04 实验四 根的形态和结构.ppt

第1页：实验四 根的结构目的要求

实验目的要求

• 掌握根尖的外形、分区和内部构造
• 掌握根的初生结构、次生结构及其基本特点
• 掌握根维管形成层的发生、特点和在次生结构产生中的作用
• 观察侧根的发生部位和规律

第2页：实验四 根的结构材料用品

实验材料：小麦或玉米的幼根，蚕豆、大豆、棉花或毛茛的幼根，蚕豆、大豆或玉米的老根，棉花或木槿的老根，洋葱根尖纵切装片，蚕豆根尖横切装片，毛茛根横切片，小麦根横切片，鸢尾根横切片，棉花老根横切片。

实验用品：显微镜、放大镜、75%酒精、载玻片、盖玻片、刀片、镊子、培养皿、吸水纸、纱布、盐酸—间苯三酚溶液。

第3页：实验四 根的结构实验内容

实验内容

• 根尖结构：洋葱根尖纵切片
• 侧根形成：蚕豆根横切片
• 双子叶植物根的初生结构：豆芽根及横切片，棉花、毛茛根横切片
• 单子叶植物根的结构：鸢尾、玉米根横切片
• 根的次生结构：棉花老根、木槿根横切片

第4页：根尖的内部结构（一）

1．根尖的内部结构

取洋葱根尖纵切固定装片，先在低倍镜下观察，再转高倍镜观察各区细胞结构特点。

根冠

位于根尖最前端，略呈三角形，套在生长点外面，是一群排列不整齐的薄壁细胞

生长点

位于根冠之内，长约1～2毫米，由排列紧密的小型多面体细胞组成，高倍镜下可见许多正处于分裂状态的细胞

第5页：根尖的内部结构（二）

根尖分区（续）：

伸长区

位于分生区上方，长约2～5毫米，细胞在长轴方向上显著增加，高倍镜下可见内部细胞开始出现分化

根毛区（成熟区）

位于伸长区上方，细胞大小与伸长区相比变化不大，根的中央部分出现成熟组织，高倍镜下可见不同增厚形式的导管分子；根毛因切片原因大部分被破坏，可见表皮细胞上的残迹

第6页：双子叶植物根的初生结构（一）

2．双子叶植物根的初生结构

通过大豆、棉花或毛茛等幼根的根毛区做徒手切片制成临时装片，或取其固定装片观察。由外到内可依次区分为表皮、皮层、维管柱（中柱）三部分。

表皮

根的最外一层细胞，排列紧密整齐，有的细胞可观察到根毛残体

皮层

位于表皮之内，占幼根的大部分，由多层薄壁细胞组成，可进一步分为外皮层、中皮层和内皮层三部分

第7页：根的皮层三部分

皮层的三个部分：

外皮层

靠近表皮之下的几层细胞（1—3层），细胞较小，细胞壁常木栓化，代替表皮起暂时保护作用

中皮层

细胞体积较大，排列疏松，有较大的细胞间隙，具储藏作用；水生植物此部分常特化成通气组织

内皮层

皮层最内层，包绕内部维管柱，细胞小、排列紧密，细胞横壁和径向壁上具木栓化带状加厚即凯氏带，横切面上可见被染成红色的凯氏点。毛茛根内皮层的凯氏带加厚为整个细胞的六面均匀加厚，仅在正对木质部束的地方保留1～2个细胞壁不加厚的通道细胞（不着色）

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第9页：根的维管柱结构（一）

（3）维管柱：内皮层以内即维管柱，细胞较小、排列紧密，可分成中柱鞘、初生韧皮部、初生木质部、薄壁细胞及髓几部分。

中柱鞘

维管柱最外1～2层细胞，排列紧密整齐，保持分生组织的特点和功能，侧根、木栓形成层（首次）和维管形成层的一部分发生于此

初生木质部

切片中导管常被染成红色，细胞壁厚腔大，是输导水分和无机盐的组织，常排列成4—6束的星芒状，据此将根称为几原型，如蚕豆根属四原型。初生木质部发育属外始式：靠外侧的是原生导管，口径小、着色深；靠内侧的是后生导管，口径大、着色浅

第10页：根的维管柱结构（二）

维管柱其余组成：

初生韧皮部

与木质部相间排列，由深色的韧皮纤维和浅色的筛管、伴胞等构成，是输导同化产物的组织

薄壁细胞

木质部和韧皮部之间存在薄壁细胞，这部分细胞可以恢复分生能力，形成维管形成层的一部分

髓

有些植物维管柱中心的薄壁细胞不分化出木质部，这部分细胞称为髓；绝大多数双子叶植物根都没有髓，如棉花、向日葵等

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第12页：单子叶植物根的表皮与皮层

3．单子叶植物根的初生结构

单子叶植物的根没有形成层，只有初生结构。取玉米、鸢尾等植物根的根毛区上方部位横切制成临时装片，或取其固定装片观察，区分出表皮、皮层、维管柱三部分。

表皮

根的最外一层细胞，排列紧密整齐，可观察到根毛残体

皮层

靠近表皮之下1～2层细胞较小，称外皮层；较老材料中可见2～3层细胞壁木栓化代替表皮起保护作用，被染成红色。内皮层幼龄期亦可见凯氏带加厚（四面具有），稍老后细胞五个面都加厚并木栓化，仅外切向壁较薄，显微镜下呈马蹄形，仅在正对木质部束处保留1～2个不加厚的通道细胞

第13页：单子叶植物根内皮层与通道细胞

单子叶植物根内皮层随着年龄增长，细胞壁由四面加厚发展为五面加厚并木栓化，横切面上呈马蹄形，仅外切向壁保持薄壁状态；正对木质部束的位置保留1～2个细胞壁不加厚的通道细胞，作为皮层与维管柱之间物质运输的通道。

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第15页：单子叶植物根的维管柱与髓

（3）维管柱：由中柱鞘、初生韧皮部、初生木质部、木质部和韧皮部之间的薄壁细胞及髓几部分组成。中柱鞘是维管柱最外边排列紧密的小细胞，其内部是相间排列成一轮的初生韧皮部和初生木质部，两者之间是薄壁细胞。原生木质部细胞口径较小、发生早、染色深，在外部；后生木质部口径较大、发生晚、染色浅，在内侧，每束后生木质部与外边的原生木质部相对。初生韧皮部在低倍镜下不易观察，可转换高倍镜观察（原生韧皮部在外，后生韧皮部在内）。维管柱中央是由大型薄壁细胞组成的髓。

第16页：其他常用的根实验材料

其他常用的实验材料还有大葱、韭菜、百合的根或玉米的支柱根等，这些材料更便于徒手切片、制成临时装片。观察时可用0.1％的番红或盐酸—间苯三酚染色。需要注意的是：许多单子叶植物根的中央髓细胞幼嫩时是薄壁细胞，成熟后可以厚壁化以增加根的支撑能力；也有一些植物根的中央为木质部的大导管所占据；湿生或水生植物的根，皮层组织往往胞间隙扩大成通气组织。

第17页：

第18页：侧根的发生和形成

4．侧根的发生和形成

取蚕豆根的横切固定装片观察，可见中柱鞘的部分细胞恢复分生能力，形成突起，这就是侧根的生长锥，它可以继续生长突破皮层、表皮，形成侧根。侧根的发生位置常是固定的：三原型、四原型的根，侧根发生在木质部的外方；多原型的根，侧根发生在韧皮部的外方；二原型的根，侧根发生在对着初生韧皮部或初生木质部和初生韧皮部之间的中柱鞘细胞。

第19页：

第20页：双子叶植物根的次生结构

5．根的次生结构

大多数双子叶植物和裸子植物的根由于具有形成层，可以产生次生结构使根不断加粗。取棉花或木槿等植物的老根横切永久装片观察，其特点是原最外层的表皮和皮层已经脱落，被木栓形成层产生的周皮取代；维管形成层向外产生少量次生韧皮部，向内产生大量次生木质部。在显微镜下由外向内可区分出周皮、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部及射线。

第21页：根的周皮结构

（1）周皮：可区分为木栓层、木栓形成层和栓内层三部分。

木栓层

老根最外排列整齐的几层死细胞，横切面成扁方形，细胞壁栓质化，常被染成暗红色，是由中柱鞘细胞形成的木栓形成层向外产生的细胞发育而成的次生性保护组织

木栓形成层

木栓层之内一层扁方形的薄壁生活细胞，细胞质浓厚，可被固绿染成黄色，由中柱鞘细胞恢复分生能力形成，主要进行平周分裂

栓内层

木栓形成层之内2～3层较大的薄壁细胞，被固绿染成蓝绿色

随着根的增粗，老的周皮会被破坏脱落，但可在内部再产生新的木栓形成层形成新的周皮，周皮的发生逐渐由外向内推进到次生韧皮部。

第22页：根的次生韧皮部与形成层

（2）次生韧皮部：位于周皮之内、形成层之外，由筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。除韧皮纤维被染成红色外，大部分细胞被染成深浅不同的蓝绿色。筛管、伴胞、韧皮纤维常集生在一起，韧皮薄壁细胞集生在一起，两者相间排列；横切装片中集生的韧皮薄壁细胞成放射状倒三角形，即韧皮射线，具横向运输作用。初生韧皮部已被挤坏，常不能分辨。

（3）形成层：位于次生韧皮部和次生木质部之间，有几层被染成浅绿色的扁长形细胞，称"形成层带"。实际上形成层只有一层细胞，由于其向内向外分裂非常迅速，刚产生的细胞尚未分化成熟，与形成层细胞很难区分，因此横切面上看到的是多层细胞组成的形成层带。

第23页：根的次生木质部与射线

（4）次生木质部：位于形成层内部的被染成红色的细胞区，占据根的大部分，包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。其中细胞口径明显大于周围细胞的是导管；导管之间的一些细胞壁木质化的小细胞是管胞和木纤维，两者都属死细胞；它们之间夹杂着少量被染成绿色的活木薄壁细胞，大部分排列整齐呈径向放射状，称木射线。

（5）维管射线：由木射线和韧皮射线组成，两者相通。此外还有有定数的次生射线，由正对着初生木质部束的维管形成层不断分裂产生，沿根的半径方向延长呈辐射状排列，比其他木射线稍宽。

（6）初生木质部：位于根的中心，呈星芒状，最中心为一两个口径稍大的后生导管，周围是与它一起组成初生木质部的小导管、木纤维和管胞；初生木质部的每一个棱角对着一条较宽的射线。

第24页：实验四的作业

四、作业：绘一种植物根的初生结构图，并注明各部分的名称。

绘图宜选用毛茛或蚕豆根的横切面，注明表皮、皮层、内皮层与维管柱各部分的名称。