植物的形态与功能上课件

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1、植物的形态 与功能,第 三 篇,植物的结构.生殖和发育,17,植物的调控系统,19,第三篇植物的形态与功能,18,植 物 的 营 养,17.1 植物的结构和功能 17.2 植物的生长 17.3 植物的生殖,植物的结构.生殖和发育,17,17.1 植物的结构和功能,1. 什么是植物,植物的定义： 植物是适于陆地生活的能进行光合作用的多细胞真核生物，由根茎叶组成，有角质膜、气孔、输导组织、配子囊，胚在配子囊中发育。,植物的定义： 植物是适于陆地生活的能进行光合作用的多细胞真核生物，由根茎叶组成，有角质膜、气孔、输导组织、配子囊，胚在配子囊中发育。,五界系统中，把藻类列入原生生物界。,单子叶植物 被

2、子植物 双子叶植物 裸子植物植物界 蕨类植物 苔藓植物,由 高 等 到 低 等,本章以被子植物为代表，讨论植物的形态、功能和发育。,单子叶植物和双子叶植物,单子叶植物：单子叶，平行脉， 维管束分散排列， 花3数，须根系； 双子叶植物： 双子叶，网状脉， 维管束环状排列， 花4或5数，直根系。,单子叶植物和双子叶植物的比较：,子叶： 胚中首次出现的叶子。 胚中有一片子叶的称为单子叶植物,有两片子叶的称为双子叶植物。,双子叶植物,单子叶植物,维管束,维管束,被子植物的总体形态,陆生适应性进化导致被子植物形成了生长在土壤中的根系和生活在空气中的茎（枝条）系统两部分。 根、茎、叶与植物营养物质的吸收、

3、合成、运输和贮藏密切相关，被称为营养器官。,2. 植物的结构,被子植物的根,根系的3大功能： 将植物固定在土壤中 吸收水分 吸收矿物质 双子叶植物: 直根系（主根、侧根） 单子叶植物: 须根系,被子植物的茎,茎上着生叶的位置叫节。 两节之间的部分叫节间。 在茎的顶端和节上叶腋内着生有芽，顶芽是枝的主要生长点，腋芽具有发育成营养枝或繁殖枝的潜力。顶芽分泌激素抑制腋芽生长的现象称顶端优势。可保证植物获得最好的光照。 有些植物的茎形态特殊，称为茎的变态。,茎的变态：根状茎、块茎、鳞茎,茎的变态：匍匐茎,被子植物的叶,叶柄、叶鞘、叶脉。 单子叶植物通常为平行的叶脉，双子叶植物为网状叶脉。 叶的形态多种

4、多样，通常体现在排列方式（叶序）、复叶的类型、叶形、叶缘和叶脉的形态等各个方面。 叶也有变态。,叶的变态,白色体 叶绿体 有色体,3. 植物的细胞（小结）,(细胞壁的分层),细胞生长、体积增大时，由相邻两细胞分泌壁物质沉积在胞间层的两侧形成的。 Cellulose, hemicellulose, pectin and glycoproteins (糖蛋白）,细胞停止增大后，在初生壁内侧继续增添的壁层。 Cellulose, hemicellulose and lignin木质素,胞间层/中层,初生壁,次生壁,细胞分裂后最早形成的分隔部分，两个相邻细胞共有的壁。 Pectin （胶质）,胞间层,

5、Primary wall 初生壁 Secondary wall 次生壁,Primary pit field (初生纹孔场),Pit (纹孔),usually appear in pairs,Simple pit （单纹孔）and Bordered pit (具缘纹孔）,1.4 Cytoskeleton (细胞骨架),3. 植物的细胞,薄壁细胞 厚角细胞 厚壁细胞：纤维细胞 石细胞 水分输导细胞：导管和管胞 食物输导细胞：筛管和伴胞,薄壁细胞,植物体内数目最多的细胞。细胞壁很薄，细胞间隙较大，大多缺少次生壁，细胞多呈多面体状。 功能：贮藏、光合作用、呼吸作用、分泌作用等。,厚角细胞,初生壁不均匀

6、增厚，也没有次生壁，不含木质素。 功能：在茎和叶柄中主要起机械支持作用。,collenchyma,厚壁细胞,具有均匀加厚的次生壁，其中沉积了木质素。成熟的厚壁细胞是死细胞。 木质化的厚壁细胞比厚角细胞更坚硬，支持作用更强。,厚壁细胞：纤维细胞、石细胞。 纤维细胞细长，常聚集成束。 石细胞形状不规则，纤维短。,具有次生壁和木质素。成熟时是缺乏原生质体的死细胞。一连串的导管分子或管胞连成长的管状，水分可从根运到叶中。 导管分子粗短，两端有穿孔，导管分子通过穿孔连接形成连续的管状结构，称为导管。 管胞两端尖细，无穿孔，通过尖细侧壁的重叠连接。 管胞的输水效率要比导管低。,水分输导细胞：导管分子和管胞

7、,Water-conducting cells of the xylem.,食物输导细胞筛分子,韧皮部中运输糖类等有机营养物的细长管状生活细胞，成熟时其原生质体内无细胞核。 筛分子端壁上密布筛孔，端壁区域称为筛板。筛分子之间通过筛板纵向连接形成筛管，筛管分子还常常与伴胞紧密相连。,Sugar-conducting cells of the phloem.,Phloem is made of living sieve-tube members that lack a nucleus, ribosomes, or vacuoles; their metabolic functions are pr

8、ovided by companion cells.,4. 植物的组织,表皮组织 基本组织 维管组织(维管束)： 木质部 韧皮部,被子植物的三大组织：,表皮组织是覆盖和保护植物的一层排列紧密的表皮细胞。 基本组织主要由具光合作用、贮藏、通气和吸收功能的薄壁细胞组成，还包括具机械支持功能的厚壁细胞和厚角细胞。 维管组织系统具有输导水分及养分和机械支持的功能。,根据结构和功能的特点，还可把植物的组织分为： 分生组织、 薄壁组织、 保护组织、 输导组织、 机械组织、 分泌组织。,成熟组织,机械组织厚角组织与厚壁组织细胞的比较,5. 植物的器官由三大组织构成,营养器官 根 茎 叶 芽,繁殖器官 花 果

9、实 种子,6. 植物体的组织系统,皮组织系统（蓝色） 维管组织系统（紫色） 基本组织系统（黄色）,维管柱,表皮,皮层,木质部,韧皮部,内皮层,中柱鞘,内皮层,中柱鞘,木质部,韧皮部,双 子 叶 植 物,大 部 分 单 子 叶 植 物,根 的 横 切,表皮,皮层,中柱,薄壁细胞,表皮 基本 维管,双子叶植物茎横切,单子叶植物茎横切,表皮,韧皮部 木质部,维管束,皮层,髓,基本组织,表皮 基本 维管,厚壁组织成纤维细胞,皮质髓,表皮 基本 维管,叶脉,角质膜,维管束鞘,木质部 韧皮部,保卫细胞,栅栏组织海绵组织,上表皮,气孔,厚壁组织纤维,双子叶植物叶解剖,块根,支持根（玉米、榕树）,菟丝子寄生根

10、,creeping stem 匍匐茎 Twining stem 缠绕茎 茎本身,Climbing stems 攀援茎 (茎卷须 吸盘 钩刺）,17.2 植物的生长,1）、终生生长： 植物之所以能够终生生长是因为在植物体的生长部位具有分生组织。 2）、寿命有限： 一年生植物、两年生植物、多年生植物。最长可达数千年。 3）、生长方式： 初生生长由顶端分生组织（存在于根尖、顶芽、腋芽中）造成的使高度增加的生长。 次生生长由分生组织中的维管形成层和木栓形成层造成的使植株长粗的生长。,1. 植物的生长特性,分化区：又称为根毛区。各种细胞分化成熟， 表皮、皮层、维管束形成。,根冠：根的最前端，保护分生组织

11、。,分生区：细胞发生分裂但不伸长。,伸长区：细胞停止分裂，细胞纵向生长和延伸。,根的初生生长,2. 植物的初生生长长高,双子叶植物根的初生结构,根的初生生长：,由根尖顶端分生组织的细胞经分裂、生长、分化形成各种成熟组织的过程，称为根的初生生长。 伸长生长,初生组织,在初生生长过程中所形成的各种组织.,初生生长过程中形成的各种初生组织按照一定方式排列组成的结构。 初生分生组织 原表皮，基本分生组织，原形成层,初生结构：,Root Hairs,Meristem,Root Cap,Xylem,Phloem,根毛,韧皮部,木质部,根冠,分生组织,双子叶植物根的初生结构 （根毛区横切面）,1. (表皮)

12、: 最外层，部分细胞外突形成根毛。吸收、减少水分损失、保护功能。 2. 皮层 : 多层薄壁细胞. (外皮层 ): 皮层最外层排列整齐而紧密的薄壁细胞，无间隙。 (皮层薄壁组织 ):由多层薄壁细胞构成，具横向运输和贮藏作用。 (内皮层): 皮层最内一层，毗邻中柱鞘细胞。上下横壁和左右径向壁上有一圈栓质化凯氏带 对根内水分吸收和运输具有控制作用。,Primary structure of dicot root (casparian strip),3. 维管柱/ 中柱,中柱鞘 初生维管柱 薄壁组织,(中柱鞘): 位于内皮层之内，多为一层薄壁细胞，有些植物可由数层细胞组成。具有潜在分生能力. (初生维

13、管柱) ：为辐射维管束由位于维管柱正中央的放射状的初生木质部和与之相间排列的初生韧皮部构成。,(初生木质部): 外始式。靠近中柱（维管束）鞘一侧者为原生木质部，靠近中央者为后生木质部。有几个木质部束就为几原型，超过6束者，称为多原型。 (初生韧皮部): 外始式。靠近中柱（维管束）鞘一侧者为原生韧皮部，靠近中央者为后生韧皮部 (形成层细胞): 位于初生木质部和初生韧皮部之间的一至多层薄壁细胞。次生生长时转化为维管形成层。,Primary structure of dicot root,Primary structure of dicot root,同样由表皮、皮层、维管柱三部分构成，不同于双子叶

14、植物： 1）外皮层细胞在发育后期增厚、栓化起保护作用； 内皮层的加厚为马蹄形五面加厚； 通道细胞：内皮层中少数对着初生木质部位置的细胞壁不加厚，仍为薄壁细胞，为皮层和维管柱提供物质交流的通道。 2）初生维管束中木质部为多原型； 3）中央常形成由薄壁细胞组成的髓部； 4）初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁细胞不能恢复分裂能力，不产生形成层，也不能产生次生结构。,单子叶植物根的初生结构,气腔,细胞分裂的方向,Periclinal division (平周分裂)： 切向分裂或弦向分裂，细胞分裂的方向和产生的新壁与器官的表面相平行，用以增加细胞的层数，使器官或组织加粗、变厚。 Anticlinal di

15、vision (垂周分裂)： 也称为径向分裂，系细胞分裂的方向和产生的新壁与器官的表面相垂直，用以扩大组织或器官的周径；组织加粗。 Transverse division (横向分裂)：系细胞分裂产生的新壁与器官的长轴方向相垂直，结果增加轴向的细胞数目，增加了高度，使器官或组织伸长。,附,细胞分裂的方向和细胞的壁面,双子叶植物根的次生生长和次生结构,(次生生长)： 由于根内维管形成层和木栓形成层的发生和活动，不断产生次生维管组织和保护组织, 使根进行逐年加粗生长,Secondary tissue(次生组织); Secondary structure(次生结构),Secondary xylem

16、(次生木质部）,Secondary vascular （次生维管组织）,Secondary phloem (次生韧皮部）,Vessel 导管 Tracheid 管胞 Xylem fiber 木纤维 Xylem parenchyma木薄壁细胞,Siver tube 筛管 Company cell 伴胞 Phloem fiber 韧皮纤维 Phloem parenchyma 韧皮薄壁细胞,Vascular ray 维管射线,Phloem ray ( 韧皮射线 ） Xylem ray ( 木射线 ）,Periderm 周皮,Cork / phellem 木栓层 Cork cambium / phellogen 木栓形成层 Phelloderm 栓内层,侧根和不定根的发生,Endogenous origin