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15-植物的结构、生殖与发育

2012-03-24 50页 ppt 4MB 40阅读

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15-植物的结构、生殖与发育null第三篇 植物的形态与功能第三篇 植物的形态与功能§15 植物的结构、生殖和发育 §16 植物的营养 §17 植物的调控系统第十五章 植物的结构、生殖与发育第十五章 植物的结构、生殖与发育§15·1 植物的结构和功能 §15·2 植物的生长和生殖§15·1 植物的结构与功能§15·1 植物的结构与功能一、什么是植物(plant) 1、植物的定义null2、植物界(plant kingdom)的分类 植物界包括苔藓植物(bryophyta)、蕨类植物(fern)、...
15-植物的结构、生殖与发育
null第三篇 植物的形态与功能第三篇 植物的形态与功能§15 植物的结构、生殖和发育 §16 植物的营养 §17 植物的调控系统第十五章 植物的结构、生殖与发育第十五章 植物的结构、生殖与发育§15·1 植物的结构和功能 §15·2 植物的生长和生殖§15·1 植物的结构与功能§15·1 植物的结构与功能一、什么是植物(plant) 1、植物的定义null2、植物界(plant kingdom)的分类 植物界包括苔藓植物(bryophyta)、蕨类植物(fern)、裸子植物(gymnosperm)和被子植物(angiosperm)这四大类型 其中,被子植物有约 235000 种,其中单子叶植物约 65000 种,双子叶植物约 170000 种 单子叶植物和双子叶植物在根、茎、叶、花和种子的结构上存在显著差异 nullnull1、根(root) 功能:  从土壤中吸收水分和无机盐  将植物固定于地面  储存营养物质  合成氨基酸、激素、生物碱等 二、植物体由各器官构成null根系(root system)—— 根的总称,可分为两种: 直根系 —— 主根明显,从主根上生出次根,主次分明,其固着能力强,有的还能储存营养物质 须根系 —— 主根退化,从茎的基部长出丛生的须根,具有和土壤更多的接触表面积 其中,源于茎基部的根又称为“不定根”,如榕树的气生根 null2、茎(stem) 茎一般生长在地面上,连接着叶和根,其上生长着叶、花或果实 结构特点: 茎上有节,节上长叶 顶端有芽,节上叶腋内也有芽 生长特性: 趋光性和背地性 变态: null3、叶(leaf) 生长在茎的节上,通过叶柄或叶鞘与茎相连,形态多种多样 null结构特点: 扁平,具有网状或平行的叶脉 表皮有气孔 功能: 光合作用合成有机物质 蒸腾作用 变态: null三、植物的组织 按照组成细胞是否具有分裂能力,植物组织可被分成两大类:  分生组织 —— 其细胞不分化,始终保留分裂能力  永久组织 —— 细胞分化,不能分裂,成为特定功能的细胞群 1、分生组织(meristematic tissue) 细胞特点: 细胞未分化,具分裂能力,细胞小、细胞壁薄、细胞质浓厚,无或仅有很小的液泡,细胞彼此紧密连接,无细胞间隙 功能:分裂产生新细胞 null细胞种类 —— 按照细胞的活跃程度分:  常处于活跃状态的组织:  根尖、茎尖分生组织 —— 纵向生长  根、茎内部的形成层 —— 横向生长  处于潜伏状态的组织:腋芽内的分生组织 null2、永久组织(permanent tissue) 按照组织的功能可分成四类,表皮组织、薄壁组织、机械组织和输导组织  表皮组织(surface tissue) 细胞特点: 细胞扁平,形状不规则,细胞间犬牙交错,紧密镶嵌,细胞质少,液泡大,细胞壁表面有角质或腊质层 功能: 保护植物体免受伤害,防止水分的过度蒸发 实例: 叶的表皮组织null  薄壁组织(parenchyma tissue) 是植物体中数量最多的组织,各器官均含有大量的薄壁组织 细胞特点: 细胞壁薄,无次生细胞壁,细胞质少、液泡大,细胞排列松散,有较大的细胞间隙,细胞等径或长形 功能: 储存营养物质,进行光合作用、呼吸作用、分泌作用,具有很强的分生潜能,受刺激后能恢复分裂能力 实例: 叶肉细胞、果肉细胞 nullnull  机械组织(mechanical tissue) 机械组织是支持植物体的组织,根据细胞特化程度的不同,可分为厚角组织和厚壁组织 A、厚角组织(collenchyma) 细胞特点: 细胞为活细胞,较长,细胞壁在各个角上有不均匀增厚,但不木质化,是初生壁性质 功能: 常成束存在,具有较强的机械支撑能力,又具有初生壁的性质,能随周围细胞的延伸而扩展,不会限制幼嫩组织的生长 存在部位: 幼年植物的根、茎;草本植物的根、茎;木本植物的叶柄nullnull B、厚壁组织(sclerenchyma) 细胞特点: 全部为死细胞,具有均匀加厚的次生壁,其细胞壁的纤维素分子中沉积了木质素 功能: 坚硬,具有强支撑能力nullnullnull 维管组织(vascular tissue) 高等植物特有的组织,实现了水、无机盐、营养物的远距离运输,根据运输物质和分布部位的不同,可分两类: A、 导管 细胞特点 :为死细胞,细胞壁木质化,细胞末端壁上有穿孔,上下的导管细胞通过穿孔相通连连续的管状结构 分布 :根、茎的木质部、叶脉 运输物质:水、无机盐 运输方向 : 单向 ,根  茎 叶nullnullB、筛管 细胞特点: 活细胞,成熟时无细胞核,细胞呈长形,两端壁上密布着筛孔,又称筛板,筛管细胞之间通过筛板纵向连接成筛管 与筛管细胞有发达的胞间连丝联系的伴胞,是一种特化的薄壁细胞,具细胞核,细胞质浓厚,保证筛管细胞无细胞核也能存活 分布:根、茎的韧皮部、叶脉 运输物质:有机营养物质 方向:双向 nullnull四、植物的系统 被子植物由三大组织系统构成,即表皮组织系统、维管组织系统和基本组织系统:  表皮组织系统 —— 是覆盖和保护植物的一层致密的表皮细胞;  维管组织系统 —— 具有输导水分、养分和机械支持功能;  基本组织系统 —— 主要由薄壁细胞构成,还包括具有机械支持功能的厚角细胞和厚壁细胞 null§15·2 植物的生长与生殖§15·2 植物的生长与生殖一、植物的生长 特点:一生中能持续生长,是无限的 1、根的结构和生长 I、根尖 位于主根和侧根的尖端,是根的最幼嫩、生命活动最旺盛的部分 功能:生长、延长;吸收水分、无机盐null结构 —— 所有根尖均由四个部分构成: 根冠 —— 保护分生区 分生区 —— 由顶端分生组织细胞构成,分裂能力强 伸长区 —— 细胞开始分化,细胞长度增加 10 倍 根毛区 —— 细胞完成分化,表皮细胞向外伸出指状突起,是吸收水分和无机盐的主要场所,形成表皮、皮层、维管柱nullII、根的初生结构 由根顶端分生组织 细胞分裂分化形成的结构,其生长能使根变长,从根毛区的横切看,可分成三个部分:  表皮 —— 覆盖在根表面的一层细胞,其外壁薄,且形成半球状突起、延长,最终形成管状根毛 功能:能穿过土壤颗粒的间隙与土壤颗粒紧密接触,负责吸收水分和无机盐null 皮层 —— 由薄壁细胞构成,从外到内分成三层: 外皮层:为紧邻表皮的一层细胞,常木栓化,可取代表皮起到保护作用 皮层:由多层细胞构成,具有存储营养物质的功能 内皮层:由一层薄壁细胞构成,其径向和横向壁部分加厚,木栓化或木质化,形成 “凯氏带”,使水溶液只能透过内皮层细胞进入中柱,是控制皮层和中柱之间物质交流的通道 null中柱 —— 由薄壁细胞和维管细胞构成,能分成三部分: 中柱鞘:内皮层内的一层薄壁细胞,具有分裂能力,能产生侧根 初生木质部:位于中柱中央,呈放射状分布,负责将水和无机盐运送到茎 初生韧皮部:位于两木质部之间,与其相间排列,负责运送光合作用产物 nullnullIII、根的次生结构 由位于初生木质部和初生韧皮部之间的 形成层细胞分裂 产生的结构,其生长导致根变粗,包括: 由中柱鞘细胞转化成的木栓形成层,分裂产生木栓、木栓形成层和栓内层,构成 根的周皮 周皮取代表皮和皮层,起到保护作用null侧根的产生: 中柱鞘细胞进行平周和垂周分裂,形成根原基,突入皮层,然后再分裂、分化出顶端分生组织和根冠,在根毛区后伸入土壤 侧根与主根的维管柱保持贯通null2、茎的结构与生长 I、初生结构 由茎顶端分生组织细胞分裂分化产生的结构,包括表皮、皮层,初生维管组织和髓 A、表皮 细胞构成:一层排列紧密的表皮细胞,外壁较厚,上有角质或腊质 功能:保护 B、皮层 细胞构成:由多层薄壁细胞构成,其中靠近表皮部分有几层细胞的细胞壁加厚成厚角细胞 功能:机械支持 nullC、初生维管组织 构成:由多个分散的维管束构成,分散在皮层和髓之间,其中单子叶植物和双子叶植物的初生维管组织有所不同:  单子叶植物 —— 其维管束由韧皮部(外侧)、木质部(内侧),中间无形成层,不规则排列,分散与皮层和髓的薄壁组织中  双子叶植物——维管束由韧皮部(外侧)、形成层(中间)、木质部(内侧),围绕髓周排成一个环形 功能:运输、机械支持 D、髓 细胞构成:由许多薄壁细胞构成 功能:储存营养 nullnullII、次生结构 由形成层分裂分化产生的结构 —— 茎的加粗,只有双子叶植物的茎有次生结构 A、维管形成层 —— 分生组织细胞构成的一完整环形,包括:  形成层向外分裂分化,形成次生韧皮部,包括:筛管、伴胞和韧皮纤维(木质化低,韧性强)  形成层向内分裂分化,形成次生木质部,包括:导管和木纤维(高度木质化,坚硬) 功能:机械支持、运输nullB、木栓形成层 —— 由皮层薄壁细胞脱分化形成  向外分裂分化,形成木栓层  向内分裂分化,形成栓内层 木栓层、木栓形成层和栓内层共同构成周皮,新老周皮之间夹着死亡的皮层和韧皮部组织,就形成了具有不同裂纹的树皮 功能:取代表皮起保护作用;具有大量的孔隙,是茎的气体通道nullnullIII、木材 由 次生木质部 构成,包括:  心材 —— 形成时间早,全部为死细胞,高度木质化,导管被代谢产物填充失效  边材 —— 形成时间晚,木质化程度不高,导管具有运输功能 IV、年轮  春天细胞生长快,细胞体积大,排列疏松,形成早材  秋天细胞生长慢,细胞体积小,排列紧密,形成晚材 每一年次生木质部由早材渐变成晚材,就形成若干同心的纹轮,即年轮(annual ring)nullnull3、叶的结构 典型的的叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分构成 1、表皮 分布:位于叶片的上下表面 细胞组成:  扁平、透明、彼此交错紧密相连,外侧有腊质或角质,不含叶绿体的表皮细胞  半月型的保卫细胞,中含叶绿体,围成气孔 功能:保护叶片内部组织、气体交换、水分蒸腾 nullnull2、叶肉 由薄壁细胞构成,内含叶绿体,约 30 ~ 40 个 / cell 可分为 栅栏组织 —— 由并列柱状细胞构成,上表皮下 海绵组织 —— 由形状不规则细胞构成,细胞间隙大,位于下表皮上 功能:进行光合作用、储存营养物质 3、叶脉 主要是维管组织,通过叶柄与茎中的维管组织相连 功能:运输水、无机盐; 运输光合作用产生的有机物; 支持叶片,使之能展开nullnull二、植物的生殖 1、花 —— 被子植物最重要的生殖器官 当被子植物进入生殖生长的阶段时,茎的顶端的一些分生组织不再形成叶原基和芽原基,转而形成花原基或花序原基 —— 花是一种特化的节间很短的变态枝nullI、花的结构 一朵完整的花包括:  花托 —— 花被轮生于其上 nullnullA、雄蕊群 —— 为特化的叶,又称为“小孢子叶”,在花药部分形成小孢子,小孢子成熟后,发育成花粉粒 花粉的成熟过程: 花药内的花粉囊中,有许多二倍体的小孢子母细胞nullnullB、雌蕊群 —— 也是特化的叶,又称 “大孢子叶” 或 “心皮”,一个雌蕊可能由一个或多个心皮构成 雌蕊的成熟过程: null八核胚囊进一步分化:  位于胚囊中部的两个核共同形成一个中央细胞 —— 极核  位于珠孔端的三个核分别形成三个细胞 —— 一个是卵细胞,两个是助细胞  相对于珠孔另一端的三个核分别形成三个细胞 —— 均为反足细胞 可见,成熟的胚囊是一个含 8 个细胞核,由 7 个细胞 组成的结构 见图 nullII、花的形态 不同植物花的形态各不相同,但每一种植物的花的形态是相对固定的 因此,花的形态是鉴定植物种类和进行植物分类的重要依据null2、开花与传粉 当花药与胚囊生长成熟后,花冠张开,即开花 传粉(pollination)—— 花药破开,花粉落在柱头上的过程,根据花粉的传播途径,可分为: I、风媒花 花的特点:  花小,颜色不鲜艳,无蜜腺,无香味  花粉数量众多,小而轻,易随风飞扬  花柱长,且有分支,能增加接收面积  植物多密集生长 实例:全部的裸子植物,约 10% 的被子植物,如稻、麦、杨、柳等 nullII、虫媒花 花的特点: 花形较大,色彩鲜艳,有蜜腺,有香味 实例:  蜜蜂主要为白天开放,色彩为黄、蓝、紫的花传粉  蛾主要为夜晚开放,色彩为白或淡色,香味浓烈的花传粉  甲虫对色彩不敏感,喜欢恶臭,主要为白天开放,色彩黯淡,气味难闻的花传粉  蜂鸟主要为白天开放,红色或黄色的花传粉 null3、花粉的发育与受精 I、花粉的发育 花粉落到柱头上后,被柱头表皮分泌的一层亲水的蛋白质粘住nullII、受精 发生双受精,即花粉中的两个精子  一个与囊胚中央的极核结合,形成 3 倍体的胚乳核;  另一个与卵细胞结合,形成 2 倍体的合子 双受精是被子植物特有的现象,也是植物有性生殖中最进化的形式 null4、种子与果实 I、种子 A、胚的发育 经过一段时间的休眠后,合子进行一次横向的有丝分裂,形成:  顶细胞 —— 较小,原生质浓厚,富含核糖体,进一步分裂分化形成 胚芽、胚轴和胚根  基细胞 —— 较大,横向分裂,形成 胚柄 ,起固定作用 另外,胚体两侧的细胞分裂生长快,形成突起的子叶,其中呈心形的为双子叶,一片的为单子叶 nullB、胚乳的发育 在胚发育前,胚乳发育就开始了 —— 胚乳核通过连续分裂形成胚乳,内含丰富的营养物质  双子叶植物的胚乳在发育过程中,将营养物质全部转入子叶  单子叶植物还是以胚乳的形式存在 C、种子的形成 珠被发育成种皮 nullnullII、果实 胚珠在继续发育的过程中,能分泌物质,刺激包裹在胚珠外的子房发育成果皮 果实是由果皮和种子构成的,被子植物中,除了子房外,花托、花萼等也参与果实的形成null5、种子的萌发 种子在经过休眠后,在有足够的水分、氧气,一定的稳定条件下,就能开始萌发 具体过程:null种子萌发过程中,对生长点的保护: 双子叶植物,其胚轴形成弯勾 单子叶植物,有专门的胚芽鞘和胚根鞘 null6、被子植物的生活史和世代交替 被子植物的生活史包括二倍体的孢子体世代和单倍体的配子体世代,其孢子体世代发达,配子体世代无法独立生存
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