植物生理解剖及分类简明教程

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1、1植植 物物 学学 自自 学学 指指 导导形态解剖部分形态解剖部分第一章第一章种子与幼苗种子与幼苗 （一）种子结构 植物学上的种子是指由胚珠经过受精发育而成的繁殖器官。其基本结构由：种皮胚 和胚乳三部分组成；其中胚是植物新个体的原始体。 种皮：一般坚韧，为种子的保护层；其上常可见到种脐和种孔。禾本科植物的种皮与 果皮愈合，不易分开。 胚芽：一般为生长点与幼叶构成， （有些植物无幼叶） 。禾本科植物的胚芽外面 有胚芽鞘包围着。 胚 胚轴：是连接胚芽胚根和子叶的轴（包括上胚轴和下胚轴） 。胚根：由生长点与根冠所组成。禾本科植物的胚根外面有胚根鞘。 子叶：双子叶植物的胚有子叶两片，单子叶植物的只有一

2、片子叶。 胚乳：是储藏营养物质的组织。禾本科植物的胚乳分为糊粉层和淀粉储藏 组织。 （有些植物的胚乳在种子发育早期为胚所吸收，形成无胚乳种 子，其营养物质储藏在子叶中） 。 （二）种子的主要类型： 依据种子成熟时胚乳的有无和种子中的子叶数目，将种子分为四类： 双子叶植物有胚乳种子：如蓖麻番茄。有胚乳种子 单子叶植物有胚乳种子：如水稻小麦。双子叶植物无胚乳种子：如花生菜豆。无胚乳种子 单子叶植物无胚乳种子：较少见，如慈姑。 （三）种子的萌发： 1种子的萌发的条件： 内在条件是具有成熟健全的胚；外在条件包括适宜的温度充足的水分和足够的氧气。2种子萌发：在种子获得适宜的环境条件后，种子的胚由休眠状态

3、转为活动状态， 开始生长形成幼苗，这个过程称为种子的萌发。胚各结构的萌发顺序和形成的相应器官为：稍后突破种皮胚芽 地上茎叶上胚轴伸长茎的基部胚 胚轴 下胚轴伸长或不伸长根茎过渡区最先突破种皮 胚根 主根子叶：出土或留土 （四）幼苗类型 依据种子萌发后，子叶是否顶出土面，可将幼苗分为子叶出土幼苗、子叶留土幼苗和子叶 半出（留）土幼苗等类型。2第二章第二章 植物细胞和组织植物细胞和组织（一）植物细胞 植物体的结构，即由细胞构成组织，由同一或不同组织构成器官，由器官构成植物体。 因此细胞是：构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。 I细胞学说 是由德国植物学家 M. J. Schleiden. 和

4、 T. Schwann 二人于 18381839 年间提出的。 II细胞的形态：细胞的大小，主要受到下列三因素控制： （1）细胞核的控制能力；（2）细胞表面积的限制；（3）细胞代谢速率的影响。 显微结构：光学显微镜下看到的结构（0.1 毫米0.2 微米） 超微结构：电子显微镜下看到的结构（0.2 微米1.4 埃） 。又称亚显微结构。 III植物细胞的基本结构与各部分的功能：原生质体：细胞膜细胞质细胞核。生活的植物细胞的基本结构 细胞壁：包围在原生质体的外围。 （I）原生质体： 原生质体：一个细胞内分化了的原生质 。 原生质：构成细胞的生活物质的总称。 1细胞膜（质膜）：生活细胞的原生质体表，都

5、有一层由脂类和蛋白质等构成的具 有选择透性的薄膜包围，它将细胞与外界分开，在植物细胞中它和它外围的细胞壁紧密相 连。 功能：控制胞内外物质交换；稳定胞内环境；接受信息等。 2细胞质：是质膜以内、细胞核以外的原生质。它由半透明的胞基质和分布其中的 细胞器组成。胞基质：细胞质中除了细胞内膜结构单位和非膜结构的实体以外，其余没有分 化的均质的胶体部分。 细胞质细胞器：细胞质内具有特定形态结构与功能的亚细胞结构。根据是否具有生物膜及组成生物膜的单位膜层数，可将细胞器分为：具双层膜结构单 层膜结构和无膜结构三种类型。 A具双层膜结构： （1）质体：是植物细胞中特有的细胞器之一，它具有自主的遗传物质。 功

6、能：合成和积累同化物质，是细胞的光合作用中心。 类型： 按所含色素与行使的功能不同，可分为三种主要类型：叶绿体：含叶绿素和少量类胡萝卜素，绿色，进行光合作用， 制造有机物。 质体 有色体：含类胡萝卜素，红或橙黄色。造粉体：合成积累淀粉。 白色体：不含可见色素，白色，它可分下列三种 造油体：合成积累脂肪 造蛋白体：合成积累蛋白质。（2）线粒体： 功能：进行有氧呼吸，产生能量，是细胞的呼吸中心。3外膜双层膜内膜：向内褶，形成嵴，嵴的表面有酶。基质：呈液态，存在于内外室之间，内含 DNA、蛋白质，脂类、核糖体等。 B单层膜结构：（1）内质网：由单层膜围成的互相沟通的网状管道系统，它有分枝与核膜或相邻

7、细胞 的内质网相连。 功能：与蛋白质、脂类、多糖、激素等的合成与运输有关，也是多种细胞器的来源。 粗糙型内质网：膜的外表结合有核糖体。 光滑型内质网：膜的外表无核糖体。（2） 高尔基体 ：由多个至几十个扁圆形的囊泡相叠而成，在囊的边缘稍膨大且有穿 孔，其周围形成许多小泡分离到细胞质中。功能：合成多糖，参与细胞壁的形成；运输蛋白质、脂类等；还有分泌功能。（3） 液泡：是植物细胞特有的细胞器之一，内含细胞液。液泡膜：属选择透性膜。细胞液：多种有机物、酶和无机物的水溶液。功能：贮藏营养物质、调节 PH 值，还有分解消化和渗透调节的作用。（4） 溶酶体：单层膜构成的内含多种水解酶的泡状结构。 功能：

8、分解作用，即异体吞噬、自体吞噬和自溶作用。（5） 圆球体：由单层膜围成的含水解酶和脂肪酶的泡状结构。 功能：与脂肪代谢有关。 （6） 微体：单层膜围成的球状或哑铃状的颗粒。它分为： 过氧化物酶体：进行光呼吸。 乙醛酸循环体：将脂肪分解转变为糖类。 C无膜结构： （1） 核糖核蛋白体（核糖体或核蛋白体）：由 RNA 和蛋白质组成的两个近半球形， 且大小不等的亚单位共同形成的球形小颗粒。 功能：合成蛋白质。 （2）微管：由两种微管蛋白（ 和 球状蛋白）围成的中空的小管。 功能：构成细胞器的支架；构成细胞分裂的纺锤丝；参与细胞壁的形成和生长；与胞基质 及细胞器的运动有关等。 3细胞核：生活细胞大多数

9、都具有一个细胞核。 （1）细胞核的结构与功能 细胞核的结构：由核膜、核仁、核质等部分组成。核膜：由两层单位膜组成。是细胞核外面与细胞质保持界限和联系的选择透性膜；它 由双层膜构成，且外膜与内质网相连，表面常分布有核糖体。功能：具有保护核物质和控制核内外物质交流的作用。核孔：在细胞核核膜上，由核内外膜联合形成的圆孔，且内具有一些特殊构造。功能：控制细胞核与细胞质的物质传输的作用。核仁：核内一或几个小球体，折光率更强，含 RNA、蛋白质等。功能：合成细胞质的核糖体亚单位的场所。核质：核被膜与核质之间的原生质。 它又分为染色质：被碱性染料染色，着色较深的物质。 功能：细胞分裂时转变成染色体，是遗传物

10、质的载体。核液：为不被碱性染料着色的部分。 细胞核的功能：是细胞的遗传和代谢的控制和指令中心。4（II）细胞壁： 是植物细胞特有的，包被在细胞膜外围的、具有一定厚度和弹性的壁层，是支持和保 护细胞的固态结构。 1、细胞壁的分层及其功能形成时间化学成分特性与功能（1）胞间层（中层）细胞分裂，产生新 细胞时形成。果胶质等。胶粘：粘连相邻的细胞。 柔软：缓冲细胞间的挤压。（2）初生壁细胞生长、体积增 大时，加在胞间层 两侧的壁层。果胶质、纤 维素、半纤 维素等等。有弹性：适应细胞生长而延伸。局部较薄：有利于水溶液通过。具初生纹孔（纹孔场。 ） 。 （3）次生壁部分细胞体积停止 增大后，加在初生 壁内

11、表面的壁层， 具分层现象。纤维素、木 质栓质、 角质等。较厚、较坚硬，加强支持和保 护。 具纹孔。注：生活细胞，一般只有胞间层和初生壁，而无次生壁。 2、纹孔和胞间连丝 （1）纹孔： 初生纹孔场：细胞形成初生壁时，在一些位置不沉积壁物质而在细胞壁上形成的凹陷区域。纹孔：细胞形成次生壁时，在一些位置不沉积壁物质而形成的一些间隙，这种在次生壁形 成的过程中细胞壁不增厚的部分被称为纹孔。 纹孔对：由相邻两个细胞间成对出现的纹孔构成的结构。 单纹孔：纹孔的次生壁在纹孔腔的边缘终止而不延伸，用显微镜正面观 察纹孔为一个同心圆。 纹孔主要类型 具缘纹孔：纹孔的次生壁在纹孔腔的边缘向细胞内延伸，形成穹形延伸

12、 物，拱起在纹孔腔上，其顶部的开口明显比较小。用显微镜正 面观纹孔为三个同心圆。 （2）胞间连丝：穿过相邻两个细胞细胞壁的细胞质的细丝，它连接相邻两个细胞的原生 质体。 （3）纹孔和胞间连丝的功能： 纹孔有利于细胞间的物质交流，胞间连丝是细胞之间物质运输和信息传导的通道，这 两种结构，便把多细胞的植物体连成统一的整体。 IV 植物细胞的后含物： 后含物为植物细胞在代谢过程中产生的，存在于细胞质中的一些非原生质物质，它包 括代谢中间产物、废物和储藏物质等。如淀粉、蛋白质、脂肪、单宁、色素等。 1淀粉：以颗粒状存在于细胞质中，由白色体积累淀粉所产生，通常呈椭圆形。 淀粉粒结构 脐：是最初积累淀粉的

13、起点。轮纹：围绕脐的周围，为积累淀粉的同心层次。单粒：是只有一个脐及许多轮纹围绕脐点周围的淀粉粒。 淀粉粒类型 复粒：有两个以上的脐及各脐周围围绕许多轮纹的淀粉粒。半复粒：外围有共同轮纹包围的“复粒” 。5检验：淀粉遇碘碘化钾溶液变成紫兰色。 2蛋白质：贮藏的蛋白质是无生命的，这与原生质的组成的蛋白质根本不同。常呈不定 形的颗粒存在，又称糊粉粒。主要造蛋白体与液泡有关。 检验： 蛋白质遇碘碘化钾溶液变成黄色。 3脂肪：常呈油滴状分散于细胞质中。是含热量高，贮藏形式较经济的营养物质。主要 在造油体和圆球体中形成。 检验：脂肪遇苏丹或苏丹变成橙红色。 V植物细胞的分裂： 细胞数目的增加是通过细胞分

14、裂来完成的。植物细胞分裂通常有三种：既有丝分裂、减数 分裂和无丝分裂。 1细胞分裂的原因： （1）细胞表面积的增大落后于体积的增大；（2）由于体积的增大，导致核质平衡关系失 调。 2细胞周期：一个细胞周期通常分为四个时期：既 G1（DNA 合成前期） 、S（DNA 合成期） 、 G2（DNA 合成后期）和 M（分裂期） 。其中 G1、S、G2 又合称为间期。 进入 G1 期细胞，一般有三种前途：（1）形成增殖细胞；（2）形成非增殖细胞；（3）形 成不育细胞。 3有丝分裂： 是在细胞分裂过程中，出现有丝分裂像（染色体像和非染色体（纺锤体）像）的一种 分裂方式。 有丝分裂是一个连续的动态过程，其各

15、个时期的主要特点如下： （1）前期：核内的染色质细丝螺旋化，形成粗短的染色体；前期末，核仁解体，核 膜破裂，开始形成纺锤体（即有核两极的微管组成的纺锤状细丝） 。 （2）中期：纺锤丝在两极集中，而中间散开；纺锤丝有的通连两极（称为连续丝） ， 有的从一极与着丝点相连（称为着丝点牵丝） 。染色体的着丝点都排列在赤道面上。这时 是观察染色体形态和数目的最好时期。 （3）后期：染色体的着丝点分裂，两条子染色体相背分离，分别移向细胞的两极， 这时两极的染色体数目相等（均为 2N） 。 （4）末期：到达两极的染色体发生与前期相反的过程，重新出现核仁、核膜，并在 两极形成两个子核。 与此同时，在赤道面上的纺锤丝（中间丝）与微管结合成桶状的成膜体，随后高尔基 体、内质网小泡与成膜体融合成圆桶状的细胞板，细胞板以离心方式向外扩展最终将一 个母细胞分隔为两个子细胞。 4无丝分裂：分裂过程不出现有丝分裂象的一种分裂方式。 无丝分裂依其核的形态变化，可分为横缢、出芽等多种方式。 5细胞分裂方向： 细胞在植物体内的分裂方向，是以植物体的纵轴作为参照物来定义的。通常有三个主 要的分裂方式： （1）切向分裂（平周分裂）： 细胞分裂后形成的新壁与植物体的纵轴的圆周切线平行或与半径垂直的分裂