当前课程知识点:普通生物学 > 第三章 高等植物体的结构与功能 > 第二节 植物的生长 > 3.2.3 根的初生结构
现在我们从根的
根毛区做一个横切
来观察一下根的初生结构
由于这是由于顶端
分生组织细胞分裂分化形成的结构
所以呢
又称为是根的初生结构
这个生长过程也就称为初生生长
或者是伸长生长
这是双子叶植物
毛茛幼根的横切制片
我们可以看到
由外向内
分为了表皮、皮层和维管柱
最外面的一层细胞呢
是表皮组织细胞
细胞排列非常整齐紧密
细胞壁很薄
有的表皮细胞生有根毛
这个根毛是如何产生的呢
根毛是由根的表皮细胞外壁
形成的突起
伸长呈管状就形成了
这是萝卜幼根的照片
可以看到上面密布了许多根毛
这是根毛的扫描电镜照片
可见根毛数量之多
那么
为什么要形成根毛呢
很显然这与根的作用有关
因为根的主要功能是吸收和固着
根毛形成之后呢
极大地增加了表皮的表面积
这样就可以从土壤当中
吸收更多的水分和矿物质
另外
根毛细胞壁中含有黏液物质
使根毛在穿越土壤空隙时
能够和土壤中的颗粒紧密结合在一起
这与固着和吸收功能都有关系
还有另一个问题
为什么有的表皮细胞有根毛
有的没有呢
这是与某种基因的表达有关的
有人用拟南芥做实验
证实了在根的表皮细胞中
存在一个抑制根毛
发生的基因Werewolf基因
在正常的拟南芥植株
也就是野生型的拟南芥植株当中
如果根的表皮细胞中有
Werewolf基因表达
那么这个细胞就不会生根毛
如果没有表达这个基因
那么这个表皮细胞就会生出根毛
如果将这个基因突变了
那么突变体植株的
根的表皮细胞就会生出根毛
如果将Werewolf基因的启动子
编码绿色荧光蛋白的基因连接
生成了转基因的植物
在荧光显微镜下观察
转基因植物根的纵切制片
那么凡是有绿色荧光的细胞
就是表达了
Werewolf基因的细胞
对吧
那么有Werewolf基因表达的细胞
就应该是没有根毛的
结果也的确如此
在这张照片红色显示的是细胞壁
是为了显示细胞的边界
这个实验比较直观地证实了
Werewolf基因
的确有抑制表皮细胞
生成根毛的作用
刚才介绍的是
根的表皮组织
接下来呢
我们再来分析根内部的结构
在表皮以内
是由多层薄壁细胞组成的皮层
这些细胞的细胞壁很薄
细胞层数比较多
细胞内有很多颗粒物
这些颗粒物就是储藏的物质
皮层的主要功能就是储藏
其中
最里面一层皮层细胞染色比较深
排列整齐
特称为内皮层
内皮层细胞的细胞壁上
有一个特殊的结构
叫凯氏带
这个凯氏带是如何形成的呢
像这张图片显示的那样
在内皮层细胞的上下两个壁
以及径向壁
也就是相邻两个细胞的左右侧面
都有栓质化的加厚
这样就围绕内皮层细胞
形成了一个栓质化的带状环
特称为凯氏带
那么这个凯氏带的作用是什么呢
在电镜下观察
凯氏带与质膜是紧密连在一起的
具有不透水性
因此呢
这个凯氏带就可以控制物质
选择性进出根的中央
那么这个具体是如何控制的呢
我们将在营养与运输部分再做具体介绍
接下来我们再来看根的维管柱的结构
将根的中央部分放大
可以看到中央颜色比较深的一圈细胞
就是内皮层细胞
由于是横切面
所以
内皮层细胞壁上的这个凯氏带呢
仅仅是在相邻细胞的径向壁
也就是两个边呢
有增厚的一段箭头所示
内皮层以内是维管柱
也叫中柱
在中柱最外面有一圈细胞
也就是紧贴着内皮层
有一层薄壁细胞
称为中柱鞘细胞
这层细胞的特别之处呢
就在于它的分化程度比较低
具有有潜在的分裂能力
在一定条件下呢
它会脱分化
恢复分裂能力
分裂、分化形成侧根不定根
部分维管形成层和木栓形成层等等
这个中央的维管柱
也就是根的维管组织
是由原形成层分化而来
正中央呈星芒状排列的结构
是初生木质部
这些很大的环形的空腔呢
就是导管分子的管腔
这些突出的脊
一直延伸到中柱鞘
被称为木质部束
或者是木质部脊
初生木质部的细胞组成呢
主要是导管和管胞
还有少量的木纤维和木薄壁细胞
初生韧皮部
它的细胞壁被染为绿色
位于两个木质部束之间
与木质部是相间排列
所以呢
初生韧皮部的数目与
木质部脊的数目是相同的
主要的组成成分是
筛管和伴胞
也有少数的
韧皮薄壁细胞和韧皮纤维
初生木质部的分化和成熟呢
都是由外向内逐渐进行的
这种发育方式就被称为外始式
这是什么意思呢
这是说先形成的木质部在外方
是由管径较小的环纹和
螺纹导管组成
为原生木质部
后形成的木质部在内方
由管径较大的
梯纹、孔纹和网纹导管组成
为后生木质部
从这张照片就可以明显的看出
中央的导管管径比较大
木质部束远端的导管管径比较小
初生韧皮部的发育方式
也是外始式的
这种外始式的发育方式
与根的功能是相适应的
大家想想这是为什么
现在呢
我们将双子叶植物根的初生结构
总结概括为以下几点
第一呢
初生木质部是位于根的中央
木质部束是呈辐射状或者是星芒状排列
第二呢
初生韧皮部与木质部是相间排列
数目相等
第三呢
根的木质部和韧皮部之间呢
是由一些薄壁组织隔开的
第四呢
根的木质部与韧皮部的发育方式
都是外始式的
前面介绍的是双子叶植物
初生根的结构
单子叶植物根的结构
有什么不同呢
这是一种单子叶植物幼根
成熟区的横切制片
与双子叶植物根结构非常类似
它也是由皮层、表皮和维管柱三个部分组成
木质部与韧皮部是相间排列的
也有内皮层
但是它的内皮层的凯氏带结构更加特殊
内皮层细胞的细胞壁
有五个面都有栓质化加厚的
从横切面上看呢
这个内皮层细胞有3个边都有加厚
那么
根从土壤中当中吸收的这些物质
怎么进入根的中央呢
它只能通过
另外一种细胞叫通道细胞来进入
另外呢
根的中央是由薄壁细胞组成的髓
还有一点不同
单子叶植物它只有初生结构
不会进行次生生长
所以也就没有次生结构
-绪论
--绪论
-人物访谈——走进精准医学
-第一节 细胞概述
-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述
-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第三节 真核细胞的结构
-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构
-第四节 细胞的能量代谢
-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢
-第五节 细胞的分裂与分化
-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化
-第一节 遗传的分子基础
-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础
-第二节 基因的表达调控
-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控
-第三节 生物技术及其应用
-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用
-第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第一节 高等植物体的细胞与组织
-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织
-第二节 植物的生长
-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长
-第三节 植物的生殖和发育
-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育
-第四节 植物的营养与运输
-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输
-第五节 植物生长发育的调控
--3.5.6 乙烯
-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控
-第一节 动物的组织
--4.1.5 软骨
--4.1.6 硬骨
--4.1.7 血液
-第一节 动物的组织--作业
-第二节 消化系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统
-第三节 呼吸系统
-第三节 呼吸系统--作业
-第四节 循环系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统
-第五节 内环境的控制
-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制
-第六节 内分泌系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统
-第七节 神经系统与神经调节
-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节
-第八节 生殖与胚胎发育
-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育
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