植物学 授课教案

植物学授课教案

第一章细胞与组织

教学内容：植物细胞的基本结构；细胞的生长与分化；组织的

分类、特点和各自的功能。

教学要求：要求掌握植物细胞的结构、功能及有丝分裂过程和

意义，理解植物体的复杂结构和生命活动是以细胞结构的复杂

性、细胞内部生理活动的多样性和相关性为基础的.掌握各种类

型组织的结构特征及其功能；理解细胞分化是植物组织形成的

基础。

教学重点：植物组织的类型、结构和功能、组织系统。

教学建议：植物细胞的形态、结构、增殖、生长和分化等内容，学生

在中学阶段已经学过，这些内容的学习在检查预习作业完成情况的基

础上略讲。重点学习组织的类型及其特点。

第一节植物细胞

一、细胞的发现及其意义

细胞是生物体的形态结构和生命活动的基本单位。在光学显微镜

下可分辨的结构称为显微结构，在电子显微镜下分辨出的结构称为超

微结构。右图为英国光学仪器修理师虎克(Roberthooke)用自制显

微镜观察到的“细胞”，其实为植物的细胞壁和空腔。

二、细胞生命活动的物质基础是原生质

原生质是构成生活细胞的生活物质，是细胞结构和生命活动的物

质基础。组成原生质的主要化学物质有：

1.无机物含量最大的是水，可占细胞全重的60〜90%,其它有气

体、无机盐以及多种呈离子状态的元素，如铁、铜、锌、镒、镁、钙、

钾、钠、氯等。

2.有机物蛋白质、核酸、脂类和糖类。

原生质是具有一定粘度的、半透明的、不均一的亲水胶体，具有

新陈代谢的生命特征。

三、植物细胞的形状与大小

植物细胞的形态和功能相统一，其形状和大小取决于细胞的遗

传，各种细胞形状不同，大小差异很大。

四、植物细胞的结构与功能

植物细胞的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核四个

部分，其中的细胞膜、细胞质和细胞核总称原生质体。

㈠细胞膜

细胞质与细胞壁毗邻的一层薄膜称为细胞膜或质膜，其基本成分

为磷脂和蛋白质。在电子显微镜下看到的细胞膜呈暗亮暗三层，中间

的亮层为磷脂双分子层的疏水尾部，两侧暗层为蛋白质分子层和磷脂

双分子层的亲水头部。这样的一种膜结构称为单位膜。细胞膜具有选

择透性，能控制细胞内外的物质交换，调节物质运输，并有细胞识别

等功能。

㈡细胞质及其细胞器

细胞质是细胞膜以内，细胞核以外的原生质，包括胞基质和细胞

器。

1•胞基质是无色半透明的胶体物质，能为细胞器提供所需的离

子环境，并进行某些生化反应。胞基质在细胞内经常流动，这种现象

称为胞质运动，是细胞生命活动的表现。

2.细胞器是细胞内具有特定形态结构和功能的亚细胞结构。植

物细胞的主要细胞器有：可在光学显微镜下观察到的质体（包括叶绿

体、有色体和白色体）、线粒体、液泡和必须在电镜下才能观察到的

核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、圆球体、微体、微管和微丝等。

在结构上，质体和线粒体具有双层膜结构，内质网、高尔基体、溶酶

体、圆球体、微体、液泡具有单层膜结构，核糖体、微管和微丝为无

膜结构，它们内部的超微结构则各不相同。细胞器各有特定的功能：

⑴质体为绿色真核植物所特有的细胞器。质体有双层膜结构，

内部为片层系统和液态基质。叶绿体具有复杂的超微结构：外被双层

膜，内部的液态基质中密布基粒。基粒由类囊体（基粒片层）堆叠而

成，并由基质类囊体连接成一个系统，类囊体是单层膜围成的，膜上

结合有光合色素。质体的功能是合成和积累同化产物（叶绿体进行光

合作用，白色体积累淀粉、脂肪和蛋白质，有色体积累脂类和类胡萝

卜素）O

⑵线粒体是进行有氧呼吸的场所。其超微结构外为双层膜，内

膜内折形成崎，崎之间充满液态基质。内膜、崎及基质中均含有与呼

吸作用有关的酶类。

⑶核糖体是外表无膜的微小细胞器，由两个亚单位组成，其化

学成分约有60%核糖核酸和40%蛋白质。核糖体是合成蛋白质的场所,

常儿个到几十个与信使RNA分子结合成多聚核糖体。

⑷内质网是由单层膜围成的管状或片状结构，在细胞基质中成

立体网状结构。有糙面内质网（表面附有核糖体）和滑面内质网（表

面无核糖体附着）两种类型。内质网的功能有多种：①起支持细胞的

作用，同时分隔细胞质使之区域化。②可合成、包装、运输某些代谢

产物。③可分泌出内质网小泡进而发育成其它种类的细胞器（如高尔

基体、圆球体、液泡等）。

⑸高尔基体是多个由单层膜围成的扁平小囊堆叠形成的细胞

器。高尔基体可合成纤维素、半纤维素等多糖物质，参与细胞壁的形

成，并具有分泌作用，可分泌粘液、树脂等。

⑹溶酶体由单层膜围成的小泡状细胞器，含有多种水解酶，以

酸性磷酸酶为特有酶。溶酶体具有消化作用，可分解生物大分子。

⑺圆球体由单层膜围成的球状小体，内含脂肪酶，可积累脂肪

（在一定条件下也可分解脂肪）。

⑻微体是由单层膜围成的细胞器，其功能与其所含酶类有关：

过氧化物酶体参与光呼吸；乙醛酸循环体能将脂肪分解成糖。

⑼液泡液泡是由单层膜围成充满复杂水溶液的细胞器。在幼嫩

细胞中，液泡数量多而体积小，在成熟细胞中，液泡中液泡常合并为

儿个大液泡，甚至形成一个中央大液泡，形成大液泡是植物细胞的显

著特征之一。液泡膜是具有选择透性的膜；内含的水溶液称为细胞液,

除含大量的水外，尚有多种有机酸、生物碱、无机盐、花青素等等物

质。花青素可使花、果实等器官呈现红、蓝、紫色，随细胞液的酸碱

度不同而发生变化，酸性时呈红色，碱性时呈蓝色，中性时呈紫色。

液泡具有贮藏、消化和调节渗透的作用。

⑩微管和微丝微管是由微管蛋白（a和B球状蛋白）组成的中

空长管，外表无膜。细胞有丝分裂时，由微管构成纺锤丝；微管还影

响细胞壁的生长和分化；微管与直径更小的微丝和中间纤维构成细胞

骨架，起支持细胞的作用。

微丝是比微管更细的纤维，直径5-8nm,由类似于肌动蛋白和肌

球蛋白的蛋白质构成，有收缩功能，故与细胞内物质运输和原生质流

动有关。

㈢细胞核

细胞核是细胞中最显著的结构，常圆球状。细胞核由核膜、核仁、

核质三部分组成。核膜为双层膜，两层膜在许多地方愈合形成核孔，

是核与细胞质之间物质交换的通道。外膜外表常附着有核糖体，并可

与糙面内质网相连。核仁是核内1〜几个折光更强的匀质小球体，外

表无膜。核仁的主要功能是合成核糖体RNA。核质是核仁以外，核膜

以内的原生质。核质可分为核液和染色质两部分。核液是细胞核内的

基质，染色质和核仁悬浮其中。染色质是由DNA、组蛋白、非组蛋白

和少量RNA组成的复合体，在细胞分裂间期时呈细丝状，有丝分裂时

则螺旋化成为染色体。细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所，其

主要功能是控制蛋白质的合成，控制细胞的生长、发育和遗传。

㈣细胞壁

细胞壁是植物细胞特有的结构，是原生质体外围的一层有一定硬

度和弹性的固体结构，起维持细胞形状、保护原生质体、支持器官等

作用，并与植物的吸收、蒸腾、运输和分泌等有很大关系。

1.细胞壁的分层和化学组成细胞壁大体可分为胞间层、初生壁

和次生壁三个层次。胞间层是细胞分裂产生新细胞时形成的，是相邻

细胞共有的一层薄膜，其主要成分是果胶质，其特性是柔软和胶粘，

并有可塑性。因此胞间层在细胞间可起缓冲作用。初生壁是在细胞生

长过程中形成的细胞壁层次，主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质,

通常较薄、柔软而有弹性，能随细胞生长而扩展。次生壁是细胞体积

停止增大后加在初生壁内表面形成的壁层，其主要成分为纤维素和半

纤维素，并常有木质素、木栓质等物质填充其中。

2.纹孔和胞间连丝多细胞植物体通过纹孔和胞间连丝紧密联

系成统一体。在初生壁上有些较薄的凹洼区域称为初生纹孔场。在次

生壁上不加厚的凹陷部分称为纹孔，纹孔腔呈圆筒状的称为单纹孔，

纹孔腔呈圆锥状而边缘向细胞内隆起的称为具缘纹孔。相邻细胞的纹

孔通常成对存在。胞间连丝是穿过胞间层和初生壁连接相邻细胞的原

生质体的细胞质细丝，在细胞间起着物质运输、传递刺激及控制细胞

分化的作用。

3.细胞壁的特化植物细胞由于生理上的分工，细胞壁会发生性

质的变化，使细胞壁完成一定的功能。常见的有：⑴木化细胞壁渗入

木质素，使细胞壁坚硬，起支持作用，如纤维、管胞等。⑵角化细胞

壁渗入角质（脂类物质），并常在细胞壁外堆积形成角质层，可降低

蒸腾从而起保护作用。⑶栓化细胞壁渗入木栓质（脂类物质），使细

胞壁不透水、不透气，起保护作用。⑷矿化细胞壁渗入二氧化硅等物

质，使细胞壁坚硬粗糙，增加抗性。⑸粘液化细胞壁中果胶质和纤维

素变成粘液或树胶的一种变化。

（五）原核细胞和真核细胞

具有细胞核和各种细胞器分化的细胞称为真核细胞。没有真正的

细胞核和细胞器分化的细胞称为原核细胞。

五、植物细胞的后含物

后含物是细胞中不参与原生质组成的代谢中间产物、废物和贮藏

物质等的总称。最重要的后含物是贮藏营养物质淀粉、脂肪和蛋白质。

废物中常见的是各种晶体。

㈠淀粉

淀粉呈颗粒状，有脐和轮纹。不同植物的淀粉粒有不同的形态，可作为商品

检验、生药鉴定的依据。淀粉粒遇碘呈蓝到紫色反应。

㈡蛋白质

贮藏蛋白质常以糊粉粒的形式存在于细胞质中，遇碘呈黄色反

应。

㈢脂肪和油

油和脂肪常大量存在于种子和果实的细胞中，常呈小油滴或固体

状。在常温下呈液体的称为油，呈固体的称为脂肪。脂肪和油遇苏丹

-in呈橙红色反应。

六、植物细胞的繁殖

细胞繁殖主要以分裂方式进行，分裂方式有：有丝分裂、无丝分

裂和减数分裂。

㈠有丝分裂

是体细胞增多的主要分裂方式。分裂过程可分为前期、中期、后

期、末期四个时期。前期是染色质细丝螺旋化成为染色体出现的时期,

染色体在细胞间期已进行了复制，每条染色体由两条染色单体组成，

以着丝点相连系。中期是染色体排列在细胞赤道面，纺锤体形成的时

期。后期是着丝点分开，染色单体分离成为子染色体并向两极移动的

时期。末期是子染色体到达两极并解旋，回复到间期状态，子细胞核

形成和胞质分裂的时期。经过一次有丝分裂，一个母细胞分裂为两个

子细胞，每个细胞的染色体数目与母细胞的相同。

㈡无丝分裂

也称直接分裂，没有纺锤丝出现，分裂过程简单、快速，常见方

式为横缢、出芽、碎裂等。

七、植物细胞的生长与分化

细胞生长指细胞体积和重量的增加。细胞分化指细胞形态和功能

特化，变成彼此互异的过程。

第二节植物组织

一、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。

二、植物组织的分类

按发育程度不同植物组织分为分生组织和成熟组织两大类。

㈠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。

1.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。下图为茎顶端分生组织。

2.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。

3.居间分生组织是穿插于茎、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。

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。

㈡成熟组织

成熟组织是细胞在形态和功能上已分化成熟的组织。按主要功能

不同分为保护组织、基本组织、机械组织、输导组织和分泌结构五类。

1.保护组织

覆盖在器官表面，有表皮和周皮两种。表皮最显著的特征是细胞

外壁角化并形成角质层，为初生保护组织。周皮是木栓层、木栓形成

层、栓内层的总称，其中的木栓层细胞壁高度栓化，不透水，不透气,

是代替表皮的次生保护组织。

2.基本组织

是植物体中占份量最大的组织，担负着吸收、同化、贮藏、通气、

传递等营养功能，相应地又分为吸收组织、同化组织、贮藏组织、通

气组织和传递细胞。根毛区的表皮密被根毛，主要起吸收水分和无机

盐的作用，属于吸收组织；叶肉等细胞内含有大量的叶绿体，主要进

行光合作用，属于同化组织；细胞中含有丰富的贮藏营养物质的细胞

群是贮藏组织，贮藏的物质主要是淀粉、脂肪和蛋白质；在水生和湿

生植物的各种器官中，常有一些胞间隙特别发达的细胞群，其中一些

细胞常解体而形成气腔或互相贯通成气道，属于通气组织；传递细胞

是特化的薄壁细胞，其细胞壁向细胞内突入生长形成许多不规则的突

起，大大地扩大细胞膜的表面积，有利于物质的快速传递。

3.机械组织是细胞壁不同程度的增厚，在各种器官中主要起支

持作用的组织，分为厚角组织和厚壁组织两类。厚角组织由生活细胞

组成，细胞壁常在角隅部分增厚。厚壁组织由死细胞组成，细胞壁均

匀增厚并木化。其中细胞呈长纺锤状的为纤维，细胞近等径或呈不规

则形状的为石细胞。

4.输导组织是植物体中专门担负长途运输的长管状结构。有两

大类：一类是输导水分和无机盐的导管和管胞；另一类是输导有机养

料的筛管和筛胞。

⑴导管由许多长管状细胞纵向连接而成，每个细胞称为导管

分子。分化成熟时，导管分子的原生质体消失，横壁形成大的穿孔，

侧壁有不同方式的增厚并木化。根据侧壁增厚方式导管可分为环纹导

管、螺纹导管、梯纹导管、网纹导管和孔纹导管五种类型。在双子叶

植物和裸子植物中，较老的导管由于侵填体的形成而丧失输导功能，

而由新的导管代替其行使输导功能。

⑵管胞是一种狭长而两端斜尖的细胞，与导管的主要区别是

端壁不形成大穿孔而为具缘纹孔，彼此不连接成长管。在蕨类植物和

裸子植物中，管胞是唯一的输水结构，在被子植物中，管胞和导管同

时存在。

⑶筛管和伴胞筛管由长管状的生活薄壁细胞纵向连接而成。

每一个细胞称为筛管分子，分化成熟的筛管分子没有细胞核，其端壁

特化成为筛板，筛板上有许多筛孔。通过筛孔连系着上下两个筛管分

子的细胞质索称为联络索。较老的筛管由于肌版体的形成而暂时或永

久地丧失输导能力。紧贴筛管分子旁边有1至数个小型的薄壁细胞,

与筛管分子是由同一个母细胞分裂而来的，称为伴胞。

⑷筛胞裸子植物和蕨类植物中没有筛管，只有筛胞。筛胞是一

种细胞长的、两端尖斜的薄壁细胞，与筛管的主要不同点是端壁不特

化成筛板，是单独的输导单位。

5.分泌结构是植物体中产生、输导或贮存分泌物质的有关细胞或特化的细

胞组合的总称。分泌物质有蜜汁、挥发油、粘液、树脂、乳汁、单宁、生物碱、

盐类等。将分泌物排到体外的结构称为外分泌结构，如腺毛、腺鳞、蜜腺、盐腺、

排水器等。将分泌物积聚在植物体内的分泌结构称为内分泌结构，如分泌细胞、

分泌道、乳汁管等。

㈢维管束、维管组织和维管系统

1.维管束是由木质部和韧皮部共同组成的束状结构，是由原形

成层分化产生的几种组织共同构成的复合组织。

维管束有多种类型：⑴无限维管束为韧皮部与木质部之间有束中

形成层。⑵有限维管束为韧皮部与木质部之间无束中形成层。⑶外韧

维管束为韧皮部排列在木质部的外方。⑷双韧维管束为木质部的内外

方均有韧皮部。⑸周木维管束为木质部围绕着韧皮部呈同心排列。⑹

周韧维管束为韧皮部围绕着木质部呈同心排列。

双子叶植物多具有无限外韧维管束，有些具有双韧维管束。大多

数单子叶植物具有有限外韧维管束。

2.维管组织木质部和韧皮部或两者之一称为维管组织。木质

部一般包括导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维等组成分子；韧皮部一

般包括筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维等组成分子。

3.维管系统一株植物或一个器官的全部维管组织称为维管系

统。

II考核目标

II.I自学要求

本章主要理解原生质的组成，理解植物细胞的基本结构及各部分

的功能、植物组织的类型及其功能。

II.II考核知识点

㈠细胞生命活动的物质基础是原生质

㈡植物细胞的形状与大小

㈢植物细胞的结构与功能

㈣植物细胞的后含物

㈤植物细胞的繁殖

闲植物细胞的生长与分化

（七）植物组织的概念

（A）植物组织的分类

II.m考核要求

㈠细胞生命活动的物质基础是原生质

1.识记：⑴细胞⑵原生质。⑶新陈代谢。

2.理解：原生质的化学组成及作用。

㈡植物细胞的形状与大小

1.识记：植物学上常用的长度单位及其代号。

2.理解：细胞形状与功能的统一。

㈢植物细胞的结构与功能

1.识记：⑴显微结构。⑵超微结构。⑶原生质体。⑷细胞质。⑸细胞

器。⑹细胞液。⑺核液。⑻染色质和染色体。⑼纹孔。⑼胞间连丝。

⑩原核细胞。（1D真核细胞。

2.理解：⑴植物细胞的基本结构。⑵质膜的结构与功能。⑶胞基质及

其功能。⑷具双层膜的细胞器的类型、超微结构及其功能。⑸具单层

膜的细胞器的类型、大体结构及其主要功能。⑹非膜结构细胞器的类

型、结构与功能⑺细胞核的结构与主要功能。⑻细胞壁的分层及化学

组成。⑼细胞壁的质变。

㈣植物细胞的后含物

1.识记：后含物概念。⑵后含物的种类。⑶贮藏营养物质的检定方法

2.应用：在商品检验和生药鉴定中应用淀粉、脂肪、蛋白质的生物检

定方法。

㈤植物细胞的繁殖

1.识记：⑴有丝分裂。⑵无丝分裂。⑶细胞周期。

2.理解：有丝分裂过程及各时期的主要特点。

（六）植物细胞的生长与分化

1.理解：⑴植物细胞的生长。⑵植物细胞的分化。

（七）植物组织的概念

1.识记：⑴植物组织。⑵简单组织。⑶复合组织。

（A）植物组织的分类

1.识记：⑴分生组织。⑵成熟组织。⑶周皮。⑷导管。⑸筛管。⑹侵

填体。⑺啡版体。⑻维管束。⑼有限维管束。⑩无限维管束。（11）维管

组织。⑫维管系统。

2.理解：

⑴分生组织的类型和细胞特点。

⑵成熟组织的分类。

⑶保护组织的类型，各类型的结构特点和功能。

⑷基本组织的类型，各类型的结构特点和功能。

⑸机械组织的类型，各类型的结构特点和功能。

⑹输导组织的类型，各类型的结构特点和功能。

⑺分泌结构的类型。

⑻维管束的类型。

第二章种子和幼苗

教学内容：种子的结构和类型；种子萌发的条件和过程。

教学要求：掌握种子的结构、类型、萌发条件和过程；理解胚是种子

的最重要部分，是新生植物的雏体；了解种子植物营养体各部分的来

源.

教学重点：种子的构造；种子休眠的原因及其意义，打破种子休眠的

方法；种子萌发的过程。

教学建议：重点学习种子休眠的原因和种子萌发成幼苗的过程，其它

内容学生在中学阶段已学，因此，以自学并完成预习作业为主。

第一节种子的结构

种子由胚珠发育而成，是种子植物特有生殖器官。种子的外部形

态随植物种类不同而有很大差异，但它们具有基本相同的结构，典型

种子的结构包括种皮、胚和胚乳三部分。

一、胚

胚是新一代植物体的原始体，由胚芽、胚根、胚轴、子叶四部分

组成。胚芽由生长点和幼叶组成；胚根由生长点和根冠组成；双子叶

植物有两片子叶，单子叶植物有一片子叶（裸子植物有2〜多片子

叶）；胚轴是连接胚芽、胚根、子叶的部分，可分为上胚轴（子叶着

生处以上至第一片真叶之间的一段）和下胚轴（子叶以下至胚根的一

段）。种子萌发后，胚根长成主根，胚芽长成茎叶，胚轴长成根茎的

过渡区，子叶出土或留土，最后消失。

二、胚乳

种子内贮藏主要营养物质（营养物质主要有淀粉、脂肪和蛋白质）

的组织。一些植物的种子在其发育过程中，胚乳被胚吸收而成为无胚

乳种子。

三、种皮

种皮1〜2层，包在胚及胚乳的外面起保护作用。通常坚韧，并

有种脐、种孔等附属物。

第二节种子的主要类型

根据胚乳的有无，把种子分为有胚乳种子和无胚乳种子两类。

一、有胚乳种子

有胚乳种子由种皮、胚和胚乳组成，如双子叶植物薨麻、烟草、

番茄、柿的种子和单子叶植物水稻、玉米、小麦、高粱的种子。

二、无胚乳种子

无胚乳种子由种皮和胚两部分组成，子叶肥厚，贮藏大量营养物

质，代替了胚乳的功能，如双子叶植物菜豆、豌豆、花生、棉的种子

和单子叶植物慈姑的种子。

考核要求

㈠种子的结构

1.识记：种子。

2.理解：种子的基本结构及种子各部分的功能。为什么说胚是新植物

体的原始体。

㈡种子的主要类型

1.识记：⑴有胚乳种子。⑵无胚乳种子。

2.理解：⑴禾本科植物颖果的结构及各部分名称。⑵双子叶植物有胚

乳种子的结构。⑶双子叶植物无胚乳种子的结构。

㈢种子的萌发

1.理解：种子萌发的条件。

2.应用：综合外界条件适时浸种、播种。

㈣幼苗的类型

1.识记：⑴子叶出土幼苗。⑵子叶留土幼苗。

2.理解：子叶出土幼苗的成因。

3.应用：根据幼苗类型，确定播种深度。

第三章被子植物营养器官

教学内容：三大营养器官根、茎和叶的功能、结构、发育及其之间的

关系，变态器官类型。

教学要求：

1.掌握根的结构和发育过程，了解根的形态和生理功能，了解根瘤

菌和菌根及其对植物根的生理活动的意义；理解根的形态结构与生

理功能之间的辩证关系。

2.掌握茎的结构和发育过程；了解双子叶植物、单子叶植物、裸子

植物三者结构的异同；了解茎的各种形态和生理功能；了解根和茎

的初生结构、次生结构的异同，理解茎的形态结构与生理功能的辩

证关系。

3.掌握叶的结构和发育过程，了解叶的形态和生理功能以及落叶和

离层，理解叶的形态结构与生理功能之间的辩证关系。

教学重点：

1.根、茎的初生结构和次生结构及其发育过程；

2.根和茎结构对功能的适应性；

3.凯氏带、外起源、内起源、菌根、外始式、内始式、过渡区、侵

入生长、同源器官、同功器官等概念；

4.叶的结构；叶的生态类型及其对生境的适应性。

教学建议：

1.采用幻灯片、教学挂图、多媒体课件和实物进行直观教学；

2.采用比较法进行“根、茎的初生结构和次生结构”的教学；

3.联系实际，采用启发式教学法进行“叶的生态类型及其对生境的适

应性”的教学。

第一节根

一、根的生理功能

根主要有从土壤中吸收水分和无机盐及固着植株两大功能，此外

还有贮藏、营养繁殖和生物合成等功能。

二、根与根系的类型

由胚根直接长成的根称为主根，根的各级大小分支称为侧根。主

根和侧根在植物体中的固定部位发生，称为定根。许多植物还能从茎、

叶、老根和胚轴上生根，这些根的发生位置不固定，称为不定根。

一株植物地下部分所有根的总体称为根系。根系有直根系和须根

系两种：直根系由主根和侧根组成，主根明显、粗大、较长，各级侧

根依次较小、较短。须根系主要由不定根组成，主根生长缓慢或停止,

根呈丛生状态，无主次之分。

三、根系在土壤中的生长与分布

根系在土壤中的分布与植物生长有很大关系。在自然条件，一般

植物根系所占土地面积往往大于茎、叶面积的5〜15倍。根据根系在

土壤中分布的状况可分为两类：深根系和浅根系。深根系的主根发达,

垂直向下生长，往往扎入土壤深层；浅根系的主根不发达，侧根和不

定根向四面扩张，长度远远超过主根，根系大部分分布在土壤表层。

四、根的发育与结构

㈠根尖分区和伸长生长

每条根从着生根毛处至顶端的一段称为根尖。从先端向后根尖可

依次分为根冠、分生区、伸长区和根毛区。

1.根冠是包围在分生区外的帽状结构，由许多薄壁细胞组成，起保

护分生区的作用，并可分泌粘液，有利于根尖推进生长。

2.分生区是根的顶端分生组织，前端为原分生组织，后部为初生分

组织（包括原表皮、原形成层、基本分生组织三种）。分生区细胞持

续分裂活动，增加根的细胞数目。

3.伸长区细胞逐渐停止分裂，迅速伸长生长，产生大液泡。后部分

化出最早的导管和筛管，是分生区与成熟区的过渡区域。许多细胞迅

速伸长，是根尖深入土层的主要推动力。

4.根毛区内部组织全部分化成熟，故也称成熟区。根毛区最显著的

特征是表面密被根毛。根毛是表皮细胞向外突出形成的顶端密闭的管

状结构。根毛的形成大大地扩大了根表皮吸收面积，因此，根毛区是

根行使吸收功能的主要区域。

㈡双子叶植物根的初生结构

初生结构的概念：由初生分生组织（原表皮、原形成层、基本分生组

织）分裂产生的细胞经生长和分化形成的各种成熟组织组成的结构称

为初生结构。

根毛区初生结构从横切面看从外至内可分为表皮、皮层和中柱三

部分。

1.表皮来源于原表皮，是最外一层排列紧密的生活细胞，有根毛，

主要起吸收作用。

2.皮层来源于基本分生组织，位于表皮内方，由多层薄壁细胞构成,

在幼根中起着贮藏、通气和横向输导的作用。由外至内又分为外皮层、

皮层薄壁组织和内皮层三层。

⑴外皮层1至多层排列较紧密的细胞，细胞体积相对较小。根毛和

表皮凋萎脱落后，外皮层细胞壁增厚起保护作用。

⑵皮层薄壁细胞为多层较大型的细胞，排列疏松，有明显胞间隙，

是幼根贮藏营养物质的主要场所，并有通气作用。

⑶内皮层为皮层最内一层排列紧密的细胞，细胞的径向壁、横壁上

有条木化并栓化的带状增厚，称为凯氏带。凯氏带和细胞质膜牢固结

合。内皮层的这种特性对溶质的吸收和输导有密切的关系。

3.中柱也称维管柱，位于内皮层内方，是根的中轴部分，来源于原

形成层，包括中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞四个部分。

⑴中柱鞘（维管柱鞘）中柱的最外层，由1层或几层薄壁细胞组成。

有潜在分裂能力，在一定条件下可分裂形成侧根、木栓形成层、维

管形成层一部分、不定芽、乳汁管等

⑵初生木质部呈辐射状排列，辐射角尖端为原生木质部，较早分化

成熟，导管口径较小而壁较厚；近轴中心的部分是后生木质部，较晚

分化成熟，导管口径较大且壁较薄。初生木质部这种组织由外至内向

心分化成熟的方式称为外始式，是根初生结构的重要特征。初生木质

部的主要功能是自下而上输导水分和无机盐。

⑶初生韧皮部呈束状与原生木质部束相间排列，这是幼根维管系统

最突出的特征。初生韧皮部主要起输导有机养料的作用，分化成熟方

式亦为外始式。

⑷薄壁细胞一部分布在初生木质部与初生韧皮部之间，其中一层是

由形成层保留的未分化的细胞，将来转变为维管形成层的主要部分。

另一部分薄壁细胞位于根的中心，称为髓，起贮藏作用。但多数双子

叶植物的初生木质部分化达到中心，因而缺少髓。

㈢双子叶植物根的次生生长和次生结构

由次生分生组织（维管形成层和木栓形成层）分裂活动使根的直

径增粗的生长过程称为次生生长，次生生长产生的各种组织组成的结

构称为次生结构。

1.维管形成层的发生及其活动

维管形成层由两个部位发生：主要部分由初生木质部与初生韧皮

部的未分化的薄壁细胞转变而成，另一个小部分由正对原生木质部的

中柱鞘细胞恢复分裂形成。维管形成层主要进行切向分裂，向外分化

产生次生韧皮部（较少），向内分化产生次生木质部（较多），也进行

径向分裂以扩大维管形成层周径。维管形成层只发生一次，发生后可

持续活动多年。

次生韧皮部主要由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞和韧皮

射线组成；次生木质部主要由导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维和木

射线组成。（贯穿在次生维管组织中呈径向排列的薄壁细胞称为维管

射线，包括韧皮射线和木射线，起横向输导和贮藏作用。）

2.木栓形成层的发生及其活动

木栓形成层第一次一般由中柱鞘细胞恢复分裂发生。木栓形成分

裂活动向外产生木栓层，向内产生栓内层。木栓层、木栓形成层、栓

内层三者合称周皮。木栓形成层发生后只活动一个生长季，以后每年

重新发生，发生位置逐年往内推移，最后由次生韧皮部发生。多年生

的根部，由于周皮的逐年产生和死后的积累，而形成较厚的树皮。

由于内部组织的增多，外围组织被挤毁消失。多年生老根的结构,

由外至内依次为周皮、次生韧皮部、维管形成层、次生木质部、初生

木质部（只占最中心极小的一部分）。

㈣禾本科植物根的解剖结构特点

禾本科植物属于单子叶植物，没有维管形成层和木栓形成层发

生，不产生次生结构，其基本结构与双子叶植物根的初生结构相似，

也分为表皮、皮层、中柱三部分。与双子叶植物比较有如下特点：

1.外皮层细胞层数较多，表皮脱落后，外皮层细胞壁栓化增厚，起保

护和支持作用。

2.内皮层细胞常在凯氏带的基础上发生五面壁增厚，即径向壁和横壁

及内切向壁均增厚，只有外切向壁仍然保持薄壁，称马蹄形加厚。正

对原生木质部常有一些细胞不发生五面壁增厚，仍保持薄壁，称为通

道细胞。

3.初生木质部常为多原型，中央常有髓。

4.在较老的根中，除初生韧皮部外，包括皮层和中柱在内的所有薄壁

细胞都可能发生变化：或裂解形成气腔，或细胞壁木化增厚成为厚壁

的类型。

五、侧根的发生

在适宜条件下，根可以不断地产生分支，即产生侧根。侧根由母

根中柱鞘的一定部位产生，属于内起源。侧根的发生部位与根木质部

的类型有关。

六、根瘤与菌根

1.根瘤是由固氮细菌、放线菌与植物根共生形成的瘤状结构，常见

于豆科植物。

2.菌根是土壤真菌与植物根的共生体。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。

第二节茎

一、茎的生理功能

茎有两个主要生理功能：输导作用和支持作用，另外还有贮藏和

营养繁殖的功能。

二、茎的形态

㈠茎的外部形态茎是植株地上部分的主轴，常为圆柱形，有节和节

间之分，节上着生有叶、芽、花或果。叶子脱落后在茎留下叶痕。

㈡芽及其类型枝条或花（或花序）的原始体称为芽。芽有下列类型:

1.定芽与不定芽顶芽和腋芽由固定位置发生，称为定芽。由老根、

老茎、叶上长出的芽，其发生位置不固定，称为不定芽。

2.叶芽、花芽和混合芽营养枝条的原始体叫叶芽；花或花序的原

始体叫花芽；混合芽是既发育形成叶，又形成花或花序的芽。

3.裸芽和鳞芽外围有芽鳞片包被的芽叫鳞芽，无芽鳞片的叫裸芽。

4.活动芽和休眠芽能在当年生长季节萌发生长的芽称为活动芽；温

带木本植物枝条下部的芽，即使在生长季节也不萌发，暂时处于休眠

状态的芽称为休眠芽。创伤等刺激可打破休眠状态使休眠芽变为活动

芽。

㈢茎的分枝每种植物茎的分枝有一定的规律和方式，分枝方式可归

纳为四种：

1.单轴分枝特点是主茎顶芽的生长活动始终占优势，形成直立而明

显的主干，各级分枝依次较小。材用树种的分枝方式多为单轴分枝。

2.合轴分枝特点是主茎顶芽生长活动形成一段主轴后即停止生长

或形成花芽，由下侧的一个腋芽代替主芽继续生长，又形成一段主轴,

之后又停止生长或形成花芽，再由其下侧的腋芽接替生长，如此继续

下去，因此，植物的主轴是由主茎和相继接替的各级侧枝共同组成，

因此称为合轴分枝。合轴分枝可产生较多的分枝和较多的花芽，许多

果树具有合轴分枝的特性。

3.假二叉分枝常见于具有对生叶序的植物中，主茎顶芽活动到一定

的时间就停止生长或死亡，由顶芽下面的一对腋芽同时生长形成两个

分枝。每个分枝的顶芽活动到一定时候又停止生长，再由其下面的一

对腋芽同时生长，如此继续发育，形成许多二叉状的分枝。因不是由

顶端分生组织形成的分枝，故称为假二叉分枝。

4.禾本科植物的分薨禾本科植物在茎基部密集的节上产生侧枝，并

同时在节上产生不定根的现象称为分孽。由此形成的侧枝也称分廉，

由主茎基部产生的侧枝称为一级分窠，一级分孽基部产生的侧枝称为

二级分窠，依此类推。

三、茎的发育与结构

㈠茎尖分区及其生长动态茎尖可分为分生区、伸长区和成熟区三个

区。

1.分生区形态上可为生长锥、叶原基和腋芽原基等结构部分，外围

有幼叶包围。分生区顶端为原分生组织，后部为初生分生组织的原表

皮、原形成层和基本分生组织。

2.伸长区细胞逐渐停止分裂，迅速伸长生长。外观表现为节间逐渐

伸长，幼叶长大，并由密集逐渐变成松散。

3.成熟区节间长度趋向稳定，各种组织分化成熟，形成了初生结构。

㈡茎的结构

1.双子叶植物茎的初生结构

由茎成熟区横切面看，可分为表皮、皮层和中柱（维管柱）三部

分。

⑴表皮是茎外表的初生保护组织，其最显著特征是细胞外壁角化，

并形成角质层。

⑵皮层由厚角组织和皮层薄壁组织构成，最内一层薄壁细胞常含有

丰富的淀粉粒，称为淀粉鞘。厚角组织及近外侧的薄壁细胞常含有叶

绿体，故幼茎常呈绿色。皮层具有光合作用和贮藏作用，并可产生木

栓形成层。

⑶中柱（维管柱）由维管束、髓和髓射线三部分构成。

①维管束多数双叶植物的维管束为无限外韧维管束，木质部与韧皮

部之间有束中形成层。初生韧皮部由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧

皮纤维组成；初生木质部由导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维组成。

少数双子叶植物茎的维管束为双韧维管束在木质部的内方尚有内韧

皮部。茎中初生木质部发育成熟方式为内始式。维管束起输导和支持

作用。

②髓是茎中央的薄壁组织，起贮藏作用。

③髓射线是位于两个维管束之间，连接皮层和髓的薄壁细胞，起贮

藏和横向输导的作用，正对束中形成层的髓射线细胞可恢复分裂转变

为束间形成层。

2.双子叶植物茎的次生生长和次生结构

次生生长包括维管形成层和木栓形成层的发生和活动。

⑴维管形成层的发生和活动茎的维管形成层由束中形成层和束间

形成层连成圆环状形成层。其分裂活动与根的相同，向外产生次生韧

皮部，向内产生次生木质部。

⑵木栓形成层的发生及其活动第一次发生的位置可由表皮、皮层的

厚角组织、皮层薄壁组织或初生韧皮部发生，因植物种类而异。其分

裂活动与根一样，但产生的周皮有皮孔结构，栓内层细胞含有叶绿体。

⑶茎的次生结构大体可分成树皮和木材两部分。

①树皮狭义的指历年形成的周皮及它们之间的死亡组织；广义的指

维管形成层以外的所有组织，包括狭义的树皮及其内方正在执行其功

能的次生韧皮部。

②木材主要指次生木质部，初生木质部只占很微小的部分。木材有

两个特征：一是有年轮,一是有边材和心材之分。

年轮是维管形成层在一年内产生的次生木质部，由早材和晚材组

成.

心材是早年形成的近中心的次生木质部，颜色较深；边材是近年形成的近皮

部的次生木质部，颜色较浅。

3.禾本科植物茎的解剖结构特点

禾本科植物茎的节与节间明显，节间有中空和实心两种类型。其

节间解剖结构有两大特点：一是维管束星散分布，没有皮层和中柱的

界限，整个结构由表皮、机械组织、基本组织和维管束组成。二是维

管束为有限外韧维管束，无束中形成层，无次生生长和次生结构。

⑴表皮由长细胞和短细胞（硅细胞和栓细胞）组成，外壁角化并硅

化。

⑵机械组织是位于表皮内的厚壁组织。

⑶基本组织占茎的大部分体积的薄壁组织，其中常有气腔或气道。

⑷维管束分散在基本组织中，在实心茎中星散分布，在中空茎中排

成疏松的两环。维管束由初生韧皮部、初生木质部和维管束鞘三部分

组成，无束中形成层，为有限外韧维管束。初生木质部成熟方式为内

始式；初生韧皮部由筛管和伴胞组成；维管束鞘由厚壁细胞组成。

4.禾本科植物茎的初生增粗生长

禾本科植物茎的维管束内没有束中形成层，不能进行次生增粗生

长，玉米等禾本科植物茎的有限增粗，是由于其茎内初生加厚分生组

织分裂活动的结果。

第三节叶

一、叶的生理功能

叶的主要功能是光合作用和蒸腾作用，有些植物的叶还有营养繁

殖的功能。

二、叶的形态

㈠一般植物叶的组成和形态

叶由叶柄、叶片和托叶三部分组成，叶片扁平、绿色，是叶行使

其功能的主要部分。具有叶片、叶柄和托叶三部分的叶称为完全叶，

缺少其中任一部分或两部分的称为不完全叶。

㈡禾本科植物的叶的组成和形态

禾本科植物叶的两个主要组成部分是叶片和叶鞘。叶片条形，具

平行脉；叶鞘抱茎，一侧开裂。叶鞘与叶片交界处的外侧呈环状的部

位称为叶颈，交界处的内侧常有叶耳和叶舌。

三、叶的发生与发展

1、叶原基的发生叶由叶原基发育形成。叶原基发生于茎尖生长锥

的侧面，一般由表面的儿层细胞分裂形成最初的突起，接着向长、宽、

厚三个方向生长。但厚度生长开始与停止均较早，使叶原基早期即成

为扁平形。以后基部继续增宽，有些植物（如禾本科）其基部可以包

围整个生长锥。从突起到厚度生长停止，整体仍由分生组织组成，外

形上尚未有叶片、叶柄、托叶的分化时均可称为叶原基。

2、叶的发生与叶片的发育叶原基形成后，接着下部发育为托叶，

上部发育为叶片与叶柄。叶片由叶原基上部经顶端生长、边缘生长和

居间生长形成。叶原基上部的细胞分裂逐渐限于顶端，通过顶端生长

使这部分伸长。不久，在其两侧的细胞开始分裂，进行边缘生长，形

成具有背腹性的扁平雏形的叶片；如果是复叶，则通过边缘生长形成

多数小叶片。边缘生长进行一段时间后，顶端生长停止。当幼叶逐渐

由芽内伸出、展开时，边缘生长停止，整个叶片进行近似平均的表面

生长，又称为居间生长。居间生长伴随着内部组织的分化成熟，和叶

柄、托叶的形成而成为成熟叶。

四、叶的结构

㈠被子植物叶的一般结构

1.叶柄的结构与茎的初生结构相似。

2.叶片的结构分为表皮、叶肉、叶脉三部分。

⑴表皮叶表面的初生保护组织，由表皮细胞、气孔器和表皮毛等附

属物组成。表皮细胞占的份量最大，其外壁角化，并形成角质层。气

孔器由一对肾形保卫细胞组成，有的植物在保卫细胞外侧还有副卫细

胞。

⑵叶肉由含大量叶绿体的薄壁细胞组成，是叶进行光合作用的主要

部分。根据叶肉分化的情况不同，可分为背腹叶和等面叶：背腹叶的

叶肉分化为栅栏组织和海绵组织，栅栏组织近上表皮，含叶绿体多；

海绵组织近下表皮，排列较疏松，细胞含叶绿体较少。等面叶的叶肉

不分化为栅栏组织和海绵组织，或上、下表皮内侧均有栅栏组织，中

部为海绵组织。

⑶叶脉由分布在叶片中的维管束及其周围的有关组织组成，起支持

和输导作用。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。叶脉愈细，其结构

愈简单。主脉的结构含有一个或几个维管束，通常由木质部、韧皮部

和维管束鞘组成，木质部近叶的上表皮，韧皮部近下表皮。

㈡禾本科植物叶片的结构特点

也分为表皮、叶肉、叶脉三部分。

1.表皮上、下表皮的组成稍有不同：上表皮由长细胞、短细胞、泡

状细胞和气孔器有规律地排列而成，下表皮没有泡状细胞。长细胞排

成纵列，侧壁弯曲，外壁角化并硅化；短细胞（硅细胞和栓细胞）分

布在长细胞之间。泡状细胞是一些大型的薄壁细胞，成组分布于两条

叶脉之间的上表皮，其功能与叶片的内卷和展开有关。气孔器也分布

在长细胞之间，由一对哑铃形的保卫细胞和一对菱形或半球形的副卫

细胞组成。上、下表皮的气孔器数目相差不大。

2.叶肉没有栅栏组织和海绵组织之分化，由同形的细胞组成，属于

等面叶。叶肉细胞形状不规则，细胞壁向内皱褶，形成“峰、谷、腰、

环”的多环结构。

3.叶脉禾本科植物的叶具平行脉。叶脉维管束为有限外韧维管束，

其结构由韧皮部、木质部和维管束鞘组成。维管束鞘由一层薄壁细胞

（C4植物）或两层细胞（C3植物），外层为薄壁细胞，内层为厚壁细胞

组成。较大的叶脉，其维管束上、下方常有厚壁组织与表皮相连。

五、叶的生态类型

植物根据它们与适生的水条件的关系分为旱生、中生、湿生和水

生植物，根据与适生的光照条件的关系分为阳地植物和阴地植物。各

种植物的叶有各种不同的形态特征与生态条件相适应。

六、离层与落叶

多数植物有落叶现象。落叶是植物对环境适应的一种正常生理现

象。落叶在结构上的原因是由于在叶柄基部产生了离层。

第四节营养器官之间的相互联系

一株植物的各种营养器官在结构和生理上并不是孤立的，而是互

相联系和互相影响的，体现着植株生活的整体性和生长相关性。现进

一步阐述如下：

一、根、茎、叶之间维管组织的联系

1、根-茎的过渡区

种子萌发时，胚轴的一端发育为主根，另一端发育为主茎，二者

之间通过下胚轴相连。然而根维管组织的初生结构的特点与茎维管组

织的初生结构明显不同。所以，在根、茎的交界处，维管组织必须从

一种形式逐渐转变为另一种形式。发生转变所在的部位称为过渡区，

一般是在下胚轴的一定部位。过渡区的结构非常复杂，各种植物又有

不同的类型。

2、枝与叶之间维管束的联系

茎与叶的维管组织也是密切联系的。在茎的节部，维管组织的结

构比节间部分复杂得多。因为有些维管束从茎内的维管柱斜出到茎的

边缘，然后伸入叶柄进入叶片，组成反复分支的叶脉。进入叶的维管

束，从茎中维管束分支起，穿过皮层到叶柄基部为止，这一段称为叶

迹。也就是说叶迹就是进入叶的维管束在茎里的一段。每一个叶的叶

迹数目随植物的种类而异，但对每一种植物来说是一定的。如双子叶

植物中，常有三个叶迹。叶脱落后，在叶痕上可以看到叶迹的痕迹。

在一个叶迹进入一个叶子位置的上方，出现一个没有维管束而被薄壁

细胞所填充的区域，称为叶隙。

茎与枝的维管组织同样也是密切联系的。枝的维管束，同样是从

主干的维管束分支出来的。主茎上维管束的分支通过皮层进入枝的部

分，称为枝迹，每一枝的枝迹一般为两个。在枝迹上方，同样出现被

薄壁细胞所填充的区域，称为枝隙。

可见，植物体营养器官的维管组织，从根通过过渡区与茎相连，

再通过枝迹和叶迹与枝、叶相连，构成完整的维管系统。这种结构，

保证了植物生活中所需的水分、矿质元素和有机物的输导和转移，并

得到良好的机械支持作用。

二、营养器官之间主要生理功能的相互联系

（一）植物体内水分的吸收、输导和蒸腾

陆生植物生活所需要的水分，主要是从根尖的根毛区吸收。水分

进入根毛后，一方面以细胞间渗透的方法依次通过幼根的表皮、皮层、

内皮层、中柱鞘而进入导管中；另一方面由于植物地上部分，特别是

绿叶的巨大蒸腾作用，产生强大的吸水力，由叶、茎、根的导管一直

传到根毛区的细胞，使根毛区细胞的吸水力增加，不断地向土壤吸收

水分。可见，根系的吸水活动与茎的输导和叶的蒸腾都有密切的关系。

（二）植物体内有机营养物质的制造、运输、利用和贮藏

植物体内有机营养物质是通过绿色植物的光合作用所制造的。光

合作用是从无机物（二氧化碳和水）合成有机物的主要过程，也是直

接将太阳能转变为化学能的唯一途径。叶子是进行光合作用的重要场

所。它们所制造的有机物，除少数供应本身利用外，都大量运输到根、

茎、花、果、种子等器官中去。这种有机物的运输，是通过韧皮部的

筛管进行的。这样，正在生长的茎、根等细胞就获得了光合产生的糖

分。同时，根系合成的氨基酸、酰胺等含氮有机物也经筛管运输到地

上部分。有机物的运输与呼吸作用密切相关，都要通过呼吸作用中形

成的三磷酸腺昔（ATP）提供能量。有些植物具有贮藏大量有机物的能

力，将叶片制造、运来的有机物积蓄于块茎、块根等贮藏器官以及结

实器官的果实种子中。以上说明在植物体内有机营养物的制造、运输、

利用和贮藏过程中，植物所进行的光合作用、输导作用、呼吸作用以

及生长发育等各种生理功能都是相互依存的。同时植物的这些生理活

动又与植物器官的形态结构统一协调。

（三）营养器官的生长相关性

1、地下部分与地上部分的生长相关性——根条比率

“本固枝荣，根深叶茂”，这句话反映了植物地上部分与地下部

分存在着生长相关性。植物的地上部分把光合产物和生理活跃性物质

输送到根部去利用，而根系从土壤中吸收的水分、矿质和氮素，及其

合成的氨基酸等重要物质，又往上部输送，供给地上部分的需要。植

物根系与枝叶之间生理上的密切相关，必然导致二者在生长上出现一

定的比例关系，即根条比率。

2、主干与分枝的生长相关性——顶端优势

顶芽对腋芽、主根对侧根有抑制作用，也反映了器官的生长相关

性。顶芽发育得好，主干就长得快，而腋芽却受到抑制，不能发育成

新枝或发育得较慢。如果去掉顶芽，便可促使腋芽开放，发育为新枝。

这种顶芽生长占优势、抑制腋芽生长的现象，称为顶端优势。顶端优

势的存在实质上是生长素对腋芽生长活动的抑制作用。主根对侧根也

有类似的顶端优势。

3、营养生长与生殖生长的相关性

一年生植物进入生殖生长时，营养生长常因此中止或削弱，幼叶

和茎不仅在果熟期减缓合成和停止输入光合产物，而且通过物质的重

新分配，输出一部分积累的碳素与无机物。这一过程加速植株的衰老,

最终导致植株死亡。而多年生植物仅将部分营养物质用于生殖生长，

使结实枝条仍保持健壮，即使死亡，亦有新枝取代；或同时将部分营

养物质转贮地下的贮藏根、根茎等处，仅地上部死亡，来年生长季仍

能再度萌发。

第五节营养器官的变态

某些植物的营养器官由于长期适应某种特殊的环境条件，在形

态、结构或生理功能上发生了非常大的变化，并已成为该种植物的遗

传性状，这种变化称为变态。

部位变态类型举例

⑴贮藏根即肉质直根、块根。胡萝卜

根⑵气生根即支持根、攀缘根、呼吸根。玉米

⑶寄生根。菟丝子

⑴地上茎的变态：茎刺、茎卷须、叶状茎、肉质茎。仙人掌

茎

⑵地下茎的变态：块茎、鳞茎、球茎、根状茎。马铃薯

叶苞片、鳞叶、叶卷须、叶刺、捕虫叶豌豆

西丁荷功器官写I司源器二

同功器官即功能相同，形态结构相似，来源不同的变态器官。如

茎刺和叶•刺、茎卷须和叶卷须等。

同源器官即来源相同，功能和形态不同的变态器官。如茎刺和茎

卷须、支持根和贮藏根等。

第六节营养器官的繁殖及其在生产上的应用

一、营养器官的繁殖

营养繁殖是由根、茎、叶等营养器官形成新个体的一种繁殖方式,

其繁殖特点为植物营养体的一部分脱离母体（或不立即脱离母体）而

长成新个体，这是植物系统演化中出现的初级繁殖方式。

二、营养繁殖在生产实践中的应用

在农、林、园艺等生产实践中，可利用植物营养器官的繁殖特性,

直接利用块根、块茎、鳞茎、球茎、根状茎等进行繁殖，或人为地进

行分离、杆插、压条、嫁接等方法来大量繁殖和培育优良的作物品种。

II考核目标

II.I自学要求

本章重点掌握根、茎、叶的主要生理功能及与之相适应的基本结

构。理解结构与功能的统一。各类变态器官应结合实物观察。理论联

系实际，利用有关的知识为生产实践服务。

II.II考核知识点

㈠根的生理功能

㈡根与根系的类型

㈢根的发育与结构

㈣侧根、根瘤和菌根

㈤茎的生理功能

闲茎的形态

（七）茎的发育与结构

（A）叶的生理功能

㈤叶的形态

（十）叶的结构

（H）离层与落叶

（十二）营养器官的变态

（十三）营养器官的繁殖及其在生产上的应用

II.m考核要求

㈠根的生理功能

1.识记：⑴器官。⑵营养器官。

2.理解：根的生理功能

㈡根与根系的类型

1.识记：⑴定根和不定根。⑵主根和侧根。⑶根系。⑷直根系和须根

系。

2.应用：⑴利用植物能产生不定根的特性，在生产上进行杆插、压条

等营养繁殖。⑵根据不同的根系类型，合理利用新的栽培技术，在苗

木移植时减少根的损伤，提高成活率。

㈢根的发育与结构

1.识记：⑴根尖。⑵根毛。⑶初生结构。⑷初生生长。⑸凯氏带。⑹

外始式。⑺次生生长和次生结构。⑻维管射线。

2.理解：⑴根尖分区，各区细胞特点及功能。⑵双子叶植物根的初生

结构及其发育特点和各部分的功能。⑶双子叶植物根次生生长过程维

管形成层和木栓形成层的发生和活动。⑷双子叶植物根的次生结构。

⑸禾本科植物根的解剖结构特点。

㈣侧根、根瘤和菌根

1.识记：⑴根瘤。⑵菌根。⑶内生菌根和外生菌根。

2.理解：侧根发生的部位及其发生过程。

㈤茎的生理功能

理解：茎的生理功能。

闲茎的形态

1.识记：⑴节和节间。⑵枝条。（3）叶痕和叶迹。⑷皮孔。⑸短枝和长

枝。⑹芽。⑺定芽和不定芽。⑻叶芽、花芽和混合芽。⑼裸芽和鳞芽。

⑩活动芽和休眠芽。（11）单轴分枝。⑫合轴分枝。（⑶假二叉分枝。（14）分

巢。

2.理解：⑴茎的形态特征。⑵芽的结构。

3.应用：⑴在生产上根据茎的分枝特点，合理修整枝条提高成材率或

座果率。⑵根据禾本科植物的分票特点，合理密植，采取合理的管理

措施，促进早分巢，多分巢，提高粮食作物产量。

㈤茎的发育与结构

1.识记：⑴髓射线。⑵年轮。⑶早材和晚材。⑸边材和心材。⑹树皮。

2.理解：⑴茎尖分区及各区特点。⑵双子叶植物茎的初生结构及各部

分的特点和功能。⑶双子叶植物根、茎初生结构的异同点。⑷茎维管

形成层和木栓形成层的发生及活动。⑸双子叶植物茎的次生结构及各

部分的组成和特点。⑹木材的三种切面。⑺禾本科植物茎的初生增粗

生长。

（A）叶的生理功能

识记：叶的生理功能。

（加叶的形态

识记：⑴脉序。⑵叶的组成。⑶完全叶和不完全叶。⑷禾本科植物叶

的形态和组成。

（十）叶的结构

1.识记：⑴气孔器和气孔。⑵异面叶（背腹叶）。⑶等面叶。

2.理解：⑴双子叶植物背腹叶的结构及各部分的功能。⑵禾本科植物

叶片的解剖结构。

（十一）离层与落叶

1.识记：⑴落叶。⑵离层。

2.理解：落叶（以及落花、落果）的原因。

3.应用：利用生长素影响离层产生的机理，调节和控制落叶、落花和

落果。

（十二）营养器官的变态

1.识记：⑴变态。⑵同功器官。⑶同源器官。

2.理解：⑴根各种变态类型。⑵地下茎的各种变态类型⑶地上茎的

各种变态类型。⑷叶的各种变态类型。

（十三）营养器官的繁殖及其在生产上的应用

1.识记：⑴营养繁殖。⑵自然营养繁殖。⑶人工营养繁殖。⑶人工营

养繁殖的方式。

2.应用：在生产上采用各种人工营养繁殖方式，繁殖和培育优良品种。

第四章被子植物生殖器官

教学内容：被子植物花的组成、类型；花药的发育，花粉粒的形成；

胚珠的发育，胚囊的形成；开花、传粉、受精的方式和过程；果实和

种子对传播的适应性；被子植物的生活史。

教学要求：掌握花的形态结构、发育及生殖过程；掌握各种类型果

实的特征；理解双受精过程及其生物学意义。

教学重点：

1.花的形态结构及其多样性，花程式，花序的类型；

2.花粉粒的形成；

3.胚囊的发育；

4.双受精;

5.植物胚胎发育过程及其类型；

6.果实的类型；

7.被子植物的生活史。

教学建议：

1.采用幻灯片、教学挂图、多媒体课件和实物等进行直观教学；

2.联系实际，采用启发式教学法进行“叶的生态类型及其对生境的适

应性”的教学。

3.学完本章后，以发育为主线，引导学生进行归纳总结，弄清花、果

实和种子各结构间的关系。

第一节花的组成与发生

一、花的概念与花的组成部分

花是适应于生殖的变态短枝。被子植物典型的花由花梗、花托、

花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群儿部分组成。构成花萼、花冠、雄蕊群、

雌蕊群的组成单位分别是萼片、花瓣、雄蕊和心皮，它们均为变态叶。

㈠花梗与花托花梗是枝条的一部分，花托是其顶端膨大成各种形状

的部分，有密集的节，着生花的其它部分，起支持和输导的作用。

㈡花被花萼和花冠总称花被。当花萼和花冠相似不易区分时也统称

花被，其每一特征则称花被片。

1.花萼由若干萼片组成，保护幼花，并有光合等作用。萼片之间完

全分离的称离萼，彼此之间基部合生或全部合生的称合萼，基部合生

部分称萼筒，顶部分离的部分称萼裂片。有的植物在花萼外还有副萼。

2.花冠由若干花瓣组成，常呈鲜艳色彩或散发出香气，有保护雌、

雄蕊和招引昆虫传粉的作用。花瓣之间完全分离的称离瓣花冠，花瓣

彼此基部合生或全部合生的称合瓣花冠，其基部合生部分称花冠筒，

顶部分离的部分称花冠裂片。

具备花萼、花冠的花称两被花，仅有花萼的花称单被花，两者皆

无的花称无被花或裸花。

㈢雄蕊群花中所有雄蕊总称雄蕊群。雄蕊的形态可分为花丝和花药

两部分，花药是产生精子的地方，故雄蕊群是花的重要组成部分之一。

㈣雌蕊群花中所有雌蕊总称雌蕊群，但多数植物的花只有一枚雌

蕊。雌蕊由1至多个心皮组成。心皮是组成雌蕊的单位，是具有生殖

作用的变态叶。花中只有一个心皮的称单雌蕊；具有两个以上的心皮

而所有心皮合生形成一个雌蕊的称合心皮雌蕊（复雌蕊），心皮彼此

分离单独形成雌蕊的称离心皮雌蕊（离生单雌蕊）O形态上雌蕊可分

为柱头、花柱、子房三部分，子房是种子的前身即胚珠着生的地方，

胚珠内可产生卵细胞，故雌蕊是花的另一个重要组成部分。

具有雌蕊和雄蕊的花称为两性花，仅有二者之一的称单性花（雌

花或雄花）

具有花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊（群）的花称完全花，缺少其1

至3部分的花称不完全花。

㈤禾本科植物的花及小穗禾本科植物的花被变态为浆片，因此无花

萼和花冠，花由2枚浆片、3或6枚雄蕊和1枚雌蕊组成；花及其外

围的内移和外移组成小花；1至多朵小花、2枚颖片和它们着生的短

轴（小穗轴）组成小穗。禾本科植物即以小穗为单位组成各种花序。

二、花芽分化

植物在营养生长过程中，感受了一定的光周期、温度、营养条件

等调节发育的刺激，使一些芽的分化发生了质的变化，在茎上一定部

位的顶端分生组织（生长锥），有的不再产生叶原基，而分化出花的

各部分原基或花序各部分原基，最后发育形成花或花序，即为花芽分

化。花芽的出现是被子植物从营养生长进入生殖生长的重要转折标

志。在花芽的分化过程中，顶端分生组织从无限生长变成有限生长，

也是一个顶端分生组织的最后一次活动。

第二节雄蕊的发育与结构

一、花药的发育与结构

发育成熟的花药结构包括表皮、药隔、花粉囊三部分。

发育初期的花药结构简单，外为一层幼令表皮（未分化成熟的表

皮细胞）和包围在内的分生细胞。在表皮以内花药四角各出现一至几

纵列分生细胞（抱原细胞），经一次平周分裂形成内外两层细胞，外

层叫壁细胞（周缘细胞），将来经分裂分化形成花粉囊壁；内层为造

抱细胞，经分裂（或直接长大）形成花粉母细胞。在幼花药的中部发

育出一个维管束及其周围的薄壁细胞，构成药隔。壁细胞经分裂自外

至内依次分化形成药室内壁（纤维层）、中层和绒毡层，三者与表皮

共同组成花粉囊壁。花药接近成熟时，药室内壁细胞扩大并有木化和

栓化的斜向条状次生壁，因此称为纤维层，其功能与花药开裂有关。

中层是1〜3层较小的薄壁细胞，初期含有淀粉等营养物质，后来被

挤压消失。绒毡层是花粉囊壁最内一层较大的薄壁细胞，含有2个或

多个细胞核，含有蛋白质、RNA、油脂、类胡萝卜素和抱粉素等营养

物质，对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用。当花粉粒成

熟时，绒毡层解体消失。花粉母细胞经减数分裂形成四分体，再发育

形成花粉粒。花药通常有两对花粉囊，花药成熟时，每对花粉囊之间

的壁破裂（花药开裂），相互连通为一个药室。棉花等少数植物的花

药只有2个花粉囊，开裂时形成一个药室。

二、花粉母细胞的减数分裂

减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式，细胞连续分裂两次，而染

色体只分裂一次，一个母细胞经减数分裂产生4个子细胞，每个子细

胞的染色体数目只有原来母细胞的一半。被子植物中花粉母细胞和胚

囊母细胞的分裂方式为减数分裂。

分裂过程：分为减数分裂的第一次分裂和减数分裂的第二次分

裂。

㈠减数分裂的第一次分裂，分为前期1、中期I、后期I、末期I四

个时期。前期又分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期五个

时期。偶线期发生同源染色体配对（联会），粗线期非姊妹染色单体

片段互换（交叉），遗传物质发生重组，为细胞的遗传变异性奠定了

基础。后期时染色体不分裂而分为两组移向两极，每一极的染色体数

目只有母细胞的一半。末期形成两个子细胞（二分体）或不形成子细

胞而直接进入第二次分裂。

㈡减数分裂的第二次分裂，与一般的有丝分裂过程相似，最后形成四

个子细胞（四分体）。四分体的外围及各细胞之间有月并服质壁包围及

分隔。

减数分裂的意义:减数分裂导致产生单倍体的精子和卵细胞，由受

精卵发育形成的胚恢复了二倍体的染色体数目，保持了细胞遗传的相

对稳定性。由于同源染色体联会和交叉，遗传物质发生了重组，为细

胞遗传的变异性奠定了基础，丰富了植物遗传的变异性。

三、花粉粒的发育与形态结构

㈠花粉粒的发育花粉母细胞经减数分裂形成的四分体由于肺脏壁溶

解而分离，成为4个单核花粉粒。单核花粉粒长大变圆，并形成大液

泡，细胞核由中央移向边缘，并在近壁处进行一次有丝分裂，形成大

小悬殊的两个细胞，大的为营养细胞，小的为生殖细胞，两细胞之间

有肌服质壁分隔。经过一系列的发育，月并脏壁溶解，生殖细胞成为一

个纺锤状无壁的裸细胞，浸没在营养细胞之中，形成了细胞之中有细

胞的独特现象。有的植物生殖细胞在花粉粒中有分裂一次，形成两个

精细胞。在内部进行分裂和发育的同时，在花粉粒外围形成了具有内、

外两层的花粉粒壁。

㈡花粉粒的形态和结构大多数植物的花粉粒成熟时含