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天然药物学基础
第三节 植物器官
根
茎
叶
花
果实
种子
器官:由多种不同组织构成的具有特定形态结构和生理功能的结构单位。
生殖器官：与植物的生殖生长和繁殖后代有关的器官。花、果实和种子。
营养器官：与植物的营养生长有关的器官。根、茎、叶。
生殖器官
营养器官
（一）根的形态
1.根的外部特征和类型
向地性、向湿性、背光性
呈圆柱形，生长在地下，向四周分枝，越分越细。根无节和节间，不生叶和花，也不长芽。
如龙胆、当归、三七、防风等根可供药用。
一、根
根
（一）根的形态
1.根的外部特征和类型
通性：向地性、向湿性、背光性
功能：
　　　　　1．吸收、输导作用
　　　　　2．固着、支持作用
　　　　　3．合成、贮藏作用
　　　　　4．繁殖作用
一、根
根
（1）按根的来源分
主根、侧根和纤维根
1.主根 2.侧根 3.纤维根
胚根
主根
侧根
纤维根
根
（2）按根发生的位置分
主根、侧根和纤维根都是直接或间接由胚根发育而成，有固定的生长位置，称定根。
落地生根、秋海棠的叶，玉米茎节等也可长出根来，这种没有固定生长位置的根，称为不定根。
（a）芦根　　　 （b）绿萝
根
2.根系的类型
一株植物上所有的根，合称根系。
根系可分为以下两种类型。
（a）直根系（桔梗） （b）须根系（麦冬）
根
（1）直根系
主根发达，粗壮，一般垂直向下生长，而且与侧根、纤维根有明显的区别。一般双子叶植物是直根系，如桔梗、黄芪、人参、党参等。
根
（2）须根系
主根不发达或早期枯萎，而从茎的基部长出许多粗细相仿的不定根，呈胡须状，没有主根与侧根的区别。一般单子叶植物是须根系，如麦冬、百合等。
3.变态根的类型
有些植物的根为了适应生活环境的变化，其形态结构发生了变异，称为根的变态。
根
根的变态
贮藏根
圆锥根
圆柱根
圆球根
块根
支持根
攀援根
气生根
呼吸根
水生根
寄生根
全寄生植物
半寄生植物
肉质直根
（1）贮藏根：由于贮藏营养物质，而使根变的肥大肉质，这种根称贮藏根。
☆肉质直根：由主根膨大而
形成的贮藏根，按其形状不同，
可分为:
圆锥状根，如三七、白芷；
圆柱状根，如黄芪、甘草；
圆球状根，如芜青、萝卜 。
根
☆块根：由侧根或不定根膨大而成，呈块状或纺锤形。
如红薯、何首乌、百部等。
根
(c)
(d)
（a）圆锥状根（白芷） 　（b）圆柱状根（黄芪）
（c）圆球状根（萝卜）　 （d）块根（何首乌）
(a)
(b)
根
（2）支持根
茎节上产生的不定根伸入土壤中，从而增强茎的支持作用。如薏苡、玉米、高粱等。
根
玉米
高粱
（3）攀援根
茎上产生的不定根，能攀援岩石、墙壁、树干而使植物向上生长。如爬山虎、常春藤、络石藤等。
根
（4）气生根
茎上产生的不定根悬挂空中能吸收和贮藏空气中的水分。如榕树、石斛、吊兰等。
(a)吊兰 （b）石斛
根
根
榕树
（5）呼吸根
生长在湖沼或热带海滩地带的植物，如水松、红树等，由于植株的一部分被淤泥淹没，呼吸十分困难，部分根垂直向上生长，暴露于空气中进行呼吸 。
根
水松
落羽杉
（6）水生根
水生植物的根呈须状垂生于水中，纤细柔软并常带绿色，称水生根，如浮萍、菱、睡莲等。
根
水生根（大漂）
（7）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以供自己生长发育。如菟丝子、桑寄生、肉苁蓉。
根
菟丝子（全寄生）
第二章 药用植物基础知识
根
根
桑寄生(半寄生)
课堂活动
1.肉质直根与块根有何区别？
2.常见食物中哪些属于变态根类型，各属哪一类？
第二章 药用植物基础知识
根
（二）根的显微结构
1．根尖的结构
根尖是指从根的顶端到有根毛的这一部分。
根尖可分为根冠、分生区、伸长区和成熟区四部分。
玉米根尖纵切面
1.根冠 2.分生区
3.伸长区 4.成熟区
根
根
（1）根冠
根冠位于根尖的最顶端，称帽状，保护其内的分生组织。
根冠外部的细胞随根生长不断脱落，细胞壁常粘液化并从根冠一直延伸到根毛区，可以保护根尖免受土粒的磨损，有利于根尖在土壤中生长，同时分泌的粘液有利于无机元素的吸收。
根
（2）分生区
分生区位于根冠的内侧，全长约1-2毫米。此区是分裂产生新细胞的主要地区，又称生长点。
分生区产生的新细胞，一部分补充根冠因摩擦而脱落的细胞；而大部分经过细胞的生长和分化；逐渐形成根的各种组织。此区是根端的顶端分生组织，细胞具有顶端分生组织的特点。
根
（3）伸长区
由分生区向上发育，细胞分裂活动愈来愈弱而开始伸长和分化。
伸长区前段的大多数细胞都具有分裂能力，细胞分裂的次数愈少，而细胞纵向伸长迅速，细胞质成一薄层位于细胞的边缘部分，液泡明显。到伸长区后段，细胞分裂已经停止。伸长区的长度通常为2~6毫米，外观较为透明洁白，可与生长点相区别。
根
（4）成熟区
根毛区位于伸长区之上，随植物种类和环境条件不同，长度从几毫米到几厘米。根毛区表面密生根毛，增大了根的面积，根毛区是根部吸收水分和无机盐的主要部分，所以又称吸收区。根毛区内部的细胞已停止伸长，并多已分化成熟而成为各种成熟组织，故亦称为成熟区。
2.双子叶植物根的初生结构
通过根尖的成熟区做横切面，可看到根的初生结构由外向内分为表皮、皮层和维管柱三部分。
第二章 药用植物基础知识
根
（1）表皮
单层紧密细胞，无胞间隙、角质层和气孔，有根毛。有吸收作用，属于吸收薄壁组织。
第二章 药用植物基础知识
根
（2）皮层
多层薄壁细胞，有贮藏作用。
l）外皮层：为皮层最外方的一层细胞，细胞排列整齐、紧密，无细胞间隙。
2）皮层薄壁组织：为外皮层内方的多层细胞，占皮层的绝大部分。细胞常呈类圆形、细胞壁薄，排列疏松，有细胞间隙。
根
3）内皮层
为皮层最内方的一层细胞，排列整齐、紧密，无细胞间隙，包围在维管柱的外面。
凯氏带（点）增厚：
左右径向壁、上下横壁（横壁）呈木质化或木栓化的带状增厚，横切面有的呈点状。
根
第二章 药用植物基础知识
根
内皮层及凯氏带
1.内皮层
2.凯氏带
3.凯氏点
第二章 药用植物基础知识
根
课堂活动
凯氏带与凯氏点是什么关系？
（3）维管柱
根的内皮层以内的所有组织称为维管柱，包括维管柱鞘（中柱鞘）和维管束，少数植物还具有髓部。
①维管柱鞘
维管柱鞘紧靠内皮层，
为维管柱最外方组织，多
数为一层排列整齐的薄壁
细胞组成。其细胞具有潜
在的分生能力。
根
②维管束
位于根的最内方，为辐射型维管束。
☆初生木质部分化成熟的顺序是自外向内逐渐发育成熟，故称为外始式。先分化成熟的称为原生木质部，后分化成熟的称后生木质部。
根
原生木质部
后生木质部
内
外
☆初生韧皮部的分化成熟方式也是外始式，即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。被子植物的初生韧皮部一般有筛管和伴胞，韧皮薄壁细胞，偶有韧皮纤维，而裸子植物的初生韧皮部只有筛管。
根
初生韧皮部
初生木质部
根
木质部
韧皮部
内皮层
中柱鞘
　根的初生木质部的束数因植物种类不同而异，如十字花科，伞形科的一些植物有二束，称为二原型；毛茛科唐松草属有三束，称为三原型；束数更多的称为多原型，一般双子叶植物束数少，为二至六原型。
根
3.单子叶植物根的初生结构
单子叶植物根的初生结构由外向内分为表皮、皮层、维管柱（髓）三部分。
有些单子叶植物根表皮细胞可切向分裂，形成多列木栓化细胞，称为根被。如麦冬、百部等。
根
第二章 药用植物基础知识
根
麦冬横切面
（1）表皮
表皮细胞1层，寿命短，根毛枯死后，常解体而死亡脱落。
有些单子叶植物根表皮细胞可切向分裂，形成多列木栓化细胞，称为根被。如麦冬、百部等。
第二章 药用植物基础知识
根
麦冬横切面
（2）皮层
根发育的后期，外皮层常特化成栓化的厚壁组织，当表皮和根毛枯死后，替代表皮执行保护作用。
大部分植物内皮层早期发育成凯氏带结构，发育后期成五面增厚，左右径向壁、上下横壁、内切向壁（内壁）显著木质化或木栓化增厚，横切面呈马蹄形。 保留有通道细胞。
根
鸢尾根横切面一部分
1.内皮层（马蹄形增厚）　
2.通道细胞
特例：单子叶植物百部保有凯氏点。
　（3）维管束
单子叶植物的束数多在六束以上，有的棕榈科植物束数可达数百数之多。
根
第二章 药用植物基础知识
根
(4)薄壁组织与髓
双子叶植物构成维管形成层的一部分。
初生韧皮部与初生木质部之间常有几层薄壁细胞。
单子叶植物根的中央有薄壁细胞—髓。
薄壁细胞区
第二章 药用植物基础知识
根
不同点 双子叶植物 单子叶植物
内皮层 凯氏带/点 马蹄形
维管束数目 2-6原型 多原型
维管束中心 无髓 有髓
相同点 均为表皮、皮层和维管束构成； 表皮细胞一层； 皮层细胞多层； 辐射状维管束； 外始式
双子叶植物与单子叶植物根的初生构造的异同点
3.根的次生结构
多数双子叶植物和裸子植物的根生长时，能产生次生分生组织，即产生形成层和木栓形成层。
由于次生分生组织细胞的分裂、分化形成根的次生结构，从而根逐渐增粗。
第二章 药用植物基础知识
根
（1）形成层的活动及次生维管束
首先形成弧形段形成层，然后形成凹凸相间形成层环，最后形成形成层圆环。维管束由辐射型转变为外韧型。
根
次生维管组织是次生结构的主要部分。次生木质部的增加远远大于次生韧皮部。
韧皮射线和木射线合称维管射线(薄壁细胞)，有横向输导和贮藏营养物质的功能。
根
次生韧皮部
韧皮射线、筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞
维管形成层
次生木质部
木射线，导管、管胞
木纤维、木薄壁细胞
外
内
　在次生韧质部中通常有油细胞、树脂道、油室、乳汁管等分泌组织。
薄壁细胞中常有淀粉、晶体、糖类等。
第二章 药用植物基础知识
根
（2）木栓形成层的产生及周皮的形成
形成层的活动使根不断加粗，表皮和皮层破裂。维管柱鞘细胞恢复分裂能力形成木栓形成层，木栓形成层活动形成周皮，周皮代替了表皮起保护作用。周皮形成后表皮和皮层逐渐枯死脱落。
第二章 药用植物基础知识
根
中柱鞘细胞
木栓形成层
木栓层
栓内层
木栓形成层
周皮
部位
活动
结构
脱分化
植物学上的根皮指的是周皮。药材中的根皮指的是形成层以外的所有部分。
第二章 药用植物基础知识
根
木栓形成层
木栓层
栓内层
课堂活动
双子叶植物的根初生结构和次生结构的特点？
根
周皮代替表皮
无限外韧型维管束代替辐射型维管束。
4.根的异常结构（三生构造）
有些双子叶植物的根，除了正常的次生结构外，次生韧皮部外缘或皮层等处的薄壁细胞恢复分生能力，不断产生新的形成层，形成许多新的无限外韧型维管束，称为异常维管束，形成根的异常结构。常见有以下两种类型。
第二章 药用植物基础知识
根
第二章 药用植物基础知识
根
①同心环状排列的异常维管束
当根的正常维管束形成不久，形成层往往失去分生能力，而在相当于中柱鞘部位的薄壁细胞转化成新的形成层，向外分裂产生大量薄壁细胞和一圈异型的无限外韧维管束，如此反复多次，形成多圈异型维管束，并有薄壁细胞相间隔，一圈套住一圈，呈同心环状排列。
第二章 药用植物基础知识
根
牛膝
第二章 药用植物基础知识
②附加维管束
当中央较大的正常维管束形成后，皮层中部分薄壁细胞转化为多个新的形成层环，产生许多单独的和复合的大小不等的异型维管束，相对于原有的形成层环而言是异心的，形成异常构造。
根
第二章 药用植物基础知识
根
③木间木栓
有些双子叶植物的根，在次生木质部内也形成木栓带，称为木间木栓或内涵周皮(included periderm)。木间木栓通常由次生木质部薄壁组织细胞软化形成。
根
Ⅰ怀牛膝
Ⅱ牛膝
Ⅲ商陆
Ⅳ何首乌
Ⅴ黄芩
Ⅵ甘松
同心环状排列的异常维管组织（IⅡⅢ）
附加维管柱（Ⅳ）
木间木栓（ⅤⅥ）
第二章 药用植物基础知识
根
（三）侧根的形成
侧根起源于根的中柱鞘一定部位。由于中柱鞘位于根内部，这种起源方式称为内起源。
中柱鞘细胞恢复分裂形成侧根原基，侧根原基分化产生根冠及生长点，经生长穿过皮层、表皮进入土壤成为侧根。
根
小结
根通常生长于土壤中，无节和节间，一般不生芽和叶。
主根由植物种子中的胚根直接发育形成，主根分枝形成侧根和纤维根，这些根都具有固定的生长位置，称为定根；由茎、叶上产生的根称为不定根。
定根构成直根系，不定根构成须根系。
根的变态包括储藏根（肉质直根和块根）攀援根、寄生根、支持根、气生根和水生根。
根尖包括根冠、生长点、伸长区和成熟区。
根
根的初生构造自外向内为表皮、皮层（外皮层、皮层薄壁组织和内皮层）及维管柱。表皮上具有根毛。内皮层细胞通常具有凯氏带（点）。维管束为辐射型，具有外始式初生木质部。
根的次生构造由周皮和次生维管组织构成，周皮包括木栓层、木栓形成层和栓内层。次生维管组织的形成层成环，中间贯穿有维管射线。
植物学的根皮指周皮，药材中的根皮指形成层以外部分，包括周皮和韧皮部。
除正常维管束之外，一些双子叶植物的根还可产生异常构造。

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