บทที่ 12 โครงสร้างและหน้าที่ของพืชดอก บทที่ 12 โครงสร้างและหน้าที่ของพืชดอก Biology (40244) Miss Lampoei Puangmalai

บทที่ 12 โครงสร้างและหน้าที่ของพืชดอก บทที่ 12 โครงสร้างและหน้าที่ของพืชดอก 12.1 โครงสร้างและหน้าที่ของราก 12.2 โครงสร้างและหน้าที่ของลำต้น 12.3 โครงสร้างและหน้าที่ของใบ 12.4 การคายน้ำของพืช 12.5 การลำเลียงน้ำของพืช 12.6 การลำเลียงธาตุอาหารของพืช 12.7 การลำเลียงสารอาหารของพืช

จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. สืบค้นข้อมูล และอธิบายลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของราก ลำต้น ใบ 2. สำรวจตรวจสอบ และอภิปรายลักษณะโครงสร้างของราก ลำต้น ใบ ที่สัมพันธ์กับหน้าที่ 3. สำรวจตรวจสอบโครงสร้างภายในตัดตามขวางของราก ลำต้น ใบ 4. สำรวจตรวจสอบตำแหน่งและจำนวนปากใบของพืชในท้องถิ่น 5. สืบค้นข้อมูล อภิปราย และสรุปการคายน้ำของพืช 6. สืบค้นข้อมูล อภิปราย และสรุปการลำเลียงน้ำ ธาตุอาหาร และสารอาหารของพืช 7. สำรวจตรวจสอบอัตราการคายน้ำของพืช 8. เขียนผังมโนทัศน์เรื่องโครงสร้างและหน้าที่ของพืชดอก

ราก (Root)

Plant Structure and Function http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/labs/plantanatomy.htm

The Root System Underground (usually) Anchor the plant in the soil Absorb water and nutrients Conduct water and nutrients Food Storage

The distinction between these two groups is not always clear, but some general trends are outlined below: Monocots Dicots Floral Arrangement 3's 4's and 5's Leaf Venation Parallel Net Vascular bundles Scattered Ring Habit Herbaceous Herbaceous + Woody Roots Fibrous Taproot Growth Primary only Primary and Secondary Examples Grass, Palm, Orchid Oaks, Roses, Sunflowers

12.1 โครงสร้างและหน้าที่ของราก 12.1 โครงสร้างและหน้าที่ของราก 12.1.1 โครงสร้างและการเจริญเติบโตของราก 12.1.2 หน้าที่และชนิดของราก

http://extension.oregonstate.edu/mg/botany/roots.html

12.1.1 โครงสร้างและการเจริญเติบโตของราก 1. บริเวณหมวกราก (root cap) 2. บริเวณเซลล์กำลังแบ่งตัว (region of cell division) 3. บริเวณเซลล์ขยายตัวตามยาว (region of cell elongation) 4. บริเวณเซลล์มีการเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะ และเจริญเติบโตเต็มที่ (region of cell differentiation and maturation)

Primary Growth in the Root Root Cap Apical Meristem Quiescent Center The Zone of Cell Division - Primary Meristems Protoderm Ground meristem Procambium The Zone of Elongation The Zone of Maturation

Two views of the structure of the root and root meristem. http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookPLANTANAT.html

1. บริเวณหมวกราก (root cap) ประกอบด้วย parenchyma ที่เรียงตัวกันอย่างหลวม ๆ มี vacuole ขนาดใหญ่ สามารถผลิตเมือกได้ จึงทำให้ดินบริเวณรอบ ๆ ชุ่มชื้นและอ่อนตัว เหมาะกับการชอนไชของราก ทำหน้าที่ ช่วยป้องกันอันตรายให้กับเนื้อเยื่อเจริญที่อยู่ถัดไป ขณะที่รากชอนไชลงสู่ดิน

Root Cap Thimble-like covering which protects the delicate apical meristem Produced from cells derived from the root apical meristem Secretes polysaccharide slime that lubricates the soil Constantly sloughed off and replaced

Apical Meristem Region of rapid cell division of undifferentiated cells Most cell division is directed away from the root cap

Quiescent Center Populations of cells in apical meristem which reproduce much more slowly than other meristematic cells Resistant to radiation and chemical damage Possibly a reserve which can be called into action if the apical meristem becomes damaged

http://www.botany.uwc.ac.za/ecotree/root/rootA.htm

2. บริเวณเซลล์กำลังแบ่งตัว (region of cell division) อยู่ถัดจาก root cap ขึ้นมา 1-2 mm เป็นบริเวณที่มีการแบ่งตัวแบบ mitosis ตลอดเวลา (promeristem) จะกลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิดส่วนปลาย (apical initials) ส่วนหนึ่งจะเจริญไปเป็น root cap แต่ส่วนใหญ่จะเจริญไปเป็นเซลล์ที่อยู่บริเวณถัดไปด้านบน

The Zone of Cell Division - Primary Meristems 3 areas just above the apical meristem that continue to divide for some time Protoderm - outermost primary meristem - produces cells which will become dermal tissue Ground meristem - central primary meristem - produces cells which will become ground tissue Procambium - innermost primary meristem - produces cells which will become vascular tissue

3. บริเวณเซลล์ขยายตัวตามยาว (region of cell elongation) อยู่ถัดจากบริเวณ region of cell division ขึ้นไป บางเซลล์ยังมีการแบ่งเซลล์ได้ มีการเรียงตัวต่างจากลำต้น คือ protoderm อยู่รอบนอกสุด ถัดเข้าไปเป็น ground meristem และ procambium อยู่ตรงกลาง แต่โดยทั่วไป เซลล์จะขยายตัวตามยาว ทำให้ความยาวของรากเพิ่มขึ้น

The Zone of Elongation Cells elongate up to ten times their original length This growth pushes the root further downward into the soil

4. บริเวณเซลล์มีการเปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะ และเจริญเติบโตเต็มที่ (region of cell differentiation and maturation) ประกอบด้วยเซลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเพื่อไปทำหน้าที่ต่าง ๆ ต่อไป มีเซลล์ขนราก (root hair cell) ซึ่งเปลี่ยนแปลงจาก epidermis เซลล์ขนรากมักมีอายุสั้น (7-8 วัน) ทำหน้าที่ดูดน้ำ และธาตุอาหาร บริเวณนี้เป็นเนื้อเยื่อถาวรชั้นต้น มี 3 ชั้น คือ epidermis, cortex, stele

The Zone of Maturation Region of the root where completely functional cells are found

http://bio1152. nicerweb. com/Locked/media/lab/plantae/organs/index http://bio1152.nicerweb.com/Locked/media/lab/plantae/organs/index.html

Primary Growth in the Root http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/labs/plantanatomy.htm

การเจริญเติบโตของรากพืช มี 2 ระยะ คือ 1. การเจริญเติบโตขั้นต้น (primary growth) 2. การเจริญเติบโตขั้นที่ 2 (secondary growth)

Primary Growth in the Root การเจริญเติบโตขั้นแรก สามารถแบ่งได้เป็น 3 บริเวณ ดังนี้ 1. epidermis 2. cortex 3. stele 3.1 pericycle 3.2 vascular bundle Phloem xylem

1. epidermis อยู่นอกสุด ทำหน้าที่ ป้องกันเนื้อเยื่อด้านใน มักมีสาร suberin เคลือบ บางเซลล์เปลี่ยนเป็นขนราก จึงอาจเรียกเนื้อเยื่อชั้นนี้ว่า piliferous layer

1. epidermis The epidermis covers the entire root except for the root cap. Unlike the epidermis covering other plant organs, the epidermis of the root lacks a cuticle (waxy surface layer) or it is very thin and therefore does prevent the uptake of water by the root.

2. cortex ประกอบด้วย parenchyma ทำหน้าที่สะสมอาหาร มีชั้นในสุดเป็นเซลล์แถวเดียว (endodermis) เด่นชัดกว่าลำต้น มีลักษณะพิเศษ คือ มีสารซูเบอรินสะสมเป็นแถบเล็ก ๆ เรียกว่า Casparian strip

2. cortex The cortex is formed from the ground meristem cells formed in the apical meristem of the root tip. It consists of three concentric layers of tissues. The hypodermis In many plant species, especially those from arid areas, the hypodermis is the outermost layer/s of cells of the cortex which have suberin-enriched cell walls. These cells are only fully differentiated above the region of the root which is covered with root hairs. This layer is important in preventing the loss of water and nutrients which have been absorbed by the region of root hairs lower down the root. The storage parenchyma cells The largest part of the cortex consists of thin-walled parenchyma cells which often have large intercellular spaces and contain starch. The endodermis The endodermis is the layer of cells which surrounds the stele. Unlike the cortex cells to its outside, the endodermis cells are very tightly packed with no intercellular air spaces. The radial and transverse cell walls of the endodermis cells are impregnated with lignin and suberin which forms a structure known as the Casparian strip.

http://www.ualr.edu/botany/rootanatomy.html

3. stele Stele ประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 2 ชั้น คือ 1. Pericycle ประกอบด้วย parenchyma ที่มีการแปรสภาพเป็นเนื้อเยื่อเจริญเพื่อสร้างรากแขนง (lateral root) 2. Vascular tissue ประกอบด้วย Xylem อยู่ตรงกลางราก เป็นแฉก Vessel Tracheid Phloem อยู่ระหว่างแฉก Sieve tube Companion cell

3. stele As can be seen in the line diagram above a monocotyledonous root differs in that it tends to have more groups of  primary xylem and phloem arranged in a ring around a central parenchymatous pith (there are however, exceptions to these general rules).

Tissue types in the root, monocotyledonous and dicotyledonous root http://www.botany.uwc.ac.za/ecotree/root/rootA.htm

เพิ่มเติม Xylem ของพืชใบเลี้ยงคู่ มีลักษณะเป็นแฉกน้อยกว่า 5 แฉก โดยมี phloem แทรกระหว่างแต่ละแฉก Xylem ของพืชใบเลี้ยงเดี่ยว มีลักษณะเป็นแฉกมากกว่า 5 แฉก แกนกลางมี parenchyma คล้าย pith ของลำต้น รากพืชใบเลี้ยงคู่มี vascular คั่นระหว่าง xylem กับ phloem จึงมีการเจริญเติบโตขั้นที่ 2 ส่วนพืชใบเลี้ยงเดี่ยวนั้น procambium เจริญเป็น sclerenchyma เพื่อสร้างความแข็งแรงให้แก่รากพืช การเกิดรากแขนงจัดเป็น endogenous brancing เพราะเกิดจากกลุ่มเซลล์ชั้น pericycle บริเวณที่เป็นส่วนโค้งของรากแก้ว

http://bio1152. nicerweb. com/Locked/media/lab/plantae/organs/index http://bio1152.nicerweb.com/Locked/media/lab/plantae/organs/index.html

Dicot roots http://www.biology.iastate.edu/Courses/202L/New%20Site%20S05/25rtstm%20index.html

Monocot roots http://www.biology.iastate.edu/Courses/202L/New%20Site%20S05/25rtstm%20index.html

Secondary Growth in the Root พบในพืชใบเลี้ยงคู่ และพืชใบเลี้ยงเดี่ยวบางชนิด เช่น หมากผู้หมากเมีย ว่านหางจระเข้ ศรนารายณ์ จันทร์แดง เป็นต้น Vascular cambium แบ่งเซลล์ทำให้เกิด secondary xylem และ secondary phloem ดันให้ primary phloem, cortex และ epidermis หลุดออกไปได้ ดังนั้น รากที่โตเต็มที่จึงไม่พบ cortex และ epidermis แต่พบ cork เป็นชั้นนอกสุดของราก รากจึงมี วงปี ได้เช่นเดียวกับลำต้น Cork cambium หรือ phellogen (เจริญมาจาก pericycle) แบ่งเซลล์สร้าง cork ด้านนอก และ phelloderm ด้านใน รวมเรียกว่า periderm (ประกอบด้วย cork, cork cambium และ phelloderm)

12.1.2 หน้าที่และชนิดของราก 12.1.2 หน้าที่และชนิดของราก ส่วนแรกที่เจริญออกมาจากเมล็ด คือ รากแรกเกิด (radicle) ซึ่งจะเจริญไปเป็น รากแก้ว (primary root , tap root) ส่วนในใบเลี้ยงเดี่ยวจะหายไป นอกจากนี้ยังมี รากพิเศษ (adventietious) เป็นรากที่เกิดจากส่วนอื่น ๆ ของพืช เช่น ลำต้น หรือใบ

หน้าที่ของราก หน้าที่หลักของราก คือ ดูดน้ำ และธาตุอาหารจากดิน ไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช แต่ยังมีหน้าที่อื่น ๆ อีก เช่น รากเก็บสะสมอาหาร เช่น มันเทศ หัวไชเท้า กระชาย แครอท มันแกว เป็นต้น รากหายใจ เช่น โกงกาง แสม ลำพู (ป่าชายเลน) ต้นอ้ายบ่าว (ป่าพรุ) เป็นต้น รากค้ำ เช่น ข้าวโพด เตย เป็นต้น รากอากาศ (ช่วยดูดซับความชื้น) เช่น กล้วยไม้ พลูด่าง เป็นต้น รากสังเคราะห์แสง (รากสีเขียว) เช่น กล้วยไม้ เป็นต้น รากพยุง (ลอยน้ำ) เช่น แพงพวย เป็นต้น

รากชนิดต่าง ๆ http://nd-biology.tripod.com/mysite/nd_biology_04.html

References สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. หนังสือเรียนสาระการเรียนรู้พื้นฐานและเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่ม 3. กระทรวงศึกษาธิการ. กรุงเทพฯ : 2547. 156 หน้า. http://www.eduzones.com/vichakan/bio/bio5.html http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/labs/plantanatomy.htm http://universe-review.ca/R10-34-anatomy2.htm

Thank you Miss Lampoei Puangmalai Major of biology Department of science St. Louis College Chachoengsao