简答题

论述双子叶植物根的初生结构与主要生理功能的统一。   

正确答案

根的初生结构就是成熟区的结构,它由初生分化组织分化而来,因而得名。根的初生结构由外至内明显地分为表皮、皮层和维管柱(中柱)三个部分。根的初生结构与其吸收的主要生理功能是统一的。
(1)表皮:表皮包围在成熟区的外方,常由一层细胞组成,细胞排列紧密,由原表皮发育而来,细胞的长
轴与根的纵轴平行。表皮细胞的细胞壁不角化或仅有薄的角质膜,适于水和溶质通过,部分表皮细胞的细胞壁还向外突出形成根毛,以扩大根的吸收面积。对幼根来说,表皮的吸收作用显然比保护作用更重要,所以根的表皮是一种吸收组织。
(2)皮层:皮层位于表皮与中柱之间,由多层体积较大的薄壁细胞组成,细胞排列疏松,有明显的细胞间
隙。皮层薄壁细胞由基本分生组织发育而来,有些植物细胞内可贮藏淀粉等营养物质成为贮藏组织。水生和湿生
植物在皮层中可形成气腔和通气道等通气组织。皮层最内一层排列紧密的细胞成为内皮层,在其细胞的径向壁和横壁上有一条木化和栓化的带状加厚区域,称为凯氏带。内皮层的这种特殊结构,阻断了皮层与中柱间通过胞间隙和细胞等质外体运输途径,进入中柱的溶质只能通过内皮层细胞的原生质体,从而使根对物质的吸收具有选择性。
(3)维管柱(中柱):维管柱是指内皮层以内的中轴部分,由原形成层分化而来,维管柱由中柱鞘、初生
木质部、初生韧皮部和薄壁细胞组成,少数植物的根内还有髓。
①中柱鞘:位于中柱最外层,通常由1-2层排列整齐的薄壁细胞组成,少数植物有多层细胞,中柱鞘有潜在的分裂能力,可产生侧根、木栓形成层和维管形成层的一部分。
②初生木质部:初生木质部位于根的中央,主要由导管和管胞组成,横切面上呈辐射状,有几个辐射角就称为几原型的木质部。一般来说,多数植物根中木质部的辐射角是相对稳定的,如棉花根为四原型的木质部。但少数植物因根的粗细不同也可发生变化,如花生的主根为四原型,侧根为二原型。初生木质部辐射角外侧的导管先分化成熟,主要由环纹、螺纹导管组成,称为原生木质部,内方较晚分化成熟的导管主要是梯纹、网纹和孔纹导管,称为后生木质部。初生木质部这种由外向内逐渐成熟的方式称为外始式。根出生木质部的这种发育方式,缩短了水分横向输导的距离,提高了输导效率。
③初生韧皮部:初生韧皮部形成若干束分布于初生木质部辐射角之间,也有原生韧皮部和后生韧皮部之分。原生韧皮部在外,一般由筛管组成,常缺少伴胞;后生韧皮部位于内方,主要由筛管和伴胞组成,只有少数植物有韧皮纤维存在。
④薄壁细胞:薄壁细胞分布于初生韧皮部与初生木质部之间,在次生生长开始时,其中一层由原形成层保留下来的薄壁细胞,将来发育成维管形成层的主要部分。少数植物中央有髓,也由薄壁细胞组成。

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