植物与植物生理学

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1、植物与植物生理,江苏农林职业技术学院,纪文娟,教学计划,一、考试课 期末成绩（考试分*80 +平时分*20 平时分包括出勤率和作业 ）二、第11周进行实习三、实验课(3-4次),绪论,一 、什么是植物 自然界的物质分为非生物与生物两大类。 植物的共有特征： （1）自养生物 （2）植物细胞具有细胞壁 （3）具有永久分生组织，不断生长和分化 （4）具有固定的生活方式,绪论,二、植物的多样性和我国的植物资源营养方式： （1）自养植物或绿色植物 （2）寄生植物 （3）腐生植物 （4）化学自养植物 低等植物（无胚植物）：藻类植物、菌类植物、地衣植物 高等植物（有胚植物）：苔藓、蕨类、裸子、被子,绪论,南

2、部热带地区:橡胶、椰子、香蕉、荔枝、龙眼、菠萝等。,绪论,亚热带地区：全国商品粮食重要基地，比如水稻、玉米、高粱、马铃薯等。 华北地区：苹果、梨子、枣等。 新疆：葡萄、西瓜、哈密瓜等。,绪论,三、植物是自然界中和国民经济中的作用1、在维持地球上物质循环的平衡中起着不可替代的作用2、为地球上其他生物提供了赖以生存的栖息和繁衍后代的场所3、植物在调节气温、水土保持，以及在净化生物圈的大气和水质等方面均有极为重要的作用。4、为人类提供：粮食、蔬菜、水果、木材、纤维、饲料、药材、饮料（茶、咖啡等）、烟草、糖、景观、花卉,绪论,四、植物与植物生理研究的内容植物学：植物形态结构与系统分类植物生理学：研究植

3、物生命活动规律的科学植物与植物生理学：并非前两者的简单组合，而是从细胞、组织、器官、整体、类群和生态等不同层次的、有机的阐述植物体的形态结构、生理功能、分类、与环境之间的相互关系及植物生命活动的规律的科学。,绪论,五、学习本课程的目的和方法是一门基础学科，为进一步相关课程学习打下基础。 理论和实际相结合：要求活学活用； 课堂和课外相结合：要求课外收集一些资料，课堂笔记题 与学习心得相联系； 教材和参考书相结合：要求除发的教材外，注意看其他参考书； 预习与复习相结合：提高课堂效率，提高学习效率。,技能项目一 植物的组成单位,一 植物细胞植物细胞的概念 细胞是植物体结构和功能的基本单位。1665年

4、英国物理学家虎克发现细胞（Cell）。德国生物学家施莱登和施旺共同创立了细胞学说，确认细胞是一切动植物体的基本结构单位。细胞可分为两大类型：原核细胞和真核细胞。,1.1 植物细胞的形状植物细胞的形状是多种多样的。细胞形状的多样性，反映了细胞形态与其功能相适应的规律。 植物细胞的大小差异悬殊。最小的支原体细胞直径为0.1m；绝大多数的细胞体积都很小。,技能项目一 植物的组成单位,1.2 植物细胞的结构 1.2.1 原生质体 定义：原生质体是指活细胞中细胞壁以内各种结构的总称，细胞内的代谢活动主要在原生质体中进行。高等植物体细胞内原生质体包括质膜、细胞核、细胞质。,技能项目一 植物的组成单位,(1

5、)质膜 质膜的结构：流动镶嵌模型 质膜的功能：a.分室的作用 b.反应场所 c.吸收功能 d.识别功能,技能项目一 植物的组成单位,(2) 细胞核 有细胞核结构的生物称为真核生物，无明显细胞核结构的生物称为原核生物。在光学显微镜下可看到细胞核由核膜、核仁、核质构成，细胞核的结构随细胞周期的改变而发生相应的变化。(3) 细胞质 质膜以内、细胞核以外的原生质叫细胞质。包括胞基质和细胞器。细胞器是指具有一定结构和特定功能的亚细胞单位。,技能项目一 植物的组成单位,1.2.2 细胞壁定义：是植物细胞所特有的结构，由原生质体分泌的物质所 构成，包围在原生质体的外面，由胞间层、初生壁和次生壁。功能：保护原

6、生质体，减少蒸腾，防止微生物入侵和机械损伤；支持和巩固细胞的形状；参与植物组织的吸收、运输和分泌等方面的生理活动。（1）胞间层 胞间层又称中胶层和中层，是相邻的两个细胞之间共有的一层，位于细胞壁的最外侧，能将相邻的细胞粘在一起，具有一定的可塑性，能缓冲细胞间的挤压，主要成分为果胶质。,技能项目一 植物的组成单位,（2）初生壁 是在细胞生长过程中，原生质体分泌少量的纤维素、半纤维素和果胶质，在细胞内侧加在胞间层上所形成的结构。（3）次生壁 是细胞在停止生长后，于初生壁内侧继续积累原生质体的分泌物而产生的新壁层。 角质化 木质化 栓质化 矿质化,技能项目一 植物的组成单位,（4）胞间连丝:是穿过细

7、胞壁的细胞质细丝,是细胞质原生质体之间的物质和信息直接联系的桥梁。纹孔:初生壁完全不被次生壁覆盖而形成的凹陷区域。,技能项目一 植物的组成单位,纹孔的类型：如下图依次为单纹孔 、单纹孔对 、具缘纹孔对 、半具缘纹孔对、具缘纹孔,技能项目一 植物的组成单位,1.2.3 细胞后含物后含物：原生质体活动的产物，包括存储的营养物（如淀粉、蛋白、脂肪等）和代谢废物（如酚、单宁、黄酮、尼古丁等）,技能项目一 植物的组成单位,1.3 植物细胞的化学组成 1.3.1 原生质及其化学组成 1.3.2 主要有机物及其生理功能 1.3.3 原生质的胶体特性,技能项目一 植物的组成单位,1.4 植物细胞的繁殖 1.4

8、.1 细胞周期 1.4.2 有丝分裂 1.4.3无丝分裂 1.4.4 减数分裂,技能项目一 植物的组成单位,1.4.1 细胞周期定义：连续分裂的细胞，从结束上一次细胞分裂时开始，到下一次细胞分裂完成时为止，其间所经历的全部过程，称为细胞周期，包括分裂间期和分裂期。,技能项目一 植物的组成单位,1.4.3 无丝分裂特点： 在低等植物中普遍存在，分裂过程简单，分裂速度快，能量消耗少，分裂过程中细胞仍能执行正常的生理功能。,技能项目一 植物的组成单位,1.4.4 减数分裂定义：植物有性生殖过程中形成性细胞前所进行的一种特殊的细胞分裂。如被子植物中花粉母细胞产生花粉粒。特点：细胞分裂两次，遗传物质复制

9、一次减数分裂间期：主要变化同有丝分裂间期,技能项目一 植物的组成单位,（1）减数分裂第一次分裂（分裂 ）：前期 a.细线期：细胞核出现细长、线状的染色体，细胞核与核仁增大（染色体出现）。b.偶线期：同源染色体配对（联会）。c.粗线期：染色单体的交叉互换。d.双线期：联会的同源染色体开始分离，交叉的染色单体不分开。e.终变期：染色体最短，核膜核仁消失，出现纺锤丝。,技能项目一 植物的组成单位,中期：染色体排列在赤道板两侧，纺锤丝形成纺锤体后期：同源染色体分离末期：染色体到达细胞两极，核膜核仁重现，形成二分体。,技能项目一 植物的组成单位,（2）减数分裂第二次分裂（分裂）： 前期 中期 后期 末期

10、,技能项目一 植物的组成单位,技能项目一 植物的组成单位,技能项目一 植物的组成单位,减数分裂在植物进化中的意义：（1）保持了物种的遗传性和稳定性（2）丰富了植物的变异性、促进了物种进化（3）增强了生物对适应环境的能力、为杂交育种提供理论依据。,植物的组织一，植物组织的概念 组织：是指具有相同来源的（即由同一个或同一群分生细胞生长、分化而来的）、形态结构相似、生理功能相同的结构和功能单位。,（1）分生组织分生组织是指具有持续性或周期性分裂能力的细胞群。特点：细胞小而等径、排列紧密、细胞壁薄、细胞质浓、细胞不完全分化。根据分生组织在植物体的位置分为1）顶端分生组织 ：位于根、茎主轴和侧枝的顶端的

11、分生组织。2）侧生分生组织：位于根和茎的内侧、靠近器官的边缘部分，包括形层和木栓形成层。形成层活动使根和径不断加粗，木栓形成层使增粗的根、茎或受伤的器官表面形成保护组织。3）居间分生组织：分布在成熟组织之间,根据分生组织来源和性质不同分为1）原分生组织：是由胚细胞保留下来，具有持久的分裂能力，是其他组织的来源。2）初生分生组织：由原分生组织衍生的细胞组成，已有最初的分化，但有较强的分化能力，主要形成成熟组织。3）次生分生组织：是由成熟组织经过生理和形态上的变化脱离成熟状态（即脱分化），重新恢复到具有分裂能力的组织。,（2）成熟组织 成熟组织：由完全丧失分裂潜能的细胞群组成的组织。根据形态结构、

12、结构、功能的不同可分为保护组织、基本组织、机械组织、输导组织和分泌组织。1）保护组织表皮：一般由一层细胞组成，表皮细胞形状偏平，排列紧密、无细胞间隙，常角质化、蜡质化。根的表皮细胞常形成根毛，叶的表皮细胞常形成气孔。,洋葱表皮细胞,周皮：是由木栓层、木栓形成层和栓内层组成的具有较强保护功能的次生保护组织。木栓形成层向外分裂的几层细胞分化形成木栓层，向内分裂分化形成栓内层，木栓层具有不透水、抗压、绝缘、耐腐殖等特点。 树皮可分为外表皮、由木栓、木栓形成层和栓内层组成的周皮以及内里的韧皮部。,2）基本组织 基本组织也称薄壁组织在植物体内存在广，分布最广，数量最多，是进行代谢的主要场所。特点：细胞体

13、积大、间隙大，壁薄、液泡大、分化度低等。吸收组织同化组织贮藏组织通气组织,传递细胞：有利于细胞与周围进行物质交换和物质的快速传递。,3）机械组织机械组织是对植物起支持、加固作用的组织，是细胞壁增厚的作用。厚角组织：长棱柱形，细胞壁不均匀增厚，含叶绿体，活细胞，常存在正在生长具棱的茎、叶的支持组织。,厚壁组织：细胞壁均匀增厚，常木质化而成为死细胞，包括石细胞和纤维。,剑麻,4）输导组织 在植物体中起输导作用的组织，细胞呈管状并上下连接，形成连续的运输通道。导管和管胞 主要功能是输导水分和无机盐。 导管：是被子植物的主要的输水组织，由很多管状的细胞（导管分子）上下连接成，随着端壁溶解形成穿孔，原生

14、质体溶解，细胞死亡。,由于导管分子次生壁增厚不均匀形成不同的导管，分为五大类 A 环纹导管B 螺纹导管 C 梯纹导管 D 网纹导管 E 孔纹导管。,管胞：是蕨类和裸子植物的输水组织，壁厚腔小、端部具有不穿孔的死细胞，输水能力比导管差。 A 环纹管胞 B 螺纹管胞 C 梯纹管胞 D 孔纹管胞。,筛管、伴胞和筛胞 主要功能输送有机物 （P29） 筛管、伴胞：是被子植物运输有机物通道，由许多长管形的生活薄壁细胞连接而成，上下筛管分子通过原生质丝穿过横壁上的筛孔而联系。伴胞是在筛管分子旁边的狭长薄壁细胞。 筛胞：是蕨类植物和裸子植物运输有机物通道，无筛板存在，运输能力较差。,筛管,5）分泌组织 植物体

15、表或体内产生、积累、输导分泌物的单个细胞或细胞群成为分泌组织，分为外分泌组织（如腺毛，排水器等）和内分泌组织（如分泌腔、分泌道、乳汁管等）。 分泌物 如 糖类、挥发油、树脂、乳汁、单宁等。,（3）植物体内维管系统木质部：运输水分和无机盐，由导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞组成。韧皮部：运输有机物，由筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。 （1）维管组织：是指木质部和韧皮部或两者之一。（2）维管束：是由木质部、韧皮部及形成层（有或无）组成起输导和支持作用的束状结构。凡是具有维管束的植物统称为维管植物。,根据维管束中是否有形成层，可分为有限维管束和无限维管束。有限维管束：无形成层，不能产生新的木质部和韧皮部，存在大多数单子叶植物中。,