編者按:植物的基礎(chǔ)知識,屬于《藥用植物學(xué)》的內(nèi)容,是掌握《中藥鑒定學(xué)》的基礎(chǔ)。因此,我們?yōu)榇蠹铱偨Y(jié)了一系列的植物學(xué)基本概念,以期幫助大家更好地掌握知識。
種子植物的器官:種子植物通常由根、莖、葉、花、果實、種子等部分組成,這些部分統(tǒng)稱為器官。在一般情況下,各器官皆具有不同的形態(tài)、構(gòu)造與生理功能。根、莖、葉為營養(yǎng)器官,分別有吸收、貯藏、輸導(dǎo)、同化作用,并皆能使植物獲得營養(yǎng)和生長?;?、果實、種子為繁殖器官,則有保證植物種族繁衍的作用和功能。
根:根為莖向下或在土中的延伸部分,不分節(jié)與節(jié)間,不生葉、芽和花。根的主要功能是固著、支持植物體,亦有吸收,貯藏等作用。許多植物的根,如人參、黨參等都是重要的中藥。
?。ㄒ唬└耐獠啃螒B(tài):一般正常的根,主要有下述兩種形態(tài)和類型。
1.直根:是有垂直向下生長的主根。主根由胚根發(fā)育而來,因其著生于莖干基部,有一定生長部位,故又名定根。主根通常較發(fā)達(dá),長圓錐狀,有分枝,主根的分枝為側(cè)側(cè)根的分枝為支根,支根的分枝為小根,小根先端部分著生有根毛,由主根、側(cè)根、支根、小根、根毛所組成的整個根系,稱為直根系。直根系是許多雙子葉植物(如大豆等)的主要外形特征之一。
2.須根:是無垂直向下生長的主根,間有也極不發(fā)達(dá)或在早期萎縮,代之而起的是于莖干基部,由多數(shù)纖細(xì),且無一定著生部位的不定根所組成的須根系。須根系是許多單子葉植物(如蔥等)的主要外形特征之一,但亦有少數(shù)雙子葉植物(如龍膽、徐長卿等)的根是須根系的。
?。ǘ└淖儜B(tài):種子植物的根,因種類不同與受外界環(huán)境的影響,常產(chǎn)生很多變態(tài),常見的變態(tài)根有下列幾種。
1.貯藏根:著生于地下,形體肥大,內(nèi)含許多營養(yǎng)物質(zhì),有貯藏作用。其主根部分常呈圓球伏(如珠子參)或連珠狀(如青牛膽);側(cè)根或不定根則常肥大呈紡錘塊狀(如淡竹葉)、掌狀塊狀(如手掌參)。
2.支持根:自地上莖干基部長出而著生于地下,有支撐植物體直立的作用(如薏苡)。
3.攀援根:發(fā)生于地上莖干上,并附著于其它基物上的一些不定根,根的先端常有吸盤以維持植物上升(如常春藤)。
4.氣生根:自地上莖干上長出、或發(fā)自莖干基部而懸垂于空氣之中,以吸收和貯存水分,在一些植物的氣生根,表面尚有菌絲層(如石斛)。
5.寄生根:有寄生習(xí)性植物的根,著生于其它寄主植物的地上莖干或根部,并有吸盤深入寄主體內(nèi)以吸取養(yǎng)料(如桑寄生)。
6.水生根:垂生于水中,纖細(xì),柔軟而內(nèi)面常帶綠色(如菱)。
?。ㄈ└慕M織構(gòu)造:根先端最幼嫩,依次有根冠區(qū)、分生區(qū)、延長區(qū)、成熟區(qū)的劃分,成熟區(qū)以上才有較明顯的組織分化,此種由于初生生長所形成的構(gòu)造即是根的初生構(gòu)造。
1.根的初生構(gòu)造:有下述兩種類型。
(1)雙子葉植物根的初生構(gòu)造:將根的初生根,自著生有根毛部分作一橫切片,自外而內(nèi)可察見如下構(gòu)造:
1)表皮層:是根最外一層細(xì)胞,細(xì)胞排列緊密,具吸收能力,部分細(xì)胞向外延伸成為根毛。
2)皮層:緊接表皮層下方,由多層排列疏松或稍密的薄壁細(xì)胞組成,有外皮層、中皮層、內(nèi)皮層之分。
外皮層:又稱為下皮層,為靠近表皮層的一至數(shù)層細(xì)胞,通常排列較整齊緊密,于表皮層脫落后常呈木栓化增厚。
中皮層:為皮層的主要部分,排列疏松,細(xì)胞間隙通常較大。
內(nèi)皮層:為皮層最內(nèi)一層細(xì)胞,細(xì)胞排列整齊緊密、細(xì)小,除靠近木質(zhì)部導(dǎo)管處的通過細(xì)胞未增厚,水分可在各個方向自由通過外,其余細(xì)胞的半徑向(極個別亦同時在切線向)側(cè)壁皆呈木栓化或木質(zhì)化增厚,增厚的半徑向側(cè)壁稱為凱氏點,內(nèi)皮層上有凱氏點聯(lián)續(xù)的部分又稱為凱氏帶。
3)中柱:為內(nèi)皮層以內(nèi)部分。
中柱鞘:為緊靠內(nèi)皮層的一層薄壁細(xì)胞(極少數(shù)為二至數(shù)層細(xì)胞),形狀大小與內(nèi)皮層細(xì)胞相似,但半徑向側(cè)壁不木栓化或木質(zhì)化,且有分生能力,當(dāng)其進(jìn)行周期性分裂分化時,能產(chǎn)生周皮、次生維管束、側(cè)根、不定芽等次生組織及次生部分。維管束包于中柱鞘內(nèi),為輻射型維管束。其初生木質(zhì)部與初生韌皮部交互排列呈輻射狀,初生木質(zhì)部通常2~5出,各出為一起源,隨植物種類而有所不同,其導(dǎo)管由外而內(nèi),由小到大漸次分化形成,此種形成方式稱為外始式。韌皮部位于輻射狀排列的木質(zhì)部間,緊靠中柱鞘,細(xì)胞細(xì)小,排列緊密。木質(zhì)部與韌皮部間有梢大的薄壁細(xì)胞,這部分細(xì)胞能夠恢復(fù)分生能力,當(dāng)其恢復(fù)分生能力并與本質(zhì)部外側(cè)的中柱鞘細(xì)胞同時轉(zhuǎn)化成為形成層后,根的初生構(gòu)造即開始轉(zhuǎn)入次生構(gòu)造。在雙子葉植物的根,中心沒有髓或僅有少數(shù)幾個薄壁細(xì)胞組成的髓。
?。?)單子葉植物根的構(gòu)造:單子葉植物根的橫切面構(gòu)造基本與雙子葉植物根的初生橫切面構(gòu)造相似,所不同的在于:
1)表皮層:在暴露于地面部分,有可能在外壁發(fā)生角質(zhì)化,甚至引起整個細(xì)胞壁的木栓化或木質(zhì)化。
2)皮層:亦有外皮層、中皮層、內(nèi)皮層之分。外皮層除薄壁細(xì)胞外,偶有木質(zhì)纖維。
中皮層:幾無差異。
內(nèi)皮層:除靠近導(dǎo)管的通過細(xì)胞外,其余細(xì)胞不僅半徑向側(cè)壁木栓化或木質(zhì)化,而且切線向內(nèi)側(cè)壁,甚至整個細(xì)胞壁皆木栓化或木質(zhì)化增厚。
3)中柱:亦有中性鞘與維管束等部分,但初生木質(zhì)部起源較多,常達(dá)8~30余出,故髓部極其發(fā)達(dá)明顯。由于中柱鞘及其內(nèi)的一切薄壁組織都沒有恢復(fù)分生能力,亦沒有轉(zhuǎn)化成為形成層,所以單子葉植物根始終只有初生構(gòu)造而沒有次生構(gòu)造。
2.根的次生構(gòu)造:存在于裸子植物及雙子葉植物的根中。隨著根的成長,根內(nèi)的中柱鞘及木質(zhì)部與韌皮部間的薄壁組織相繼恢復(fù)分生能力,而成為木栓形成層和維管束形成層。維管束形成層向內(nèi)分生次生木質(zhì)部,向外分生次生韌皮部,而形成新的次生維管束。木栓形成層向內(nèi)分生栓內(nèi)層,向外分生木栓層,而成為周皮。此種生長,稱為次生生長。次生生長的結(jié)果,漸次使根長大加粗,并產(chǎn)生了有關(guān)的次生組織和次生構(gòu)造,包括側(cè)根與不定芽。
在木本植物根的次生維管束中,常有由半徑向的薄壁細(xì)胞(或后期漸趨木質(zhì)化的細(xì)胞)所組成的射線,位于木質(zhì)部的稱為木射線,位于韌皮部的稱為韌皮射線,木射線與韌皮射線都是束中射線,束中射線亦是次生組織之一。在多年生草木植物根的周皮中,栓內(nèi)層常較發(fā)達(dá),亦有皮層類似的作用,所以又稱為“次層皮層”。
3. 根的異形構(gòu)造:為雙子葉植物中的一些種類所特有的一類三生構(gòu)造(與初生構(gòu)造、次生構(gòu)造相對應(yīng),特稱之為三生構(gòu)造)。其與正常次生構(gòu)造的主要差異在于皮層中有新形成層環(huán)的不斷產(chǎn)生,并形成新的異型維管束。新形成層環(huán)境污染的產(chǎn)生有以下兩種方式:
(1)第一種方式:對于原有的形成層環(huán)而言是同心性的。其中又分兩種情況。
1)不斷產(chǎn)生的新形成層環(huán)自始至終保持分生能力,并使層層同心性排列的異型維管束不斷長大,而呈年輪狀(如商陸)。
2)不斷產(chǎn)生的新形成層環(huán)僅最外一層保持有分生能力,而內(nèi)面各同心性形成層環(huán)于異形維管束形成后即停止活動(如牛膝、川牛膝)。
?。?)第二種方式:對于原有的形成層環(huán)而言是異心性的。數(shù)個新形成層環(huán)在原有的形成層環(huán)外側(cè)四周的皮層部分同時產(chǎn)生,并分別形成各別的異型維管束(如何首烏)。
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