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第三章种子植物的营养器官第一节根一、根的生理功能和经济利用二、根和根系的类型三、根尖的结构四、根瘤和菌根五、根的变态第三章种子植物的营养器官一、根的生理功能第一节根1、吸收作用——为根的主要功能2、固着与支持作用3、输导作用4、合成功能5、储藏与繁殖第三章种子植物的营养器官二、根和根系的类型（一）主根、侧根和不定根第一节根从主根上生出的侧根，可称为一级侧根（或支根），或次生根；一级侧根上生出的侧根，为二级侧根或三生根以此类推。1.定根和直根系种子植物的第一个根是种子内的胚根突破种皮而形成的，称为主根或直根。根产生的各级分支称侧根。主根和侧根合称为定根。由发达的主根和各级侧根组成的根系为直根系。2.不定根和须根系由植物的茎、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。直根系主根发达、明显，极易与侧根相区别，由这种主根及其各级侧根组成的根系，称为直根系。大多数的裸子植物和双子叶植物的根系，属直根系。如双子叶植物棉、蒲公英、大豆、番茄、桃等。一般直根系入土较深，其侧根在土壤中的伸延范围也较广，如木本植物的根系其伸延直径可达10～18米，常超过树冠的好几倍；草本植物如南瓜，其伸延直径达6～8米.直根系多为深根系。须根系主根不发达，早期停止生长或枯萎，由茎基部节上产生大量的不定根，这些不定根继续发育，形成分枝，整个根系形如须状，这种根系称为须根系。一般的单子叶植物，如大麦、小麦、水稻、燕麦、蒜、葱等，其根系均属须根系。须根系入土较直根系浅。须根系多为浅根系。根尖：从着生根毛处的上限到顶端的一段。根中生命活动最旺盛、最重要的部分。可分为根冠分生区伸长区根毛区三、根尖的结构根尖纵、横切面根冠位于根尖前端的一种保护结构。形状如冠，具有保护根尖生长点不受土壤摩擦、损伤的作用。根冠由多层松散排列的薄壁细胞组成。当根端向土壤深处生长时，根冠的薄壁细胞不断受到磨损和脱落，同时新的根冠细胞又不断地从顶端分生组织产生，使其补充而仍旧保持原状。另外，根冠外层细胞壁高度粘液化，往往可以减少根与土壤颗粒之间的摩擦。根冠还是控制根部向地性的一种组织，是感受重力的部位。生长点分生区位于根冠的内侧，全长约1-2毫米。此区是分裂产生新细胞的主要地区，又称生长点。分生区产生的新细胞，一部分补充根冠因摩擦而脱落的细胞；而大部分经过细胞的生长和分化；逐渐形成根的各种组织。此区是根端的顶端分生组织，细胞具有顶端分生组织的特点。伸长区伸长区位于分生区稍后方的部分，细胞分裂已逐渐停止，体积扩大，细胞显著地沿根的长轴方向延伸，因此，称为伸长区。细胞质成一薄层位于细胞的边缘部分，液泡明显。伸长区的长度通常为2一5毫米，外观较为透明洁白，可与生长点相区别。由于伸长区的细胞迅速同时伸长就成为根尖深入土层的主要动力。最早的筛管和最早的环纹导管，往往出现在这个区域根毛区（成熟区）根毛区位于伸长区之上，随植物种类和环境条件不同，长度从几毫米到几厘米。根毛区表面密生根毛，增大了根的面积，根毛区是根部吸收水分和无机盐的主要部分。根毛区内部的细胞已停止伸长，并多已分化成熟而成为各种成熟组织，故亦称为成熟区。伸长区和具根毛的成熟区是根的吸收力最强的部分，失去根毛的成熟区部分，主要是进行输导和支持的功能。四、根瘤与菌根根瘤：马铃薯、花生、蚕豆等豆科植物的根上，常常生有各种形状的瘤状突起，称为根瘤。根瘤的产生是由于土壤内的根瘤菌，被根毛分泌的有机物质所吸引而积聚在根毛周围，在根瘤菌分泌的纤维素酶的作用下，使根毛细胞壁溶解，根瘤菌进入根毛，然后自根毛向内侵入，最后到达根的皮层细胞内，并迅速分裂繁殖。皮层细胞受到根瘤菌侵入的刺激，也迅速分裂；产生大量新细胞，致使皮层局部膨大，结果形成一个瘤状突起物，此即根瘤。根瘤菌和豆科植物的关系：一般情况下为共生生活，是共生关系。根瘤形成过程中，植物根内积累大量的糖，这些糖就成为根瘤菌生活所需要的营养来源。但根瘤菌能固定空气中的游离氮。绿色植物和非绿色植物之间建立了一种共生关系。菌根有三种类型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、皮层的细胞间隙中。松、云杉、榛、山毛榉等。内生菌根真菌的菌丝穿过细胞壁进入幼根的生活细胞内。胡桃、桑、葡萄、李、杜鹃。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。草莓。五、根的变态植物的营养器官由于长期适应于周围环境的结果，使器官在形态结构及生理功能上发生变化，成为该种植物的遗传特性，并已成为这种植物的鉴别特点，这就是变态。根的变态主要有以下几种类型：贮藏根、气生根、寄生根。（一）贮藏根根的一部分或全部形成肥大肉质，其内贮藏营养物质，这类根成为贮藏根。根据来源不同可分为肉质直根和块根两种类型。(1）肉质直根肉质直根的上部由胚轴发育而成，这部分没有侧根发生，下部为主根基部发育而成，外生有侧根。如萝卜、胡萝卜、甜菜的肥大直根，属于肉质直根。（2）块根块根是由植物的侧根或不定根发育而成，外形上呈不规则的肥厚块状，内部贮藏大量营养物质，如大丽花、花毛茛、甘薯等。图3-11萝卜肉质直根的发育过程图3-12甘薯块根（二）气生根由茎上产生，不深扎土壤而暴露在空气中的根，称为气生根。气生根因担负的生理功能不同，又可分为支持根、攀援根和呼吸根。（1）支持根（支柱根）有些植物为了支持植株的地上部分，常会从茎上产生一些具有支持作用的不定根，称为支持根，如玉米、榕树等。（2）攀援根一些藤本植物从茎的一侧产生许多不定根，借以固着在其它树干、山石或墙壁等物体表面，这类不定根称为攀援根，如常春藤、络石、凌霄花等。凌霄络石图3-13气生根（3）呼吸根有些生长于沼泽和热带海滩地带的植物，产生许多向上生长伸入地面的根，挺立于淤泥外的空气中，称呼吸根，如红树、水松等。呼吸根通气组织发达，根外有呼吸孔，有利于通气和贮藏气体，以适应土壤中缺氧的环境。（三）寄生根有些寄生植物的茎上能够产生不定根，伸入寄主茎的组织内，吸取寄主体内的水分和营养物质，以维持自身的生活，这种根称为寄生根，如菟丝子、桑寄生等。菟丝子：一年生全寄生植物，其组成的细胞中没有叶绿体，利用爬藤状构造攀附在其他植物，并且从接触宿主的部位伸出尖刺，戳入宿主直达韧皮部，吸取养分以维生。一、茎的生理功能二、茎的形态三、茎尖及其发育四、茎的解剖结构五、茎的变态茎种子萌发后,随着根系的发育,上胚轴和胚芽向上发展为地上部分的茎和叶,茎端和叶腋处着生的芽活动生长,形成分枝,继而新芽又不断地出现与开放。最后形成了繁茂的地上枝系。一、茎的生理功能茎是植物体物质输导的主要通道。根部从土壤中吸收的水分、矿质元素以及在根中合成或贮藏的有机营养物质，要通过茎输送到地上各部；叶进行光合作用所制造的有机物质，也要通过茎输送到体内各部被利用或贮藏。支持作用。大多数被子植物的主茎直立于地面，分生出许多大小枝条，并着生数目繁多的叶。枝、叶有规律的分布，能充分地接受阳光和空气，进行光合作用，制造营养物质。枝条又支持着大量的花和果实，使它们处于适宜的位置，适应于传粉以及果实、种子的生长、传播，有利于繁殖后代。茎也有贮藏和繁殖的功能。有些植物可以形成鳞茎、块茎、球茎和根状茎等变态茎,贮存大量养料，并可以进行自然营养繁殖。人们利用某些植物的茎、枝容易产生不定根和不定芽的特性,采用枝条扦插、压条、嫁接等方法来繁殖植物。此外，绿色幼茎还能进行光合作用。植物的茎常呈圆柱体，这种形状最适宜于担负支持输导的功能。有些植物的茎外形发生变化，如马铃薯和莎草科的茎为三棱形，薄荷、益母草等唇形科植物的茎为四棱形，芹菜的茎为多棱形，有些仙人掌科植物的茎为扁圆形或多角柱形。对加强机械支持作用有适应意义。二、茎的形态（一）茎和枝条1、茎：植物体上去掉叶和芽的轴状部分。茎与根的区别：有节与节间，节上叶，叶腋和茎顶有芽。节和节间：茎上着生叶的部位称为节，节与节之间的部分称为节间。2、枝条（枝）：着生叶和芽的茎称为枝条（又称为苗）。长枝：节间显著伸长的枝条。短枝：节间缩短的枝条。（三）茎的生长习性由于适应不同的环境而形成不同的习性。1.直立茎：茎背地面而生，直立。2.缠绕茎：茎细长，柔弱，不能直立，以茎本身缠绕它物上升。左旋：牵牛，菜豆。右旋：律草、薯蓣中性：何首乌3、攀援茎：茎细长、柔弱，不能直立，以特有的结构攀援他物上升。有5种攀援结构1）卷须：瓜类、葡萄、豌豆2）气生根：常春藤、薜荔3）叶柄：旱金莲、铁线莲4）钩刺：猪殃殃、白藤5）吸盘：爬山虎有缠绕茎和攀缘茎的植物，统称为藤本植物。缠绕茎和攀缘茎都有草本和木本之分，因此藤本植物也分为草本和木本，前者如黄瓜、南瓜、豌豆等，后者如葡萄、紫藤、忍冬等。4、匍匐茎：茎细长、柔弱、平卧地面，蔓延生长，一般节间较长，节上生不定根，芽发育为新植株。如草莓、甘薯。（二）、芽的概念和类型1、芽的概念芽是处于动态而未伸展的枝、花或花序，有枝芽和花芽之分。2、芽的一般结构（以枝芽为例）顶端分生组织（生长锥）芽叶原基幼叶腋芽原基（侧枝原基或枝原基）3、芽的类型（1）按芽在枝上的着生位置来分定芽和不定芽定芽：生长在枝上有一定的位置,生长在茎枝顶端的,称为顶芽;生长在叶腋的,称为侧芽,也称腋芽.大多数植物每一个叶腋只有一个腋芽,但有些植物(如桃、枫杨)的叶腋可发生二个或几个芽,在这种情况下,除一个腋芽外,其余的都称为副芽.不定芽：许多植物在老茎、根或叶上均可产生芽,这种芽发生的部位比较广泛。（2）按结构分鳞芽和裸芽鳞芽又称被芽，其外围有芽鳞包被。芽鳞是一种具有保护作用的变态叶，具有厚的角质层，外表又常有绒毛或蜡质，有的种类还分泌树脂之类的粘液，保护芽内部的组织免受干旱、冻害的损伤。鳞芽多见于木本植物，如桑、茶、杨、玉兰、枇杷等。绝大多数草本植物(尤其是一年生植物)和少数木本植物，如枫杨等的芽不具芽鳞，只被幼叶包裹着，称为裸芽。（3）按芽的性质分枝芽、花芽和混合芽叶芽:芽开放后形成枝叶的芽，又称为枝芽。其形状一般是瘦长的，很容易与花芽相区别。叶芽的中央有一个中轴，叫做芽轴，其顶端有生长点。在芽轴上部，节和节间的界限尚不明显，周围有许多突出物，这是叶原基和芽原基。在芽轴下部，节与节间开始分化，叶原基发育为幼叶，幼叶层层包着芽轴，保护生长点。在天气温暖，水分、养料供应充足条件下，生长点细胞不断分裂，芽轴细胞也长大，结果使芽轴伸长。下面的幼叶也展开成叶，而上部的叶原基又陆续发育成幼叶，芽原基也逐渐发育成侧芽，于是叶芽发育成枝条。花芽:芽开放后能发育成花或花序的芽。外形一般较叶芽饱满。混合芽:芽发育后既能形成枝叶，又形成花的芽。其形状介于叶芽和花芽之间。如苹果、梨、海棠等的芽。（4）按芽的生理活动状态分为活动芽和休眠芽活动芽：在生长季节活动的芽。休眠芽：在生长季节不活动，通常茎下部腋芽是休眠。顶端优势：顶芽生长优势的现象，原因是顶芽形成生长素向下运输，抑制了腋芽的生长。生产中的应用。（四）茎的分枝类型1.二叉分枝由顶端分生组织分成二半，各半形成同样的分枝。这是一种较原始的分枝方式，多见于低等植物，在高等植物中则见于苔藓植物和蕨类植物。2.单轴分枝（总状分枝）顶芽不断向上生长，主干明显，树冠塔形,主茎的顶芽活动始终占优势,形成一个直立的主轴,而侧枝较不发达,以后侧枝又以同样方式形成次级分枝,但各级侧枝的生长均不如主茎的发达.这种分枝方式,主茎生长迅速而明显,称为单轴分枝.多数裸子植物，部分被子植物。如银杏,松,杉,柏等森林植物.3.合轴分枝特点是顶芽活动到一定时间后,生长变的极慢,甚至死亡,或分化为花芽,或发生变态,而靠近顶芽的腋芽则迅速发展为新枝,代替主茎的位置,不久,这条新枝的顶芽又同样停止生长,再由其侧边的腋芽所代替,这种主干是由许多腋芽发育而成的侧枝联合组成，称为合轴分枝。大多被子植物如此。如棉花植株上只有果枝和营养枝,果枝便是合轴分枝,营养枝是单轴分枝.4.假二叉分枝是合轴分枝的另一种形式，由具对生叶的植物发育而来，其顶芽不发育,在近顶芽下面的二个对生腋芽,发展成