴胞韧皮薄壁细胞韧皮纤维发育方式：外始式（2）初生木质部功能：运输水分和无机盐组成：导管、管胞木薄壁细胞木纤维发育方式：内始式管胞兼具导管和纤维的功能（3）维管形成层位置：初生木质部和初生韧皮部之间性质：潜在的分生组织。讨论：为什么禾本科植物的茎秆不能增粗？（4）髓和髓射线髓：源于基本分生组织髓射线（初生射线）：源于基本分生组织环髓带：髓外小型壁厚的细胞组成髓腔：识图：判别图的各个部分向日葵茎3．2．3．2裸子植物茎的初生结构特点初生结构与双子叶植物相似与双子叶植物的主要区别：木质部：管胞韧皮部：筛胞全为木质茎常有树脂道3．2．3．3禾本科植物茎的结构外形特征组织结构：表皮：来自表皮原，是保护组织基本组织：来自基本分生组织，有机械组织和薄壁组织维管束：两轮或散生；有限维管束；有气腔髓腔：如小麦和玉米气孔器：保卫细胞与副卫细胞构成玉米茎的结构玉米茎小麦茎水稻茎高粱茎禾本科植物与双子叶植物茎结构的区别1、表皮由长细胞和短细胞组成，组成气孔的保卫细胞哑铃形。2、无明显的皮层、髓射线和髓等结构。3、维管束散生或排成二轮，不排成一轮4、没有束中形成层，维管束是有限维管束单子叶植物中的特例：竹茎外形特征：竿竹壁节间中空组织结构：表皮:是竹壁的最外一层细胞，由长形细