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文档简介
我物d物学期*复0总偌
第一*■佛论■
第一部分:形态解剖(植物细胞学、植物组织、植物器官、植物的个体发育、植物生态基础)
第二部分:植物分类(藻类植物、菌类植物、地衣、苔薛植物、蕨类植物、种子植物门【裸子植物、被子植物】)
植物界的基本分类单位:植物界-门-纲-目-科-属-种
第一节
一.林奈的两界系统:瑞典的植物学家林奈(CarolusLinnaeus)(1735)在《自然系统》《SystemaNaturae》。
植物界(Kingdomplant):固着不动,自养。
动物界(Kingdomanimal):能运动,异养。
1753年发表的巨著《植物种志》中将植物分成24纲,把动物分成6纲。
二.海克尔的三界系统:1866年德国的著名生物学家海克尔(Haeckel)提出成立三界系统。
植物界;动物界;原生生物界:包括原核生物、原生生物、硅藻、粘菌和海绵等。
三.魏泰克的四、五界系统:1959年,魏泰克川hittaker)提出了四界分类系统:
植物界;动物界;原生生物界;真菌界:不含叶绿素的真核菌类
十年后,魏泰克在他的四界系统的基础上,又提出了五界系统:
植物界;动物界;原生生物界;真菌界;原核生物界.
魏泰克的四界、五界系统的优点是纵向显示了生物进化的三大阶段:原核生物、单细胞真核生物(原生生物)和多细胞真核生
物(植物界、真菌界、动物界)。同时,又从横向显示了生物演化的三大方向,即光合自养的植物,吸收方式的的真菌和摄食方
式的动物。
四.捷恩的六界系统:1949年,捷恩(Jahn)的六界系统
后生动物界;后生植物界;真菌界;原生生物界;原核生物界;病毒界
五.卡瓦勒-史密斯的八界系统:1989年,卡瓦勒-史密斯的八界系统
真核生物:后真核生物超界(动物界、真菌界、植物界、藻界、原生生物界)
古真核生物超界(古真核生物界)
原核生物:真细菌界、古细菌界
六.魏泰克和Margulis的三原界系统:1978年,Whittaker和Margulis根据分子生物学研究的资料,提出了一个新的三原界
(Urkingdom)学说,认为在生物进化的早期,各类生物是由•个共同的祖先沿三条进化路线发展,形成了三个原界。也叫三域系
统。
真核生物原界:动物、植物、真菌、原生生物
真细菌原界:蓝细菌、原核生物(除古细菌)
古细菌原界:产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌
七.我国学者的研究:
1966年,邓叔群根据营养方式划分:
植物界一光合自养
动物界一摄食
真菌界一吸收
1965年,胡先铺:
始生总界——病毒
胞生总界——细菌界粘菌界真菌界
植物界动物界
1979年,陈世骥:
非细胞总界一病毒
原核总界一细菌界蓝藻界
真核总界一植物界真菌界动物界
八.低等植物的特征
1、植物体结构简单,没有根茎叶的分化。
2、内部组织分化程度低,多没有组织分化。
3、生殖器官为单细胞,合子发育离开母体,不形成胚。
高等植物的特征
1、植物体结构复杂,具根茎叶的分化。
2,内部组织分化达到较高级的程度。
3、生殖器官为多细胞,合子发育不离开母体,形成胚。
第二节植物命名
--分类单位:植物分类的等级主要包括界、门、纲、目、科、属、种,有时在各阶层之下分别加入亚门、亚纲、亚目、亚科、
族、亚属等。
基本概念:
种:是自然界中客观存在的•种类群,这个类群中的所有个体都有着极其相似的形态特征和生理、生态特性,个体之间可以自
然交配产生正常的后代而使种族延续,它们在自然界中占有一定的分布区域。人们就以这种客观存在的类群称为种,也是作为
分类的基本单位。
分类学家根据差异大小,又将种下分为亚种(Subspecies)、变种(Varietas)和变型(Forma)。
•亚种(subspecies缩写subsp.)是一个种内的变异类群,形态上有一定区别,在分布、生态或季节上有所隔离,同种内的两
个亚种,不分布在同一地理分布区内。
・变种(varietas缩写var.)是•个种内的某些个体,在形态上有所变异,而且比较稳定,它的分布范围比亚种小得多,并
与种内其它变种有共同的分布区。
・变型(forma缩写f.)种内某些个体有细小变异,如花冠或果实的颜色、毛被情况等,无•定的分布区,而呈零星分布。
・品种(cultivar缩写cv.)不是分类学中的单位,只用于栽培植物的分类上,在野生植物中没有品种这一概念。它是人们经
过选择、培育形成的类型,其经济性状及生物学特性符合人们的需要,而且要进行买卖,成为商品后,才能称为品利,,否则只
能称为品系。
三.植物命名
1、国际植物命名
林奈的双名法:植物的种名由二个拉丁化的词组成,属名+种名。第个字母要大写,用名词单数第格;第二个词为种加词,
多为形容词,与属名名词性、数、格一致,也可采用名词单数第二格,书写时均为小写。此外还要求在种加词之后加上该植物
命名人姓氏的缩写。若命名人为二人,则在二人名间用“et”相连;若由一人命名,另一人发表,则前一人为命名人,后一人
为发表该种的作者,中间用“ex”相连。
若由二人命名,则在两人之间加“et”,如多于二人,在笫一人后加“etal.\有时两个命名人的前命名人有括号,表示该
种由前者最早定名,但后者经过研究,认为分类位置不恰当,应该重新组合。
杂交种命名,将“X”加在种加词前面,或在属名后,在母本与父本的两个种加词用“义”相连,作为杂种名。种下级单位中,
亚种名为在种名之后加亚种“subsp.”或“ssp.”,再加上亚种加词,最后写亚种命名人缩写。
变种名则种名后加变种“var”,加变种加词,最后写变种命名人缩写。变型名则在种名后再加上变型“f”,再加上变型加词,
最后为变型命名人缩写。
关于栽培品种,是种名后直接写品种名称,但需加上单引号。这种写法不附命名人的姓名。
最常见的学名附带的一些缩写字
缩写字拉丁文全拼中文意译缩写字拉丁文全拼中文意译
comb.nov.新组合nov.sp.新种
cult.栽培的sect.sectio组、节
et.和、同、以及ssp.亚种
ex.从、出自subgen.亚属
f.forma变型subsp.亚种
f.filius儿子syn.异名
nom.nud.裸名var.变种
cv.栽培变种spp.许多种
2、命名法规
①种植物只能有个合法的名称,其它名称都作为异名
②一种植物若有几个名称,应按优先律(最早发表的为合法名称)处理。
③所有植物名都要用拉丁名或拉丁化的名称,有明确的分类位置。
④给每种植物命名,必须有模式标本。
⑤合法名称的成立必须在正式国家刊物、杂志、著作发表,必须有拉丁文记载,必须采用双名命名法。
学名中需要使用正确的缩写字
属的正确转移
名词解释:嫁接嵌合体(graft-chimaeras)是由两种或者多种不同植物的组织构成,通过嫁接得到的植物。
品种(cultivar)是指为•专门目的而选择、具有•致而稳定的明显M别特征,而且采用适当的方式繁殖后,这些区别特征能保持
下来的一个植物的集合体。
3、中名的命名原则
①一种植物只应有一个全国通用的中文名称,至于全国各地的地方名,可任其存在而称为地方名。
②中文属名是植物中名的核心,在拟定时选择使用广泛、形象生动与形态、生态、用途有联系的中名作属名。
③名称中尽量避免迷信色彩及纪念古人或今人的名称,目前还存在混乱。
四.植物学发展
1.植物学发展简史
本草学阶段:16世纪末以前,以实用为目的
博物学阶段:16世纪末至1859年,意大利西沙尔比诺以生殖器官作为分类基础,使植物学和实用的本草区别开来。主要是大
量采集描述,指导思想是神创论。
生物科学阶段:1859—1953年,指导思想是进化论,注重进化关系,力求建立符合自然演化结果的系统关系
生命科学阶段:1953年DNA双螺旋结构的发现,研究从器官细胞水平进入到分子水平,也即进入到探索生命现象本质的阶段
2.发展趋势及方向:两极分化又相互融合:1.在微观领域从分子水平探索生物的结构、过程与机理,以揭示生物界的高度统一
性;2.在宏观领域研究生物圈与大气圈、水圈、岩石圈的相互作用,及宇宙射线作用与无重力世界中的生命行为
各分支学科交叉渗透、相互推动
从定性走向定量
从实验走向证明
在解决人类面临的重大问题中植物学将发挥重要作用:如发展designcrop等
第2*牧物何跄•&做俱
细胞的基本概念:细胞学说:1.所有生物都由细胞和细胞产物组成;2.新的细胞必须经过已存在的细胞分裂产生。
第一节植物细胞的形态与结构
细胞的大小通常在20-50微米之间;细胞的形态多样,球形、多面体、立方体、长形等
细胞基本结构:细胞壁、原生质体(质膜、细胞质和细胞器、细胞核)
显微结构:指在光学显微镜下观察到的结构。
超微结构:指在电子显微镜下观察到的结构,也称亚显微结构。
原生质体:细胞膜或质膜、细胞核、细胞质、细胞器
质膜:原生质体表面的一层薄膜,脂类和蛋白质
单位膜:电镜下膜的剖面,表现为两条暗带夹•明带的结构,厚为70T00A。
生物膜流动镶嵌模型主要特点:有序性、流动性、不对称性
质膜功能:1.物质跨膜运输2.能量转换3.代谢调节4.细胞识别5.抗逆性6.信号转导7.纤维素的合成和微纤
丝的组装
细胞核:核被膜(外核膜、内核膜、核孔,其中外核膜和内核膜统称为核周隙)、染色质(是细胞核中遗传物质存在的主要形式,
其主要成分是DNA和蛋白质)、核仁(含大量RNA和蛋白质,是核糖体RNA的合成、加工及核糖体亚单位的装配场所)、核基质
(染色质和核仁都被液态的核基质所包围)
细胞质:细胞质基质、细胞器(细胞质中具有一定形态和功能的结构,包括:质体(与糖类合成与储藏有关,包括叶绿体(膜、
类囊体、基质)、有色体(形状多样,只含有叶黄素和胡萝卜素,存在于花瓣和果实,胡萝卜根也有,能积聚淀粉和脂类)、白
色体(不含色素,呈无色颗粒状,普遍存在于植物体各部分的储藏细胞中,储藏淀粉的为淀粉体,储藏蛋白质的为蛋白体,储
藏脂类的为造油体))、线粒体(脊、基质,呼吸作用)、内质网(细胞质内由膜组成的•系列片状的囊腔和管腔,彼此相通形成
一个隔离于细胞基质的管道系统,分为糙面、光面内质网,细胞内的通讯系统、运输、合成)、高尔基体(是一些聚集的扁的小
囊和小泡,是细胞分泌物的加工和包装场所,最后形成分米皮将分泌物排出体外,还与植物分裂时新细胞壁和细胞膜形成有关)、
微体(单层膜,过氧化物酶体一与叶绿体和线粒体配合,乙醛酸体一脂肪酸的转化)、圆球体(半单位膜,脂肪的储藏和水解)、
核糖体、溶酶体(是单层膜小泡,由高尔基体断裂而产生,内含多种水解酶,可催化蛋白质、核酸、脂类、多糖等生物大分子,
消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒)、液泡(细胞代谢产物的储藏场所)、微管、微丝等)、后含物
细胞骨架:微管、微丝、中间纤维
内膜系统:具膜的细胞器与核膜一起,在细胞质基质中,彼此相关,甚至相通,组成一个复杂的膜系统,成为一个功能上连续
统•的细胞内膜,称为内膜系统。功能:物质贮藏、运输、交换。有利于能量的转换、传递,有利于信息的管理、代谢活动的
进行
细胞基质:细胞质中除细胞器以外的胶状物质称为细胞基质,细胞骨架和各种细胞器分布期中,含丰富蛋白质,可运动,与细
胞代谢密切相关
细胞壁:组成:胞间层、初生壁、次生壁;成分:果胶类物质、纤维素、半纤维素、木质素、多种酶类和糖蛋白。功能:保护、
支持作用、吸收、蒸腾、运输、分泌,细胞识别,参与细胞生长调控
胞间连丝:贯穿于细胞壁之间并密集发生于纹孔场和纹孔膜上,沟通细胞之间的连丝。胞间连丝是细胞原生质体间进行物质运
输和信号传导的桥梁
共质体:通过胞间连丝结合在•起的原生质体
质外体:共质体以外的部分,包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔
纹孔场及纹孔:纹孔场:初生壁上的•些非常薄的区域。纹孔:次生壁形成时在纹孔场不被次生壁物质覆盖,形成的凹陷区域。
单纹孔、具缘纹孔
纹孔膜:两个纹孔间的胞间层和两层初生壁形成纹孔膜
纹孔对:相邻两细胞之间的纹孔多成对存在
后含物:(■)贮藏的营养物质
1、淀粉:形式:以颗粒状态存在,称为淀粉粒。鉴定:用碘一碘化钾溶液染色时,通常呈蓝黑色。单粒淀粉粒:只有一个脐点;
复粒淀粉粒:有2个以上脐点,每个脐点有各自的轮纹;
半复粒淀粉粒:2个以上脐点,各脐点除有本身的轮纹外,还有共同的轮纹包围
2、蛋白质:形式:①拟晶体,其晶体与无机盐结晶不同,常呈方形;②湖粉粒:由一层膜包裹成的圆球状颗粒。鉴定:贮藏蛋
白质遇碘呈黄色
3、脂肪和油类:形式:以固体或油滴的形式存在于细胞质中,是细胞中含能量最高而体积最小的贮藏物质,常存在于种子、胚
和分生组织细胞中。鉴定:用苏丹III或苏丹IV染成橙红色
(二)生理活性物质:含量很少,但对细胞生命活动起着非常重要作用的物质。酶、维生素、植物激素、杀菌素等。保证细胞
内一切生化反应的正常进行;调节和控制植物生长、发育、繁殖以至遗传、变异等一系列生命活动过程
(三)其他物质:糖类、有机酸、单宁、花青素、植物碱、精油、晶体等
植物细胞内的晶体主要是草酸钙晶体,稀碳酸钙晶体,存在于液泡中
单晶:棱柱状或角锥状:针晶:针状,常聚集成束:簇晶:球状,由许多单晶联合形成,每个单晶的尖端都突出于晶簇的表面
细胞类别:原核细胞:遗传的信息量小,遗传信息载体仅由一个环状DNA构成;细胞内没有核膜和具有专门结构与功能的细胞
器的分化
细胞的新陈代谢:一切生命活动都是在细胞中进行的;生物体内进行的全部的物质和能量的变化总称为新陈代谢
同化作用:生物从外界摄入营养物质合成为生物自身的物质并贮存能量的过程
异化作用:生物体不断地将自身的某些物质分解,释放能量,并将最终代谢产物排出的过程
生命和能量:系统中物质的总能量可分为束缚能(不能转化为用于作功的能量)和自由能(在•定的温度和压力下能够作功的
能)
ATP:腺口票吟核甘三磷酸(能量约为30.5kj\mol)
酶:细胞中增进化学反应速度的催化剂,其本质是蛋白质。有些酶有非蛋白质的成分,称为辅助因子;若辅助因子是有机物,
则称辅酶。酶促反应发生在温和的条件下,不需要加热,不必提供活化能
酶抑制剂:能抑制酶活性或破坏酶分子的化学物质(如某些化学除草剂)
酶激活剂:能使酶活性增强的物质
细胞呼吸:细胞氧化有机物以获取能量并产生C02的过程,可分四个阶段:
糖酵解:淀粉、葡萄糖或其他六碳糖在无氧状态下分解成丙酮酸的过程,发生在细胞质中
丙酮酸氧化脱竣:脱竣产生乙酰辅酶A的过程,发生在线粒体基质中
柠檬酸循环:通过循环氧化分解,直到形成水和二氧化碳的过程,发生在线粒体基质中
电子传递和氧化磷酸化:NADH+H+的两个电子沿电子传递链传递给氧,同时产生ATP的过程,发生在线粒体的内膜系统上
细胞中的脂类物质、蛋白质也可参与细胞呼吸,被氧化分解,释放出能量
细胞与外界环境的物质交换:1.水分:吸胀作用(亲水胶体吸水膨胀的现象)、渗透作用(指溶液中溶剂分子通过半透膜扩散的
现象)
质壁分离和质壁分离复原:质壁分离:植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象;质壁分离复原:发生了质壁分
离的细胞浸在稀溶液或纯水中,液泡内的水分逐渐增加,原生质体乂恢复到原来状态的现象
2.矿质元素:被动(物质顺着浓度梯度或电化学势梯度,不需要细胞提供能力的运输过程,包括简单扩散、易化扩散(需要运
输蛋白:通道蛋白、载体蛋白))、主动吸收(离子靠西边代谢提供的能量,逆着浓度梯度或化学势梯度进入细胞的过程)
第二节植物细胞的增殖
细胞分裂的作用:是细胞增殖的种形式,生物的生长依赖于细胞分裂,细胞分裂导致了多细胞生物的组织分化和生长发育,
维持细胞新陈代谢,或用于生物组织损伤的修复
细胞周期:有分裂能力的细胞,从次分裂结束到下次分裂结束所经历的一个完整过程,包括间期(S、Gl、G2)、分裂期(M)
有些细胞在形成之后不再进行DNA的复制,即细胞周期停止于G1期,脱离了细胞周期,不再进行分裂,可视为GO期细胞。但
在•定条件下,可恢复分裂能力,重新进入细胞周期
有些细胞能连续分裂,从不进入GO期,属周期细胞。由一些细胞不可逆地脱离了细胞周期,失去分裂能力,为终端化细胞
方式:无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
胞质分裂:在两个新的子核之间形成新细胞壁,把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程
有丝分裂的意义:每次分裂前必须进行•次染色体的复制;染色体分裂为两条子染色体,平均分配到两个子细胞中;保证每一
个子细胞具有与母细胞相同数量和类型的染色体;保证每一代的子细胞与母细胞具有相同的遗传物质,保证了细胞遗传的稳定
性
减数分裂的意义:减数分裂导致了性细胞(配子)的染色体数目减半;在以后的有性生殖过程中,两个配子结合形成合子,合
子的染色体数目又恢复到亲本的水平;有性生殖的后代始终保持亲本的固有染色体数目和类型;同源染色体的联会、交叉和片
段交换导致遗传重组类型的产生
植物细胞的全能性:指植物体的每个活细胞都有•套完整的基因组,井具有发育成完整植株的潜在能力
第三节植物细胞的生长、分化与组织组成
植物细胞分化:执行不同功能的细胞在其形态、结构和功能上表现出各种变化和特化的过程
脱分化:分化常是可逆的,分化细胞逆转为不分化细胞第四节植物组织
组织:在植物体中,具有相同来源的细胞(由•个细胞或同•群有分裂能力的细胞)分裂、生长与分化形成的细胞群。仅由•种
细胞类型构成的组织叫简单组织,由多种类型细胞构成的组织叫复合组织,由不同的组织按一定的规律构成了器官
类型:分生组织:由具分裂能力、未完全分化的、幼嫩的细胞组成的组织。
①在植物体位置:顶端分生组织:位置:位于根、茎及其分枝的顶端
作用功能:使根、茎不断伸长,并在茎上形成侧枝和叶。茎顶端分生组织最后还将产生生殖器官
细胞特征:小而等径,薄壁,核位于中央并占较大体枳,液泡小而分散,原生质浓厚,无后含物
侧生分生组织:位置:根茎侧面靠近边缘的位置,包括形成层和木栓形成层
作用功能:使根茎不断增粗。木栓形成层的活动使长粗的根茎表面或受伤的器官表面形成新的保护组织
细胞特征:细胞大部分呈长梭形,原生质体高度液泡化,细胞质不浓厚。分裂活动具明显周期性
注意:在没有加粗生长的单子叶植物中,没有侧生分生组织。草本双子叶中活动微弱或根本不存在
居间分生组织:位置:位于茎、叶柄、子房柄、花柄、花序轴等器官的成熟组织之间;是顶端分生组织在上述器官中局部区域
的保留
作用功能:能使上述器官伸长
活动特点:细胞持续分裂活动的时间短,分裂一定时间后,所有细胞0都转变为成熟组织
②发生来源分:原分生组织:位置:位于根、茎最前端,由没有分化的、最幼嫩的、终生保持分裂能力的胚性细胞所组成(即由
胚胎遗留下来的最早的分生组织)
细胞特征:体积小,核相对较大,细胞质浓厚,多为等径的多面体
初生分生组织:位置:位于根、茎的顶端,由原分生组织刚刚衍生的细胞所组成,在原分生组织的下方
特点:细胞在形态上出现了最初的分化,细胞仍然具有很强的分裂能力,但没有原分生组织那样旺盛,因此是•种边分裂,边
分化的组织,是由分生组织向成熟组织过渡的组织
次生分生组织:是由已经成熟的组织细胞,经过脱分化恢复分裂能力形成的分生组织。位置:存在于根、茎的形成层和木栓形
成层中;特别是木栓形成层是典型的次生分生组织
【顶端包括原分生和初生分生,侧生•般属于次生】
成熟组织:由分生组织衍生的细胞,经过生长、分化形成的其它各种组织,也称为永久组织一薄壁组织:是构成各器官最基
本的组织,也是进行各种代谢活动的重要组织,在植物体内占有最大体积,故也叫基本组织
结构特点:壁薄,仅有初生壁;胞间隙发达;常为等径的多面体细胞:具生活的原生质体,液泡较大
分化程度较低,在创伤愈合、形成不定根、不定芽及嫁接愈合时,薄壁组织可脱分化转变为分生组织;也参与侧生分生组织一
一形成层和木栓形成层的发生
①同化组织:
H营光合作用的薄壁组织,称为同化组织
H特点:细胞含有大量叶绿体,行光合作用合成有机物质
H部位:存在于植物体的一切绿色部分一叶肉、嫩茎等
储藏组织:贮藏大量营养物质的组织称为贮藏组织
特点:细胞内充满贮藏的营养物质
部位:存在于各类贮藏器官中一块根、块茎、球茎、鳞茎、果实、种了•等;根茎皮层和髓及其它薄壁组织也有贮藏功能
②贮水组织:
特点:细胞较大,具较大的中央大液泡,可贮存大量水分备用
多存在于旱生植物的肉质植物体内
③通气组织:具有大量细胞间隙的薄壁组织。水生植物的根茎薄壁组织有较大的胞间隙,形成气腔或气道,它们在体内形成一
个相互贯通的通气系统,使生于水下的器官得到氧气
④吸收组织:根尖表皮细胞向外突出形成根毛,行吸收功能
60年代末,在电镜下发现了一类特殊的薄壁细胞一传递细胞(传输细胞或转移细胞)
细胞特点:细胞壁具内突生长(增加质膜面积),细胞质浓厚,富含线粒体,有发达的胞间连丝(有利于代谢物质的运输与传递),
故称传递细胞(transfercell)
在植物体内广泛存在,如小叶脉输导组织的附近(叶肉和输导分子之间的桥梁),茎节部的维管束中,分泌结构中,种子的子叶、
胚乳、胚柄等部位
保护组织:概念:覆盖于植物体表起保护作用的组织
功能:减少体内水分蒸腾,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
类型:根据来源及形态结构的不同分为两类:
①表皮:
来源:由初生分生组织细胞分化而成
位置:覆盖在幼嫩器官的表面
结构特征:•般只有一层细胞,彼此紧密嵌合,无胞间隙,外壁加厚并覆盖•层角质膜;有些在角质膜外还覆盖有蜡质(蜡被,
呈白霜状)
②气孔器:
W气孔:窄缝状开口
W保卫细胞:气孔两侧肾形或哑铃形的特殊细胞,细胞中含叶绿体,细胞壁不均匀增厚(内侧壁厚),与气孔开关有关
W副卫细胞:有些在保卫细胞外还特化出二个或多个和表皮细胞不同的细胞,协助气体交换和水分蒸腾
③表皮附属物:
有些植物的表皮是光滑的无任何突出部分,如菠菜
许多植物的部分表皮细胞向外突出延长,形成各种毛状附属物,乂叫表皮毛
加强表皮的保护作用一减少水分蒸腾,免遭动物采食。还有分泌、散布种子等作用。棉花是重要纺织原料
毛的形态、类型,表皮的结构,角质膜的纹饰等均可作为植物分类的鉴别依据
表皮存在时间:
仅有初生生长(无加粗生长)的草本植物的表皮终生起作用:没有次生生长的器官一叶、花和果实的表皮到器官死亡为止
具加粗生长的根茎表皮会因器官的增粗而破坏,其保护功能由次生保护组织周皮所取代
周皮:来源:由侧生分生组织一木栓形成层形成
位置:位于有加粗生长的根茎表面
组成:木栓形成层平周分裂,向外细胞分化形成木栓层,向内分化成栓内层。木栓层、木栓形成层和栓内层合称周皮
木栓层:
具多层细胞,细胞扁长方形,按半径线整齐排列,无胞间隙,壁厚且强烈栓质化,成熟后原生质体解体,细胞腔内充满空气
不透水、不透气、不导热、质地轻、具弹性,抗腐蚀
木栓形成层:次生分生组织
栓内层:1〜2层生活的薄壁细胞,壁没有栓质化,细胞按半径线整齐排列(依此与皮层细胞区别开来)
皮孔:为突出周皮的裂缝(通气结构)
机械组织:对植物体具仃支持作用和加固作用的组织(相当于水泥建筑中的钢筋骨架)
细胞特点:
①细胞壁局部或全部加厚,起机械支持的作用
②细胞多成束存在,且排列紧密,起加固的作用
①厚角组织:细胞为长柱形,壁不均匀加厚,有两种情况:
通常在儿个细胞邻接处的角隅处加厚,故称厚角组织
有些植物是细胞的切向壁(弦向壁)加厚
细胞壁不含木质素,故有•定的坚韧性、可塑性和伸展性,既有支持作用,乂不妨碍幼嫩器官的迅速生长;厚角组织的细胞是
活细胞
存在于植物的幼茎、叶柄、叶片、花柄等部位,而且总是分布于器官的外围,或直接在表皮下,或与表皮只隔开儿层薄壁细胞
在器官形成过程中,厚角组织出现较早,是正在生长的茎叶的支持组织
②厚壁组织:细胞具均匀加厚的次生壁,常木质化;细胞成熟时,原生质体死亡分解,成为只留有细胞壁的死细胞
a.石细胞:
细胞较短,形状多样,壁极度增厚强烈木质化,成熟时成为仅具坚硬厚壁的死细胞(具强大支持作用)。壁上有许多单纹孔,
因壁厚而呈明显的管状纹孔道(有时还有分枝)
单个散生或聚集成簇,也可连续成片分布于茎、叶、果实和种子中,有增加器官硬度和支持的作用
B.纤维:
两头尖细梭形的细长细胞,长是宽的10〜1000倍,壁强烈次生增厚,但有的不木质化,有的强烈木质化;纹孔较石细胞稀少,
呈缝隙状;成熟时原生质体解体,细胞腔狭窄,但旱生植物纤维具生活的原生质体
广泛存在于植物体各部分,排列紧密,无细胞间隙,并聚集成束,成为植物体内的坚强支柱
根据所处位置,可分为木纤维和韧皮纤维两类:
木纤维:存在于木质部中,较短,坚硬而缺少弹性,脆而易断,不宜作纺织原料,但可造纸或作人造纤维
韧皮纤维:存在于韧皮部中,细胞壁极厚,富含纤维素,坚韧而有弹性,是良好的工业原料(其工业价值取决于细胞长度
和细胞壁含纤维素的程度)
输导组织:①木质部:由导管分子、管胞、纤维、薄壁细胞等组成,前两者是厚壁的管状细胞,无生活的原生质体,壁上有环纹、
螺纹、梯纹、网纹和孔纹等木质化增厚
a.管胞:
细胞狭长,两端尖细,上下二细胞的端部紧密重叠,水分通过管壁上的纹孔依次向上运送
裸子植物和蕨类植物只有管胞,而无导管;被子植物中也有管胞,但含量少,不起主要作用
系统发育过程中,管胞向两个方向演化:
细胞壁更加增厚,特化为只营支持功能的木纤维
细胞端壁溶解,特化为专营输导功能的导管分子
B«导管分子:
导管分子的端壁上形成•个或儿个大的孔称为穿孔,具穿孔的端壁特称穿孔板,导管分子以端壁纵向连接而成导管
导管管径较管胞粗大,又以穿孔直接沟通,因此,导管比管胞具较高运水效率
存在于被子植物木质部中
Co木薄壁细胞:
木质部中的薄壁细胞称木薄壁细胞
发育后期壁常木质化,细胞中含淀粉和结晶,具贮藏功能
②韧皮部:组成:筛管分子或筛胞、伴胞、韧皮纤维、薄壁细胞等
A。筛管分子:管状细胞,纵向连接形成筛管
只具初生壁,上下端壁上有许多小孔称筛孔,具筛孔的端壁特称筛板
上下两细胞的细胞质通过筛孔彼此相连,与胞间连丝相似,但较粗大,特称联络索,在联络索周围由脐脏质鞘包围
在衰老或休眠的筛管中,筛板上积累大量肿股质,形成垫状的肿肌体封闭筛孔;休眠解除时消失
筛管分子的侧壁上有许多特化的初生纹孔场,称为筛域,与相邻细胞进行物质交换
筛管分子具生活的原生质体,但成熟后核消失
具特有结构P-•蛋白体,通常分散在细胞质中,受干扰时聚集到筛孔处形成粘液塞
筛管分子具生活的原生质体,但成熟后核消失
具特有结构P-•蛋白体,通常分散在细胞质中,受干扰时聚集到筛孔处形成粘液塞
B.伴胞:筛管分子旁边有•或儿个细长、两端尖锐,并高度特化的薄壁细胞,称为伴胞,其原生质浓厚,有明显的核和丰富
的细胞器,呼吸旺盛
与筛管由同•个母细胞分裂而来(大子细胞形成筛管分子,小的发育为伴胞)
筛管寿命仅1或2〜3年,筛管死亡后,伴胞也随之死亡,即所谓“同生共死”
伴胞功能:为筛管提供能量,运输物质,有些双子叶植物中伴胞发育成了传递细胞
C.筛胞:裸子植物和蕨类植物中一般没有筛管,完成有机物质运输功能的是筛胞
与筛管分子的区别是:原生质体中无无P—蛋白体,细胞壁上只有筛域而无筛板,筛胞之间以侧壁上的筛域相通,进行物质
运输
d.韧皮薄壁细胞
常含有结晶和各类贮藏物,主要起贮藏和横向运输的作用
维管组织:木质部和韧皮部的组成中分别以具有输导功能的管状分子——导管分子、管胞,和筛管分子或筛胞为主,所以形态
学上,将木质部和初皮部称为维管组织
分泌组织:植物体内有些细胞可产生•些特殊的物质,如蜜汁、黏液、挥发油、树脂、乳汁等,并把它们排出体外或积存在体
内,这种现象称为分泌,凡是能产生分泌物质的细胞或细胞组合称为分泌结构
①外部的分泌结构:腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器
①外部的分泌结构:将分泌物分泌到体外的分泌结构
a.腺表皮
某些部位的表皮细胞具分泌功能,称腺表皮,分泌物直接分泌到细胞表面
油菜、烟草等柱头表皮细胞形成乳头状突起,分泌糖、氨基酸、酚类等物质,黏着花粉,促进和控制花粉萌发
b.腺毛
表皮附属物中具有分泌作用的毛状体,称腺毛
腺毛常有一个头部和一个柄部,头部由单或多个分泌细胞组成,柄由无分泌功能的薄壁细胞组成
C.蜜腺:分泌蜜汁的腺体,存在于虫媒植物的花、茎、叶、叶柄、花梗等处
生长于花部的称为花蜜腺
生长于茎、叶、花梗等营养体部位上的称为花外蜜腺
蜜腺由一到数层细胞质浓厚的薄壁细胞组成,且经常与维管组织相连接,当维管韧皮部发达时,蜜中糖分含量可高达50%,若
木质部发达,则糖含量降至8%
分泌蜜汁是对虫媒传粉的适应,蜜源植物又具有较高的经济价值
d.排水器
叶缘或顶端具将体内过多水分排出体外的结构称排水器,由水孔和通水组织组成;其排水过程称为吐水
水孔位于叶尖叶缘,是变态的气孔,保卫细胞失去关孔能力
通水组织是水孔下一团变态的叶肉组织,不含叶绿体,排列疏松,能把木质部运来的水分通过水孔排到叶表面
②内部的分泌结构:分泌细胞、分泌腔(道)、乳汁管
a.分泌细胞
具分泌能力的特化细胞,散生于其它细胞之中,体积明显较周围细胞为大,分泌物积聚于细胞腔内
依分泌物质分为油细胞(樟科等)、黏液细胞(仙人学科等)、含晶细胞(桑科等)、单宁细胞(蔷薇科等)、及芥子酶细胞(卜字花科
等)等
b.分泌腔和分泌道
体内贮藏分泌物的腔或管道,形成方式主要有二种:
溶生的:起初部分细胞中形成芳香油,随后细胞破裂解体,形成腔隙,内含物释放到溶生的腔内
裂生的:分泌细胞间的中层溶解,细胞分开形成腔隙,分泌物分泌到腔内,如松柏类的树脂道,漆树的漆汁道
裂溶生的:由上两种方法结合而形成,如芒果叶分泌道
c.乳汁管:植物体内能分泌乳汁的管状结构
cl.无节乳汁管:由一个细胞发育而成,随植物生长而延伸分枝,贯穿于植物体内,如大戟属植物
c2.有节乳汁管:由许多分泌乳汁的管状细胞彼此相连且连接壁融化消失而成,如菊科、罂粟科等
有些植物体中有节乳汁管和无节乳汁管同时存在,如橡胶树初生切皮部中为无节乳汁管,次生韧皮部中为有节乳汁管
乳汁成分十分复杂,有橡胶(橡胶树)、蛋白质、淀粉、糖类(菊糖)、植物碱(罂粟碱、吗啡碱、尼古丁)、酶(木瓜蛋白酶)、单
宁等
组织系统:皮组织系统:包括表皮和周皮,覆盖于整个植物体的表面,形成•个连续的保护层
基本组织系统:由各类薄壁组织、厚角组织和厚壁组织构成,是植物体各部分的基本组成
维管组织系统:由输导组织木质部和韧皮部构成,贯穿于整个植物体内,把植物体各部分有机地连接在•起
植物整体的结构表现为维管系统包埋于基本系统之中,而外面又覆盖着皮系统,它们在结构上和功能上组成一个有机的统一整
体,相互协作,相互依存,共同完成植物的生命过程
第三#核物体的形态辖构方发才
被子植物:胚珠完全包藏在子房内并由子房发育为果实的植物
第一节种子的萌发和营养器官的发生
种子的构造和类型
结构:胚、胚乳、种皮
胚:胚根、胚芽、胚轴、子叶
胚乳:种子内储存营养的场所,储存物质主要是淀粉、脂类和蛋白质
有些种子成熟时不具胚乳(营养物质转入到子叶中),称为无胚乳种子,种子成熟时还存有胚乳的称为有胚乳种子
有少数植物的种子在形成过程中,胚珠的珠心组织不被完全吸收消失,而有部分残留,构成种子的外胚乳
种皮:一种子外面的保护结构,由好儿层细胞组成,细胞中常含有色素,最外面常有角质膜
有些种皮的表皮细胞可发育成表皮毛,有些种皮厚而坚硬,有些种皮很薄呈薄膜状或纸状,禾谷类的种皮常和果皮愈合
种脐:种皮上有•条突起眉状条纹,脱离果实时留下的痕迹,种脐•端有一个小孔叫种孔(珠孔留下的痕迹)
匏麻种子一端有一块由外种皮延伸而成的海绵状隆起物称为种阜,种子腹面中央有一条几与种子等长的稍隆起的纵向痕迹,称
为种脊(是倒生胚珠的维管束在珠被和珠柄愈合处留下的痕迹)
种子主要类型:有胚乳种子、无胚乳种子
双子叶植物有胚乳种子:器麻:椭圆形,稍侧扁,种皮坚硬,光滑并具花纹
一端有种阜,腹面中央有一长形隆起的种脊;种皮里面是白色的胚乳,含大量油脂;紧贴胚乳内方是2片叶状的子叶,有明显脉
纹;2片子叶相连处为胚轴,胚轴上方是胚芽,下方是胚根
单子叶植物有胚乳种子:小麦:(D种皮:与果皮合生且不易分离,故小麦籽粒在植物学上叫颖果(2)胚乳:占绝大部分,紧贴种
皮的一层细胞是糊粉层,其余为富含淀粉的胚乳细胞
(3)胚:较小,位于籽粒基部一侧
双子叶植物无胚乳种子:菜豆:(1)种皮:褐色,有种脐,种孔和种脊
(2)胚:由两片肥厚的子叶和子叶之间的胚芽、胚根和胚轴组成,子叶肉质几占种子的全部体积
单子叶植物无胚乳种子:慈姑:(1)种皮:薄,仅•层细胞
⑵胚:弯曲,胚根顶端与子叶端靠拢,子叶长柱形,一片,基部包被胚芽
二.种子萌发和幼苗的形成
种子的寿命
不同植物的种子其寿命长短不」长的可达百年甚至千年以上,短的仅数周
寿命长短取决于:①遗传,②贮藏条件
种子贮藏的最适条件:干燥、低温、低氧气浓度(密封)
目的:削弱呼吸作用,减少营养消耗,延长种子休眠
种子的休眠
有些植物的种子成熟后在适宜的条件下不能萌发,必须经过一段相对静止的时期才能萌发,这一特性称为种子的休眠
休眠原因:
1、胚尚未发育成熟:如银杏、人参种子
2、种子未完成后熟作用:如山楂、红松种子
种子需要在湿度大,温度低(一般0—6℃)的条件下,经过数周至数月后才能萌发的现象,称为种子的后熟作用
3、种皮不透水,不透气:如棉籽、莲籽等
4、胚不能突破种皮:如免菜种子
5、果皮、种皮或胚中含有抑制发芽的物质:如苍耳
休眠解除:
1、胚没有发育好的可采取合适的高温处理,或供给种子有机营养,促使早日成熟
2、生理上未完全成熟的胚,采用“层积”法,将种子与湿沙混合,在低温下堆积1〜3各月,即可萌发
3、若是种皮果皮不透水气造成的,可用机械法擦破种皮,或用浓硫酸处理,使种皮软化
4、对胚不能突破种皮者,可采用冻结或利用土壤中微生物的作用,使种皮渐次软化
5、至于果皮、种皮或胚含有抑制萌发物质者,则要把种皮、果皮剥去,或用浸渍法把胚内的抑制物质去掉
幼苗类型:子叶出土幼苗、子叶留土幼苗
第二节根
一根和根系主根、侧根一定根不定根根系:直根系、须根系
二根尖及其分区根尖的结构:从根的顶端到着生根毛的部位叫根尖,包括:
根冠:位于根的先端,由许多排列不规则的薄壁细胞组成帽状的结构套在分生区外方,保护着幼嫩的生长点。外层细胞能分泌
多糖类黏液,可防止根尖干燥,使土粒表面润滑,减少摩擦。根冠可以感受重力,控制根的向地性生长:根冠前端细胞中含有
淀粉体,起着“平衡石”的作用,保证根的向地性生长。除淀粉体外,内质网、高尔基体也与根的向地性反应有关
分生区:位于根冠上方,长约1〜2mni,由分生细胞组成
分生区最前端是原分生组织,其上方为原分生组织衍生细胞形成的初生分生组织
初牛.分生组织的细胞已有了初步的分化,并形成原表皮、基本分生组织和原形成层三部分
进一步分化,原表皮一根的表皮,基本分生组织一根的皮层,原形成层一维管柱
伸长区:位于分生区上方,长约2〜5nmi
细胞分裂一停止,但细胞体积增大,并沿根的纵轴方向显著伸长,由于这段区域是根伸长生长的主要部分,故称伸长区
伸长区开始出现组织的分化,最早的筛管和导管相继出现,逐渐分化形成根的成熟组织
成熟区:位于伸长区的上方,细胞已停止生长,并多己分化成熟,故称成熟区
成熟区表皮常产生根毛,因此也称根毛区
根毛由表皮细胞外壁向外突出延伸而成,不分枝,长约0.08〜1.5mm
初生结构:根尖顶端分生组织经分裂、生长和分化而形成成熟的根,这种生长过程称为根的初生生长。初生生长所形成的各种
成熟组织属于初生组织,它们共同组成根的初生结构
三要素:表皮:热带的兰科植物和附生的天南星科植物的气生根,表皮由多层排列紧密的死细胞组成,称为根被。保护作用,防
止水分丧失。根毛:表皮细胞的外壁突出和延伸成管状,增大吸收水分和矿质元素面积
皮层:由多层薄壁组织组成排列疏松,有明显的胞间隙,细胞中其中储藏有淀粉和其他物质。
外皮层:最外1—2层排列整齐,无胞间隙的薄壁细胞组成
中皮层:多层薄壁细胞组成
内皮层:皮层最内的1层细胞组成,细胞排列紧密,没有细胞间隙,细胞两侧径向壁和上下壁有木化、栓化的带状加厚区域一
―凯氏带(casparianstrip)
维管柱:中柱鞘:位于维管柱的最外层,1或几层薄壁细胞组成,有潜在的分裂能力(侧根、不定芽、形成层等)
维管组织:由初生木质部和初生韧皮部组成。初生木质部:位于维管柱中央,由几个初生木质部束组成,横切面上呈星芒状
初生木质部束的先端分化成熟较早,由管径较小的环纹和螺纹导管组成,称为原生木质部
靠近中心的部分成熟较迟,由管径较大的梯纹、网纹和孔纹导管组成,称为后生木质部
初生木质部这种由外向内发育成熟的方式,称为外始式
根横切面上木质部呈不同的辐射棱角,称木质部脊,脊的数目决定原型,如油菜为2束称二原型、豌豆有3束称三原型,花生
为四原型等
双子叶植物和裸子植物束数较少,为二至六原型;单子叶植物至少六束或六束以上,称为多原型
初生韧皮部:位于初生木质部束之间,束数与初生木质部相同
外始式发育,即原生韧皮部在外,后生韧皮部在内方
组成成分:筛管和伴胞,也有韧皮纤维和韧皮薄壁细胞
薄壁细胞:位于初生木质部和初生韧皮部之间的数层薄壁细胞
薄壁组织:位于初生木质部和初生韧皮部之间,由多层薄壁细胞组成。双子叶植物中,这部分细胞可转化为维管形成层的一部
分
髓:一般根中央部分由木质部占据,若中央部分不分化成木质部,就由薄壁或厚壁组织形成髓(多原型根多如此).多数单子叶植
物和少数双子叶植物根中都有髓存在
侧根的发生:主要起源于中柱鞘,内皮层也参与。侧根发生于根的内部组织的这种方式称为——内起源。侧根形成过程:中柱
鞘细胞恢复分裂能力,先进行儿次平周分裂,产生向外的突起,随后进行平周和垂周等各个方向的分裂,使原有的突起继续生
长,形成侧根的根原基
根原基分裂、生长,逐渐分化出顶端分生组织和根冠
进一步生长、分化逐渐伸入皮层,此时,根冠分泌含酶的物质将皮层和表皮溶解,最后伸出母根形成侧根
三根的次生生长和此生结构
大多数双子叶植物的根在已形成的初生结构的基础上,还要进行次生生长
次生生长由次生分生组织的活动引发
由次生生长所形成的次生维管组织和周皮所组成的结构,称为次生结构
根的次生分生组织包括:
维管形成层一不断向侧方添加次生维管组织
木栓形成层一在根的外围形成周皮
维管射线:在次生维管组织中,形成了一些径向排列的薄壁细胞群,称为维管射线,在木质部的称木射线,在韧皮部的称韧皮射
线。功能:径向物质运输;维管射线形成后,使维管组织内有轴向系统和径向系统之分
木栓形成层的发生和活动:维管形成层的活动,使中柱鞘以外的成熟组织被破坏,这时根的中柱鞘细胞恢复分裂能力,形成木
栓形成层
木栓形成层进行平周分裂,向外分裂产生木栓层,向内分裂形成栓内层
木栓形成层、木栓层和栓内层合称周皮,成为根加粗以后新的保护组织(次生保护组织)
最早的木栓形成层起源于中柱鞘,但活动一年或几年后停止活动,这时新的木栓形成层在周皮以内产生,常由次生韧皮部细
胞恢复分裂能力形成木栓形成层,继续形成新的木栓
四根瘤和菌根
根和土壤中的微生物有密切的关系,有些微生物进入根内形成特定结构,共同生活,彼此互利,这种关系称为共生
根中的共生有两种类型:根瘤和菌根
(一)根瘤的形成及意义
根上生的各种形状的瘤状突起,称为根瘤
形成过程:根瘤菌由根毛侵入根的皮层内,其分泌物刺激皮层细胞迅速分裂,使细胞数目增多体积增大,同时根瘤菌也大量繁
殖,结果在根表面形成根瘤
有固氮作用,供植物生长发育的需要;也能提高土壤肥力,提高作物产量
除豆科植物外,还发现100多种植物能形成根瘤,如木麻黄、罗汉松、杨梅、铁树、沙棘等
近年来,把固氮基因转入农作物和某些经济植物中已成为分子生物学和遗传工程的研究目标
(-)菌根的形成、类型及意义
植物的根和真菌也有共生关系,和真菌共生的根称为菌根
外生菌根:真菌的菌丝在根的表面形成菌丝体包在幼根的表面,有时也侵入皮层细胞间,但不进入细胞内,此时以菌丝代替了
根毛的功能,增加了根系的吸收面积,如松等
内生菌根:菌丝通过细胞型侵入到表皮和皮层细胞内,加强吸收机能,促进根内的物质运输,如柑橘、核桃等
也有菌丝不仅包在幼根表面同时也深入到细胞中,称内外生菌根,如苹果、柳树等
菌丝吸收水分、无机盐等供给植物,同时产生植物激素和维生素B等促进根系的生长;植物供给真菌糖类、氨基酸等有机养料
能形成菌根的高等植物2000多种,如侧柏、毛白杨、银杏、小麦、葱等
具菌根的植物在没有真菌存在时不能正常生长,因此造林时须事先接种和感染所需真菌,以利于荒地上成功造林
第三节茎
-茎的外形
节:茎上着生叶的地方节间:两个节之间的部分芽:是未展开的枝、花或花序叶痕:落叶后留下的痕迹
二芽的类型及构造
三生长习性和分枝
生长习性:直立茎、缠绕茎、攀缘茎、平卧茎、匍匐茎
分枝:是茎生长的形式,是芽活动、分裂和生长的结构。合轴分枝、单轴分枝、假二又分枝
禾本科植物的分蕤:小麦茎的节间极短,几个节密集在基部,称分麋节。分薨节上产生腋芽和不定根,腋芽迅速生长形成分
枝,这种方式的分枝称为分孽
主茎上的分麋称一级分麋,一级分弟上产生的分薨称二级分藁
分孽发生在第儿节上,称为第儿集位
能抽穗结实的分廉称为有效分麋
不能抽穰结实的分夔称为无效分兼
四茎的发生和结构
分生区一由原生分生组织和初生分生组织构成
伸长区一细胞迅速伸长的区域
成熟区一各组织已基本分化成熟,形成茎的初生结构
原套-原体学说;
五叶和芽的起源
1、叶的起源
★叶由叶原基逐步发育而成★裸子植物和双子叶植物,叶原基发生在分生组织表面的第二或第三层细胞(单子叶植物由表层发生)
★这些细胞平周分裂在茎侧面形成突起f叶原基
2、芽的起源
★顶芽起源于顶端分生组织,腋芽起源于腋芽原基★叶腋的一些细胞平周分裂在侧面形成突起一腋芽原基。叶和芽起源于分生
组织。表面第•、二或三层细胞,这种起源方式称为外起源★不定芽的发生与分生组织无关,可从外部也可从内部发生
成熟区茎的初生结构:表皮:初生茎最外一层细胞构成,具保护作用。气孔:两个肾形的保卫细胞。表皮毛:形状和结构多样
(单细胞或多细胞),功能为保护、降低蒸腾等
皮层:占茎的比例小,茎中一般没有内皮层,有些植物茎皮层最内层富含淀粉,称淀粉鞘
维管柱:内皮层以内的部分,包括多个维管束、髓和髓射线。初生木质部、形成层、初生韧皮部
禾本科植物茎的初生结构:茎:表皮、维管束(维管束鞘、初生木质部、初生韧皮部)、基本组织
茎的次生生长和此生结构:被子植物的茎发育到一定的阶段,茎中的侧生分生组织开始分裂、生长和分化。茎的加粗过程称为
次生生长,由次生生长而产生的次生组织成为茎的次生结构
次生分生组织:维管形成层、木栓形成层
维管形成层的季节性活动和年轮:早材和晚材、年轮、心材和边材
第四节叶
一般形态:完全叶(叶片、叶柄、托叶);不完全叶
禾本科叶:叶片、叶舌、叶耳、叶鞘
叶片形状:披针形、卵形、心形、盾形、见形
叶缘:全缘、齿缘、波状缘、叶裂(掌状深裂、羽状深裂)
叶脉:平行脉、弧形脉、羽状网脉、掌状网脉
单叶和复叶:单叶--个叶柄上着生一个叶片的叶。复叶--个叶柄上着生多个叶片的叶。
单叶和复叶的区别:单叶的叶腋处有芽,复叶小叶的叶腋处则无芽
单叶叶柄基部有托叶,复叶的小叶柄处无托叶
单叶着生的枝上有顶芽,复叶总叶柄轴顶端无芽
单叶在茎上排成叶序,复叶的小叶均排列在一个平面上
单叶落叶时,叶片与叶柄同时脱落;复叶常小叶先脱落,叶轴后脱落
叶序和叶镶嵌:互生、对生、轮生、簇生
被子植物叶的发生:叶由茎尖生长锥侧面的叶原基发育形成
叶原基形成后,若是完全叶,则在下部分化出托叶,上部分化出叶柄和叶片
被子植物叶的结构:表皮:通常由一细胞构成,但有些植物的表皮由一层以上的细胞构成
叶肉:主要由同化组织构成,还有其他的细胞;叶肉细胞分化为:栅栏组织和海绵组织
栅栏组织:靠近上表皮,细胞长柱形,与表皮垂直,排列紧密,1-4层,多含叶绿体,光合作用强
海绵组织:靠近下表皮,细胞形状不规则,有较大的细胞间隙,通气作用强
叶脉:通常为网状,大小叶脉错综分枝
主脉和较大的侧脉:由维管束和薄壁组织、厚角、厚壁组织等组成
维管束:木质部(腹面)、微弱的形成层、韧皮部(背面)
禾本科植物叶的结构:
叶的生态类型:旱生植物叶:
水生植物叶:
阳地植物叶:
阴地植物叶:
落叶和离层:
叶的变态:苞片和总苞
鳞叶
叶卷须
捕虫叶
叶状柄
叶刺
同源器官:在变态器官中,•般将器官功能不同而来源相同的,称为同源器官,如枝刺、根状茎、块茎、茎卷须等
同功器官:来源不同但功能相同的叫同功器官,如块根和块茎
第五节营养器官间的相互联系
营养器官维管组织的联系:通常根、茎、叶柄均有表皮、皮层和维管柱(束),这些结构都是连续相通有密切的联系
茎与叶的维管组织的联系:叶的叶柄具有表皮、皮层和维管束,都与茎的初生结构向连续
茎与叶的维管束靠叶迹相连。叶痕一茎上叶脱落后留下的痕迹
叶迹一叶痕内的茎中维管束从内向外弯曲之起点,即通过皮层,到叶柄基部的这•段维管束
叶隙一叶迹上方由薄壁组织填充的区域
茎与根的维管组织的联系:茎和根是相互连续的结构,共组成植物体的轴
在植物幼苗时期的茎和根相连接的部分,出现双方各自特征性结构的过渡,称为根茎过渡区
过渡区在1mm到儿cm之间,过渡区•般发生在胚根下胚轴的基部、中部或上部,终止与子叶节
在过渡区表皮皮层都是直接相连的,但维管组织有一个改组和连接的过程
根到茎的维管组织将发生转变和相互连接,这个过程发生在过渡M内
茎与根的维管组织转变和连接:一个二原型的根,它维管柱的每一个木质束发生纵向分裂,然后分枝分别向左右两侧旋转,最
终与韧皮部相连接。
根茎过渡区的结构只有在初生结构中才能观察到
第救物的水今士理伞矿质管未
第一节植物的水分代谢
水的重要性:水是细胞原生质的主要组成成分;水是重要代谢过程的反应物质和产物
细胞分裂及伸长都需要水分;水是植物物质吸收和运输及生化反应的良好溶剂:水能使植物保持固有姿态,有利于光合作用和
传粉;调节植物体周围的温、湿度,维持植物体温稳定
-植物根系对水分的吸收根系是吸收水分的主要器官。根系吸水的部位主要是根尖,包括分生区、伸长区和根毛区。其中根
毛区吸水能力最强。水分还可以通过皮孔、裂口或伤口处进入植物体。
(-)根系对水分的吸收:被动吸水:由于枝条的蒸腾作用而引起的根部吸水现象。由于正在进行蒸腾作用的枝条可以通过被
麻醉的甚至于死亡的根部吸收水分,根只是作为水分进入植物体的被动吸收表面。因此,称被动吸水。由于蒸腾作用使水分沿
导管上升,使根吸水的力量叫蒸腾拉力。(实际是由于蒸腾作用引起叶细胞水分亏缺,水势下降,相邻细胞造成了水势差。)被
动吸水的动因不是在根内,根系只是•种被动的吸收表面,蒸腾拉力才是被动吸水的动因。
主动吸水:仅由根系代谢活动而引起的根系从外界环境吸水的过程叫主动吸水。
(1)现象吐水(guttation)、伤流(bleeding)和根压(rootpressure),,温度以及影响根部呼吸的抑制剂都能影响吐水、伤
流和根压。
(2)机理通常认为由根部代谢活动而引起的离子吸收和运输,造成了内外的水势差,从而使得水分按照依次下降的水势梯度,
从外界环境通过表皮、皮层和内皮层而进入中柱导管,并进而向上运输。
(二)影响吸水的外部条件:1.土壤可用水分
根系能否吸水取决于根系溶液水势与土壤溶液水势之差值,只要土壤溶液水势高于根系溶液水势,植物根系就能吸水。
土壤溶液的水势包括土壤溶液的渗透势和衬质势。
土壤溶液浓度提高,会降低土壤溶液水势。因此在盐碱土中栽培植物,往往因根系吸收水分困难而不能正常出苗和生长。
2.土壤温度
土壤温度直接影响根系的生理活动和根系的生长,所以对根系吸水影响很大。土壤温度过低,根系吸水能力明显下降。这是因
为低温使根系代谢减弱,低温使水分和原生质的粘滞性增加,因而影响了根系对水分的吸收。
温度过高,酶易钝化,根系代谢失调,对水分的吸收也不利。
3.土壤通气状况
根系通气良好,代谢活动正常,吸水旺盛。通气不良,若短期处于缺氧和高C02的环境中,也会使细胞呼吸减弱,影响主动吸
水。若长时间缺氧,导致植物进行无氧呼吸,产生和积累较多的酒精,使根系中毒,以至吸水能力减弱。植物受涝而表现缺水
症状,就是这个原因。
4.土壤溶液浓度
二蒸腾作用
植物吸收的水分0.15%-0.2%用于组成植物体,其余大约99.8%以上的水分,则通过蒸腾作用而散失。
植物通过地上部分的组织(主要是叶)以水蒸气状态散失水分的过程称为蒸腾作用。本质上是蒸发作用。是植物适应陆地生存
的必然结果。
(-)蒸腾作用的意义和指标
意义:1.植物吸收和运转水分的主要动力。
2.蒸腾流作为盐类和其他物质在植物体内运输的载体。
3.降低植物体和叶面温度,使植物免受灼伤。
指标:1.蒸腾速率:植物在一定t内,单位叶面积上散失水分的量。以g/(m2,h)表示。
2.蒸腾效率:蒸腾失水1kg时所形成的干物质的克数。
3.蒸腾系数:形成1g干物质所消耗的水分。
(二)气孔蒸腾和气孔运动
气孔蒸腾一水分通过叶表面的气孔向外蒸腾。
气孔是蒸腾作用的主要出口,也是光合作用吸收C02、呼吸作用吸收02的主要入口,植物体与外界环境发生气体交换的“大
门”。气孔在下表皮更多一些。占叶表面的0.5M1.5机实验表明,气孔蒸腾要比等面积的自由水面的蒸发量快50倍之多。这
可以用小孔定律来解释。
1.气孔扩散的小孔定律
扩散途径:湿润的细胞壁一细胞间隙一气孔一叶表面。
扩散速率取决于:a.气孔孔隙大小b.气孔外水蒸气界面层的厚度。
实验表明:在定条件下,水蒸气通过气孔孔隙扩散的速率,不与小孔的面积成正比而与小孔的周长成正比。
小孔扩散定律:在任何蒸发面上,气体分子除经过表面向外扩散外,还沿气孔边缘向外扩散。在边缘处,扩散分子相互碰撞的
机会少,因此扩散速率快,即边缘效应。
当扩散表面大时,边缘与面积的比值小,这种效应就表现不出来。只有当扩散表面小时,经过边缘的扩散才有优势。
因此气体通过小孔表面扩散的速率与小孔的周长成正比。
气孔运动及其机理:气孔按照一定的规律开张和关闭,并且通过保卫细胞来调节。
保卫细胞体积小,其中含有叶绿体,细胞壁薄厚不均匀,靠气孔腔的内壁厚,背气孔腔的外壁薄。双子叶植物的保卫细胞呈半
月形,当保卫细胞吸水膨胀时,细胞体积增大。保卫细胞由于薄厚不同的壁伸展程度不同,所以一对保卫细胞都向外弯曲,气
孔张开,水分蒸发。否则相反。
机理:淀粉一糖的转化:光合作用引起C02浓度降低,pH值增高到7.0左右,此时的pH值利于淀粉磷酸化酶活性增高,淀粉
最终转化为葡萄糖,保卫细胞的渗透势下降,从临近的表皮细胞吸水,导致细胞膨胀,气孔张开;夜间相反。
I960's以后人们发现保卫细胞内K+的积累量与气孔开度呈正相关。70年代以后,又发现叶片表皮细胞的苹果酸水平与气孔的
开度呈密切的正相关,即淀粉一苹果酸假说。
气孔之谜引起许多学者以极大的兴趣探索。
气孔结构和开关机理:每个气孔都由两个形态特殊可改变形状的保卫细胞包围。
保卫细胞仅两端相连,气孔内侧的细胞壁较厚,外侧的壁较薄。
当保卫细胞吸水膨胀时,气孔便张开;相反失水时,气孔关闭。
保卫细胞的吸水与失水和钾离子通过主动运输进出保卫细胞有关。
光照强度和环境水分的多少等是控制钾离子主:动运输的重要因素。
(三)影响蒸腾作用的内外因子
1.内部因子:细胞的充水程度、质膜的透性、叶肉细胞壁的形状。
2.外部因子:光照、大气湿度、温度等等。
各种环境条件往往同时作用于植物体。
三植物体内水分的运输
()水分运输的途径:土壤一植物一大气。通过维管束系统的导管进行长距离运输;细胞之间进行短距离的水分运输。进化
使蕨类和裸子植物有了管胞、被子植物有了导管,植物体才可以高达几米甚至百米。
植物根系从土壤中吸收的水分首先通过根部的皮层进入到中柱的木质部,然后通过根与茎相互连通的木质部中的导管与管胞,
向上输送,经过叶柄到达叶片。水分进入叶肉细胞后在细胞表面蒸发,通过叶片的气孔逸出。
(二)水分沿导管上升的动力
±:蒸腾拉力下:根压(重力作用)
蒸腾拉力一内聚力一张力学说(Dixon)认为由下至上的水柱处于张力状态,但相同分子之间有相互吸引的力量即内聚力。水分
子的内聚力大于张力,所以不会断裂。
水分在木质部运输速度可达l'6m/h甚至40'45m/h,但草本植物仅为0.6m/h。
促使大量水分长距离向上运输的动力是什么呢?至少有3种作用力:根部的压力(根压)、木质部的毛细管作用力和叶片的蒸腾
拉力。其中,叶片的蒸腾拉力对水分向上运输的作用最大.渗透压力使土壤中的水分流入根部,水在根中向木质部的渗透性扩散
产生的静水压力就是根压。
在植物木质部的导管和管胞中,毛细管作用力和水的内聚力促进了水的向上运输。
蒸腾作用产生使水向上运动的巨大拉力
四合理灌溉的生理学基础
1、作物的需水规律
水分临界期:作物对水分不足特别敏感的时期。
2、合理灌溉的指标
遥感技术可用于大面积植物群落水分状况研究的工具。
生理需水:直接影响生理活动所需的水。
生态需水:通过改善环境间接地对作物发生有利影响的水。
第二节植物的矿质营养
植物对矿质元素的吸收、运输和同化通称为矿质营养.
一必需矿质元素及其作用(一
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