Question

请叙述植物根的形态结构如何适应其生理功能

Answer 1

根一般指植物在地下的部位。主要功能为固持植物体，吸收水分和溶于水中的矿物质，将水与矿物质输导到茎，以及储藏养分。许多植物的地下构造本质上为特化的茎（如球茎、块茎），根与枝不同处主要在于缺少叶痕与芽，具有根冠，分枝由内部组织产生而非由芽形成。根的主要功能是固定植物体、吸收水分和无机盐。这就要求植物要长有一个庞大的根系（一般情况下，植物的地下部分比地上部分大），这有赖于根尖的分生区（可不断分裂使根细胞数目增加） 和伸长区（使细胞长长）；在每个根尖的成熟区的表皮细胞上，有细胞向外突起形成的根毛， 大大扩大的吸收水分和无机盐的面积。
根分为根尖结构、初生结构和次生结构三部分。根尖是主根或侧根尖端，是根的最幼嫩、生命活动最旺盛的部分，也是根的生长、延长及吸收水分的主要部分。根尖分成根冠、分生区、伸长区和成熟区。根生长最快的部位是伸长区。伸长区的细胞来自分生区。由根尖顶端分生组织经过细胞分裂、生长和分化形成了根的成熟结构，这种生长过程为初生生长。
在初生生长过程中形成的各种成熟组织属初生组织，由它们构成根的结构，就是根的初生结构。若从根尖成熟区作一横切面可观察到根的全部初生结构，从外至内分为表皮、皮层和维管柱三部分。有形成层细胞分裂形成的结构与根尖、茎尖生长椎分生组织细胞分裂形成的初生结构相区别，称它们为次生结构。
一株植物全部根的总称。胚胎的胚根形成的根是植物的主根。后来当植物发育到一定阶段，中柱的中柱鞘活动产生侧根。按其形态，可分为轴根系和须根系。 植物的生存环境，如土壤情况和水分分布，和气候状况，如湿度和温度，影响着根系的形态。
一般来说，轴根系的深入土壤的深度大于须根系。一般木本植物的根深达10-12米。而生活在沙漠地区的骆驼刺可深入地下20米，以吸收地下水。单子叶植物，如禾本科的植物，其须根入土只有20-30厘米。论伸展的直径，本科植物可达10-18米，超过其树冠直径。禾本科植物只有40-60厘米。木本科植物的根吸收面积可达400平方米。
根系从土壤中吸收水分的最活跃部位，是根端的根毛区。通常仅由根系的活动而引起的吸水现象，称为主动吸水，而把由地上部分的蒸腾作用所产生的吸水过程，称被动吸水。根系从土壤中吸收矿物质是一个主动的生理过程，它与水分的吸收之间，各自保持着相对的独立性。根部吸收矿质元素最活跃的区域是根冠与顶端分生组织，以及根毛发生区。土壤中的各种离子先吸附在根表面，然后经能量转换与 的作用，通过细胞膜进入细胞中，再由细胞间的离子交换、进入维管柱的木质部导管。
根系的吸收功能： 一种是根系对土壤养分的主动“截获”。其二是植物生长与代谢活动（如蒸腾、吸收）的影响下，土壤中的养分向根系表皮的迁移，成为“质流和扩散”。
“截获”养分是依靠根系不断生长时，生长出的新根系所接触的土壤中直接吸收养分。
“质流”由于植物蒸腾的作用，是根际水势下降，溶解在土壤里的养分随土壤水分迁移到植物的根表部位的过程叫“质流”
“扩散”是指养分通过扩散（自由流动）而迁移到根表的过程，这种养分流动速度慢、距离短。