根的形态、类型、变态
根的形态构造与功能(植物科学基础)
根
主根
侧根
不定根
一 、根的形态
（一） 根的种类
1. 主根：由种子中的胚根发育直接发育而成的。
2. 侧根：主根上发生的分支，以及分支再长出的分支。
3. 不定根；从茎、叶、老根或胚轴上产生的根，没有固 定位置。
（二）、根系的形态
直根系
须根系
（二）、根系在土壤中的分布
根系在土壤中的分布因植物种类、生长发育 状况及土壤条件等因素而异。
深根系：豆类和果树（垂直生长占优势）
浅根系：马铃薯和洋葱等（水平生长占优势）
二、 根尖及其分区：
1．根冠区：在根的最先端，全形如帽遮盖生长点， 具有保护作用。 2．分生区（生长点）：体小，壁薄，质浓，核 大，色深，都是分裂旺盛的幼期细胞。 3．伸长区：在生长点之后，细胞纵向长，并已 开始出现导管和筛管的分化，是根在土壤中前进 的动力。
4．根毛区（成熟区）：位于伸长区之后具根毛 的部分。其内部细胞已停止生长，分化成熟，故 亦称成熟区。
三、根的结构：
(一)双子叶植物根的结构：
1、双子叶植物根的初生结构：由根尖分生区细胞经过不断 的分生、伸长、分化所形成的结构，称为初生结构。
（1）表皮仅-层细胞，位于根的根毛区的最外面。
（2）皮层由许多层薄壁细胞组成。分内皮层和外皮层，内 皮层细胞的壁上具凯氏带。 （3）中柱由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部组成。 初生木质部包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。 初生韧皮部包含筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞。
块 根Βιβλιοθήκη 2、双子叶植物根的次生结构：
（1）次生维管组织：包括形成层，次 生木质部和次生韧皮部，由形成层的活 动所形成。 （2）周皮：包括木栓形成层、木栓和 栓内层。由木栓形成层的活动所形成。
根的形态和类型1根主根侧根纤维根
1.器官（organ) 植物体内具有一定的外部形态和内部结构， 由多种组织构成，并执行一定生理功能的部分。
2.营养器官 包括根、茎、叶，起着吸收、制造和供给植物 体所需要水分和营养物质的作用，使植物体得 以生长、发育。
3.繁殖器官 包括花、果实和种子，起着繁殖后代、延续种 族的作用。
教学目标
根和根系的类型（3）
（二）根系及其类型
直根系主根发达，主根、侧根界 限非常明显的根系称直根系。如茄 子、西红柿的根系。
须根系主根不发达或早期死亡， 从茎基部节上生长出许多大小、长 短相仿的不定根，簇生成胡须状， 没有主次之分，一般由不定根组成。 如葱、玉米的根系。
二、 根的变态
（一）贮藏根（storage root） 肉质直根 块根 如红薯
定根与不定根 直根系与须根系
1.正确识别根的类型 2.正确识别根系的类型 3.正确识别根的变态类型 4. 解释概念:
根系 定根与不定根 直根系与须根系
根和根系的类型（1）
一、根的形态和类型
1.根 主根 侧根 纤维根(按生长级别分类)
• 主根(main root)植物最初生长出来的根，是 由种子胚根直接发育而来，不断向下生长。
（二）支持根 （三）攀援根 （四）气生根 （五）呼吸根 （六）水生根 （七）寄生根
肉质 直根
圆柱 根
圆锥 根
圆球 根
圆锥根
圆柱形-甘草
三 七 又 名 金 不 换
何首乌
支持根
气 生 根
寄生根
水 生 根
| 浮 萍
呼 吸 根
根
特性： 向地性、向湿性、背光性 形态特征： 无节、节间之分，一般不生芽、叶、花圆柱形，
位于地表下面
根的变态类型
根的变态类型:根的变态有贮藏根,气生根和寄生根三种主要类型.(一),贮藏根:其功能主要是贮藏大量营养物质,因来源不同可分为两类:肉质直根:如萝卜,胡萝卜,甜菜,是由主根膨大而成.由薄壁细胞脱分化来的额外形成层活动,使主根迅速膨大.对植物自身来说,肉质直根是越冬的适应,同时为来年开花结果准备养料,花开养料耗尽块根:是由侧根或不定根膨大而成.可发生自然营养繁殖.(二),气生根:生长在地面以上空气中的根,称为气生根,常见的有三种:支柱根,攀缘根,呼吸根(三),寄生根:根伸入寄主的组织细胞内,茎紧密缠绕在寄主的茎上,叶退化成鳞片.营养全部依靠寄主.如菟丝子的根.茎的变态类型:变态的茎有地上茎和地下茎两种情况:(一),地上茎的类型:叶状茎:或叶状枝.叶完全退化,茎变为扁平,呈绿色,代替叶进行光合作用.如假叶树,竹节蓼,昙花的茎等.茎刺:茎转变来的刺,也称枝刺.如酸橙,山楂,皂荚等.茎刺和皮刺的区别…….茎卷须:侧枝变成卷须,或生于叶腋或与花枝的位置相当,帮助茎攀缘.如南瓜,黄瓜,葡萄的卷须.肉质茎:主要指仙人掌科植物的变态茎.茎肥厚多汁,贮藏大量水和养料.叶变化为刺.此外,还有蒜花间的小鳞茎(珠芽),薯预,秋海棠的腋芽形成的肉质小块茎等.(二),地下茎的类型:地下茎都是变态茎.主要有以下几种类型:根状茎:也称根茎.横卧地下,形态较长,外形象根的变态茎.根状茎有节和节间,节上生有不定根和退化或变态的膜质鳞片叶,在节的还生的芽.容易与根相区别.藕,竹,很多杂草等都有根状茎,块茎:是短而膨大,节间缩短,节和节间不明显,有许多凹陷芽眼的肉质地下茎.由根茎的先端膨大而形成.常见的是马铃薯.鳞茎:是一种扁平或圆盘状的地下茎,节间极度缩短,称鳞茎盘.顶端有一个顶芽.鳞茎盘上着生变态的肉质鳞叶.如洋葱,百合,水仙,大蒜等.球茎:和块茎相似,由地下茎末端膨大而成,肥而短略呈球状的地下茎,有明显的节和节间,节上有退化的鳞片叶,有顶芽和腋芽.如慈菇,荸荠,芋等.各种地下茎均可以进行自然营养繁殖产生新个体.叶的变态类型:主要有以下几种类型:苞片和总苞:着生在每朵花下面的变态叶称苞叶或苞片.一般较小,绿色,也有较大并呈现各种颜色.很远销苞片聚生在花序外围的,称总苞.如一品红,三角梅外的红色苞片;玉米雌花序和向日葵花序外的总苞.苞片和总苞都具有保护幼花功果等作用.鳞叶:叶变态成鳞片状.有两种:一是鳞芽外的鳞片叶,又称芽鳞;二是地下茎上的鳞叶,有肉质的(如蒜,洋葱,百合等的变态叶)和干膜质的(如球茎和根状茎节上的鳞叶).叶卷须:叶或叶的一部分变成卷须状,称叶卷须.植株借此攀缘.如碗豆和菝葜部分叶变为卷须. 叶刺:由叶或叶的某部分变成刺状,称为叶刺.如洋槐树的托叶刺,小檗(三棵针)的叶变为刺状,三针并列,中间一针由叶变成,两侧二针为托叶刺.叶刺腋中有腋芽,以后发育为短枝,短枝上发育出正常叶.叶刺可以从它发生的位置以及与腋芽的关系去识别,并与皮刺和枝刺相区别.叶状柄:叶片退化,叶柄变为扁平的叶片状,并具有叶的功能,称叶状柄.如台湾相思树.捕虫叶:叶能捕捉小虫,并能消化和吸收其营养物质供自己需要,这种能捕食小虫的变态叶称捕虫叶.具有捕虫叶的植物称为食虫植物.它们即有叶绿素,可进行光合作用,又可以消化动物性食物.捕虫叶有多种形态,如囊状(狸藻);盘状(茅膏菜);瓶状(猪笼草)等.以上所述营养器官的变态,就来源和功能讲,可分为同源器官和同功器官.四,同功器官和同源器官的概念:同源器官——指来源相同,形态结构和功能不同的变态器官,称同源器官.如叶卷须,捕虫叶,叶刺等都是叶的变态,来源相同,结构和功能不同.同功器官——指来源不同,功能相同,形态相似的变态器官,称同功器官.如茎卷须和叶卷须;茎刺和叶刺;块根和块茎等.分别是茎和叶的变态.本节小结:植物的营养器官由于长期适应特殊的环境条件,而改变了原来的功能,因而形态结构也发生了变化,称为变态.鉴别营养器官的变态类型,可根据变态器官所在的位置来判定.来源相同,功能,形态不同的器官,称为同源器官;来源不同,功能相同形态相似的器官,称为同功器官.根与茎的区别当我们熟悉了各种根、茎的形态和变态以后，就会明白，长在地下的不一定都是茎，长在地下的也不一定都是根；形态像根的，不能说一定是根，形态不像茎的，也不一定不是茎。
5种变态根的常见类型
5种变态根的常见类型变态根是指根部形态异常的植物，通常是由于环境因素或基因突变等造成的。
在植物学中，变态根可以分为多种类型，包括块根、筒根、肿根、板根和空心根等。
下面将详细介绍这五种变态根的常见类型。
一、块根块根是指由于植物生长环境中营养物质不足或其他外部因素影响而形成的肥大的圆形或不规则形状的根系。
块根通常比普通的细长型根更加粗壮，甚至有些像土豆一样。
1.1 圆球型块根圆球型块根是最常见的一种块状变态根，它呈现出类似球体的形状。
这种类型的块状变态根在干旱地区尤其普遍，因为在这样的环境中水分稀缺，植物需要更多地吸收水分和养分以便生存。
1.2 不规则形状块状变态根除了圆球型块状变态根之外，还有许多不同形状的块状变态根。
这些变态根的形状可能是扁平的、长条形的或者呈现出其他不规则的形状。
这种类型的块状变态根通常是由于植物生长环境中营养物质不足或其他外部因素影响而形成。
二、筒根筒根是指由于植物生长环境中营养物质不足或其他外部因素影响而形成的细长型根系。
与普通的细长型根相比，筒根更加粗壮，通常呈圆柱形状。
2.1 圆柱型筒根圆柱型筒根是最常见的一种筒状变态根，它呈现出类似圆柱体的形状。
这种类型的筒状变态根在干旱地区尤其普遍，因为在这样的环境中水分稀缺，植物需要更多地吸收水分和养分以便生存。
2.2 锥形筒根除了圆柱型筒状变态根之外，还有许多不同形状的筒状变态根。
其中一种常见类型就是锥形筒根，它在顶部较细，在底部较粗。
这种类型的筒状变态根通常是由于植物生长环境中营养物质不足或其他外部因素影响而形成。
三、肿根肿根是指由于植物生长环境中营养物质过量或其他外部因素影响而形成的球形或椭圆形的根系。
肿根通常比普通的细长型根更加粗壮，甚至有些像土豆一样。
3.1 圆球型肿根圆球型肿根是最常见的一种肿状变态根，它呈现出类似球体的形状。
这种类型的肿状变态根在富含营养物质的土壤中尤其普遍，因为在这样的环境中植物能够更容易地吸收到充足的水分和养分。
植物的器官根茎
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上胚轴 胚轴
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（三）根的变态
1．贮藏根
是指根的一部分或全部形成肥大肉质，其内贮藏大量 的营养物质。
（１）肉质直根：主要由主根发育而成，一株植物上只有 一个肉质直根，其上部具有胚轴和节间很短的茎，其肥 大部位可以是韧皮部，也可以是木质部。
(2)皮层薄壁组织 为外皮层内方的多层细胞，壁薄， 排列疏松，有细胞间隙，皮层为兼有吸收、运输和 贮藏作用的基本组织。
(3)内皮层（endodermis）为皮层最内方的一层细胞， 排列整齐、紧密，无细胞间隙。壁常增厚，可分为两 种类型:
a.是在内皮层细胞的径向壁(侧壁)和上下壁(横壁)上局部增 厚，增厚部分形成木质化或木栓化的带状结构，环绕径 向壁和上下壁而呈一整圈，称为凯氏带（casparian dostrip）。
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3.维管柱（vascular） 根的内皮层以内的所有组织构 造统称为维管柱，结构复杂，包括中柱鞘、初生木 质部和初生韧皮部三部分，有的植物还具有髓部 (Pith)。
(1)中柱鞘(Pericycle) 根的中柱鞘的细胞是由原形成 层的细胞发育而成，具有潜在的分生能力，可以产 生侧根、不定根、不定芽、部分木栓形成层和形成 层等。
（２）块根：主要是由不定根或侧根发育而成，因此，在 一株上可形成多个块根。另外，它的组成没有胚轴和茎 的部分。
2.支持根：是指自茎上产生一些不定根深入土中，以 增强支持茎干的力量的根。
3. 气生根: 是指由茎上产生，不深入土里而暴露在空 气中的不定根。
4. 攀援根(附着根): 是指攀援植物在茎上生出不定根， 能攀附石壁、墙垣、树干或其他物体上，使其茎向 上生长。
《药用植物学》1.2 变态根的类型(一)
(六) 水生根 水生植物的根呈须状垂直生于水中， 水生植物的根呈须状垂直生于水中，如菱、睡莲等。 如菱、睡莲等。 (七) 寄生根 寄生植物产生的不定根伸入寄主植物体内吸收水分和营养 物质。 菟丝子、列当称为 菟丝子、列当称为全寄生植物。桑寄生、槲寄生称为半寄 生植物。
二、变态根的形态与类型 (一) 贮藏根 根的一部分或全部因贮藏营养物质而呈肉质肥大状， 根的一部分或全部因贮藏营养物质而呈肉质肥大状 ， 称贮藏根。 称贮藏根。 贮藏根依据其来源及形态的不同又可分为肉质直根和 块ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 块根。 攀援植物在其地上茎干上生出不定根。 攀援植物在其地上茎干上生出不定根。
(二) 支柱根 增强支持茎干的作用， 增强支持茎干的作用，如玉米、 如玉米、薏苡。 薏苡。
(三) 攀援根 攀援植物在其地上茎干上生出不定根， 攀援植物在其地上茎干上生出不定根，如常春藤、 如常春藤、络 石等。 石等。
(四) 气生根 自茎上产生的不伸入土中而暴露在空气中的不定根，如 自茎上产生的不伸入土中而暴露在空气中的不定根，如 石斛。 石斛。
(五) 呼吸根 有些生长在湖沼或热带海滩地带的植物，如红树等 有些生长在湖沼或热带海滩地带的植物，如红树等。 ，如红树等。
药 用 植 物 学 Pharmaceutical Botany
教
师 ：李 涛
所在单位： 所在单位 四川大学 华西药学院 课程内容： 认识药用植物根的特征
本部分主要讨论：
第一节 根
一． 正常根的形态 二． 变态根的类型 三． 根的显微构造 四． 根的生理功能
【目的与要求】 掌握根的外形特征和内部构造特征（包括初生构造和次 生构造）。 掌握单子叶植物根和双子叶植物根的主要区别。 熟悉根的类型、变态根的类型。 熟悉根的异常构造。 了解植物根尖及其分区，根的生理功能。
根
•
• • 双子叶植物 根的次生构造 • • •
表皮————————————→ 周皮 外皮层 皮层 中皮层 ———————→ 三层分界不明显 内皮层 中柱鞘 —————------—→ 双子叶植物老根多不存在 维管柱 初生韧皮部 次生韧皮部 维管束 —→ 无限外韧维管束 形成层 （辐射状） 初生木质部 次生木质部
2、直根系和须根系
• （1）直根系 • 主根发达，主根和侧根的界限非常明显。 一般双子叶植物的根系是直根系。 • （2）须根系 • 主根不发达，或早期枯萎，而从茎的 基部节上生长出许多粗细、长短相仿的不 定根，簇生呈须状，没有主次之分。一般 单子叶植物的根系是须根系。
（二） 根的变态
根在长期的历史发展过程中，由于适应生活环境的变化， 形态构造产生了许多变态，常见的种类有： • • • • • 变态根 • • • 圆锥根 圆柱根 圆球根 块 根
•
形成层向内分生次生木质 部向外分生次生韧皮部，而形 成新的次生维管束，为无限外 韧维管束。 • 木栓形成层向外分生木栓层， 向内分生栓内层，而形成周皮。
•
次生维管束中常有由半径 向薄壁细胞所组成的射线,呈放 射状排列,称维管射线,位于韧皮 部的称韧皮部射线, 位于木质部 的称木射线，位于两个维管束 之间称髓射线。
毛茛根的横切
表皮
皮层
维管柱
•
多数双子叶植物根的初生木质 部一直分化到维管柱的中心因而没 有髓部。 • 多数单子叶植物根的初生韧 皮部和初生木质部也呈辐射状排列， 但具有较发达的髓部。
3、根的次生构造 • 根的次生构造存在于双子 叶植物和裸子植物的根中，随 着根的成长，根内的中柱鞘及 韧皮部和木质部之间的薄壁组 织恢复分生能力，而形成形成 层和木栓形成层。
南医大药用植物学实验指导第6项 根的形态、类型和变态及根的初生构造
实验六根的形态、类型和变态及根的初生构造一、目的和要求（1）掌握根的形态特征和根系类型。
（2）熟悉根的初生构造。
（3）了解根的变态。
二、仪器用品和实验材料（一）仪用品显微镜、解剖用具；（二）实验材料人参、桔梗或蒲公英、小麦或.葱根的浸制标本，龙胆、白碱植物标本或药材，天门冬、麦冬、何首乌或百部植物标本，菟丝子、桑寄生或棚寄生带寄主的标本，长春藤、络石或薜荔标本，吊兰或石斛标本。
毛蔗根和辽细辛根的横切制片，麦冬和直立百部块根的横切制片。
三、内容与步骤（一）根的形态特征和类型1.直根系观察人参或桔梗或蒲公英根系，分辨出主根、侧根和纤维根。
注意人参的主根顶端带有根状茎（习称芦头)，其上有凹窝状茎痕数个(习称芦碗)；并生有不定根(习称宁)。
2.须根系观察小麦或葱、龙胆或白薇的根系，注意有无主根和侧根的区分?这种根系是如何形成的？(二)根的变态：(1)块根观察何首乌、麦冬、天门冬或百部等植物的根,可见何首乌的主根、侧根的二部分膨大成块状，麦冬、天门冬不定根的中部或先端膨大，形成纺锤状块根，百部的块根呈纺锤形，数个或数十个成束。
(2)寄生根观察带有寄主的菟丝子、桑寄生或棚寄生标本，注意它们的根均伸人寄主的茎内，其中菟丝子不含叶绿体，完全不能制造养料，故为全寄生植物。
(3)气生根观察吊兰或石斛露在空气中的不定根。
(4)攀援根观察常春藤、络石或薜荔，注意由茎上产生能攀附他物的不定根。
(三)根的初生构造1、双子叶植物根的初生构造(1)取毛蔗根横切制片，在低倍镜下区分出表皮、皮层和维管柱三大部分，然后转换高倍镜由外向里仔细观察：①表皮；为最外一层薄壁细胞，排列整齐紧密，没有细胞间隙。
能否见到气孔和角质层?能否见到根毛?为什么？②皮层；在表皮以内，被固绿染成绿色的部分即皮层，占根的大部分，由多层排列疏松的薄壁细胞组成。
紧靠皮层下方1~2层细胞，排列较紧密，称外皮层。
皮层最内一层称内皮层，毛食根的内皮层较特别，其凯氏带不成环带式加厚，而为六面增厚，常被番红染成红色，只有对着木质部束的少数内皮层细胞壁不增厚，为水和溶液进入维管柱的通道,称通道细胞。
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根
第一节、根的形态
一、根的来源与性质
胚根形成的根称主根，主根上的根为侧根，侧根上再产生第二级侧根、第三极侧根等，不是在胚根上生出的根叫不定根，不定根上也能生出侧根。
不定根可支持、呼吸、营养繁殖。
二、根系的类型
1.直根系：根系发达粗壮，垂直向下生长，侧根较细小，与主根有明显区别。
2.须根系：主根不发达或早期停止生长，由茎的基部形成许多粗细相似的不定根，细长如须，呈丛生状态。
三、根的变态
（一）贮藏根
1.肉质直根：由主根发育而成。
初生木质部都是二原型。
如萝卜（十字花科、木质部发达、贮藏
）、胡萝卜（伞形科、韧皮部发达）、甜菜。
2.块根：由植物侧根或不定根膨大而成的。
番薯、甘薯、何首乌。
（二）支持根：植物靠近地面的茎节上生出许多的不定根，伸入土中加以固定植株。
如玉米、高粱、甘蔗。
呼吸根：侧根从泥土中向上生长、挺立在泥外空气中。
外有呼吸孔，内有发达的通气组织，有利于通气和贮存气体，适应在缺氧的土壤条件下维持植物正常生长。
红树、水松。
气生根：茎部产生不定根，悬挂在空中。
根被有吸水作用。
攀援根：茎上产生不定根固定在其他树干、石山或墙壁的表面，攀援上升。
（三）寄生根：借助茎上的不定根，伸入寄主体内吸收水分和营养物质。
菟丝子（吸器）、蛇花、列当。