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1、第二部分 植物学,植物的形态与功能,什么是植物？,绿藻石莼属,从水生到陆生，植物面临的问题和解决的途径,1、水生环境和陆地环境的巨大差异对植物提出了新的要求 保水、支持系统、运输系统、保护胚胎2、解决的途径 保水（体表覆盖角质层或腊质，气孔） 支持系统（根、茎、叶） 运输系统（维管系统） 生殖器官（有一层或多层保护细胞，配子囊）发育（合子在母体内发育）,植物（Plant）： 适于陆地生活的多细胞的进行光合作用的，由根、茎、叶组成，表面有角质膜、有气孔、有输导组织和雌和（或）雄配子囊，胚在配子囊中发育的真核生物。植物的种类： 苔藓植物 、蕨类植物 、裸子植物 、被子植物 双子叶植物和单子叶植物的
2、区别（P215）（掌握） 子叶、根、茎、叶脉、花,植物体的各种器官主要以被子植物为例,17 植物的结构、生殖和发育17.1 植物的细胞和组织 17.2 植物的根、茎和叶 17.3 植物的生殖（花、果实、种子 ）18 植物的营养19 植物的调控系统,17.1 植物的细胞和组织,一、细胞壁（Cell Wall）植物细胞特有的结构1 细胞壁的结构和化学组成 细胞壁层次：(依形成的时间和化学成分划分）大体可分为胞间层、初生壁和次生壁三个层次。,Structure of the Secondary Cell Wall,胞间层(Middle lamella) ：又称中层或中胶层, 果胶质(pectin)
3、初生壁(Primary wall): 细胞停止生长前原生质体分泌形成的细胞壁层。特点：薄，约13m，质地较柔软，有较大的可塑性，能随细胞的生长而延展。组成：纤维素、半纤维素和果胶质 （纤维素约占1/4，基质多糖相对较多，很少有木质素） 次生壁（Secondary wall): 细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的细胞壁层。特点：较厚，约510m，质地坚硬，有增强细胞壁机械强度的作用，没有伸缩性。组成：纤维素、半纤维素和木质素 （纤维素含量多，约占1/2，基质多 糖相对较少，较多木质素，可能有栓质等。,纹孔(Pit):次生壁形成时，有一些中断的区域，只有胞间层和初生壁，这种比较薄的区域称为纹孔
4、。,与细胞壁相关的结构：,纤维细胞壁上的单纹孔,管胞细胞壁上的具缘纹孔,2 胞间连丝 （Plasmodesma） 是穿过胞间层和初生壁， 连接相邻细胞的原生质体的细胞质细丝， 在细胞间起着物质运输、传递刺激的作用。,柿核细胞的胞间连丝,3 细胞壁的特化 由于环境的影响，生理机能的不同，细胞壁常常沉积其他物质，以致发生理化性质的变化， 如木质化、木栓化、角质化、矿质化和粘质化等。,木质化（木化，lignification ） ： 细胞壁渗入木质素，细胞壁坚硬，起支持作用，如纤维、管胞等。,甘草的导管和纤维,肉桂的纤维和石细胞,木栓化（栓化，suberzation）： 细胞壁渗入木栓质，细胞壁不透
5、水、不透气，细胞死亡。有保护作用，如树皮外面的木栓组织。,树干外面的褐色外层树皮,角质化（角化，cutinization）： 细胞壁渗入角质角质，并在细胞壁外堆积形成角质层，可降低蒸腾从而起保护作用。如蓖麻的种子、甘蔗的茎皮。,女贞叶表皮角质化,矿质化（矿化，mineralization）： 细胞壁渗入二氧化硅或钙质等物质，使细胞壁坚硬粗糙，增加抗性。 如禾本科植物的茎和叶，木贼茎和硅藻的细胞壁内含有大量硅质。,粘液化（mucilagization）： 细胞壁中果胶质和纤维素变成粘液或树胶的一种变化。粘液在细胞的表面常呈固体状态，吸水膨胀后则成粘滞状态。如车前子、亚麻子的表皮细胞。,二、植物的
6、组织,按分化程度分类分生组织成熟组织（永久组织）,1 分生组织,分生组织(meristem) ： 位于植物的生长部位，具有持续或周期性分裂能力的细胞群，称为分生组织。细胞特点：排列紧密，细胞壁薄，细胞核相对较大，细胞质浓，细胞器丰富。,顶端分生组织,侧生分生组织,居间分生组织,（1）按在植物体的位置分类,顶端分生组织 (Apical meristem )： 根尖和茎尖的分生区部位。,玉米根尖细胞,侧生分生组织(lateral meristem)： 细胞的形状为长轴形和等径状，其功能是使植物体变粗。如维管形成层和木栓形成层。,居间分生组织(intercalary meristem)： 分布于成熟
7、组织之间，进行一段时间的分裂活动后失去分裂能力，分化为成熟组织。 如水稻、小麦节间基部和葱、韭菜叶的基部,（2） 按细胞来源分类 原分生组织(Promeristem)： 生长点的胚性细胞，多位于根茎及其分枝的顶端。特点同顶端分生组织。初生分生组织（Primary meristem ）： 一方面初生分生组织的细胞可继续分裂，另一方面开始初步分化。如原表皮、基本分生组织和原形成层三种。,次生分生组织（Secondary meristem ）：侧分生组织，是由已成熟的组织（薄壁组织）经过脱分化,重新恢复了细胞分裂能力的而转变为分生组织。如维管形成层和木栓形成层两类。 仅见于裸子植物和双子叶植物。,2
8、 成熟组织,成熟组织（mature tissue）： 分生组织分裂产生的细胞，经生长、分化后，逐渐丧失分裂能力，形成各种具有特定形态结构和生理功能的组织，这些组织称为成熟组织。根据生理功能的不同，成熟组织可再分为： 保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织、分泌组织。,（1） 保护组织 覆盖于植物体的外表，由一至几层细胞组成，外面有角质层，有的还有腊质。 作用:防止水分过分蒸发，抵抗病虫害的侵袭等。初生保护组织表皮 次生保护组织周皮（木栓层、木栓形成层、栓内层；皮孔）,（2） 薄壁组织薄壁组织是构成植物体的基本成分，比例最大，因此也称基本组织。特点：细胞间隙较大，细胞壁薄，有较大的液泡，它们的分
9、化程度较浅，在一定的条件下，部分细胞可转化成其它组织。根据薄壁组织的功能不同可再分为以下几类： 吸收组织、同化组织、贮藏组织、通气组织、传递组织。, 吸收组织, 同化组织 能够进行光合作用的薄壁组织，它们的细胞中含有叶绿体，例如叶肉细胞。, 贮藏组织 根、茎、果实和种子的薄壁细胞中常贮藏有大量的淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质，如水稻、小麦种子的胚乳细胞。, 通气组织 湿生和水生植物体内的薄壁组织有特别发达细胞间隙，它们形成较大的气腔或贯连的气道。有利于气体交换，或适应于水中的漂浮生活，如水稻、莲等植物体内就有发达的通气组织。, 传递组织 传递组织是一种特化的薄壁细胞，它们具有内突生长的细胞壁和发
10、达的胞间连丝。这种内突生长的细胞壁是由非木质化的次生壁向细胞腔内突生长而成。,小叶脉的输导分子周围、茎节、子叶节和花序轴节部的维管组织中；某些植物子叶的表皮，胚乳的内层细胞等。作用:短途运输,（3） 机械组织机械组织是巩固、支持植物体的组织，共同特点是其细胞壁局部或全部加厚。根据细胞形态及细胞壁加厚方式分类:厚角组织厚壁组织,厚角组织：初生的机械组织，活细胞构成，在细胞的角上细胞壁加厚或板状加厚。 主要由纤维素组成，也含有较多的果胶质，细胞壁增厚不均匀，有一定的坚韧性，并具有可塑性和延伸性，既可支持器官的直立，又适应于器官的迅速生长。有时可成束存在., 厚壁组织 厚壁组织：具有加厚的次生壁，并
11、大多数木质化，死细胞。厚壁组织又可分为纤维和石细胞两类。 如木质部中起支持作用的木纤维和韧皮部中的韧皮纤维。 桃、杏等果核部分的细胞属于石细胞。,（4） 输导组织输导组织是被子植物体内的一部分细胞分化成的管形结构，它贯穿于植物体各器官之间,专门运输水溶液和同化产物。运输水溶液和溶解在水中的无机盐的导管和管胞； 运输溶解状态的同化产物的筛管和伴胞。, 导管导管存在于木质部，是被子植物所特有的，由许多长管状，细胞壁木质化的死细胞纵向连接而成。组成导管的每一个细胞称为导管分子。导管分子的端壁解体，形成穿孔（单穿孔和复穿孔）根据导管发育先后和次生壁木化增厚的方式不同，可将导管分为以下五个类型：,环纹导
12、管和螺纹导管在器官形成过程中出现较早，一般存在于原生木质部中，它们的口径较小，输水能力较弱。梯纹导管直径较大，出现于器官停止生长的部分网纹导管与孔纹导管的次生壁坚固，直径更大，输导效率提高，它们出现于器官组织分化的后期，即后生木质部和次生木质部中，为被子植物主要的输水组织。, 管胞管胞是绝大部分蕨类植物和裸子植物的唯一输导水的机构。多数被子植物中，管胞和导管两种成分可以同时存在于木质部内。管胞是一个两端斜尖，管径较小，壁较厚，不具穿孔的管状死细胞。相叠的管胞以偏斜的两端相互穿插而连接，水溶液主要通过其侧壁上的纹孔来相互沟通。管胞的机械支持的功能较强，输导能力不及导管。, 筛管存在于韧皮部，是运
13、输叶子制造的有机物质的输导组织，由一些管状活细胞纵向连接而成的。 筛管分子由纤维素和果胶构成。筛管分子旁侧有伴胞。, 筛胞筛胞是单独的输导单位，它们存在于蕨类植物和裸子植物之中。筛胞在组织中是互相重迭的，筛胞的输导功能较筛管差，是比较原始的运输有机养料的结构。,（5） 分泌组织（结构）凡能产生分泌物质的细胞或细胞组合，称为分泌结构。外分泌结构: 将分泌物排到植物体外的分泌结构称为外分泌结构。它们大多分布于植物体的外表，如腺毛、腺鳞和蜜腺等。内分泌结构: 将分泌物贮藏在植物体内的分泌结构，称为内分泌结构。常见的有分泌细胞、分泌腔、分泌道和乳汁管。,3、复合组织,复合组织：由多种组织按一定的方式和
14、规律构成的组织。如:维管组织和维管系统 维管组织：在蕨类和种子植物的器官中，有一种以输导组织为主体，由输导、机械、薄壁等几种组织组成的复合组织。维管束：当维管组织在器官中成分离的束状结构存在。维管系统：植物体内各器官中的维管组织（或维管束）互相联系组成强大的输导和支持系统。,维管束：木质部、韧皮部和形成层。木质部一般包括导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维等；韧皮部一般包括筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维等。形成层：位于木质部和韧皮部之间，是一层具分裂能力的细胞。无限维管束：裸子植物和双子叶植物具有形成层，能够形成次生维管组织；环状排列有限维管束：单子叶植物没有形成层。散生状态或成环状排列,小 结,植物 植物的细胞与组织细胞壁的结构和化学组成组织：分生组织和成熟组织,本章重点,植物的种类包括： 、 、 、和 植物四种类型。细胞壁依形成的时间和化学成分大体可分为 、 、和 三个层次。 常见的植物细胞壁的特化 、 、 、和 五种类型。根据生理功能的不同，成熟组织可分为 、 、 、和 组织。,根据在植物体中分布的位置不同，分生组织可分为 、 和 ；根据其细胞来源的不同，分生组织又可分为 、 和 。名词解释： 植物(plant)、胞间连丝（plasmodesma）、分生组织(meristem) 、成熟组织（mature tissue）双子叶植物和单子叶植物的区别。,
