1、植物生物学实验（一）,植物的根,根的多样性,实验目的与要求,了解根尖结构。掌握双子叶植物根的初生和次生结构的一般特征。分析比较单子叶植物根和双子叶植物根的初生结构的异同点。,实验材料,小麦（Triticum aestivum L.）的幼根，玉米（Zea mays L.）根尖纵切片，毛茛(Rununculus japonicus Thunb.)根横切片，棉花（Gossypium hirsutum L.）老根横切片，小麦（Triticum aestivum L.）、玉米（Zea mays L.）根横切片。,植物根尖构造,根尖的内部构造,小麦根尖压片，示根冠、分生区等结构,小麦根尖，示根毛区,根冠,
2、位于根的顶端，由一群排列疏松的薄壁细胞组成的帽状结构。起源于顶端分生组织的细胞分裂。,根冠,根冠的功能是保护幼嫩的生长点。在根的生长过程中，根冠外部细胞不断受损，但根冠却总是保持一定的厚度，为什么？,分生区,也称为生长点，位于根冠的后面。这一区域的细胞形状多为方形，排列紧密，细胞质浓厚，细胞核大，位于细胞中央。分生区细胞不断分裂产生新的细胞，所以能见到有丝分裂各时期的分裂相。,伸长区,位于分生区的后面，由分生区细胞分裂而来。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。在伸长区内各组织开始分化，靠近根毛区端原生韧皮部的筛管和原生木质部的导管先后出现。,根毛区,又叫成熟区，位于伸
3、长区的后面，此区域的细胞已停止伸长，并分化成熟为各种不同的成熟组织，细胞各自执行自己的生理功能。这部分表皮细胞的外壁向外延伸形成根毛，为根的主要吸收区。,扫描电镜下的根毛区,取玉米根尖纵剖片在显微镜下加以观察，了解根尖各部分细胞特征。,7.2 双子叶植物根的初生结构,根的成熟区的各种结构都是由初生分生组织分化而来的，因此也称为初生结构。根的初生结构，由外至内明显地分为表皮、皮层和中柱三个部分。,表皮,为根的最外层细胞，由初生分生组织的原表皮发育而来。细胞壁薄，近似长方形，有时可以看到根毛。表皮细胞有无角质层覆盖？有气孔分布吗？为什么？,皮层,可分为外皮层、皮层、内皮层三部分。根的皮层在横切面上
4、占有较大的宽度。外皮层 位于表皮内方，为一层排列整齐的薄壁细胞，无细胞间隙。皮层 由多层薄壁细胞组成，细胞排列疏松，具有较大的细胞间隙；细胞内常含有大量的贮藏物质-淀粉粒。内皮层 位于皮层的最内方，由一层细胞组成，此层细胞的径向壁和横向壁上有部分带状的增厚，叫凯氏带。,维管柱,又叫中柱。是皮层以内的中轴部分，由原形成层分化而来，可分为中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞四个部分，少数植物还有髓。,双子叶植物根的初生构造,示维管柱,示木质部与韧皮部相间排列,凯氏带,凯氏带的存在使得物质通过内皮层细胞径向壁和横壁的扩散途径被堵塞了。凯氏带的加厚形式在双子叶植物和单子叶植物中是不同的。在毛茛根中
5、可以观察到内皮层细胞有六面加厚的情况。随着毛茛根的切片位置离开根尖越远，具有六面加厚的内皮层细胞数量增多。在其它少数双子叶植物以及大多数单子叶植物根的内皮层细胞的较老的根中，内皮层细胞常具有栓质化和木质化现象。出现这种现象意味着该区域物质的扩散途径已基本中断。,示毛茛根内皮层上凯氏带的加厚,凯氏带立体示意图,凯氏点,细胞膜与细胞壁在凯氏带处紧附在一起,凯氏带,功能,根的次生构造,7.3双子叶植物根的次生结构,周皮 木栓层由多层长方形的死细胞组成，细胞壁栓质化并被染成紫红色。木栓形成层细胞为一层，在外形上与新形成的、细胞壁尚未木栓化的木栓层细胞相近，而且都被染成浅绿色，常常不易区分。拴内层细胞2
6、-3层，被染成浅绿色。组成周皮的细胞具有径向排列整齐的特征，易于辨认。,周皮,次生维管组织 由维管形成层活动所产生，包括维管形成层、次生韧皮部和次生木质部。,维管形成层 在次生韧皮部和次生木质部之间，有2-4层排列整齐而扁平的薄壁细胞组成，其中形成层细胞仅为一层，其它细胞是尚未分化成熟的木质部或韧皮部细胞。,次生韧皮部 位于形成层外方，韧皮纤维成束分层排列，夹杂着筛管、伴胞和韧皮部薄壁细胞，韧皮射线贯穿其间，其中呈喇叭状的韧皮射线是在髓射线的基础上发展的。所观察到的初生韧皮部一般被挤破，为什么？,次生木质部 位于形成层内方，导管多数，还分布有管胞、木纤维和木薄壁细胞等。木射线贯穿其间并和韧皮射
7、线相连，共同构成维管射线。,7.4 单子叶植物根的构造,通常以禾本科植物的根为例。和双子叶植物一样，在结构上可分为表皮、皮层和维管柱三部分。与双子叶植物的根相比，具有一些不同的特点，如：不产生形成层，没有次生生长和次生结构。,表皮,为根的最外层细胞，细胞壁薄，排列紧密，有时可看到根毛。较老的玉米根，表皮常常消失，由内方的外皮层细胞替代行使保护功能。,皮层,可分为外皮层、皮层和内皮层三部分。外皮层 位于表皮内方，为一到数层排列整齐的薄壁细胞，无细胞间隙，细胞形态较小，在发育后期常有细胞壁的次生加厚，代替表皮行使保护功能。皮层 由多层薄壁细胞组成，细胞排列疏松，具有较大的细胞间隙。内皮层 位于皮层
8、的最内一层，此层细胞的壁除了邻接皮层一面的细胞壁没有加厚外，其余五面都已加厚并且栓质化。在横切面上，内皮层细胞壁呈马蹄形加厚。而对着木质部束角端的部分内皮层细胞中则不具栓质化，叫做通道细胞。通过通道细胞，溶解在水中的一些物质可以进入维管柱。,维管柱,位于根的中心部分，只具有初生构造。中柱鞘 紧靠在内皮层内，通常由一层排列紧密的薄壁细胞所组成。木质部 木质部多原型，在横切面上排成星芒状，原生木质不仅有1-2个小型导管，而大型后生木质部导管围绕着髓部排列成一圈。韧皮部 由筛管、伴胞等组成，与木质部相间排列。髓 由较大型薄壁细胞所组成。,双子叶植物和单子叶植物初生根比较,双子叶植物和单子叶植物初生根比较,作业,绘毛茛根部分横切面构造图，注明下列名称：表皮、外皮层、皮层、内皮层、凯氏带、中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部等。,思考与探索,1.分析凯氏带的作用，描述所见的凯氏带的形状；在内皮层上还存在少数没有增厚的细胞，有什么生物学意义？2.分析单子叶植物根和双子叶植物根在结构上的相同点和不同点。3.根毛和侧根有何不同？描述它们的形成。,
