植物分生组织及非分生组织

植物组织的概念细胞分化的结果，导致植物体中形成多种类型的细胞。植物体中形态结构相似，生理功能相同，在个体发育中来源相同的细胞群组成的结构和功能单位称为组织。第1页/共33页第一页，共34页。植物组织

分生组织非分生组织维管束第2页/共33页第二页，共34页。分生组织在植物体内特定部位具有持续性或周期性分裂能力的细胞群称为分生组织。分生细胞保持着胚性特点，细胞小，细胞壁薄，细胞核大，细胞质浓。根据在植物体中的分布位置，分生组织可分为顶端分生组织、侧生分生组织和居间分生组织。第3页/共33页第三页，共34页。按组织的来源和性质，分生组织可分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织。顶端分生组织的前端是原分生组织，后部是原分生组织分裂衍生出来的初生分生组织，是原分生组织向成熟组织过渡的部分。侧生分生组织是由薄壁组织、厚角组织等已经分化成熟的组织恢复分裂能力转化而来，是次生分生组织。第4页/共33页第四页，共34页。顶端分生组织根、茎顶端的生长点，细胞持续分裂使根、茎伸长生长第5页/共33页第五页，共34页。侧生分生组织包括维管形成层和木栓形成层两种，存在于双子叶植物和裸子植物中。维管形成层分裂活动向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部。木栓形成层分裂活动产生周皮起保护作用。两者共同活动使根、茎增粗生长。第6页/共33页第六页，共34页。居间分生组织穿插于茎、叶、花梗、花丝等器官的成熟组织之间的分生组织，其分裂活动可使所在器官伸长生长。禾本科植物伸长的茎节间基部有典型的居间分生组织。第7页/共33页第七页，共34页。非分生组织随着分生组织及其衍生细胞的持续分裂，分化，细胞渐渐丧失了分生能力，最终形成特定功能，形态各异的细胞群。这些细胞是成熟定型的细胞，一般情况下，不会分裂形成新的细胞，人们称之为非分生组织。非分生组织中，有功能相同，形态相似的细胞组成，属于简单组织；有几种简单组织形成，执行特殊职能的组织，被称为复合组织。第8页/共33页第八页，共34页。简单组织薄壁组织厚角组织厚壁组织分泌组织第9页/共33页第九页，共34页。薄壁组织特征：共同特征是细胞壁薄，有一定的细胞间隙，液泡发达，可塑性强。存在部位：除植物体的最外层外，广泛分布于植物体各个部位。类型和功能：具有同化、贮藏、通气、吸收等作用。同化组织：含叶绿体，进行光合作用，主要为叶肉及绿色部分。贮藏组织：块根、块茎、果实、子叶、胚乳等。通气组织：细胞间隙特别发达，贮藏大量气体，如藕、金鱼藻等水生植物的经中央。吸收组织：根尖的表皮第10页/共33页第十页，共34页。厚角组织主要分布于生长中的幼嫩茎、叶柄、叶片、花梗等部位，根中一般不存在；常位于表皮或周皮的内侧。厚角组织细胞为长梭状的生活细胞，成束存在并上下钦接，内含叶绿体，具有潜在的分裂能力，可参与木栓形成层的形成。厚角组织细胞的突出特点是细胞壁呈初生壁性质的不均匀增厚，增厚部位位于角隅处，故名厚角组织。由于厚角组织细胞的结构特点，使其具有一定的坚韧性、可塑性及延展性，即对植物体或器官有一定的支持作用，同时又能适应器官的生长。第11页/共33页第十一页，共34页。厚壁组织（1）纤维为两端尖锐的长梭形细胞，成束存在，并以尖锐末端相互穿插连接，形成器官内的坚强支柱。根据次生壁的性质，纤维又可分为：木纤维——次生壁为木质化强烈增厚，细胞坚硬而无弹性，脆而易断，一般分布于木质部中。韧皮纤维——次生壁强烈纤维增厚，细胞坚韧而有弹性，具有很强的抗曲挠能力和支持作用。一般分布于韧皮部中。（2）石细胞主要分布在基本组织中，一般来源于细胞壁强烈增厚的薄壁细胞，也可由分生组织分裂产生的细胞直接分化而来，如木栓层中的细胞石即由此而来。石细胞的细胞壁极度增厚，并且木质化、栓质化或角质化，增厚的细胞壁上具有许多纹孔形成的纹孔道。石细胞的形状多样，常见的为等径的多面体。在器官中，石细胞成群而生，具有增加器官硬度和支持的作用。第12页/共33页第十二页，共34页。分泌组织许多植物在新陈代谢过程中，体内的某些细胞会产生一些特殊的物质，如挥发油、树脂、乳汁、单宁、粘液、盐类等，这些细胞称为分沁细胞，由此构成的结构为分泌结构。这些能产生特殊分泌物的细胞有着不同于一般薄壁细胞的结构特点，表现为：细胞核大，细胞质浓厚，细胞器丰富，液泡小。胞间连丝发达，并常具传递细胞的结构特点，具有较强的物质运输和分泌能力；.可合成、贮藏特殊的物质。根据产生的分泌物是否排出体外，可将分泌结构分为两大类：外分泌结构和内分泌结构。第13页/共33页第十三页，共34页。1.外分泌结构分泌物排出体外。其结构比较简单，主要分布在植物体的表面，常见的有：腺表皮、腺皮、蜜腺、盐腺、排水器等。2．内分泌结构分泌物不排出体外。其结构简繁不一。主要分布在植物体的基本组织内。常见的有：分泌囊（柑桔类）、分泌道（松柏类）、乳汁管（分有节乳汁管、无节乳汁管）。第14页/共33页第十四页，共34页。复合组织保护组织

表皮组织和周皮木质部和韧皮部第15页/共33页第十五页，共34页。保护组织覆盖于植物体表面起保护作用的组织，减少植物体内的水分的蒸腾，控制气体内外交换，防止病虫害侵袭和机械损伤等。特征：细胞排列紧密，没有细胞间隙，细胞壁角质化或栓质化，角质层发达，没有叶绿体（但常有白色体和有色体）（常有气孔或皮孔，以便与外界进行气体交换）。类型：有表皮和周皮两种类型第16页/共33页第十六页，共34页。表皮组织一般分布于各类幼嫩器官的表面，是植物体与外界环境的直接接触面。表皮由初生分生组织性质的原表皮分化而来，一般仅由一层细胞构成，少数为多层细胞，（特称复表皮，如夹竹桃叶），内含多种细胞，但以表皮细胞为主。各细胞间排列紧密，呈嵌合状，无胞间隙。其中的表皮细胞呈扁平体，正面观形状多样，如不规则型（叶表表皮细胞）、长方形（茎、根），切面观呈长方形。属生活细胞，具有中央水液泡，缺少叶绿体，但有白色体及有色体。第17页/共33页第十七页，共34页。表皮细胞表皮细胞的突出特点是细胞外壁明显增厚，并常角质化形成角质层，甚至角质膜。角质化的细胞壁起有通光，但不透气、不透水的作用。有的植物在角质膜的外侧还形成有蜡被。角质层（或角质膜）和蜡被的存在，对于水分蒸腾、防止病虫害均有重要作用，从而增加了表皮的保护功能气孔器在植物的绿色气生部分，尤其是叶子的表皮中，大量分布着气孔器，它是气体进入植物体的门户，起有调节水分蒸腾和气体交换的作用。气孔器是由两个相对排列的保卫细胞构成的。在其外侧常有副卫细胞。保卫细胞为生活细胞，内有中央大液泡和发达的细胞器，其突出特点是内有丰富的、大颗粒的叶绿体，及不均匀加厚的细胞壁，即只有气孔相对的外侧壁不加厚，正因如此，保卫细胞具有控制气孔开闭的机能。表皮毛由表皮细胞特化而来，其结构有单细胞的，也有多细胞的，其作用是增强表皮的保护功能。如：沙枣叶片上的表皮毛呈灰色的伞形状，用以反光及保护，防止水分蒸腾。荨麻叶片上的表皮毛基部膨大，内含蚁酸，用以保护其免受其它生物的损伤。第18页/共33页第十八页，共34页。周皮一般分布在多年生成年植株的根、茎表面。周皮的产生及结构在幼年植物体上是不存在周皮的，当植物发育到一定时期，位于表皮下的薄壁细胞（茎）或中柱鞘细胞（根）经脱分化，恢复分裂能力，经平周分裂，其外层细胞便分化为木栓形成层。木栓形成层产生后，便不断进行平周分裂，向外分裂的细胞分化为木栓细胞，构成木栓层，向内分裂的细胞分化为薄壁细胞，构成栓内层，于是木栓层、木栓形成层及栓内层三者共同构成周皮。其中，木栓层由多层细胞构成，细胞形状长方形，排列整齐而紧密；细胞壁显著加厚并高度栓质化，致使细胞分化成熟后原生质体消失，并具有不透气、不透水、抗压、隔热、绝缘、质地轻、弹性好、抗有机溶剂及多种化学药品的特性，故木栓层是极好的保护材料，是周皮中真正起保护作用的结构部分。栓内层一般仅由一层生活的薄壁细胞构成，其形状和排列方式与木栓层细胞基本一致，细胞内含常叶绿体。而木栓形成层则具有次生分生组织所具有的一般细胞特征。第19页/共33页第十九页，共34页。周皮的特点由于构成周皮各结构部分的特点所致，周皮具有不透气、不透水的特性。但为了确保植物正常生活的气体交换，在周皮上分化有皮孔以解决此项问题。皮孔是在周皮上形成的孔状结构，可使水分、气体内外交流。皮孔一般产生在原来气孔的位置。在周皮的形成过程中，原来气孔内方的木栓形成层不形成木栓细胞，而形成许多圆球形的、排列疏松的薄壁细胞，又称补充细胞。由于补充细胞数量多，排列疏松，结果将表皮和木栓层胀破，形成裂口，即皮孔。可见皮孔是一种次生结构，是老茎与外界进行气体交换的通道。周皮的产生是连续不断的，在周皮的内侧，往往会因产生新的木栓形成层而形成新的周皮。伴随新周皮的出现，位于其外侧的组织细胞便会相继死亡，并逐渐积累增厚，于是便形成了在老的枝干上俗称的树皮。第20页/共33页第二十页，共34页。木质部和韧皮部木质部：以导管或管胞、薄壁组织、厚壁组织为主，主要输送水分、无机盐等物质的复合组织。韧皮部：：以筛管或筛胞为主，结合薄壁组织、厚壁组织输送有机养分等物质的复合组织。第21页/共33页第二十一页，共34页。导管导管主要存在于被子植物体内的木质部中，担负水分及溶于水中的矿物质的长途运输，其输导方向是自上至下，即自根至茎，再到叶、花、果实等。导管分子（细胞）的特点：导管是由一系列长管状的、中空的、细胞壁木质化的死细胞纵向连接而成，其中的每一细胞称为导管分子。导管分子（细胞）是由原始导管细胞经过细胞生长、分化发育而来的。成熟的导管细胞具有如下特点：是中空的、长管状死细胞，无生活的原生质体；侧壁具有木质化增厚的次生壁，因增厚的纹络不同，从而形成不同的导管类型；端壁融解消失，形成穿孔。第22页/共33页第二十二页，共34页。导管的类型：

根据细胞侧壁木质化次生壁增厚的纹络，导管可分为五种类型：环纹导管、螺纹导管、梯纹导管、网纹导管、孔纹导管。后三类导管因侧壁上木质化次生壁的面积明显扩大，延展性很小或无，不适于植物的生长，加之口径粗，故输导能力强，主要存在于成年植物体中。上述五类导管在植物体的个体发育或器官形成过程中，其发育顺序依次为：环纹→螺纹→梯纹→网纹→孔纹导管。应该明确的是，在植物的个体发育过程中，并非终生仅借一根导管起运输作用。随着植物的生长及新导管的形成，有些老化的导管会相继失去运输导功能，而由新的导管来代替第23页/共33页第二十三页，共34页。管胞主要存在于蕨类植物和裸子植物体内，起有输导水分溶液和支持作用双重功能。管胞也是由分生组织衍生的原始细胞逐渐生长、分化而发育形成的。成熟的管胞与导管有许多相似之处，但有几点明显不同：胞为长梭形，两端的尾端长，口径小，细胞细长；端壁无穿孔，而是形成许多的具缘纹孔。在植物体内，管胞以其细长的尾端相互穿插而连接，水溶液通过其侧壁及端壁上的纹孔进行输导，故管胞的输导能力远不及导管，但机械支持作用较强。第24页/共33页第二十四页，共34页。筛管主要存在于被子植物体内的韧皮中，担负着营养物质的长途运输，其输导方向是自上而下，即由叶至茎，再到根。筛管的细胞特点筛管是由一系列长管状的生活细胞连接而成，其中的每一细胞称为筛管分子。筛管也是由分生组织衍生的筛管原始细胞，经过细胞生长、分化，逐渐发育而来的。成熟的筛管细胞具有如下特点：为生活细胞，但无细胞核，液泡被重新吸收，许多细胞器退化（如线粒体变小，嵴数减少或消失；质体内部结构退化；内质网变得平滑或呈网状等），细胞质中出现多种存在形式的P-蛋白；细胞仅具纤维素增厚的初生壁，端壁特化为筛板，其中分布有大量筛孔，并有联络索从中穿过而与相邻筛管细胞连接。筛孔是贯穿细胞壁的小孔，往往集中分布在细胞壁的凹陷区域内，该区域便称为筛域，可分布于侧壁，但更多见于端壁，筛域进一步特化便形成为筛板。第25页/共33页第二十五页，共34页。筛管分子的生活力筛管分化成熟后仍保持生命活力，但随着细胞成熟老化，其上的胼胝质会不断增多，进而形成垫状结构——称为胼胝体沉积在整个筛板上，原生质索相应收缩变细，以致完全消失，筛孔被堵塞，细胞失去输导能力。一般，单子叶植物体内的筛管，其输导功能可维系其终生。而多年生双子叶植物在冬季来临之前，其筛管在胼胝质体形成后，会临时停止输导作用，到翌年春天，植物萌动后，胼胝质会部分融解，于是筛管便会恢复输导功能。但由于胼胝质沉积的多，融解的少，年复一年，日复一日，最终会将筛孔完全堵塞，便筛管丧失输导功能，于是输导作用便由新的筛管来完成。第26页/共33页第二十六页，共34页。伴胞位于筛管的侧面，与筛管起源于同一母细胞，由其经过不均等的分裂，形成一大一小两个细胞，大的发育为筛管，小的则分化为伴胞。二者长度近乎等同，彼此紧密相连，在养分运输上有密切的生理联系。第27页/共33页第二十七页，共34页。筛胞筛胞主要存在裸子植物和蕨类植物体内，起输导养分长途运输的作用。筛胞的发生、分化及形态与筛管较为相近，但有其自身的结构特点，主要表现为：细胞细长，末端尖锐，为无核的生活细胞；细胞壁上仅形成不甚特化的筛域，端壁不形成筛板，仅形成筛域，其中的筛孔及联络索远不及筛管的筛板发达。筛胞在组织中的排列方式，不像被子植物中的筛管分子上下以其平截的端壁直接相连，而是相互重迭而生，所以筛胞的输导能力远不及筛管。筛胞旁无伴胞，却常有蛋白细胞相伴。蛋白细胞有协助筛胞分解、贮藏碳水化合物的作用，来源上不同于伴胞。第28页/共33页第二十八页，共34页。维管束维管束的概念——组成和功能蕨类植物、种子植物体内有一种由输导组织、机械组织和薄壁组织共同组成的复合组织，称为维管组织（系统），它们通常是成束存在的，称为维管束，主要起输导和支持作用，是植物从水生到陆生发展的一个飞跃。维管束包括两个部分，即木质部和韧皮部。木质部包括导管（管胞）、木纤维、木薄壁细胞。功能：由成分决定——韧皮部包括筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞。功能：由成分决定——第29页/共33页第二十九页，共34页。维管束的类型A.根据维管束中韧皮部和木质部的位置关系，维管束可以分为5种基本的类型（1）外韧维管束：大多数种