第九章 植物的结构与功能(第一节).ppt

主要内容 1 植物的生长与生殖2 植物营养3 植物的调控 第九章植物的结构与功能 基本要求 1 掌握植物的生长与生殖 2 掌握根 茎 叶的结构与功能 3 理解植物的调控 第一节植物的生长与生殖 概念 是指植物在体积和重量上的增加 是一个不可逆的量变过程 一 植物的生长 一 初生生长 初生生长 primarygrowth 由根和茎的的顶端分生组织细胞分裂 分化和生长所引起的植物器官的生长 主要表现为植物体长度的增加 故也成伸长生长 在初生生长过程中所形成的组织结构 成初生结构 包括表皮 皮层 初生韧皮部 初生木质部 髓和射线 指根的顶端至着生根毛部分的一段 长约4 6mm 是根中生命活动最活跃的部分 不论主根 侧根或不定根都具有根尖 根的伸长 对水分和养料的吸收 成熟组织的分化以及对重力与光线的反应都发生于这一区域 根尖分为4部分 根冠 分生区 伸长区和成熟区 1 根尖 根尖最先端的帽状结构 罩在分生区的外面 有保护根尖幼嫩的分生组织 使之免受土壤磨损的功能 根冠由多层松散排列的薄壁细胞组成 细胞排列较不规则 外层细胞常粘液化 当根端向土壤深处生长时 可以起润滑的作用 使根尖较易在土壤中穿越 1 根冠 也叫生长点 是具有强烈分裂能力的 典型的顶端分生组织 位于根冠之内 总长为1至2毫米 其最先端部分是没有任何分化的原分生组织 稍后为初生分生组织 可以不断地进行细胞分裂 增加根尖的细胞数目 因而能使根不断地进行初生生长 其细胞形状为多面体 个体小 排列紧密 细胞壁薄 细胞核较大 拥有密度大的细胞质 没有液泡 外观不透明 2 分生区 位于分生区稍后的部分 多数细胞已逐渐停止分裂 有较小的液泡 吸收水分而形成 使细胞体积扩大 并显著地沿根的长轴方向伸长 一般长约2 5毫米 是根部向前推进的主要区域 其外观透明 洁白而光滑 3 伸长区 也称根毛区 此区的各种细胞已停止伸长生长有较大的液泡 有小液泡融合而成 并已分化成熟 形成各种组织 表皮密生的茸毛即根毛 是根吸收水分和无机盐的主要部位 随着根尖伸长区的细胞不断地向后延伸 新的根毛陆续出现 以代替枯死的根毛 形成新的根毛区 进入新的土壤范围 不断扩大根的吸收面积 4 成熟区 根毛区 亦称茎梢 是指茎的顶端分生组织及其周缘部分 有形成茎和侧生叶的营养茎尖和形成花序或花的生殖茎尖 茎尖的结构与根尖的结构相似 由分生区 生长锥 伸长区和成熟区3部分组成 但茎尖的顶端没有类似根冠的构造 而由幼小的叶片包围着 成熟区的表皮不形成根毛 但常有气孔和毛茸 2 茎尖 分生区位于茎尖的最先端 为圆锥形 由原分生组织及其衍生的初生分生组织构成 前者具有很强的分裂能力 后者具有一定的分裂能力并开始分化形成原表皮 基本分生组织和原形成层 在茎尖顶端以下的四周 有叶原基和腋芽原基 1 分生区 茎尖伸长区的长度一般比根的伸长区长 本区的特点是细胞纵向伸长相连 这是茎伸长的主要原因 木本植物的伸长区在茎尖生长时期比较明显 但到生长停止 顶芽形成后 顶芽以下部分发育为成熟组织时 伸长区则难以辩认 伸长区内部三种初生分生组织衍生细胞的分裂活动逐渐减弱 并逐渐分化出一些初生组织 伸长区可视为顶端分生组织发展为成熟组织的过渡区 2 伸长区 成熟区细胞的有丝分裂和伸长生长趋于停止 内部各种成熟组织的分化基本完成 已具备幼茎的初生结构 3 成熟区 secondarytissue是由次生分生组织新形成的组织之总称 见于进行次生增粗生长的裸子植物和木本双子叶植物 即指从形成层产生的次生维管束 茎和根周边部分的木栓形成层所产生的木栓组织等 次生生长包括维管形成层和木栓形成层的发生和活动 二 次生组织 茎的维管形成层由束中形成层和束间形成层连成圆环状形成层 其分裂活动与根的相同 向外产生次生韧皮部 向内产生次生木质部 次生木质部和初生木质部的不同 次生木质部的导管以孔纹导管最为普遍 且具有木射线 木射线细胞为薄壁细胞 细胞壁常常木质化 次生韧皮部中有韧皮射线 但细胞壁没有木质化 且形状也没有木射线那么规则 韧皮射线通过维管形成层的射线原始细胞 和次生木质部中的木射线相连接 共同构成维管射线 也称次生射线 既是横向输导组织 也是储藏组织 1 维管形成层的发生和活动 第一次发生的位置可由表皮 皮层的厚角组织 皮层薄壁组织或初生韧皮部发生 因植物种类而异 其分裂活动与根一样 但产生的周皮有皮孔结构 栓内层细胞含有叶绿体 3 茎的次生结构大体可分成树皮和木材两部分 1 树皮狭义的指历年形成的周皮及它们之间的死亡组织 广义的指维管形成层以外的所有组织 包括狭义的树皮及其内方正在执行其功能的次生韧皮部 2 木材主要指次生木质部 初生木质部只占很微小的部分 木材有两个特征 一是有年轮 一是有边材和心材之分 2 木栓形成层的发生及其活动 1 早材和晚材温带的春季或热带的湿季 由于温度高 水分足 形成层活动旺盛 所形成的次生木质部中的细胞径大而壁薄 称为早材 温带的夏末 秋初或热带的旱季 形成层活动逐渐减弱 所形成的次生木质部中的细胞径小而壁厚 称为晚材 从横切面上看 早材质地比较疏松 色泽稍淡 晚材质地致密 色泽较深 2 年轮是维管形成层在一个生长季节 一般为一年 内产生的次生木质部 由早材和晚材组成 3 心材是早年形成的近中心的次生木质部 颜色较深 边材是近年形成的近皮部的次生木质部 颜色较浅 心材能逐年增加 而边材的厚度却较为稳定 2 维管形成层的季节性活动和年轮 二 植物的生殖 一 植物生殖的类型 繁殖的概念 就是植物产生新个体的现象 1 无性生殖 概念 不经过生殖细胞的结合 由母体直接产生出新个体的生殖方式 无性生殖概念的理解 不经过生殖细胞的结合 不等于 无生殖细胞产生 母体 不等于 母亲 凡不涉及性别 无配子参与 没有受精过程或者直接由母体的一部分脱离而形成新个体的繁殖方式都称为无性生殖 分裂生殖母体 2新个体变形虫 草履虫 细菌 出芽生殖母体 芽体 新个体酵母菌 水螅 孢子生殖母体 孢子 新个体根霉 曲霉 营养生殖母体 根 茎 叶 新个体 1 分裂生殖 生殖 分裂 2 出芽生殖 水螅的出芽生殖 芽体 母体 芽体 母体 水螅的出芽生殖 根霉 3 孢子生殖 青霉 生殖 孢子 4 营养生殖 接穗 砧木 嫁接 扦插 压条 草莓 匍匐茎节上长出根 芽 成为一株新草莓 营养生殖 生殖 营养 马铃薯 芽 2 有性生殖 由亲本产生有性生殖细胞 经过两性生殖细胞的结合 成为合子 再由合子发育成新个体的生殖方式 也称配子生殖根据两配子间的差异程度有性生殖分为3类型 同配生殖 异配生殖 卵式生殖 概念 二 花 花是被子植物特有的繁殖器官 是缩短 特化的枝条 最终产生花粉 果实和种子 只有被子植物才有花 花是植物界高度进化的产物 花柄 萼片 花瓣 子房 花柱 柱头 雌蕊 花药 花丝 雄蕊 花的结构 花托 花被 花的结构 雄蕊 雌蕊 花萼 花冠 1 花梗 花梗也称作花柄 是着生花的小枝 可以把花展布在枝条的显著位置上 同时 也是花朵和茎相连的短柄 花梗有长 有短 视不同植物种类而异 例如垂丝海棠 Malushalliana 的花梗很长 而贴梗海棠 Chaenomelesspeciosa 的花梗就很短 有些植物的花没有花梗 花梗具有分枝的 也有不分枝的 分枝的花梗称小梗 顶端着生一花 花梗的结构和茎的结构是相同的 2 花托 花托是花柄或小梗的顶端部分 一般略呈膨大状 花的其他各部分按一定的方式排列在上面 由外到内 或由下至上 依次为花萼 花冠 雄蕊群和雌蕊群 也是花的各部份著生处 形状不一 依各类植物而定 3 花被 花被是一朵花中的花萼与花冠的合称 位于雄蕊和雌蕊的外围 着生在花托的外围或边缘部分 由扁平状瓣片组成 在花中主要是起保护作用 有些花的花被还有助于花粉传送 花冠 全部花瓣的统称 由若干个花瓣片构成 花萼 萼片的统称 位于花冠下方 位于花的最外层 通常成绿色 其结构和叶类似 4 雄蕊群 由一定数目的雄蕊组成 雄蕊为紧靠花冠内部所着生的丝状物 其下部称为花丝 花丝上部两侧有花药 花药中有花粉囊 花粉囊中贮有花粉粒 而两侧花药间的药丝延伸部分则称为药隔 雄蕊的类型 1 分生雄蕊 即雄蕊多数 彼此分离 长短相近 如桃 2 四强雄蕊 即雄蕊6枚 彼此分离 4枚较长 2枚较短 如油菜 3 二强雄蕊 即雄蕊4枚 彼此分离 2枚较长 2枚较短 如茺蔚 4 多体雄蕊 即雄蕊多数 于花丝下部彼此联合成多束 如金丝梅 5 二体雄蕊 即雄蕊10枚 于花丝下部9枚彼此联合 另1枚单独存在 形成2束 如葛 6 单体雄蕊 即雄蕊多数 于花丝下部彼此联合成管状 如黄蜀葵 医学教 育网收集整理7 聚药雄蕊 即雄蕊5枚 于花药 甚至上部花丝彼此联合成管状 如半边莲 旋覆花 5 雌蕊群 雌蕊位于花的中心 由着生胚珠的心皮所组成 一般认为心皮是组成雌蕊的基本单位 一朵花中可能有一心皮或多个心皮组成为雌蕊群 心皮是叶子的变态 由一个或多个心皮形成的雌蕊 常分化出基部能育 膨大的部分 称为子房 以及子房上面不育的部分 即花柱和柱头 子房壁 珠被 珠心 内有1个卵细胞和2个极核 胚珠 卵细胞 极核 从花到果实的过程 受精完成后 花瓣 雄蕊以及柱头和花柱都完成了 历史使命 因而纷纷凋落 惟有子房继续发育 最终成为果实 其中子房壁发育成果皮 子房里面的胚珠发育成种子 胚珠里面的受精卵发育成胚 三 传粉与受精 1 传粉传粉或授粉 pollination 是指花粉囊散出的成熟的花粉 借助一定的媒介力量 被传送到同一花或另一花的雌蕊柱头上的过程 1 传粉的方式 植物的传粉有自花传粉 self pollination 和异花传粉 cross pollination 两种方式 2 传粉媒介 风 动物 水 分为 风媒花 虫媒花 水媒花 2 受精花粉落到柱头上 受柱头上黏液的刺激开始萌发 长出花粉管 花粉管通过花柱深入子房 一直到达胚珠 花粉管中具有精子 胚珠内有卵细胞 花粉管进入胚珠后 释放出精子 精子与卵细胞融合 形成受精卵 这个过程叫做受精 受精过程示意图 极核 子房壁 1 花粉粒在柱头上萌发 落在柱头上的花粉粒 被柱头分泌的粘液所粘住 以后花粉的内壁在萌发孔处向外突出 并继续伸长 形成花粉管 这一过程 称花粉粒的萌发 促使花粉粒的萌发 并长成花粉管的因素包括柱头的分泌物和花粉本身贮存的酶和代谢物 从花粉落到柱头上后 柱头和花柱对花粉就进行 识别 和 选择 即花粉外壁上的蛋白质和柱头表面蛋白蛋 孢子体自交不亲和 或花粉管上的蛋白质和花柱细胞的蛋白质 配子体自交不亲和 之间的相互关系有关 花粉在柱头上有立即萌发的 如玉米 橡胶草等 或者需要经过几分钟以至更长一些时间后才萌发的 如棉花 小麦 甜菜等 2 花粉管的生长 落在柱头上的花粉 如果与柱头的生理性质是亲和的 经过吸水和酶的促进作用后 便开始萌发 形成花粉管 一般向着一个萌发孔突出 形成一个细长的管子 称为花粉管 花粉管有顶端生长的特性 它的生长只限于前端3 5 m处 形成后能继续向下引伸 先穿越柱头 然后经花柱到达子房 3 花粉管到达胚珠进入胚囊 花粉管进入子房后通常沿子房壁或胎座生长 再由珠孔进入胚囊 称珠孔受精 porogamy 大多数植物 有的花粉管经胚珠基部的合点而达胚囊 称合点受精 chalazogamy 柔荑花序类植物 也有的花粉管穿过珠被 由侧道折入胚囊 称中部受精 mwsogamy 葫芦科植物 双受精 花粉管进入胚囊后释放出的两个精细胞 一个与卵细胞融合成为合子 另一个与极核融合成为受精极核 这种受精方式叫做双受精 双受精是被子植物特有的受精方式 被子植物双受精过程动画 四 种子的形成 1 种子的基本结构种子一般由胚 胚乳和种皮三部分组成 有的种子仅有胚和种皮两部分 1 胚胚是种子最主要的部分 由受精卵发育而成的幼小植物体 一般可分为胚芽 胚轴 胚根和子叶四部分 胚芽长成地上部分 它是叶 茎的原始体 位于胚轴的上端 它的顶部就是茎的生长点 胚轴又称胚茎 是连接胚芽和胚根的过渡部分 胚根长成地下部分 又称幼根 在胚轴下面 为植物未发育的初生根 有一条或多条 子叶即种胚的幼叶 具一片 单子叶植物称内子叶 子叶盘或盾片 两片 双子叶植物 或多片 裸子植物 2 胚乳 贮藏营养 对幼苗健壮程度有着重要的影响外胚乳