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第十章植物的结构和功能思考题1.植物细胞由哪两部分组成？在细胞生活中各有什么作用？2. 植物细胞的初生与次生壁有什么区别？各种细胞中都存在次生壁吗？3. 植物细胞在结构上与动物细胞主要区别的三大结构体系？4. 植物有哪些组织类型？按分布位置不同，分生组织有几种？5. 植物的成熟组织包括哪几种类型？薄壁组织有什么特点？生理意义？6. 同为保护组织的表皮和周皮有什么区别？7. 厚角组织和厚壁组织的区别是什么？8. 种子植物的木质部和韧皮部的主要功能？基本组成的异同点？9. 植物有几类组织系统？在植物体中各起什么作用？有何分布规律？10.植物的营养器官有哪几个？它们分别执行什么功能？11. 根系有哪两种基本类型？分别存在哪类植物？根尖的组成？12. 什么叫根的初生生长和次生生长？分别使植物体有什么变化？根尖的初生结构包括哪三部分?13. 凯氏带是什么器官的哪层细胞发生怎样变化的结果？生理作用？一、植物的一般特征二、植物细胞的结构特点三、植物的组织和组织系统四、组织分化和植物的营养器官五、植物的营养和运输六、植物的繁殖与发育第十章植物的结构和功能一、植物的一般特征植物与其他生物类群之间“无绝对界线?”，区分植物和其他类群的特征。四方面：？1、植物细胞有纤维素组成的细胞壁；在生长和分化过程中，细胞壁可以扩展、加厚，还可加入另一些物质，更适合功能的需要;2、有叶绿体，具光合作用的能力;3、营养体是由根、茎、叶三部分构成，辐射对称体形式根部以中轴为中心向四周辐射，茎干以髓为轴心向四周辐射成枝条;4、外延式生长亦称植物性生长，以根尖、茎尖分生组织为主，年年保持不断生长。植物体基本结构细胞的特点？二、植物细胞的结构特点：形状组成和结构方面1、植物细胞的形状和组成特点：1）形状多样球状体、多面体、纺锤形、柱状体,形状与功能相适应；单细胞植物体或分离单个细胞由于常处游离态，近似球形。植物细胞组成及特点？2）植物活细胞的组成？两部分细胞壁、原生质体质膜以内部分,各类代谢活动主要场所植物细胞有别于动物细胞的三大结构特征1）质体：植物细胞特有；体积比线粒体大，比胞核小，呈圆形或卵圆形，5-8um，厚1um；依所含色素及生理功能分为：有色体（叶绿体）和白色体或有色体、叶绿体和白色体；有色体：只含类胡萝卜素，呈红或橙黄色，存在于花瓣和果实中，能积聚淀粉和脂类，吸引昆虫（授粉及传播种子）。2、植物细胞结构特点质体（plastid）液泡（vacuole）细胞壁（cell wall）白色体：存在分生组织或不见光的细胞（含原叶绿素见光叶绿素）；贮存细胞中常见，是合成淀粉和脂肪的中心（如：造粉体：含大量淀粉，造油体：含脂肪）；2）液泡：一层生物膜包被，内充满细胞液(水、无机盐、蔗糖)；液泡大小和数量与细胞成熟与否有关！A)未成熟数量多、液泡小；B)成熟数量少，几个较大液泡(核位中央)；中央大液泡(90%空间)。液泡的功能：硬度，降解和自调节！A）重要作用直接导致细胞膨压产生，使组织保持一定硬度，植物细胞体积增大主要取决于液泡的扩大；B）液泡液呈弱酸性或酸性，除了是细胞内贮存代谢物的场所外，也具动物细胞的溶酶体的功能（大分子降解和细胞再利用）；C）液泡是植物细胞一个自体调节体系，类似动物机体内体液作用。细胞壁？植物细胞具细胞壁是区别动物细胞最显著的特征！3）细胞壁（亦称细胞外衣）：作用，成分和壁层细胞壁的作用：控制，保护，代谢！A）细胞壁能控制原生质体大小，防止过度吸水引起质膜胀破；B）细胞壁为原生质体，提供一保护性的外围屏障；C）初生细胞壁中含多种酶，在细胞吸收、转运、分泌和传递化学信号等方面起重要作用(细胞间识别、细胞分化时壁的分解);植物细胞壁最主要成分是：纤维素，木质素和脂肪类物质A）纤维素：相互交织成网，构成胞壁框架；网中交联果胶及半纤维素等成分。（纤维素由？组成，果胶由半乳糖酸组成多糖；半纤维素由木糖、半乳糖和葡萄糖组成高度分支多糖）B）木质素：植物胞壁另一重要组成分子；坚硬，增加壁的硬度，支持和机械作用细胞中含量多。（木质素由酚残基形成的水不溶多聚物）C）脂肪类物质（角质、木栓质、蜡质）；植物的保护组织细胞壁中常存在，具减少植物体内失水作用。细胞壁的层次：依胞壁形成的时间和化学成分不同，胞壁分为三层胞间层(intercellular layer)初生壁(primary wall)次生壁(secondary wall) A）胞间层(亦称中层)：存在于细胞壁最外面，主要成分果胶，将植物的多细胞彼此粘连在一起；B）初生壁：细胞停止生长前，由原生质体分泌形成的细胞壁层，存在于胞间层的内侧，主要成分是纤维素、半纤维素、果胶及少量与胞壁多糖结合的蛋白质，厚度1-3um，质地柔软，具较大的可塑性，能随细胞生长而延伸。C）次生壁：细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的壁层，次生壁的特点？4）纹孔和胞间连丝（pit & plasmodesma）：细胞壁生长时不均匀增厚。形成原因植物细胞间交往？a）主要成分是纤维素，少量的半纤维素，常含木质素；b）次生壁较厚(510um)，质地较坚硬，作用,增强壁机械强度。*所有的细胞都具次生壁？根尖&茎尖！大部分具次生壁的细胞在成熟时原生质体死亡，残留的细胞胞壁起支持和保护植物体的功能。纹孔：A）次生壁形成时，初生壁未被覆盖的区域（次生壁形成时的中断部分）；B）由纹孔腔（开口胞腔）和纹孔膜(初生壁和胞间层）构成；C）相邻细胞纹孔相对存在纹孔对，包括2层初生壁和1层胞间层。初生纹孔场：A）初生壁上一些明显的凹陷区域上集中分布许多小孔；B）原生质细丝可通过并与相邻细胞原生质相连，构成胞间连丝。植物细胞纹孔的结构次生产物？5）植物细胞的后含物：原生质体代谢过程中的产物次生产物，可以在细胞生活不同时期产生和消失；贮存、废物或有用物，对人类具重要的经济价值有些是贮存物（糖、淀粉、脂肪、蛋白质）；有些是植物中的废物（液泡中的晶体）；有些是植物生长过程中的有用物质（如番茄中的番茄碱和次碱）；植物细胞的后含物有的存在胞内（原生质体中），有的存在于壁上（如干红和干白葡萄酒，干红具保护心脏作用是因为葡萄皮中的一种色素物质的存在）。执行不同功能的植物细胞群？三、植物的组织和组织系统植物的组织类型 （一）概述：1、组织形成的物质基础：植物细胞分裂分化导致形成多种类型的细胞组织器官2、植物中的组织（tissue）：1）定义：植物体中，具相同来源的同一类型或不同类型细胞群所组成的结构和功能的单位组织。2）植物组织，包括简单组织：同类型细胞构成的组织复杂组织：多种类型细胞构成的组织Simple tissueComplex tissue（导管分子）（二）植物的组织类型：植物组织可分为两大类分生组织（meristematictissue）成熟组织（mature tissue）1、分生组织：1）定义：植物体具有持续分裂能力的细胞群，称为分生组织（种子植物具有分裂能力的细胞限制在植物体的某些部位)。2）分生组织的类型：按分布，来源按分布在植物体位置顶端分生组织(apical meristem)侧生分生组织(lateral meristem)居间分生组织(intercalasymeristem)顶端分生组织？A）顶端分生组织：茎与根主轴和侧枝的顶端；a）作用：植物体根和茎不断伸长，“负责”根茎侧根、侧枝和叶形成，产生性器官。b）顶端分生组织细胞的特征小等径，壁薄；核大位于中央，液泡小而分散；原生质浓，少后含物；An apical shoot meristem茎尖分生组织植物加粗？B)侧生分生组织：位于根和茎侧方的周围部分，主要存在于裸子植物和木本双子叶植物；a）包括形成层：使根和茎变粗木栓形成层：根茎加粗或受伤器官表面形成新的保护组织b ）侧生分生组织细胞的特征细胞多呈长梭形原生质体高度液泡化原生质不浓厚分裂活动随季节变化有明显周期性C)居间分生组织：夹在已分化的组织区域之间，典型的居间分生组织存在于许多单子叶植物的茎和叶中。a）来源：顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留；b）居间分生组织细胞活动持续时间较短，分裂一段后，所有的细胞变为成熟组织。（水稻和小麦的拔节，韭菜，葱.）按来源的性质分原分生组织(promeristem)初生分生组织(primary meristem)次生分生组织(secondary meristem)A）原分生组织：直接由胚细胞保留下来的，一般具有持久而极活跃的分裂能力，分化程度最低的细胞；位于根端和茎端较前的部分。B）初生分生组织：由原分生组织刚衍生的细胞组成，形态上已出现了最初的分化，但分裂能力仍很强；是一种边分裂、边分化的组织（可看作从分生组织成熟组织过渡组织）。水稻、小麦等禾本科作物在茎的节间基部保留居间分生组织，当顶端分化成幼穗后，它们仍能借助居间分生组织的活动进行拔节和抽穗，使茎急剧长高；落花生的雌蕊柄基部的居间分生组织的活动，将开花后的子房推入土中。次生分生组织？2、成熟组织：1）定义：分生组织衍生的大部分细胞，逐渐丧失分裂能力，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。(相对于分生组织而言)C）次生分生组织：成熟薄壁组织经历生理和形态上的变化，脱离原来的成熟状态（反分化），重新转变为分生组织；如，侧生分生组织；次生分生组织仅在裸子和双子叶植物有。3）广义的顶端分生组织包括原分生组织初生分生组织形成层木栓形成层次生分生组织成熟组织类型？2）成熟组织类型保护组织（protective tissue）薄壁组织（parenchyma）机械组织（mechanical tissue）输导组织（conducting tissue）分泌组织（secretorytissue）保护组织：覆盖于植物体表面起保护作用的组织；A)作用：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。B)包括：表皮和周皮a)表皮亦称表皮层：初生保护组织通常只一层细胞最基本的成员是表皮细胞，其它特征和功能的细胞分散其中；特征细胞排列十分紧密，无间隙，与空气接触面有角质或蜡质有气孔：表皮上由两个哑铃或肾型保卫细胞间开口共同组成表皮附属物根毛：表皮细胞外壁外延形成(管状突起)表皮毛：毛状附属物表皮的寿命(在植物体存在的时间)：主要取决于所在器官是否要加粗生长！次生生长较少或无次生生长的器官，如：果实、叶、单子叶植物根和茎长寿；裸子和大部分双子叶植物的根和茎不能长期存在，Why?（根据需要）次生保护组织？多层、厚壁、栓质化、长方形，成熟后为死细胞木栓胞内有空气，具高度不透水性和抗压性隔热、绝缘、具弹性木栓形成层，分生组织细胞栓内层通常一层，薄壁活细胞与木栓细胞排成同一整齐径向行列由木栓形成层向外衍生出具发达细胞间隙的组织皮孔突破周皮在表面形成的各种形状小突起；周皮内活细胞与外界通气结构。基本组织？周皮细胞组合特点b)周皮：取代表皮的次生保护组织，存在加粗根和茎的表面。形成：由侧生分生组织木栓形成层平周的分裂，形成径向成行的细胞行列向外分化成木栓向内分化成栓内层木栓形成层周皮？部分薄壁组织(亦称基本组织)：A)进行各种代谢活动的主要组织（光合作用，贮存作用及各类代谢物的合成和转化）分布广。细胞具薄的初生壁，一类分化较低的成熟组织B)特点结构及形状与分生组织接近反分化性：在创伤愈合,再生作用等时期转变为分生组织较大的可塑性：发育过程中，能特化成程度高的组织具发达的细胞间隙(利于细胞的旺盛代谢)C)薄壁组织形态和功能的统一a)同化组织(叶肉细胞)：含大量叶绿素的薄壁组织b)贮存组织(块根茎、果实、种子)：贮大量营养物的薄壁组织。(形态)(细胞排列)基本组织还涉及？c）贮水组织(旱生的肉质植物：仙人掌)：细胞大，液泡中有大量粘液质，是贮存丰富水分的薄壁组织。d）通气组织(水生和湿生植物中发达，水稻、莲的根、茎叶中，在体内连成一相互贯通的通气系统)：具大量细胞间隙的薄壁组织。e）短途运输组织：由传递细胞(胞壁内突，形成不规则突起，增加表面积)组成的薄壁组织。机械组织：A）对植物起主要支持作用的组织，细胞具加厚的细胞壁B）根据细胞结构分为：厚壁组织和厚角组织特点？a）厚壁组织：特点细胞具均匀增厚的次生壁，常木质化；成熟时，原生质体分解，细胞死亡，只剩具胞壁的死细胞。包括纤维：两头尖的细长细胞；输导组织中纤维石细胞：多为等径或略伸长不规则分枝状细胞；梨肉硬颗粒、豆类种皮具多层石细胞b）厚角组织：细胞初生壁角隅处增厚特点具分化和分裂的潜能，属特殊的薄壁组织分布总在器官外围或表皮下，除根外都可分布，如薄荷方茎，芹菜的叶柄等。*厚角组织不产生厚壁组织的草质茎和叶的支持组织继续发育厚壁组织（潜能)幼茎，叶柄，叶脉，花梗输导组织：A)概念：a）植物体中担负物质长途运输的主要组织；根从中土壤中吸收水分和无机盐运到地上部分叶的光合产物由输导组织运到各部位植物体各部分之间进行物质重分配（转移运输）b）功能运输水分和无机盐木质部承担运输光合作用产物韧皮部承担B）木质部（Xylem）a）由几种不同类型的细胞构成的一种复合组织通过输导组织完成肩负物质再分配(转移运输）包括？管胞（tracheid）包括导管（vessel）纤维：木纤维，末端尖锐的伸长细胞，成熟时为死细胞薄壁组织：木薄壁组织，贮存，发育后期通常也木质化b）管胞和导管细胞的共同特征：都是厚壁的伸长细胞，成熟时都为死细胞次生壁具各种形式的木质化增厚壁上形成各种式样的环纹、缧纹、梯纹和孔纹意义？最重要的成员(水分运输)不同点？c）管胞和导管的细胞不同点：管胞的结构特点两端尖的单个细胞，器官中纵向连接时，上下两细胞端点紧密重叠；水分通过管胞壁的纹孔从一个细胞至另一个；大多具较厚壁，且有重叠排列方式，兼支持；管胞的演化继续增厚，孔纹变窄木纤维胞端壁溶解，特化导管导管的结构特点（与管胞的区别）主要有：长管状细胞端壁(发育过程中)溶解，形成一或数个大孔，细胞构成上下贯通的管道；许多导管纵向连接成细胞行列，通过穿孔板直接沟通；导管长短不一，从几厘米1米数米（如藤本植物）；导管直径比管胞粗大；细胞壁不均匀加厚成各种纹饰；输水效率高；植物中分布？分布管胞大多数蕨类和裸子植物运输水的组织只有管胞；所有维管植物都具管胞，是输水组织分子之一；导管：被子植物特有的输水组织；C）韧皮部（phloem）：也是一种复合组织a）包含筛管(sieve tube member)筛胞(sieve cell)伴胞（companion）纤维和薄壁组织b）筛管的结构特征：管状，初生壁，胼胝鞘，筛域，活细胞管状、初生壁、*活的原生质体，纵向连接成长的细胞行列；筛孔(上下端壁许多大孔)，联络索穿过，沟通上下筛管原生质体；胼胝鞘(一种多糖组成)包围各联络索(粗的原生质)；筛域(特化的初生纹孔场)完成相邻细胞侧壁交流；与有机物运输直接有关筛管运输速度10100cm/h；寿命常只一个生长季，有些植物如葡萄可保持2多年；休眠筛管：以胼胝体封闭筛管，减少营养损失。*活的原生质体，如线粒体，部分内质网、质体、P-蛋白体P-蛋白体是大部分被子植物筛管特有结构，不同植物不同形状；其功能(可能) 韧皮部受干扰时：聚集筛孔处成粘液活塞筛管运输有机物时：作为一种收缩蛋白起作用c）伴胞：常存在于筛管的侧面，一个或一列；与筛管起源于同一个原始细胞（薄壁细胞）；活细胞，与筛管相邻壁有稠密的筛域使二者密切；伴胞的代谢密切影响筛管运输功能；有些植物伴胞发育为传递细胞。筛胞的特点？形态学上合称维管组织输导组织d）筛胞：裸子植物和蕨类植物体运输有机物的分子；细胞壁上有筛域，原生质体中没有P-蛋白质体。e）韧皮部的纤维：起支持作用胞壁木质化程度低于木质部，质地坚韧，具较强抗曲能力；韧皮纤维发达而长的植物：可作衣料和帐蓬原料(亚麻)。f）韧皮部的薄壁细胞：主要起贮存和横向运输作用E）输导组织小结：木质部两类复都具运导管分子,管胞韧皮部合组织输功能筛管分子,筛胞分泌组织(或分泌结构)A)分泌组织(或结构)和分泌现象：植物体中有分泌现象的组织或细胞；某些植物细胞能合成一些特殊的有机物或无机物，可以排出体外、细胞外或积累于细胞内的现象，称分泌现象。B）植物分泌物的种类繁多，糖类(密汁)、蛋白质、生长素、挥发油、树脂、有机酸、生物碱。C）分泌物的细胞来源不同，形态多样，分布方式不同；有的单细胞分散存在，有的集中分布或特化成一定的结构。D）分泌组织依是否排出体外，分为外部分泌内部分泌两大类a）外部分泌结构腺表皮：糖，氨基酸，酚等柱头液腺毛：蜜露、粘液和消化酶等蜜腺：糖类（蜜汁）排水器：叶缘的吐水现象（番茄叶上排水器)b）内部分泌结构分泌细胞：鞣质细胞、油细胞、粘液细胞分泌腔分泌道乳汁管：橡胶树中乳汁管中橡胶贮存分泌物的结构内分泌组织（橡胶树茎的乳汁管）内分泌组织（漆树次生韧皮部中裂型分泌道）橘果皮内的溶生型分泌腔番茄叶上的排水器各种腺毛水孔通水组织导管末端植物组织协作？(三）组织系统（tissue system）1、定义：一个植物整体上或一个器官上一种组织或几种组织在结构和功能上组成一个单位，称为组织系统。2、维管植物组织系统1)皮组织系统(dermal tissue system ）或皮系统周皮和表皮，覆盖于植物各器官表面，成为整个植物体的连续保护层。2)维管组织系统（vascular tissue system）或维管系统韧皮部和木质部，连续贯穿于整个植物体内，把生长区、发育区与有机养料制造区和贮存区连接起来。3) 基本系统（fundamental or ground tissue system）基本组织系统各类薄壁组织、厚角组织厚壁组织是植物体各部分的基本组成。3、植物整体的结构表现为：1)分布特点：维管系统包埋在基本系统之中，外面覆盖着皮系统。2)结构变化特点：各个器官结构上的变化，除表皮或周皮始终包被在最外层外，主要表现在维管组织和基本组织的相对分布上的差异。植物体的3种组织系统维管束？4、维管组织系统中的维管束：1）维管束定义：维管组织在器官中，以分离的束状结构存在时，称为维管束。维管束由形成层分化成初生木质部初生韧皮部排列特点裸子和双子叶植物茎：沿茎周成环状排列（维管系统）单子叶植物茎：散生状态或少数成环排列2）维管束的类型裸子和双子叶植物有形成层无限维管束；单子叶植物维管束无形式层有限维管束；共同组成束状结构植物中木与韧排列方式？3）韧皮部与木质部的排列方式外韧维管束：绝大多数属此类（A）双韧维管束：葫芦科（南瓜）茄科等茎（B）周木维管束：某些单子叶、双子叶茎中（C）周韧维管束：蕨类植物（较原始类型）（D）辐射维管束：存在于初生根中一种类型（E）(A)(B)(D)(C)(E)韧木四、组织分化和植物的营养器官细胞分化组织器官典型的种子植物的营养体由根、茎、叶组成。（一）根(root)：由种子萌发胚根突破种皮向下生长出的根1、根外部形态主根(main root)：种子萌发生出侧根(lateral root)：从主根生出或侧根生出不定根(adventitious root)：茎,叶,老根或胚轴上生出根系小麦的须根2、根系：1)定义：植物地下部分根的总和称为根系2)基本类型直根系有明显的主、侧根区别的根系如：松、棉、油等须根系由不定根和分枝组成，粗细相似根系，单子叶如禾木科和某些双子叶植物，车前草根的初生生长？3、根的初生生长和初生结构1）根尖定义：从根的顶端到着生根毛的部位，称根尖。特点A)无论主、侧，不定根都具根尖；B)是生命活动最旺盛及最重要的部分；C)根的伸长和形成，对水分和养料吸收，主要在根尖进行。2）根尖的组成：根冠(root cap)：根的先端，园锥形薄壁细胞，保护分生区分生区(meristematiczone):分生组织细胞组成,细胞周期短伸长区(elongation)：分生后的新细胞在此伸展分化成熟区(maturation zone)：细胞停止伸长，分化成熟，表皮产生根毛，也称根毛区，内部已分化出各种成熟组织根尖的组成(自下而上)根的初生生长？3）根的初生生长：由根尖顶端分生组织经过分裂、生长、分化而形成成熟根的过程为根的初生生长（主要是植物的伸长生长）根尖侧根发生皮层内皮层成熟的导管分子内皮层细胞分化开始分化的导管（木质部）分子开始分化的筛管（韧皮部）根尖的初生结构？4）根尖的初生结构（primary structure）根尖成熟区经初生生长形成的各种成熟组织称为初生组织，它们共同组成根的初生结构。根尖的初生结构由表皮、皮层和维管柱三部组成A)根的表皮a) 一层表皮细胞组成，包在根的成熟区最外面；b)扁长方形细胞整齐、紧密排列；长壁与根纵轴平行；c)细胞壁薄、角质层薄，不具气孔；d)具根毛(增大吸收面积)，表皮细胞壁外突延伸而成。皮层？植物根中的凯氏带B）根的皮层（外、皮、内）a）位于表皮内侧，分生组织发育而来，多层薄壁细胞组成。b）结构特点外皮层：最外层细胞排列紧密(被子植物根中）皮层：多层薄壁细胞，排列疏松，有胞间隙内皮层：皮层最内层细胞排列紧密c）凯氏带内皮层细胞径向壁和横壁形成栓质化带(不透水)作用：控制根的物质转移维管柱？表皮中柱鞘木质部纤维皮层内皮层韧皮部维管柱（中柱）内皮层细胞质凯氏带C）维管柱a）位于皮层以内的结构(亦称中柱）b)结构中柱鞘：维管柱外面1至几层薄壁细胞可形成侧根,不定根,不定芽,周皮木质部和韧皮部相间排列薄壁细胞：一层夹在木韧之间，次生生长时转为形成层c）维管柱中心：多数植物充满木质部有些单子叶植物为薄壁细胞组成(髓)根如何加粗？4、根的次生生长及次生结构：1）根结