植物学讲稿.doc

参考教材1、植物学 高教出版社 主编 贺学礼 2、农业生态学 中国农业出版社 主编 骆世明 3、园林园艺植物栽培学 中国农业出版社 主编 李光晨 4、农业法 5、森林法植 物 学 基 础 知 识考试大纲:了解：植物基本类群、植物细胞、植物组织、高等植物、种子植物的概念熟悉：植物的六种基本类群；植物细胞的基本结构；植物组织的六种类型及其功能；植物的分类单位和植物的命名方法。掌握：简述植物器官根、茎、叶、花、果实、种子和幼苗的形态与功能绪论部分一、 植物在自然界的作用：（一） 绿色植物进行光合作用为人类提供食物和氧气绿色植物的叶绿素能够利用太阳的光能，把简单的无机物水和二氧化碳，合成为复杂的有机物碳水化合物，并放出氧气，这个过程称光合作用。植物光合作用制造有机物与人类生活关系密切，是维持人类生活的物质基础。自然界一切有氧呼吸的生物所需的氧气，几乎都是植物光合作用释放的；（二）为工、农、药业等提供原材料人类衣、食、住、行、药物及工业原料，大部分来源于植物的光合产物；例如：人类食用的粮食、油料、疏菜、水果、糖、茶叶、咖啡等均是植物提供的；棉花、麻类是人类衣着的原料；建筑房屋、家具、桥梁、枕木是植物提供的木材；许多植物具有药用价值，造纸、纺织、橡胶、油漆、染料、芳香油、生物碱也是以植物为原料。 因此，自然界的全部生命都是依靠绿色植物而生存的。如果自然界只有植物光合作用合成有机物，无机物将被固定在生物体内，世界最终也因原料的匮乏而死亡。自然界的物质总是不断地运动中，一方面有无机合成有机物的光合作用，另一方面又有从有机物分解为无机物的矿化作用，后者是通过细菌、真菌对死的生物体的分解来进行。即非绿色植物的矿化作用是将复杂的有机物，经过微生物的作用，被分解为简单的无机物（矿物质），这一过程称为矿化作用。矿化作用可以是大气中的碳素、氮素得到平衡。植物体内的磷、钾、铁、镁、钙及各种微量元素，也是通过矿化作用，在植物体和土壤之间循环着。（三） 绿色植物可以净化空气叶片吸收大气中的毒气，减少大气中的毒物含量。如吸收二氧化碳、放氧气，保证了人们的正常工作和生活；柳树、臭椿能吸收二氧化硫；桑树、刺槐能吸收氟化氢；夹竹桃能吸收氯气。叶片能降低和吸附粉尘，减少空气中的粉尘的含量。 （四）降低气温和增加空气湿度。树木能够遮荫；草坪、灌木吸收太阳辐射，植物蒸腾作用可以散发大量的水蒸气到空气中，达到调节气候的作用。 （五）减少城市噪音。有些植物的叶具有阻绕、吸收声波的作用。 （六）保持水土、防风固沙，涵养水源。（七）绿色植物可以美化环境。园林植物种类繁多，具有观赏价值，可实现城市的四季景观。第一部分 植物细胞的基本结构 图1第一节 植物细胞的形态与构造 图2植物都是由细胞构成的。低等的单细胞植物，整个植物体是由一个细胞构成，他所有的生命活动都是由一个细胞完成。高等植物体是由多个细胞组成，细胞之间形态结构发生了分化，机能上产生了分工，多个细胞协作共同完成整个植物体的生长、发育等复杂的生命活动。所以，细胞是组成植物体的基本单位，是机体结构和功能的基本单位，是植物个体发育的基础。一、细胞的形状与大小 图3、4多种多样，有球状体、多面体、纺锤体、柱状体等，游离时呈球形或卵形。直径为10-100微米，少数为肉眼可见，如西瓜果肉细胞为1毫米。麻纤维细胞可达550毫米。二、细胞的构造与功能 图5、细胞是由原生质和细胞壁构成的，原生质是细胞结构和生命活动的物质基础。原生质由无机物（水、无机盐、气体、呈离子态的元素）、有机物蛋白质(参与细胞内代谢活动)、核酸(遗传物质RNA、DNA)、类脂、糖类等组成。（一）原生质体组成 图6、1、细胞质：由质膜、细胞器（质体、线粒体、高尔基体、液泡等）组成。2、细胞核：由核膜、核仁（合成和贮藏RNA的场所）、核质（含核液和染色质）组成，3、质体：是特有的细胞器，与碳水化合物的合成与贮藏有密切关系。分为叶绿体、有色体（含胡罗卜素和叶黄素）和白色体。4、线粒体：是细胞进行呼吸作用的场所。含有各种酶和辅酶100多种。（二）液泡 图7、液泡是植物细胞特有的，具有多种生理功能，如储藏作用和消化作用，参与代谢活动，并与植物抗性有关。由溶酶体、圆球体、薇管等组成。（三）细胞壁 图8主要成分为纤维素，由胞间层、初生壁、次生壁三层组成。细胞壁是植物细胞特有的，细胞壁对原生质体起保护作用，参与植物的吸收、蒸腾、运输、分泌。第二节 植物细胞的的繁殖 图9、植物生长主要是植物体内细胞的繁殖、增大和分化的结果。即细胞的分裂，有三种分裂方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。 一、染色体的结构 图10图11二、有丝分裂 图12是基本的繁殖方式，其意义就在于染色体复制后一分为二，从而保证了每一个细胞与母细胞具有相传的遗传特性，保证了遗传的稳定性。如根尖、茎尖分生组织的细胞分裂。包括分裂间期和分裂期。1、间期是细胞分裂的准备阶段，包括DNA、RNA、蛋白质的合成。2、分裂期：第一过程核一分为二。 第二过程胞质分裂。全过程划分为：前期、间期、中期、后期、末期五个时期。三、无丝分裂 图13 细胞伸长后，从中部缢缩，最后断裂。其特点是无染色体的复制，所以不能保证遗传具有稳定性。四、减数分裂 图14减数分裂是植物生殖生长时期的一种特殊分裂。与有丝分裂不同之出就在于减数分裂仅发生在生殖细胞中，染色体只复制一次，但要经过两次有丝分裂，一个细胞最后形成了四个子细胞，每个子细胞内染色体数目仅为母细胞的一半。 图15第二部分 植物的组织及其功能 图16一、植物组织的概念 1、细胞的分化：由具有分裂能力的细胞逐渐到细胞停止分裂，细胞伸长，直到形成各种具有一定功能和形态结构的细胞过程，叫做细胞分化。细胞分化是组织形成的基础。2、组织：一般把在个体发育中，具有相同来源，形态结构相似且又相互联系在一起，共同执行同一生理机能的细胞群，叫做组织。分为简单组织和复合组织。如各器官都是由几种组织构成的。二、植物组织的六种类型及其功能 图171、分生组织 ：功能：这样的组织一生都具有分裂能力，不断产生新的细胞。如根尖。 类型：按分布位置分 ：顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织 图18 按来源性质分：原生分生组织、初生分生组织、次生分生组织2、薄壁组织： 图19功能：具有潜在的分裂能力，可产生愈伤组织 类型：吸收组织、贮藏组织、同化组织、通气组织 3、保护组织 ：功能：覆盖于植物体表面起保护作用，减少植物蒸腾，控制气体交换，防止机械损伤和外来生物侵害 类型： 表皮、气孔、表皮毛 图20、21、22 周皮、皮孔、树皮 图234、输导组织：功能：担负植物体内上下有机物质、水分、无机盐的运输，具有疏导功能 类型：1、导管与管胞 ：运输水、无机盐 图24、252、筛管与筛胞：运输有机养料 图265、机械组织 图27功能：对物体起机械支持作用 类型：1、厚角组织（细胞壁不均匀增厚） 图28 2、厚壁组织 （细胞壁均匀增厚） 图29 6、分泌组织 功能：能分泌产生各种物质，许多植物的分泌物有很高的经济价值 类型；1、外分泌组织：腺毛、蜜腺、 图30 2、内分泌组织：树脂道、分泌囊、乳汁管 图31 提示：导管和管胞、筛管和筛胞、周皮和树皮的区别第三部分 种子植物营养器官的形态与构造 图33种子植物是植物界中最进化的类群，它不但具有复杂的各种组织，而且由各种不同形态、构造和功能的组织组成不同的器官。典型的种子植物具有根、茎、叶、花、果实、种子六个器官，执行不同的生理功能。其中根、茎、叶执行着养料水分的吸收、运输、转化、合成等营养功能，成为营养器官。而花、果实、种子完成开花、结果、种子成熟的全部生殖过程，成为繁殖器官。这些器官有机的结合为一整体，共同完成植物的新陈代谢及生长发育过程。种子植物主要特征是用种子繁衍后代，种子是植物界中结构最复杂、功能最完善的生殖器官。种子中的胚是植物的原始体，种子萌发后，胚发育为幼苗，最后长成大的植株，又开花、结果形成种子。这种从种子发芽到第二代种子形成，是种子植物个体发育过程，称为种子植物的生活史。第一节 种子与幼苗一、种子的概念：种子是种子植物特有的繁殖器官。由胚珠发育形成的种子是真正的种子。 二、种子的构造 图34、351、种皮：种子外面的保护结构。2、胚：胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。胚根发育为主根，胚芽发育成茎、叶部分，胚轴发育为茎的一部分。 3、胚乳 ：种子贮藏营养物质的地方。 分有胚乳种子（玉米）和无胚乳种子（花生、豆类）两类。 图36三、种子的萌发与条件1、种子萌发:当种子获得适当的外界环境条件时，开始萌发生长，胚由休眠状态转为活动状态，发芽长成幼苗，这个过程交种子萌发。2、种子萌发的条件：（1）、充足的水分 吸收自身重量地25%-50%的水分（2）、适宜的温度 25度左右（3）、足够的氧气 空气含氧量达到10%以上四、幼苗的形态与类型 图371、子叶出土的幼苗形态：类型：大豆、油菜、瓜类等宜浅播2、子叶留土的幼苗形态类型：蚕豆、柑橘、核桃、小麦、玉米等宜适当深播 图38第二节 根的形态与构造根是种子植物的营养器官之一。其主要功能是；将植物体固定于土壤中，并吸收土壤中的水分和溶于水中的无机盐类；有些植物的根可以合成某些重要的物质；有些植物的根贮藏大量的养料或形成不定芽而具有繁殖作用。一、根的种类：依据根的来源和发生部位的不同，分为主根、侧根和不定根。 图391、主根：由胚根直接延长而发育形成的根，也称初生根。主根一般垂直向地生长。2、侧根：主根生长到一定长度，其上生出侧根，侧根又生侧根，侧根与主根成一定的角度并由出生根产生，有称次生根。主根和侧根都来源与胚根，且发生在一定的部位，又叫定根。3、不定根：由植物的茎上、叶上或胚轴上生出的根，这些根发生没有固定的位置叫不定根。例如：适宜扦插、压条的树种。二、根系的种类及其在土壤中的分布：（一）根系的种类：一株植物所有根的总和称根系。根据它的起源和形态的不同，分为两种类型。1、直根系：有主根 如玉米2、须根系：无主根 如黄麻（二）根系在土壤中的分布:1、深根性：2、浅根性：三、根的构造（一）、根的伸长生长与初生构造1、根尖的分区 图40 依次分为根冠、 分生区、 伸长区、 成熟区 2、根的初生构造 图41依次向内分为：1、表皮2、皮层3、中柱（维管柱） 图42 初生维管束：中柱鞘、初生韧皮部、初生木质部、髓组成外始式：初生韧皮部、初生木质部都是由外向内逐渐分化成熟的方式。（二）、侧根的形成：起源于中柱鞘 图43（三）、根的增粗生长与次生构造 图441、形成层产生次生木质部和次生韧皮部 图452、木拴形成层产生的周皮 图46（四） 根瘤与菌根高等植物与微生物共生的现象，产生根瘤与菌根。1、 根瘤：豆科植物上的瘤状突起，固氮。2、 菌根：根与真菌共生。分内生菌根（李、葡萄）和外生菌根（马尾松、云杉）两种， 第三节 茎的形态与构造一、茎的功能；起支撑植物体、运输水分和养分的作用。二、茎的形态： 图50三、茎的生长及习性 图51 1、芽的类型 图522、茎的分枝 图53、54四、茎的构造： 1、茎尖的分区 图55 分生区 伸长区成熟区双子叶植物茎的构造2、双子叶植物茎的初生构造 图56 表皮、皮层、中柱、维管束、束中形成层、髓、髓射线 3、双子叶植物茎的次生构造 图 57、58、59 形成层的产生与活动 图60 次生木质部 次生韧皮部 4、年轮、 边材与心材 图61 木拴形成层的产生与活动 图62裸子植物茎的构造 图63单子叶植物茎的构造 图64第四节 叶的形态与构造一、叶的形态和功能：(一)功能：光合作用释放氧气、吸收有害气体等(二)叶的组成：叶片、叶柄、和托叶三部分组成的完全叶，只有其中两个部分的叫不完全叶 图65(三)叶片的形态1、叶形2、叶缘3、叶尖4、叶基5、叶脉6、叶质7、叶色8、叶的附属物9、异性叶 图(三)、叶序1、互生2、对生3、轮生4、簇生(四)、单叶和复叶1、单叶2、复叶二、叶的构造(一)、双子叶植物叶的构造 1、表皮 2、叶肉3、叶脉(二)、裸子植物叶的构造 1、表皮系统 2、叶肉 3、内皮层 4、维管束(三)、单子叶植物叶的构造 1、表皮 2、叶肉 3、叶脉三、叶的构造与生态条件的关系四、叶的寿命与落叶第五节 植物营养器官的变态一、根的变态1、 贮藏根：2、 气生根3、 寄生根4、 攀援根5、 呼吸根6、 板根二、茎的变态（一）、地下茎的变态1、根状茎2、块状3、鳞茎4、球茎（二）、地上茎的变态 1、叶状茎2、茎卷须3、茎枝刺三、叶的变态1、叶卷须2、叶刺3、芽鳞4、捕虫叶四、同功器官与同源器官同功器官同源器官第四部分 花、果实的形态与构造任何植物，全部生命活动周期都包含了两个方面，一方面是它自身的生存，另一方面是保持种族的延续。种子植物从种子萌发，长出幼苗，经过不断的营养生长发育到一定阶段，就开花、结实、产生种子来繁衍后代。花、果实、种子是植物进行有性生殖的器官。繁殖是一切植物都具有的共同特征。第一节 花的形态与构造 花是被子植物重要的繁殖器官，从演化的角度看，花是一种适应繁殖功能的变态短枝，花的各个组成部分都是变态的叶。一、花的形态与构造(一)、花芽的分化 图 （玉兰的花芽和叶芽）花是由花芽发育而来。当植物有营养生长转到生殖生长时，有些芽发生分化，又叶芽逐渐转为花芽。通常花芽比叶芽肥大。有些植物的一个花芽分化成一朵花；如牡丹、芍药、茶花、月季等。有些植物的一个花芽分化成多朵花，即一个花序。如水仙、唐菖蒲、珍珠梅。 图（牡丹、月季、水仙、唐菖蒲）(二)、花的组成：一多完全花由五个部分组成，即花柄、花托、花被（花萼、花冠）、雄蕊群、雌蕊群。1、花柄：（花梗）使一朵花位于一定的空间，有是茎向花输送营养物质的通道。花柄有长有短，有的无柄。2、花托：是花柄顶端膨大的部分，花的其它部分按一定的方式着生在上面。其形状应种类而异。有的突出呈圆柱状、凹入呈状、漏斗状等。3、花被：花萼与花冠的总称。（1）、花萼：着生在花托的最外轮，有35个叶片状的薄片组成。花蕾期起保护作用。多为绿色，有的大而具有色彩，利于招引昆虫；由的花瓣状成为观赏的主要部分。 类型：离萼与合萼 整齐萼与不整齐萼 早落萼与宿存萼 （2）、 花冠与花冠的类型：花冠：一朵花中花瓣的总称。位于花萼内议论或多轮，其颜色一般很鲜艳。（因细胞内含花青素、有色体各不相同，组成的形状不同的花冠。整齐花冠：一朵花的几个花瓣的形状、大小相似。又称轴对称花冠，常见的有：管状：各花瓣彼此联合成管状。如菊花花序中央的花。漏斗状：花管下部联合成管状，向上渐渐扩大成漏斗状。 如矮牵牛、百合、鸟萝、凌霄等。钟状：花冠短而宽，上部扩大成钟状。如桔梗、风铃草等。石竹花冠：花冠五瓣裂，花瓣上部平展，下部成爪状伸向萼茼。如石竹蔷薇花冠：花冠有五片花瓣。如碧桃、月季、黄刺梅、木瓜等。十字花冠：由四各花瓣组成十字形。如桂花、桂竹香等。不整齐花冠：组成花冠的几个花瓣其大小、形状不相同，一般是两侧对成，又称两侧对称花冠。常见有： 蝶形花冠：由五个花瓣组成，近似飞行的蝴蝶。 如紫藤、刺槐、国槐等。唇形花冠：由五个花瓣组成，上面由两个花瓣联合形成上唇，下面又三个花瓣联合形成下唇。如金鱼草、一串红、泡桐等。舌状花冠：花冠基部是一个短臂，上部自一边张开，很像一个扁平的舌头。如非洲菊、菊花等。有矩花冠：花冠基部的别伸长形成一个细长的管状。如漏斗菜、飞燕草等。 单被花：一朵花种只有花萼或花冠的称单被花。如玉兰、百合等。 重被花：一朵花种花萼和花冠都有的称重被花。如月季、牡丹等。 无被花：一朵花种没有花萼和花冠的称无被花。如杨树、柳树、杜仲等。4、雄蕊群：位于花冠内，由花丝、花药组成。其数目随植物而异。如玉兰只有一个雄蕊，木犀科只有两个，通常由多数组成雄蕊群。5、雌蕊群：着生在花托的中央，由子房、花柱、柱头三部分组成。形如瓶状，柱头承受划分，子房内完成受精发育成种子。两性花：一朵花中，雄蕊和雌蕊都具有的称为两性花。单性花：一朵花中，只有雄蕊或只有雌蕊的称为单性花。雌雄同株：雌花和雄花