普通生物学-17-2-植物的结构、生殖和发育-植物的根、茎和叶.ppt

17植物的结构 生殖和发育 17 2植物的根 茎和叶 一 根的结构与发育 1根的形态 1 根 root 主根 mainroot 胚根发育形成 或称初生根 侧根 lateralroot 主根长到一定长度生出的许多分枝 不定根 adventitiousroot 茎 叶 胚轴或老根上产生的根 2 根系 rootsystem 植物根的总和 直根系 taprootsystem 有明显的主根和侧根区别的根系 须根系 fibrousrootsystem 无 由不定根组成的根系 根 形态 直根系 须根系 支持根 3 根的生理功能 主要生理功能 吸收水份和无机营养物 固定植物 次要生理功能 储藏营养物和繁殖 2根的初生生长与初生结构 1 根尖及其分区根尖 从根的顶端到着生根毛的部分 根尖是根伸长生长 分枝和吸收活动的最重要的部分 分区 根冠 rootcap 分生区 meristematiczone 伸长区 elongationzone 成熟区 maturationzone 或根毛区 根尖 皮层 内皮层 成熟的导管分子 内皮层细胞分化 开始分化的导管分子 木质部 开始分化的筛管 韧皮部 分生区 伸长区 成熟区 根冠 各部分的功能和特点 根冠 根特有的一种组织 分生区 分裂增生 形成根冠 根的结构 伸长区 分裂停止 体积扩大 显著延长 加速了分化 根毛区 增加吸收的面积 根冠的作用保护作用 与根的向地性生长有关 根冠的中央部分细胞内的造粉体可能具有平衡石的作用 2 根的初生结构 表皮 epidermis 皮层 cortex 外皮层 exodermis 内皮层 endodermis 凯氏带 casparianstrip 维管柱 vascularcylinder 根的皮层以内的结构 根部横切面显示维管柱 或中柱 以及皮层和表皮 内皮层 纤维 皮层 维管柱 中柱 表皮 中柱鞘 木质部 韧皮部 皮层由基本分生组织发育而来的多层薄壁组织细胞组成的 暂时储存养料的作用 外皮层 最外一层或数层细胞形状较小 排列紧密 没有细胞间隙 内皮层 皮层的最内一层细胞排列紧密 凯氏带 这层细胞在其的侧壁 径向壁 和横向壁上有部分加厚 并且栓质化 这种围绕细胞一周的特殊结构称为凯氏带 电镜下内皮层径向壁凯氏带结构A 正常细胞的凯氏带区B 质壁分离细胞的凯氏带区1 细胞质2 胞间层3 细胞壁4 质膜5 凯氏带 凯氏带的作用阻断了皮层与中柱间的细胞间隙 细胞壁等质外体运输途径 进入中柱的溶质只能通过原生质体 使根的吸收有选择性 可控制根对物质的转移作用 维管柱 或中柱 根的皮层以内的结构 中柱鞘 初生木质部 初生韧皮部和薄壁细胞四部分 少数植物还有髓 中柱鞘 pericycle 细胞有潜在的分裂能力 初生 维管组织 初生木质部和初生韧皮部合称 初生木质部 primaryxylem 木质部束 二原型 三或四原型 多原型等根的类型 初生韧皮部 primaryphloem 木质部 一般包括导管 管胞 木薄壁细胞和木纤维等 韧皮部 一般包括筛管 伴胞 韧皮薄壁细胞和韧皮纤维等 Organizationofprimarytissuesinyoungroots 表皮 维管柱 中柱 内皮层 皮层 双子叶 单子叶 单子叶植物与双子叶植物根结构的区别 维管柱中央有无髓的结构次生生长 髓 3 侧根的发生 起源 中柱鞘发生位置 在根毛区后方形成 侧根的功能 增加根的吸收面积和根的支持作用 侧根在母根组织中的位置 常常是稳定的二原型 木质部与韧皮部之间三 四原型 木质部脊的位置多原型 正对着韧皮部 内起源 一定部位的中柱鞘细胞恢复分裂能力 平周分裂形成侧根原基 随后进行垂周 平周分裂 后面形成的输导组织与母根维管柱相连 根的次生生长是由根的侧生分生组织 维管形成层和木栓形成层活动的结果 1 维管形成层 vascularcambium 的产生与活动来源 中柱鞘细胞 薄壁细胞结构 次生木质部 secondaryxylem 次生韧皮部 secondaryphloem 3根的次生生长与次生结构 Secondarygrowthinaroot 2 木栓形成层的产生与活动 来源 中柱鞘细胞 早期 次生韧皮部细胞 后期 产生 周皮 periderm 木栓层 phellem 木栓形成层向外分裂的细胞 成熟后死亡 木栓形成层 corkcambium 栓内层 phelloderm 木栓形成层向内分裂的细胞 活细胞 木栓形成层及其相关结构A 葡萄根中的木栓形成层由中柱鞘发生B 橡胶树根中的木栓形成层活动产生周皮 3 根的次生结构次生木质部 导管 管胞 木纤维 木薄壁细胞次生韧皮部 筛管 伴胞 韧皮纤维 韧皮薄壁细胞维管形成层维管射线vascularray周皮 棉花老根的次生结构 根的次生结构的模式图1 木栓层2 木栓形成层3 栓内层4 次生韧皮部5 韧皮射线6 维管形成层7 次生木质部8 木射线9 初生韧皮部10 初生木质部11 周皮 4根的变态 贮藏根肉质直根萝卜 胡萝卜 甜菜块根红薯气生根支持根榕树攀援根常春藤呼吸根水松 红树寄生根菟丝子 贮藏根 红薯 块根 萝卜 肉质直根 气生根 榕树 支持根 常春藤 攀援根 菟丝子 寄生根 红树 呼吸根 二 茎的结构与发育 茎 有节和节间之分 在节上着生叶和芽 能开花结果 起输导 支持 固着 储藏等作用 1茎的基本形态 1 茎的外形茎常呈圆柱形 莎草科的茎为三棱形 唇形科植物 薄荷 益母草 的茎为四棱形 芹菜的茎为多棱形 加强机械支持作用 莎草 益母草 枝的外形 顶芽 腋芽 芽鳞痕 节 节 节间 叶痕 叶迹 维管束 芽鳞痕 皮孔 腋芽 枝条 Shoot 着生叶和芽的茎 节和节间叶腋叶痕叶迹皮孔芽鳞痕 芽痕 节间的长短与枝条延伸生长的强弱有关 长枝和短枝 营养枝和果枝 2 芽 Bud 芽是未发育的枝或花和花序的原始体 芽的基本结构 茎尖 生长点 叶原基 幼叶腋芽原基 侧枝原基或枝原基 枝条芽轴 芽 3 芽的类型 芽和不定芽 着生位置 顶芽 侧芽 腋芽不定芽 叶芽 花芽和混合芽 所形成的器官 叶芽花芽 周围是形成花的各组成部分的原基或花序的原始体 花芽开放时 展开为花或花序 混合芽同时发育为枝 叶和花 花序 裸芽和鳞芽 芽鳞的有无 活动芽和休眠芽 生理活动状态 顶端优势 2茎尖的结构 1 茎尖即芽最中央的部分 是茎 叶 孢子叶球 花 花序的来源和分化发育中心 2 茎尖与根尖比较 结构相同 但无根冠 而有许多幼小的叶片包裹 3 茎尖生长锥的顶端部分是原分生组织 可不断进行分裂 3双子叶植物茎的初生结构 初生结构分为表皮 皮层和维管柱 1 表皮 由一层砖形活细胞组成的植物体最外面的结构 一般不含叶绿体 蓖麻 含花青素 细胞壁厚 有角质层或蜡质 控制蒸腾和增加坚固性 气孔和表皮毛 表皮毛可反射强光 减少蒸腾 坚硬的可防止动物的侵害 如 律草 拉拉秧 2 皮层 由基本分生组织细胞分化而来 主要由薄壁组织组成 靠近外方的薄壁组织常含有叶绿体 可进行光合作用 常具有厚角组织 成束出现时使茎显出棱条 南瓜中厚角组织和纤维同时存在 最内一到几层组成淀粉鞘 只有沉水植物茎或地下茎具有凯氏带加厚 否则皮层和维管柱无明显的界限 3 维管柱 皮层内的所有组织 由中柱鞘 初生维管束 髓和髓射线组成 初生维管束 由初生韧皮部 束中形成层和初生木质部组成 是复合组织 外韧维管束 初生韧皮部在外 大多数双韧维管束 如葫芦科 茄科 夹竹桃科等 初生维管束 Primaryvascularbundle 初生木质部 导管 管胞 木纤维 木薄壁细胞 分化发育的顺序 内始式 初生韧皮部 筛管 伴胞 韧皮纤维 韧皮薄壁细胞分化发育的顺序 外始式 束中形成层 顶端分生组织保留下来 形成新的木质部和韧皮部 髓 茎的中心部分 由薄壁细胞组成 贮藏各种内含物 丹宁 晶体 淀粉等 髓射线 维管束之间的薄壁组织 位于皮层和髓之间 有横向运输的作用 切向 横向 径向 Thestructureofxylems木质部结构 Water conductingcellsofthexylems木质部水分运输 导管vessel 管胞tracheid 木质部发育时 导管出现的先后次序 环纹导管 螺纹导管 梯纹导管和网纹导管 孔纹导管 Asieve tubemember筛管分子 Vasculartissue 筛管分子 伴胞 细胞核 筛板 木纤维机械组织 长纺锤形细胞 细胞壁增厚 木质化 一般为死细胞 长度不及韧皮纤维 木薄壁组织细胞壁也常木质化 是活组织 有贮藏作用 韧皮纤维机械组织 韧皮纤维发达的程度不同 桑树和麻类发达 苎麻和亚麻初生韧皮纤维量多 细胞长 不木质化 适于纺织 4双子叶植物茎的次生结构 1 形成层及其活动束中形成层 初生木质部和韧皮部之间的形成层束间形成层 髓射线里面与束中形成层相当的细胞形成层就成为一个圆环 进行切向分裂 增加木质部和韧皮部 以后进行径向或横分裂 增生原始细胞 扩大本身的圆周 维管形成层 2 木栓形成层的活动 外围的表皮或皮层细胞恢复分裂增生能力形成木栓形成层 产生新的保护组织 周皮 木栓形成层的起源可起源于表皮 柳 苹果 夹竹桃 多数起源于皮层 桃 白杨 榆 当茎继续加粗时在茎的内部又产生新的木栓形成层 依次向内形成 最后则在次生韧皮部内产生 木材 木本植物 主要指乔木 的次生木质部 木材三切面 横切面 X 径向纵切面 R 切向切面 T 小知识 年轮 年轮 双子叶植物第一年就有次生维管组织 温带或亚热带的木本双子叶植物受四季气候变化的影响 形成层的活动表现有节奏的变化 由于活动不平均而产生的生长轮 年轮以平周分裂为主 活动呈周期性 使次生结构的横切面具有即呈放射线 又呈同心圆的格局 每一环是一个年轮 包括一个早材和一个晚材 代表一年中所形成的木质部 早材 细胞大 细胞壁较薄 材质疏松 晚材 细胞较小 细胞壁厚 材质紧密 心材 周围薄壁细胞侵入导管腔 形成侵填体而被堵塞 一些物质 树脂 树胶 单宁和油类 渗入细胞壁或进入细胞腔内 木薄壁细胞和木射线细胞成为死细胞 有的植物产生特殊的色素 边材 靠近形成层的少数年轮 边材每年都会产生 并不断转变为心材 树皮 维管形成层及其外侧的部分 形成层 次生韧皮部 次生皮层 周皮等 周皮 韧皮部 心材 边材 维管形成层 4 单子叶植物茎的结构 一般单子叶植物只有初生结构没有次生结构 禾本科植物茎的结构 一般草本植物 在玉米 高粱和甘蔗中 具有散生的维管束 皮层和髓无明显的界限 在小麦 水稻和毛竹中 维管束成两轮排列 节间中空成髓腔 禾本科植物的茎都是外韧维管束 木质部呈 V 形 木质部和韧皮部的外围有一圈厚壁组织 这一圈厚壁组织叫做维管束鞘 水稻一个维管束的放大 三 叶的结构与发育 叶的功能 光合作用的营养器官 具有同化 蒸腾 吸收 繁殖等功能 1叶的形态 植物的叶一般由叶片 叶柄和托叶组成 1 叶片叶片多数为扁平的 两侧对称的器官 含有维管组织构成的叶脉 主要由初生结构组成 只有有限的次生生长 2 叶柄有或无 多为圆柱形 可使叶片接受更多的阳光 3 托叶位于叶柄和茎的连接处 变化较大洋槐和酸枣 刺豌豆 较大蓼科 薄膜状的托叶鞘 2叶的结构 1 叶柄与幼茎相似 分表皮 皮层和中柱三部分 2 叶片叶片是植物光合作用的主要场所 有上下表皮 叶肉和叶脉三个部分 表皮表皮是叶的保护组织 它由表皮细胞 气孔器 排水器 表皮毛等组成 表皮细胞形状不规则的扁平细胞 侧壁凹凸不齐 彼此紧密嵌合的活细胞 气孔和孔下室气孔 两个肾形的活的保卫细胞之间的缝隙 保卫细胞细胞壁增厚的情况不同 细胞壁 和表皮细胞相连的一面比较薄 其余都比较厚 充水 向表皮细胞的一方弯曲 气孔张开 肾形的保卫细胞 也变的更为弯曲 失水 保卫细胞向回收缩 气孔关闭 保卫细胞变直 孔下室空隙与栅栏组织和海绵组织的细胞间隙相通连 构成叶片内部的通气系统 3 叶肉 mesophyll 由含有许多叶绿体的薄壁细胞组成 是光合作用的场所 两面叶 背腹型叶 和等面叶 禾本科 两面叶 背腹型叶 栅栏组织 细胞呈圆柱形 含叶绿体多 细胞排列整齐 细胞间隙少 可有一到三层 海绵组织 细胞形状不规则 含叶绿体少 排列疏松 细胞间隙发达 4 叶脉构成 木质部和韧皮部 叶柄中的维管组织等直接发育成主脉 作用 起支持和输导作用 叶脉的变化 主脉 侧脉 支脉 细脉 网状脉序叶脉错综分枝 连接成网状 是双子叶植物叶的特征 平行脉序中脉和侧脉自叶片基部发出 大致互相平行 不形成网状 叉状脉序 叶脉二叉分枝式 一个叶脉分为大小同等的两个分枝 在同一叶上可有好几级分枝 叉状叶脉 4 1 叉状脉 2 掌状射出脉 3 掌状网脉 4 羽状网脉 5 6 弧行脉 7 射出平行脉 8 横出平行脉 9 掌状三出脉 10 离基三出脉 脉序的类型 3禾本科植物叶的结构 1 叶的形态没有叶柄和托叶而有叶鞘 叶片和叶鞘交接处有叶舌和叶耳 叶片与叶鞘连接处外侧有叶枕 2 叶片的解剖结构由表皮 叶肉和叶脉三部分组成 平行脉序等面叶 无栅栏组织和海绵组织的分化 泡状细胞或运动细胞 两个叶脉之间的几个上表皮细胞特化为大型薄壁细胞 与叶片的卷曲和开张有关 气孔的保卫细胞呈哑铃形 在保卫细胞外有副卫细胞 4落叶和离层常绿植物和落叶植物离层 abscissionlayer 叶柄基部细胞进行分裂形成几层小的薄壁细胞 这层结构叫做离层 以后这层细胞的胞间层 中层 粘液化并分解 叶片逐渐枯萎 以后由于风吹等机械力量 使叶柄自离层处折断 叶片脱落 保护层 protectivelayer 木拴细胞形成的覆盖层 落叶是植物的自然现象 是对不良环境 如低温 干旱 和迎接新生的一种适应性 保护