新版大学生_植物学

1、第一章 绪 论1.1 林奈的两界系统1.2 海克尔的三界系统1.3 魏泰克的四界、五界系统1.4 六界和八界系统1.5 三原界系统2 植物在自然界和人类生活中的作用2.1 植物在自然界中的作用2.1.1 植物的光合作用和矿化作用1）光合作用：二氧化碳+水淀粉+氧气+能量。实质：把无机物合成有机物（物质转化）把光能转变为化学能（能量转化）2）矿化作用：有机物必须不断的分解为无机物矿化作用分解途径 a、通过动、植物的呼吸作用进行，有机物+氧二氧化碳+水+能量b、通过非绿色植物的参加。如细菌、真菌对死亡的有机物的分解矿化作用2.1.2 植物在自然界物质循环中的作用1）碳循环作用：主要途径：非绿色植物

2、如细菌，真菌对有机质（动、植物体尸体）分解（矿化作用）释放二氧化碳。其 次：动、植物呼吸，物质燃烧，火山爆发等补充大气中因光合作用而消耗的二氧化碳，使碳获得平衡，光合作用产生的氧气以补充呼吸燃烧等消耗的氧。2）氮的循环作用：A生物固氮的作用：如、豆科植物、细菌、藻类（念珠、鱼腥）水生蕨类（满江红、萍等）将空气中的游离氮固定转化为含氮化合物，成为植物所能吸收利用的氮，这个过程称为生物固氮。B氨化作用：绿色植物将碳水化合物+铵盐蛋白质，蛋白质通过呼吸、或者通过对动、植物尸体的分解，又释放铵离子的过程。C硝化作用：铵在硝化细菌的作用下成为硝酸盐的过程（硝酸盐是植物能够吸收和利用的氮的主要来源）。以上

3、为游离氮化合态氮 D反硝化作用：反硝化细菌的反硝化作用使硝酸盐回复成游离氮（N2）或氧化亚氮（N2O）重返大气中。化合态氮游离氮2.2 植物在人类生活中的作用2.2.1 植物对环境保护的作用1）主要反映在它对大气、水域、土壤的的净化作用：因为叶片表面有表皮毛、粘液、油脂等可吸附粉尘、吸收有毒气体、富集有害物质。2）监测环境作用：监测环境植物对有毒气体敏感的植物。主要在叶片上显示出受害的症状。利用它们来监测有毒气体的浓度，指示环境污染的程度。如:百日草、波斯菊、波菜、胡萝卜可监测 SO2；唐菖蒲、郁金香监测 HF；波斯菊、桃监测 CI2等。空气中SO2为浓度15PPM时，人才能嗅到；而SO2为浓

4、度0.3PPM时，植物就会出现症状。2.2.2 植物对水土保持的作用2.2.3 植物为地球上其他生物提供的作用第二章 植物细胞和组织基本知识体系：本章主要包括细胞基础知识（细胞的发现、细胞学说、细胞的物质构成、细胞类型）真核细胞的构造（细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核的构造）植物细胞的后含物、细胞分裂生长和分化；以及植物组织的基本概念，各种组织的特点和类型，复合组织的种类及组织系统的概念等内容重点：是真核细胞的一般结构及植物细胞的后含物组织的基本概念和不同组织种类的区别。难点：植物细胞分裂分化及植物体生长、发育概念的把握，维管束的种类及不同维管束类型的判断等。基本要求：了解细胞学说基本内容，搞清

5、各种组织在植物中的分布 正确辨别植物细胞分裂分化特点 有丝分裂的各过程 细胞特征；掌握其核细胞的一般构造、功能；熟练掌握植物组织的概念、组织分类和各类组织的结构特点。1 细胞的化学组成1.1 水和无机盐 1.2 有机化合物1.2.1 糖类 糖是一大类有机化合物。绿色植物光合作用的产物主要是糖类，植物体内有机物运输的形式也是糖。糖类在植物生命活动中重要性体现在：1）在细胞中，糖能被分解释放能量，是生命活动的主要能源；2）遗传物质核酸中也含有糖；3）糖还能与蛋白质结合成为糖蛋白，有多种生理功能；4）糖还是组成植物细胞壁的主要成分。糖类分子含C、H、O三种元素，三者的比例为1:2:1，即（CH2O）

6、n ，因此糖被称为碳水化合物，如葡萄糖C6H12O6，但也有例外如脱氧核糖C5H10O4。糖一般有单糖（是最简单的糖，如葡萄糖、果糖、半乳糖、）、寡糖（为麦芽糖、乳糖）、多糖（如淀粉）等。1.2.2 脂类（lipid）是不溶于水而溶于非极性溶（如乙醚、氯仿和苯）的一大类有机化合物。脂类在植物生命活动中重要性体现在：1）构成生物膜；2）脂类分子中贮藏大量的化学能，脂肪氧化时产生的能量是糖氧化时产生能量的二倍多；3）在很多植物种子中含有大量的脂类物质，为贮藏物质如茶子、油菜子等；4）脂类物质还能构成植物体表面的保护层，防止植物体失水。脂类包括中性脂肪、磷脂、类固醇和萜类等。1.2.3 蛋白质（pr

7、otein）在植物的生命活动过程中，起着十分重要的作用，也与植物体的结构、性状和发育有密切的关系。蛋白质在植物生命活动中重要性体现在：1）植物新陈代谢的各种生物化学反应和生命活动过程如氧化还原反应、电子传递、光合作用、物质运输、生长发育、遗传与变异等都有蛋白质参与；2）生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶也是蛋白质；3）蛋白质还参与基因表达的调节与控制，起到调节生命活动的作用；4）此外豆类和谷类的种子贮藏蛋白是供给植物生长发育的营养物质。蛋白质的基本结构单位为氨基酸。1.2.4 核苷酸和核酸 核酸是最重要的一类大分子。核酸分为脱氧核糖核酸（简称为DNA）主要存在于各种细胞的细胞核中，细胞质

8、中也有少量的DNA，这些DNA存在于线粒体与叶绿素中；核糖核酸（简称为RNA）在细胞质中的含量较高。核酸是遗传信息的载体，可将遗传信息进行“转录”和“翻译”。组成DNA和RNA的基本单位是核苷酸。1.2.5 维生素维生素（vitamin）在生物体内含量很少，但缺少时生命活动就不能正常进行。很多维生素具有辅助酶的功能，参与某些酶催化的生物化学反应。2 植物细胞的形态结构2.1 植物细胞的发现及学说细胞的发现：1665年虎克（英国物理学家）用自制显微镜观察了软木及其它植物组织，发现其中有许多蜂窝状小室，他称之为“cell”中文译为“细胞”实际上虎克看到的仅仅是死细胞的细胞壁。19世纪，30年代（1

9、830年）（一百多年以后）布朗在兰科植物叶片的表皮细胞中发现了核与质，至此细胞的基本结构都发现了。它标志着人类对生物微观世界认识的开始。细胞学说的创立：1838年，德国植物学家施莱登第一个指示：“一切植物，如果它们不是单细胞的话，都完全由细胞集合而成。细胞是植物结构的基本单位。” 1839年，首次提出了“细胞学说”（cell theory）这一名词。2.2 植物细胞的形状与大小2.2.1 植物细胞的形状1）形态多样（立体）球状体、多面体、纺锤体和柱状体等。2）单细胞植物体或分离的单个细胞，因细胞处于游离状态常常呈球形。（如单细胞藻类和细菌）3）多细胞植物体，细胞排列紧密相互挤压而呈各种形态多面

10、体。4）根据力学计算和实验观察指出，在均匀的组织中，一个典型的未经特殊化的薄壁细胞是十四面体。5）所处环境条件和所担负的生理功能不同，其形状不同。如担负运输水分和养料的细胞呈长柱形，连接成相通的“管道”。2.2.2 植物细胞的大小植物细胞之所以小，主要受两个因素的影响：A细胞核和细胞质体积之间的关系；B细胞相对表面积大小与物质迅速交换和转运的关系。2.3 植物细胞的基本结构原生质体(protoplast)： 细胞膜 (cell membrane)、细胞核（nucleus）、细胞质（cytoplasm）细胞壁(cell wall)： 初生壁（primary wall）、次生壁（secondary

11、 wall）、胞间层2.4 原生质体构成原生质体的主要物质是原生质，而原生质是细胞内具有生命活性的物质，它是构成生活细胞的基本物质，即细胞是由原生质构成的，原生质是细胞结构和生命的物质基础。化学成分：除水之外主要是蛋白质、核酸、类脂、糖类（占细胞干重的90%以上），此外还有少量的无机盐和贮藏物质。在光学显微镜下，原生质体可以明显分为细胞核（nucleus）和细胞质 (cytoplasm)。2.4.1 细胞核1）位置和形态：随细胞生长而变化A幼年：位于细胞中央，核较大呈圆球形B生长期：由于液泡形成，一般核随质一起移到靠壁的部位，呈半球形或C圆饼形。但细胞核总是存在于细胞质中，中央液泡的形成是成熟

12、植物细胞的显著特征。2）结构：A核膜：包被在核的外面，由内向外二层单位膜所组成，二膜间隔为周腔 二膜愈合形成小孔为核孔（可开闭）核膜的功能：将核内遗传物质的质相分隔。B核质：染色质、C核液：均匀透明胶状物质。核液的功能：染色质和核仁悬浮于其中 。D核仁：是核质中一个到几个折光性较强的匀质球体，主要化学成分是蛋白质80%，RAN10%。少量的DNA和微量脂类。核仁的功能：是核内合成和贮藏RNA的场所。3）功能：由于细胞内的遗传物质DNA主要集中在核内，因此主要功能是贮存和传递遗传信息，在细胞遗传中起重要作用。其次对细胞的整个生理活动也起着重要调节和控制作用。如果除去细胞核，就会引起细胞代谢的不正

13、常，很快导致细胞死亡。2.4.2 细胞质细胞壁与细胞核之间所有原生质。结 构： 质膜（位于细胞壁之内，紧贴细胞壁）、细胞器、细胞质基质（胞基质）。1） 质膜（plasma membrane）：包围在细胞质表面的一层薄膜，厚度7.5nm，75A。光学显微镜下无法识别，电子显微镜下，质膜可见明显的三层结构，两侧呈两个暗带（主要成分为蛋白质），中间夹有一个明带（主要成分为类脂）。A特 点：质膜是一个不对称的结构、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，使膜的结构处于断地变动状态。B功 能：主要功能是控制细胞与外界环境之间的物质交换具有选择透性；其次具有胞饮现象通过本身的内陷把细胞外

14、部不能透过质膜的大分子物质包裹起来并转移到细胞内。另外还有一些重要的生理功能，如主动运输、接受和传递外界信息，抵御病菌感染，参与细胞间的相互识别等。2）细胞器：是散布在细胞质内有一定结构和功能的微结构或微器官。包括质体、线粒体、内质网、高尔基体、核糖核蛋白、液泡、溶酶体、圆球体、微体、微管和微丝。质体：双层膜构成，一般认为是由幼小的前质体发育而来，因外界条件而异。（如图）包括：叶绿体（基粒、基粒间膜、基质）、白色体、有色体（胡萝卜素、叶黄素）。线粒体：双层膜构成，内膜折叠成嵴以扩大内膜表面积。在两膜之间及中心腔内是以可溶性的蛋白质为主的基质。在膜上和基质中，有100多种酶。（如图）功能：是细胞

15、进行呼吸作用的场所，呼吸释放的能量，能透过膜转运到细胞的其它部分，提供各种代谢活动的需要。因此，线粒体被喻为细胞中的“动力工厂”。新陈代谢旺盛的部位，线粒体相对较集中。内质网：一层膜构成，网状管道系统，向外与质膜相连，向内与核外膜相连，甚至还能随同胞间连丝穿过细胞壁与相近细胞的内质网发生联系。包括：粗糙型：膜的外面附有核糖核蛋白质颗粒；光滑型：膜的外面不含核糖核蛋白质颗粒。功能：粗糙型：合成并运转蛋白质；光滑型：合成和运输类脂和多糖。参与细胞壁的纤维素的合成。高尔基体：一层膜构成。中间：一叠扁平的囊状结构，能形成小泡。外围：穿孔与边缘的小泡和管状结构相连成网状功能：与细胞的分泌物功能相联系，细

16、胞分泌物（主要为多糖和多糖蛋白质复合体）可以在高尔基体中合成，（但也可以来源其他部分如内质网），经高尔基体进一步加工，再由高尔基小泡将它们携带转运到目的地，主要用来提供细胞壁的形成和生长。因此，高尔基体被喻为蛋白质的“加工厂”。核糖核蛋白体简称为核糖体：非膜性结构的细胞器。主要成分：RNA和蛋白质部位：游离态存在，附着于粗糙型内质网膜上，此外，细胞核，线粒体，叶绿体中也存在。功能：蛋白质合成中心，氨基酸在它上面有规则地组装成蛋白质。因此核糖核蛋白体被喻为蛋白质的“装配机器” 液泡：中央大液泡是成熟植物生活细胞的显著特征，也是动、植物结构区分之特征。一层膜构成，内充满细胞液（cell

17、sap）（如图）细胞液成分：代谢产生的储藏物：如糖、有机酸、蛋白质、磷脂等。排泄物：草酸钙，花色素等。功能：细胞液中各类物质的富集使细胞液保持相当的浓度，这对于细胞渗透压和膨压的维持以及水分的吸收有着很大的关系，使细胞保持一定的形状和进行正常的活动。同时高浓度的细胞液，使细胞在低温时不易冻结，干旱时不易失水，提高抗寒、旱能力。溶酶体：一层膜，水解酶类。圆球体：半层膜，脂肪积累场所微 体：一层膜，与相似，氧化酶和过氧化氢酶类微管与微丝： 非膜结构，相互交积的网状结构，是细胞内骨骼状的支架，使细胞具有一定形状的微粱系统。3）胞基质：是一种无结构半透明的胶体，能不断运动，细胞器及细胞核都包埋于其中。

18、功能：带动细胞器作规则的持续的流动胞质运动，促进了细胞器之间生理上的相互联系而成为物质运输和信息传递的介质，也是细胞代谢的一个重要场所并为此提供原料。2.5 细胞壁位置：包围在原生质体外面的一个坚韧的外壳。2.5.1 细胞壁层次1）胞间层：又称中间层，存在于细胞壁的最外面或两相邻细胞之间，化学成分主要是果胶，具有较强的亲水性和可塑性。功能：连接相邻两个细胞的作用。但果胶很易被酸或酶等溶解，从而导致细胞的相互分离，如沤麻2）初生壁：是细胞停止生长前原生质体分泌形成的细胞壁层，存在于胞间层的内侧。一般很薄13um，质地柔软，可塑性大，能随细胞的生长而延展。主要成分：纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白（

19、少量）。如果没有新壁层的积累，初生壁便成为它们永久细胞壁。3）次生壁：是细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的细胞层。一般较厚约510um，质地坚硬，有3层结构。主要成分：纤维素，少量半纤维素和木质素。因此，一个典型的具次生壁结构的细胞壁可看到层结构：胞间层、初生壁、三层次生壁。但是，不是所有的细胞都具有次生壁（胞间层与初生壁是所有植物细胞都具有的结构）大部分具有次生壁的细胞在成熟时原生质体死亡，残留的细胞壁起支持和保护植物体的功能。如组成机械组织的厚壁组织、组成输导组织的导管、管胞等。2.5.2 纹孔和胞间连丝1）纹孔：细胞壁生长时并不是均匀增厚的（一般微管集中的地方增厚，内质网分布的地方不

20、增厚）次生壁不增厚的地方，细胞壁较薄，称为纹孔。包括单纹孔和具缘纹孔。功能：是细胞间水分和物质交换的通道。2）胞间连丝：通过纹孔和细胞壁，而贯穿于相邻两细胞之间的原生质丝。功能：是细胞之间物质交换和信息联系的桥梁。综上所述：1、细胞的主要结构是原生质体，细胞壁对原生质体起保护作用。2、各类细胞器在结构、起源、发育以及功能上虽有所不同，但都是相互联系、相互依赖的，原生质体是作为一个整体单位而进行生命活动。3、相联系体现在绝大部分的细胞器都是由膜所围成单位膜，形成了一个统一的相互联系的内膜系统（相对质膜而言）4、内膜系统是生物进化到一定阶段的产物，只有真核细胞才具有内膜系统，起着分隔化、区域化的作

21、用，保证生化反应顺利、高效进行。5、内膜系统还与质膜相连，相邻细胞的内膜通过胞间联丝相互沟通，从而形成一个细胞内及细胞间物质与信息的运输系统，从而使多细胞有机体能成为协调的统一整体。2.6 植物细胞的后含物后含物是细胞原生体代谢作用的产物，有贮藏物和废物。结构：为非原生质的物质。位置：有的在原生质体中，如液泡内，细胞质中，细胞器中等，有的存在于细胞壁上。成分：淀粉，蛋白质，脂肪和油类，及晶体状的无机盐（丹宁、树脂、树胶、植物碱等）。许多后含物对人类有重要的经济价值。3 植物细胞的繁殖种子植物从受精卵胚幼苗根、茎、叶生长开花、结果，都是以细胞繁殖为前提，细胞繁殖就是细胞数目的增加。这种增加是通过

22、细胞分裂来实现的。间期：是从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂开始的一段时间。间期细胞的特点：核：呈球形，位于中央，并占很大比例，具核膜，核仁（明显）,染色质不规则。质：很浓，反映出这时的细胞具有旺盛的代谢活动。细胞真正进入了分裂时期。包括：A复制前期（gap1 ，简称G1）是从有丝分裂完成到开始DNA复制以前的间隔时期，是DNA复制的准备阶段，细胞主要进行RNA和蛋白质的合成，所以核仁明显增大。B复制期（synthesis phase,简称 S）为DNA复制和组蛋白合成时期，到本期结束时DNA的含量增加一倍。C复制后期（gap2，简称G2）是从DNA复制完成到下一次分裂开始之间的这一段时期，在

23、这一时期，DNA的合成终止，但蛋白质和RNA的合成仍然继续进行。3.2 有丝分裂（间接分裂）1）间期：前一次分裂结束下一次分裂开始，是分裂前的准备时期。能量的积累、RNA的合成，蛋白质的合成，DNA的复制为细胞分裂进行物质准备。2）前期：主要特点：细胞核内出现染色体（进入前期的标志），随后核膜、核仁消失，出现纺缍丝（由70-150根微管构成）3）中期：主要特点：染色体在纺缍丝的牵引下，聚集在细胞中央的赤道板上（严格讲是着丝点在赤道板上），染色体变的短而粗，纺缍体完全形成，非常明显。4）后期：主要特点：染色体分裂成两组子染色体（着丝点处裂开），在纺缍丝的作用下分别移向相反的两极（染色体牵丝变短，

24、连续丝变长）。5）末期：主要特点：染色体到达两极，核膜，核仁重新出现，新子核形成，染色体重新解旋变成染色质细丝，分散在新核中。子核的出现，标志着细胞核分裂的结束。3.2.2 胞质分裂是在两个新的子核间形成新细胞壁，把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程。在两个子核之间连续丝中增加许多短而密的纺缍丝，形成了一个密集着纺缍丝的桶状区域称为成膜体。许多含多糖类物质小泡在此聚集，相互融合，释放多糖类物质构成细胞板，将细胞质从中间隔开。同时小泡的被膜相互融合，在细胞板的两侧形成新的质膜，并向四周扩展与原母细胞的初生壁相连接，把一个母细胞分隔成二个子细胞。这时的细胞板就成为新细胞壁的胞间层的最初部分。至此，整

25、个有丝分裂过程结束。3.3 无丝分裂（直接分裂）特点：无丝分裂过程较简单，分裂时，核内不出现染色体和纺缍丝，与有丝分裂相比，速度较快，耗能较少，二个子核质有区别。分裂过程：最常见的是横缢分裂。首先是细胞核的核仁，一分为二，接着核伸长，中部凹陷变细，最后断裂成为二个子核，并在子核间形成新的细胞壁。3.4 减数分裂生在生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂（又称成熟分裂）与有丝分裂相比：相同点：分裂过程中，出现纺缍丝和染色体不同点：DNA只复制一次，而细胞却要连续分裂二次，形成四个子细胞。染色体数只有母细胞的一半。包括两次分裂，第一次分裂比有丝分裂复杂得多，第二次分裂与有丝分裂基本相同。4.2 植

26、物细胞的分化1、细胞分化概念：是指一团相当一致的分生细胞，在其成熟过程中出现结构和功能上的差异（特异化）。2、分化表现：外貌的形态变化、内部的生理变化。生理变化是形态变化的基础，形态变化（更容易察觉）是生理变化的表现形式。3、细胞分化的结果 ：使得多细胞植物，各类细胞在功能上有着明确的分工，与之相适应的细胞在形态和结构上就表现出不同的特征，使得多细胞植物体内的细胞的功能趋向专业化，产生了许多生理功能不同细胞，从而大大提高了各种生理功能的效率。细胞分化是植物系统发育到一定阶段的产物，是植物进化的一个突出的表现。如被子植物是最高等的植物，细胞分工最精细，结构最复杂，功能最完善，吸收、运输、贮藏、保

27、护、支持等各种功能几乎都由专一的细胞类型分别承担。5 植物的组织和组织系统5.1 组织与器官的概念细胞的分化导致植物体中形成多种类型的细胞，人们一般把在个体发育中具有相同来源（即由同一个或一群分生细胞生长分化而来的）行使同一生理功能的同一类型或不同类型的细胞群组织。同一类型细胞构成的组织简单组织；多种类型细胞构成的组织复合组织。其中每一种组织具有一定的分布规律和行使一种主要的生理功能，但是这些组织的功能又是互相依赖和相互配合的。如叶子，主要为同化组织进行光合作用，但它表面覆盖着保护组织（防机械损失、阻止水分蒸发）内部又有输导组织贯穿其中（供应水分、运走同化产物）。5.2 植物组织的类型植物组织

28、包括：分生组织植物“永恒”组织和成熟组织永久组织：成熟组织包括：基本组织（薄壁组织）植物“易变组织”、保护组织植物的甲胄、机械组织植物“骨骼”、输导组织植物“血脉”、分泌结构植物的“内脏”。5.2.1 分生组织。5.2.1.1 依来源的性质分由能持续分裂能力的细胞组成的细胞群。分为原分生组织、初分生组织和次分生组织。1）原分生组织：直接由胚（受精卵）细胞保留下来的，具有强烈而持久分裂能力，位于根、茎端较前的部分（顶端）。细胞形态特点：细胞小而等径，壁薄，核大，质浓，液泡小而散，缺少后含物。2）初生分生组织：由原分生组织刚衍生的细胞组成。细胞形态特点：细胞已出现了最初的分化，但仍具有分裂能力，边

29、分裂边分化的过渡组织。包括：原表皮最后形成表皮，原形成最后层形成初生维管，基本分生组织最后形成皮层。3）次生分生组织：由已成熟的组织细胞（薄壁组织）经生理和结构上的变化，脱离原来的成熟状态（反分化）重新恢复分裂能力转变而成的组织。如根的维管形成层，茎的束间形成层和木栓形成层等。5.2.1.2 依在植物体上的位置分顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织。1）顶端分生组织：位于根、茎主轴和侧枝的顶端，包括原分生组织和初分生组织。分生结果：使根、茎不断伸长，并在茎上形成侧枝和叶，茎的顶端发育到一定阶段，还形成生殖器官。2）侧生分生组织：位于根、茎侧方的分生组织，包括次生分生组织：形成层、木栓形成层

30、、束间形成层。分生结果：形成层活动使根、茎不断增粗。木栓形成层活动使增粗表面不断形成新保护组织。主要存在于裸子植物和木本双子叶植物中。根、茎叶没有明显增粗生长：草本双子叶植物侧生分生组织活动很微弱或根本不存在、单子叶植物侧生分生组织活动一般不存在。3）居间分生组织：位于成熟组织之间的分生组织，是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。多见于单子叶植物茎（茎间基部）叶内。分生结果：使单子叶植物如小麦、水稻、竹子拔节、抽穗，韭菜切割后的重新生长等。（叶基部居间活动结果），但分裂活动的时间较短，一段时间后都成为成熟组织（花生雌蕊柄基部居间分生组织活动能把开花后的子房推入土中）。5.2.2 成熟组织分

31、生组织衍生的大部分细胞逐渐失去分裂能力，进一步生长和分化，形成的其他各种组织成熟组织（相对）。5.2.2.1 保护组织覆盖于植物体表起保护作用的组织，包括表皮和周皮。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等。 1）表皮：又称表皮层，是幼嫩的根、茎、叶、花、果等表面层细胞。来源：由初生分生组织的原表皮分化而来，特点：一层生活细胞构成，不含叶绿体，但常有白色体和有色体，排列十分紧密，除气孔外无胞间隙，通常不只是由一类细胞组成，而是含有多种不同特征和功能的细胞。如表皮细胞，保卫细胞，表皮毛等。内部主要结构：气孔器：主要由保卫细胞气孔组成，有的有副卫细胞

32、。表皮毛：表皮细胞衍生而成的一种结构。见图P52。功能：协助表皮起保护作用；具有经济价值，如棉花就是种皮上的表皮毛；有利于根的吸收，如根的表皮毛根毛；能分泌芳香油，树脂，樟脑等。表皮存在的时间：依所在器官是否具有加粗生长而异。如有加粗（裸子、双子叶根、茎）表皮将被破坏，脱落由内方次生保护组织周皮取代2）周皮：是取代表皮的次生保护组织，存在加粗生长的根、茎表面。来源：由次生（侧生）分生组织木栓形成层形成。特点：周皮：木栓层（次生保护层，由数层死细胞构成）、木栓形成层（次生分生组织）栓内层（次生薄壁组织，一层生活细胞组成）内部主要结构：皮孔-周皮的某些限定部位（原来表皮气孔的部位）其木栓形成层细胞

33、比其他部分更为活跃（向外衍生）薄壁细胞补充组织突破周皮（木栓层）皮孔（树皮表面各种形状的小突起）而成为次生结构中气体进出植物体通道。5.2.2.2 薄壁组织 以细胞具有薄的初生壁而得名，又是植物体分布最广的一种组织，除保护组织外其它组织都被埋藏于其中，因此又称为基本组织，而且具有同化、贮藏、吸收等功能，又称为营养组织。特点：1）细胞壁薄，是一类特化程度不高的成熟组织。2）细胞具有潜在的分裂能力，在一定条件下，很容易脱化为分生组织（叫反分化或脱分化）。3）具有很大的可塑性可进一步发育成特化程度更高的组织如厚角组织，厚壁组织（属机械组织）（叫再分化）。4）具有发达的胞间隙5）可特化成同化组织（进行

34、光合作用）、贮藏组织（淀、蛋、脂、丹宁等）、通气组织（形成大气腔）、贮水组织（液泡）、传递组织。5.2.2.3 机械组织对植物起主要支持作用的组织。特点：它有很厚的细胞壁，因此具有很强的抗压抗张力，抗曲绕能力，使植物能挺立空间。包括：厚角组织，厚壁组织（结构不同。）1）厚角组织特点：为初生机械组织由分化程度较低的生活细胞构成，细胞壁不均匀增厚（通常在几个细胞邻接处的角隅处增厚）厚角。化学成分：纤维素，果胶，半纤维，（不含木质）。分布：存在于正在生长或经常摆动的器官中，如幼茎，花梗，叶柄及大的叶脉中，根中一般不存在，而且一般总是分布于器官的外围或直接在表皮下或与表皮只隔开几层薄壁细胞。与薄壁细胞

35、相比：有许多相似处，如生活细胞发育出叶绿体，细胞也具有分裂的潜能，在许多植物中它们能参与木栓形成层的形成。功能：起支持作用（又不妨碍器官的生长）。2）厚壁组织特点：为次生机械组织由分化程度较高的死细胞构成，细胞壁均匀增厚化学成分：纤维、木质、石细胞（梨，草质叶，坚果核含量较多）分布：在器官的内部，功能：成熟植物体中主要支持组织。5.2.2.4 输导组织植物体内担负水分和养分运输的主要结构，分别由二类输导组织来承担：一类为木质部：主要运输水分和溶解于其中的无机盐；一类为韧皮部：主要运输有机营养物质1） 木质部：包含导管，管胞，木纤维，木薄壁细胞等，属复合组织导管与管胞相同点：a，都是厚壁的伸长细

36、胞,b，成熟时都没有生活的原生质体，c,次生壁具有各种形式的木质化增厚（不均匀）如环纹，螺纹，梯纹，网纹，和孔纹等花纹。导管和管胞不同点：导管：a 细胞死亡原生质体分解，导管分子相连的横壁在细胞成熟过程中被溶解而形成穿孔上下细胞相通成为一个多细胞的长管。b ,导管分子管径较大，因此具有较高的输水效率，c,较进化的植物所具有的（被原始裸蕨无）。管胞：a 单个细胞末端楔形，上下细胞端部紧密重叠，通过纹孔上，下流通。（不形成穿孔）b 管胞分子管径较小，输导功能较弱。C 维管植物（蕨，裸）输水组织。d,在系统发充中，管胞演化。管胞，细胞壁增厚木纤维（支持功能） 细胞端壁溶解导管分子（输导功能）木薄壁细

37、胞，发育早期是生活的，到后期细胞壁也木质化，常会有淀粉和结晶具有储藏功能。2）韧皮部包含筛管，筛胞，伴胞，韧薄壁细胞，韧皮纤维，属复合组织。筛管分子特点早期：长管形，只具初生壁，壁薄，生活细胞。后期：成熟后，核消失。筛板上下筛管分子相接的横壁。筛孔筛板上许多小孔。伴胞筛管侧方与之相伴而生的薄壁细胞，与筛管分子共同来源于一个母细胞，生活细胞壁薄，有浓厚的细胞质，明显的细胞核。筛管的运输功能与伴胞的代谢紧密相关。在裸子植物和蕨类中，无筛管，只有筛胞较原始。筛胞与筛管分子的区别：筛胞的端壁不特化成筛板，只有原生质丝相通的小孔，输导力较弱。5.2.2.5 分泌组织能产生分泌物的有关细胞或特化的细胞组织

38、，称分泌结构。包括：外分泌结构，内分泌结构。1）外分泌结构：位于器官外表，其分泌物能直接排出体外，如蜜腺（分泌糖液），腺毛，腺表皮（具有分泌功能表皮细胞），排水器（泌水）。2）内分泌结构：分泌物不排到体外的分泌结构，如分泌细胞，（油类，丹宁，粘液，樟等）分泌腔，（空腔，树脂道，漆脂道）分泌道，（管道）乳汁管（橡胶）等。5.3 组织系统5.3.1 组织系统构成植物体的各种组织（一种或几种）在分布上是连续的，从而构成一个结构和功能上的单位。包括：皮组织系统皮系统（表皮，周皮连续保护层）、基本组织系统基本组织（薄厚角厚壁组织，基本功组成）、维管组织系统维管系统（根，叶连续输导管）。三者关系：从外到内

39、，皮系统基本系统维管系统。5.3.2 植物器官植物细胞组织形成器官（能行使特定生理功能）如根，茎，叶，与植物营养有关，称为营养器官结构。花，果实，种子与植物生殖有关， 称为繁殖器官。第三章 种子和幼苗基本知识体系主要包括：种子组成，种子类型，种子萌发和幼苗类型等内容。本章的重点和难点重点：在于种子的基本组成，种子萌发的条件和过程以及幼苗类型。难点：是正确理解种子萌发的过程及其环境条件对种子萌发的作用机制。基本要求：能叙述种子的基本结构、萌发条件、种子萌发基本过程及内外因子对种子萌发的作用机制. 能区别单子叶植物和双子叶植物的种子，有胚乳和无胚乳种子、子叶出土和子叶留土幼苗的基本类型.能知道不同

40、植物种子的特性和生产中播种要求1 种子的结构和类型1.1 种子的结构构造虽然种子在形态上变化之大，但基本结构却是一致的，一般由胚(embryo) 、胚乳(endosperm)和种皮（seed coat， testa）三部分组成。有些种子具有外胚乳（perisperm）或假种皮。1、胚是新生植物雏体，由受精卵发育而来，是构成种子最主要部分。包括胚根、胚芽、胚轴、子叶四部分。胚在环境适宜的条件下生长发育成根、茎、叶，为新的植株。胚在不良环境下就休眠，由种皮或果实保护胚。胚：a胚根（发育为初生根）；b胚芽（发育成地上的主茎和叶）；c胚轴（上端连胚芽，下端连胚根）；d子叶（植物体最早的叶，不同植物变化

41、较大）。A被子植物：2片子叶双子叶 如豆、瓜、棉、油菜等，1片子叶单子叶 如水稻、小麦、玉米等。B裸子植物：子叶数目很不一致，2枚（扁柏）23枚（银杏）、多枚（松树）。C子叶的作用：贮藏养料，如大豆，花生等； 短期光合作用，如陆地棉，油菜等；分泌酶物质，消化吸收胚乳养料，供胚利用，如水稻，小麦。2、胚乳种子内贮藏养料的组织，种子萌发时，其营养物质被胚消化，吸收和利用。如果胚乳在种子形成过程中，其营养物质被胚吸收，而转入子叶中贮存形成无胚乳种子。贮藏的物质有蛋白质，糖类，油脂，少量的无机盐，纤维等。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

42、，外胚乳与胚乳来源不同，但功能相同。3、种皮由珠被发育而来，种子外面的覆被部分，起保护作用 （防外力机械损伤，防病虫入侵）。A种皮的厚薄，色泽，层数等因植物种类不同而不同。B成熟的种子种皮上常可见：a种脐脱离果实而留下的痕迹。b种孔胚珠时期，珠孔发育而成的位于种脐一端是水分进入种子的一个通道.c种阜外种皮延伸而成海绵状隆起物，覆盖脐孔。d种背种子腹面中央稍微隆起的纵向痕迹。是维管束集中分布的地方。1.2 种子的类型根据成熟种子内胚乳的有无，将种子分为有胚乳种子和无胚乳种子。1、有胚乳种子包括：种皮、胚、胚乳三部分。如双子叶植物中：蓖麻，烟草，香茄，柿，桑等。单子叶植物中：水稻，小麦，玉米，洋葱

43、，高梁等2、无胚乳种子包括：种皮、胚二部分。 子叶肥厚，贮藏大量营养物质，代替了胚乳的功能 。如双子叶植物中：豆类、瓜类、花生、棉花、柑桔等； 单子叶植物中：慈姑，泽泻等（种子无胚乳很少）。AAAA种子的休眠有些植物的种子，如人参，红松等成熟后即使在适宜的环境条件下，也不能立即萌发，必须经过一段相对静止的阶段才萌发，种子的这一性质称为休眠（dormancy）。种子休眠的原因：（1）种子的后熟作用，种子脱离母体后，形态上成熟，生理上没成熟如银杏，毛茛；（2）种皮太厚，不易透气、透水，而限制种子萌发如桃；（3）种子内有抑制性物质的存在，阻碍种子萌发如有机酸、植物碱、激素等。在胚，种皮，果肉或果汁里

44、就有有机酸的存在，只有消除它才能萌发，所以瓜，果内的种子只有取出后才能萌发种子萌发的外界条件种子萌发（seed germination）在适宜的环境条件下，处在休眠状态下的胚转入活动状态,开始生长，这一过程称之萌发。萌发所不可缺少的外界条件是：1、充足的水分是供应种子萌发的必要条件之一。使坚硬的种皮吸水软化，使和流通，种子种皮体外。为胚根，胚芽突破种皮，向外生长创造条件。促进各种酶的活动，使贮藏的营养物质从不溶状态溶解状态运到胚生长处，供胚利用。但水分过多，会引起缺氧，种子进行无氧呼吸会产生CO2、酒精等，使种子中毒，造成烂种，（烂根、芽）。一般种子需要的吸水量要超过种子干重的30左右。P75

45、2、适宜的温度是必要条件之一。种子的萌发，种子内的一系列物质变化都是在酶的催化作用下进行的，而酶的作用需要一定的温度才能进行。温度有一定的范围：最高极限；最适是种子萌发最理想条件；最低极限。为温度三大基点，见表P76。在最适温度内，温度越高种子生理活动越旺盛，萌发生长越快，原产南方，萌发温度高一些；原产北方萌发温度低一些。3、足够的氧气是必要条件之一。种子萌发时，细胞内的各种生理活动加强，需要能量，能量来源只有通过呼吸作用产生，因此需要大量的氧气（如播种前松土）。4、除此之外，光线与种子的萌发关系不大，但如烟草，杜鹃，胡萝卜，芹菜对光要求较高，光就成了必要条件之一，也有在暗条件下萌发的，如苋菜

46、，菟丝子。5）土壤的PH值，对种子萌发也有一定关系，微酸、碱，中性适应种子萌发，强酸、碱不适应2.3 幼苗的形成和类型2.3.1 幼苗的形成过程1、吸胀：种子吸水膨胀到细胞内水达到饱和状态到停止吸水。(必经过程)吸胀以后，内含物由凝胶状态溶胶状态，有利于生化过程的加速进行种皮变软，有利于O2 、 CO2 渗透性，加强呼吸，因此吸胀依赖于充足水分。2、萌动：细胞内酶在一定温度条件下加强活动，将贮存在胚乳或子叶内的不溶性的高分子营养物质转化为可溶性的简单物质，运往胚的各部分，供胚吸收利用。胚细胞吸收了营养，使之成为生命的原生质，经细胞分裂，生长，使胚内的胚根，胚芽，胚轴，很快增大，顶破种皮而伸出即

47、萌动，因此萌动依赖于温度，氧气。3、发芽：首先，胚根突破种皮迅速向下生长主根（胚根尖端对着萌发孔，向地性）使幼苗很快固定在土壤中，及时吸收水分和养料；与此同时，胚轴加强活动，相应生长和伸长。把胚芽或胚芽连同子叶一起推出土面，向上生长茎、叶幼苗。最初，子叶转绿进行光合作用，如棉花，大豆，油菜等。待幼叶张开行使光合作用后，原子叶就枯萎，脱落。从种子幼苗，营养物质来源种子内现成的有机养料2.3.2 幼苗的类型种子发芽时，由于上下胚轴生长速度不同，形成不同的幼苗。1、子叶出土幼苗种子萌发后，上胚轴不伸长或伸长慢，子叶都由下胚轴伸长带出土面，如无胚乳种子，大豆，棉花，油菜，瓜类等，有胚乳种子，蓖麻，洋葱

48、，等。2、子叶留土幼苗种子萌发后，下胚轴不伸长，而是上胚轴伸长，所以子叶并不随胚芽伸出土面而留在土中。如无胚乳种子，蚕豆，豌豆，柑桔，荔枝等。有胚乳种子，核桃，橡胶。单子叶：小麦，水稻，玉米等。农业上播种深度：子叶出土，浅，顶土力量大，深；子叶留土，深，顶土力量小，浅第四章 种子植物的营养器官器官构成植物体的基本单位。为植物细胞，细胞分化导致植物各种组织的形成，再由多种不同的植物组织，有序结合，在外形上具有显著形态特征，行使特定生理功能的结构，称为植物器官。担负着植物体营养生长的一类器官称为营养器官根，茎，叶。A基本知识体系：本节主要内容为根的形态结构和生理功能以及根的发育过程和根的变态。B重

49、点和难点：重点在于根尖的结构：包括初生结构和次生结构。难点：是明确营养器解剖结构在不同类型植物上的表现和差异，各个器官在结构和功能的密切联系等。C基本要求：了解根变态器官的内部构造，根瘤和菌根的形成及在植物生长中的作用；掌握根的解剖结构在不同植物上的特点和差异；熟练掌握根的外部形态及生理功能，及根的初生结构和次生结构。1.根-植物地下宫殿 1.1 根的生理功能和经济利用 根的主要功能是吸收作用：吸收土壤中的水，二氧化碳，无机盐（硫酸盐，硝酸盐，磷酸盐，K，Na离子）。固着和支持和防护作用： 依赖于庞大的根系和根内牢固的机械组织和维管组织。 输导作用： 表皮和根毛吸收的物资通过微管组织即：木质部

50、，韧皮部进行运输。合成作用： 在根中能合成蛋白质所必须的各种氨基酸，以及激素和植物碱（促地上生长） 储藏和繁殖作用：根内的薄壁组织具有贮藏作用，根能产生不定芽，扦插繁殖防护作用：庞大的根系具有固定流沙，保护堤岸，防止水土流失的作用。经济利用： 食用，药用（人参，大黄，当归），工业原料（甜菜，甘薯）园艺 （根雕）1.2 根和根系1.2.1 根植物地下宫殿.除少数气生根外，一般是指地面下的营养器官，由胚根发育而来，顶端能无限地向下生长，并反复分枝形成庞大的根系。由于土壤中相对稳定的环境条件，根是植物体中比较保守的器官。根固定在土壤中，吸收土壤中的水分和无机盐并输送到地上部分。主根、侧根和不定根A主

51、根：种子萌发时，胚根首先突破种皮，垂直向地下生长，是植物体上最早出现的根，称主根，也称初生根或直根B侧根：主根生长到一定长度，在一定部位上侧向地从内部生出许多支根称侧根。a一级侧根：（次生根）从主根上生出的侧根；b二级侧根：（三生根）从一级侧根上生出的侧根以上两种根都有一定的发生位置（都来源于胚根），所以统称为定根。C不定根：另有些植物是从茎，叶，老根或胚轴上生出的，着生位置不定称之不定根，与定根具有同样的构造和生理功能。也可产生侧根，还可增加吸收面积，加固植物等作用，农、林、园艺上常利用这一特性进行扦插，压条等营养繁殖。注：农业上把胚根形成的主根、胚轴形成的不定根（禾本科作物）统称种子根，也

52、称初生根。把茎基部节上不定根称为次生根，与植物系名词有别。1.2.2 根系株植物地下部分的根的总和。可分为：直根系、须根系。A直根系：有明显的主根和侧根区别的根系，如松，柏，等属多数双子叶植物和裸子植物。B须根系：无明显的主侧根区别，主要由不定根和它的分枝组成，粗细相近，呈丛生状态，如葱，蒜，百合等禾本科植物属，多数单子叶植物。注：禾本科植物种子萌发形成的主根存活期不长，以后由胚轴或基部产生的不定根代替。1.2.3 根系在土壤中的分布A深根系，主根发达，分布较深， 如直根系。B浅根系，主根不发达，分布较浅，如须根系（不定根、侧根）深浅取决于：遗传性、外界条件。在农、林、园艺生产中都应掌握的特性

53、。 1.3 根的发育1.3.1 顶端分生组织种子萌发后，胚根的顶端分生组织细胞经过分裂，生长，分化形成了主根。原分生组织形成初分生组织（原表皮表皮、原形成层初生维管、基本分生组织皮层）。分层现象：因植物种类而有所不同，分两种类型。A顶端组成的封闭型维管柱，皮层和根冠三个区域各有其独立的细胞层（原始细胞）构成。如单子叶玉米：第一层细胞原形成层维管柱第二层细胞基本分生组织皮层、原表皮表皮第三层细胞根冠双子叶烟草：第一层细胞原形成层维管柱第二层细胞基本分生组织皮层第三层细胞原表皮表皮根冠B顶端组成的开放型（较原始）所有各区都由共同的原始细胞发生或至少是皮层和根冠有一个共同起源，在系统发育上较原始，如

54、裸子植物，云衫属原始细胞经过不断更新始终保留在分生组织中，具有分生能力的细胞。分生组织体部新细胞、保留在分生组织中不活动中心：经过研究发现根冠的后端或在分生区的最前端中央部有些原始细胞不常分裂，大小变化很小，合成核酸和蛋白质的速率也很低，近半圆形的区域，称之为不活动中心。在其周围为有丝分裂活动旺盛的原分生组织。如玉米根冠原始细胞分裂速率为12小时一次；而在不活动中心为174小时一次，分裂速率大约慢6-20倍。功 能：根受伤，根冠脱落或受损，冷冻诱导引起休眠后再恢复等，都能使这部分细胞恢复分裂能力，重新进行细胞分裂（但意见尚未一致）。1.3.2 根尖的结构和发展A根尖（root tip）：是指根

55、的顶端到着生根毛部分的这一段，其长度从几公厘-几厘米不等主根，侧根，不定根都具有根尖，它是根中生命活动最旺盛最重要的部分如：根的伸长，根对水分和养分的吸收，根内组织的形成。B根尖分四部分：根冠、分生区、伸长区 、成熟区。1、根冠(root cap)：根的最前端，是根特有的组织，由许多排列不规则的薄壁细胞构成。作 用：对分生区起保护作用,能分泌粘液，减少土壤与根的磨擦,具有向地性。切除根冠，根生长不受影响，但失去向地性。2、分生区（meristematic zone）：根冠后方约 1 2mm, 前端为原分生组织，后端衍生为初生组织.由于原始细胞存在，始终保持分生能力。向前：形成根冠,向后：形成各

56、种细胞。作 用： 不断进行细胞分裂并开始初分化。3、伸长区(elongation zone)：位于分生区后方，约几mm ，细胞分裂逐渐停止，细胞迅速纵向伸长生长，使根明显伸长并分化成为薄壁细胞。作 用：使根深入土层吸收，加速细胞分化，而形成最早的环纹导管，筛管。4、成熟区（maturation zone）：伸长区上方，几mm 1cm。 细胞已停止伸长，分化形成各种成熟组织，其表皮细胞的外壁向外突起生长成毛状物称为根毛。根毛生长速度快，但寿命短（几天20 天）。上部根毛枯死时，下部陆续产生新的根毛，不断更新。根毛的数量因植物种类不同而异。潮湿环境中多；干旱水淹环境中少。作 用：增进吸收、固着。是植物体吸收土壤养分的主要部位。后两部分是根吸收力量最强的部分，失去根毛的成熟区主要是进行输导和支持作用。 1.4 根的初生结构A 初生生长 (primary growth) ：由根尖的顶端分生组织，经过分裂，生长,分化而形成成熟的根，这种植物体的生长过程。B 初生组织 (primary tissue ) ：初生生长过程中产生的各种成熟组织。C 初生结构 (primar