植物学第二章

第二章，植物组织,植物组织,第一节：植物细胞的生长和分化第二节：植物组织的概念第三节：植物组织的类型第四节：植物体内的维管系统,第一节植物细胞的生长和分化,一、植物细胞的生长植物细胞的生长包括原生质体生长和细胞壁生长两个方面1、原生质体生长：最显著的变化是液泡化程度增加，小而分散的液泡逐渐长大合并为中央大液泡，细胞质的其余部分变成薄层紧贴细胞壁，核移到侧面；同时会伴有其他细胞器的变化，如内质网增加，前质体发育成质体等。,2、细胞壁生长：表面积增加，壁加厚，并且随着壁厚度的增加，壁的化学组成由原来大量的果胶和半纤维素变成有较多的纤维素和非纤维素多糖。二、植物细胞的分化同源植物细胞逐渐变为结构、功能、生化特征相异的细胞的过程，称为分化。分化形成了多细胞植物体内细胞群的分工合作现象，越是高级的植物类群，细胞群间的分化水平越高，分工越细，代谢的效率也越高。,第二节植物组织的概念,1、概念：植物组织是由形态结构相似、功能相同的一种或数种类型细胞组成的结构和功能单位。2、分类：由一种细胞组成的组织叫做简单组织，由多种类型细胞构成的组织叫做复合组织。在个体发育中，组织的形成是植物体内细胞分裂生长分化的结果。被子植物体重包含多种组织，它们各司其能，又有机地组合，共同完成植物的生理活动。植物组织对于整个植物体而言有其从属性，但从细胞全能性来看，细胞、组织或器官又有相对独立性。在一定条件下，一个生活细胞、一团活的组织或某一器官部分都有发育成植株的可能。,第三节植物组织的类型,根据组织的发育程度、生理功能和形态结构的不同，我们将植物组织分为六种组织，分别是：分生组织、保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织和分泌组织。后5种组织都是在器官形成时由分生组织细胞分裂衍生分化而成的，因此称为成熟组织（永久组织）。,一、分生组织1、概念：在植物体内具有持续性或周期性进行细胞分裂的能力的特定部位的组织叫做分生组织。2、特点：细胞代谢活跃，分裂能力旺盛；细胞排列紧密，细胞壁较薄，富含线粒体、高尔基体和核蛋白体，质体处于前质体阶段。3、作用：直接关系到植物体的生长和发育，在植物个体生长中起着重要作用。4、分类：（1）根据分生组织的来源和性质分类原分生组织：来源于胚性原始细胞。细胞较小，细胞核相对较大，细胞质丰富，无明显液泡，有强烈持久的分生能力，位于根尖、茎尖的前端，是产生其他组织的最初来源初生分生组织：由原分生组织衍生而来。紧接与原分生组织后端，边分裂边分化，液泡显现，细胞体积变大，逐步分化为原表皮、原形成层和基本分生组织，进一步再向成熟组织过度。,次生分生组织：由某些成熟组织脱分化重新恢复细胞分裂能力形成。细胞扁长形，明显液泡化，一般位于器官的侧方。束间形成层和木栓形成层是典型的次生分生组织。次生分生组织活动的结果产生次生结构。脱分化：某些成熟组织经过一些生理上和形态上的变化，脱离原来的成熟状态，这个过程叫做脱分化。（2）根据分生组织在植物体内的分布位置分类顶端分生组织：位于根、茎及各级分枝的顶端，包括原分生组织和其衍生的初生分生组织。侧生分生组织：主要分布于裸子植物和双子叶植物的根、茎周侧，与所在器官的长轴成平行排列，包括维管形成层和木栓形成层，属于次生分生组织居间分生组织：间插在多少已分化、成熟的组织区域之间，通常是指由顶端分生组织衍生而遗留在某些器官的局部区域中的初生分生组织。,回顾,1、生长：细胞体积和重量的增加。包括原生质体生长和细胞壁生长原生质生长：液泡化程度增大，核移向一侧，内质网增加等。细胞壁生长：变厚；果胶和半纤维素变成纤维素和非纤维素多糖,2、分化：同源植物细胞逐渐变为结构，功能，形态相异的细胞的过程，称为分化,3、植物组织概念：由形态结构相似、功能相同的一种或数种类型细胞组成的结构和功能单位。4、简单组织：由一种细胞组成的组织。复合组织：由多种类型细胞构成的组织。,5、植物组织类型（1）分类根据：发育程度，生理功能，形态结构。（2）类型：分生组织、保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织和分泌组织。,6、分生组织（1）概念：具有持续性或周期性进行细胞分裂的能力的特定部位的组织（2）特点：细胞代谢活跃，旺盛分裂能力，排列紧密，细胞壁较薄，富含线粒体，高尔基体和核蛋白体，质体处于前质体阶段。（3）分类：来源和性质：原分生组织，初生分生组织，次生分生组织。分布位置：顶端分生组织，侧生分生组织，居间分生组织。,1、一棵大树为什么能够长高和变粗？植物有顶芽，顶芽上有生长点。生长点的细胞不断的分裂、分化和生长，从而产生新的芽结构，从而使树不断的长高；茎的结构有木质部、形成层和韧皮部，形成层的细胞不断的侧向分裂增生，从而使得树干不断的生长加粗。2、在幼树据地1M的地方做切口，一年后切口位置如何变化？不变。树木的生长是由顶端的分生组织不断分裂,以及树木的树皮中形成层的细胞分裂产生的。所以不会有什么变化。,3、花生地上开花，地下结果的原因花生属豆科植物，它的花器结构与其它豆科植物的一样是蝶形花，但不同的是当其受精之后，子房基部的部分细胞便开始分裂、伸长，形成了所谓的子房柄；随着其细胞分生，子房柄迅速伸长。子房位于子房柄的顶端，其外层是木质化的表皮细胞，形成了一个锥状的保护帽，所以人们形象地称之为“果针”。果针与根一样具有向地性，它扎人土中310厘米后才停止伸长，而后子房开始膨大横卧长成荚角。,二、保护组织覆盖于植物体外表，由一至数层细胞所组成的保护层叫做保护组织。主要功能是控制蒸腾，防止水分过度丧失，防止机械损伤和避免其他生物的侵害。保护组织根据来源和形态特征的不同可分为表皮和周皮。1、表皮、气孔、表皮毛（1）表皮：表皮是一层连续的组织，包被在整个植物体表面，通常由1层细胞组成。少数植物由数层细胞组成，称复表皮或多层表皮。表皮细胞是生活细胞，排列紧密，一般不含叶绿体。表皮细胞的外壁常形成角质层或蜡被。（2）气孔：表皮上一对特化的保卫细胞以及它们之间的孔隙总称为气孔；由保卫细胞及其围成的孔隙、孔下室或再连同副卫细胞共同组成气孔器。气孔器是调节水分蒸腾和进行气体交换的结构，与光合、呼吸和蒸腾作用均有关系。,保卫细胞：常为肾形，有些细胞为哑铃形，含有丰富的细胞质和较多的叶绿体和淀粉粒。细胞壁在靠近气孔的地方比较厚，在与表皮细胞或副卫细胞毗接的部分比较薄。此特点与气孔自动调节开闭有密切关系。副卫细胞：部分植物具有，位于保卫细胞侧面或周围的几个与表皮细胞形状不同，有时内容物也不同的细胞。气孔的开闭是由膨压变化改变球形部分大小来控制的。,（3）表皮毛：表皮毛是表皮细胞向外引申而成的。有单细胞的，有多细胞的；有单条的，有分枝的；有的是活细胞，有的是死细胞。可作为植物分类上的特征之一。表皮毛的作用有，可以相对地防止生物侵害；消除强光的影响，加强对蒸腾的控制；有些植物的表皮毛具有重要经济价值，如棉花和木棉，有些植物的表皮毛可以分泌芳香油等物质。2、周皮、皮孔和树皮（1）周皮：周皮是代替表皮行使保护功能的组织。它由木栓形成层活动产生，属于次生保护组织。,木栓形成层：是由已经成熟的薄壁细胞恢复分裂机能转化而来的。茎中的木栓形成层最初是由表皮或皮层细胞转化而来，根中的木栓形成层则起始于中柱鞘。其主要活动是进行平周分裂，向外产生木栓层，向内分裂出少量的栓内层。木栓层是由数层细胞壁栓化的死细胞构成，结构紧密，不易透水透气，故加强了对植物体内组织的保护作用；栓内层由生活的薄壁细胞组成。木栓层、木栓形成层和栓内层共同构成周皮。,（3）树皮:：树皮是由多层周皮的积累而形成的（真正意义上的树皮）；俗称的树皮则是指形成层以外的所有部分，即多层周皮及次生韧皮部。树皮是树木茎干外围的保护结构。,（2）皮孔：在周皮的形成过程中，常出现一些点状突出物，称为皮孔。是周皮上的通气结构。,三、薄壁组织1、概述：薄壁组织又叫基本组织，植物体中分布广泛，所占比例最大，具有同化、贮藏、通气和吸收等功能。2、特点：细胞壁薄，有细胞间隙（一般间隙内为空气）。3、分类：根据其功能不同，又分为：吸收组织:吸收水分、矿物质盐类或其他养料；同化组织：具有大量叶绿体，能进行光合作用；贮藏组织：积聚或暂时保存各种养料；贮水组织：耐旱肉质植物中用以保存水分的薄壁细胞群；通气组织：生于水域或沼泽中的莲、水稻、芦苇等的根、茎或叶中的用于气体交换的组织。,四、机械组织,1、概念：在植物体内起支持巩固加强作用的组织称为机械组织。2、特征：细胞壁强烈加厚，常成束存在。3、分类：我们根据细胞形状、加厚程度与加厚方式的不同，把机械组织分成厚角组织和厚壁组织。（1）厚角组织：由长形生活的细胞组成。细胞彼此接触的角隅处加厚，故而称为厚角组织，是初生壁的加厚。组织细胞有生活的原生质体，常含叶绿体，硬度不强但有弹性。一般位于双子叶植物茎和叶中。（2）厚壁组织：细胞壁呈均匀的次生增厚，常为木质化，成熟时为无原生质体的死细胞。厚壁组织又可分为石细胞和纤维细胞两类，二者区别在于细胞的形状和存在形式。石细胞：又称硬化细胞。具有极度增厚的细胞壁，增厚部分强烈木质化，有时也有栓质参加。纤维：是两端尖削的狭长细胞，细胞壁强烈次生增厚，常木质化而坚硬，,多成束、成片地紧密排列，每束内纤维细胞相互重叠，形成植物体内主要的加强支持或强化韧性的机械组织。纤维类型分为韧皮纤维和木质纤维两大类。韧皮纤维：主要存在于植物的韧皮部中，也出现在皮层或中柱鞘中。富含纤维素。木纤维：主要存在于植物的木质部中。木纤维次生壁增厚的程度一般不及韧皮纤维。在裸子植物的木质部中（除极少数进化程度高的植物外）没有木纤维和导管的分化，管胞兼有输导水分和机械支持的功能，到了被子植物，管胞继续演化出专营输导的导管和专营机械支持的纤维。,五、输导组织,1、概念：运输植物体内水分和各种营养物质的组织2、分类：根据他们运输的主要物质的不同，我们把输导组织分成导管和管胞（运输水分和无机盐）、筛管和筛胞（运输同化产物）（1）导管和管胞导管：普遍存在于被子植物的木质部中。组成导管的每一个细胞称为导管分子。幼期导管分子较狭小，有原生质体，随着其增长，直径增大，出现大液泡，在微管集中部位逐渐形成各种花纹分布的次生壁，而内质网与质膜相连处则不增厚。不久，导管分子发生胞溶现象，溶酶体将原生质体分解，其纵连处的端壁经过黏化、膨胀而局部解体形成穿孔，具有穿孔的导管分子的端壁称为穿孔板。导管到达一定长度时，其末端封闭而与旁侧的毗邻导管相连，通过侧壁（有不同次生壁加厚）上未增厚的部分或纹孔形成输送水溶液的通道。我们根据导管的发育先后和侧壁木化增厚的方式的不同，将导管分成：环纹、螺纹、梯纹、网纹和孔纹5种。,导管输导功能并不是永久保持，老导管通常会因为侵填体的产生而失去运输功能。侵填体是由于导管周围的薄壁细胞的涨大，通过导管侧壁未增厚的部分或纹孔侵入导管而形成的。侵填体通常是自然产生的，也可以因创伤产生，能起到防止水液外渗的作用。管胞：管胞是蕨类植物和裸子植物唯一的输水的管状细胞，每一个管胞是一个细胞，各管胞呈纵向排列并以斜端互相结合，在贴合面上有具缘纹孔，水分和无机盐主要通过具缘纹孔由一个管胞进入到另一个管胞，其输导效率不及导管。（2）筛管与筛胞筛管：是被子植物韧皮部中输导有机养料的管状结构。它由一列长筒形的、端壁形成筛板的生活细胞（无核）链接而成，每一组成细胞称为筛管分子。筛管分子具有初生壁，端壁及部分侧壁（初生壁）上有许多小孔，称为筛孔。筛孔常成群聚集于稍凹的区域形成筛域，分布有筛域的端壁称为筛板。只有一个筛域的筛板称为单筛板，分布数个筛域的则为复筛板。相连两个筛管分子的原生质形成的联络索