植物形态学第三章种子植物的营养器官第一节
根
南阳师范学院生物系刘
宗
才
20
01
年秋基本概念一、根的生理功能二、根的形态三、根的发育四、根的初生结构五、侧根的形成六、根的次生生长和次生结构七、根瘤和菌根本节小结本节作业
基本概念
器官：由多种组织组成，具有显著形态特征和特定功能、易于区分的结构，称为器官（organ）
营养器官：担负植物体营养生长的器官统称为营养器官（vegetative organ）。
器官由营养器官和繁殖器官二大类，营养器官包括根、茎和叶三类；繁殖器官由花、果实和种子三类。
一、根的生理功能
吸收作用：吸收土壤中的水、二氧化碳和无机盐类。植物体内所需要的无机营养，除极少部分由叶和细嫩的茎自空气中吸收外，绝大部分都是由根自土壤中取得。
固着、支持作用：植物体有反复分枝、深入土壤的庞大根系，以及根内牢固的机械组织和维管组织的共同作用，足以固着和支持地上的枝叶系统。
输导作用：根吸收的水分和无机盐，通过其维管组织输送到地上部分，叶制造的有机养料由茎到根，再经根的维管组织输送到其各部分，以维持根的生长和生活的需要。
合成功能：根能合成各种激素、植物碱、氨基酸，氨基酸。
贮藏功能：根内有较发达的薄壁组织，主要行使贮藏功能。
繁殖功能：主要以形成不定芽的方式进行。
㈠根的概念及类型
1. 根的概念
中国大百科全书对根的定义：根是维管植物体轴的地下部分，主要起固着、吸收作用，同时还有合成和贮藏有机物质，以
及进行营养繁殖的功能。根上不生长叶和花，它虽然和芽一
样有分枝，但分枝（侧根）来源不同。
?以此定义，只有维管植物才有根，也就是说，所谓真根，必
需有相当的组织分化，最关键的是有维管组织分化。无维管
组织的“根”只能是“假根”。
按发育的来源来定义：由胚根发育而来的植物体体轴的地下
部分。
?这个定义忽略了一个问题，那就是，“不定根”未包含在内。
如玉米的支柱根不是从胚胎发育而来，但它肯定也是根。
㈠根的概念及类型
2. 根的类型
主根:种子萌发时胚根突破种皮，直接产生的根。
定根:由植物体固定位
置发育而来侧根:根产生的各级分枝。可分一级至多级侧根。根
不定根：由茎、叶、老根或胚轴等不固定位置上发生的根，不定根上也可发育出侧根。
初生根和次生根：
?植物学上，凡属胚根直接产生（主根）或间接产生（侧根）
的根均称初生根，所有不定根均属次生根；
?栽培学上，定根及胚轴上产生的不定根均称初生根；除此之
外的其他所有不定根均称次生根。
㈡根系及类型
根系：一株植物地下部分根的总和。
直根系和须根系（据所构成根系的根的类型）
?直根系：具明显、发达的主根，主根和侧根区别明显，主要
由主根和侧根构成的根系，也称主根系。双子叶植物多为直
根系。
?须根系：主根不发达，主、侧根无明显区分的根系；或全部
由不定根与其分枝组成，粗细相近，无主次之分的须状根系。
深根系和浅根系（据根系在土壤中分布的深度）
?深根系：主根发达，向下垂直生长，深入土层达3—5米，甚
至10米以上的根系。多数直根系都为深根系。
?浅根系：侧根或不定根较主根发达，并向四周扩展，多分布
于土壤表层的根系，即为浅根系。多数须根系为浅根系。
直根系和须根系
三、根的发育
1.顶端分生组织的结构和类型
（一）顶端分生组织
2.不活动中心
定义
1.根冠
（二）根尖的结构和发展 2.分生区
3.伸长区
4.成熟区
三、根的发育
㈠顶端分生组织
1．顶端分生组织的结构和类型（组织原学说）：
第一种类型：成熟根中的各区——维管柱、皮层和根冠都有
各自的原始细胞。其中又有两种情况：
?表皮是从皮层的最外层分化出来的（表皮与皮层具共同
的原始细胞）
?表皮与根冠起源于同一层原始细胞。
第二种类型：所有各区，或者至少是皮层和根冠，集中在一
群横向排列的细胞中，和第一种类型具三个原始细胞层不同，它们具有共同的原始细胞，这种类型在系统发育上较为原始。
?原始细胞：经过不断更新始终保留在分生组织中具分生
能力的细胞。根的其他所有细胞都是由原始细胞产生的。
维管柱
皮层
表皮
原形成层
基本分生组织
原表皮
表皮和皮层具共同的原始细胞表皮与根冠具共同的原始细胞
㈠顶端分生组织
2．不活动中心：（一般了解）
在根的顶端组织的研究中（包括根的正常发育、各种手术处
理，以及DNA合成的标记示踪）。发现普遍存在的现象：根
本体最远端的一群原始细胞（中柱原和皮层原的原始细胞）
不常分裂，大小变化很小，合成核酸和蛋白质的速率也很低，组成一个区域，称为不活动中心。
?不活动中心并不包括根冠原始细胞。在根以后的生长中，旺
盛的有丝分裂活动并不在此中心，而是在这个中心以外的部
分进行。
?不活动中心体积的变化和根的大小有密切联系，即在大的根
中存在也较大，在小的根中就较小或不存在。
?不活动中心的功能：有待研究。用辐射或手术处理使根受损
伤、除去根冠或冷冻诱导引起休眠后，再恢复时，都能使其
重新进行细胞分裂。
㈡根尖的结构和发展
定义：从根的最尖端到着生根毛的部分（包括所有根毛所在的区域）由根冠、分生区、伸长区和成熟区构成。
知识点：
各区的范围界定（识别）、
特征
变化
功能
㈡根尖的结构和发展
1．根冠：根特有的结构。
范围：位于分生区外方，从根尖最顶端到分裂相出现的位置
（根尖最先端无分裂相的区域）。
特征：多呈圆锥形，由排列不规则的薄壁细胞组成，像一顶
帽子套在分生区外方，故称根冠。其细胞具淀粉，分化程度
小，靠近分生区的细胞较小，外方细胞较大。细胞排列紧密，无间隙。
变化：随根尖的不断向下生长，遇到砂砾和土壤颗粒，容易
脱落遭受伤害，使根冠外层细胞减少，同时分生区衍生细胞
不断补充到根冠中去，使始终保持一定的形状和厚度。
作用：对分生区起保护作用；具重力反应，以保持根尖向下
生长。
㈡根尖的结构和发展
成熟区
（根毛区）根毛表皮外皮层
伸长区
生长点
（分生区）
根冠
㈡根尖的结构和发展
2. 分生区
范围：根冠后方具有分裂相的区域（根冠与伸长区之间）。
特征：即原分生组织和初生分生组织的特征。
变化：原分生组织细胞分裂后经初步分化后成为初生分生组织；初生分生组织细胞分裂后进入生长和分化阶段（即进入伸长区）。
作用：与顶端分生组织相同。
㈡根尖的结构和发展
3．伸长区
范围：位于分生区之后，根毛区之前。从细胞停止分裂的位
置开始，到开始出现根毛的位置。
特征：伸长区从前到后，细胞明显长于分生区，且越来越长。
变化：
?生长：细胞分裂停止，体积扩大，显著地沿根的长轴方向延
伸，伸长区由此得名。根的伸长是分生区细胞分裂、长大和
伸长区细胞延伸的共同结果，分生区细胞延伸所起的作用更
显著。
?分化：成熟区各种成熟组织都是在此区分化的。在伸长区末
端接近成熟区处，最早的筛管和环纹导管已经出现。
作用：一是水分的吸收；二是产生推动力，使根尖向前生长。
㈡根尖的结构和发展
4．成熟区（根毛区）
范围：具有根毛的区域。
特征：各种细胞止伸长，多已分化成熟，故称成熟区。因该
区表皮产生根毛，又称根毛区。其特征主要表现在两个方面：
?具根毛：表皮细胞的外壁向外凸出延伸形成根毛，根毛是根
的特有结构，一般呈不分枝管状，细胞核转移其中，角质层
极薄或无，长约0.08-1.5mm，数目因植物种类而异。
?初生结构形成：根毛区内部分化为初生结构。
㈡根尖的结构和发展
4．成熟区（根毛区）
变化：生长速度较快，但细胞寿命较短，几天或10－20天。
随分生区衍生细胞的不断增大和分化，以及伸长区细胞不断
向前延伸，根毛区也就随着根的生长，向前推移，进入新的
土壤区域，这对于根的吸收是极为有利的。
作用：
?吸收作用：因根毛外壁具粘液和果胶质而与土壤颗粒密切结
合，有利于根毛的吸收作用。
?输导作用：根毛区输导组织已经分化成熟，可以行使正常的
输导功能。其中的木质部将根毛吸收的水分和无机盐向上运
输；同时，韧皮部将地上绿色组织合成的有机物质运向根部，
供其生长发育需要。
四、根的初生结构
基本概念表皮
（一）双子叶植物根皮层位置来源中柱鞘
的初生结构
维管柱结构特征
功能初生维管组织
表皮
皮层
结构维管柱
（二）单子叶植物髓
根的结构
结构特点
小结
基本概念
初生生长：初生分生组织细胞经分裂、生长、分化，产生初生成熟组织并形成初生结构的过程即为初生生长。
初生结构：由初生分生组织产生经初生生长产生的各种成熟组织即为初生成熟组织（亦称初生组织）。由初生组织构成的结构称为初生成熟结构（简称初生结构）。
初生结构的位置：成熟区内的结构就是成熟结构，因此，在成熟区做横切面，就可观察根的初生结构。
㈠双子叶植物根的初生结构
1．表皮
位置、来源：来自初生分生组织中的原表皮，位于根的外表。
结构特征：多由一层细胞构成。表皮细胞近似长方形，其长
轴和根的纵轴平行，排列整齐紧密，和茎、叶等地上部分表
皮相似。
根表皮的独特性：细胞壁薄，角质层极薄，不具气孔，部分
表皮细胞的外壁向外凸起，延伸形成根毛（四大特征）。
功能：主要为吸收作用，其次为保护作用。
《植物生理学实验》课程大纲 一、课程概述 课程名称（中文）：植物生理学实验 （英文）：Plant Physiology Experiments 课程编号：18241054 课程学分：0.8 课程总学时：24 课程性质：专业基础课 前修课程：植物学、生物化学、植物生理学 二、课程内容简介 植物生理学是农林院校各相关专业的重要学科基础课，是学习相关后续课程的必要前提，也是进行农业科学研究和指导农业生产的重要手段和依据。本实验课程紧密结合理论课学习内容，加深学生对理论知识的理解。掌握植物生理学的实验技术、基本原理以及研究过程对了解植物生理学的基本理论是非常重要的。本大纲体现了植物生理学最实用的技术方法。实验内容上和农业生产实践相结合，加强学生服务三农的能力。实验手段和方法上，注重传统、经典技术理论与现代新兴技术的结合，提高学生对新技术、新知识的理解和应用能力。 三、实验目标与要求 植物生理学实验的基本目标旨在培养各专业、各层次学生有关植物生理学方面的基本研究方法和技能，包括基本操作技能的训练、独立工作能力的培养、实事求是的科学工作态度和严谨的工作作风的建立。开设植物生理学实验课程，不仅可以使学生加深对植物生理学基本原理、基础知识的理解，而且对培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨的科学态度以及提高科研能力等都具有十分重要的作用。 要求学生实验前必须预习实验指导和有关理论，明确实验目的、原理、预期结果，操作关键步骤及注意事项；实验时要严肃认真专心操作，注意观察实验过程中出现的现象和结果；及时将实验结果如实记录下来；实验结束后，根据实验结果进行科学分析，完成实验报告。 四、学时分配 植物生理学实验课学时分配 实验项目名称学时实验类别备注 植物组织水势的测定3学时验证性 叶绿体色素的提取及定量测定3学时验证性 植物的溶液培养及缺素症状观察3学时验证性 植物呼吸强度的测定3学时设计性 红外CO2分析仪法测定植物呼吸速率3学时设计性选修 植物生长物质生理效应的测定3学时验证性 植物种子生活力的快速测定3学时验证性
第四章园艺植物的育苗技术 第一节播种育苗 一、果树实生育苗 1．采种 要从最优良、纯正、强壮的采种树上采、要注意成熟度和采后正确处理。这样才能保证苗木是健壮的。 2．后熟和休眠 一些果树的种子在外观上已经成熟，但仍不能正常发芽，这是因为种子处于休眠状态。 这类种子需要在一定条件下，使种子内部发生一系列生理生化变化。使胚进一步成熟，种子才能萌发，这种变化称为种子的后熟作用。 3．层积处理 层积处理的步骤：秋天把果实采下来以后、把种子清洗好、经过一定的晒凉，然后及时的和湿沙土掺起来，埋入土堆中，温度应保持2度以上，或者一层沙、一层土。种子多，要保持通风，如绑上草把。这实际上是模仿自然界安全越冬、萌发的条件。 4．浸种催芽 一般用温水侵芽，2份热水，1份凉水，或者用特别热的水，然后很快捞出来，放入冷水，冷热处理，这对于厚皮的种子有很好的催芽作用。 5．整地、播种 如果有温室、设施，可以在冬季经过50天的低温，可以在温室播种，50天内要使种子度过后熟、休眠。如果在陆地播种的话，得等到地温稳定达到10度以后。 二、一、二年生植物播种育苗 1．育苗前的准备 在设施条件播种育苗要准备好苗床。 播种的时期，在设施条件下育苗要根据需要的时间来播种。 播种的方法和播种量要根据不同的植物种类来确定的。比如一些大粒的种子，像球根花卉，可以用点播的方式，而非常小的种子，如萝卜、白菜的种子，可以用撒播的方法。密度可根据育苗以后分苗的情况来确定。 2．苗期的管理 包括施肥、浇水、打药，如果在设施条件下，需调节温度、湿度、光照。
分苗是一技术关键，有的分一次就可以了，有时需多次分苗，每次分苗要注意几个环节，在分苗前，要适当控制水分，移栽后，要及时补充水分，充分的光照，适当的提高温度。 二、一、二年生植物播种育苗 1．育苗前的准备 在设施条件播种育苗要准备好苗床。 播种的时期，在设施条件下育苗要根据需要的时间来播种。 播种的方法和播种量要根据不同的植物种类来确定的。比如一些大粒的种子，像球根花卉，可以用点播的方式，而非常小的种子，如萝卜、白菜的种子，可以用撒播的方法。密度可根据育苗以后分苗的情况来确定。 2．苗期的管理 包括施肥、浇水、打药，如果在设施条件下，需调节温度、湿度、光照。 分苗是一技术关键，有的分一次就可以了，有时需多次分苗，每次分苗要注意几个环节，在分苗前，要适当控制水分，移栽后，要及时补充水分，充分的光照，适当的提高温度。 3．定植技术 定植是指将培育好的秧苗栽植到大田或其它地点的作业。 定植期：大田首先考虑温度，特别是土温，一般的植物最适温度15度以上，原产亚热带、热带的植物要求20度以上。最低15度以上。定植期一般决定于气温条件。 定植前的准备： 主要是从土壤方面准备，主要是土壤的改良、土壤的施肥、土壤的消毒、土壤的湿度。 定植方法 一般来讲按照株行距来定植。 第二节扦插育苗 扦插育苗：从植物母体上切取茎、根和叶的一部分，在适宜的环境条件下促使成为独立的新植株的育苗方法。 在果树、花卉用的很普遍，如葡萄、月季、柳树。 影响扦插的因素： ▲ 内因：主要与种类、品种、枝龄、营养物质和生长调节物质有
浙江大学实验报告 课程名称：植物生理学及实验实验类型：理论学习 实验项目名称：植物生理学实验基本理论 学生姓名：XX 专业：XX 学号：XXXXXXXX 同组学生姓名：XX / 指导老师：XX 实验地点：XXX 实验日期：XXXX 年X 月XX 日周二下午 题目： 对下列数据进行处理，并自学《影响光合作用的因素》或 Chapter 9 Photosynthesis: Physiological and Ecological considerations, p243-269，对所得结果进行分析和讨论。 比较两曲线的差别，求出光饱和点和光补偿点，根据实验数据和自学内容,分析为什么有这些差异？ (第1叶为最上部的剑叶，第3叶为较老的叶片) 表1 水稻抽穗期不同叶位叶片光和光合作用关系的测定值 (已知测定的条件相同,光合的单位为μmol CO2 m-2 s-1 ，光强的单位为μmol photon m-2 s-1 ）
数据处理与分析 用Excel对上述数据进行处理，求平均值如下表： 根据上表作图如下： 由图估计可得： 光补偿点光饱和点第一叶30.0 1700.0 第三叶20.0 800.0 差异与分析： 第一叶比第三叶光补偿点高的原因：因为第一叶是刚抽出的幼嫩的叶，他的新陈代谢比第三叶要强，呼吸作用产生的二氧化碳比第三叶多，所以第一叶达到光补偿点所要通过光合作用消耗的二氧化碳比第三叶多，故需要的光强更大。 第三叶的光饱和点比第一叶低且光合速率也比第一叶低的原因：第三叶相比第一叶是已经衰老的叶子，他的新陈代谢不如第一叶强，他体内的光合作用有关的酶的数量和活性比第一叶要低，而且第三叶中所含的叶绿素比第一叶少，其捕获的光能比第一叶少；此外，第三叶中叶绿体中的基粒由于衰老有部分水解，所以第三叶的光合速率较第一叶低且光的补偿点比第一叶低。
深圳大学实验报告课程名称：生命科学基础实验 实验项目名称：校园植物观察 学院： 专业： 指导教师： 报告人：学号：班级： 实验时间： 实验报告提交时间： 教务处制
龙船花全株侧枝向上挺直生长且平滑，叶子表面光滑革质对生，全缘而呈倒卵形状或是椭圆形。一般长度约9厘米－12厘米左右，宽约4 是深绿色，背面的颜色较浅。花属于顶生的伞房花序，每簇花丛大约有 小花由其冠筒上长出后分裂4－5片椭圆形花瓣，冠筒长约2.5 红砖色。20－30朵聚生的小花整体呈现一个大圆球状，花团锦簇。
对生的二回羽状复叶舌状花瓣
茎钝四棱形或近圆柱形，披淡褐色鳞片状糙毛。单叶对生，长椭圆形或卵形，先端钝尖，基部近圆形或浅心形，全缘，叶片坚纸质，两面披淡褐色糙毛及短柔毛，长约4－12厘米，宽约3－8厘米；叶脉5－7条基出；叶柄长约 厘米。 花为聚伞花序，长于分枝顶端，近头状，由3－7朵花组成，稀单生，基部具叶状总苞；花梗密披鳞片状糙毛，长约3－20亳米；花萼 宽，内侧红色，外侧披淡褐色鳞片状糙毛，先端渐尖，萼管壶形，长约 花瓣5片，倒卵形，先端圆形，粉红色或玫瑰红色，密披缘毛，离瓣花；雄蕊10枚，5长5短，较长的雄蕊基部黄色直立，上部呈关节状弯曲，状似镰刀，连接紫红色半圆形的花药，短的雄蕊黄色，并未分两节，连接黄色的花药；雌蕊柱状，墨绿色；花柱线形，紫红色。
茎肉质，直立，粗壮。叶互生；叶柄长约1-3cm，两侧有数个腺体；叶片披针形，长4-12cm，宽1-3cm，先端长渐尖，基部渐狭，边缘有锐锯齿，侧脉对。 花梗短，单生或数枚簇生叶腋，密生短柔毛；花大，通常粉红色或杂色，单瓣或重瓣；萼片2，宽卵形，有疏短柔毛；旗瓣圆，先端凹，有小尖头，背面中
一、植物茎的形态术语 茎是植物的营养器官之一，一般是组成地上部分的枝干，主要功能是输导和支持。 (一)、根据植物茎的性质、寿命，可将植物分为木本植物与草本植物 1.木本植物:茎含有大量的木质，一般比较坚硬。寿命较长，均为多年生的。 它们又可分为： 1)乔木:有明显主干的高大植株，分枝位置距地面较高。如旱柳、毛白杨等。 2)灌木：主干不明显，植株比较矮小，常由基部分枝，如：月季、蔷薇、紫荆等。 3)半灌木：较灌木矮小，高常不及1米，基部近地面处木质多年生，上部茎草质，于开化后枯死，如蒿属植物。 2、草本植物:茎含有木质较少，多汁、柔软、易折断。这类植物根据生活周期又可分为： <1>一年生草本植物：生活周期在本年内完成，并结束其生命，开花结果。如：水稻、棉花等。 <2>二年生草本植物：生活周期跨越两个年份，即第一年生长，第二年才开花结果后枯死。如：白菜、萝卜、冬小麦等。 <3>多年生草本植物：植物的地下部分能生活多年，每年都发芽生长。如：大理菊、马铃薯、甘薯等。 (二)根据茎的生长习性，可将茎分为以下四种类型： 1直立茎茎背地面而生，直立。 2匍匐茎茎细长、柔弱、平卧地面，蔓延生长，节上生不定根，芽发育为新植株。如草莓、甘薯。 3攀援茎以茎上发出卷须、吸器等攀援器官，借助攀援器官使植物攀附于他物上。有5种攀援结构： 1）卷须：瓜类、葡萄、豌豆 2）气生根：常春藤、络石 3）叶柄：旱金莲、铁线莲 4）钩刺：猪殃殃、白藤 5）吸盘：爬山虎（地锦） 4缠绕茎茎细长，柔弱，不能直立，以茎本身缠绕它物上升。如牵牛等。 *5斜生茎 *6平卧茎
二、叶的形态术语 叶由叶柄、叶片和托叶三部分组成，叶片是叶的绿色平扁部分，也是叶光合作用的主要部位，是叶行使其功能的主要部分。具有叶片、叶柄和托叶三部分的叶称为完全叶，缺少其中任一部分或两部分的称为不完全叶。 (一)叶序 指叶在茎或枝条上排列的方式叫叶序，常见的有5种： 1、互生：每节上只生一片叶，如大豆、棉花、玉米等。 2、对生：每节上相对着生两片叶，如丁香、芝麻、薄荷等。 3、轮生：三个或三个以上的叶，着生在一个节上，如夹竹桃。 4、簇(丛)生：两个以上的叶着生于极度缩短的短枝上，如金钱松、银杏等。 5、基生：两片以上的叶着生于地表附近的短茎上称为叶基生。如蒲公英、车前草等。（二）叶形 （三）叶尖
植物生理学实验指导 主编张立军 参编（按姓氏汉语拚音） 樊金娟郝建军 刘延吉阮燕晔 朱延姝
沈阳农业大学植物生理学教研室 2004年1 月 序 实验课是提高学生动手能力，提高分析问题和解决问题能力的重要途径。植物生理学教研室的全体教师和实验技术人员经过多年的教改探索，认为实验课教学要注意基本实验技能的训练、要有助于提高学生的动手能力，有助于使学生熟悉实验工作；实验内容要有挑战性，能够吸引学生的兴趣。为此，我们在借鉴国外高校和国内其他高校的先进教学经验的基础上，提出了一系列提高实验课教学质量的改革措施，这些措施涉及到实验内容的设置、实验的设计、实验报告的写作，以及实验指导书的编写等多个方面。本学期的实验教学是我们实验教学改革探索的一部分。所有的实验都设计成研究型的，有适当的处理，并尽可能的设置重复。同学们能够通过实验解释一个理论或实际问题。在本次编写的实验指导中我们给出了大量的思考题，有的涉及实验中应注意的问题，有的涉及实验技术的应用，有的涉及实验方法的应用扩展；此外，我们还要求实验报告的形式类似于正式发表的科研报告，并附有写作说明，这有利于培养学生写作科研论文的能力。为了培养良好的科研习惯，对每个实验还都给出相应的记录方式。 本学期是我们教研室首次按这项教学改革研究成果组织教学，希望广大同学配合，也希望相关专业老师、相关部门的领导及广大同学提出宝贵意见、以便使植物生理学实验教学改革更加完善。 张立军 2004 年1月30日 2014年12月29日 1
附：参加教学改革人员： 刘延吉郝建军樊金娟朱延姝阮燕晔康宗利付淑杰于洋 目录 Section 1（1h） 植物生理学实验课简介 1．教学目的 2．教学要求和考核 3．实验内容介绍 4．实验室安全要求 Section 2（6h） 一、植物的光合速率测定-----改良半叶法 二、植物叶绿素素含量测定----丙酮提取法 Section 3（6h） 三、植物组织水势测定----小液流法 四、植物根系活力测定----甲烯蓝法 Section 4（6h） 五、植物抗逆性鉴定----电导率仪法 六、植物组织丙二醛含量测定 Section 5（4h） 七、植物组织硝态氮含量的测定 Section 6（4h） 八、植物呼吸酶活性测定 2
实验报告 课程名称：植物生理学及实验实验类型：探索、综合或验证实验项目名称： 叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定学生姓名：专业：农业资源与环境学号： 同组学生姓名： 指导老师： 实验地点：实验日期：2019年10月9日 一、实验目的和要求 掌握植物中叶绿体色素的提取分离和性质鉴定、定量分析的原理和方法 二、实验内容和原理 以青菜为材料，提取和分离叶绿体色素并进行理化性质测定和叶绿素含量分析。原理如下： 1.叶绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂.常用95%的乙醇或80%的丙 酮提取。 2.皂化反应。 叶绿素是二羧酸酯，与强碱反应，形成绿色的可溶性叶绿素盐，就可与有机 溶剂中的类胡萝卜素分开。 装 订 线
3.取代反应。 在酸性或加温条件下，叶绿素卟啉环中的Mg2+可依次被H+和Cu2+取代形成褐色的去镁叶绿素和绿色的铜代叶绿素。 H+取代Mg2+, Cu2+ (Zn2+)取代H+。 4.叶绿素受光激发，可发出红色荧光，反射光下可见红色荧光。 透射光下呈绿色，反射光下呈红色。 5.光谱分析。叶绿素吸收红光和兰紫光，红光区可用于定量分析，其中645和 663用于定量叶绿素a,b及总量，而652可直接用于总量分析。 三、主要仪器设备 1.天平（万分之一）、可扫描分光光度计（UV-1240）、离心机 2.研具、各种容（量）器、酒精灯等 四、操作方法与实验步骤 1.定性分析 a)称取鲜叶3-5g，并逐步加入乙醇15ml，磨成匀浆 取匀浆过滤，并倒入三角瓶中，同时观察荧光现象。 b)取三角瓶中约1ml溶液于小试管。加KOH数片剧烈摇均，加石油醚 O 1ml分层后观察。 1ml和H 2
实验名称：植物含水量的测定 实验目的：掌握测定植物组织的含水量的方法 实验原理：利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重 % 表示，有时也以相对含水量 % （或称饱和含水量 % ）表示。后者更能表明它的生理意义。 实验材料与设备： （一）材料：植物鲜组织。 （二）仪器设备：天平（感量1/1000g）；烘箱；干燥器；剪刀；搪瓷盘；塑料袋；纸袋；吸水纸等。 实验步骤： ⒈鲜重测定迅速剪取植物材料，装入已知重量的容器（或塑料袋）中，带入室内，用分析天平称取鲜重（FW）。 ⒉干重测定提前把烘箱打开，温度升至100~105℃。把称过鲜重的植物材料装入纸袋中，放入烘箱内，100~105℃杀青10min，然后把烘箱的温度降到70~80℃左右，烘至恒重。取出纸袋和材料，放入干燥器中冷却至室温，称干重（DW）。 ⒊饱和鲜重测定将称过鲜重的植物材料浸入水中，数小时后取出，用吸水纸吸干表面水分，立即称重；再次将材料放入水中浸泡一段时间后，再次取出，吸干表面水分，称鲜重，直到两次称重的结果基本相等，最后的结果即为饱和鲜重（SFW）。若事先已知达到水分饱和所用的时间，则可一次取得饱和鲜重的测量定值。 ⒋取得以上数据后，按公式计算组织含水量、相对含水量。 思考题： 测定饱和含水量时，植物材料在水中浸泡时间过短或过长会出现什么问题？ 实验名称：植物组织水势的测定（小液流法）
实验目的：学会用小液流法测定植物组织的水势 实验原理：将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中，当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时，则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。因溶液的浓度是已知的，可以根据公式算出其渗透压，取其负值，为溶液的渗透势（ψπ），即代表植物的水势（ψw）。 ψw＝ψπ＝－P＝－iCRT 实验材料与设备： （一）材料：小白菜或其它作物叶片 （二）仪器设备：1.带塞青霉素小瓶12个；2.带有橡皮管的注射针头；3.镊子；4.打孔器5.培养皿。 （三）试剂：1. 0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液；2.甲烯蓝粉末。 实验步骤： （一）取干燥洁净的青霉素瓶6个为甲组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液约4ml（约为青霉素瓶的2／3处），另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液1ml 和微量甲烯蓝粉末着色，上述各瓶加标签注明浓度。 （二）取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片，放至培养皿中，混合均匀。用镊子分别夹入5～8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中（乙组）。盖上瓶塞，并使叶圆片全部浸没于溶液中。放置约30～60min，为加速水分平衡，应经常摇动小瓶。 （三）经一定时间后，用注射针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许，将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部，小心地放出少量液流，观察蓝色液流的升降动向。（每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头）。如此方法检查各瓶中液流的升降动向。若液流上升，说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小（即植物组织失水）；表明叶片组织的水势高于该浓度糖溶液的渗透势；如果蓝色液流下降则说明叶片组织的水势低于该糖溶液的渗透势，若蓝色液流静止不动，则说明叶片组织的水势等于该糖溶液的渗透势，此糖溶液的浓度即为叶片组织的等渗浓度。 将求得的等渗浓度值代入如下公式： ψw＝ψπ＝－iCRT。 式中：ψw＝植物组织的水势（单位：Mpa）；ψπ＝溶液的渗透势； C＝等渗浓度（mol/L）；R＝气体常数（0.008314 MPa·L /mol/K）；T＝绝对温度；i＝解离系数（蔗糖＝1，CaCl2＝2.60）。 思考题：在干旱地方生长的植物其水势较高还是较低？为什么？ 实验名称：植物组织渗透势的测定
植物生理学实验指导 Prepared on 24 November 2020
植物生理学实验指导
目录
植物材料的采集、处理与保存 植物生理实验使用的材料非常广泛，根据来源可划分为天然的植物材料（如植物幼苗、根、茎、叶、花等器官或组织等）和人工培养、选育的植物材料（如杂交种、诱导突变种、植物组织培养突变型细胞、愈伤组织、酵母等）两大类；按其水分状况、生理状态可划分为新鲜植物材料（如苹果、梨、桃果肉，蔬菜叶片，绿豆、豌豆芽下胚轴，麦芽、谷芽，鳞茎、花椰菜等）和干材料（小麦面粉，玉米粉，大豆粉，根、茎、叶干粉，干酵母等）两大类，因实验目的和条件不同，而加以选择。 植物材料的采集和处理，是植物生理研究测定中的重要环节。在实际工作中，往往容易把注意力集中在具体的仪器测定上，而对于如何正确地采集和处理样品却不够注意，结果导致了较大的实验误差，甚至造成整个测定结果的失败。因此，必须对样品的采集、处理与保存给予足够的重视。 一、原始样品及平均样品的采取、处理 植物生理研究测定结果的可靠性（或准确性），首先取决于试材对总体的代表性，如果采样缺乏代表性，那么测定所得数据再精确也没有意义。所以，样品的采集除必须遵循田间试验抽样技术的一般原则外，还要根据不同测定项目的具体要求，正确采集所需试材。目前，随着研究技术的不断发展，应该不断提高采样技术的水平。 在作物苗期的许多生理测定项目中都需要采集整株的试材样品，在作物中后期的一些生理测定项目中，如作物群体物质生产的研究，也需要采集整株的试材样品，有时虽然是测定植株的部分器官，但为了维持器官的正常生理状态，也需要进行整株采样。 除研究作物群体物质生产外，对于作物生理过程的研究来说，许多生理指标测定中的整株采样，也只是对地上部分的采样，没有必要连根采样，当然对根系的研究测定例外。采样时间因研究目的而不同，如按生育时期或某一特殊需要的时间进行。除逆境生理研究等特殊需要外，所取植株应是能代表试验小区正常生育无损伤的健康植株。
第四章根 1.比较双子叶和单子叶植物根初生结构的主要异同点。如表所示。 2.试述根的次生生长过程及次生结构。 解：根的次生生长是指由根次生分生组织（维管形成层和木栓形成层）细胞分裂、分化产生次生组织的过程。 （1）维管形成层的产生及活动过程： 1）根在増粗生长前，初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁组织恢复分裂能力产生维管形成层，形成层开始是在每一韧皮部内方产生，是片段状的。随后，各段形成层向两侧扩展至木质部辐射角，同时，与木质部辐射角正对的中柱鞘细胞也恢复分裂能力形成部分形成层，与前面各形成层片段连接成一个闭合的波状环。 2）由于初生韧皮部内方的形成层产生最早，分裂也较快，因此在初生韧皮部内侧形成的次生组织多，而在初生木质部辐射角处的形成层活动较晚，形成的次生组织较少。这样，初生韧皮部被新形成的次生组织推向外方，波状的形成层也逐渐变成圆环状，然后形成层继续分裂活动，向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部。 （2）木栓形成层的产生及活动过程： 1）根中第一次木栓形成层的产生是由中柱鞘细胞恢复分裂能力产生的，木栓形成层产生后，进行平周分裂向外产生多层木栓层细胞，向内产生少量栓内层细胞，由木栓层、木栓形成层和栓内层共同构成周皮。由于根的不断加粗,先形成的周皮被撑破，在周皮内侧再形成新的周皮。 2）根中第二次之后的周皮产生于韧皮部的薄壁细胞，这些细胞恢复分生能力形成新的木栓形成层，由新的木栓形成层产生新的周皮。新周皮的产生位置随根的不断加粗而逐渐内移。 （3）根的次生结构：根的次生结构由外向内依次为： 1）周皮:包括木栓层、木栓形成层和栓内层。 2）韧皮部（包括少量初生韧皮部和次生韧皮部）：在双子叶植物中由筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。
植物学复习题 第四章_根 (课本无) 一、植物生理功能主要根据哪些形态结构进行判断？ 答：1 、吸收、输导功能，根尖的根毛区的表皮细胞和根毛都是薄壁细胞，能使水分顺利渗透，以被吸收，根毛的存在大大增加了吸收表面，初生木质部的外始式发育，有利于水分的运输。 2 、固着、支持功能，根在地下反复分枝形成庞大的根系，把植株牢牢地固着在常有风吹雨袭的陆生环境中，根尖中根毛的存在，也大大地增加了其与土壤的接触面积和年度，在土壤中广泛分布的根系及内部的机械组织，保证了根的巨大的支持力。 (课本无) 二、主根与种子的胚根有何种关系？ 答：主根是由种子的胚根直接发育来的。 三、根尖可分为哪几个区？各区有哪些特征？功能如何？ 答：根冠，由位于根尖最前端的数层薄壁细胞组成，帽状，功能有①保护分生区；②分泌黏液，有利于根尖在土壤颗粒间伸长；③使根具向地性。 分生区，细胞排列紧密，细胞质浓，有强烈的分生能力，使根尖细胞数目增加，是根生长的基础。 伸长区，细胞纵向伸长明显，产生推动力，使根尖不断向土壤中伸展。 根毛区，表皮细胞外壁外突，形成根毛，扩大吸收表面，同时还有增强固着的作用。 四、双子叶植物根的初生结构是如何形成的？它包括哪些部分？各部分有什么功能和特征？ 答：双子叶根的初生结构是由根尖的初生分生组织经过分裂、生长、分化发展而来的，其中原表皮分化发展为表皮，基本分生组织分化发展成皮层，原形成层分化成中柱。 表皮的主要功能是吸收，皮层的主要功能有横向输导和贮藏，中柱的主要功能是纵向输导和支持。 五、禾本科植物根的初生结构与双子叶植物根的初生结构有哪些不同？各有何意义？答： 表皮脱落后，可替代表皮起保护作用，通道细胞的存在解决了单子叶植物根的内外运输问题。双子叶植物根的中柱鞘细胞壁不增厚、不栓化，在部分形成层和木栓形成层的发生上有重要意义，中央的髓具贮藏作用。 六、双子叶植物根是怎样进行增粗生长的？次生结构由哪几部分组成？ 答：双子叶植物根的增粗生长主要是形成层和木栓形成层活动的结果。形成层的发生和活动：在初生生长结束后，首先由保留在初生韧皮部内侧的原形成层细胞进行平周分裂，形成了数个弧形的形成层片段，接着每个形成层片段两端的薄壁细胞也开始分裂，使形成层片段沿初生木质部放射角扩展至中柱鞘处，此时，正对着原生木质部处的中柱鞘细胞也恢复分裂能力，形成形成层的一部分，使整个形成层连接为一波浪状形成层环，由于波状形成层环的凹陷部分产生早，分裂快，且向内产生的次生木质部细胞多于向内产生的次生韧皮部细胞，凹陷部分逐渐向外推移，使整个形成层变为圆筒状，变圆后的形成层进行大量的平周分裂和少量的
走进植物王国 ——植物学基础知识讲座 一、总说植物界 植物界是整个生物界的一部分，要了解植物界就必须知道生物界是怎么划分的。人类对于生物界的认知是随着科学的发展而发展的。 生物界划分： 18世纪鼎鼎大名的瑞典博物学家林奈把生物界划分为动物界和植物界，这就是所谓的二界系统。这个系统建立得最早，也应用得最广泛、最悠久。后来单核细胞原始生物被划出来，称原生生物界，即三界系统。电子显微镜投入使用之后，缺少真正细胞核的原核生物，如蓝藻、细菌等，也被单独划分出来，称原核生物界，成为四界系统。其后，酵母菌、霉菌等真菌被划为真菌界，成为五界系统。随着电子显微镜的广泛使用，人们又发现了没有细胞结构的病毒和类病毒，称为非胞生物界，至此生物界成六界系统。在不同的分界系统中，植物界所包括的具体范围是不一样的。很明显，在二界系统中，植物的范围最广，包括的种类也最多。为了方便大家的教学，今天我们还是用二界系统来讲。 生物分类阶元： 按照二界系统，已知的植物约有50余万种。它们的大小、形态、结构、生态环境和生活习性各不相同，人类对它们进行了分类。植物分类阶元和动物是一样的，阶元就是等级的意思。都是按照：界-门-纲-目-科-属-种的等级（阶元）来划分。有的阶元中包括的植物种类仍然很多，根据需要，在阶元中再按性质归纳为亚阶元，如门中有亚门，目中有亚目，科中有亚科等等。所以完全的植物分类阶元不仅有门纲目科属种6个“正”的，还有亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种6个“亚”的。这样的分类阶元，就像编户口一样，每一个物种都可以归纳进来，有自己的位置。这种位置还能反映生物之间的亲缘关系，让我们看到进化的脚印。 植物界这50余万种植物共分为藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物六大类群，一共16个门。 二、各类群植物简介 1、藻类 16个门里，藻类其实占据了8个门。但是所有的藻类都具有共同的特性。它们一般具有光合作用色素，能进行光合作用，具有植物最根本的特征——自己制造营养物质，自己养活自己，叫做自养型生物。只有低等藻类的极少数种类是异养或暂时性异养，也就是利用别人制造的营养物质生存。藻类的大小和构造差异很大，小的只有几微米，大的有几百米，比如生活在太平洋东岸寒流中的巨藻可以长到400米。尽管藻体有大小、简单和复杂的区别，但它们基本上都没有根茎叶的分化，生殖器官也是单细胞。有些高等藻类的生殖器官虽是多细胞，但每个细胞都直接参加生殖作用，形成孢子或配子，也就是说，在繁殖后代的过程中，每个细胞起到的作用是一样的，没有功能上的区别。 藻类绝大多数水生，有的漂浮在水中，随波逐流，叫浮游藻，有的用固着器固定在岩石上生长，叫固着藻，比如说海带，我们去买新鲜海带的时候还能看到它的固着器，有点像根。还有少数气生藻类可以在树皮、树叶、岩石、墙壁、土表等不为水浸泡的地方生活。藻类适应环境的能力很强，零下数十度的南北极、终年积雪的高山、高达85摄氏度的温泉中，都能找到藻类的身影。日常生活中，
实验1 叶绿素a 、b 含量的测定（乙醇）（分光光度法） 一、目的 学会Chla 、b 含量的测定方法，了解叶片中Chla 、b 的含量。 二、材料用具及仪器药品 菠菜叶片、721分光光度计、天平、研钵、剪刀、容量瓶（25ml ）、漏斗、滤纸、乙醇（95%） 三、原理 叶绿素a 、b 在波长方面的最大吸收峰位于665nm 和649nm ，同时在该波长时叶绿素a 、b 的比吸收系数K 为已知，我们即可以根据Lambert Beer 定律，列出浓度C 与光密度D 之间的关系式： D 665=83.31Ca+18.60C b ..................................(1) D 649=24.54Ca+44.24 C b . (2) (1)(2)式中的D 665、D 649为叶绿素溶液在波长665nm 和649nm 时的光密度。 为叶绿素a 、b 的浓度、单位为每升克数。 82.04、9.27为叶绿素a 、b 在、在波长665nm 时的比吸收系数。 16.75、45.6为叶绿素a 、b 在、在波长649nm 时的比吸收系数。 解方程式(1)(2)，则得 ： C A =13.7 D 665—5.76 D 649...........................(3) C B =25.8 D 649—7.6 D 665........................... (4) G=C A +C B =6.10 D 665+20.04 D 649 (5) 此时，G 为总叶绿素浓度，C A 、C B 为叶绿素a 、b 浓度，单位为每升毫克，利用上面（3）（4）（5）式，即可以计算叶绿素a 、b 及总叶绿素的总含量。 四、方法步骤 1．称取0.05克新鲜叶片，剪碎，放在研钵中，加入乙醇1ml 共研磨成匀浆，再加5ml 乙醇，过滤，最后将滤液用乙醇定容到10ml 。 2．取一光径为1cm 的比色杯，注入上述的叶绿素乙醇溶液，另加乙醇注入另一同样规格的比色杯中，作为对照，在721分光光度计下分别以665nm 和649nm 波长测出该色素液的光密度。 计算结果： 叶绿素a 含量（mg/g. FW ）=05 .011000 10??A C 叶绿素b 含量（mg/g.FW ）=05 .01 100010? ?B C 叶绿素总量（mg/g.FW ）=05 .01 100010? ? G 五、实验报告 计算所测植物材料的叶绿素含量。 六、思考题 1、分光光度法与一般比色法有何异同？ 2、叶绿素a 、b 在红光和蓝光区都有一最大吸收峰值，能否用蓝光区的最大吸收波长进行叶绿素a 、b 的定量分析，为什么？
课程名称：植物生理学及实验实验类型：探索、综合或验证 实验项目名称：植物组织水势测定 学生姓名：专业：农业资源与环境学号： 同组学生姓名： 指导老师： 实验地点：实验日期：2019年 9 月25日 一、实验目的和要求 1. 巩固植物组织水势概念和植物组织水势的组成 2. 掌握小液流法测定植物组织水势原理 3. 了解其他水势测定方法原理。 二、实验内容和原理 1.小液流法测定新鲜白萝卜的组织水势。 植物细胞是一个渗透系统。当组织水势低于溶液渗透势，组织吸水，溶液变浓，比重增加，小液流下沉。当组织水势高于溶液渗透势，组织失水，溶液变稀，比重下降，小液流上浮。当组织水势等于溶液渗透势，组织与溶液达到水分进出动态平衡，溶液浓度和比重不变，小液流不动。 2.压力室法测定海桐叶片组织水势。 植物叶片通过蒸腾作用产生蒸腾拉力。导管中的水分由于内聚力的作用而形成连续的水柱。因此，对于蒸腾着的植物，其导管中的水柱由于蒸腾拉力的作用，使水分连贯地向上运输。 当叶片或枝条被切断时，木质部中的液流由于张力解除迅速缩回 木质部。将叶片装入压力室钢筒，切口朝外，逐渐加压，直到导管中
的液流恰好在切口处显露时，所施加的压力正好抵偿了完整植株导管中的原始负压。 三、主要仪器设备 小液流法：白萝卜、打孔器、10ml离心管（10个）、小刀、镊子、注射器、1mol/L蔗糖溶液、甲基橙 压力室法：植物水势仪 四、操作方法与实验步骤 小液流法： 1、用1mol/l的蔗糖溶液配制0.05、0.10、0.20、0.30、0.40M一系列不同浓度的蔗糖溶液(10mL)，充分摇匀。 2、分别取4ml不同浓度的溶液到另一组相应的试管中。每管加入厚度约为1mm的萝卜圆片，加塞放置30-40min。期间晃动（3-4次）。 3、用针蘸取少量甲基橙放入每支试管，混匀。 4、用注射器取少许黄色溶液，伸入对应浓度的蔗糖溶液中部，缓慢挤出一滴小液滴，观察小液滴移动方向并记录。
《植物学》专升本考试辅导资料 ●各章重点 第一章植物细胞 一、简答题（试从发生、主要成分、特点等方面比较初生壁和次生壁） 初生壁：在胞间层内侧形成的壁层，果胶质和纤维素，具可塑性。 次生壁：在初生壁内侧形成的壁层，纤维素，不具可塑性。 二、名词 1．原生质：是细胞生命活动的物质基础 2．原生质体：是细胞中有生命的物质，是细胞壁以内所有结构的总称。 3．纹孔：次生壁在形成时的中断部分。 4．胞间连丝：是连接相邻细胞间的细胞质细丝。 5．后含物：是细胞新陈代谢形成的产物。 6．减数分裂：是发生在有性生殖过程中的一次特殊的有丝分裂。 7．细胞生长：是细胞体积的增大和重量的增加。 8．细胞分化：来源相同的众多细胞向不同方向发展，各自在结构和功能上表现差异的变化过程。 三、单项选择 1．下列细胞器中属于单层膜结构且与蛋白质合成有关有关的是（）C粗面内质网 2．植物细胞中起分解消化作用的最主要细胞器是（）B溶酶体 3．细胞核内合成核糖体亚单位的重要场所是（）B核仁 第二章植物组织 一、论述题 1．何谓维管束？维管束的组成分子是什么？维管束有哪些主要类型？ 在蕨类和种子植物器官中，以输导组织为主体，由输导组织、机械组织和薄壁组织共同组成的复合组织。被子植物的韧皮部包括：筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞，木质部包括：导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。无限维管束，有限维管束，外韧维管束，双韧维管束，周木维管束和周韧维管束等。 二、简答题 1．何谓分生组织？其有哪些类型？ 具有分裂能力的组织。按来源分：原分生组织，初生分生组织和次生分生组织。按位置分：顶端分生组织，侧生分生组织和居间分生组织。 2．薄壁组织有哪些类型？组成其细胞有哪些特点？ 同化组织，吸收组织，贮藏组织，通气组织和传递细胞。壁薄，有发达胞间隙，分化浅。 3．试区分厚角组织和厚壁组织的异同点。 厚角组织：局部加厚，初生壁，活细胞 厚壁组织：全面加厚，次生壁，死细胞 4．试区分导管和筛管的异同点。 导管和筛管均为输导组织。 导管：输水组织，存在于木质部中，具次生壁，为死细胞 筛管：输导有机物组织，存在于韧皮部中，为初生壁，为活细胞 三、名词 1．组织：来源相同，形态结构相似，担负一定生理机能的细胞组合。 2．分生组织：具有分裂能力的组织。按来源分：原分生组织，初生分生组织和次生分生组织。按位置分：顶端分生组织，侧生分生组织和居间分生组织。 3．成熟组织：由分生组织分化而来，包括薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织。4．维管组织：在蕨类和种子植物器官中，以输导组织为主体，由输导组织、机械组织和薄壁组织共同组成的复合组织。
第四章根 教学目的 1.了解植物根的类型及其生理功能； 2.掌握根的伸长生长规律； 3.掌握单子叶与双子叶植物根的初生结构及其的异同； 4.掌握双子叶植物根的次生生长与次生结构； 5.掌握根尖的分区及各区的生长动态。 6.掌握侧根的发生规律及与母根的相关性 教学要点 1．根的主要生理功能 2．根的类型 3．根系的概念及其类型 4．根尖分区 5．根的初生生长和初生结构 6.根的次生生长和次生结构 第一节根的发育和形态 根，除少数气生者外，一般是植物体生长在地面下的营养器官，土壤内的水和矿质通过根进入植株的各个部分。它的顶端能无限地向下生长，并能发生侧向的支根（侧根），形成庞大的根系（root system），有利于植物体的固着、吸收等作用，这也使植物体的地上部分能完善地生长，达到枝叶繁茂、花果累累。根系能控制泥沙的移动，因此，具有固定流沙、保护堤岸和防止水土流失的作用。一、根的生理功能和经济利用 根是植物适应陆上生活在进化中逐渐形成的器官，它具有吸收、固着、输导、合成、储藏和繁殖等功能。 根的主要功能是吸收作用； 它吸收土壤中的水、二氧化碳和无机盐类。植物体内所需要的物质，除一部分由叶和幼嫩的茎自空气中吸收外，大部分都是由根自土壤中取得。水为植物所必需，因为它是原生质组成的成分之一，是制造有机物的原料，是细胞膨压的维持者，是植物体内一切生理活动所必需。周围环境中水的情况，影响着植物的形
态、结构和分布。二氧化碳是光合作用的原料，除去叶从空气中吸收二氧化碳外，根也从土壤中吸收溶解状态的二氧化碳或碳酸盐，以供植物光合作用的需要。无机盐类是植物生活所不可缺的,例如硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐以及钾、钙、镁等离子，它们溶于水，随水分一起被根吸收。 根的另一功能是固着和支持作用。 可以想像，庞大的地上部分，加上风、雨、冰、雪的侵袭，而高大的树木却能巍然屹立，这就是由于植物体具有反复分枝，深入土壤的庞大根系，以及根内牢固的机械组织和维管组织的共同作用。 根的另一功能是输导作用。 由根毛、表皮吸收的水分和无机盐，通过根的维管组织输送到枝，而叶所制造的有机养料经过茎输送到根，再经根的维管组织输送到根的各部分，以维持根的生长和生活的需要。 根还有合成的功能。 据研究，在根中能合成蛋白质所必需的多种氨基酸，合成后，能很快地运至生长的部分，用来构成蛋白质，作为形成新细胞的材料。科学研究中，也证明根能形成生长激素和植物碱，这些生长激素和植物碱对植物地上部分的生长、发育有着较大的影响。 此外，根还有储藏和繁殖的功能。 根内的薄壁组织一般较发达，常为物质贮藏之所。不少植物的根能产生不定芽，有些植物的根，在伤口处更易形成不定芽，在营养繁殖中的根扦插和造林中的森林更新，常加以利用。 根作为吸收、固着、输导、储藏等器官，反映了它的结构与功能的密切联系，这将在以下的各节中加以叙述。 根有多种用途，它可以食用、药用和作工业原料。甘薯、木薯、胡萝卜、萝卜、甜莱等皆可食用，部分也可作饲料。人参、大黄、当归、甘草、乌头、龙胆、吐根等可供药用。甜菜可作制糖原料，甘薯可制淀粉和酒精。某些乔木或藤本植物的老根，如枣、杜鹃、苹果、葡萄、青风藤等的根，可雕制成或扭曲加工成树根造型的工艺美术品。在自然界中，根有保护坡地、堤岸和防止水土流失的作用。 二、根和根系的类型
植物形态学基础 一、植物生长类型： 1.木本植物(wood plant)：是指植物体的木质部比较发达，一般比较坚硬，寿命较长。可分为： （1）乔木(tree)：指有明显主干的高大树木，高达6m以上。 （2）灌木(shrub)：指主干低矮或不明显，常由基部分枝，呈丛生的，高不及6m 的木本植物。 2.草本植物(herb)：植物体的木质部不发达，茎柔软。 3.藤本植物(vein)：植物体地上部分细而长，不能直立生长，只能依附其他物体，缠绕或攀缘向上生长的植物。 二、根 根是植物长期适应陆地生活过程中发展起来的器官，构成植物体的地下部分。根由种子幼胚的胚根发育而成，向地下伸长，使植物体固着在土壤里，并从土壤中吸取水分和营养物质。根一般不分节，不生芽。一株植物全部根的总体称为根系。 1.根系类型 (1)直根系(tap root system)：主根与侧根在形态上区别明显，并在土壤中延伸较深的根，也称深根系。 (2)须根系(fibrous root system)：主根不发达或早期停止生长，由茎基部生出许多较长、粗细相似的不定根，呈须状根系，在土壤中延伸较浅，也称浅根系。2.按照根的功能来划分 1.贮藏根 贮藏根生长在地下，形态多样，能贮藏养料，它所贮藏的养料，可以供越冬植物来年生长发育的需要。根据贮藏根是由根的哪一部分发育而成的，又可把储藏根分为二类： （1）肉质根 肉质直根是由主根发育而成，因而一棵植株上，仅有一个肉质直根，在肉质直根的近地面一端的顶部，有一段节间极短的茎，其下由肥大的主根构成肉质直根的主部，有一段节间极短的茎，其下由肥大的主根构成肉质直根的主体，一般不分枝，仅在肥大的肉质直根上先有细小须状的侧根。例如萝卜、胡萝卜的食用部分即属肉直根。 （2）块根 块根是由侧根或不定根的局部膨大而形成。它与肉质直根的来源不同，因而在一棵植株上，可以在多条侧根中或多条不定根上形成多个块根。番薯在地下形成的肥大部分，就是最常见的块根。在不同的植物中，块状根的大小、色泽、质地都有许多不同，都可以作为识别植物的依据。 2.气生根 气生根是比较特殊的一类根，它生长在地表以上的空气中，能起到吸收气体或支
第二章植物学基础知识 植物的营养器官：根、茎、叶执行水分和养分的吸收、运输、合成及转化等营养代谢功能。 植物的繁殖器官：花、果实、种子完成开花结果的生殖过程。 第一节植物的根 一、根的功能 二、根的类型和根系 三、根系的生长特点 四、根的变态 五、根瘤与菌根 六、根的欣赏 一、根的功能 1．吸收作用吸收水分和养分，吸收作用最活跃的区域仅限于根尖部分。 2．固定和支持作用固定植物；固定土壤； 3．输导作用根到枝叶；叶到茎和根； 4．贮藏和繁殖作用 如大丽花、小丽花、胡萝卜、红薯、山药等。 二、根的类型和根系 1 ．根的类型种子植物的根有主根、侧根和不定根。按来源分类，根可分为主根和侧根。 按发生部位分类，可分为定根和不定根。 2．根系一株植物地下部分所有根的总体叫根系。植物的根系有直根系和须根系两 种类型。 直根系： 指主根粗壮发达，有明显的主根和侧根之分，如大多数双子叶植物和裸子植物。快速生长的直根系，它能够使植物很快地在土壤中向下穿入，以吸取深层的水源。有些植物的直根系明显超过植物地上部分的高度，具有这种根系的植物叫深根性植物，如马尾松成年后主根可深达5m以上，还有其他松树、柏树、广玉兰，也属于这类根系。 须根系： 主根和侧根无明显区别的根系，或者根系全由不定根组成。单子叶植物多为须根系。例如禾本科植物，主根长出后不久就停止生长或死亡．由胚轴和茎基部的节上生出许多不定根组成须根系。 一般直根系分支层次明显，根系分布在土壤的深处；组成须根系的根粗细差不多，根系分布在土层的浅处。
3．根系深浅与环境的关系 根系的深浅不但取决于植物的遗传性，也取决于外界条件，特别是土壤条件，如土壤水分、土壤类型等。长期生长在河流两岸或低湿地区的树种．如柳树、枫杨等，在土壤表层就能获得充足的水分，所以根系发育为浅根性。生长在干旱或沙漠地区的植物，只能在土壤深层吸收水分，一般成深根性，如沙漠中的植物，根可达5m深。即使是同一种植物，生长在地下水位较低，土壤肥沃，排水良好的地区，根系分布于较深土层；反之，则多分布在较浅的土层。另外，用种子繁殖的苗木，主根明显，根系深；扦插和压条繁殖的苗木，无明显主根，根系是分布浅。 植物的根系特征是种植设计选择的重要依据之一。用作防风林带的树种，一般要选深根性树种，才具有较强的抗风力。营造水土保持林，一般宜用侧根发达、固土能力强的树种。 营造混交林时，除考虑地上部分的相互关系外，还要注重选择深根性与浅根性树种的合理配植，以利于不同土层深度水分和养分的充分吸收与利用。在建筑物周边种植时，需考虑到根系与建筑基础的关系，选用浅根系或根系离建筑基础要有一定距离。一般乔木要求远离5m左右。 三、根系的生长特点 1 ．根系的年生长动态 树木根系没有自然休眠期，只要条件合适，就可全年生长或随时可由停顿状态迅速过渡到生长状态。生长势的强弱和生长量的大小，随土壤温度、水分、通气条件及树体内营养状况而异，但根系的伸长生长在一年中是有周期性的，根的生长与地上部分有关，且往往与之生长交错进行。 一般根系生长要求温度比萌芽低，因此，春季根开始生长比地上部分早。春季根开始生长即出现第一个生长高峰，其发根量与树体贮藏营养水平有关。然后，是地上部分开始迅速生长，而根系生长趋于缓慢。 当地上部分生长趋于停止时，根系生长出现一个大高峰，其强度大，发根多。落叶前根系还可能有一次生长小高峰。有些树种，根系的生长一年内可能有好几个生长高峰。2．根系的生命周期 一般幼树期根系生长快，其生长速度都超过地上部分。随着年龄增加，根系生长速度趋于缓慢，并逐年与地上部分的生长保持着一定的比例关系。在整个生命过程中，根系始终发生局部的自疏与更新。待根系达到最大幅度后，发生向心更新。当树木衰老，地上部分濒于死亡，根系仍能保持一段时间的寿命。至于须根，从形成到壮大直至衰亡，一般有数年的寿命。根系的生长发育很大程度上受土壤环境条件的影响．土壤温度、湿度、通气条件、营养状况、土壤类型、土层厚度、母岩分化、地下水位，对根系的生长与分布都有密切关系。根系的生长动态与植树或移栽都有着密切的关系，一般植树季节应选在适合根系再生和枝叶蒸腾量最小的时期。在四季分明的温带地区，一般以秋冬落