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1、药用植物学药用植物学 根内部构造根内部构造 教学目标教学目标 1说出根尖概念、分区及各区的特点 2说出根的初生构造特点及识别特征 3说出根的次生构造特点及识别特征 4说出根的异生构造特点及类型 三、根的内部构造三、根的内部构造 plant microstructure （一）（一） 根尖及其发展根尖及其发展 概念：概念：从根最先端到生有根毛的部分称根尖。 根尖可分为四个区四个区： 1.根冠：根冠：位于根的最先端。形状象帽子，包被在生长锥 的外围；多层排列不规则的薄壁细胞组成。 2.分生区分生区：位于根冠的上方，呈园锥状。细胞分裂最旺 盛的区域，细胞已有所分化。 3.伸长区：伸长区：这一区域最显
2、著的特点是细胞延长轴方向伸 长。 4.成熟区（根毛区）成熟区（根毛区）表皮细胞外壁向外延伸成根毛，细 胞停止伸长，分化成各种初生构造。 根尖的构造根尖的构造 分为分为4个区个区 1. 成熟区成熟区 (根毛区根毛区) 2. 伸长区伸长区 3. 分生区分生区 （生长锥、（生长锥、 生长点）生长点） 4. 根冠：根冠： 根尖 植物内部结构中常用名词述语植物内部结构中常用名词述语 细胞的壁向细胞的壁向把细胞作为一个六面体 上下两个壁称为横向壁横向壁（或端壁） 两个侧壁称径向壁径向壁 内外两个壁称切向壁切向壁（弦向壁、平周壁） (二二)根的初生构造根的初生构造 1. 根初生构造（根毛区横切面） 从外到内
4、特点（一） 皮层皮层: 位于表皮内方，由多层细胞组成，占据根 的大部分，一般分为以下三层三层: 1）外皮层：）外皮层：皮层的最外一层细胞，排列紧密整 齐，无细胞间隙，当表皮破坏后，外皮层细胞 壁增厚并木栓化，代替表皮起保护作用。 2）皮层薄壁组织：）皮层薄壁组织：由多层排列疏松的薄壁细胞 组成，细胞一般呈类圆形，有细胞间隙，具有 横向输导水分、养分、贮藏等作用。 3）内皮层：）内皮层：为皮层最内的一层细胞，排列紧密 整齐，无细胞间隙。（其特点见下页） 皮层特点（二）皮层特点（二） 内皮层的细胞壁有三种增厚情况内皮层的细胞壁有三种增厚情况： 1.一种是四面局部增厚呈带状四面局部增厚呈带状，（两面
5、侧壁、上 下壁局部增厚）称凯氏带凯氏带。横切面观，增厚部 分呈点状，故又称凯氏点。 2.另一种是五面增厚五面增厚，即两面侧壁、上下壁及内 切向壁增厚，增厚部分呈马蹄形马蹄形。 3.第三种是六面全部增厚六面全部增厚，即全部木栓化增厚。 通道细胞：通道细胞：在内皮层增厚过程中，有少数正对 着木质部的内皮层细胞壁不增厚，这些细胞称 通道细胞，起着皮层与维管柱间物质交流的作 用。 内皮层及凯氏带内皮层及凯氏带 内皮层马蹄形加厚 内皮层马蹄形加厚 马蹄形 维维 管管 柱柱 内皮层以内的所有部分统称为维管柱维管柱，包括中柱 鞘、初生木质部、初生韧皮部三部分三部分，有的植物 还具有髓部。 1）中柱鞘：）中柱
6、鞘：是维管柱最外方组织，常由一层排 列整齐的薄壁细胞组成，具有潜在的分生能力。 2）初生木质部和初生韧皮部（初生维管束）：）初生木质部和初生韧皮部（初生维管束）：来 源于原形成层，位于中柱鞘内，是根的输导系统。 3）髓部：）髓部：双子叶植物的根，初生木质一直分化到 维管柱中心，一般无髓部。单子叶植物根，一般 有发达的髓部。也有髓部细胞增厚木质化而成厚 壁细胞。 根的初生构造根的初生构造 A、近外方的组 织 B、维管柱、维管柱 1、表皮 2、皮层 3、内皮层 4、中柱鞘 5、原生木质部 6、原生韧皮部 维管柱 维管束类型及分化方式维管束类型及分化方式 维管束类型维管束类型：初生木质和初生韧皮部相
7、间排列成辐射辐射 型维管束型维管束，是根初生构造的主要特点。 根的初生木质部常分为数束，其束数随植物种类而异， 两束的称二原型；三束的称三原型 双子叶植物一般束数较少，为二至六原型；单子叶植 物至少是六束，常为多束，即多原型（七原型以上）。 分化方式分化方式：根的初生木质部与初生韧皮部分化成熟方 式是自外向内分化，为外始式。 细胞组成细胞组成：初生木质部初生木质部由导管、木纤维、木薄壁细胞 组成，裸子植物只有管胞。 初生韧皮部初生韧皮部由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞 组成，裸子植物只有筛胞。 根初生构造的特点根初生构造的特点 (1)表皮、皮层、维管柱三部分界限明显三部分界限明显。 (2)
8、表皮上常有根毛常有根毛。 (3) 皮层皮层占据根的大部分，内皮层明显占据根的大部分，内皮层明显，具有木质 化或木栓化加厚的凯氏带凯氏带。 (4)初生木质和初生韧皮部相间排列成辐射维管束。辐射维管束。 (5)初生木质部与初生韧皮部分化成熟方式均为外外 始式始式。 (6)一般双子叶植物的根不具有髓部，单子叶植物 根一般有发达的髓部。 （三）根的次生构造（三）根的次生构造 secondary structure 次生生长次生生长 一般双子叶植物及裸子植物的根，由于有形成层 和木栓形成层的活动即有次生组织的分裂活动， 使根不断增粗，称次生生长。 次生构造次生构造：由次生分生组织分裂分化所产生的 次生木
9、质部及次生韧皮部等的构造称次生构造。 甘草横切简图 甘草横切简图 甘草 形成层的发生形成层的发生 在初生木质部与初生韧皮部之间初生木质部与初生韧皮部之间的一部分薄壁细胞及 初生木质部外向的中柱鞘细胞恢复分裂能力，形成一 个凹凸不平的形成层环。 一般在初生木质部与初生韧皮部相接的薄壁细胞首先 开始分裂，转变成形成层，然后向两侧延伸，逐渐向 初生木质部外方的中柱鞘部位中柱鞘部位发展，转变成形成层的 一部分，这样就形成一个凹凸不平的形成层环形成层环。最初 的形成层的原始细胞只有一层，但在生长季节，由于 刚分裂出来的尚未分化的衍生细胞与原始细胞相似， 而成多层细胞，合称为形成层区。通常所讲的形成层 就
10、是指形成层区。 横切面观为多层排列整齐的扁平细胞。横切面观为多层排列整齐的扁平细胞。 形成层的发生及其活动形成层的发生及其活动 形成层的活动形成层的活动 （1）次生木质部和次生韧皮部 形成层细胞进行平周（切向）分裂平周（切向）分裂。 向内分生次生木质部向内分生次生木质部，添加在初生木质部的外方， 向外分生次生韧皮部向外分生次生韧皮部加在初生韧皮部的内侧。 分裂产生的次生木质部远比次生韧皮部多、分裂速 度快。形成层环也随着增大，位置不断外移，并使 原来凹凸不平的形成层环逐渐成为圆环状。将整个 韧皮部推到木质部的外侧，成为无限外韧维管束无限外韧维管束。 由于韧皮部被向外推和受到挤压，筛管等组织被挤
11、 压破坏，成为没有细胞形态的颓废组织。颓废组织。 马兜铃根的次生构造马兜铃根的次生构造 形成层的发生及其活动形成层的发生及其活动 （2）维管射线（次生射线）维管射线（次生射线） 在形成次生木质部和次生韧皮部的同时，一定 部位的形成层分裂产生径向延长的薄壁细胞群， 呈辐射状排列，贯穿于维管组织中，称维管射称维管射 线。线。具有横向运输的作用。 维管射线（次生射线）包括木射线和韧皮射线包括木射线和韧皮射线， 位于木质部的射线为木射线，位于韧皮部的射 线为韧皮射线。 横切面上呈现放射状放射状，将根的次生维管组织分 割成若干束。 根的初生构造中无维管射线 形成层活动的结果形成层活动的结果 形成层活动的
12、最终结果产生产生次生维管组织次生维管组织 （1）辐射）辐射V转变成为次生构造的无限外韧转变成为次生构造的无限外韧V：由 于形成层的活动，使得木质部与韧皮部由相互 间隔排列而成为内外排列，即由初生构造中的 辐射V转变成为次生构造的外韧V。 （2）维管射线：）维管射线：一定部位的形成层分裂产生径向 延长的薄壁细胞群，构成维管射线。 （3）次生木质部）次生木质部:包括导管、木薄壁细胞、木射 线、木纤维； 次生韧皮部：次生韧皮部：包括筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞、 韧皮射线、韧皮纤维。 木栓形成层的发生及其活动木栓形成层的发生及其活动 产生原因：产生原因：由于次生维管组织的大量产生，使 维管柱不断增粗，因
13、此，表皮及部分皮层因不 能相应增粗而遭到破坏。 产生部位：产生部位：根的中柱鞘细胞恢复分裂机能形成 木栓形成层。 产生方式：产生方式：木栓形成层向外分生木栓层，向内 分生栓内层，三者合称为周皮。 细胞特点：细胞特点：木栓层细胞在横切面上，多呈扁平 状，排列整齐紧密，细胞壁木栓化呈褐色。栓 内层为数层薄壁细胞，排列疏松，有的栓内层 较发达，也称“次生皮层”。 木栓形成层的发生及其活动木栓形成层的发生及其活动 木栓形成层木栓形成层通常由中柱鞘分化而成。最初是以由表皮 细胞分化而来，还可以由初生皮层中的一部分薄壁细 胞分化而来。 当木栓形成层终止活动，在其内方的薄壁细胞（皮层 或次生韧皮部）又能恢复
14、分生能力产生新的木栓层， 而形成新的周皮。 植物学上的根皮是指周皮植物学上的根皮是指周皮这部分，而药材中的根皮类药材中的根皮类 药材是指形成层以外的部分，药材是指形成层以外的部分，主要包括韧皮部和周皮。 周皮形成后，木栓层以外的表皮、皮层得不到水分和 养分而逐渐枯死脱落，所以根的次生构造中没有表皮 和皮层。 根的次生构造与初生构造比较根的次生构造与初生构造比较 最外方为周皮：最外方为周皮：次生保护组织的周皮代替了初 生保护组织的表皮。 中柱鞘和内皮层一般不存在。中柱鞘和内皮层一般不存在。 无限外韧维管束：无限外韧维管束：初生构造中的辐射V转变成 为次生构造的外韧V。 维管射线：维管射线：包括木
15、射线和韧皮射线。 黄芪根横切面黄芪根横切面 （四）根的异型构造（异常构造）（四）根的异型构造（异常构造） 异常构造概念：异常构造概念： 根除正常初生构造、次生构造外，还产生一些 额外的维管束。这些附加的维管束，形成了根 的异常构造，也称三生构造也称三生构造。 产生原因：产生原因：这是由于形成层的非正常活动或不 规则化而形成的。 （四）根的异型构造（异常构造）（四）根的异型构造（异常构造） 根的异型构造主要有以下几种类型几种类型： 1. 同心环状排列的异常维管组织同心环状排列的异常维管组织 根的正常形成层分裂活动不久，就丧失了分裂能力，而 在次生韧皮部外缘的韧皮薄壁细胞又恢复分裂能力，产 生新的维管束。反复多次，呈为环状。如牛夕根异型构 造，肉眼可见到的同心环就是异型维管束所构成的环。 (见下图) 2. 异心环状排列的异常维管组织异心环状排列的异常维管组织 根的正常维管束外围皮层中的薄壁组织中形成新的形成 层，产生新维管束，形成单独或复合的异常维管束。在 横切面上可以看到一些大小不等的圆圈状花纹，药材鉴 定上称为“云锦花纹”。如何首乌等。 商陆 怀牛膝 何首乌原植物根横断面何首乌原植物根横断面 何首 黄芩根横切面图黄芩根横切面图 课后小结课后小结 今天主要讲授了根尖、根的初生构造、 次生构造等内容，要求重点
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