· 用户注册 · 设为首页 · 加入收藏 · 联系站长 · · ·
 | 网站首页 | 文章中心 | 图片中心 | 影音在线 | 下载中心 | 许愿祝福 | 我要投稿 | 
您现在的位置: 生物小吧 >> 文章中心 >> 高校教程 >> 植物学 >> 正文 今天是:
第三节 根尖结构及其生长动态
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:5153    更新时间:2010/7/13
         【字体:


    根尖(root tip)是指从根顶端到着生根毛这一段尖细、幼嫩的部分,长数毫米至几厘米。主根、侧根和不定根都具有根尖,它是根生命活动最活跃的部分,根伸长生长,物质、水分吸收,以及根内组织分化主要在根尖进行。根据根尖细胞生长、分化及生理功能的不同,根尖从顶端起依次分为根冠(root cap)分生区(meristematic zone)伸长区(elongation zone)成熟区(maturation zone)。各区由于功能不同,在形态结构上也表现出不同的形态特征。除根冠外,其他三部分都是逐步过渡的,它们之间无明显界限(图4-5)。



图4-5 根尖各区域图解

一、根冠

    位于根尖最前端,像帽子一样套在分生区外面,保护其内幼嫩的分生组织细胞不致于使其暴露于土壤中。根冠由许多薄壁细胞构成,外层细胞排列疏松,细胞壁常粘液化,这样的粘液化可以从根冠一直延伸到根毛区,粘液由根冠外层细胞分泌,可以保护根尖免受土壤颗粒的磨损,有利于根尖在土壤中生长。另外,粘液能溶解和螯合某些矿物质,有利于根细胞的吸收。电子显微镜及放射自显影研究表明,这些粘液是高度水合的多糖物质和一些氨基酸,多糖物质可能是果胶,它们可以促使周围细菌迅速生长,这些微生物的代谢有助于土壤基质中营养物质的释放。随着根尖生长,根冠外层的薄壁细胞与土壤颗粒磨擦,不断脱落,死亡,又由其内的分生组织细胞不断分裂补充到根冠,使根冠保持一定的形状与厚度。(图4-6)
    根冠可以感受重力,参与控制根的向地性反应。将正常向下生长的根水平放置,根尖在伸长区弯曲后继续向下生长,若将根冠切除,根的生长没有停止,但不再向下生长,直到长出新的根冠。研究表明根冠中央细胞含有淀粉粒,这些淀粉粒可能起到“平衡石”的作用(图4-7),在自然情况下,根垂直向下生长,“平衡石”沉积在根冠细胞的下部,水平放置后根冠中“平衡石”受重力影响改变了在细胞中的位置,向下沉积(图4-8),这种变化可能导致平衡石本身或通过它影响内质网而释放钙离子运向根的的近地一侧,此处钙离子量的增加又可能加强一种生长素(吲哚乙酸,即IAA)的向顶运输,进入根尖伸长区的近地一侧,使此处细胞生长速率明显下降,而远地部分的生长只受微小影响,从而使根向地弯曲生长。有人认为,位置改变的刺激使根产生地电,电力通过根冠中的重力感受器把信息传至根尖的伸长区,引起上述的不均衡生长。
    环境条件能影响根冠的发育,将正常生长在土壤中的植物进行水培后,有些植物根尖上可能不再产生根冠。



图4-6 根冠的结构



图4-7 根冠中的“平衡石”——淀粉粒的分布



图4-8 图解说明“平衡石”对重力的反应 (引自贺学礼)
A.垂直生长的根冠 B.水平位置的根冠
1.根冠的原始细胞 2.造粉体

二、分生区

    分生区位于根冠之后,全部由顶端分生组织细胞构成,分裂能力强,在根的生活过程中,分生区细胞始终保持分裂能力,经分裂产生的细胞一部分补充到根冠,以补偿根冠中损伤脱落的细胞;大部分细胞进入根后方的伸长区,是产生和分化成根各部分结构的基础;同时,仍有一部分分生细胞始终存在而保持分生区的体积和功能。



图4-9 洋葱根尖纵切



图4-10 洋葱根尖纵切 示分生区

    许多关于原生分生组织的研究发现,在根尖分生区的最远端有一团细胞有丝分裂活动频率低于周围的细胞,经细胞化学与放射自显影等技术研究发现这些细胞很少有DNA合成,有丝分裂处于停止状态。因此认为根中具有不活动中心(图4-11,4-12)。在胚根和幼小侧根原基时期,没有不活动中心,在较老根中,出现不活动中心,有丝分裂活跃的原始细胞位于不活动中心的周围,只有在辐射或手术处理使根损伤、除去根冠或冷冻引起休眠再恢复时,才能重新使这部分细胞进行分裂。大量研究表明不活动中心是不断变动的,可以随着发育进程出现、增大、变小,是一群不断更新的细胞群,同时还是激素合成的地方。



图4-11 根尖不活动中心图示



图4-12 根尖纵切示不活动中心 (引自贺学礼)
1.表皮 2.皮层 3.初生韧皮部 4.初生木质部 5.内皮层 6.中柱鞘
7.根毛 8.原表皮 9.基本分生组织 10.原形成层 11.不活动中心 12.根冠

三、伸长区

    伸长区位于分生区后方,细胞来源于分生区,细胞多已停止分裂,突出特点是细胞显著伸长,液泡化程度加强,体积增大并开始分化,细胞伸长的幅度可为原有细胞的数十倍。最早的筛管和环纹导管,往往在伸长区开始出现,是从初生分生组织向成熟区初生结构的过渡。根尖的伸长主要是由于伸长区细胞的延伸,使得根尖不断向土壤深处推进。



图4-13 根尖纵切 示伸长区

四、成熟区

    成熟区由伸长区细胞分化形成的,位于伸长区的后方,该区各部分的细胞停止伸长,分化出各种成熟组织。表皮通常有根毛产生,因此又称根毛区(root hair zone)。(图4-14)根毛是由表皮细胞外侧壁向外延伸形成的半球形突起,以后突起伸长成前端封闭的管状,根毛长约0.5~10mm,直径约5~15μm。根毛形成后,细胞核和部分细胞质移到了管状根毛的末端,细胞质沿壁分布,中央为一大液泡。根毛的细胞壁物质主要是纤维素和果胶质,壁中粘性的物质与吸收功能相适应,使根毛在穿越土壤空隙时,和土壤颗粒紧密结合在一起。根毛的生长速度快,数目多,每平方毫米可达数百根,如玉米约为425根,苹果约为300根,根毛的存在扩大了根的吸收表面。根毛的寿命很短,一般10~20d后死亡,表皮细胞也同时随之死亡。根的发育由先端逐渐向后成熟,靠近伸长区的根毛是新生的,随着根毛的延伸,根在土壤中推进,老的根毛死亡,靠近伸长区的细胞不断分化出新根毛,以代替枯死的根毛行使功能。随着根尖生长,根毛区不断进入土壤中新的区域,使根毛区能够更换环境,有利于根吸收。



图4-14 根尖立体结构图解 示成熟区

文章录入:admin    责任编辑:admin 
  • 上一篇文章:

  • 下一篇文章:
  • 发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口
    网友评论:(只显示最新10条。评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)
    生物小吧