种子植物的形态与功能(奥赛篇).pptx

第二篇植物生物学 遵义市第一中学 梁碧波 第一章种子植物的形态解剖 一 细胞分化 1 相同细胞的后代在形态结构和生理功能上存在稳定性差异的过程称为细胞分化 2 细胞分化的实质是基因的选择性表达 同时细胞的分化也受到环境条件的影响 3 我们把植物个体发育中 来源相同 执行同一生理功能的细胞群称为组织 4 由一种类型细胞构成的组织 称简单组织 由多种类型细胞构成的组织称复合组织 二 植物组织的类型 薄壁组织保护组织机械组织输导组织分泌组织 分生组织 成熟组织 永久组织 植物组织 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关系 分生组织的细胞 其主要特点是 1 细胞体积较小 一般呈等径的多面体 2 细胞壁薄 只有初生壁 3 细胞质浓厚 一般没液泡或仅有分散的小液泡 4 细胞核较大 5 排列紧密 无细胞间隙 分生组织按照位置可分为 分生组织 顶端分生组织 侧生分生组织 居间分生组织 植物的生长方式取决于分生组织所处的位置 顶端分生组织 初生生长 纵向生长侧生分生组织 次生生长 加粗生长侧生分生组织通常是一些已分化细胞恢复了分裂能力 又称次生分生组织 根 茎的加粗生长则属于次生生长 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 侧生分生组织 形成层 维管形成层 木栓形成层 次生木质部 次生韧皮部 木栓层 栓内层 使根茎增粗 周皮 次生保护组织 3 居间分生组织 是夹在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 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 居间分生组织与顶端和侧生分生组织相比 细胞持续活动的时间较短 分裂一段时间后 所有的细胞都完全转变成成熟组织 分生组织 初生分生组织 原生分生组织向成熟组织过渡 原分生组织 位于根尖 茎尖 分裂能力强 次生分生组织 分生组织按起源来分 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 即脱分化 重新转变而成的分生组织 顶端分生组织 侧生分生组织一般称作次生次生分生组织 原分生组织 初生分生组织 根和茎不断生长有关 居间分生组织由顶端分生组织遗留下来的 也属于初生分生组织 二 成熟组织的类型 薄壁组织保护组织机械组织输导组织分泌组织 成熟组织 永久组织 概念 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 形成其他各种组织 称为成熟组织 有时也称为永久组织 又称基本组织 具有薄的初生壁 是一类较不分化的成熟组织 有着很强的分生潜力 一定条件下可恢复分生能力 转变为次生分生组织 薄壁组织是进行各种代谢活动的主要组织 按功能不同可分为 薄壁组织 同化组织 叶绿体 通气组织 水生物 贮水组织 仙人掌 吸收组织 根毛细胞 贮藏组织 淀粉 薄壁组织 覆盖于植物体表起保护作用的组织 包括表皮和周皮 表皮是生活细胞 一般不含叶绿体 表皮细胞的外壁常常角质化 周皮是取代表皮的次生组织 存在于有加粗生长的根和茎表面 保护组织 对植物起主要支持作用 可分为 厚角组织 细胞壁具有不均匀的增厚 且是初生壁性质 壁的增厚通常在几个细胞邻接处的角隔上特别明显 主要是纤维素 还含有大量的果胶和半纤维素 没有木质 厚壁组织 细胞具有均匀增厚的次生壁 并且常常木质化 根据细胞的形态 分为石细胞和纤维 机械组织 植物体中担负物质长途运输的主要组织 木质部 输送水分和无机盐 导管和管胞 导管有许多导管分子组成 幼时是生活细胞 成熟时 为死细胞 被子植物木质部中主要含有导管 而大多数裸子植物和蕨类植物则缺乏导管 由管胞输送水分 导管分子类型 环纹 螺纹 梯纹 网纹 孔纹 韧皮部 输送有机物 筛管分子和筛胞 成熟时 筛管分子为特殊的无核生活细胞 细胞的端壁有筛孔 端壁称为筛板 筛管旁侧有伴胞 裸子植物和蕨类植物中 一般没有筛管和伴胞 运输有机物的分子是筛胞 输导组织 1 筛管分布 被子植物韧皮部 特点 多个细胞连接成管状结构 具原生质体的生活细胞 功能 自上而下输送有机养料伴胞 筛板 筛孔联络索胼胝体 分泌组织概念 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的结构 外分泌组织 腺毛 表皮毛 由表皮细胞向外延伸而成 由头部和柄部两部分构成 分泌物 粘液或精油 蜜腺 产生蜜汁 树脂道 分泌细胞 油细胞 杨树叶 分泌腔 裂生分泌腔 当归 溶生分泌腔 柑桔 分泌道 树脂道 乳汁管 内分泌组织 根 root 种子萌发时胚根首先突破种皮向下生长 关键是尽快吸收水分 一 根的生理功能 吸收功能 固定和支持功能 输导功能 合成 储藏和繁殖功能 第二节种子植物的营养器官 二 根和根系的类型 根的类型 主根 mainroot 由胚根形成 侧根 lateralroot 主根 侧根和不定根上的支根 来源于母根中柱鞘或内皮层 不定根 adventitiousroot 来源不固定 由茎 叶或胚轴上生出 根系 rootsystem 的类型 直根系 有明显主根和侧根区别的根系 须根系 主根不发达 无有明显主根和侧根区别的根系 直根系多为深根系 须根系多为浅根系 直根系 须根系 三 根的发育 顶端分生组织的分裂 生长 分化原始细胞 在植物的分生组织中 一些经过不断更新始终保留在分生组织中具有分生能力的细胞称为原始细胞 一 根尖与根尖分区 根尖 一 概念 根的顶端至着生根毛的部分 第二节根的解剖结构 二 根尖分区及其细胞特征 1 根冠 根尖最先端 活的薄壁细胞 冠状覆盖 细胞不规则 外围大 疏松 内部小 紧密 含丰富的内质网 高尔基体 线粒体和质体等细胞器 外层细胞的外壁粘液化 能润滑土表 保护根尖 原生质体内 中央细胞 含淀粉体 平衡石 可控制根向地性生长 2 分生区 分生区 根冠包围的顶端分生组织 产生新细胞 又称生长点 1 原分生组织 位于分生区先端 部分不分化 自我保留 2 初生分生组织 原分生组织的后方 原表皮 原形成层 基本分生组织三部分组成 不活动中心 细胞小 排列紧密 无间隙 壁薄 核大 质浓 液泡小 分裂能力强 3 伸长区 伸长区 多数细胞迅速伸长 根尖向下伸长的推动力 在其上方的内部分化出筛管和导管 2 5mm 细胞已分化成熟 根毛区表皮上有根毛 对吸收水分和无机盐有着重要作用 成熟区 4 成熟区 根毛区 成熟区多种组织分化出现 促进根的吸收和运输 初生生长 由根尖的顶端分生组织细胞经分裂 生长 分化成熟的过程 称为根的初生生长 初生结构 根的初生生长过程所形成的结构称为根的初生结构 横切根毛区 根的初生结构由外至内可划分为 表皮 皮层 中柱三大部分 一 双子叶植物根的初生结构 二 双子叶植物根的解剖结构 1 表皮 最外一层细胞 排列紧密 细胞壁薄 许多表皮细胞的外壁向外突起形成根毛 根毛主要起吸收作用 兼有固定作用 1 外皮层 一至几层细胞 形状相对小些 排列紧密整齐 初期可通过水和溶质 后期壁栓化 起保护作用 2 皮层 2 中皮层 多层细胞 细胞较大 排列疏松 胞间隙明显 胞内含淀粉粒等贮藏物质 具横向运输和贮藏作用 水生植物的根还具有通气作用 3 内皮层 皮层最内一层细胞 整齐排列成环 细胞的径壁和横壁上有一条木栓化的加厚带 凯氏带 凯氏带模式图 凯氏带处物质运输途径 凯氏带电镜图 3 维管柱 中柱 起源于原形成层 位于皮层以内 可分为 1 中柱鞘 2 初生木质部 3 初生韧皮部 4 薄壁细胞等部分 薄壁细胞 中柱外围与内皮层相毗邻 常由一至几层连续的薄壁细胞构成 中柱鞘可发育成维管形成层一部分 木栓形成层 侧根 不定芽 乳汁管等 1 中柱鞘 1 中柱鞘 2 筛管 3 内皮层 4 后生木质部导管 5 初生木质部 2 初生木质部 位于根的中央 由导管 管胞等组成 呈辐射状 起输导水分和矿质营养作用 外始式 初生韧皮部 与原生木质部相间排列 筛管 伴胞等组成 输导同化产物 外始式 4 薄壁组织与髓 构成维管形成层的一部分 初生韧皮部与初生木质部之间常有几层薄壁细胞 少数植物根的中央早期有薄壁细胞 髓 1 根的次生生长与次生结构 次生生长 次生 侧生 分生组织活动 不断地产生次生维管组织和周皮 使根 茎增粗的生长过程 次生结构 主要由次生成熟组织所组成的结构 一般裸子植物和木本的双子叶植物有次生生长和次生结构 次生 侧生 分生组织有两类 维管形成层和木栓形成层 二 双子叶植物根的次生生长与次生结构 2 维管形成层的产生和活动 活动 棉根维管形成层活动与结构 维管形成层的活动 维管形成层 切向分裂 径向分裂 切向分裂 次生韧皮部 韧皮射线 筛管 伴胞 韧皮薄壁细胞 维管形成层 扩大周径 次生木质部 木射线 导管 管胞木纤维 木薄壁细胞 韧皮射线和木射线合称维管射线 有横向输导和贮藏营养物质的功能 外 内 次生结构 3 木栓形成层的产生和活动 中柱鞘细胞 木栓形成层 木栓层 栓内层 木栓形成层 周皮 平周分裂外 平周分裂内 垂周分裂 部位 活动 结构 木栓形成层 木栓层 栓内层 脱分化 木栓层 新的保护组织 细胞排列紧密 细胞壁栓化 由几层细胞组成 木栓形成层 一层细胞 有分裂能力 栓内层 生活的薄壁细胞 木栓形成层活动与结构组成 周皮 多年生植物中 木栓形成层活动一至几年后停止活动 周皮以内重新产生新的木栓形成层 由于周皮的逐年产生和积累 与次生韧皮部一起构成树皮 棉根结构 三 单子叶植物根的解剖结构 单子叶植物是须根系 由不定根组成 只有初生生长 不增粗 外皮层 厚壁细胞中皮层薄壁细胞内皮层 马蹄形增厚细胞 通道细胞中柱鞘初生韧皮部初生木质部 多原型 表皮皮层中柱 水稻幼根与老根表皮与皮层 一 禾本科植物根的解剖结构 最外层生活细胞 寿命较短 外皮层 后期栓化成厚壁组织 代替表皮功能 间隙较大 水湿生植物具明显气腔 内皮层 初期具凯氏带 后期呈五面加厚成 马蹄铁 形 少部分成为通道细胞 玉米 大麦等无通道细胞 但具丰富的胞间连丝 水稻根中柱 幼根 老根 中柱 中柱鞘 侧根发生处 老根中细胞壁增厚 初生木质部 多原型 每束导管数较少 初生韧皮部 含筛管 伴胞 髓 幼根中央为薄壁细胞 老根为厚壁细胞 小麦老根 玉米 小麦根表皮与皮层 小麦老根 中柱结构 内皮层 内皮层 鸢尾根 中柱 内皮层 二 非禾本科植物根的解剖结构 四 侧根的发生和特性 扩大吸收面积 加强固着和支持能力 一 侧根发生的特点 1 侧根的发生方式侧根起源于侧根原基 根毛区后方中柱鞘一定部位的细胞经脱分化而来 这种起源方式叫内起源 二原型根 三原 四原型根 多原型根 二原型 初生韧皮部与初生木质部之间 三原型 四原型 木质部脊的位置 多原型 初生韧皮部正对处 2 侧根的发生位置 二 侧根的形成 1 发生部位 中柱鞘细胞脱分裂 形成侧根原基 细胞不断分裂 生长 分化 穿过皮层突破表皮 形成侧根 2 侧根原基发生与生长 第三节根瘤和菌根 一 根瘤根瘤是根瘤细菌与根形成的一种共生结构 为地下部分的瘤状突起 常见于豆科植物等 功能 共生固氮 根瘤菌形态 豆科植物根瘤 大豆根瘤 二 菌根 菌根是植物的根与真菌的共生体 有外生菌根 内生菌根 内外生菌根等类型 功能 1 扩大了根与土壤水分 无机盐的接触面积 加强了根的吸收能力 2 产生生长活跃物质 刺激根系发育 双子叶植物根中组织分化的过程 气生根 八 根的变态 一 贮藏根1 肉质直根 由主根发育而来 萝卜 次生木质部发达 胡萝卜 次生韧皮部发达 甜菜 三生结构 除初生 次生结构外 甜菜的中柱鞘细胞还可产生新的形成层 称额外形成层 它分裂产生大量的薄壁细胞和新的维管组织 2 块根 由侧根或不定根发育而来 块根 次生木质部发达 次生木质部发达 次生韧皮部发达 二 气生根 支柱根 攀缘根 呼吸根 攀缘根 气生根 支柱根 三 寄生根 寄生植物叶退化 根伸入寄主体内 吸取寄主的营养 寄生根 一 茎的生理功能 输导功能 支持功能 储藏和繁殖功能 第二节茎12 13 外部形态特征 节 着生叶的部位 节间 节之间的部分 顶芽和侧芽 枝条 着生叶和芽的茎 叶痕 叶脱落留下的痕迹 维管束痕 叶痕内 维管束的痕迹 芽鳞痕 顶芽是鳞芽的枝条萌发时 芽鳞片脱落留下的痕迹 皮孔 茎内外气体交换的通道 分为长枝和短枝 二 茎的形态 芽 芽的概念 处于幼态而未伸展的枝 花或花序的原始体 枝芽的结构 芽的类型 按在植物体上位置分 顶芽 腋芽和不定芽 按芽鳞有无分 裸芽和被芽 鳞芽 按芽将形成的器官性质分 枝芽 花芽和混合芽 按芽的生理活性分 活动芽和休眠芽 互生 对生 轮生 裸芽 鳞芽 茎的生长习性1 直立茎直立 背地生长 如大多数木本植物 2 缠绕茎柔软 茎本身缠绕它物上升生长 如菜豆3 攀援茎柔软 由特有的结构 攀援它物上升生长 如爬山虎具吸盘 4 匍匐茎沿地面蔓延生长 节上生长不定根 如甘薯 直立茎 缠绕茎 攀援茎 匍匐茎 茎的分枝 单轴分枝 主干是由顶芽不断向上生长而成 合轴分枝 顶芽生长一定时期后停止生长 由下面侧芽代替顶芽生长 每年交替进行 假二叉分枝 具对生叶的植物 一种特殊的合轴分枝方式 二叉分枝 低等植物的一种分枝方式 顶端分生组织一分为二 合轴分枝 顶芽生长一定时期后停止生长 由下面侧芽代替顶芽生长 每年交替进行 假二叉分枝 具对生叶的植物 一种特殊的合轴分枝方式 禾本科植物的分蘖禾本科植物特殊的 在靠近地表的很短区域内 产生大量不定根和腋芽的分枝方式 三 茎的发育 顶端分生组织 原套 原体学说 初生分生组织 叶和芽的起源外起源 叶和芽的起源于茎尖分生组织表面第一层或第二 三层细胞 即起源于茎尖表面 这种起源叫外起源 双子叶茎的初生结构表皮 皮层 维管柱 维管束髓髓射线 初生木质部初生韧皮部束中形成层 四 茎的初生结构 表皮茎的表皮由一层表皮细胞组成 是主要起保护作用的初生保护组织 表皮细胞最显著的特征是其外切向壁明显增厚 并且角质化 皮层表皮内方 由多层薄壁组织细胞组成 常不形成内皮层 并且在幼茎内 近表皮的皮层细胞常含叶绿体 维管柱由维管束 髓和髓射线三部分组成 维管束 茎内的维管组织即初生木质部和初生韧皮部常结合成束 称维管束 初生木质部 由导管 管胞 木薄壁细胞和木纤维组成 发育方式内始式 初生韧皮部 由筛管 伴胞 韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成 发育方式外始式 茎内维管束有下列几种类型 外韧维管束 内韧维管束 双韧维管束 周木维管束 周韧维管束 并可根据初生木质部和初生韧皮部之间有无形成层分为有限维管束和无限维管束 周韧维管束 无限维管束 双韧维管束 内韧维管束 外韧维管束 周木维管束 维管束的类型 代表木质部 代表韧皮部 髓 茎中央由薄壁细胞组成的中心部分 髓射线 位于皮层和髓之间 具横向运输作用的薄壁细胞 也称初生射线 单子叶植物茎的初生结构 192页可分为实心茎和空心茎 中央具髓腔 两种 现以玉米茎为例 说明其结构 表皮 由两种表皮细胞组成 长细胞和短细胞 短细胞又可分为栓细胞和硅细胞 基本组织 由于玉米茎内维管束散生 因此无皮层和维管柱的明显分界 维管束 外有维管束鞘 维管束由外向内 先是韧皮部 后是木质部 没有形成层 故为有限维管束 韧皮部的分化为外始式 木质部的分化为内始式 表皮 基本组织 维管束 五 茎的次生生长和次生结构 双子叶植物茎的次生结构 维管形成层的来源束中形成层和束间形成层两部分 束中形成层由初生分生组织保留而来 在韧皮部和木质部之间 束间形成层由初生结构中的髓射线中的薄壁组织恢复分生能力而来 初生韧皮部 初生木质部 束间形成层 束中形成层 皮层 表皮 维管束 纺锤状原始细胞射线原始细胞 维管形成层 横裂 纵裂 缩短 切向分裂 径向分裂 侧向分裂等 径向分裂 次生木质部次生韧皮部 扩大维管形成层环的周径 韧皮射线木射线 形成层的细胞可分为纺锤状原始细胞和射线原始细胞两种 维管形成层的季节性活动 早材和晚材 早材 温带的春季或热带的湿季 形成层活动旺盛 形成的次生木质部细胞 径大而壁薄 质地疏松 颜色浅 称早材或春材 晚材 温带的夏末 秋初或热带的旱季 形成层活动减弱 形成的次生木质部细胞 径小而壁厚 质地紧密 颜色深 称晚材或秋材 年轮线和年轮 年轮线 当年早材与上年晚材之间的界限 年轮 两个年轮线之间的次生木质部 即一年中形成的早材和晚材 心材和边材 心材 次生木质部的内层 较早形成的木材 边材 靠近维管形成层的次生木质部 是新形成的木材 韧皮部 木射线 髓 形成层 晚材 早材 韧皮纤维 心材和边材 多年生木本植物茎结构 木栓形成层的来源和活动木栓形成层第一次的形成 因不同植物有所差异 可起源于表皮 皮层的各部分 其活动时间一般较短 以后 发生位置逐渐内移 木栓形成层的活动将形成次生保护组织 周皮 树皮和皮孔树皮可指维管形成层以外的所有结构 可包括外树皮和内树皮两部分 外树皮指新的木栓层以外的所有组织 因为得不到水分和营养 逐渐干燥 脱落 因此 又称硬树皮或落皮层 内树皮指新的木栓形成层以内的部分 是一些生活的组织构成 又称软树皮 皮孔是树皮上的气体交换通道 可分为具封闭层的和不具封闭层的两种 裸子植物和单子叶植物茎的次生结构裸子植物 主要是木质部和韧皮部的区别 还有就是树脂道 单子叶植物 没有次生结构 木质茎和草质茎草质茎 一般不木质化 大部分或全部是初生结构 一般柔软 绿色 地上茎的变态类型叶状茎昙花 文竹 天冬草等茎卷须黄瓜 南瓜 葡萄等枝刺山楂 皂荚等肉质茎仙人掌等 茎的变态 叶状茎 茎卷须 茎刺 肉质茎 二 地下茎的变态 根状茎 地下横走的茎 上有节和节间 叶长退化成鳞叶 并有腋芽 竹 姜 莲等 块茎 根状茎先端膨大而成 上有芽眼 芽眉等结构 马铃薯等 鳞茎 茎扁平 称鳞茎盘 上有鳞叶 荸荠 芋 慈菇等 球茎 球形的地下茎 具明显节与节间 叶退化成膜质鳞叶 洋葱 水仙 百合等 根状茎 块茎 洋葱的鳞茎 慈姑的球茎 第三节叶 一 叶的生理功能 光合作用 蒸腾作用 transpiration 根系吸水的动力 矿质元素随蒸腾液流上升 降低叶片的表面温度 吸收 繁殖作用 叶的组成叶片 叶的主要部分 叶柄 承受叶片 将叶片展布在各空间位置上 并与茎相连 托叶 叶的附属物 结构似叶片 完全叶 三者都有的叶 不完全叶 三者缺少一或二部分的叶 二 叶的形态 叶片的形态 叶形 叶尖 叶基 叶缘 禾本科植物的叶叶片 叶鞘 叶颈 叶舌 叶耳 羽状网脉掌状网脉 射出脉 侧出脉 弧形脉 直出脉 叉状脉 单叶和复叶单叶指叶柄上只有一个叶片 叶柄上着生多个叶片 称复叶 复叶可分为 羽状复叶掌状复叶三出复叶单身复叶 单叶 羽状复叶 掌状复叶 三出复叶 三出复叶 叶轴和小枝的区别 叶轴顶端没有顶芽 小叶的叶腋处无腋芽 叶轴脱落 叶轴上的小叶在同一平面上 单叶与复叶的区别 叶序和叶镶嵌 叶序 叶在茎上的排列方式 可分为 互生 对生和轮生 叶镶嵌 同一枝上的叶 以镶嵌状态的排列方式而互不重叠的现象 异形叶性同一植株不同叶形的现象 三 叶的发育叶原基的形成顶端生长 迅速伸长边缘生长 形成雏形居间生长 叶肉的分化 形成了栅栏组织和海绵组织的区别叶脉的分化是向顶的 四 叶的结构 被子植物叶的一般结构 异面叶 由于叶片两面受光的情况不同 叶片有明显上下面之分 两面的结构也不同 等面叶 叶片两面受光情况差异不大 无明显背腹之分 叶的组织结构 典型的叶片由表皮 叶肉和叶脉3部分组成 表皮 由一层表皮细胞组成 有上下表皮之分 表皮细胞角质化 表皮上有气孔 气孔可分为以下类型 无规则型 无副卫细胞 不等型 有三个大小不等的副卫细胞 平列型 每个保卫细胞侧面有一至多个副卫细胞 它们的长轴与气孔长轴平行 横列型 有两个副卫细胞 副卫细胞的共同壁与气孔的长轴呈直角 气孔 叶肉 叶内的绿色组织 异面叶中有栅栏组织和海绵组织的分化 栅栏组织细胞长柱形 细胞长轴与叶表面垂直 含叶绿体较多 海绵组织细胞不规则 排列疏松 胞间隙较大 含叶绿体较少 叶脉 叶内的维管束 维管束的木质部在上方 韧皮部在下方 外有维管束鞘 较大的叶脉两侧有机械组织 栅栏组织 海绵组织 木质部 韧皮部 机械组织 单子叶植物叶的特点 表皮 由长 短两种细胞组成 长细胞细胞壁不仅角质化 并且硅质化 短细胞又分为硅细胞和栓细胞 禾本科植物气孔的保卫细胞哑铃形 上表皮有特殊的薄壁细胞 称泡状细胞 这种细胞被认为与叶内卷和折叠有关 当叶片蒸腾失水过多时 泡状细胞变得松弛 而能使叶子折叠或内卷 以减少蒸腾 当蒸腾减少时 它们又吸水膨胀 于是叶片又平展 叶肉 无栅栏组织和海绵组织的分化 叶脉 维管束鞘很有特点 C3植物 两层 外层薄壁 内层厚壁 C4植物 一层 薄壁 与外围叶肉细胞形成花环状结构 C3植物 CO2同化的最初产物是光合碳循环中的三碳化合物3 磷酸甘油酸的植物 有如小麦 大豆 烟草 棉花等 C3植物比C4植物CO2补偿点高 所以C3植物在CO2含量低的情况下存活率比C4植物来的低 C4植物 CO2同化的最初产物不是光合碳循环中的三碳化合物3 磷酸甘油酸 而是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸的植物 如玉米 甘蔗 高粱 苋菜等 C3植物和C4植物叶片结构特点 C3植物 C4植物 松针的结构表皮细胞细胞壁较厚 角质层发达 内方有几层厚壁细胞 称下皮 叶肉细胞的细胞壁 向内凹陷 叶绿体沿皱折分布 叶肉内方有明显内皮层 叶内有树脂道 维管束一或二 叶的变态 苞片和总苞 花或花序下的变态叶 鳞叶 包括芽鳞和鳞茎等地上茎上的鳞叶 叶卷须 与茎卷须区别 茎卷须发生在叶腋处或与花枝相当的位置 叶卷须下有芽 捕虫叶 食虫植物的特殊变态叶 叶状柄 叶片退化 叶柄转变成扁平的片状 叶刺 与茎刺区别 茎刺发生在叶腋 上有分枝生叶 有叶痕 叶刺无上述结构 但基部有芽 叶的变态 叶卷须 叶刺 捕虫叶 珙桐的总苞 光叶子 三角梅 花的叶片 猪笼草的捕虫叶 金合欢属的叶状柄 仙人掌的针状叶 同功器官 来源不同 形态和功能相同的器官 同源器官 来源相同 形态和功能不同的器官 小结 一 植物组织 一 分生组织1 按位置分 顶端分生组织 侧生分生组织 居间分生组织2 按来源分 原分生组织 初生分生组织 次生分生组织 二 成熟组织 1 保护组织 表皮和木栓层2 薄壁组织 同化 贮藏 储水 吸收 通气 传递3 机械组织 厚角组织 活细胞 厚壁组织 死细胞 4 输导组织 导管和管胞 筛管和筛胞5 分泌结构 外分泌结构 内分泌结构 二 根1 双子叶植物根的组织分化过程 初生和次生结构 2 凯氏带的作用3 根初生木质部和初生木质部的发育为外始式 三 茎1 茎维管束的类型 2 初生结构3 木栓形成层 形成层的活动 次生生长 4 年轮和假年轮 早材和晚材 心材和边材5 裸子植物和被子植物茎的三个方面的不同6 禾本科植物茎的特点 四 叶1 被子植物的叶片一般由表皮 叶肉和叶脉三部分组成2 禾本科植物叶与被子植物叶的差别3 C3植物和C4植物叶的区别4 裸子植物针叶的结构具有对旱生环境的适应的特点五 营养器官的变态根 茎 叶都有变态类型 而且可分为同功器官和同源器官 但也有些变态器官既不同源 也不同功 第三节被子植物的生殖和生殖器官 植物的有性生活周期 植物的繁殖方式包括营养繁殖 无性生殖和有性生殖3种方式 植物营养体的一部分从母体分离开直接形成新个体的繁殖方式称为营养繁殖 也有的学者将营养繁殖归入无性生殖 植物的无性生殖是指一些具有生殖功能的细胞不经过两性的结合 直接发育成新个体的过程 无性生殖中具有生殖功能的细胞称为孢子 有性生殖是指通过两性细胞的结合形成新个体的过程 这些性细胞称为配子 为单倍体 两个配子结合形成二倍体的合子 由合子再发育形成新的个体 营养繁殖 无性繁殖 植物的繁殖 有性繁殖 被子植物的生活史和世代更替 孢子体世代与配子体世代 无性世代与有性世代 交替出现 这就是植物生活史中的世代交替现象 被子植物的配子体世代 单倍体世代 不发达 雌 雄配子体不能独立生活 都寄生在孢子体上 且特化成花的一部分 第一节花 一 花的概念和花的组成 一 花的概念花是适应生殖的变态短枝 花的形态结构及其演化趋势 被子植物进入到生殖生长阶段时 茎的顶端一些分生组织不再形成叶原基和芽原基 转而形成花原基或花序原基 因此 花是一种特化的节间很短的变态的枝 典型的花的结构一朵完整的花包括花柄 花托 花被 花萼 花冠 雄蕊群和雌蕊群 完全花 花被 雄蕊群 雌蕊群 不完全花 缺少其中之一 不完全花 单被花 无被花 裸花 单性花 雄花或雌花 和中性花 无性花 二 花的组成 花柄和花托花柄将花支撑到一定空间 是茎与花之间进行物质运输的通路 花柄的演化趋势是 由有到无 花托是花萼 花冠 雄蕊群和雌蕊群着生的部位 花被 着生在花托外围 起保护作用的结构 花萼 由若干萼片组成 离萼 合萼 落萼 早落萼 宿萼 花冠 由若干花瓣组成 离瓣花 合瓣花 落冠 早落冠 宿冠 单被花 两被花 无被花 雄蕊群 花内雄蕊的总称 由花丝和花药两部分组成 花粉囊破裂方式 纵裂 横裂 孔裂和瓣裂 花药着生方式 底着药 贴着药 丁字着药 内向药和外向药 雄蕊类型 二强雄蕊 四强雄蕊 单体雄蕊 二体雄蕊 三体雄蕊 多体雄蕊和聚药雄蕊 雌蕊群 花内雌蕊的总称 构成雌蕊的基本单位是心皮 根据心皮数目及联合情况可分为 单雌蕊 一心皮 腹缝线相愈合 复雌蕊 多心皮 各心皮腹缝线联合 离生单雌蕊 多心皮 各心皮分离 柱头 雌蕊顶端 承受花粉的部位 可分为 干柱头和湿柱头 花柱 花粉管进入子房的通道 可分为 空心型和实心型 有引导组织或无 两种 子房 雌蕊基部膨大部分 由子房壁 子房室和子房室内的胚珠构成 子房壁即心皮全部或部分 子房室是子房内的空腔 胚珠着生在子房壁上 其着生部位称胎座 胎座类型 边缘胎座 侧膜胎座 中轴胎座 特立中央胎座 基生胎座和顶生胎座 花器的构造 边缘胎座 中轴胎座 特立中央胎座 侧膜胎座 基生胎座 三 花各部分演化 数目的变化 演化趋势由无定数到定数 一般来说 单子叶植物常为3基数 双子叶植物多为4或5基数 排列方式的变化 两种 螺旋排列和轮状或圆周排列 对称性的变化 分为辐射对称和两侧对称 子房位置的变化 可分为子房上位下位花 子房上位周位花 子房下位上位花 子房半下位周位花 子房上位下位花 子房上位周位花 子房下位上位花 四 花序 一 无限花序 总状花序类 开花顺序自下而上 或自外而内 总状花序 小花梗近等长 排列在花序轴的两侧 伞房花序 小花梗不等长 排列在近同一平面上 伞形花序 小花梗等长 着生在花序轴的顶端 穗状花序 小花无梗 排列在花序轴的两侧 葇荑花序 小花为无柄的单性花 常无花被 花须常下垂 肉穗花序 花序轴粗短而肥厚 上着生无柄单性花 头状花序 花序轴扁平 称花序盘 开花顺序从外至内 隐头花序 花序轴肥大而内凹 小花无柄 着生在内凹的壁上 复合花序的种类 圆锥花序 复穗状花序 复伞形花序 复伞房花序 复头状花序 总状花序 伞形花序 复伞形花序 复伞房花序 穗状花序 葇荑花序 肉穗花序 头状花序 菊科的管状花与舌状花 圆锥花序 轮伞花序 二 有限花序开花顺序自上而下或自内而外 单歧聚伞花序 主轴顶端先生一花 然后在主轴下方形成一侧枝 同样在顶端开花 依次下去 二歧聚伞花序 主轴下形成两分枝 多歧聚伞花序 分枝在三个以上 雄蕊由花丝和花药两部分组成 多数被子植物的花药由四个花粉囊组成 左 右各两个 中间由药隔相连 成熟花粉囊内有花粉粒 花药成熟后 花粉囊的壁破裂 花粉粒散出 一 花药的发育雄蕊是由花芽分化形成的突起 形成的雄蕊原基发育而来 最初的雄蕊原基由于顶端分裂较活跃 形成花药的原始体 花药的发育和花粉粒的形成 药室内壁 由一层细胞组成 花药成熟时其细胞壁的内切向壁和横向壁上发生填加纤维素的带状的加厚 因此 又称为纤维层 两花粉囊相接处的药室内壁细胞不增厚 称唇细胞 中层 一层或多层细胞组成 花药成熟时解体消失 绒毡层 一层细胞组成 常有多核现象 花药成熟时解体消失 二 小孢子的形成 一 减数分裂减数分裂发生在花粉母细胞形成花粉粒和胚囊母细胞形成胚囊的时候 它包括两次连续的分裂 但DNA只复制一次 染色体也仅分裂一次 因此 减数分裂后形成四个子细胞 每个子细胞的染色体数目为母细胞的一半 三 花粉粒的发育和形态结构四分体单核中央期单核靠边期双核期 核分裂 形成营养核和生殖核 成熟花粉粒花粉粒的类型 2 细胞花粉粒 成熟花粉粒内只含有营养细胞和生殖细胞 3 细胞花粉粒 生殖细胞在花粉粒成熟前 进行一次有丝分裂 形成两个精细胞 成熟花粉粒内有三个细胞 花粉粒内双核的形成 2 细胞花粉粒 花粉壁的结构 成熟花粉粒有内 外两重壁 外壁质地坚硬 缺乏弹性 主要构成物质是孢粉素 并含有类胡萝卜素 类黄酮素和脂类 蛋白质等物质 在花粉粒外壁上 常有一些孔和沟槽 称萌发孔 萌发沟 内壁较薄 有弹性 由纤维素 半纤维素 果胶 蛋白质等组成 成熟花粉粒 四 花粉败育和雄性不育雄性不育 花药或花粉不能正常发育 成为崎形或完全退化的情况 称雄性不育 可分为 花药退化 花药内不产花粉 花粉败育 花粉败育 花粉没有经过正常的发育 不能起到生殖的作用原因 花粉母细胞减数分裂不正常 花粉内不能形成精细胞 停留在单核或双核阶段 绒毡层细胞作用失常 胚珠的发育和胚囊的形成 子房的结构 珠柄珠被珠心珠孔合点 胚珠的结构 胚珠的类型 倒生胚珠 直生胚珠 横生胚珠 弯生胚珠 拳卷胚珠 一 胚珠的发育 胚珠的发育 二 胚囊的发育和结构 一 大孢子 胚囊 的发生大孢子母细胞 胚囊母细胞 发生在胚珠珠心表皮下方的孢原细胞 胚囊母细胞形成胚囊的过程 可能有三种情况 单孢型胚囊 蓼型或正常型 双孢型胚囊 四孢型胚囊 贝母型 胚囊母细胞 四分体 三个退化 另一个形成胚囊 八核胚囊 七细胞成熟胚囊 减数分裂 三次有丝分裂 只有核分裂 单孢型胚囊的发育 双孢型胚囊的发育 胚囊母细胞 二分体 一个退化 另一个分裂后形成双核 进一步形成胚囊 八核胚囊 七细胞成熟胚囊 减数分裂 胚囊母细胞 形成四核细胞 八核胚囊 七细胞成熟胚囊 减数分裂 三个单相核合并 另一个仍为单核 四孢型胚囊的发育 以单孢型胚囊 蓼型胚囊 为例 周缘细胞形成珠心一部分或退化消失 造孢细胞胚囊母细胞四分体单核胚囊7细胞或8核胚囊 孢原细胞 2N N N N N N 2N 2N 2N 卵细胞1个助细胞2个中央细胞1个 极核2个或次生核1个 反足细胞3个到多个 N 多N 减数分裂 三次有丝分裂 二 胚囊的形成与结构 单核胚囊 胚囊内第一次有丝分裂 双核胚囊 胚囊内第二次分裂 助细胞 卵细胞 中央细胞 反足细胞 卵细胞是高度极化的细胞 表现在其近珠孔端的壁较厚 近合点端逐渐变薄 最后消失 卵细胞是直接参与生殖的细胞 助细胞也位于珠孔端 和卵细胞合称卵器 它也是具有高度极性的细胞 壁的特征同卵细胞 另外 其珠孔端细胞壁上有丝状器 助细胞的功能有以下几个方面 吸收和转运营养物质 引导花粉管定向生长 为花粉管进入和释放内容物的场所 中央细胞是胚囊内最大的一个细胞 细胞高度液泡化 它是胚囊营养物质贮藏的场所 同时 能从周围珠心组织内吸取营养物质 在受精过程中 与精细胞结合 发育成胚乳 反足细胞是胚囊中变异最大的一群细胞 在形成过程中 常因胞质分裂不完全 而形成 合胞体 主要功能 吸收珠心组织营养物质 并转运给胚囊 开花 传粉和受精 一 开花雄蕊内的花粉囊和雌蕊中的胚囊 或二者之一 成熟时 花被展开 露出雄蕊和雌蕊 二 传粉开花后 花粉囊散出花粉 落在雌蕊柱头上的过程 1 自花传粉 异花传粉 植物对异花传粉的适应 单性花 雌雄蕊异熟 雌雄蕊异位 雌雄蕊异长 自花不孕 二 风媒花和虫媒花 风媒花 风媒植物的花常成穗状花序 葇荑花序 能产生大量花粉 划分质轻 干燥 表面光滑 常为雌雄异花或异株 不具香味和色泽 虫媒花 常能产生特殊气味吸引昆虫 常产生蜜汁 花大而显著 花粉外壁粗糙 其它传粉方式 如水媒和鸟媒 三 人工辅助授粉 虫媒 鸟媒 开花与传粉 三 受精 一 花粉粒的萌发花粉管落在雌蕊柱头上 经过与雌蕊柱头相互识别 亲和的开始吸收水分和营养物质 体积增加 花粉粒的内壁从萌发孔处伸出 形成花粉管 二 花粉管的伸长花粉管在萌发后 继续伸长 通过花柱到达子房 通过花柱时 可能有以下几种可能 穿过中空的花柱道 花柱内有引导组织 花粉管通过花柱薄壁细胞的间隙或细胞壁与细胞膜之间的间隙穿过 传粉与受精 自花传粉 异花传粉 受精一个精子与卵结合形成受精卵并成为二倍体的合子 合子将来发育成为产生新个体的胚 另一个精子与中央细胞极核结合 成为三倍体的受精极核并进一步发育成为胚乳 这种双受精是被子植物特有的现象 也是植物有性生殖中最进化的形式 传粉与受精 胚的发育和种子的形成在胚发育之前胚乳的发育便开始了合子通常经过一段休眠后开始发育成胚 概念 精细胞 N 卵细胞 N 合子 2N 精细胞 N 2个极核 N 初生胚乳核 3N 过程 不管花粉管如何进入胚珠 总是从珠孔端进入胚囊 并且花粉管进入总与助细胞有关 花粉管进入胚囊后 管的末端破裂 把精细胞和内容物注入进胚囊 两个精细胞游离到卵细胞和中央细胞 与它们融合 被子植物的双受精 柱头 子房 极核 卵细胞 花柱 反足细胞 助细胞 花粉粒的识别 花粉管的伸长 双受精的过程 融合后的合子和初生胚乳核 意义 精细胞和卵细胞的融合 将父 母本具有差异的遗传物质重新组合 形成具有双重遗传性的合子 即由2个单倍体 N 的雌 雄配子融合成1个二倍体的合子 即保持了物种遗传的稳定性 又出现新的遗传性 精细胞与2个极核或1个次生核融合 形成三倍体的初生胚乳核 同样结合了父 母本的遗传特性 生理上更活跃 并作为营养物质在胚的发育过程中被吸收 这样 子代的变异性更大 生活力更强 适应性也更广泛 四 受精的选择作用柱头对花粉粒的萌发 胚囊对精细胞的进入 卵细胞和精细胞的融合 都具有选择性 因此 被子植物的受精具有选择性 五 无融合生殖和多胚现象 无融合生殖 不经过精卵融合 产生有胚种子的现象 分为 孤雌生殖 蒲公英 无配子生殖 葱 无孢子生殖 珠心或珠被发育 如柑橘 多胚现象 种子内有两个以上胚的现象 第六节种子和果实 被子植物的双受精完成后 胚珠发育成种子 子房发育成果实 花的其它部分脱落或参与形成果实的一部分 果实结构由果皮和种子组成 种子由种皮 胚和胚乳组成 果皮和种皮结构简单 因此主要了解胚和胚乳的发育 双子叶植物种子 单子叶植物种子 种子的构造 种子与果实的形成 果实的形成子房发育成果实 子房壁成为果皮 被子植物中除子房外 其他部分如花托 花萼等也参与果实形成 被子植物的传粉也启动了包括生长素 赤霉素 细胞分裂素等植物激素的产生和增加 果实的发育与由来 植物的结构与功能 花柄 花托 胚珠 子房 花柱 柱头 花丝 花药 花冠 花萼 萼片 种子与果实的形成 果实的多样性根据花中雌蕊的数目和花序的情况可以将果实分为3类 果实的外形与结构 外果皮 中果皮 种子 内果皮 果实结构图 一 种子的形成 一 胚的发育 以双子叶植物为例说明其发育 合子 基细胞胚柄退化消失顶细胞八分体胚 二 胚乳的发育 由初生胚乳核发育而成 核型胚乳 初生胚乳核的第一次分裂 以及以后的多次分裂 不伴随细胞壁的形成 有细胞核游离时期 细胞型胚乳 初生胚乳核第一次分裂后 即形成细胞壁 沼生目型胚乳 初生胚乳核第一次分裂 把胚囊分成两室 珠孔室和合点室 珠孔室和合点室都进行多次分裂 但核都处于游离状态 以后 珠孔室完成胚乳的发育 三