植物学备课笔记 new!.doc

绪论 第一节 植物与植物生物学一、植物与其他生物最主要区别：1 具有细胞壁；2 含有叶绿体，能进行光合作用，属于自养生物；3 固着生活；4 植物体内通常保留有永久的分生组织，在植物个体发育过程中，可以一直不断地分裂、生长、分化。二、植物与植物生物学1 植物学（botany）：2 植物生物学（plant biology）：植物形态、发育、分类、生理、演化、生态、资源利用等。*植物学向植物生物学转变的原因：生态学(ecology)和分子生物学(molecular biology)快速发展三、参考书目：1 陆时万等，1992 植物学（上册）高等教育出版社2 吴国芳等，1992植物学（下册）高等教育出版社3 杨继等，1999植物生物学高等教育及施普林格出版社4 谷安根等，1993维管植物演化形态学吉林科技出版社5 A. J. Lack & D. E. Evans, 2002. Instant Notes in Plant Biology. Science Press.四、主要期刊1 Nature, Science2 中国科学、科学通报3 植物学报4 植物分类学报、植物生态学报、水生生物学报5 云南植物研究、武汉植物学研究、广西植物、西北植物学报第二节 植物在生物界中的地位一、生物界的划分：1 两界系统：植物界、动物界（林奈 Carolus Linnaeus）2 三界系统：原生生物界（海克尔 E.Haeckel）3 四界系统：真菌界（魏泰克 R.H.Whittaker）4 五界系统：原核生物（魏泰克）5 三原界系统（三域理论）：古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界（Whittaker, Margulis 马克利斯）二、植物的类型1 按生活型分：草本植物、木本植物；乔木、灌木2 按类群分：藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类、种子植物三、植物科学发展简史1 描述植物学时期：17世纪以前希腊Theophrastus植物的历史、植物的本原荷兰Leeuwenhoek自制的显微镜2 实验植物学时期：18世纪20世纪瑞典的林奈1735年自然系统、1753植物种志（双名法）德国施莱登、施旺的细胞学说英国的达尔文1859年物种起源奥地利的孟德尔1866年植物杂交的发现试验（遗传定律）美国的摩尔根1926年基因论19世纪三大发现：进化论、细胞学说、能量守衡定律3 现代植物学时期：20世纪初今从分子水平去研究生命现象克隆植物水稻基因组4 中国植物科学发展简史：西汉的神农本草经北魏的贾思勰齐民要术明代的李时珍本草纲目1858年李善兰、韦廉臣植物学中国植物志80卷125册中国高等图鉴7卷中国植物红皮书：稀有濒危植物第一章 植物细胞与组织*细胞是植物生命活动的基本单位。第一节 细胞的化学组成（了解）一、植物细胞含有多种元素：C、H、N、O、P、S、Ca、K、Cl、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等，其中C、H、N、O占90%以上。存在形式：化合物、离子二、组成细胞的化合物：1 无机化合物：水：无机盐：常以离子形式存在如Na+2 有机化合物：糖类：单糖、寡糖（麦芽糖、蔗糖）、多糖（淀粉、纤维素、果胶、半纤维素）脂类：蛋白质：核酸：DNA（主要在细胞核中）、RNA（主要在细胞质中）维生素第二节 植物细胞的基本结构一、植物细胞的形状和大小：1 形状2 大小二、植物细胞的基本结构：1 细胞壁（cell wall）：2 原生质体（protoplast）：细胞膜（质膜）、细胞质、细胞核几个名词：1 原生质（protoplasm）：组成原生质体有生命的物质。2 后含物（ergastic substance）：植物细胞中的一些贮藏物质或代谢产物。3 显微结构（microscopic structure）：在光学显微镜下观察到的细胞结构。4 亚显微结构（submicroscopic structure）：在电子显微镜下观察到的细胞内的精细结构。三、原生质体：1 质膜（细胞膜）：主要由脂类和蛋白质分子组成，质膜外表还常含有糖类。质膜具有选择透性，能够控制细胞与外界环境的物种交换。1972年Singer提出细胞膜结构的流动镶嵌模型。*生物膜结构的流动镶嵌模型：认为：生物膜上有许多的球状蛋白，它们以各种方式镶嵌于磷脂双分子层中，有的分别结合在膜的内外表面，有的较深地嵌入到磷脂质层中，还有的横向贯穿于整个双分子层中。构成膜的磷脂和蛋白质都具有一定的流动性，可以在同一平面上自由移动，使膜的结构处于不断变动的状态。膜的选择透性主要与膜上蛋白质有关，膜蛋白大多是特异性的酶类，他们对物质的透过起到主要的控制作用。2 细胞质（cytoplasm）：细胞器、细胞质基质（胞基质）（1）细胞器（organella）：1) 质体（plastid）：植物细胞所特有的细胞器A 叶绿体（chloroplast）：光合作用叶绿体膜（2层）、基粒（ 内囊体）、基质思考：在P24图A中标出“基粒”。叶绿素存在部位：植物绿色部分，特别是叶叶绿体基质中有环状的双链DNA，称叶绿体基因组，相对独立于染色体基因组（核基因组）B 有色体（chromoplast）：只含有类胡萝卜素和叶黄素等色素的质体。有色体存在部位：花瓣、果肉C 白色体（leucoplast）：存在于贮藏营养物质的细胞里。分为：淀粉体、蛋白体、造油体。*叶绿体、有色体、白色体之间的关系：* 质体是从原质体发育来的。 原质体 日光 黑暗有色体 叶绿体 白色体以辣椒为例：子房 果实 成熟的果实白色体 叶绿体 有色体2）线粒体（mitochondria）：内外两层膜间有腔，内膜向内折入嵴内膜上分布有许多带柄的球状小体，称基粒。 内膜与嵴包围的腔称基质。作用：细胞呼吸及能量代谢的中心；基粒 ATP合成场所。线粒体基因组，相对独立于染色体基因组3）内质网（reticulum）：光面内质网：膜上无核糖体（合成蛋白质场所）颗粒。糙面内质网：膜上有核糖体颗粒。4）高尔基体（Golgi apparatus）：由一系列扁平的囊及小泡组成。5）溶酶体（lysosome）：一些单层膜包裹的小泡。6）微体（microbody）：单层膜的球状细胞器。7）液泡（vacuole）：细胞中贮存水溶液的腔穴。成熟的植物细胞有大的中央液泡。液泡膜有选择性。思考：标出P69图149中的液泡。8）细胞骨架（cytoskeleton）：由蛋白质纤维组成的支架。包括3种蛋白质纤维：微管：宽约24nm的中空长管纤维。微丝：实心的纤维，宽约47nm。中间纤维：直径介于微管和微丝之间（8-11nm）的中空管状纤维。(2) 细胞基质：细胞质中除细胞器外的无定形部分。9）核糖体（ribosome）：分布在糙面内质网上或分散在细胞质中；化学成分为RNA、蛋白质是细胞中蛋白质合成的中心。思考：植物细胞不同于动物细胞的明显特征是什么？植物细胞具有细胞壁、质体、液泡。3 细胞核（nuclear）：核被膜：核膜(两层膜,上有核孔)、核纤层染色质：电镜下为交织成网状的细丝核仁：细胞核中圆形的颗粒状结构，没有膜包围。核仁富含蛋白质和RNA。核基质（nuclear matrix）：四、细胞壁（cell wall）1 细胞壁的化学成分：主要是多糖，包括纤维素、果胶质、半纤维素。2 细胞壁的层次：A胞间层、B初生壁、C次生壁A 胞间层（intercellular layer, middle layer）：1）定义：两个相邻细胞共同具有的一薄层，是细胞分裂形成细胞板时产生的。2）成分：果胶质3）特点：胶粘和柔软的特性4）作用：a.使相邻细胞粘连在一起；b.可以缓冲细胞之间的挤压；c.不妨碍细胞之间的生长。B 初生壁（primary wall）：1）定义：细胞生长过程中和细胞停止生长前所形成的细胞壁。2）成分：纤维素、半纤维素、果胶质、糖蛋白3）特点：初生壁较薄，13nm4）功能：使细胞维持一定的形状，能随细胞的生长而延展。*初生纹孔场（primary pit field）：细胞的初生壁上有一些较薄的区域，称。* 胞间连丝（plasmodesma）：穿过细胞壁沟通相邻细胞的细胞质丝称。* 胞间连丝使植物体中的细胞连成一个整体，植物体通过胞间连丝接合在一起的原生质体称共质体(symplast)，共质体以外的部分，称质外体（apoplast），包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔。C 次生壁（secondary wall）：1）定义：细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的细胞壁。2）成分：纤维素、半纤维素、木质素3）特点：较厚、较坚硬4）功能：增强细胞壁的机械强度* 纹孔（pit）：次生壁上凹陷处所呈现的孔道结构。纹孔对：相邻细胞之间的纹孔多成对存在，称。纹孔腔：纹孔围成的腔。单纹孔：纹孔口与纹孔底大小近乎相等，纹孔腔呈圆柱形的。具缘纹孔：纹孔口小，纹孔底大，纹孔腔呈圆锥形的。*由于纹孔的存在，有利于相邻细胞进行水和物质的交换。3 细胞壁的形成与发育细胞有丝分裂时在两个子细胞间形成细胞板，此后发育形成细胞壁。纤维素前体物质由原生质体合成运到细胞表面，再经过分布于质膜上的纤维素合成酶的催化，聚合形成纤维素微纤丝。细胞壁的构建受到细胞骨架中微管的引导。微纤丝在细胞壁中沉积的方向由分布在质膜内的微管决定。补充：细胞壁性质的变化（了解）1 木质化：原生质体分泌的木质素渗入到细胞壁中所引起的变化（变硬），增强细胞壁的机械强度和支持力，木质化后仍能透水、透气。2 角质化：原生质体分泌的角质（脂类物质）渗入到细胞壁中所引起的变化，可起保护作用，防止体内水分过分蒸腾，抵抗外界环境的影响，不易透水但透光。3 栓质化：原生质体分泌的栓质（脂类物质）渗入到细胞壁中所引起的变化，栓质化的细胞会死亡，不透水、不透气，抗压隔热绝缘，对内部结构起保护作用，如老茎、老根的外周。4 矿质化：原生质体分泌的矿物质（Ca、Si等）渗入到细胞壁中所引起的变化，增强细胞壁的硬度和支持能力。五、后含物（ ergastic substance ）：1 淀粉（starch）：植物光合作用产物以蔗糖等形式运到贮藏组织后在造粉体中合成淀粉，淀粉在细胞中以颗粒状态存在，称为淀粉粒（starch grain）。淀粉粒形成时，由一个中点开始，由内向外层层沉积，这一中点称脐点（hilum）。在显微镜下观察淀粉粒，可看到围绕脐点有许多亮暗相间的轮纹，这是由于淀粉沉积时，直链淀粉（葡萄糖分子呈直线排列）和支链淀粉（葡萄糖分子呈支链排列）常交替沉积的缘故。*淀粉粒的类型：淀粉粒在形态上有3种类型：单粒淀粉粒：只有1个脐点，无数轮纹围绕这个脐点。复粒淀粉粒：具有两个以上的脐点，各脐点分别有各自的轮纹环绕。半复粒淀粉粒：具有两个以上的脐点，各脐点除有本身的轮纹环绕外，外面还包围着共同的轮纹。2 蛋白质（protein）：植物的贮藏蛋白质是结晶或无定形的固体，不表现出明显的生理活性。结晶的蛋白质因具有晶体和胶体的二重性，所以称拟晶体，如马铃薯块茎近外围的薄壁细胞中就有这种方形的结晶。无定形的蛋白质常被一层膜包裹成圆球状的颗粒，称糊粉粒或蛋白体，如豆类种子的子叶中有大量的糊粉粒。3 脂肪和油：在常温下固体的称脂肪，液体的称油类。4 晶体：在植物细胞中，无机盐常形成各种晶体。最常见的是草酸钙晶体。根据晶体的形状可分为：单晶、针晶、簇晶。第三节 细胞的新陈代谢（自学）* 新陈代谢：同化作用、异化作用* 质壁分离、渗透作用* 植物细胞吸收矿质元素的3种方式：被动吸收：主动吸收：胞饮作用：第四节 植物细胞的增殖 How?思考：1个细胞 植物体细胞分裂的方式：1 有丝分裂（mitosis）：2 无丝分裂（amitosis）：3 减数分裂（meiosis）：一、细胞周期（cell cycle）：1 定义：在真核细胞中有丝分裂是最主要的细胞分裂方式。连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次分裂结束所经历的全部过程，称细胞周期。2 cell cycle分为： A 间期、B分裂期A 间期(interphase)：从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂开始的一段时间。复制前期（G1）、复制期（S）、复制后期（G2）1）G1期：各种与DNA复制有关的酶在G1期明显增加，线粒体、核糖体增多，内质网也在更新扩大，来自内质网的高尔基体、溶酶体等也都增加数目。2）S期：是DNA开始复制到结束的时期半保留方式进行，AT；CG3）G2期：指从S期结束到有丝分裂开始前的时期* 细胞周期的时间：不同物种、不同细胞有所不同有些细胞在形成以后，不再进行DNA的复制，即细胞周期停止于G1期，因其脱离了细胞周期，可以认为这是G0期细胞，如花粉粒中的营养细胞。有些细胞能够连续分裂，从不进入G0期，属周期细胞，如植物根尖、茎尖的原分生组织细胞。植物体内有些细胞不可逆地脱离了细胞周期，失去分裂能力，为终端分化细胞，如韧皮部中的筛管分子。 一部分进入G1期 G1 S G2 M 分裂后的cell 其余细胞不再进入cell cycle, 分化 A 继续分裂 周期细胞 B 永久失去分裂能力 终端分化细胞 C 细胞形成之后不再进行DNA复制，即细胞周期停止于G1期；但在给予适当刺激后，又可以重新进入细胞周期开始分裂，这类细胞叫G0期细胞二、有丝分裂（mitosis）：1 定义：在有丝分裂中，细胞核中出现染色体（chromosome）与纺锤丝（spindle），故名。2 过程：A 前期（prophase）：细胞核中出现染色体，染色体缩短变粗，核仁解体消失，出现纺锤体。 B 中期（metaphase）：染色体继续浓缩变短，所有染色体都排列到纺锤体的中央，它们的着丝粒都位于细胞中央的同一个平面，即赤道面。 C 后期（anaphase）：每个染色体的两个染色单体分开，向两极移动。 D 末期（telophase）：染色体伸展延长，形成染色质，核膜、核仁出现。* 细胞质分裂(胞质分裂)：* 细胞质分裂：在细胞分裂的后期或末期，细胞质开始分裂。在植物中细胞质的分裂是在细胞内部形成新的细胞壁，将两个子细胞分隔开来。*在细胞分裂的晚后期和末期，残存的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密集，微管以平行方式排列成圆柱状结构，称为成膜体（phragmoplast）。* 在成膜体围起来的中间部分，集中了带有细胞壁前体物质的高尔基体或内质网囊泡，它们在赤道面上彼此融合而形成包围的平板，即细胞板（cell plate）。*补充：微管周期（microtubule cycle）在有丝分裂的过程中，微管的形成与分布具有周期性的变化规律：在间期细胞中，微管在质膜下环绕细胞的长轴成环状排列，并较均匀分散，称为周质微管。到早前期，微管集中到细胞中部赤道面的位置，在原生质体的外周，环绕细胞核紧密平行地排列成一个环，称早前期微管环带，同时其它部位的微管基本消失。以后随着细胞分裂的进行，早前期微管环带逐渐解聚、消失，并出现纺锤体微管和后期的成膜体微管。微管在细胞周期中的这种变化规律称微管周期。*早前期微管环带的位置与以后的细胞分裂方向有密切的关系，植物细胞的新细胞壁就出现在早前期微管环带的位置上。* 有丝分裂时，细胞中出现了由大量微管组成的、形态为纺锤状的结构，称纺锤体（spindle）。这些微管呈细丝状，称纺锤丝（spindle fiber）。* 有丝分裂时纺锤体微管分为：极微管、动粒微管、中间微管。P62* 各种生物染色体的数目是恒定的。3 有丝分裂的特点：1）最普遍的分裂方式，发生在植物体一生过程中；2）分裂过程复杂，有染色体、纺锤丝的变化；3）产生的子细胞具有母细胞相同的遗传物质。4 有丝分裂的意义：1）导致植物体的生长；2）由于子细胞具有母细胞相同的遗传物质，保证了遗传的稳定性。三、无丝分裂（amitosis）（了解）1 定义：又称直接分裂，分裂过程中细胞内不出现染色体、纺锤丝的变化。2 特点：1）分裂过程简单，细胞内无染色体、纺锤丝的变化； 2）母细胞中的遗传物质可能不是平均分配到子细胞中去。3 意义： 1）增加细胞数目，导致细胞生长； 2）可能影响遗传的稳定性。4 无丝分裂常见方式：横缢式* 原核细胞分裂的方式是无丝分裂。四、减数分裂（meiosis）：1 定义：与植物有性生殖密切相关的一种特殊的分裂方式。整个过程由两次连续分裂来完成，结果产生4个子细胞，其中的染色体数减少为母细胞中的一半。2 过程：第一次分裂：A 前期I：细线期（2条染色单体）、偶线期（联会）、粗线期（染色单体交叉）、双线期（染色体缩短变粗）、终变期（核仁、核膜消失） B 中期I：形成纺锤体，同源染色体配对 C 后期I：同源染色体分开 D 末期I：染色体染色质，核仁、核膜出现第二次分裂：减数分裂二分体中每一染色单体分裂成两条子染色体，形成单倍体的子细胞。3 特点：1）只发生在植物的生殖过程中；2）由2次分裂来完成，结果形成4个子细胞；3）子细胞中的染色体为母细胞中的一半；4）分裂过程中染色体有配对、交换、分离。4 意义：1）减数分裂与配子融合循环进行，能保证每种植物染色体数的相对稳定，从而保证遗传物质的稳定性。2）由于染色单体在分裂过程中，能够发生交叉互换，会造成遗传物质的重组，丰富了遗传的变异性。5 减数分裂发生的时间和产物：高等植物产生孢子时meiosis蕨类、苔藓 孢子囊meiosis产生孢子低等植物如藻类：产生配子时meiosis 、产生孢子时meiosis 、合子萌发时meiosis。P331332思考：有丝分裂A与减数分裂B的不同1 A发生在多细胞植物的一生中，A会导致植物体的生长；B发生在多细胞植物的生殖中，B与植物生殖有关；2 A的全过程，染色体复制1次，细胞分裂1次，形成2个子细胞，每个细胞具有与母细胞相同的遗传物质；B的全过程，由2次连续分裂组成，染色体复制1次，细胞分裂2次，形成4个子细胞，每个细胞内染色体数减为母细胞的一半；3 B过程中，可能有染色单体交叉，片断发生互换，造成遗传物质重组，丰富遗传的变异性；A不发生上述情况，保证了遗传的稳定性。五、植物细胞的生长发育与分化：1 分化（differentiation）： 特定的形态及生理功能* 细胞在形态结构和生理功能上的特化，称为细胞的分化。2 植物细胞的全能性： 组织培养第五节 植物组织一、组织与器官的概念：1 组织（tissue）：1) 定义：在个体发育中具有相同来源的细胞分裂、生长、分化形成的细胞群称2) 类型：简单组织（simple tissue）：组织中仅有一种细胞类型；复合组织（compound tissue）：组织中有多种细胞类型。2 器官（organ）：1) 定义：由不同的组织按照一定的规律构成的称。2) 类型：营养器官：根、茎、叶繁殖器官：花、果实、种子二、植物组织的类型：A 按发育特点分：分生组织（meristem）：成熟组织（mature tissue）：B 按功能分：营养组织、保护组织、输导组织、机械组织、分泌组织（一）分生组织1 定义：具有持续的或周期性的分裂能力的细胞群，称。* 植物体内其它的一些组织，都是由分生组织产生的，并经生长而形成的。2 根据其在植物体内分布的位置分：1）顶端分生组织（apical meristem）：A 分布：根尖、茎尖B 特点： apical meristem的细胞体积小，细胞核相对较大，细胞质浓厚，液泡不明显；多为横分裂。C 作用：顶端分生组织分裂出的细胞经过生长分化能不断地伸长。D 类型：根据细胞分化的程度分为：原分生组织（promeristem）：从胚胎中保留下来的，具有持久的分裂能力的细胞群，通常位于根、茎顶端的最顶端。初生分生组织（primary meristem）：在形态上已出现了初步分化的细胞也有分裂能力，是从原分生组织向成熟组织过渡的组织。2）侧生分生组织：A 分布：位于植物体外方周围B 特点：侧生分生组织的细胞长纺锤形，液泡发达；细胞分裂方向与器官的长轴方向垂直。C 作用：其活动使根、茎长粗。D 类型：维管形成层（vascular cambium）、木栓形成层（cork cambium）* 次生分生组织（）：已分化的细胞又恢复分裂能力，转变为分生组织。* 单子叶植物中一般没有侧生分生组织。思考：小毛竹渐渐长大，就成了大（粗）毛竹吗？否。竹鞭（地下茎）。竹笋（芽）开始多粗，将来就多粗。3）居间分生组织（intercalary meristem）A 分布：位于成熟组织之间B 特点：未完全分化的分生组织，属于初生分生组织C 作用：使植物快速生长、增高如玉米、小麦等 节间的下方 韭菜、葱的叶子基部 “雨后春笋” Why ?(二) 成熟组织(mature tissue)1 定义：分生组织分裂出来的细胞经过生长分化后，通常不具有分裂能力，发展具有一定形态、结构和一定生理功能的细胞群。2 分类：根据其形态结果和生理功能分为：1）保护组织（protection tissue）：A 表皮（epidermis）：B 周皮（periderm）：A 表皮：位置：位于叶表面、幼嫩的根、茎及花果的表面。特点：表皮细胞大多扁平，形状不规则，细胞质少，液泡大，不含叶绿体，表皮外壁覆盖有角质层。作用：可使内部结构避免强烈光线的灼伤，增强保护作用，减少水分蒸腾* 气孔：是由两个保卫细胞共同组成的。P69 图149B 周皮：木栓层、木栓形成层、栓内层 由于植物不断加粗，表皮不能增粗被撑破了，表皮内侧的一些成熟组织的细胞恢复分裂能力，形成木栓形成层。木栓形成层产生的细胞，高度栓质化，形成木栓层（向外），有保护作用，木栓形成层向内分裂一层或几层细胞，形成栓内层。 在周皮上形成的小孔，叫皮孔。皮孔的存在，能使内部组织与外界进行气体交换。2）基本组织（ground tissue），也称薄壁组织（parenchyma）。A 定义：由一些薄壁细胞构成的成熟组织。B 特点：细胞壁较薄，只有初生壁，无次生壁，细胞排列疏松，存在着细胞间隙，细胞具有潜在的分裂能力和比较大的可塑性。C 根据行使的生理功能分： 同化组织：含有叶绿体能进行光合作用的薄壁组织。 贮藏组织：能够贮藏营养物质的薄壁组织。 贮水组织：能够贮藏大量水分的薄壁组织。 通气组织：具有较大的细胞间隙，形成气室或气腔，在体内形成一个发达的通气系统。 * 传递细胞：能够迅速地短途运输物质的薄壁细胞，细胞质浓厚，胞间连丝发达。在电镜下观察：细胞壁向细胞腔内长出一些突起，质膜也随着向内折叠、凹陷，极大地增加了质膜的表面积，能较快地吸收和释放一些物质。主要存在于小叶脉附近。3）机械组织A 定义：植物体内的支持组织。B 特点：细胞壁局部或全部地加厚，细胞排列紧密，抗压、抗张、抗弯曲，能使植物体比较坚硬。C 类型：厚角组织（collenchyma）；厚壁组织（sclerenchyma）厚角组织（collenchyma）： 分布位置：幼嫩植物的茎、叶柄、花柄、果柄的内侧。 细胞壁加厚是局部的，常在细胞的角隅； 这种加厚是初生壁性质的，加厚的地方不发生木质化； 是生活细胞，有的还含有叶绿体； 具有分裂的潜能，有一定的硬度，也有一定的弹性，不影响植物的生长。 厚壁组织（sclerenchyma）： 细胞壁全面地加厚，次生、木质化； 这类细胞在成熟以后，原生质体解体，为死细胞。根据形态不同分为： 纤维（fiber）： 细胞细长，分为韧皮纤维和木纤维。如麻类的韧皮纤维；杨树、桦木的木纤维 石细胞（stone cell）： 细胞等径，是死细胞，如梨肉中的白色颗粒 4）输导组织A 定义：植物体内长距离输导水分（导管、管胞）和有机物（筛管、伴胞）的组织。B 根据运输物质的不同可分：木质部：运输水分、无机盐 向上/下？韧皮部：运输同化产物 向上/下？木质部：导管（vessel）：由多个厚壁且木质化的管状死细胞纵向连成的细胞行列。 管胞（tracheid）：长管状运输水分、无机盐的死细胞。 * 类型：环纹和螺纹；梯纹、网纹和孔纹 木纤维： 木薄壁细胞：韧皮部：筛管（sieve tube）（筛胞）：由多个壁较厚，但不木质化的管状活细胞纵向连成的细胞行列。其中的每一个细胞称筛管分子（sieve tube element），筛管分子成熟时成为一种特殊的无核生活细胞。*筛管分子与筛胞的主要区别在于是否发育出筛板。一般认为筛胞较筛管分子原始，大多数蕨类植物和裸子植物的韧皮部具有筛胞，而被子植物具有筛管分子。伴胞（companion cell）：伴生在筛管旁边的长形生活细胞，有细胞核和浓厚的细胞质。韧皮纤维：韧皮薄壁细胞：名词：1 筛板（sieve plate）：筛管在发育过程中，细胞核解体，但细胞质仍存在，其末端的细胞壁称。筛板上有较大的孔，称筛孔（sieve pore）。穿过筛孔的原生质丝比胞间连丝粗大，称联络索（connecting strand）。P74 图156思考：联络索的作用？2 筛域（sieve area）：筛管分子侧壁上具有多个小孔的区域，形似筛子，故称。* 在被子植物的筛管中，还有一种特殊的蛋白，称P蛋白，可能与有机物的运输有关。5）分泌结构A 定义：植物体中能够产生特殊分泌物的细胞。B 举例：天竺葵叶的表面腺毛 松树叶、茎 树脂道玉兰花瓣 油细胞橘子果皮上可见到的透明的小点 分泌腔（三）复合组织植物体内由多种组织按一定的方式与规律结合，就构成复合组织（complex tissue）。如维管组织组织系统（tissue system）：在植物体或植物器官中，一种或几种组织在结构和功能上组成一个单位，称。通常可看到3种组织系统：皮组织系统 （包括表皮和周皮）维管组织系统（木质部和韧皮部）基本组织系统（薄壁组织和机械组织）第二章 植物体的形态结构与发育第一节 种子的萌发与营养器官的发生补充：1 胚（embryo）：是幼小的植物体（孢子体）。它是种子中最主要的部分，由胚芽、胚轴、子叶和胚根组成。种子萌发后胚发育成幼苗。2 胚珠（ovule）：种子植物特化的大孢子囊及其外面的包被（珠被），受精后发育成种子。胚珠种子 子房 果实3 Angiosperm Gymnosperm 受精卵(2n) 受精卵(2n) 孢子体世代胚珠种子 受精极核(3n) 雌配子体(n)配子体世代 珠被(2n) 珠被(2n)老孢子体4 P236图E 珠被： 珠孔： 种孔成熟的胚珠 珠心：内有胚囊 合点：珠心、珠被、珠柄相愈合处 珠柄：一、种子的构造和类型（一）种子的形态与结构：种子（seed）：是胚珠受精以后形成的，是种子植物特有的一种繁殖器官。种子的大小、形状、颜色差别明显。种子的基本结构：胚、胚乳、种皮三个部分。有些种子具有外胚乳（如甜菜）和假种皮（如荔枝）。1 胚（embryo）：是构成种子的最重要部分，是新一代植物体的幼体。胚根(radicle)：由根端生长点和根冠组成胚芽(plumule)：由茎端生长点和幼叶组成胚轴（embryonal axis）：连接胚根和胚芽的短轴子叶（cotyledon）：2片或1片（裸子植物常2片或2片以上）*将子叶到第一片真叶之间的轴，称上胚轴；子叶到根之间的轴称下胚轴。2 胚乳（endosperm）：位于种皮和胚之间，是种子中营养物质贮藏的场所，供种子萌发时利用。主要为糖类、脂类和蛋白质。*少数植物种子在形成过程中，胚珠中的一部分珠心组织保留下来，在种子中形成类似胚乳的营养组织，称外胚乳（perisperm）。外胚乳与胚乳来源不同，但功能相同。* 裸子植物的胚乳由？发育来的，为单/双倍体？ 答： 裸子植物的胚乳由雌配子体转化而来，为单倍体。被子植物的胚乳由受精极核发育而来，为三倍体或多倍体。3 种皮（seed coat, testa）：包于种子外面的保护层。有的种皮肉质可食，如石榴；棉种皮有很长的表皮毛。*种脐（hilum）：种子成熟后与果实脱离时留下的痕迹。*种孔（micropyle）： 珠孔*种脊（raphe）：种脐另一端略微突起的部分。*种阜（caruncle）：双子叶植物中有胚乳的种子如蓖麻，种子一端有一隆起的海绵状结构，称， 内珠被（二）种子的类型1 有胚乳种子（albuminous seed）：大多数单子叶植物、部分双子叶植物、裸子植物的种子。以玉米种子为例： 果皮、种皮愈合在一起 胚芽：外面包被着胚芽鞘 胚 胚轴： 胚根：外面包被着胚根鞘 一片子叶：又称盾片 胚乳 P73图B种皮之下有一层胚乳细胞，含有较多的蛋白质和脂肪，称糊粉层。思考：与标准粉相比，为何富强粉较白？ 富强粉去掉了果皮和种皮，还有糊粉层。*玉米、水稻的种子中，在胚轴的另一侧还有一片薄膜状的突起，称外胚叶。又如蓖麻种子： 种皮： 胚芽： 胚： 胚轴： 胚根： 2片子叶：大而薄，有明显的脉纹 胚乳：2 无胚乳种子（exalbuminous seed）：大豆、菜豆等双子叶植物。如蚕豆种子： 种皮：较坚硬（why?），有种脐、种孔 胚芽： 胚： 胚轴： 胚根： 子叶：肥厚二 种子的萌发和幼苗的形成具有生命力的种子在得到充足的氧气、适宜的温度和适量的水分后，种子由休眠状态转变成活动状态，然后发芽，并长成幼苗的整个过程，叫种子的萌发（seed germination）。(一) 种子的寿命和休眠种子的寿命指在一定条件下种子保持生活力最长的期限。如古莲（Nelumbo nucifera）：可长达千年；柳树、槭树：几天或几周贮藏条件：干燥、低温、低氧气浓度（密封）*种子的休眠：有些植物的种子在成熟后，在适宜的条件下也不能萌发，必须经过一段相对静止的时期才能萌发，这一特性叫种子的休眠（seed dormancy）。如红松：种皮厚而坚硬 银杏：胚尚未发育成熟 番茄：有机酸而水稻、小麦种子没有休眠。休眠的原因：胚尚未发育成熟，种子未完成后熟作用，种皮不透水、不透气，胚不能突破种皮，果皮、种皮或胚中含有抑制发芽的物质（二）幼苗的形成和类型1 子叶出土类型：下胚轴迅速伸长，将上胚轴和胚芽一起推出土面，子叶出土 如棉花、菜豆、蓖麻 浅播2 子叶留土类型：种子萌发时，上胚轴伸长，而下胚轴不伸长，子叶留土 如玉米、小麦、水稻、蚕豆 深播第二节 根一、根与根系：*根有吸收、输导、支持、合成和贮藏的功能。1 主根（main root）或初生根（primary root） ：由种子中的胚根发育而成的。2 侧根（lateral root）或次生根（secondary root ）：主根上产生的各级分枝。3 根系：根的总和。直根系（tap root system）：主根发达，有明显的主根、侧根之分的根系。须根系（fibrous root system）：*思考：深根系直根系？浅根系须根系？ 不等同*不定根（adventitious root）：在主根和侧根以外的部分如茎、叶、胚轴或老根上产生的根。二、根的初生生长和初生结构:（一）根尖及其分区 根尖(root tip)：从根的顶端到着生根毛的部分。根冠（root cap）分生区（meristematic zone）伸长区（elongation zone）成熟区(maturation zone)或根毛区(root hair zone)）*根冠中央细胞中的淀粉粒，可能起到“平衡石”的作用。1 根冠1） 位于根尖最先端，由薄壁细胞组成；2 ）对分生区有保护作用；3 ）根冠细胞能产生粘液，使土粒表面润滑，减少土粒对根的摩擦，易于根尖在土壤中推进。粘液还能使土壤中的一些难于溶解的物质溶解，增进根的吸收；4 ）根冠对根的向地性生长有一定作用。2 分生区1）位于根冠后端的一部分，由顶端分生组织细胞构成。具分裂能力，能不断地产生新的细胞。产生的细胞一部分向前端发展补充根冠；大部分向后端发展，再经过生长、分化，形成根的各种其它结构；同时仍有一部分分生细胞保持原分生区的体积和功能；2）原分生组织： 原表皮层 表皮 初生分生组织： 基本分生组织 皮层 原形成层 维管柱 *不活动中心（quiescent centre）：对根顶端的原分生组织解剖研究发现：在根冠后端有一些细胞分裂能力减弱或停止分裂，这些细胞组成的一个区域叫。 P80图273 伸长区1）位于分生区后方，由分生区分裂的大部分细胞向后发育而来。分裂活动逐渐减弱，沿纵轴方向显著地伸长，进一步分化，出现了最早的筛管及环纹导管。2）在根的伸长生长中起重要作用，成为根进入新土层的一个推动力。4 成熟区（根毛区）1）停止分裂和生长，分化成为各种成熟的初生结构，故名。2）由一些表皮细胞外壁向外突出生长，形成根毛。（二）根的初生结构根尖顶端分生组织细胞分裂产生的细胞经过生长、分化，形成的结构，称根的初生结构（primary structure）。这种由顶端分生组织的活动所进行的生长叫初生生长（primary growth）。从根尖的根毛区作横切面： 表皮（epidermis）根的初生结构： 皮层（cortex） (外内) 维管柱（vascular cylinder）1 表皮(epidermis)：根的最外面一层细胞，排列紧密，无胞间隙，有些表皮细胞特化成根毛。根的表皮一般由一层活细胞组成，但在热带某些兰科和附生的天南星科植物的气生根中，表皮由多层细胞组成，称为复表皮（根被）。根被含有死细胞，排列紧密，这些死细胞的壁常带状活网状次生加厚。根被可能主要起到机械的保护作用和防止皮层中过多水分的丧失。2 皮层（cortex）：1）表皮之内维管柱之外的多层薄壁细胞为皮层，由基本分生组织发育而来。 外皮层：皮层之下1到几层细胞，排列紧密，没有胞间隙2）皮层 皮层薄壁组织： 内皮层：皮层的最内一层细胞补充：内皮层内皮层指皮层的最内一层细胞，排列紧密整齐。这层细胞结构特殊，在其细胞的上下壁和径向壁上，常有木质化和栓质化的加厚，呈带状环绕细胞一周，称凯氏带。质膜与凯氏带紧密地结合在一起，因此凯氏带对根部物质的横向运输起着调节和控制的作用。在根的横切面上，凯氏带在相邻细胞的径向壁上呈点状，叫凯氏点。A 外皮层：当短命的根毛细胞死亡之后，表皮细胞随之被破坏，外皮层细胞的壁增厚并栓质化，形成保护组织代替表皮，起保护作用。B 皮层薄壁细胞：位置：位于内外皮层之间结构：由由一些大型排列较疏松的细胞组成。作用：贮存营养物质；胞间隙中存在气体，有利于气体交换。C 内皮层位置：位于皮层的最内层结构：由一层细胞组成，排列整齐紧密，无胞间隙，在细胞的上、下壁和左右径向壁上，产生带状次生加厚，且发生木质化、栓质化。这个带状次生加厚叫凯氏带（casparian strip）。质膜与凯氏带牢固地附着在一起。具有次生生长的双子叶植物、裸子植物的内皮层常停留在凯氏带状态，细胞壁不再继续增厚；而大多数的单子叶植物和部分双子叶植物，其内皮层细胞壁凯氏带的上下壁、径向壁、内切向壁5个面全面加厚，在横切面上内皮层细胞壁呈马蹄形。在细胞壁增厚的内皮层细胞中留有薄壁的通道细胞（passage cell），以此控制物质的运输。3 维管柱（vascular cylinder）也称中柱（stele），来源于初生分生组织的原形成层，位于根的中央部分，由以下部分组成： 中柱鞘（pericycle）： 初生木质部（primary xylem）： 初生韧皮部（primary phloem）： 薄壁组织：A 中柱鞘紧接内皮层细胞之下的一层或几层薄壁细胞。细胞排列整齐，具有潜在的分裂能力，恢复分裂能力可以产生侧根、木栓形成层、维管形成层。B 初生木质部 定义：由原形成层发育来的木质部。 形态：在根的横切面上，通常位于根的中心部位，具有几个辐射角（也称初生木质部脊），星芒状。 结构：由导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞组成。 功能：输导水分、无机盐。 发育：由外向内逐渐发育而成，这种发育方式叫外始式（exarch）。 原生木质部：靠近中柱鞘，早期发育，孔径小的管状分子：螺纹、环纹 后生木质部：靠近中心，后期发育。孔径大的管状分子：梯纹、网纹、孔纹*大多数双子叶植物的初生木质部发育到中央，也有少数双子叶植物和多数单子叶植物不发育到中央，这样中央就形成了髓。 初生木质部脊：同种植物根内的相对稳定；植物解剖上，根据的不同，把根分为二原型、三原型、.多原型。C 初生韧皮部：定义：由原形成层分化而来的韧皮部初生木质部与初生韧皮部相间排列。结构：筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞。发育方式：外始式 原生韧皮部：在外 后生韧皮部：在内D 薄壁组织主要存在于初生木质部和初生韧皮部之间，通常也具有恢复分裂的潜能。髓主要由薄壁细胞或厚壁细胞组成。（三）侧根的发生由中柱鞘一定部位的细胞恢复分裂能力而产生的。而中柱