植物学知识点总结

植 物 学 自 学 指 导 形态解剖部分 第1章 种子与幼苗 （一）种子结构 植物学上的种子是指由胚珠经过受精发育而成的繁殖器官。其基本结构由：种皮﹑胚和胚乳三部分组成；其中胚是植物新个体的原始体。 种皮：一般坚韧，为种子的保护层；其上常可见到种脐和种孔。禾本科植物的种皮与果皮愈合，不易分开。 —胚芽：一般为生长点与幼叶构成，（有些植物无幼叶）。禾本科植物的胚芽外面有胚芽鞘包围着。 胚 —胚轴：是连接胚芽﹑胚根和子叶的轴（包括上胚轴和下胚轴）。 —胚根：由生长点与根冠所组成。禾本科植物的胚根外面有胚根鞘。 —子叶：双子叶植物的胚有子叶两片，单子叶植物的只有一片子叶。 胚乳：是储藏营养物质的组织。禾本科植物的胚乳分为糊粉层和淀粉储藏 组织。（有些植物的胚乳在种子发育早期为胚所吸收，形成无胚乳种 子，其营养物质储藏在子叶中）。 （二）种子的主要类型： 依据种子成熟时胚乳的有无和种子中的子叶数目，将种子分为四类： 双子叶植物有胚乳种子：如蓖麻﹑番茄。 有胚乳种子— 单子叶植物有胚乳种子：如水稻﹑小麦。 双子叶植物无胚乳种子：如花生﹑菜豆。 无胚乳种子— 单子叶植物无胚乳种子：较少见，如慈姑。 （三）种子的萌发： 1．种子的萌发的条件： 内在条件是具有成熟健全的胚；外在条件包括适宜的温度﹑充足的水分和足够的氧气。 2．种子萌发：在种子获得适宜的环境条件后，种子的胚由休眠状态转为活动状态，开始生长形成幼苗，这个过程称为种子的萌发。胚各结构的萌发顺序和形成的相应器官为： 稍后突破种皮 胚芽 地上茎﹑叶 上胚轴伸长———茎的基部 胚— 胚轴 下胚轴伸长或不伸长———根茎过渡区 最先突破种皮 胚根 主根 子叶：出土或留土 （四）幼苗类型 依据种子萌发后，子叶是否顶出土面，可将幼苗分为子叶出土幼苗、子叶留土幼苗和子叶半出（留）土幼苗等类型。 第2章 植物细胞和组织 （一）植物细胞 植物体的结构，即由细胞构成组织，由同一或不同组织构成器官，由器官构成植物体。因此细胞是：构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。 I．细胞学说 是由德国植物学家M. J. Schleiden. 和T. Schwann二人于1838—1839年间提出的。 II．细胞的形态：细胞的大小，主要受到下列三因素控制： （1）细胞核的控制能力；（2）细胞面积的限制；（3）细胞代谢速率的影响。 显微结构：光学显微镜下看到的结构（0.1毫米——0.2微米） 超微结构：电子显微镜下看到的结构（0.2微米——1.4埃）。又称亚显微结构。 III．植物细胞的基本结构与各部分的功能： 原生质体：细胞膜﹑细胞质﹑细胞核。 生活的植物细胞的基本结构 细胞壁：包围在原生质体的外围。 （I）原生质体： 原生质体：一个细胞内分化了的原生质 。 原生质：构成细胞的生活物质的总称。 1．细胞膜（质膜）：生活细胞的原生质体表，都有一层由脂类和蛋白质等构成的具有选择透性的薄膜包围，它将细胞与外界分开，在植物细胞中它和它外围的细胞壁紧密相连。 功能：控制胞内外物质交换；稳定胞内环境；接受信息等。 2．细胞质：是质膜以内、细胞核以外的原生质。它由半透明的胞基质和分布其中的细胞器组成。 胞基质：细胞质中除了细胞内膜结构单位和非膜结构的实体以外，其余没有分化的均质的胶体部分。 细胞质 细胞器：细胞质内具有特定形态结构与功能的亚细胞结构。 根据是否具有生物膜及组成生物膜的单位膜层数，可将细胞器分为：具双层膜结构﹑单层膜结构和无膜结构三种类型。 A．具双层膜结构： （1） 质体：是植物细胞中特有的细胞器之一，它具有自主的遗传物质。 功能：合成和积累同化物质，是细胞的光合作用中心。 类型： 按所含色素与行使的功能不同，可分为三种主要类型： 叶绿体：含叶绿素和少量类胡萝卜素，绿色，进行光合作用， 制造有机物。 质体 有色体：含类胡萝卜素，红或橙黄色。 造粉体：合成积累淀粉。 白色体：不含可见色素，白色，它可分下列三种— 造油体：合成积累脂肪 造蛋白体：合成积累蛋白质。 （2） 线粒体： 功能：进行有氧呼吸，产生能量，是细胞的呼吸中心。 外膜 双层膜 内膜：向内褶，形成嵴，嵴的表面有酶。 基质：呈液态，存在于内外室之间，内含DNA、蛋白质，脂类、核糖体等。 B． 单层膜结构： （1）内质网：由单层膜围成的互相沟通的网状管道系统，它有分枝与核膜或相邻细胞的内质网相连。 功能：与蛋白质、脂类、多糖、激素等的合成与运输有关，也是多种细胞器的来源。 粗糙型内质网：膜的外表结合有核糖体。 光滑型内质网：膜的外表无核糖体。 （2） 高尔基体 ：由多个至几十个扁圆形的囊泡相叠而成，在囊的边缘稍膨大且有穿孔，其周围形成许多小泡分离到细胞质中。 功能：合成多糖，参与细胞壁的形成；运输蛋白质、脂类等；还有分泌功能。 （3） 液泡：是植物细胞特有的细胞器之一，内含细胞液。 液泡膜：属选择透性膜。 细胞液：多种有机物、酶和无机物的水溶液。 功能：贮藏营养物质、调节PH值，还有分解消化和渗透调节的作用。 （4） 溶酶体：单层膜构成的内含多种水解酶的泡状结构。 功能： 分解作用，即异体吞噬、自体吞噬和自溶作用。 （5） 圆球体：由单层膜围成的含水解酶和脂肪酶的泡状结构。 功能：与脂肪代谢有关。 （6） 微体：单层膜围成的球状或哑铃状的颗粒。它分为： 过氧化物酶体：进行光呼吸。 乙醛酸循环体：将脂肪分解转变为糖类。 C．无膜结构： （1） 核糖核蛋白体（核糖体或核蛋白体）：由RNA和蛋白质组成的两个近半球形，且大小不等的亚单位共同形成的球形小颗粒。 功能：合成蛋白质。 （2）微管：由两种微管蛋白（α和β球状蛋白）围成的中空的小管。 功能：构成细胞器的支架；构成细胞分裂的纺锤丝；参与细胞壁的形成和生长；与胞基质及细胞器的运动有关等。 3．细胞核：生活细胞大多数都具有一个细胞核。 （1）细胞核的结构与功能 细胞核的结构：由核膜、核仁、核质等部分组成。 核膜：由两层单位膜组成。是细胞核外面与细胞质保持界限和联系的选择透性膜；它由双层膜构成，且外膜与内质网相连，表面常分布有核糖体。 功能：具有保护核物质和控制核内外物质交流的作用。 核孔：在细胞核核膜上，由核内外膜联合形成的圆孔，且内具有一些特殊构造。 功能：控制细胞核与细胞质的物质传输的作用。 核仁：核内一或几个小球体，折光率更强，含RNA、蛋白质等。 功能：合成细胞质的核糖体亚单位的场所。 核质：核被膜与核质之间的原生质。 它又分为—— 染色质：被碱性染料染色，着色较深的物质。 —— 功能：细胞分裂时转变成染色体，是遗传物质的载体。 核液：为不被碱性染料着色的部分。 细胞核的功能：是细胞的遗传和代谢的控制和指令中心。 （II）细胞壁： 是植物细胞特有的，包被在细胞膜外围的、具有一定厚度和弹性的壁层，是支持和保护细胞的固态结构。 1、 细胞壁的分层及其功能 形成时间 化学成分 特性与功能 （1） 胞间层 （中层） 细胞分裂，产生新细胞时形成。 果胶质等。 胶粘：粘连相邻的细胞。 柔软：缓冲细胞间的挤压。 （2） 初生壁 细胞生长、体积增大时，加在胞间层两侧的壁层。 果胶质、纤维素、半纤维素等等。 有弹性：适应细胞生长而延伸。 局部较薄：有利于水溶液通过。 具初生纹孔（纹孔场。）。 （3） 次生壁 部分细胞体积停止增大后，加在初生壁内表面的壁层，具分层现象。 纤维素、木质﹑栓质、角质等。 较厚、较坚硬，加强支持和保护。 具纹孔。 注：生活细胞，一般只有胞间层和初生壁，而无次生壁。 2、 纹孔和胞间连丝 （1） 纹孔： 初生纹孔场：细胞形成初生壁时，在一些位置不沉积壁物质而在细胞壁上形成的凹陷区域。 纹孔：细胞形成次生壁时，在一些位置不沉积壁物质而形成的一些间隙，这种在次生壁形成的过程中细胞壁不增厚的部分被称为纹孔。 纹孔对：由相邻两个细胞间成对出现的纹孔构成的结构。 单纹孔：纹孔的次生壁在纹孔腔的边缘终止而不延伸，用显微镜正面观 察纹孔为一个同心圆。 纹孔主要类型 具缘纹孔：纹孔的次生壁在纹孔腔的边缘向细胞内延伸，形成穹形延伸物，拱起在纹孔腔上，其顶部的开口明显比较小。用显微镜正面观纹孔为三个同心圆。 （2） 胞间连丝：穿过相邻两个细胞细胞壁的细胞质的细丝，它连接相邻两个细胞的原生质体。 （3）纹孔和胞间连丝的功能： 纹孔有利于细胞间的物质交流，胞间连丝是细胞之间物质运输和信息传导的通道，这两种结构，便把多细胞的植物体连成统一的整体。 IV． 植物细胞的后含物： 后含物为植物细胞在代谢过程中产生的，存在于细胞质中的一些非原生质物质，它包括代谢中间产物、废物和储藏物质等。如淀粉、蛋白质、脂肪、单宁、色素等。 1．淀粉：以颗粒状存在于细胞质中，由白色体积累淀粉所产生，通常呈椭圆形。 淀粉粒结构 脐：是最初积累淀粉的起点。 轮纹：围绕脐的周围，为积累淀粉的同心层次。 单粒：是只有一个脐及许多轮纹围绕脐点周围的淀粉粒。 淀粉粒类型 复粒：有两个以上的脐及各脐周围围绕许多轮纹的淀粉粒。 半复粒：外围有共同轮纹包围的“复粒”。 检验：淀粉遇碘—碘化钾溶液变成紫兰色。 2．蛋白质：贮藏的蛋白质是无生命的，这与原生质的组成的蛋白质根本不同。常呈不定形的颗粒存在，又称糊粉粒。主要造蛋白体与液泡有关。 检验： 蛋白质遇碘—碘化钾溶液变成黄色。 3．脂肪：常呈油滴状分散于细胞质中。是含热量高，贮藏形式较经济的营养物质。主要在造油体和圆球体中形成。 检验：脂肪遇苏丹Ⅲ或苏丹Ⅵ变成橙红色。 V．植物细胞的分裂： 细胞数目的增加是通过细胞分裂来完成的。植物细胞分裂通常有三种：既有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。 1．细胞分裂的原因： （1）细胞表面积的增大落后于体积的增大；（2）由于体积的增大，导致核质平衡关系失调。 2．细胞周期：一个细胞周期通常分为四个时期：既G1（DNA合成前期）、S（DNA合成期）、G2（DNA合成后期）和M（分裂期）。其中G1、S、G2又合称为间期。 进入G1期细胞，一般有三种前途：（1）形成增殖细胞；（2）形成非增殖细胞；（3）形成不育细胞。 3．有丝分裂： 是在细胞分裂过程中，出现有丝分裂像（染色体像和非染色体（纺锤体）像）的一种分裂方式。 有丝分裂是一个连续的动态过程，其各个时期的主要特点如下： （1）前期：核内的染色质细丝螺旋化，形成粗短的染色体；前期末，核仁解体，核膜破裂，开始形成纺锤体（即有核两极的微管组成的纺锤状细丝）。 （2）中期：纺锤丝在两极集中，而中间散开；纺锤丝有的通连两极（称为连续丝），有的从一极与着丝点相连（称为着丝点牵丝）。染色体的着丝点都排列在赤道面上。这时是观察染色体形态和数目的最好时期。 （3）后期：染色体的着丝点分裂，两条子染色体相背分离，分别移向细胞的两极，这时两极的染色体数目相等（均为2N）。 （4）末期：到达两极的染色体发生与前期相反的过程，重新出现核仁、核膜，并在两极形成两个子核。 与此同时，在赤道面上的纺锤丝（中间丝）与微管结合成桶状的成膜体，随后高尔基体、内质网小泡与成膜体融合成圆桶状的细胞板，细胞板以离心方式向外扩展‘最终将一个母细胞分隔为两个子细胞。 4．无丝分裂：分裂过程不出现有丝分裂象的一种分裂方式。 无丝分裂依其核的形态变化，可分为横缢、出芽等多种方式。 5．细胞分裂方向： 细胞在植物体内的分裂方向，是以植物体的纵轴作为参照物来定义的。通常有三个主要的分裂方式： （1）切向分裂（平周分裂）： 细胞分裂后形成的新壁与植物体的纵轴的圆周切线平行或与半径垂直的分裂方式。分裂结果是增加植物体或器官径向的细胞层次，使植物体增粗。 （2）径向分裂（垂周分裂）： 细胞分裂后形成的新壁与植物体的纵轴的圆周切线垂直或与半径平行的分裂方式。分裂结果是不增加植物体或器官径向的细胞层次，而增加切向细胞的数量扩大圆周的长度，以适应植物体的增粗生长。 （3）横向分裂（垂轴分裂）： 细胞分裂后形成的新壁与植物体的纵轴相垂直的分裂方式。分裂结果是增加植物体或器官的长度，促进植物体的纵向生长。 VI．植物细胞生长和分化概念： 细胞生长：细胞体积和重量的增长过程。 细胞分化：许多来源相同的细胞演变成形态、结构和功能彼此不同的细胞群的过程。 细胞脱分化：生物体内某些成熟细胞，在一定条件下，又可恢复到具有分裂能力的细胞状态，重又进行细胞分裂，这种现象称为脱分化。 细胞全能性：生物体内，每个生活细胞都有发育成整株植物的遗传上的潜在能力。 （二）植物组织 1．概念 （1）组织：形态结构相似、来源相同、担负一定生理功能的细胞群。 （2）复合组织：由两种以上具有不同的形态、结构和功能的细胞群形成的组织。 2．组织的类型： 植物体内的组织种类很多。通常将其形态结构的分化特点、发育程度和生理功能的不同作为分类依据。一般可将植物组织分为分生组织和成熟组织两大类。 I．分生组织：具有连续或周期性分裂能力的细胞群。位于植物体的生长部位。 特征：细胞排列紧密、壁薄，核（核/质）大、细胞质丰富，含有各种细胞器。但一般无质体和液泡的分化，或只有前质体和前液泡。 （1）按位置可分为三类： A．顶端分生组织：在根尖、茎间的分生区。其活动结果使植物体的根茎伸长、植物体长高。 B．侧生分生组织：在根、茎的侧面周围，靠近器官的边缘，包括维管形成层和木栓形成层。其活动结果使植物体的根茎增粗。 C．居间分生组织：夹在成熟组织之间，如禾本科植物茎节之间的基部等。其活动主要进行细胞横向分裂，结果使器官沿纵轴方向增加细胞数量，是植物体伸长。 （2）按发生来源又可分三类： A．原分生组织：由胚性细胞构成，位于根尖、茎尖的先端，有持久而强烈的分生能力。 B．初生分生组织：由原分生组织衍生而来，位于根尖、茎尖的原分生组织之后。细胞已有初步的生长和分化，但仍有很强的分裂能力。在发育过程中，它初步分化形成原表皮、原形成层和基本分生组织等，它们活动的结果是形成初生成熟组织。 C．次生分生组织：由初生分生组织保留下来或成熟的薄壁组织恢复分裂转化而来，如束间形成层和木栓形成层。它们活动的结果是形成次生成熟组织。 II．成熟组织：分生组织衍生的大部分细胞，逐渐丧失分裂能力，经过进一步生长和分化，形成的具有特定形态、结构和生理功能的组织。 依据形态结构和生理功能的不同，成熟组织又可分为五大类。 （1）保护组织：是覆盖植物体表面，起保护作用的组织。 功能：减少体内水分蒸腾，控制植物体与环境的气体交换等。 A．表皮：茎、叶等表面常为一层生活细胞组成的初生保护组织。它包括下列几种细胞类型： 表皮细胞：细胞排列紧密，一般无色透明，细胞的外壁角化，最外面有角质层。某些表皮的外表有蜡被覆盖或者硅质化。 功能：减少水分蒸腾，防止病菌侵害等。 气孔器：双子叶植物由两个肾形的保卫细胞组成；单子叶（禾本科）植物由两个哑铃形的保卫细胞和两个菱形的副卫细胞组成。 功能：调节水分蒸腾和气体交换。 表皮毛或腺毛：形状多种，有加强保护的作用。 B．木栓层：植物根茎的表皮层，由于不能适应增粗生长，破裂后，由木栓形成层向外分裂而成。它是由多层扁平、排列紧密、整齐、细胞壁高度木栓化的死细胞构成的次生保护组织。 功能：不易透水，不易透气 ，加强保护作用。 向外分裂 木栓层 ——————— 木栓形成层 周皮 向外分裂 栓内层 （2）基本组织（薄壁组织） 是进行各种代谢活动的主要组织，占植物体积的大部分。 主要特征：由生活的薄壁细胞组成，核/质与分生组织比较已经大为下降；细胞中液泡较大；有细胞间隙；细胞分化程度浅，有潜在的分生能力；该组织可塑性大，常可进一步转变为其它各类组织。 类型 位置及主要特征 主要功能 1、吸收组织 根尖根毛区的部分表皮细胞的外壁、外突形成根毛。 吸收水和无机盐，并转输到根内。 2、同化组织 植物绿色部分，特别在叶肉的细胞内，含大量的叶绿体。 光合作用，制造有机物。 3、贮藏组织 根、茎、果实、种子等细胞内贮藏营养物质的组织。 贮藏淀粉、蛋白质、脂类、糖类等。 4、通气组织 水生或湿生植物体中，由发达的胞间隙，形成的气腔或气道。 贮存或交换气体，抵抗机械应力。 5、传递细胞 为木质部、韧皮部等部位的特化的薄壁细胞；具有细胞壁向内生长的特性、具有丰富的细胞器以及“壁-膜器” 的特化结构等。 行使短途运输功能。 类型 位置及主要特征 主要功能 1、吸收组织 根尖根毛区的部分表皮细胞的外壁、外突形成根毛。 吸收水和无机盐，并转输到根内。 2、同化组织 植物绿色部分，特别在叶肉的细胞内，含大量的叶绿体。 光合作用，制造有机物。 3、贮藏组织 根、茎、果实、种子等细胞内贮藏营养物质的组织。 贮藏淀粉、蛋白质、脂类、糖类等。 4、通气组织 水生或湿生植物体中，由发达的胞间隙，形成的气腔或气道。 贮存或交换气体，抵抗机械应力。 5、传递细胞 为木质部、韧皮部等部位的特化的薄壁细胞；具有细胞壁向内生长的特性、具有丰富的细胞器以及“壁-膜器” 的特化结构等。 行使短途运输功能。 （3）机械组织：是对植物起主要支持作用的组织。 主要特征：细胞大都为细长形，都有局部或全部加厚的细胞壁。 按细胞的形态结构特点及细胞壁加厚方式，机械组织可分为两类： 类型 位置及主要特征 主要功能 1、厚角组织 幼茎、叶柄等处。一群排列紧密的生活细胞，胞内常有叶绿体，细胞壁常在角隅处加厚。 A：支持作用 B：坚韧，有伸缩性，适应器官的生长。 2、厚壁组织 植物体各部分。为一群细胞壁全部木化加厚、没有原生质体及较小细胞腔的死细胞组成。 支持作用很强。 （1）纤维 细胞细长，两头尖锐，细胞壁强烈木化加厚，为细胞腔极小的死细胞。 许多纤维，以尖端穿插，紧密结合，形成器官的坚强支柱。 A．木纤维 在木质部，为长纺锤形的死细胞，次生壁高度木化加厚。 坚硬、较脆，抵抗自上而下的压力。 B．韧皮纤维 在韧皮部等，为极细长的长纺锤形死细胞，次生壁加厚，主要为纤维组成，细胞腔极小。 坚韧、有弹性，抵抗弯曲和折断。 （2）石细胞 果皮、种皮等均有，细胞多呈等径形，细胞壁高度木化加厚，壁上有纹孔道，细胞腔极小。 有坚强的支持作用 （4）．输导组织： 是植物体内担负长途运输的组织。 主要特征：细胞均呈长管形，细胞之间都互相联系或贯通，在植物体各器官内形成一个连续的输导系统。 根据输导物质的不同，输导组织又分两类： 主要特征 输导水无机盐（自下而上输导） 导管 在木质部由许多导管分子（长管状的死细胞）以细胞顶端对顶端连成的纵向长管。 侧壁：有不同的木化加厚。 细胞壁 解体 端壁————————穿孔 原生质体：消失，为死细胞。 由于侧壁木化加厚方式的不同，而形成了环纹导管、螺纹导管、梯纹导管、网纹导管、孔纹导管等几种类型。 管胞 指一个两端斜尖、较小的管状死细胞，端壁没有穿孔，上下管胞以尖端侧壁斜向连接；细胞壁木化，并有不同类型的加厚；是原始的输导组织之一。 输导有机物（自上而下输导） 筛管 在韧皮部有许多筛管分子（长管状的生活细胞）以细胞顶端对顶端连成的纵向长管。 侧壁：薄壁状态。 细胞壁 产生多个筛孔 端壁————————筛板 原生质体 A：后期细胞核消失。 B：细胞质呈丝状联络索，经过筛孔把上下的筛管分子连成有机的整体。也是有机物输导的通道。 伴胞 为筛管分子的一侧1-几个较小的生活细胞、它与筛管分子是由同一个母细胞分裂而来的。其形状两端尖削，核和核仁较大，细胞质浓，有胞间连丝和筛管相连。 注：随植物的生长，导管、筛管都有产生、成熟、老化的过程，而老的导管、筛管失去输导能力，则由新产生的导管、筛管所代替，以保证各种物质在植物体内的输导。 （5）分泌结构（分泌组织）：指能够产生分泌物质的细胞或特化的细胞组合。 根据产生的分泌物是排出体外，可分为： A．外分泌结构：把分泌物排到植物体外的分泌结构。如腺毛、贤鳞、蜜腺、排水器等。 B．内分泌结构：把分泌物贮存在植物体内的分泌结构。如分泌腔、分泌道、乳汁管等。 3．维管束 （1）概念：由原形成层分化而来，主要由木质部和韧皮部共同组成的束状结构。 （2）分布与功能： A．分布：在植物体各器官内。 B．功能：可用下表说明之： 组成 输导作用 支持作用 营养等作用 木质部 导管、管胞 木纤维 木薄壁细胞 韧皮部 筛管、伴胞 韧皮纤维 韧皮薄壁细胞 束中形成层（部分维管束有） 分裂产生新细胞，增加木质部和韧皮部。使维管组织增大。 （3）维管束的类型： 有限维管束：无形成层，不具次生生长能力。 1、 按有无形成层分 无限维管束：有形成层，具次生生长能力。 外韧维管束 有限外韧维管束：无形成层。 （韧 皮 部 排 列 在 外） 无限外韧维管束：有形成层。 2、 按韧皮部、木质部 双韧维管束：木质部的内、外方均有韧皮部。 的位置和排列分 周木维管束：木质部围绕韧皮部。 同心维管束 周韧维管束：韧皮部围绕木质部。 4．组织系统 （1）概念：一个植物体或器官上的一种或几种组织在结构或功能上组成的一个单位。 （2）维管植物的主要组织可归并成三种组织类型： A．皮组织系统：包括表皮和周皮，它们覆盖于植物各器官表面，并形成一个保护整个植物体的连续保护层。 B．维管组织系统：由植物体中的维管束贯穿于整个植物体的所有器官，并将整个植物体的输导组织连成一个整体。它主要行使输导水分、矿物质和同化产物的功能。 C．基本组织系统：分布于皮组织系统与维管组织系统之间。包括薄壁组织、厚角组织、厚壁组织等，它是植物体各部分的基本组成，具多种功能。 第3章 被子植物营养器官的形态、结构和功能 器官：生物体由多种组织构成的，具有一定形态结构并能行使特定生理功能的结构单位。 根据植物器官担负的主要生理功能，可将植物器官分为营养器官和生殖器官。 营养器官：植物体中以营养为主要功能的器官，如根、茎、叶。 生殖器官：与生殖密切相关的器官，如花、果实、种子。 （一）根 I．根的发生、类型和生理功能 （1）功能： A、吸收作用 B、固着和支持作用 C、输导作用 D、合成作用 E、储藏和繁殖作用。 （2）类型 根据根发生的部位不同，可分为： A．定根：从植物体固定的部位发生的根，包括： 主根：种子萌发时，胚根直接生长而成的根。 侧根：由主根产生的各级分枝根。 B．不定根：发生位置不固定的根，如在茎、叶、老根或胚轴上发生的根。 （3）根系：一株植物地下部分所有根的总和。可分为： A．直根系：由胚根发育产生的主根及各级侧根组成，主根发达，较各级侧根粗而长，能明显的区分出主根和侧根。 B．须根系：主根生长缓慢或停止，主要由不定根和它的分枝组成，粗细相近，无主次之分，呈须状的根系。 II．根尖分区及生长动态 根尖：根系分枝的形态学顶端到着生根毛的一段。 根据形态特征和组织发育程度，根尖从顶端起，可依次分为根冠、分生区、伸长区、根毛区（成熟区）四个部分。 （1）根冠： 位于根尖最先端，由生活的薄壁细胞构成的冠（帽）状结构，覆盖于分生区之外，有保护根尖生长点的作用。 其外层细胞的外壁常粘液化，外部细胞破裂后也变成粘液，所以，当根向前生长时，可减少与土壤颗粒的摩擦阻力，有利于其在土中的生长。 根冠也是根对重力感受的部位。其原理是根冠的中央柱细胞（平衡囊）中的原生质内含有淀粉体（造粉体）（平衡石），它们集中分布于细胞的下侧，起重力感受器的作用。 平衡石：在表现有向地性器官的某些细胞中，具有起重力感受器的作用的可移动的淀粉粒，被称之为平衡石。 平衡囊：含有平衡石的细胞。 （2）分生区： 大部分由根冠包围，由顶端分生组织构成，是产生新细胞的主要部位，故又称为生长点。 根的全部组织均由这部分细胞分裂、生长、分化而来。根据细胞的发育程度，又分为： A．原分生组织：位于近根冠一端分生区。 B．初生分生组织：除了原分生组织之外的部分，根据其所在位置和分层的特性，又可分为：原表皮、原形成层、基本分生组织三部分。 （3）伸长区： 位于分生区之后，多数细胞已经停止分裂，逐渐液泡化，并沿着根的长轴方向伸长，而成为根尖向下生长的推动力；在其上方，中央柱部分已分化出筛管和导管。 （4）成熟区（根毛区）： 位于伸长区之后，细胞停止伸长，并分化成与吸收和运输有关的各种组织——表皮、皮层和中柱。它是根的初生结构所在部位。与此同时，表皮细胞的外壁向外凸起形成根毛，成为成熟区的外部标志。 注：根尖四个部分是连续的，彼此没有明确界限的，而且是依次向前发展的。 III．根的结构 1．双子叶植物根的初生结构 初生生长：由根尖的顶端分生组织经分裂、生长、分化而形成各种成熟组织的过程。 初生组织：经初生生长过程所产生的各种成熟组织。 初生结构：由初生生长过程所形成的各种初生组织按照一定的方式排列组成的结构。 根的初生结构可用根毛区的横切面来说明，由外至内可划分为表皮、皮层、中柱三大部分。 表皮 根 —外皮层 初 皮层— —皮层薄壁组织 生 —内皮层 结 —中柱鞘 构 —初生木质部（外始式） 中柱 — —初生韧皮部（外始式） —薄壁组织 —髓（少有） （1）表皮：由一层呈长方形、排列紧密的细胞构成，位于根的最外侧；其细胞壁薄，无角质层，有根毛。主要起吸收作用。 （2）皮层：皮层分为外皮层、皮层薄壁组织、内皮层三部分。 A．外皮层：由表皮下的一至几层形状相对较小、排列紧密整齐的细胞构成；初期可通过水和溶质，后期壁增厚并栓化，代替表皮起保护作用。 B．皮层薄壁组织：由多层较大、排列疏松的细胞构成；具细胞间隙；]主要起横向运输和贮藏作用，有些植物还具有通气作用。 C．内皮层：皮层最内一层排列紧密、整齐的细胞；其细胞的左右径向壁和上下横壁有局部栓质化的带状加厚，称凯氏带。一些没有次生生长的植物，在生长后期，其内皮层的细胞壁在凯氏带基础上，还在内切向壁或内外切向壁上进行栓质增厚，形成“U”型五面加厚或“O”全面加厚。 由于凯氏带的存在，从根毛吸收的无机液流在内皮层区域，只被允许以共质体途径，而不允许以质外体途径的运输方式将无机液流运入中柱，因此，凯氏带对根内无机液流的吸收和运输具有定向控制作用。 （3）中柱（维管柱）：内皮层以内的中轴部分。包括： A．中柱鞘：位于中柱外围与内皮层相毗邻，常由一至几层连续的薄壁细胞构成；部分维管形成层、木栓形成层、侧根、不定芽、乳汁管等都是起源于中柱鞘。 B．辐射维管束：该类维管束中，初生木质部和初生韧皮部不合并排列成束，而是独自成束并相间排列。 a．初生木质部：位于根的中央，呈辐射状排列；由导管、管胞等组成，起输导水分和矿质营养作用。靠外方、近中柱鞘部分的导管管腔较小，为原生木质部，分化成熟较早；其内方的导管管腔较大，为后生木质部，分化成熟较迟。 外始式：原形成层的细胞相继向心的分化成熟所产生的木质部束，这种分化方式称为外始式。 b．初生韧皮部：与原生木质部相间排列；由筛管、伴胞等组成，有输导同化产物的功能。初生韧皮部的发育方式也是外始式。 c．初生射线：初生韧皮部与初生木质部之间的薄壁细胞。当进行初生生长时，其中的一层细胞形成维管形成层的一部分。 d．髓：幼根中央，常有薄壁细胞存在，而构成髓部，它的四周与初生木质部、初生韧皮部和初生射线相连接；在大多数植物根中，随着后生木质部的分化，髓部薄壁细胞全部转化成导管等，这样，成熟的根中就没有髓的存在。 2．双子叶植物根的次生生长和次生结构 次生生长：由于形成层（维管形成层和木栓形成层）的发生和活动，而分裂、分化形成各种成熟组织的过程。 次生组织：次生生长过程中形成的各种成熟组织，如次生维管组织和周皮。 次生结构：由次生生长产生的次生维管组织和周皮等共同构成的结构。 （1）维管形成层的产生及活动 A．维管形成层的产生： 位于初生韧皮部 恢复分生能力 →各形成一条弧形 与形成层两端相邻的初生→ 内侧的薄壁细胞 形成层片段 射线细胞恢复分生能力 使弧形形成层片段沿初生射线 与正对初生木质部放射角的中柱鞘 → 逐渐向初生木质部外侧延伸 细胞恢复分生能力形成的形成层对接 形成波形 形成层各部不等速、等量的平周分裂 →形成圆环状 的形成层环 （韧皮部内侧部分分裂较快） 的形成层。 B．维管形成层的活动： 向外 分裂 次生韧皮部：包括韧皮射线、筛管、伴胞、 维 分化 韧皮薄壁细胞、韧皮纤维 管 形 维管形成层（活动多年） 成 向内 层 分裂 次生木质部：包括木射线，导管、管胞、 分化 木纤维、木薄壁细胞 韧皮射线和木射线合称维管射线，有横向输导和贮藏营养物质的功能。 C．形成层原始细胞； 在形成层带中，执行细胞分裂的那一层细胞，称为形成层原始细胞。 根据细胞的形状可分为： a．纺锤状原始细胞：细胞呈纺锤状，它分裂出来的细胞主要形成次生维管组织。 b．射线原始细胞：细胞近等径，它分裂出来的细胞主要形成辐射状排列的射线。 （2）木栓形成层的产生及活动 A．木栓形成层的产生： 中柱鞘或一部分皮层恢复分裂能力→形成一层环状的木栓形成层。 B．木栓形成层的活动： 一般木栓形成层每年重新发生，故其发生位置逐年相内移到次生韧皮部薄壁细胞或韧皮射线。 （3）根的次生结构 由于维管形成层和木栓形成层的活动，根的次生结构。它由外相内分为以下几个部分： —木栓层： 新的保护组织，细胞排列紧密， 周皮 细胞壁栓化，由几层细胞组成。 —木栓形成层： 一层细胞，有分裂能力。 根 —栓内层： 生活的薄壁细胞。 次 生 次 次生韧皮部：由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞、韧皮 结 生 射线等组成，起输导有机物质及支持等作用。 构 维 维管形成层：由一层排列整齐具分裂能力的细胞组成，可分 管 裂多年。 组 次生木质部：由导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞、木射线组 织 织成。起输导水分和无机盐及支持作用。 初生木质部：在根的中心部位，是初生结构中保留的结构。 现将双子叶植物根的发育过程表解如下： 分生区 伸长区 成熟区（初生结构） 次生结构 原表皮 表皮 脱落 一 顶 初 外皮层 木栓层 部 端 生 基本分 皮层 皮层薄壁组织 木栓形成层 木栓形成层 细 分 分 生组织 内皮层 栓内层 胞 生 生 中柱鞘 + 补 组 组 初生韧皮部 次生韧皮部 充 织 织 薄壁组织 维管形成层 维管形成层 根 原形 中柱 次生木质部 冠` 成层 (维管柱) 初生木质部 初生木质部 髓(少有) 3．禾本科植物根的结构 它与双子叶植物根的初生结构一样，也分为表皮、皮层、中柱三部分。但各部分的结构却各有特点，特别是没有维管形成层与木栓形成层的形成，因此，不能进行次生生长。 IV．侧根的发生 1．侧根发生部位：起源于根毛区中柱鞘。 2．侧根发生过程： 中柱鞘部分细胞恢复分裂能力，经多次分裂产生侧根原基；侧根原基的生长点细胞进一步分裂、生长、分化穿过母根的皮层、表皮，最后伸入土中。与此同时，由侧根分化出的输导组织与主根的输导组织实现对接。 3．内起源： 侧根的原分生组织是由中柱鞘细胞经过脱分化形成的，这种起源与表皮、皮层以内一定部位（如中柱鞘）的发生方式为内起源。 4．外起源： 有些植物的不定根是由器官下面的表皮及其下的少数皮层细胞经过脱分化形成的，这种起源与表皮、皮层一定部位的发生方式为外起源。 V．根瘤和菌根 1．根瘤： 根瘤为豆科植物的根与根瘤细菌共生而形成的瘤状结构。 土壤中的根瘤菌由根毛侵入到根的皮层细胞中，根瘤细菌从皮层中吸取碳水化合物、矿质盐类和水分，进行繁殖，并把空气中的氮固定下来，变成含氮化合物供豆科植物利用。 2．菌根： 有些植物的根与土壤中的某些真菌共生而形成的共生体称为菌根。 共生的菌根能加强根部的吸收能力，促进根系的发育等功能。 根据菌丝在根中存在的部位不同，可把菌根分为：内生菌根、外生菌根、内外生菌根三种类型。 （二）茎 茎就是枝上除去叶和芽后，所留下的轴状系统。 I．茎的主要生理功能 1．输导作用；2．支持作用；3．贮藏作用；4．繁殖作用。 II．茎的基本形态 茎由节和节间两部分组成。 1．节：茎上着生叶的部位。 2．节间：相邻两节之间的轴状部分。 3．枝条：着生叶和芽的茎。根据节间的长短可分： 长枝：节间显著伸长的枝条。 短枝（花枝）：节间缩短，各个节紧密相接，甚至难于分辨的枝条。 4．叶痕：叶脱落后在茎上留下的痕迹。 5．叶迹（维管束迹）：叶痕中的点线状突起，是叶和茎间的维管束断离后留下的痕迹。 6．芽鳞痕：由于顶芽（鳞芽）开展后，外围的芽鳞片脱落后在茎上留下的痕迹。 III．芽和分枝 1．芽及其类型 芽：是未发育的枝条、花和花序的原始体。 （1）芽的基本结构（叶芽的结构） 芽中央为幼嫩的茎尖（生长锥），茎尖上部节和节间的距离极近，界线不明显，周围有叶原基、腋芽原基和幼叶。 生长锥 叶 生长锥 叶原基 芽 部分细胞生长分化 腋芽原基 叶芽 结 芽轴 构 叶原基 ———————————幼叶 和 幼叶 ————————————叶 枝条 发 腋芽原基—————————侧芽 育 芽轴 ————————————茎 （2）芽的类型 按芽生长位置、性质、芽鳞有无、活动状态，可将芽分为下列几种类型： A．按位置： 定芽（顶芽和侧芽）和不定芽 B．按性质： 叶芽、花芽和混合芽 C．按芽鳞有无： 裸芽和鳞芽 D．按活动状态： 活动芽和休眠芽 2．茎的分枝 主要有： （1）单轴分枝：主干明显，各级侧枝的生长均不超过主茎。 （2）合轴分枝：顶芽生长到一定时间后，停止生长或形成花芽，由靠近顶芽的腋芽代替生长而形成新强势侧枝，之后其顶芽又停止生长或形成花芽，再由靠近其下的腋芽形成新的侧枝，如此往复，形成的茎干呈弯曲状（茎干由主茎与各级侧枝联合形成的），这种分枝方式为合轴分枝。 （3）假二叉分枝：在一些具有对生叶序的植物中，当顶芽生长一段枝条或形成花芽后，其下的两个对生腋芽同时形成两个侧枝，每个侧枝再以同样的方式进行生长，如此往复，形成的茎干外形呈二叉状，这种分枝方式为假二叉分枝。 （4）禾本科植物的分蘖：禾本科植物靠近地面的几个节（分蘖节）密集在一起，这些节向上分枝，向下产生不定根，这种分枝方式为分蘖。 IV．茎尖的分区及生长动态 根据茎尖细胞生长、发育程度的不同，茎尖可分为： 1．分生区：位于茎尖形态学的顶端，由原分生组织及其衍生的初生分生组织组成； 2．伸长区：细胞沿茎的生长方向迅速伸长，是茎伸长的主要原因； 3．成熟区：形成各种成熟组织、构成了幼茎的初生结构。 4．原套—原体学说 是解释茎尖生长锥结构的理论。它将茎尖分生区顶端原分生组织分为原套、原体两个部分。表面1至数层排列整齐、较小的细胞为原套，通常只进行垂周分裂，结果可使茎尖的表面积增大；其内原体，细胞较大，可进行各个方向的分裂，结果可使茎尖的体积增大。 V．茎的结构 1．双子叶植物茎的初生结构 在横切面上，初生结构由外至内可分为表皮、皮层、中柱（维管柱）三部分。 （1）表皮：由茎最外面的一层生活细胞组成的保护组织，常包括表皮细胞和气孔器，表皮细胞上常有表皮毛，其外壁有角质层等。 （2）皮层：位于表皮与维管柱之间，由多层细胞构成。 A．厚角组织：由靠近表皮的几层厚角细胞组成，它常常含叶绿体，故幼茎常呈绿色，兼有光合作用。它成束或成片存在，起支持作用。 B．薄壁细胞：由多层薄壁细胞组成，具细胞间隙，靠外的细胞内含叶绿素。皮层薄壁组织中常有一些分泌结构分布。另还具有通气、贮藏等功能。 C．内皮层（淀粉鞘）：皮层最内一层细胞，内常含淀粉粒，故又称淀粉鞘（部分植物中有）。 （3）中柱（维管柱）：皮层以内的部分，由维管束、髓、髓射线组成。 A．维管束：多数为无限外韧维管束，由以下几个部分组成： a．初生韧皮部：由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞构成。 b．束中形成层：在韧皮部和木质部之间的薄壁细胞。 c．初生木质部：由导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞组成。成熟方式为内始式。 内始式：原形成层的细胞相继离心地分化成熟所产生的木质部束，这种分化方式称称为内始式。 d．有些植物维管束为双韧维管束，即在初生木质部的内侧还有内生韧皮部。 茎中的多个维管束，呈环状分布于维管柱的最外侧。 B．髓射线：两个相邻的维管束之间的薄壁细胞，内连髓，外连皮层。有贮藏和径向输导的作用，部分髓射线细胞可转变为束间形成层。 C．髓：位于中柱中央，由薄壁细胞构成。其细胞体积大，常含淀粉粒，具贮藏作用。有少部分植物茎的髓部细胞破坏之后形成中空的髓腔。 2．双子叶植物茎的次生生长和次生结构 （1）维管形成层的发生及其活动 A．维管形成层的发生 位于初生韧皮部与初生 束中（内）形成层 木质部之间的薄壁细胞 恢复分生能力 —————— 圆环状的维管形成层 与束中形成层相接 束间形成层 并相互连接 的部分髓射线细胞 B．维管形成层的活动 平周 向外→形成次生韧皮部 纺锤状原始细胞 —— 早材和晚材 分裂 向内→形成次生木质部 次生维管组织 边材和心材 维管形成层 径向分裂→扩大维管形成层环 平周 向外→形成韧皮射线 射线原始细胞 —— 维管射线 分裂 向内→形成木射线 （2）木栓形成层的发生及活动 A．木栓形成层的发生 表皮细胞 皮层（薄壁细胞 恢复分生 木栓 平周 向外分裂分化→木栓层 厚角细胞） 能力 形成层 分裂 向内分裂分化→栓内层 周皮 韧皮部薄壁细胞 大都数植物茎的木栓形成层都每年重新发生，所以其发生位置逐渐内移直至次生韧皮部。 （3）双子叶植物茎的次生结构 从外向内双子叶植物茎的次生结构，分为以下几个部分： A．周皮：由木栓层、木栓形成层、栓内层构成。周皮上通常有皮孔，是老茎进行气体交换的通道。 B．被挤压的皮层：有或无（取决于木栓形成层发生的位置）。 C．被挤压的初生韧皮部：有或无（取决于木栓形成层发生的位置）。 D．次生韧皮部：由韧皮薄壁细胞、筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮射线组成。主要输送有机养分和机械支持作用。 E．维管形成层：由纺锤状原始细胞和射线原始细胞组成。 F．次生木质部：由导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维、木射线组成。起输送水分、矿物质和机械支持作用。 G．初生木质部：位于次生木质部的内方，是由初生结构中保留下来的结构。 H．髓：在茎的中央，由薄壁细胞构成。常含有淀粉粒等贮藏物质。髓边缘常有环状的环髓带。 双子叶植物茎的发育过程表解： 分生区 茎的初生结构————————茎的次生结构 （生长锥） （成熟区的横切面） 表皮 木栓层 伸长区 厚角组织 皮层 薄壁组织 木栓形成层 —周皮 淀粉鞘（或不明显 成熟区 或有内皮层） 栓内层 树皮 （初生结构） 初生韧皮部—— 次生韧皮部 维管束 束中形成层 初生木质部（内始式） （保留） 维管形成层 次生结构 或还有内生韧皮部 （保留） (分裂多年) （老茎） 中柱 束间形成层 （维管柱） 髓射线 次生木质部（木材） 髓部（或髓腔） （保留、数量较多） （4）相关名词： A．树皮（广义）：维管形成层以外所有的组织统称为树皮。它包括历年产生的周皮、已死的皮层、韧皮部等。 B．树皮（狭义）：木栓形成层以外的失去生命的组织，是历年产生的周皮的总称。 C．生长轮：一个生长期内维管形成层所产生的次生木质部。 D．年轮：一年内维管形成层活动只产生一个生