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文檔簡介
1、第二篇 植物生物學遵義市第一中學:梁碧波第一章 種子植物的形態解剖一、細胞分化1、相同細胞的后代在形態結構和生理功能上存在穩定性差異的過程稱為細胞分化。2、細胞分化的實質是基因的選擇性表達,同時細胞的分化也受到環境條件的影響。3、我們把植物個體發育中,來源相同,執行同一生理功能的細胞群稱為組織。4、由一種類型細胞構成的組織,稱簡單組織,由多種類型細胞構成的組織稱復合組織。二、植物組織的類型薄壁組織保護組織機械組織輸導組織分泌組織分生組織 成熟組織(永久組織)植物組織(一)分生組織 是由具分裂能力的細胞組成,位于植物生長的部位,根和莖的生長和加粗都與之有直接關系。分生組織的細胞,其主要特點是:1
2、、細胞體積較小,一般呈等徑的多面體。2、細胞壁薄,只有初生壁。3、細胞質濃厚,一般沒液泡或僅有分散的小 液泡。4、細胞核較大。5、排列緊密,無細胞間隙。 分生組織按照位置可分為:分生組織頂端分生組織側生分生組織居間分生組織植物的生長方式取決于分生組織所處的位置。頂端分生組織初生生長 縱向生長側生分生組織次生生長 加粗生長側生分生組織通常是一些已分化細胞恢復了分裂能力,又稱次生分生組織,根、莖的加粗生長則屬于次生生長。 (1)頂端分生組織:位于莖與根主軸的和側枝的頂端,它們的分裂活動可以使根和莖不斷伸長,并在莖上形成側枝和葉,使植物體擴大營養面積。莖的頂端分生組織最后還將產生生殖器官。側生分生組
3、織形成層(維管形成層)木栓形成層次生木質部次生韌皮部木栓層栓內層使根莖增粗周皮(次生保護組織)(3)居間分生組織: 是夾在已經分化了的組織區域之間的分生組織,它是頂端分生組織在某些器官中局部區域的保留。如水稻、小麥等禾谷類作物,在莖的節間基部保留居間分生組織。居間分生組織與頂端和側生分生組織相比,細胞持續活動的時間較短,分裂一段時間后,所有的細胞都完全轉變成成熟組織。分生組織 初生分生組織(原生分生組織 向成熟組織過渡)原分生組織(位于根尖、莖尖, 分裂能力強) 次生分生組織 分生組織按起源來分:是由成熟組織的細胞經歷生理和形態上的變化,脫離原來的成熟狀態(即脫分化),重新轉變而成的分生組織。
4、頂端分生組織側生分生組織一般稱作次生次生分生組織原分生組織初生分生組織(根和莖不斷生長有關)居間分生組織由頂端分生組織遺留下來的,也屬于初生分生組織。二、成熟組織的類型薄壁組織保護組織機械組織輸導組織分泌組織 成熟組織(永久組織)概念:分生組織衍生的大部分細胞,逐漸喪失分裂的能力,進一步生長和分化, 形成其他各種組織,稱為成熟組織,有時也稱為永久組織. 又稱基本組織。具有薄的初生壁,是一類較不分化的成熟組織,有著很強的分生潛力。一定條件下可恢復分生能力,轉變為次生分生組織。薄壁組織是進行各種代謝活動的主要組織。按功能不同可分為:薄壁組織同化組織(葉綠體) 通氣組織(水生物)貯水組織(仙人掌)吸
5、收組織(根毛細胞)貯藏組織(淀粉)薄壁組織 覆蓋于植物體表起保護作用的組織,包括表皮和周皮。表皮是生活細胞,一般不含葉綠體。表皮細胞的外壁常常角質化。周皮是取代表皮的次生組織,存在于有加粗生長的根和莖表面。保護組織 對植物起主要支持作用。可分為:厚角組織:細胞壁具有不均勻的增厚,且是初生壁性質,壁的增厚通常在幾個細胞鄰接處的角隔上特別明顯。主要是纖維素,還含有大量的果膠和半纖維素,沒有木質。厚壁組織:細胞具有均勻增厚的次生壁,并且常常木質化。根據細胞的形態,分為石細胞和纖維。 機械組織植物體中擔負物質長途運輸的主要組織:木質部: 輸送水分和無機鹽導管和管胞。導管有許多導管分子組成,幼時是生活細
6、胞,成熟時,為死細胞,被子植物木質部中主要含有導管,而大多數裸子植物和蕨類植物則缺乏導管,由管胞輸送水分。導管分子類型:環紋,螺紋,梯紋,網紋,孔紋。韌皮部: 輸送有機物篩管分子和篩胞。成熟時,篩管分子為特殊的無核生活細胞,細胞的端壁有篩孔,端壁稱為篩板。篩管旁側有伴胞。裸子植物和蕨類植物中,一般沒有篩管和伴胞,運輸有機物的分子是篩胞。輸導組織 1.篩管 分布:被子植物韌皮部。 特點:多個細胞連接成管狀結構,具原生質體的生活細胞。 功能:自上而下輸送有機養料 伴胞;篩板; 篩孔聯絡索 胼胝體分泌組織 概念:能合成一些特殊的有機物或無機物,并把它們排出體外.細胞外或積累于細胞內的結構。外分泌組織
7、腺毛:表皮毛,由表皮細胞向外延伸而成,由頭部和柄部兩部分構成。分泌物:粘液或精油。蜜腺:產生蜜汁。樹脂道分泌細胞:油細胞(楊樹葉)分泌腔(裂生分泌腔:當歸; 溶生分泌腔:柑桔)分泌道(樹脂道)乳汁管內分泌組織 根(root) 種子萌發時胚根首先突破種皮向下生長,關鍵是盡快吸收水分。一、根的生理功能 吸收功能 固定和支持功能 輸導功能 合成、儲藏和繁殖功能第二節 種子植物的營養器官二、根和根系的類型根的類型主根(main root):由胚根形成。側根(lateral root):主根、側根和不定根上的支根。來源于母根中柱鞘或內皮層。不定根(adventitious root):來源不固定,由莖、
8、葉或胚軸上生出。根系(root system)的類型直根系:有明顯主根和側根區別的根系。須根系:主根不發達,無有明顯主根和側根區別的根系。 直根系多為深根系。 須根系多為淺根系。直根系須根系三、根的發育頂端分生組織的分裂、生長、分化原始細胞:在植物的分生組織中,一些經過不斷更新始終保留在分生組織中具有分生能力的細胞稱為原始細胞。一、根尖與根尖分區根尖(一)概念:根的頂端至著生根毛的部分。第二節 根的解剖結構(二)根尖分區及其細胞特征 1、根冠:根尖最先端,活的薄壁細胞,冠狀覆蓋。細胞不規則,外圍大、疏松,內部小、緊密。含豐富的內質網、高爾基體、線粒體和質體等細胞器。外層細胞的外壁粘液化,能潤滑
9、土表,保護根尖。原生質體內(中央細胞)含淀粉體(平衡石),可控制根向地性生長。 2、分生區分生區:根冠包圍的頂端分生組織,產生新細胞,又稱生長點。(1)原分生組織:位于分生區先端,部分不分化,自我保留。(2)初生分生組織:原分生組織的后方,原表皮、原形成層、基本分生組織三部分組成。 不活動中心細胞小,排列緊密,無間隙,壁薄、核大、質濃、液泡小,分裂能力強。3、伸長區伸長區:多數細胞迅速伸長,根尖向下伸長的推動力。在其上方的內部分化出篩管和導管。 25mm細胞已分化成熟,根毛區表皮上有根毛,對吸收水分和無機鹽有著重要作用。成熟區4成熟區(根毛區)成熟區多種組織分化出現、促進根的吸收和運輸初生生長
10、:由根尖的頂端分生組織細胞經分裂、生長、分化成熟的過程,稱為根的初生生長。初生結構:根的初生生長過程所形成的結構稱為根的初生結構。橫切根毛區,根的初生結構由外至內可劃分為:表皮、皮層、中柱三大部分。 (一)雙子葉植物根的初生結構 二、雙子葉植物根的解剖結構1、表皮最外一層細胞,排列緊密,細胞壁薄,許多表皮細胞的外壁向外突起形成根毛。根毛主要起吸收作用,兼有固定作用。 (1)外皮層:一至幾層細胞,形狀相對小些,排列緊密整齊,初期可通過水和溶質,后期壁栓化,起保護作用。2、皮層(2)中皮層: 多層細胞,細胞較大,排列疏松,胞間隙明顯,胞內含淀粉粒等貯藏物質。 具橫向運輸和貯藏作用,水生植物的根還具
11、有通氣作用。 (3)內皮層:皮層最內一層細胞,整齊排列成環;細胞的徑壁和橫壁上有一條木栓化的加厚帶-凱氏帶。凱氏帶模式圖凱氏帶處物質運輸途徑凱氏帶電鏡圖3、維管柱(中柱)起源于原形成層,位于皮層以內,可分為:(1)中柱鞘、(2)初生木質部、(3)初生韌皮部、(4)薄壁細胞等部分。薄壁細胞中柱外圍與內皮層相毗鄰,常由一至幾層連續的薄壁細胞構成。中柱鞘可發育成維管形成層一部分、木栓形成層、側根、不定芽、乳汁管等。(1)中柱鞘(1)中柱鞘; (2) 篩管; (3) 內皮層;(4) 后生木質部導管; (5) 初生木質部(2)初生木質部:位于根的中央,由導管、管胞等組成,呈輻射狀,起輸導水分和礦質營養作
12、用。外始式。原生木質部后生木質部內外初生韌皮部:與原生木質部相間排列。篩管、伴胞等組成,輸導同化產物。外始式。初生韌皮部初生木質部(4)薄壁組織與髓構成維管形成層的一部分。初生韌皮部與初生木質部之間常有幾層薄壁細胞。少數植物根的中央早期有薄壁細胞髓薄壁細胞區1、根的次生生長與次生結構次生生長:次生(側生)分生組織活動,不斷地產生次生維管組織和周皮,使根、莖增粗的生長過程。次生結構:主要由次生成熟組織所組成的結構。一般裸子植物和木本的雙子葉植物有次生生長和次生結構。次生(側生)分生組織有兩類:維管形成層和木栓形成層。(二)雙子葉植物根的次生生長與次生結構初生木質部與初生韌皮部之間的薄壁細胞初生木
13、質部脊正對的中柱鞘細胞維管形成層片段維管形成層片段維管形成層環(波浪狀圓環)次生木質部次生韌皮部維管形成層環平周分裂 外垂周分裂 平周分裂 內2、維管形成層的產生和活動 活動棉根維管形成層活動與結構維管形成層的活動維管形成層切向分裂徑向分裂切向分裂次生韌皮部韌皮射線、篩管、伴胞、韌皮薄壁細胞維管形成層擴大周徑次生木質部木射線,導管、管胞木纖維、木薄壁細胞韌皮射線和木射線合稱維管射線,有橫向輸導和貯藏營養物質的功能。外內次生結構3、木栓形成層的產生和活動 中柱鞘細胞木栓形成層 木栓層 栓內層 木栓形成層 周皮 平周分裂 外平周分裂 內垂周分裂 部位活動結構木栓形成層木栓層栓內層脫分化木栓層:新的
14、保護組織,細胞排列緊密,細胞壁栓化,由幾層細胞組成。木栓形成層:一層細胞,有分裂能力。栓內層:生活的薄壁細胞。 木栓形成層活動與結構組成:周皮多年生植物中,木栓形成層活動一至幾年后停止活動。周皮以內重新產生新的木栓形成層。由于周皮的逐年產生和積累,與次生韌皮部一起構成樹皮。棉根結構三、單子葉植物根的解剖結構單子葉植物是須根系,由不定根組成,只有初生生長,不增粗。外皮層-厚壁細胞中皮層薄壁細胞內皮層-馬蹄形增厚細胞+通道細胞中柱鞘初生韌皮部初生木質部-多原型 表皮皮層中柱水稻幼根與老根表皮與皮層(一)禾本科植物根的解剖結構最外層生活細胞,壽命較短外皮層:后期栓化成厚壁組織,代替表皮功能。間隙較大
15、,水濕生植物具明顯氣腔。內皮層:初期具凱氏帶,后期呈五面加厚成“馬蹄鐵”形。少部分成為通道細胞。玉米、大麥等無通道細胞,但具豐富的胞間連絲水稻根中柱幼根老根中柱:中柱鞘:側根發生處。老根中細胞壁增厚。初生木質部:多原型,每束導管數較少。初生韌皮部:含篩管,伴胞。髓:幼根中央為薄壁細胞,老根為厚壁細胞。小麥老根玉米小 麥 根表皮與皮層小麥老根 -中柱結構內皮層內皮層鳶尾根 -中柱內皮層(二)非禾本科植物根的解剖結構四、側根的發生和特性 擴大吸收面積,加強固著和支持能力。(一)側根發生的特點: 1、側根的發生方式 側根起源于側根原基,根毛區后方中柱鞘一定部位的細胞經脫分化而來,這種起源方式叫內起源
16、。二原型根三原、四原型根多原型根二原型:初生韌皮部與初生木質部之間。三原型、四原型:木質部脊的位置。多原型:初生韌皮部正對處。2、側根的發生位置:(二)側根的形成 1、發生部位: 中柱鞘細胞脫分裂,形成側根原基,細胞不斷分裂、生長、分化,穿過皮層突破表皮,形成側根。2、側根原基發生與生長第三節 根瘤和菌根 一、根瘤根瘤是根瘤細菌與根形成的一種共生結構,為地下部分的瘤狀突起。常見于豆科植物等。功能:共生固氮。根瘤菌形態豆科植物根瘤大豆根瘤二、菌根 菌根是植物的根與真菌的共生體,有外生菌根、內生菌根、內外生菌根等類型。功能:1)擴大了根與土壤水分、無機鹽的接觸面積,加強了根的吸收能力;2)產生生長
17、活躍物質,刺激根系發育。雙子葉植物根中組織分化的過程貯藏根 肉質直根 蘿卜、胡蘿卜 塊 根 甘薯 支柱根 榕樹 攀援根 常春藤 呼吸根 水松、紅樹寄生根 菟絲子氣生根八、根的變態(一)貯藏根1、肉質直根:由主根發育而來。 蘿 卜:次生木質部發達。 胡蘿卜:次生韌皮部發達。 甜 菜:三生結構。除初生、次生結構外,甜菜的中柱 鞘細胞還可產生新的形成層,稱額外形成層, 它分裂產生大量的薄壁細胞和新的維管組織。2、塊根:由側根或不定根發育而來。塊根根頭根頸本根周皮皮層形成層次生韌皮部初生木質部初生韌皮部次生木質部蘿卜根橫切面簡圖次生木質部發達次生木質部發達次生韌皮部發達(二)氣生根支柱根攀緣根呼吸根攀
18、緣根氣生根支柱根(三)寄生根:寄生植物葉退化,根伸入寄主體內,吸取寄主的營養。寄生根一、莖的生理功能 輸導功能 支持功能 儲藏和繁殖功能第二節 莖12.13外部形態特征節:著生葉的部位。節間:節之間的部分。頂芽和側芽:枝條:著生葉和芽的莖。葉痕:葉脫落留下的痕跡。維管束痕:葉痕內,維管束的痕跡。芽鱗痕:頂芽是鱗芽的枝條萌發時,芽鱗片脫落留下的痕跡。皮孔:莖內外氣體交換的通道。分為長枝和短枝。二、莖的形態頂芽節間葉痕花芽側芽皮孔芽鱗痕節芽芽的概念:處于幼態而未伸展的枝、花或花序的原始體。枝芽的結構: 生長錐葉原基幼葉腋芽原基(側枝原基)葉原基幼葉腋芽原基生長錐芽的類型 按在植物體上位置分: 頂芽
19、、腋芽和不定芽。 按芽鱗有無分: 裸芽和被芽(鱗芽)。 按芽將形成的器官性質分: 枝芽、花芽和混合芽。 按芽的生理活性分: 活動芽和休眠芽。互生對生輪生裸芽鱗芽莖的生長習性1、直立莖 直立、背地生長,如大多數木本植物。 2、纏繞莖 柔軟,莖本身纏繞它物上升生長, 如菜豆3、攀援莖 柔軟,由特有的結構,攀援它物上升生長, 如爬山虎具吸盤。 4、匍匐莖 沿地面蔓延生長,節上生長不定根,如甘薯 直立莖纏繞莖攀援莖匍匐莖莖的分枝單軸分枝:主干是由頂芽不斷向上生長而成。合軸分枝:頂芽生長一定時期后停止生長,由下面側芽代替 頂芽生長,每年交替進行。假二叉分枝:具對生葉的植物,一種特殊的合軸分枝方式。二叉分
20、枝:低等植物的一種分枝方式。頂端分生組織一分為二。合軸分枝:頂芽生長一定時期后停止生長,由下面側芽代替頂芽生長,每年交替進行。假二叉分枝:具對生葉的植物,一種特殊的合軸分枝方式。禾本科植物的分蘗 禾本科植物特殊的,在靠近地表的很短區域內,產生大量不定根和腋芽的分枝方式。三、莖的發育頂端分生組織(原套原體學說,初生分生組織)葉和芽的起源 外起源:葉和芽的起源于莖尖分生組織表面第一層或第二、三層細胞,即起源于莖尖表面,這種起源叫外起源。雙子葉莖的初生結構 表皮: 皮層: 維管柱:維管束髓髓射線初生木質部初生韌皮部束中形成層四、莖的初生結構表皮初生木質部皮層初生韌皮部束中形成層髓射線維管束 表皮 莖
21、的表皮由一層表皮細胞組成,是主要起保護作用的初生 保護組織。表皮細胞最顯著的特征是其外切向壁明顯增厚,并且角質化。皮層 表皮內方,由多層薄壁組織細胞組成。常不形成內皮層,并且在幼莖內,近表皮的皮層細胞常含葉綠體。 維管柱 由維管束、髓和髓射線三部分組成。表皮皮層髓射線維管束髓維管束:莖內的維管組織即初生木質部和初生韌皮部常結合成束,稱維管束。初生木質部:由導管、管胞、木薄壁細胞和木纖 維組成。發育方式內始式。初生韌皮部:由篩管、伴胞、韌皮薄壁細胞和韌 皮纖維組成。發育方式外始式。 莖內維管束有下列幾種類型:外韌維管束、內韌維管束、雙韌維管束、周木維管束、周韌維管束。 并可根據初生木質部和初生韌
22、皮部之間有無形成層分為有限維管束和無限維管束。周韌維管束無限維管束雙韌維管束內韌維管束外韌維管束周木維管束維管束的類型: 代表木質部, 代表韌皮部髓:莖中央由薄壁細胞組成的中心部分。髓射線:位于皮層和髓之間,具橫向運輸作用的薄壁細胞。也稱初生射線。單子葉植物莖的初生結構192頁 可分為實心莖和空心莖(中央具髓腔)兩種。現以玉米莖為例,說明其結構。表皮:由兩種表皮細胞組成長細胞和短細胞。短細胞又可分為栓細胞和硅細胞。基本組織:由于玉米莖內維管束散生,因此無皮層和維管柱的明顯分界。維管束:外有維管束鞘;維管束由外向內,先是韌皮部,后是木質部,沒有形成層,故為有限維管束。韌皮部的分化為外始式;木質部
23、的分化為內始式。表皮基本組織維管束五、莖的次生生長和次生結構 雙子葉植物莖的次生結構 維管形成層的來源 束中形成層和束間形成層兩部分。 束中形成層由初生分生組織保留而來,在韌皮部和木質部之間。 束間形成層由初生結構中的髓射線中的薄壁組織恢復分生能力而來。初生韌皮部維管形成層初生木質部束間形成層束中形成層皮層表皮初生韌皮部初生木質部束間形成層束中形成層皮層表皮維管束紡錘狀原始細胞射線原始細胞維管形成層橫裂、縱裂、縮短切向分裂徑向分裂、側向分裂等徑向分裂次生木質部次生韌皮部擴大維管形成層環的周徑韌皮射線木射線形成層的細胞可分為紡錘狀原始細胞和射線原始細胞兩種。木質部髓維管形成層韌皮部維管形成層的季
24、節性活動早材和晚材:早材:溫帶的春季或熱帶的濕季;形成層活動旺盛,形成的次生木質部細 胞,徑大而壁薄,質地疏松,顏色淺,稱早材或春材。晚材:溫帶的夏末、秋初或熱帶的旱季;形成層活動減弱,形成的次生木 質部細胞,徑小而壁厚,質地緊密,顏色深,稱晚材或秋材。年輪線和年輪:年輪線:當年早材與上年晚材之間的界限。年輪:兩個年輪線之間的次生木質部,即一年中形成的早材和晚材。心材和邊材:心材:次生木質部的內層,較早形成的木材。邊材:靠近維管形成層的次生木質部,是新形成的木材。韌皮部木射線髓形成層晚材早材韌皮纖維 心材和邊材 年輪心材邊材周皮多年生木本植物莖結構木射線周皮樹皮韌皮射線次生韌皮部次生木質部邊材
25、年輪線秋材心材春材木栓形成層的來源和活動 木栓形成層第一次的形成,因不同植物有所差異,可起源于表皮、皮層的各部分。其活動時間一般較短,以后,發生位置逐漸內移。木栓形成層的活動將形成次生保護組織周皮。樹皮和皮孔 樹皮可指維管形成層以外的所有結構。 可包括外樹皮和內樹皮兩部分。 外樹皮指新的木栓層以外的所有組織。因為得不到水分和營養,逐漸干燥、脫落,因此,又稱硬樹皮或落皮層。內樹皮指新的木栓形成層以內的部分,是一些生活的組織構成,又稱軟樹皮。 皮孔是樹皮上的氣體交換通道,可分為具封閉層的和不具封閉層的兩種。木栓層木栓形成層栓內層裸子植物和單子葉植物莖的次生結構 裸子植物:主要是木質部和韌皮部的區別
26、,還有就是樹脂道。 單子葉植物:沒有次生結構。木質莖和草質莖草質莖:一般不木質化,大部分或全部是初生 結構,一般柔軟、綠色。地上莖的變態類型 葉狀莖 曇花、文竹、天冬草等 莖卷須 黃瓜、南瓜、葡萄等 枝 刺 山楂、皂莢等 肉質莖 仙人掌等 莖的變態葉狀莖莖卷須莖刺肉質莖(二)地下莖的變態根狀莖:地下橫走的莖,上有節和節間。葉長 退化成鱗葉,并有腋芽。竹、姜、蓮等塊莖:根狀莖先端膨大而成。上有芽眼、芽眉 等結構。馬鈴薯等鱗莖:莖扁平,稱鱗莖盤。上有鱗葉。 荸薺、芋、慈菇等球莖:球形的地下莖。具明顯節與節間,葉退 化成膜質鱗葉。洋蔥、水仙、百合等 根狀莖塊莖洋蔥的鱗莖慈姑的球莖第三節 葉一、葉的生
27、理功能光合作用蒸騰作用(transpiration)根系吸水的動力;礦質元素隨蒸騰液流上升;降低葉片的表面溫度。吸收、繁殖作用葉的組成 葉片:葉的主要部分。 葉柄:承受葉片,將葉片展布在各空間 位置上,并與莖相連。 托葉:葉的附屬物,結構似葉片。 完全葉:三者都有的葉。 不完全葉:三者缺少一或二部分的葉。二、葉的形態(葉尖)(葉片)(葉緣)(主脈)(側脈)(葉柄)(托葉)(莖)葉片的形態葉形葉尖葉基葉緣禾本科植物的葉 葉片、葉鞘、葉頸、葉舌、葉耳。(葉片)(葉舌)(葉鞘)(葉耳)羽狀網脈 掌狀網脈射出脈側出脈弧形脈直出脈叉狀脈單葉和復葉 單葉指葉柄上只有一個葉片;葉柄上著生多個葉片,稱復葉。
28、復葉可分為: 羽狀復葉 掌狀復葉 三出復葉 單身復葉單葉羽狀復葉掌狀復葉三出復葉三出復葉葉軸和小枝的區別 葉軸頂端沒有頂芽。 小葉的葉腋處無腋芽。 葉軸脫落。 葉軸上的小葉在同一平面上。單葉與復葉的區別葉序和葉鑲嵌葉序:葉在莖上的排列方式。 可分為:互生、對生和輪生。葉鑲嵌:同一枝上的葉,以鑲嵌狀態的排列方式而互不重疊的現象。異形葉性 同一植株不同葉形的現象。三、葉的發育葉原基的形成 頂端生長,迅速伸長 邊緣生長,形成雛形 居間生長。葉肉的分化,形成了柵欄組織和海綿組織的區別葉脈的分化是向頂的。四、葉的結構被子植物葉的一般結構:異面葉:由于葉片兩面受光的情況不同,葉片有明顯上下面之分,兩面的結
29、構也不同。等面葉:葉片兩面受光情況差異不大,無明顯背腹之分。 葉的組織結構典型的葉片由表皮、葉肉和葉脈3部分組成。角質層上表皮柵欄組織海綿組織胞間隙氣孔下表皮維管束鞘機械組織韌皮部木質部葉綠體表皮:由一層表皮細胞組成,有上下表皮之分,表皮細胞 角質化。表皮上有氣孔,氣孔可分為以下類型: 無規則型:無副衛細胞。 不等型:有三個大小不等的副衛細胞。 平列型:每個保衛細胞側面有一至多個副衛細胞,它 們的長軸與氣孔長軸平行。 橫列型:有兩個副衛細胞,副衛細胞的共同壁與氣孔 的長軸呈直角。氣孔葉肉;葉內的綠色組織。異面葉中有柵欄組織和海綿組織的分化。 柵欄組織細胞長柱形,細胞長軸與葉表面垂直,含葉綠體較
30、多。 海綿組織細胞不規則,排列疏松,胞間隙較大,含葉綠體較少。葉脈:葉內的維管束。 維管束的木質部在上方,韌皮部在下方。外有維管束鞘。較大的葉脈兩側有機械組織。柵欄組織海綿組織木質部韌皮部機械組織單子葉植物葉的特點表皮:由長、短兩種細胞組成,長細胞細胞壁不僅角質化,并且硅質化;短細胞又分為硅細胞和栓細胞。 禾本科植物氣孔的保衛細胞啞鈴形。上表皮有特殊的薄壁細胞,稱泡狀細胞。(這種細胞被認為與葉內卷和折疊有關。當葉片蒸騰失水過多時,泡狀細胞變得松弛,而能使葉子折疊或內卷,以減少蒸騰;當蒸騰減少時,它們又吸水膨脹,于是葉片又平展。 )葉肉;無柵欄組織和海綿組織的分化。葉脈:維管束鞘很有特點。 C3
31、植物:兩層,外層薄壁,內層厚壁。 C4植物:一層,薄壁。與外圍葉肉細胞形成花環狀結構。 C3植物:CO2同化的最初產物是光合碳循環中的三碳化合物3-磷酸甘油酸的植物,有如小麥、大豆、煙草、棉花等。C3植物比C4植物CO2補償點高,所以C3植物在CO2含量低的情況下存活率比C4植物來的低。C4植物:CO2同化的最初產物不是光合碳循環中的三碳化合物3-磷酸甘油酸,而是四碳化合物蘋果酸或天門冬氨酸的植物。如玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。C3植物和C4植物葉片結構特點C3植物C4植物松針的結構 表皮細胞細胞壁較厚,角質層發達,內方有幾層厚壁細胞,稱下皮。 葉肉細胞的細胞壁,向內凹陷,葉綠體沿皺折分布,葉肉
32、內方有明顯內皮層。葉內有樹脂道。 維管束一或二。表皮下皮葉肉樹脂道維管束內皮層葉的變態苞片和總苞:花或花序下的變態葉。鱗葉:包括芽鱗和鱗莖等地上莖上的鱗葉。葉卷須:與莖卷須區別:莖卷須發生在葉腋處或與花枝相當的位置,葉卷須下有芽。捕蟲葉:食蟲植物的特殊變態葉。葉狀柄:葉片退化,葉柄轉變成扁平的片狀。葉刺:與莖刺區別:莖刺發生在葉腋,上有分枝生葉,有葉痕。葉刺無上述結構,但基部有芽。葉的變態葉卷須葉 刺捕蟲葉珙桐的總苞光葉子(三角梅)花的葉片豬籠草的捕蟲葉金合歡屬的葉狀柄仙人掌的針狀葉同功器官:來源不同,形態和功能相同的器官。同源器官:來源相同,形態和功能不同的器官。小結:一、植物組織:(一)分
33、生組織1、按位置分:頂端分生組織、側生分生組織、居間分生組織2、按來源分:原分生組織、初生分生組織、次生分生組織(二)成熟組織:1、保護組織:表皮和木栓層2、薄壁組織:同化、貯藏、儲水、吸收、通氣、傳遞3、機械組織:厚角組織(活細胞)、厚壁組織(死細胞)4、輸導組織:導管和管胞、篩管和篩胞5、分泌結構:外分泌結構、內分泌結構二、根1、雙子葉植物根的組織分化過程。(初生和次生結構)2、凱氏帶的作用3、根初生木質部和初生木質部的發育為外始式。三、莖1、莖維管束的類型:2、初生結構3、木栓形成層、形成層的活動(次生生長)4、年輪和假年輪,早材和晚材,心材和邊材5、裸子植物和被子植物莖的三個方面的不同
34、6、禾本科植物莖的特點:四、葉1、被子植物的葉片一般由表皮、葉肉和葉脈三部分組成2、禾本科植物葉與被子植物葉的差別3、C3植物和C4植物葉的區別4、裸子植物針葉的結構具有對旱生環境的適應的特點五、營養器官的變態根、莖、葉都有變態類型,而且可分為同功器官和同源器官。但也有些變態器官既不同源,也不同功。第三節 被子植物的生殖和生殖器官植物的有性生活周期植物的繁殖方式包括營養繁殖、無性生殖和有性生殖3種方式。植物營養體的一部分從母體分離開直接形成新個體的繁殖方式稱為營養繁殖。也有的學者將營養繁殖歸入無性生殖。植物的無性生殖是指一些具有生殖功能的細胞不經過兩性的結合,直接發育成新個體的過程。無性生殖中
35、具有生殖功能的細胞稱為孢子。有性生殖是指通過兩性細胞的結合形成新個體的過程。這些性細胞稱為配子,為單倍體。兩個配子結合形成二倍體的合子,由合子再發育形成新的個體。營養繁殖無性繁殖植物的繁殖有性繁殖 被子植物的生活史和世代更替 孢子體世代與配子體世代(無性世代與有性世代)交替出現,這就是植物生活史中的世代交替現象。 被子植物的配子體世代(單倍體世代)不發達,雌、雄配子體不能獨立生活,都寄生在孢子體上,且特化成花的一部分。第一節花一、花的概念和花的組成(一)花的概念 花是適應生殖的變態短枝。 花的形態結構及其演化趨勢 被子植物進入到生殖生長階段時,莖的頂端一些分生組織不再形成葉原基和芽原基,轉而形
36、成花原基或花序原基。因此,花是一種特化的節間很短的變態的枝。典型的花的結構 一朵完整的花包括花柄、花托、花被(花萼、花冠)、雄蕊群和雌蕊群。完全花(花被、雄蕊群、雌蕊群)不完全花(缺少其中之一)不完全花:單被花、無被花(裸花)、單性花(雄花或雌花)和中性花(無性花)(二)花的組成花柄和花托 花柄將花支撐到一定空間,是莖與花之間進行物質運輸的通路。花柄的演化趨勢是:由有到無。 花托是花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群著生的部位。 花被:著生在花托外圍,起保護作用的結構。花萼:由若干萼片組成。 離萼: 合萼: 落萼: 早落萼: 宿萼:花冠:由若干花瓣組成。 離瓣花: 合瓣花: 落冠: 早落冠: 宿冠:單被
37、花;兩被花;無被花。 雄蕊群:花內雄蕊的總稱。由花絲和花藥兩部分組成。花粉囊破裂方式:縱裂;橫裂;孔裂和瓣裂。花藥著生方式:底著藥;貼著藥;丁字著藥;內向藥和外向藥。雄蕊類型:二強雄蕊;四強雄蕊;單體雄蕊;二體雄蕊;三體雄蕊;多體雄蕊和聚藥雄蕊。 雌蕊群:花內雌蕊的總稱。 構成雌蕊的基本單位是心皮。根據心皮數目及聯合情況可分為: 單雌蕊:一心皮,腹縫線相愈合。 復雌蕊:多心皮,各心皮腹縫線聯合。 離生單雌蕊:多心皮,各心皮分離。柱頭:雌蕊頂端,承受花粉的部位。可分為:干柱頭和濕柱頭。花柱:花粉管進入子房的通道,可分為:空心型和實心型(有引導組織或無)兩種。子房:雌蕊基部膨大部分,由子房壁、子房
38、室和子房室內的胚珠構成。 子房壁即心皮全部或部分;子房室是子房內的空腔。胚珠著生在子房壁上,其著生部位稱胎座。 胎座類型:邊緣胎座;側膜胎座;中軸胎座;特立中央胎座;基生胎座和頂生胎座。花器的構造雄蕊花藥花絲花瓣柱頭花柱子房雌蕊 花托花萼胚珠邊緣胎座中軸胎座特立中央胎座側膜胎座基生胎座 (三)花各部分演化數目的變化:演化趨勢由無定數到定數。一般來說,單子葉植物常為3基數,雙子葉植物多為4或5基數。排列方式的變化:兩種,螺旋排列和輪狀或圓周排列對稱性的變化:分為輻射對稱和兩側對稱。子房位置的變化:可分為子房上位下位花;子房上位 周位花;子房下位上位花;子房半下位周位花。子房上位下位花子房上位周位
39、花子房下位上位花四、花序 (一)無限花序:(總狀花序類)開花順序自下而上,或自外而內。總狀花序:小花梗近等長,排列在花序軸的兩側。傘房花序:小花梗不等長,排列在近同一平面上。傘形花序:小花梗等長,著生在花序軸的頂端。穗狀花序:小花無梗,排列在花序軸的兩側。葇荑花序:小花為無柄的單性花,常無花被,花須 常下垂。肉穗花序:花序軸粗短而肥厚,上著生無柄單性花。頭狀花序:花序軸扁平,稱花序盤,開花順序從外至內。隱頭花序:花序軸肥大而內凹,小花無柄,著生在內凹的壁上總狀花序傘房花序傘形花序圓錐花序復傘形花序穗狀花序葇荑花序復穗狀花序頭狀花序隱頭花序肉穗花序復合花序的種類:圓錐花序:復穗狀花序:復傘形花序
40、:復傘房花序:復頭狀花序:總狀花序傘形花序復傘形花序復傘房花序穗狀花序葇荑花序肉穗花序頭狀花序菊科的管狀花與舌狀花圓錐花序輪傘花序(二)有限花序 開花順序自上而下或自內而外。單歧聚傘花序:主軸頂端先生一花,然后在主軸 下方形成一側枝,同樣在頂端開 花,依次下去。 二歧聚傘花序:主軸下形成兩分枝。多歧聚傘花序:分枝在三個以上。多歧聚傘花序單歧聚傘花序 雄蕊由花絲和花藥兩部分組成,多數被子植物的花藥由四個花粉囊組成,左、右各兩個,中間由藥隔相連。成熟花粉囊內有花粉粒,花藥成熟后,花粉囊的壁破裂,花粉粒散出。一、花藥的發育 雄蕊是由花芽分化形成的突起形成的雄蕊原基發育而來。最初的雄蕊原基由于頂端分裂
41、較活躍,形成花藥的原始體。 花藥的發育和花粉粒的形成花粉囊藥隔花絲雄蕊原基花藥原始體(一層表皮細胞之內有一群形狀相似,分裂活躍的幼嫩細胞)四棱結構(細胞核大于周圍其他細胞,細胞質也較濃,稱為孢原細胞)孢原細胞外層(初生壁細胞)纖維層中層絨氈層內層:造孢細胞小孢子母細胞4個細胞(單核花粉粒)減數分裂平周分裂平周分裂表皮藥室內壁中層絨氈層花粉母細胞藥室內壁:由一層細胞組成,花藥成熟時其細胞壁的內切向壁和橫向壁上發生填加纖維素的帶狀的加厚。因此,又稱為纖維層。兩花粉囊相接處的藥室內壁細胞不增厚,稱唇細胞。中層:一層或多層細胞組成。花藥成熟時解體消失。絨氈層:一層細胞組成,常有多核現象,花藥成熟時解體
42、消失。二、小孢子的形成 (一)減數分裂 減數分裂發生在花粉母細胞形成花粉粒和胚囊母細胞形成胚囊的時候。它包括兩次連續的分裂,但DNA只復制一次,染色體也僅分裂一次,因此,減數分裂后形成四個子細胞,每個子細胞的染色體數目為母細胞的一半。三、花粉粒的發育和形態結構 四分體 單核中央期 單核靠邊期 雙核期 (核分裂,形成營養核和生殖核) 成熟花粉粒 花粉粒的類型:2-細胞花粉粒:成熟花粉粒內只含有營養細胞和生殖細胞。3細胞花粉粒:生殖細胞在花粉粒成熟前,進行一次有絲分裂,形成兩個精細胞。成熟花粉粒內有三個細胞。 單核中央期單核靠邊期雙核期花粉粒內雙核的形成生殖細胞營養細胞2-細胞花粉粒花粉壁的結構:
43、 成熟花粉粒有內、外兩重壁。 外壁質地堅硬,缺乏彈性,主要構成物質是孢粉素。并含有類胡蘿卜素、類黃酮素和脂類、蛋白質等物質。在花粉粒外壁上,常有一些孔和溝槽,稱萌發孔、萌發溝。 內壁較薄,有彈性,由纖維素、半纖維素、果膠、蛋白質等組成。成熟花粉粒四、花粉敗育和雄性不育雄性不育:花藥或花粉不能正常發育,成為崎形或完全退化的情況,稱雄性不育。 可分為:花藥退化;花藥內不產花粉;花粉敗育。花粉敗育:花粉沒有經過正常的發育,不能起到生殖的作用 原因:花粉母細胞減數分裂不正常;花粉內不能形成精細胞(停留在單核或雙核階段);絨氈層細胞作用失常。胚珠的發育和胚囊的形成 子房的結構:子房壁子房室胎座胚珠珠柄珠
44、被珠心珠孔合點胚珠的結構胚珠的類型:倒生胚珠; 直生胚珠; 橫生胚珠; 彎生胚珠; 拳卷胚珠。一、胚珠的發育胚珠的發育合點外珠被內珠被珠柄珠心珠孔胎座二、胚囊的發育和結構 (一)大孢子(胚囊)的發生 大孢子母細胞(胚囊母細胞)發生在胚珠珠心表皮下方的孢原細胞。孢原細胞平周分裂周緣細胞 造孢細胞胚囊母細胞胚囊母細胞形成胚囊的過程,可能有三種情況: 單孢型胚囊:(蓼型或正常型) 雙孢型胚囊: 四孢型胚囊:(貝母型)胚囊母細胞四分體三個退化,另一個形成胚囊八核胚囊七細胞成熟胚囊減數分裂三次有絲分裂只有核分裂單孢型胚囊的發育雙孢型胚囊的發育胚囊母細胞二分體一個退化,另一個分裂后形成雙核,進一步形成胚囊
45、八核胚囊七細胞成熟胚囊減數分裂胚囊母細胞形成四核細胞八核胚囊七細胞成熟胚囊減數分裂三個單相核合并,另一個仍為單核。四孢型胚囊的發育以單孢型胚囊(蓼型胚囊)為例: 周緣細胞 形成珠心一部分或退化消失。 造孢細胞 胚囊母細胞 四分體 單核胚囊 7細胞或8核胚囊孢原細胞(2N)(N)(N)(N)(N)(N)(2N)(2N)(2N)卵細胞1個助細胞2個中央細胞1個(極核 2個或次生核1個)反足細胞3個到多個(N多N)減數分裂三次有絲分裂(二)胚囊的形成與結構單核胚囊胚囊內第一次有絲分裂雙核胚囊胚囊內第二次分裂助細胞卵細胞中央細胞反足細胞 卵細胞是高度極化的細胞,表現在其近珠孔端的壁較厚,近合點端逐漸變
46、薄,最后消失。卵細胞是直接參與生殖的細胞。 助細胞也位于珠孔端,和卵細胞合稱卵器。它也是具有高度極性的細胞,壁的特征同卵細胞,另外,其珠孔端細胞壁上有絲狀器。助細胞的功能有以下幾個方面: 吸收和轉運營養物質; 引導花粉管定向生長; 為花粉管進入和釋放內容物的場所。 中央細胞是胚囊內最大的一個細胞,細胞高度液泡化,它是胚囊營養物質貯藏的場所。同時,能從周圍珠心組織內吸取營養物質。在受精過程中,與精細胞結合,發育成胚乳。 反足細胞是胚囊中變異最大的一群細胞,在形成過程中,常因胞質分裂不完全,而形成“合胞體”。主要功能:吸收珠心組織營養物質,并轉運給胚囊。開花、傳粉和受精一、開花 雄蕊內的花粉囊和雌
47、蕊中的胚囊(或二者之一)成熟時,花被展開,露出雄蕊和雌蕊。二、傳粉 開花后,花粉囊散出花粉,落在雌蕊柱頭上的過程。 1. 自花傳粉: 異花傳粉: 植物對異花傳粉的適應: 單性花; 雌雄蕊異熟; 雌雄蕊異位; 雌雄蕊異長; 自花不孕(二)風媒花和蟲媒花 風媒花:風媒植物的花常成穗狀花序、葇荑花序;能產生大量花粉。劃分質輕、干燥、表面光滑,常為雌雄異花或異株,不具香味和色澤。 蟲媒花:常能產生特殊氣味吸引昆蟲;常產生蜜汁;花大而顯著,花粉外壁粗糙。 其它傳粉方式:如水媒和鳥媒。(三)人工輔助授粉蟲媒鳥 媒開花與傳粉風 媒三、受精(一 )花粉粒的萌發 花粉管落在雌蕊柱頭上,經過與雌蕊柱頭相互識別,親
48、和的開始吸收水分和營養物質,體積增加,花粉粒的內壁從萌發孔處伸出,形成花粉管。(二)花粉管的伸長 花粉管在萌發后,繼續伸長,通過花柱到達子房,通過花柱時,可能有以下幾種可能: 穿過中空的花柱道; 花柱內有引導組織; 花粉管通過花柱薄壁細胞的間隙或細胞壁與細胞膜之間的間隙穿過。 傳粉與受精自花傳粉、異花傳粉受精一個精子與卵結合形成受精卵并成為二倍體的合子,合子將來發育成為產生新個體的胚;另一個精子與中央細胞極核結合,成為三倍體的受精極核并進一步發育成為胚乳。這種雙受精是被子植物特有的現象,也是植物有性生殖中最進化的形式。傳粉與受精減數分裂營養細胞生殖細胞精子細胞雌配子體胚珠精子雙受精卵細胞雌配子
49、體中央極核精子受精卵受精極核花粉管的萌發胚的發育和種子的形成在胚發育之前胚乳的發育便開始了合子通常經過一段休眠后開始發育成胚。 概念: 精細胞(N)+卵細胞(N) 合子(2N) 精細胞(N)+2個極核(N) 初生胚乳核(3N) 過程: 不管花粉管如何進入胚珠,總是從珠孔端進入胚囊。并且花粉管進入總與助細胞有關。花粉管進入胚囊后,管的末端破裂,把精細胞和內容物注入進胚囊。兩個精細胞游離到卵細胞和中央細胞,與它們融合。被子植物的雙受精柱頭子房極核卵細胞花柱反足細胞助細胞花粉粒的識別花粉管的伸長雙受精的過程融合后的合子和初生胚乳核受精卵初生胚乳核 意義: 精細胞和卵細胞的融合,將父、母本具有差異的遺
50、傳物質重新組合,形成具有雙重遺傳性的合子,即由2個單倍體(N)的雌、雄配子融合成1個二倍體的合子,即保持了物種遺傳的穩定性,又出現新的遺傳性。 精細胞與2個極核或1個次生核融合,形成三倍體的初生胚乳核,同樣結合了父、母本的遺傳特性,生理上更活躍,并作為營養物質在胚的發育過程中被吸收,這樣,子代的變異性更大,生活力更強,適應性也更廣泛。(四)受精的選擇作用 柱頭對花粉粒的萌發、胚囊對精細胞的進入、卵細胞和精細胞的融合,都具有選擇性,因此,被子植物的受精具有選擇性。 (五)無融合生殖和多胚現象 無融合生殖:不經過精卵融合,產生有胚種子的現象。 分為:孤雌生殖(蒲公英);無配子生殖(蔥); 無孢子生
51、殖(珠心或珠被發育,如柑橘)。 多胚現象:種子內有兩個以上胚的現象。第六節 種子和果實 被子植物的雙受精完成后,胚珠發育成種子,子房發育成果實。花的其它部分脫落或參與形成果實的一部分。 果實結構由果皮和種子組成,種子由種皮、胚和胚乳組成,果皮和種皮結構簡單,因此主要了解胚和胚乳的發育。 種皮子葉胚芽胚軸殘存胚乳胚根胚柄胚乳種皮子葉胚芽鞘胚芽胚根胚柄雙子葉植物種子單子葉植物種子種子的構造 種子與果實的形成果實的形成子房發育成果實,子房壁成為果皮。被子植物中除子房外,其他部分如花托、花萼等也參與果實形成。被子植物的傳粉也啟動了包括生長素、赤霉素、細胞分裂素等植物激素的產生和增加果實的發育與由來植物
52、的結構與功能花柄花托胚珠子房花柱柱頭花絲花藥花冠花萼萼片 種子與果實的形成果實的多樣性根據花中雌蕊的數目和花序的情況可以將果實分為3類果實的外形與結構外果皮中果皮種 子內果皮果實結構圖 花各部至果實和種子的發育過程:花萼:花冠:雄蕊:雌蕊:花托:花柄:凋落或宿存常凋落花藥 花粉粒 花粉管花絲營養細胞生殖細胞柱頭(凋落)花柱(凋落)子房胚珠胎座子房壁胚囊珠心 消失或外胚乳珠被 種皮珠孔 種孔珠柄 種柄精細胞精細胞卵細胞 合子 胚 極核 初生胚乳核 胚乳助細胞(消失)反足細胞(消失)胎座果皮種子果實變成果實一部分或否果柄一、種子的形成 (一)胚的發育:以雙子葉植物為例說明其發育。 合子 基細胞 胚柄 退化消失頂細胞 八分體 胚 (二)胚乳的發育:由初生胚乳核發育而成。 核型胚乳:初生胚乳核的第一次分裂,以及以后的多次分裂,不伴隨細胞壁的形成,有細胞核游離時期。 細胞型胚乳:初生胚乳核第一次分裂后,即形成細胞壁。
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