实验五 根的次生结构n一 实验目的n1观察双子叶植物根的次生构造，了解根维管形成层的发生过程n2 了解单子叶植物根的结构特点n3 了解侧根的发生部位与形成规律n4 观察根瘤的形态与特征，了解其发生与形成过程n二 主要仪器及材料n1 主要仪器：显微镜、镊子、刀片、载玻片、盖玻片n2 材料：各种永存片n三 实验内容n1根的次生结构的观察 有周皮、维管柱n2 单子叶植物根的构造的n3 观察侧根的发生n4 根瘤的观察n四、作业n1 绘一部分棉花老根的次生结构横切面图，并注明各部分名称。n2 绘水稻根横切面部分图，示各部分名称。（一）维管形成层的发生和它的活动（一）维管形成层的发生和它的活动 1、维管形成层的发生：、维管形成层的发生： （1）木质部与韧皮部之间的薄壁细胞发生，形成条状形成层；）木质部与韧皮部之间的薄壁细胞发生，形成条状形成层；（2）由中柱鞘细胞发生，连接成环。）由中柱鞘细胞发生，连接成环。2、维管形成层的活动：、维管形成层的活动：（1）不等速分裂，形成层环由多角形变为圆形；）不等速分裂，形成层环由多角形变为圆形；（2）等速分裂，向内形成）等速分裂，向内形成次生木质部次生木质部，向外形成向外形成 次生次生 韧皮部，韧皮部，合称合称次生维管组织次生维管组织。轴向系统轴向系统：导管、管胞、筛管、伴胞、纤维等：导管、管胞、筛管、伴胞、纤维等径向系统径向系统：射线：射线根的次生生长和次生结构根的次生生长和次生结构 维管射线：维管射线： 木射线木射线 韧皮射线韧皮射线 苹果老根横切苹果老根横切1、形成层的发生形成层的发生：开始由中柱鞘细胞恢复分生能力开始由中柱鞘细胞恢复分生能力而形成。以后的发生逐渐内移，可深达次生韧皮部。而形成。以后的发生逐渐内移，可深达次生韧皮部。2、木栓形成层的活动木栓形成层的活动：向外形成大量向外形成大量木栓木栓，向内形，向内形成成栓内层栓内层。3、周皮的作用周皮的作用：次生保护组织，起保护作用次生保护组织，起保护作用 。木栓、栓内层与木栓形成层木栓、栓内层与木栓形成层合称合称周皮周皮。（一）维管形成层的发生和它的活动（一）维管形成层的发生和它的活动 六、根的次生生长和次生结构六、根的次生生长和次生结构（二）木栓形成层的发生和它的活动（二）木栓形成层的发生和它的活动双子叶植物根中组织分化的过程双子叶植物根中组织分化的过程禾本科植物根的解剖结构禾本科植物根的解剖结构n禾本科植物属于单子叶植物单子叶植物。n其根的结构也可分为表皮、皮层和维表皮、皮层和维管柱三部分管柱三部分，但各部分的结构都有其特点，特别是没有维管形成层和木栓没有维管形成层和木栓形成层形成层，不能进行次生生长，不能形成次生结构。n 禾本科植物根禾本科植物根n1表皮表皮:是根最外的一层细胞，寿命较短，当根毛枯死后，往往解体而脱落。n2.皮层：禾本科植物的根，不能形成次生保护组织，皮层中靠近表皮的1至数层细胞为外皮层，在根发育后期，其细胞壁往往栓化并增厚；永久行使保护作用。n 外皮层以内为数层皮层薄壁组织；水稻或甘蔗较老根的皮层有明显的气腔气腔是由几列皮层的薄壁细胞互相分离，然后解体而成的腔道。在横切面上，这些气腔之间为离解了的皮层薄壁细胞及其残余细胞壁所构成的薄片隔开。根、茎、叶的气腔互相贯通，形成良好的通气组织。禾本科植物的内皮层，在发育后期，其细胞壁常5面面增厚增厚，只有外切向壁仍是薄的。横切面上，增厚的部分呈马蹄形马蹄形。 n3维管柱：维管柱：小麦、水稻、玉米的维管柱鞘细胞均为维管柱鞘细胞均为一层一层，最初是薄壁细胞，后期细胞壁增厚并木质化而成为厚壁组织。n 初生木质部一般为多原型，多原型，初生水质部和初生韧皮部间的薄壁细胞；不能转变为维管形成层，所以不能形成次生结构不能形成次生结构，这些薄壁细胞，后期壁通常增厚木化，变成厚壁组织；增强根的支持能力。维管柱的中央部分常有髓的存在，起初为薄壁细胞，但后期也可转变为木化的厚壁组织。小麦的细小主根，其维管柱的中央，有时为一个或两个大型的后生木质部导管所占满，但在较老的次生不定根中，维管柱的中央则发育成较大直径的髓部髓部。n 禾本科植物的根同样也可分为表皮、皮层和中柱三个部分，但与双子叶植物的根相比有以下不同的特点： n1.禾本科植物根只有初生结构，没有禾本科植物根只有初生结构，没有形成层和次生结形成层和次生结构构. n2.禾本科植物根的外皮层，在根发育后期常形成栓化禾本科植物根的外皮层，在根发育后期常形成栓化的厚壁组织，在表皮根毛枯萎后，替代表皮行保护作的厚壁组织，在表皮根毛枯萎后，替代表皮行保护作用。用。 n3.内皮层常在径向壁、横向壁和内切壁形成内皮层常在径向壁、横向壁和内切壁形成五面加厚。五面加厚。同时，正对着初生木质部处的内皮层细胞常常停留在同时，正对着初生木质部处的内皮层细胞常常停留在凯氏带阶段凯氏带阶段,称为称为通道细胞通道细胞. n4.维管柱维管柱(中柱中柱)为多元型，通常初生木质部束数为为多元型，通常初生木质部束数为束以上。髓、中柱鞘等在根发育后期常木化。束以上。髓、中柱鞘等在根发育后期常木化。侧根的发生侧根的发生n 种子植物的侧根，不论它们是发生在主根、侧根或不定根上，通常总是起源于中柱鞘起源于中柱鞘，而内皮层内皮层可能以不同程度参加到新的根原基形成的过程中。n 当侧根开始发生时，中柱鞘中柱鞘的某些细胞开始分裂。最初的几次分裂是平周分裂，结果使细胞层数增加，因而新生的组织就产生向外的突起。以后的分裂，包括平周分裂和垂周分裂是多方向的，这就使原有的突起继续生长，形成侧根的根原基根原基，这是侧根最早的分化阶段，以后根原基的分裂、生长、逐渐分化出生长点生长点和和根冠根冠。由于侧根不断生长所产生的机械压力和根冠所分泌的物质能溶解皮层和表皮细胞溶解皮层和表皮细胞，这样，就能使侧根较顺利无阻地依次穿越内皮层、皮层和表皮，而露出母根以外，进入土壤。由于侧根起源于母根的中柱鞘，也就是发生于根的内部组织，因此，它的起源被称为它的起源被称为内起源内起源。侧根可以因生长激素或其他生长调节物质的刺激而形成，也可因内源的抑制物质的抑制而使母根内侧根的分布和数量受到控制。n 侧根在母根上发生的位置侧根在母根上发生的位置，在同一种植物上常常是较稳定的，这是由于侧根的发生和母根的侧根的发生和母根的初生木质部的类型，有着一定的关系初生木质部的类型，有着一定的关系，n 如初生木质部为二原型的根上，侧根发生在对着初生韧皮部或初生韧皮部与初生木质部之间。n 在三原型、四原型等的根上，侧根是正对着初生木质部发生的。n 在多原型的根上，侧根是对着初生韧皮部的。由于侧根的位置有一定，因而在母根的表面上，侧根常较规则地纵列成行。侧根在母根上从何处长出？侧根在母根上从何处长出？n 侧根的起源属于内起源内起源,在侧根开始发生时,母根中一定部位的中柱鞘细胞恢复分裂能力,进行平周分裂形成侧根原基n 进行平周分裂和垂直分裂，其顶端分化为生长点和根冠。n 后部分化出的输导组织与母根维管柱相连。最后侧根原基穿过母根的皮层、表皮形成侧根。根瘤与菌根根瘤与菌根n n 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，称瘤状突起，称为根瘤为根瘤。 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 。n 根瘤菌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。n菌根菌根 n菌根是高等植物根与某些真菌的共生体。菌根所表现的共生关系，是真菌能增加根对水和无机盐的吸收和转化能力。而植物则把其制造的有机物提供给真菌。n 菌根有三种类型菌根有三种类型n外生菌根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。 n内生菌根内生菌根真菌的菌丝穿过细胞壁进入幼根的生活细胞内。n内外生菌根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。大家注意生物绘图的基本要求！