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)、...
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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