包头联赛辅导——植物的细胞和组织.ppt

种子植物形态解剖 植物的细胞和组织,全国中学生生物学联赛,一、生物的分界,世界上大约有5005000万个物种,其中有记述的只有140多万种。,植物界、动物界、原生界,两界系统：,三界系统：,植物界、动物界,四界系统：,植物界、动物界、原生界、原核界,绪论,植物界、动物界、真菌界、 原核界、原生界、非胞生物界,五界系统：,植物界、动物界、真菌界、 原核界、原生界,六界系统：,注: 两界系统是林奈在1735年提出的。 非胞生物界是指病毒和类病毒,由我国学者在20世纪70年代提出。,二、植物的类型与分布,在生物的两界系统中植物占50多万种。,植物的演化规律为： 单细胞 多细胞群体 丝状体 具根、茎、叶分化的植物体,植物的类型:,低等植物：藻类、菌类、地衣,无根、茎、叶的分化.,高等植物：苔藓、蕨类、种子植物,有根、茎、叶的分化.,三、植物界在自然界中的作用及其与人类的关系,1. 植物界对地球和自然资源的作用。,2. 植物合成有机物、储藏能量, 如光合作用。,3. 植物保证了大气中氧气、二氧化碳、的平衡。,四、植物学的研究内容及其分支科学,1. 植物分类学; 2. 植物形态学; 3. 植物生理学; 4. 植物遗传学; 5. 植物生态学;,第一章 植物细胞和组织,（一）、细胞壁,细胞壁是植物细胞特有的结构，它是由原生质体分泌的物质构成的固体结构，具有一定的硬度和弹性，一般认为是无生命的。细胞壁保卫在细胞的最外层，具有保护原生质体、维持细胞一定形状的作用，并与支持、保护、吸收、运输、蒸腾和分泌等作用有密切关系。,细胞壁的结构和化学组成 细胞壁由外向内可分为胞间层、初生壁、次生壁三部分 。,1) 胞间层（又叫中层、果胶层） 概念：是由相邻的两个细胞向外分泌果胶物质构成的。 化学组成：果胶质是一种多糖，胶粘，柔软，具可塑性。,生理功能：胞间层既可以将相邻的细胞粘在一起，又能缓冲细胞之间的挤压而不影响细胞生长。,胞间层可被酶或酸等所溶解，从而导致胞间隙的形成或相邻细胞的分离。,2) 初生壁 概念：初生壁是新细胞在生长过程中（或生长停止前），由原生质体分泌的壁物质在胞间层两侧表面积累而形成的壁层。 位置：中层内侧,化学组成：每个细胞都具有初生壁，主要由纤维素、半纤维素和果胶质等构成，生理功能：初生壁薄、柔软而有弹性，既能维持细胞的一定形态，又能随细胞的生长而扩大面积。,3)次生壁 概念：次生壁是细胞生长停止后，在初生壁内表面增加的壁层。 位置：初生壁内侧 主要成分是：纤维素 生理功能：次生壁较厚，质地较坚硬， 因此有增强细胞机械强度和抗张能力的作用。,2、细胞壁的特化 1) 木化 概念：木质素渗入细胞壁的过程，叫做木化。 功能：使细胞壁变硬，起支持作用。,2) 角化 概念：角化是细胞外壁为角质所浸透，并常在细胞外壁堆积形成角质层的过程。 功能：发达的角质层可降低蒸腾，增强植物对干旱和病菌的抵抗力。,3) 栓化 概念：栓化是木栓质（脂类化合物）渗入细胞壁引起的变化。 功能：使细胞壁不透水、不透气，起保护作用。,4) 矿化 概念：细胞壁渗入矿物质（二氧化硅）而引起的变化。 功能：细胞壁的矿化，能增强植物茎叶的机械强度，提高抗倒伏和抗病虫害的能力。,5) 粘液化 概念：细胞壁中的果胶质和纤维素变成粘液或树胶的变化。 功能：种子细胞壁吸水膨胀，变成粘液，可保持水分，是种子与土壤颗粒紧密接触，有利于种子萌发。,3纹孔和胞间连丝 1）纹孔 概念：细胞在形成次生壁时，并不是全面均匀的增厚，在一些位置上不沉积次生壁物质，这种在次生壁层中未增厚的区域称为纹孔。,功能：纹孔是细胞之间水分和物质交换的通道 分类：单纹孔，具缘纹孔，半具缘纹孔。,2）胞间连丝 概念：胞间连丝是穿过细胞壁，连接相连细胞的细胞质细丝。,功能： a. 使相邻细胞乃至整个植物体的原生质体联成一个整体 b. 胞间连丝在植物的生长发育、物质运输、刺激传递以及遗传物质的转移中起了及其重要的作用 c. 胞间连丝也为病毒在植物体中的传播提供了通道,95胞间连丝的主要生理功能是 A.物质合成 B.物质运输 C.信息传递 D.能量代谢,（二）、细胞器 1质体 质体是与碳水化合有关的细胞器，是绿色植物细胞特有的细胞器 质体的功能：质体是合成和积累同化产物的细胞器 在幼期的细胞内，如根尖和茎端分生组织细胞、及卵细胞中，其质体尚未分化成熟，称为前质体，随细胞的长大和分化，前质体逐渐分化为成熟的质体。,分化成熟的质体可根据其颜色和功能的不同分为：叶绿体、白色体、有色体。 1） 叶绿体 色素：叶绿素占绝对优势，还含有少量的类胡萝卜素（叶绿素被破坏后，如秋天或旱季，叶片颜色呈现黄色或橘红色） 存在位置：主要分布在叶片（叶肉细胞）中。,2）有色体（杂色体） 色素：主要含类胡萝卜素。 功能：有利于传粉，积累脂类和淀粉。 存在位置：主要存在于花瓣、果实中叶片中含量较少,3）白色体 白色体是不含可见色素的无色的质体，包括合成淀粉的造粉体、合成脂肪的造油体和合成储藏蛋白质的造蛋白体。主要存在于幼嫩器官中，分布在细胞核周围。 主要功能：积累代谢产物,2、后含物 细胞原生质体代谢作用的产物，他们可以在细胞生活的不同时期产生和消失，其中有的是贮藏物，有的是废物。 后含物一般有淀粉、蛋白质、脂肪、晶体等。,二、植物的组织,凡形态结构相似，担负一定生理功能的细胞群, 即称为组织。 在个体发育中同一类型的细胞群,为简单组织。 在个体发育中不同一类型的细胞群,为复合组织。 植物体内的组织根据其发育程度、生理功能和形态结构的不同，可分为分生组织、成熟组织（保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织、分泌结构）维管组织和维管束。,（一）、分生组织,是由具分裂能力的细胞组成，位于植物生长的部位，根和茎的生长和加粗都与之有直接系。组成分生组织的细胞，其主要特点是： 细胞体积较小，排列紧密，壁薄，细胞核相对较大，细胞质较浓，一般没液泡或仅有分散的小液泡。,根据分生组织在植物体中的位置，可分为顶端分生组织、侧生分生组织和居间分生组织。,1）顶端分生组织：位于茎与根主轴的和侧枝的顶端，它们的分裂活动可以使根和茎不断伸长，并在茎上形成侧枝和叶，使植物体扩大营养面积。茎的顶端分生组织最后还将产生生殖器官。,2）居间分生组织：是夹在多少已经分化了的组织区域之间的分生组织，它是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。典型的居间分生组织存在于许多单子叶植物的茎和叶中，如水稻、小麦等禾谷类作物，在茎的节间基部保留居间分生组织，所以当顶端分化成幼穗后，仍能借助于居间分生组织的活动，进行拔节和抽穗，使茎急剧长高。,3）侧生分生组织：位于根和茎的侧方周围部分，靠近器官的边缘。它包括形成层和木栓形成层。形成层的活动能使根和茎不断增粗，以适应植物营养面积的扩大。木栓形成层的活动是使长粗的根、茎表面或受伤的器官表面形成新的保护组织。侧生分生组织主要存在于裸子植物和木本双子叶植物中。草本双子叶植物中的侧生分生组织只有微弱的活力或根本不存在，在单子叶植物中侧生分生组织一般不存在，因此，草本双子叶植物和单子叶植物的根和茎没有明显的增粗生长。,根据分生组织的来源和性质不同，又可分为原分生组织，初生分生组织和次生分生组织。,（l）原分生组织：是直接由胚细胞保留下来的，一般具有持久而强烈的分裂能力。植物从个体发育开始直到生命终结为止，原分生组织连续地进行分裂。原分生组织位于根、茎生长点的最顶端。 （2）初生分生组织：是由原分生组织刚衍生的细胞组成，这些细胞在形态上已出现了最初的分化，但细胞仍具有很强的分裂能力，因此，它是一种边分裂、边分化的组织，也可看做是由分生组织向成熟组织过渡的组织。 （3）次生分生组织：是由成熟组织的细胞经历生理和形态上的变化，脱离原来的成熟状态（即反分化），重新转变而成的分生组织。,小结,现将分生组织的两类分类方法的对应关系表解如下： 顶端分生组织 原分生组织 居间分生组织 初生分生组织 侧生分生组织 次生分生组织,(09)116以下哪些在植物体中属于初生分生组织? A原形成层 B维管形成层 C束中形成层 D束间形成层 E木栓形成层,1、保护组织：是覆盖于植物体表起保护作用的组织，它的作用是减少体内水分的蒸腾，控制植物与环境的气体交换，防止病虫害侵袭和机械损伤等，保护组织包括表皮和周皮,（二）、成熟组织,分生组织衍生的大部分细胞，逐渐丧失分裂的能力，进一步生长和分化，形成的其他各种组织，称为成熟组织或永久组织。成熟组织按功能分为保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织和分泌结构,又称表皮层，是幼嫩的根叶茎花果实等的表面层细胞，只有一层细胞，呈各种形状的板块状，排列十分紧密，除气孔外，不存在另外的细胞间隙，表皮细胞是生活细胞，一般不具叶绿体，但常有白色体和有色体，茎、叶等植物体气生部分的表皮细胞，外弦向壁往往较厚，并角质化，此外壁的表面还沉积一层明显的角质层，使表皮具有高度的不透水性，有效地减少体内水分蒸腾，防止病菌侵入、增加机械支持，有些植物（如甘蔗的茎、葡萄、苹果的果实）在角质层外还具有蜡质的“霜”，使表面不易浸湿，具有防止病菌在体表萌发的作用。,表皮,周皮是取代表皮的次生保护组织，存在于有加粗生长的根和茎的表面，它由侧生分生组织木栓形成层形成，木栓形成层平周分裂，形成径向成行的细胞行列，这些细胞向外分化成木栓，向内分化成栓内层，木栓层、木栓形成层和栓内层合称周皮。在周皮形成时，出现的一些能让水分、气体交换的孔状结构叫皮孔。,周皮,薄壁组织是一类较不分化的成熟组织，其特点有二： 有很强的分生潜能，在一定条件下，很容易转化为分生组织（如创伤愈合） 一般都具有较发达的细胞间隙，这对于细胞的代谢是必需的。,2、薄壁组织：是植物体进行各种代谢活动的主要组织，光合作用、呼吸作用、贮藏作用及各类代谢物的合成和转化都主要由它进行。,根据薄壁组织的功能不同，又可分为： 同化组织：光合作用的的薄壁组织（存在于植物体的一切绿色部分） 贮藏组织：贮藏大量营养物质的薄壁组织，如块根，块茎等。 贮水组织：贮藏有丰富水分的薄壁组织，如旱生肉质植物的光合器官中。 通气组织：有大量细胞间隙的薄壁组织，如水生、湿生植物中的水稻，睡莲等的根、茎、叶中薄壁组织有大的间隙，在体内形成一个相互贯通的通气系统，使叶光合作用产生的氧能通过它进入根中，通气组织，还与在水中的浮力和支持作用有关。,3、机械组织：是对植物体起主要支持作用的组织。根据细胞结构的不同，可分为厚角组织和厚壁组织两类。,厚角组织：其细胞最明显的特征是细胞壁具有不均匀的增厚，而且这种增厚是初生壁性质的。壁的增厚通常在几个细胞邻接处的角隅上特别明显，故称厚角组织。厚角组织常分布在方形或多棱形植物茎的棱角处。,A在椴属木本茎中的分布 B在南瓜属草本藤中的分布 C在叶中的分布 1厚角组织 2韧皮部 3木质部 4脊,厚壁组织：它与厚角组织不同，细胞具有均匀增厚的次生壁，并且常常木质化。成熟细胞的原生质体通常死亡分解，成为只留有细胞壁的死细胞。根据细胞的形态，厚壁组织可分为石细胞和纤维两类。,4、输导组织：是植物体中担负物质长途运输的主要组织。在植物中，水分的运输和有机物的运输，分别由两类输导组织来承担：一类为木质部，主要运输水分和溶解于其中的无机盐；另一类为韧皮部，主要运输有机营养物质。,木质部：由几种不同类型的细胞构成的一种复合组织，它的组成包含管胞和导管分子、纤维、薄壁细胞等。其中管胞和导管分子是最重要的成员，水和无机盐的运输通过它们来实现。,（右）A 环纹管胞 B 螺纹管胞 C 梯纹管胞 D 孔纹管胞 （左）A 环纹 B 螺纹 C 梯纹 D 网纹 E 孔纹,导管及管胞的主要类型,A 纵切面 B 横切面 1 筛管 2 筛板 3 伴胞 筛管与伴胞,韧皮部：也是一种复合组织，包含筛管分子或筛胞、伴胞、薄壁细胞、纤维等不同类型的细胞，其中与有机物的运输直接有关的是筛管分子或筛胞。,(08)96下列哪些特征可以帮助你确定一个细胞是否是筛管分子 A.筛板 B.细胞壁木质素 C.细胞壁胼胝质 D.死细胞,5、分泌结构：某些植物细胞能合成一些特殊的有机物或无机物，并把它们排出体外、细胞外或积累于细胞内，这种现象称为分泌现象。产生分泌物的细胞来源各异，形态多样，有的单个分散于其他组织中，也有的集中分布，或特化成一定结构，统称为分泌结构。根据分泌物是否排出体外，分泌结构可分成外部的和内部的分泌结构两大类。,外部的分泌结构：其普通的特征，是它们的细胞能分泌物质到植物体的表面。常见的类型有腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器等。,内部的分泌结构：是指分泌物不排到体外的分泌结构，包括分泌细胞、分泌腔或分泌道以及乳汁管。,（三）微管组织和维管束,木质部和韧皮部或两者之一称为维管组织。 由木质部和韧皮部共同组成的束状结构为维管束，是由形成层分化产生的几种组织构成的复合组织。,根据排列位置分为： 1并生排列：韧皮部在外，木质部在内，呈内、外并生排列状态。外韧维管束，双韧维管束(内、外两方并存有维管束)。 2同