《自然科学基础》第八章课件

1、01 根根系根的结构根的生理功能根瘤与菌根 根由种子内的胚根发育而来，当种子萌发时，胚根发育成幼根突破种皮，与地面垂直向下生长为主根。当主根生长到一定程度时，从其内部生出许多支根，称为侧根。除了主根和侧根外，在茎、叶或老根上生出的根，叫做不定根。反复多次分支，形成整个植物的根系统。植物根的总和称为根系，分为直根系和须根系。1直根系 植物的直根系由一明显的主根（由胚根形成）和各级侧根组成，如图8-1所示。直根系的特点是主根明显，从主根上生出侧根，主次分明；在外观上，主根发育强盛，在粗度与长度方面极易与侧根区分开。图8-1 直根系 2须根系 植物的须根系由许多粗细相等的不定根组成，如图8-2所示。

2、在根系中不能明显地区分出主根（这是由于胚根形成主根生长一段时间后，停止生长或生长缓慢造成的）。大部分单子叶植物都为须根系，如高粱、香附子等；禾本科植物如稻、麦、各种杂草、苜蓿，以及葱、蒜、百合、玉米、水仙等的根系都是须根系。须根系的特点是种子萌发时所发生的主根很早退化，而由茎基部长出丛生须状的根，这些根不是来自老根，而是来自茎的基部，是后来产生的，称为不定根。图8-2 须根系 根最重要的部位是根尖，根尖是主根或侧根尖端，是根的最幼嫩、生命活动最旺盛的部分，也是根的生长、延长及吸收水分的主要部分。根尖包括根冠、分生区、伸长区和成熟区，如图8-3所示。图8-3 根尖的结构 根是在长期进化过程中适应

3、陆地生活发展起来的器官，其功能是吸收水分和无机盐。通常，仅由根系的活动而引起的吸水现象，称为主动吸水；而由地上部分的蒸腾作用所产生的吸水过程，称为被动吸水。根系从土壤中吸收矿物质是一个主动的生理过程，它与水分的吸收之间，各自保持着相对的独立性。根部吸收矿质元素最活跃的区域是根冠与顶端分生组织，以及根毛分生区。此外，根的生理功能还有固着和支持功能、有机化合物的合成转化功能、贮藏功能以及输导功能等。1根瘤 根瘤是指在植物根系上生长的特殊的瘤，如图8-4所示。豆科植物与土壤中的微生物根瘤菌建立了共生关系。一方面，豆科植物将水分及营养物质供给根瘤菌的生长；另一方面，根瘤菌也将固定合成的氨态氮提供给豆科

4、植物。图8-4 根瘤 2菌根 菌根是土壤真菌与植物根的共生体，如图8-5所示。菌根主要有外生菌根和内生菌根两种：真菌菌丝主要包被在幼根外表，只有少数侵入皮层的胞间隙中，但不侵入细胞内的称为外生菌根；真菌菌丝侵入皮层细胞内，与细胞的原生质体混生在一起的称为内生菌根。 图8-5 菌根茎的生长方式茎的变态 02 茎茎的结构茎的生理功能不同植物的茎在适应外界环境上，有各自的生长方式，使叶能在空间开展，获得充分阳光，制造营养物质，并完成繁殖后代的作用。茎的主要生长方式有直立茎、缠绕茎（如牵牛花）、攀援茎（如丝瓜、葡萄）和匍匐茎（如番薯），如图8-6所示。缠绕茎 攀援茎 葡匐茎 图8-6 茎的生长方式 有

5、些植物的茎在长期适应某种特殊环境的过程中，逐步改变了它原来的功能，同时也改变了原来的形态，这种和一般形态不同的变化称为变态。茎的变态可分为茎卷须、茎刺、根状茎、块茎、鳞茎、球茎等，如图8-7所示。块茎 鳞茎 球茎图8-7 茎的变态 茎卷须 茎刺 根状茎 木本植物的茎由树皮（内含韧皮部）、形成层、木质部和髓部四大部分组成，如图8-8所示。木本植物的木质部发达，形成层细胞分裂的结果能使树木不断长粗。而草本植物木质部不发达，茎多汁，较柔软。草本植物的茎内不具有形成层，不能不断长粗，其茎的加粗是初生结构形成过程中细胞体积增大的结果。相比于木质茎，草质茎是更进化的特征。图8-8 茎的结构 茎的生理功能包

6、括支持、输导、贮存营养、繁殖等，其中最主要的功能是输导，即将根吸收的水、无机盐以及叶制造的有机物输送到植物体的各部分。水和无机盐的输导是由茎的导管完成的。导管是木质部中一串高度特化的管状死细胞所组成，由于上、下相接处的细胞壁消失，形成了中空管道。水分和无机盐的输导方向是自下而上。叶制造的有机物主要是通过茎韧皮部的筛管向植物体的各个器官输送的。筛管也呈管状，但为活细胞，具有细胞质，细胞上、下相接处的细胞壁上有许多小孔（筛孔），故称为筛管。筛管内有机物的输导方向是自上而下的。叶的组成单叶与复叶 03 叶叶的变态叶的组织构造叶的生理功能 一个典型的叶主要由叶片、叶柄、托叶三部分组成，如图8-9所示。

7、同时具备此三个部分的叶称为完全叶，缺乏其中任意一个或两个组成的则称为不完全叶。叶片：叶的主要部分。叶片的形状，即叶形类型极多。叶柄：着生于茎上，以支持叶片的柄状物。托叶：叶柄基部、叶柄两侧或腋部所着生的细小绿色或膜质片状物。托叶通常先于叶片长出，并于早期起着保护幼叶和芽的作用。图8-9 叶的组成 叶柄上只着生一个叶片的称为单叶，叶柄上着生多个叶片的称为复叶。复叶上的各个叶片，称为小叶。复叶的种类很多，常见的有三出复叶、掌状复叶和羽状复叶，如图8-10所示。 三出复叶 掌状复叶 羽状复叶图8-10 复叶的类型 植物的叶因种类不同与受外界环境的影响，常产生很多变态，常见的变态有刺状叶、鳞叶、卷须叶

8、和捕虫叶，如图8-11所示。 刺状叶 鳞叶 卷须叶 捕虫叶 图8-11 叶的变态 （一）表皮 表皮是叶片表面的一层初生保护组织，通常有上、下表皮之分，上表皮位于腹面，下表皮位于背面。表皮细胞扁平、排列紧密，通常不含叶绿体，外表常有一层角质层。有些表皮细胞常分化形成气孔或向外突出形成毛茸。（二）叶肉叶肉是表皮内的同化薄壁组织，通常有以下两种。1栅栏组织紧靠上表皮下方，细胞通常一至数层，长圆柱状，垂直于表皮细胞，并紧密排列呈栅状，内含较多的叶绿体。2海绵组织细胞形状多不规则，内含较少的叶绿体，位于栅栏组织下方，层次不清，排列疏松，状如海绵。（三）叶脉 叶脉是贯穿于叶肉间的组织，起支持和输导作用。叶

9、脉主要有辐射脉、羽状脉、平行脉和掌状脉几种，如图8-12所示。在叶中央的一条粗大叶脉称为主脉（或中脉），其分支称侧脉，侧脉的分支称细脉，细脉的末梢称脉梢。 辅射脉 羽状脉 平行脉 掌状脉 图8-12 叶脉 绿色植物在阳光照射下，将外界吸收来的二氧化碳和水分，在叶绿体内利用光能制造出以碳水化合物为主的有机物，并释放出氧气，同时光能转化成化学能储藏在制造成的有机物中，这个过程叫做光合作用。1光合作用根从土壤里吸收到植物体内的水分，除一小部分供给植物生活和光合作用制造有机物外，大部分都变成水蒸气，通过叶片上的气孔蒸发到空气中去，这种现象叫做蒸腾作用。2蒸腾作用 叶的主要作用是进行光合作用合成有机物，

10、并由蒸腾作用提供根系从外界吸收水和矿质营养的动力。花的结构传粉和双受精作用 04 花 花是被子植物的有性繁殖器官。一朵完整的花包括六个基本部分，即花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群，如图8-14所示。其中，花柄与花托相当于枝的部分，其余四部分相当于枝上的变态叶，常合称为花部，所以花是适应于有性生殖的变态短枝。图8-14 花的结构 （一）花柄 花柄又叫花梗，连接茎和花。一方面支持着花，使花各向展开；另一方面将各种物质由茎运至花中。不同植物的花柄长短不同。 （二）花托 花托是花柄的顶端部分，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

11、蕊群。花托也是花的各部分的着生处，形状不一，依各类植物而定。（三）花萼 花萼是位于花冠外面的绿色被片，它在花朵尚未开放时起着保护花蕾的作用。花冠是一朵花中所有花瓣的总称，位于花萼的上方或内方，排列成一轮或多轮，大多具有鲜亮的色彩。花瓣的表皮细胞内常含有挥发油，使花发出各种特殊的香气。花瓣基部常有蜜腺存在，可以分泌蜜汁以吸引昆虫。花萼和花冠合称花被。（四）花冠雄蕊是被子植物花的雄性生殖器官，其作用是产生花粉，由花丝（支持着花药）和花药（里面有花粉）两部分组成。（五）雄蕊（六）雌蕊 雌蕊是被子植物的雌性繁殖器官，位于花的中央部分，由一个或数个具有繁殖功能的变态叶心皮卷合而成。1柱头 是雌蕊顶端接受

12、花粉的部分，通常膨大成球状、圆盘状或分枝羽状，常具乳头状突起或短毛，利于接受花粉。有的柱头表面分泌有粘液，适于花粉固着和萌发。2花柱 是雌蕊柱头和子房之间的部分，连接柱头和子房，是花粉管进入子房的通道。当花粉管沿着花柱生长并伸向子房时，花柱能为其提供营养和某些趋化物质。3子房 是被子植物生长种子的器官，位于雌蕊下面，一般略为膨大。子房由子房壁和胚珠组成，胚珠受精后可以发育为种子，子房壁发育成果皮，包裹种子，整个子房发育成果实。2双受精作用1传粉传粉是指成熟花粉从雄蕊花药中散出后，传送到雌蕊柱头上的过程。在自然条件下，传粉包括自花传粉和异花传粉两种形式。双受精是指被子植物的雄配子体形成的两个精子

13、，一个与卵融合形成受精卵，另一个与中央细胞的极核（通常两个）融合形成受精极核的现象。肉果干果 05 果实常见的肉果有核果、梨果、柑果和瓠果，如图8-15所示。 核果 梨果 柑果 瓠果 图8-15 常见的肉果1核果2梨果3柑果4瓠果 核果内含一枚种子，外果皮极薄，中果皮是发达的肉质食用部分，内果皮的细胞经木质化后成为坚硬的核，包在种子外面，如桃、李、杏、梅等。 梨果由花萼筒和子房壁发育而成。食用部分主要是花萼筒发育形成的，只有中央的很少部分为子房形成的果皮，如梨、苹果、枇杷、山楂等。 瓠果由复雌蕊和花托共同发育而成，果实外层（花托和外果皮）坚硬，中果皮和内果皮肉质化，如南瓜、冬瓜等。瓠果为葫芦科

14、植物所特有。 柑果由复雌蕊发育形成，外果皮呈革质，软而厚，有精油腔；中果皮较疏松；中间隔成瓣的部分是内果皮，向内生有许多肉质多浆的肉囊。这是柑橘类植物特有的一类果实，如柑橘、金橘等。常见的干果有荚果、角果、坚果、翅果、瘦果、颖果、蒴果和双悬果等，如图8-16所示。 荚果 角果 坚果 翅果 瘦果 颖果 蒴果 双悬果图8-16 常见的干果 11荚果 荚果果实成熟后，果皮沿背缝和腹缝两面开裂，如大豆、豌豆、蚕豆等；有的虽具荚果形式，但并不开裂，如落花生、合欢、皂荚等。2432角果 角果果实成熟后，多沿两条腹缝线自下而上地开裂。角果有的细长，称为长角果，如油菜、甘蓝、桂竹香等的果实；有的角果呈三角形或

15、圆球形，称为短角果，如荠菜、独行菜等的果实。4翅果 翅果是有一个或几个翅状属物的果实，果皮干燥不开裂，部分延展成翅，使果实可随风飞散，借风力传播，如榆、臭椿等的果实。3坚果 坚果果皮坚硬，内含一粒种子，如板栗等的果实。坚果是植物的精华部分，一般都营养丰富，含蛋白质、油脂、矿物质、维生素较高，对人体生长发育、增强体质、预防疾病有极好的功效。 7蒴果 蒴果是裂果的一种，成熟时有各种裂开的方式。例如，背裂的有百合、鸢尾等；腹裂的有牵牛、杜鹃等；孔裂的有虞美人等；齿裂的有石竹花卉等；盖裂的有马齿苋、车前草等。6颖果 颖果是禾本科特有的果实，果皮与种皮愈合，非用特殊的碾磨加工方法不易分开，多见于除荞麦外

16、的所有谷类植物。5瘦果 瘦果是一种不裂干果，含一枚种子。种子以短柄附着于薄而干的果壳上，易于脱落，如荞麦、蒲公英、向日葵的果实。8双悬果 双悬果是伞形科植物特有的果实，果实成熟后两个分果双双悬挂在心皮柄的上端，每个分果内各含一粒种子，如当归、白英、前胡、小菌香、蛇床子等。种子的结构种子的休眠与萌发 06 种子种子的传播1种皮2胚3胚乳 种皮由珠被发育而来，具有保护胚与胚乳的功能。种皮的结构与种子休眠密切相关。有的植物种皮中含有萌发抑制剂，因此除掉这类植物的种皮，对种子萌发有刺激效应。 胚是由受精卵（合子）发育而成的新一代植物体的雏型（即原始体），是种子最重要的组成部分。在种子中，胚是唯一有生命

17、的部分，已有初步的器官分化，包括胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分。 胚乳的主要功能是为发育中的胚提供营养。1种子的休眠 种子休眠是指种子具有活力而处于不发芽的状态。种子休眠是植物本身适应环境和延续生存的一种特性，是种子植物进化的一种稳定对策。种子休眠具有重要的生态学意义，能有效地调节种子萌发的时空分布。种子休眠的内在生理因素主要有：种皮机械压迫，对水、气的不透性，或有抑制性物质；胚本身未发育成熟，缺少必需的激素或含有代谢抑制物质；胚乳的合成、积累、转化尚未完成等。2种子的萌发 种子萌发是指种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化过程。从形态上看，种子萌发是具有生活力的种子吸水后，胚生长突破种皮并形成幼苗的过程，通常以胚根突破种皮作为萌发的标志；从生理上看，萌发是无休眠或已解除休眠的种子吸水后由相对静止状态转为生理活动状态，呼吸作用加强，储藏物质被分解并转