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...wd......wd......wd...植物学笔记植物界的多样性生物多样性:包括植物种类多样性;植物遗传的多样性;以及植物生态系统的多样性。植物的多样性表现在为下诸方面:1、种类繁多,50万种,七大类群2、形态,构造各式各样,大小悬殊3、寿命长短不一4、营养方式和生态习性多种多样从营养方式看:1.自养植物2.异养植物:寄生植物、腐生植物5、生活环境多种多样按形态和生活周期:木本植物:乔木和灌木草本植物:一年生、二年生、多年生按植物的生态环境:陆生、水生按植物对水分的要求:旱生、中生、湿生植物按植物对光照的要求:阳地、阴地植物基本特征和植物界的划分生物界的划分植物的类型植物在自然界及人类生活中的重要作用〔一〕参与生物圈形成,推动生物界开展开展规律〔1〕由简单到复杂〔2〕由水生到陆生〔3〕由低等到高等〔二〕植物的光合作用无把机物合成为有机物,是其它生物食物的来源把光能转变成化能,是生物能量的来源光合作用放出氧气,为所有生物的呼吸所需氧气的来源植物的矿化作用矿化作用:指非绿色植物,如细菌、真菌等对死的有机物的分解过程。结果使复杂的有机物分解成简单的无机物〔CO2〕,可以再为绿色植物所利用。〔四〕植物在国民经济开展中的重要性解决人类生存与开展所面临的一系列重大问题,在很大程度上将依赖于生命科学的开展,自然也依赖于植物生物学的开展。植物学的开展对人类经济、科技、政治和社会开展的作用是全方位的。植物科学的研究为利用植物和改造植物提供根基理论和基本知识通过对植物区系、植物资源、植被和珍稀濒危植物的调查研究,为农业区划、工业开展和城市建设提供科学依据细胞和组织培养、生物工程和分子生物学的开展,为农业上的品种改良和新品种培育开辟了新的前景植物化学的研究,对开发药用资源、开展医药工业有重要的意义〔五〕植物对环境的保护作用〔1〕净化作用植物对大气的净化据广州市测定,在居住区墙面种有五爪金龙的地方,与没有绿化的地方比较,室内空气含尘量减少22%。南京林业大学在南京一水泥厂测定,绿化林比无树空旷地空气中的粉尘量减少37.1~60%。植物对水域的净化:主要表现在对有毒物质进展分解转化和富集两个方面。植物对土壤的净化:主要表现在对土壤中污染物质的吸收上,如植物对化学农药、毒性除莠剂、工业废水、废渣中的有毒物质等都能进展吸收,从而减少土壤中污染物质的数量。〔2〕监测作用植物的监测作用:有些植物对特定的气体反响敏感,如果环境中的特定气体的浓度超出一定的指标,植物那么出现伤害的病征,因此可以做监测环境污染的指标植物。〔六〕植物对水土保持的作用四、植物科学的开展简史
1、植物学的开展可追溯到约2000年前的本草学时期2、1859年达尔文的进化论3、20世纪50年代电子显微镜等的开展,提醒了植物细胞的超微构造4、1953年DNA双螺旋构造的发现,研究从器官细胞水平进入到分子水平,也即进入到探索生命现象本质的阶段五、植物科学的研究内容、分科及开展趋势1、植物学研究内容:植物形态构造和发育规律,生长发育的基本特征,类群进化和分类,以及植物生长、分布与环境的相互关系。2、植物学的分科a、植物分类学b、植物形态学:植物解剖学、植物胚胎学、植物细胞学c、植物生理学d、植物遗传学e、植物生态学和地植物学学习植物学的内容、目的和方法内容:植物形态学、植物分类学目的:〔1〕为后继课程打好根基〔2〕为生产建设服务第一章第一节细胞概述一、细胞的发现及细胞学说的建设和开展1665年RobertHooke用自制的显微镜观察了软木薄片,发现了蜂窝状的小格子“Cell〞细胞学说:1.动物和植物组织均由细胞构成2.所有细胞均由细胞分裂或融合而来3.卵和精子都是细胞4.一个细胞可以分裂形成组织二、细胞的基本概念细胞的概念:细胞是生物体形态构造的基本单位,是生命活动的功能单位。植物细胞与动物细胞的主要区别特征:细胞壁、质体和大液泡。原核细胞和真核细胞四、真核植物细胞的基本特征(一)细胞的大小和形状细胞大小:〔1〕一般大小:种子植物分生组织的细胞5-25μm;分化成长的细胞15-65μm。〔2〕最大的:苎麻纤维细胞的长度可达620mm。细胞的形状多种多样。(二)细胞的基本构造细胞生命活动的物质根基——原生质原生质与原生质体的概念(1)原生质protoplasm:构成原生质体的主要物质称为原生质。是细胞中的生活物质。是细胞中组成成分的名称。(2)原生质体protoplast:由原生质特化而来,构成生活细胞的除细胞壁以外所包含的各局部,包括细胞膜、细胞质和细胞核。是细胞中构造的名称。第三节细胞的外被构造——细胞壁与细胞膜一、细胞壁包围在原生质体外的坚韧外壳保护、支持作用吸收、蒸腾、运输、分泌细胞识别参与细胞生长调控(一)细胞壁的分层胞间层:是由相邻的两个细胞向外分泌的果胶物质构成的。处于细胞之间,主要成分果胶质。功能:粘连细胞。初生壁:是新细胞最初产生的壁层,也是细胞生长增大体积时所形成的壁层,是由邻接的细胞分别在胞间层两面沉积壁物质而成。位于胞间层之内,主要成分纤维素、半纤维素和果胶质。大多数生活的植物细胞的壁只有胞间层和初生壁。功能:是原生质体基本的保护和支撑构造次生壁:位于初生壁之内,细胞停顿生长后形成的壁层,构成次生壁的物质以纤维素为主,但还有木质或木栓质等其他物质。大局部具有次生壁的细胞,在成熟时原生质体已死亡,少数细胞具有次生壁,如纤维、石细胞、导管、管胞、木栓细胞等。功能:细胞停顿生长后形成的,较强的机械支持作用。(二)细胞壁的化学组成和超微构造构架:纤维素衬质:多糖、水和蛋白质(三)细胞壁的生长和特化壁的生长:初生壁以填充方式进展,次生壁以内填和附加方式进展。有些细胞由于在植物体中担负的功能不同,原生质常分泌一些性质不同的物质,增加到细胞壁中,或存在于细胞壁的外外表,使细胞壁的组成物理性质和功能发生变化。常见特化有:木化、角化、栓化、矿化。(1)木质化:指木质素渗透到细胞壁中,加大细胞壁的硬度,增强细胞的支持力量。如纤维、导管、管胞。(2)角质化角化:是指细胞外壁被角质所渗透,在外表形成膜,为脂类化合物,不透水,但可透光。如叶表皮外表的角质膜。(3)栓质化栓化:为木栓质(脂类化合物)渗入细胞壁引起的变化。栓化后,细胞失去透水,通气能力。原生质体最终解体成为死细胞。如植物老茎、枝和老根的外层。〔4〕矿质化细胞壁渗入矿物质而引起的变化,最常见的矿物质有CaCO3和SiO2等。矿化能增强细胞壁的机械强度,提高抗倒伏和抗病虫能力。如禾本科植物茎、叶表皮的硅细胞。二、细胞膜①狭义概念:指与细胞壁相邻,包围于细胞质外的一层膜。②广义概念:包括质膜(外周膜)与细胞内膜系统(内质网、高尔基体、微体、质体、线粒体、液泡等的膜组成),也称为生物膜(一)膜的化学组成主要成分为蛋白质和磷脂。(二)膜的分子构造单位膜模型①单位膜概念:膜构造的一种假设模型,是根据电镜观察的结果提出来的。用电镜观察,膜的横断面呈现“暗-明-暗〞三条平行的带,即内外两层暗的带(由大的蛋白质分子组成)之间,有一层明亮的带(由脂类分子组成),这样的膜称为单位膜。流动镶嵌模型②流动镶嵌模型:是膜构造的一种假说模型。脂类物质分子的双层,形成了膜的基本构造的衬质,而膜的蛋白质那么和脂类层的内外外表结合,或者嵌入脂类层,或者贯穿脂类层而局部地露在膜的内外外表。磷脂和蛋白质都有一定的流动性,使膜构造处于不断变动状态。(三)细胞膜的功能选择透性、主动运输、承受和传递信息、抵御病菌的感染、参与细胞识别。第四节细胞间的联络构造——纹孔与胞间连丝一、纹孔(一)初生纹孔场初生纹孔场概念:细胞壁在生长时并不是均匀增厚的,在细胞的初生壁上有一些明显凹陷的较薄区域称为初生纹孔场。其上有许多小孔,细胞的原生质细丝通过这些小孔,与相邻细胞相连,这些细丝称胞间连丝。(二)纹孔(pit)纹孔概念:具有初生壁的细胞进展次生加厚形成次生壁时,加厚不是均匀的,局部地方没有次生壁,只有胞间层+初生壁,细胞壁的这种比较薄的区域就叫纹孔。纹孔可以起通水作用。纹孔对概念:相邻两细胞之间的纹孔多成对存在,称纹孔对。纹孔膜概念:将一对纹孔隔开的薄膜称纹孔膜,纹孔膜实际上就是胞间层+初生壁。纹孔腔概念:从纹孔到纹孔膜之间的空腔。1.单纹孔:纹孔腔呈圆柱形,直径大小几乎一致。2.具缘纹孔:纹孔周围的次生壁离开初生壁隆起成一拱形构造,使纹孔具有隆起的边缘,纹孔腔呈圆锥形。二、胞间连丝plasmodesma胞间连丝概念:穿过细胞壁的细胞质细丝,它连接相邻细胞的原生质体。电镜研究说明,胞间连丝与相邻细胞中内质网相连,从而构成了一个完整的膜系统。胞间连丝主要起细胞间的物质运输和刺激传递的作用。细胞质一、胞基质enchylema1.胞基质的概念和成分(1)胞基质概念:胞基质是包围细胞器的细胞质局部。即使在电镜下也看不出胞基质有什么构造存在,因此可以认为,胞基质是细胞质中没有特化的原生质局部,是细胞中的生活物质。(2)主要成分:同原生质的化学成分。胞质环流:也叫胞质运动,在生活细胞中,胞基质是处于不断的运动状态,它能带动其中的细胞器,在细胞内作有规律的持续的流动。二、细胞器organelle(1)细胞器的概念:细胞器是细胞内具有特定构造和功能的亚细胞构造。(一)双层膜构造的细胞器1.质体plastid分为叶绿体、有色体和白色体(1)叶绿体chloroplast:叶绿体主要存在于植物叶肉细胞中,其形状、数目、大小随不同植物和不同细胞而异。叶绿体含叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素,叶片颜色与细胞中这几种色素的比例有关。构造:外包双层单位膜类囊体:由膜所围成的圆盘状或片层状的囊。thylakoid基粒:由许多圆盘状〔空烧饼状〕的类囊体重叠而成的柱状单位。basalgranule基质类囊体〔基质片层〕:呈分枝状与基粒相连接的类囊体。stromalamella基质:内部没有一定构造的局部stroma(2)有色体chromoplast形态:多种颗粒状,针状等,含胡萝卜素和叶黄素。功能:积累淀粉,脂类,吸引昆虫和其它动物传粉及传播种子。(3)白色体leucoplast不含色素,普遍存在于幼嫩或不见光的组织中。植物的贮藏细胞中。根据贮藏物质的不同分三类:淀粉体amyloplast、蛋白体proteinoplast和造油体elaioplast。2.线粒体mitochondrion(1)形状:多种多样〔杆状,球形等等〕(2)构造:A.外膜:平整、光滑B.内膜:向内折叠成嵴,嵴外表有许多圆球形颗粒,称为基粒。C.膜间隙intermembranespaceD.基质matrix:与呼吸有关的各种酶类,环状DNA,核糖体〔3〕功能:呼吸作用respiration单层膜构造的细胞器粗糙型内质网roughER:膜的外侧附有许多颗粒〔核糖核蛋白体〕。光滑型内质网smoothER:膜的外侧不附有颗粒,外表光滑。主要功能:①粗糙型内质网主要合成并运输蛋白质;②光滑型内质网主要合成和运输类脂和多糖。2.高尔基体Golgibody高尔基体:由一叠单层膜围成的扁囊组成。每个囊由单层膜包围而成,中央似盘底,边缘或多或少出现穿孔。在网状局部的外侧,局部区域膨大,形成小泡,通过缢缩断裂,小泡从高尔基体囊上别离出去。高尔基体呈弧形,凸出的面为形成面,与内质网膜联系,凹入的面称为成熟面或分泌面,位于近细胞外表处。高尔基体的主要功能:(1)参与细胞的分泌作用(2)参与细胞壁的形成3.液泡:一层单位膜包围的囊泡,其内充满了细胞液。具有一个大的中央液泡是成熟的植物生活细胞的显著特征,也是植物细胞与动物细胞在构造上的明显区别之一。中央液泡,它可占据细胞体积的90%以上。①液泡膜vacuolemembrane:液泡外包被的一层膜,具有特殊的选择透性,能使许多物质大量积聚在液泡中。②细胞液cellularjuice:它是含有多种有机物和无机物的复杂的水溶液。液泡的功能:调节细胞的渗透作用infiltratepressure和膨压swellingpressure细胞代谢产物metabolicproduction的贮藏场所消化作用hydrolase(enzymeforhydrolyzation)4.溶酶体lysosome由单层膜包围的多形小泡,内含多种水解酶hydrolase,可分解生物大分子。5.微体microbody微体:是一些由单层膜包围的圆球形小体,直径约0.5μm。它的大小、形状与溶酶体相似,二者的区别在于含有不同的酶。过氧化物酶体peroxisome:在叶肉细胞中,与叶绿体和线粒体配合参与光呼吸;分解过氧化氢乙醛酸循环体glyoxysome:主要出现在油料种子萌发时,它与圆球体和线粒体相配合,把储藏的脂肪转化成糖类。(三)非膜构造的细胞器核糖体ribosome〔也称核蛋白体或核糖核蛋白体〕①构造:包括1个大亚基和1个小亚基。bigsubunit〔transpeptidase〕,smallsubunit〔recognizemRNA〕②作用:细胞中蛋白质合成的中心。三、细胞骨架系统cytoskeletalsystem细胞骨架构成细胞内的网络由蛋白质纤维组成的支架,即细胞骨架。细胞骨架包含三种纤维:微管、微丝和中间纤维。细胞核Nucleus
细胞核是细胞遗传与代谢的中心。一、细胞核的形态及其在细胞内的分布大小、形状及其在细胞中的位置,与细胞年龄、类型以及生理状况有关。二、细胞核的构造Nucleus后含物Ergasticsubstance后含物:后含物是植物细胞原生质体代谢过程中的产物,包括贮藏的营养物质、代谢废物和植物次生物质等。一、淀粉Starch是最普遍的贮藏物质。常呈颗粒状,称为淀粉粒。二、蛋白质Protein贮藏蛋白质可以是结晶的或是无定形的。结晶的蛋白质因具有晶体和胶体的二重性,因此称拟晶体。常呈方形,例如,在马铃薯块茎上近外围的薄壁细胞中,就有这种方形结晶的存在。无定形的蛋白质常被一层膜包裹成圆球状的颗粒,称为糊粉粒。三、脂类Lipid第八节细胞的繁殖CellPropagate植物细胞的分裂包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂等不同的方式。一、细胞周期Cellcycle:持续分裂的细胞,从完毕一次分裂开场,到下一次分裂完成为止的整个过程,称为细胞周期。细胞周期分裂期(M期)mitosis间期DNA合成前期(G1期)
DNA合成期DNA(S期)DNA合成后期或有丝分裂准备期(G2期)二、有丝分裂Mitosis有丝分裂又称为间接分裂,包括核分裂karyokinesis和胞质分裂cytokinesis三、无丝分裂amitosis〔1〕无丝分裂的过程简单,不出现纺锤丝和纺锤体等一系列变化,消耗能量少,分裂速度快,但其遗传物质没有平均分配到子细胞,所以子细胞的遗传性可能是不稳定的。〔2〕发生部位:常见于低等植物,高等植物主要发生于快速生长的部位,例如甘薯的块根、马铃薯的块茎、小麦等禾本科作物的居间分生组织、愈伤组织等。第九节细胞的生长与分化GrowthandDifferentiation一、细胞的生长细胞的生长:主要是细胞体积增大、重量增加的变化过程。包括细胞纵向的延长和横向的扩展。细胞在生长过程中,除了细胞体积明显扩大外,在内部构造上也发生相应的变化。①最突出的变化:液泡化程度明显增加------中央大液泡。②细胞内的其他细胞器在数量和分布上也发生各种变化。③细胞壁的厚度增加,化学组成发生变化二、细胞的分化细胞的构造和功能上的特化,叫做细胞的分化。植物体的个体发育是植物细胞分裂、生长和分化的结果。在系统发育上,植物越进化,细胞分工越细致,细胞的分化就越剧烈,植物体的内部构造也就越复杂。脱分化Dedifferentiation:植物体内某些生活的成熟细胞,分化程度浅,具有潜在的分裂能力,在一定条件下,可恢复分裂性能,重新具有分生组织细胞的特性,这个过程称为脱分化。再分化Redifferentiation:脱分化后随之发生再分化,沿着另一个开展方向,分化为不同的组织。细胞的全能性Celltotipotency:指植物的大多数生活细胞,在适当条件下都能由单个细胞经分裂、生长和分化形成一个完整植株的现象或能力。植物组织
第一节植物组织的概念与类型组织:是由形态构造相似,在个体发育中,来源一样,担负着一定生理功能的细胞组合。分生组织分生组织:存在于植物体的生长部位,是具有持续性或周期性分裂能力的细胞群。一、细胞特点细胞排列严密、形小、壁薄、核大、质浓、液泡小、代谢活泼。二、分类〔一〕按来源和性质分原分生组织初生分生组织次生分生组织1.原分生组织Promeristem位置:位于根、茎最前端,由没有分化的、最幼嫩的、终生保持分裂能力的胚性细胞所组成。细胞特征:体积小,多为等径,核相对较大,细胞质浓厚。2.初分生组织Primarymeristem位置:位于根、茎的顶端,由原分生组织刚刚衍生的细胞所组成,在原分生组织的下方特点:细胞在形态上出现了最初的分化,细胞仍然具有很强的分裂能力,但没有原分生组织那样旺盛,因此是一种边分裂,边分化的组织,是由分生组织向成熟组织过渡的组织。初生分生组织包括原表皮、基本分生组织和原形成层三种。3.次生分生组织Secondarymeristem来源:是由已经成熟的组织细胞,经过脱分化恢复分裂能力形成的分生组织,因此叫次生分生组织分布:主要分布于裸子植物和双子叶植物的根、茎周侧。包括维管形成层和木栓形成层。(二)按植物体内的分布位置分1.顶端分生组织apicalmeristem位置:位于根、茎及其分枝的顶端细胞特征:小而等径,薄壁,核位于中央并占较大体积,液泡小而分散,原生质浓厚,无后含物。属于原分生组织和初生分生组织。2.侧生分生组织Lateralmeristem位置:位于根、茎周侧。包括形成层和木栓形成层。主要存在于裸子植物和木本双子叶植物中。细胞特征:细胞大局部呈长梭形,原生质体高度液泡化,细胞质不浓厚。分裂活动具明显周期性,属于次生分生组织。注意:在大多数单子叶植物中,没有侧生分生组织。草本双子叶中活动微弱或基本不存在。3.居间分生组织Intercalarymeristem位置:分布于成熟组织之间,如禾本科植物节间基部,韭、葱叶的基部都有存在。营养组织〔薄壁组织〕*细胞特点:细胞排列疏松,壁薄,分化程度低,有潜在的分生能力和较大的可塑性,在一定的条件作用下,可以经过脱分化,恢复分生能力,转变为分生组织,或进一步特化为其他组织。一、同化组织assimilatingtissue光合作用的薄壁组织,称为同化组织特点:细胞含有大量叶绿体,行光合作用合成有机物质部位:存在于植物体的一切绿色局部—叶肉、嫩茎等。二、贮藏组织storagetissue贮藏大量营养物质的组织称为贮藏组织特点:细胞内充满贮藏的营养物质部位:存在于各类贮藏器官中—块根、块茎、球茎、鳞茎、果实、种子等;根茎皮层和髓及其它薄壁组织也有贮藏功能。三、吸收组织absorptivetissue根尖表皮细胞向外突出形成根毛,行吸收功能,故称为吸收组织。四、通气组织ventilatingtissue具有大量细胞间隙的薄壁组织称为通气组织水生植物的根茎薄壁组织有较大的胞间隙,形成气腔或气道,它们在体内形成一个相互贯穿的通气系统,使生于水下的器官得到氧气。五、传递细胞transferringcell传递细胞:细胞壁具内突生长(增加质膜面积),能行使物质短途运输的特化的薄壁细胞。在植物体内广泛存在,如小叶脉输导组织的附近(叶肉和输导分子之间的桥梁),茎节部的维管束中,分泌构造中,种子的子叶、胚乳、胚柄等部位。特点:质膜的外表积大大增加,提高了细胞内外物质交换和运输的效率。第四节保护构造
保护构造:覆盖于植物体表起保护作用的组织功能:减少体内水分蒸腾,控制植物与环境的气体交换,防止病虫害侵袭和机械损伤等。类型:根据来源及形态构造的不同分为两类:表皮和周皮一、表皮epidermis位置:覆盖在幼嫩器官的外表来源:由初生分生组织细胞〔原表皮〕分化而来构造特征:一般只有一层细胞,彼此严密嵌合,无胞间隙,外壁加厚并覆盖一层角质膜〔层〕;有些在角质膜外还覆盖有蜡质(蜡被,呈白霜状)细胞组成:表皮细胞气孔器表皮毛(一)表皮细胞epidermalcell排列十分严密,除气孔外,不存在另外的细胞间隙。表皮细胞一般不具叶绿体角质膜:cutinmembrane角质层(外面一层):由角质组成,有时含有蜡质角化层(内层):由纤维素和角质(二)气孔器stomatalapparatus气孔是由二个特殊的细胞即保卫细胞和它们间的开口共同组成的。保卫细胞内含有叶绿体。气孔:窄缝状开口保卫细胞:气孔两侧肾形或哑铃形的特殊细胞,细胞中含叶绿体,细胞壁不均匀增厚(内侧壁厚),与气孔开关有关。副卫细胞:有些在保卫细胞外还特化出二个或多个和表皮细胞不同的细胞,协助气体交换和水分蒸腾。(三)毛状物trichome许多植物的局部表皮细胞向外突出延长,形成各种,表皮毛,又叫毛状附属物作用:加强表皮的保护作用—减少水分蒸腾,免遭动物采食。还有分泌、散布种子等作用。棉花是重要纺织原料。二、周皮次生保护组织木栓层木栓形成层栓内层机械组织机械组织:细胞壁不同程度的加厚,对植物体具有支持作用和加固作用的组织。类型:根据细胞壁的性质分为:厚角组织厚壁组织一、厚角组织细胞特征:壁不均匀加厚,而且这种增厚是初生壁性质的。厚角组织也是生活细胞,也经常发育出叶绿体。二、厚壁组织细胞具均匀加厚的次生壁,常木质化;细胞成熟时,原生质体死亡分解,成为只留有细胞壁的死细胞。根据形状将厚壁组织分为石细胞和纤维。(一)石细胞石细胞广泛分布于植物的茎、叶、果实和种子中。多为等径或略为伸长的细胞,形状多样,壁极度增厚强烈木质化,成熟时成为仅具坚硬厚壁的死细胞(具强大支持作用)。壁上有许多单纹孔,因壁厚而呈明显的管状纹孔道(有时还有分枝)。两头尖细梭形的长细胞,长是宽的10~1000倍,壁强烈次生增厚,通常木质化。纹孔较石细胞稀少,呈缝隙状;成熟时原生质体解体,细胞腔狭窄,但旱生植物纤维具生活的原生质体。纤维的类型:根据所处位置,可分为木纤维和韧皮纤维两类:木纤维:存在于木质部中,较短,坚硬而缺少弹性,脆而易断,不宜作纺织原料,但可造纸或作人造纤维。woodfiber韧皮纤维:存在于韧皮部中,细胞壁极厚,富含纤维素,坚韧而有弹性,是良好的工业原料(其工业价值取决于细胞长度和细胞壁含纤维素的程度)。phloemfiber输导组织Conductingtissue输导组织:在植物体内长距离运输水、无机盐和有机物质的细胞群。导管和管胞:主要运输水分和溶解于其中的无机盐;筛管和筛胞:主要运输有机营养物质。一、运输水分和无机盐的组成分子〔一〕导管vessel穿孔:细胞的端壁在发育过程中溶解,形成一个或数个大的孔,称为穿孔。穿孔板:具穿孔的端壁特称穿孔板,导管分子以端壁纵向连接而成导管导管管径较管胞粗大,又以穿孔直接沟通,因此,导管比管胞具较高运水效率主要存在于被子植物木质部中(二)管胞Tracheid细胞狭长,两端尖细,上下二细胞的端部严密重叠,水分通过管壁上的纹孔依次向上运送。裸子植物和蕨类植物通常只有管胞,而无导管;被子植物中也有管胞,但含量少,不起主要作用。二、运输同化产物的组成分子(一)筛管Sievetube管状细胞,纵向连接形成筛管筛孔:只具初生壁,上下端壁上有许多小孔称筛孔。sievepore筛域:具有筛孔的凹陷区域叫筛域。Sievearea筛板:分布有筛域的端壁称为筛板。sieveplate筛管分子的发育:筛管分子具生活的原生质体,但成熟后核消失具特有构造P-蛋白体,通常分散在细胞质中,受干扰时聚集到筛孔处形成粘液塞上下两细胞的细胞质通过筛孔彼此相连,与胞间连丝相似,但较粗大,特称联络索,在联络索周围由胼胝质鞘包围在衰老或休眠的筛管中,筛板上积累大量胼胝质,形成垫状的胼胝体封闭筛孔;休眠解除时消失物质的运输与P-蛋白的收缩有关伴胞companioncell:筛管分子旁边有一或几个细长、两端锋利,并高度特化的薄壁细胞,称为伴胞。其原生质浓厚,有明显的核和丰富的细胞器,呼吸旺盛,与筛管之间有丰富的胞间连丝。伴胞发育与筛管由同一个母细胞分裂而来(大子细胞形成筛管分子,小的发育为伴胞)。筛管寿命仅1或2~3年,筛管死亡后,伴胞也随之死亡,即所谓“同生共死〞。(二)筛胞Sievecell裸子植物和蕨类植物中一般没有筛管,完成有机物质运输功能的是筛胞与筛管分子的区别是:原生质体中无P-蛋白体,细胞壁上只有筛域而无筛板,筛胞之间以侧壁上的筛域相通,进展物质运输。比较导管与管胞的异同点。一样点:同为输导水分和溶解于水中的无机盐的组织,都存在于木质部,细胞均为木化的死细胞,侧壁上都有各式增厚的纹理。主要区别如下:导管由多细胞〔导管分子〕纵向连接而成,端壁具穿孔,输导效率高,是被子植物主要的输水组织。管胞是单独的细胞,没有互相连接,端壁无穿孔,水分和无机盐主要通过侧壁上的纹孔由一管胞进入另一管胞,互相沟通,输导效率低,是蕨类植物和裸子植物的唯一输水组织,被子植物也有管胞,但不是主要的。比较导管与筛管的异同点。一样点:同为被子植物的输导组织,均由长管状的细胞纵向连接而成。主要区别如下:导管存在于木质部,由细胞壁木化的死细胞〔导管分子〕连接而成,主要功能是运输水分和溶解于水中的无机盐。筛管存在于韧皮部,由活细胞〔筛管分子〕连接而成,主要功能是运输溶解状态的同化产物。比较筛管与筛胞的异同点。一样点:均为生活的细胞,都存在于韧皮部,都起输导同化产物的作用。主要区别如下:筛管存在于被子植物中,由多细胞〔筛管分子〕纵向连接而成,端壁具筛板和筛孔,输导效率较高。筛胞存在于蕨类植物和裸子植物中,是单独的细胞,没有互相连接,端壁不具筛板,侧壁和末端局部只有一些初步分化的小孔,输导效率不及筛管。第七节分泌构造Secretorystructure
植物体内有些细胞可产生一些特殊的物质,如蜜汁、黏液、挥发油、树脂、乳汁等,并把它们排出体外或积存在体内,这种现象称为分泌。但凡能产生分泌物质的细胞或细胞组合称为分泌构造。一、外分泌构造Externalsecretorystructure(一)腺毛Glandularhair(二)腺鳞Glandularscale(三)腺表皮Glandularepidermis(四)盐腺Saltgland(五)蜜腺Nectary(六)排水器Hydathode(waterpore,epithemandtracheidofvascularbundle)二、内分泌构造Internalsecretorystructure其分泌物积聚于植物体的细胞内、胞间隙、腔穴或管道内。〔一〕分泌细胞secretorycell〔二〕分泌腔secretorycavity〔三〕分泌道secretorycanal〔四〕乳汁管laticiferoustube第八节复合组织和组织系统CompoundtissueandTissuesystem
一、复合组织Compoundtissue复合组织:由多种类型细胞构成的组织叫复合组织。比方,表皮,周皮,树皮,韧皮部,木质部。简单组织:由一种类型细胞构成的组织称为简单组织。比方分生组织,薄壁组织,机械组织。(一)木质部和韧皮部XylemandPhloem维管组织Vasculartissue:木质部或韧皮部的总称,指其中一种或同时两种在内的组织。(二)维管束Vascularbundle维管束:植物体内由原形成层分化而来的,担负运输作用的束状构造,包含木质部和韧皮部。二、组织系统Tissuesystem组织系统:植物器官或植物体中,由一些复合组织进一步在构造和功能上组成的复合单位,称为组织系统。通常将植物体中的各类组织归纳为皮组织系统、维管组织系统和基本组织系统三种。(1)皮组织系统dermalsystem:简称为皮系统,包括表皮、周皮和树皮。它们覆盖于植物体外表,分别对植物体起着不同程度的保护作用。(2)维管组织系统vascularsystem:简称为维管系统,包括韧皮部和木质部。(3)基本组织系统fundamentaltissuesystem:简称基本系统,主要包括各类薄壁组织、厚角组织和厚壁组织。它们分布于皮系统和维管系统之间,是植物体各局部的基本组成。根根的功能一、根的一般功能Generalfunctions固着和支持fastandsupport吸收absorption贮藏storage合成和分泌synthesisandsecretion输导conduct二、根的特殊功能Specialfunctionsofroots1contraction2respiration3prop4scramble5parasiticroots第二节根的形态类型MorphologyandTypes一、定根Normalroot和不定根Adventitiousroot1.定根:Normalroot主根:由胚根生长出来、植物个体发育中最早出现的根侧根:由主根长出的根2.不定根Adventitiousroot由茎、叶、胚轴或老根上长出的根二、直根系和须根系rootsystem直根系taprootsystem:由主根和各级侧根组成须根系fibrousrootsystem:主根不兴旺,由不定根组成根尖的初生生长与初生构造的形成一、根尖分区及其初生生长根冠rootcap分生区meristemzone伸长区elongationzone根毛区root-hairzone(一)根冠rootcap位于根的先端,由许多排列不规那么的薄壁细胞组成帽状的构造套在分生区外方,保护着幼嫩的生长点。外层细胞能分泌多糖类黏液,可防止根尖枯燥,使土粒外表润滑,减少摩擦(二)分生区meristemzone由顶端分生细胞组成,形态小,排列严密,质浓,核大。(三)伸长区elongationzone细胞分裂已停顿,体积增大,伸长,由于这段区域是根伸长生长的主要局部,故称伸长区。伸长区开场出现组织的分化,最早的筛管和导管相继出现,逐渐分化形成根的成熟组织。(四)根毛区root-hairzone也叫成熟区maturezone细胞已停顿生长,并多已分化成熟,故称成熟区。成熟区表皮常产生根毛,因此也称根毛区。根毛由表皮细胞外壁向外突出延伸而成的顶端封闭的管状构造,不分枝,长约0.08~1.5mm二、根的初生构造primarystructureofroot(一)双子叶植物根的初生构造表皮epidermis:皮层cortex维管柱vascularcylinder2.皮层cortex位于表皮与中柱之间,由基本分生组织分化而来,由薄壁细胞组成,所占比例最大。(1)外皮层exodermis(2)皮层薄壁细胞Corticalparenchyma(3)内皮层endodermis由多层薄壁细胞组成排列疏松,有明显的胞间隙,细胞中其中储藏有淀粉和其他物质(1)外皮层exodermis:紧接表皮内方的1至数层细胞,细胞较小,排列较严密,无叶绿体。当表皮上的根毛枯死后,外皮层细胞壁栓化,起临时的保护作用。(2)皮层薄壁细胞Corticalparenchyma:细胞大型,排列疏松,具有贮藏营养物质的作用。(3)内皮层endodermis皮层最内的1层细胞组成,细胞排列严密,没有细胞间隙,细胞两侧径向壁和横向壁有木化、栓化的带状加厚区域——凯氏带。casparianstrip3.维管柱也叫中柱vascularcylinder由原形成层发育而来。procambium中柱鞘pericycle初生木质部Primaryxylem初生韧皮部Primaryphloem薄壁组织parenchyma(1)中柱鞘:pericycle位于维管柱的最外层,1或几层薄壁细胞组成,有潜在的分裂能力〔侧根、不定芽、形成层等〕。(2)初生木质部Primaryxylem位于中央,由几个初生木质部束组成,横切面上呈星芒状初生木质部束的先端分化成熟较早,由管径较小的环纹和螺纹导管组成,称为原生木质部靠近中心的局部成熟较迟,由管径较大的梯纹、网纹和孔纹导管组成,称为后生木质部初生木质部这种由外向内发育成熟的方式,称为外始式exarchdevelopmentmode组成成分:导管和管胞,也有木纤维和木薄壁细胞(3)初生韧皮部:Primaryphloem位于初生木质部之间,束数与初生木质部一样外始式发育,即原生韧皮部在外方,后生韧皮部在内方exarchdevelopmentmode组成成分:筛管和伴胞,也有韧皮纤维和韧皮薄壁细胞(4)薄壁细胞parenchyma在初生木质部和初生韧皮部之间,有多层薄壁细胞双子叶植物中,这局部细胞可转化为维管形成层的一局部(二)禾本科植物根的构造特征PrimarystructureofrootforGramineae表皮epidermis皮层cortex中柱stele禾本科植物根的特点:外皮层exodermis细胞在发育后期通常转变为厚壁的机械组织,起着支持和保护作用;内皮层endodermis细胞的加厚方式通常为五面加厚〔亦称“马蹄铁形〞加厚,或称“U〞形加厚〕;中柱鞘pericycle细胞在发育后期通常局部或全部木化,不能脱分化形成侧生分生组织;一生中一般只具初生构造,即不再进展次生生长而增粗。髓pith一般根中央局部由木质部占据,假设中央局部不分化成木质部,就由薄壁或厚壁组织形成髓(多原型根多如此)。多数单子叶植物和少数双子叶植物根中都有髓存在。侧根的发生主要起源于中柱鞘Pericyclecells,内皮层也参与侧根发生于根的内部组织的这种方式称为——内起源endogenousorigin侧根的发生过程侧根发生于中柱鞘细胞,不同植物其发生位置有异。侧根开场发生时,中柱鞘细胞首先恢复分裂能力,形成侧根原基,其顶端逐渐分化为生长点和根冠,生长点的细胞继续分裂、生长和分化,由根冠覆盖向前推进,最终穿透母根的皮层,伸出表皮,成为侧根。第五节双子叶植物根的次生生长和次生构造维管射线vascularray在次生维管组织中,形成了一些径向排列的薄壁细胞群,称为维管射线,在木质部的称木射线xylemray,在韧皮部的称韧皮射线phloemray功能:径向物质运输维管射线形成后,使维管组织内有轴向系统和径向系统之分维管形成层的发生和它的活动二、木栓形成层的发生与周皮的形成Theoccurrenceofcorkcambiumandformationofperiderm根的中柱鞘细胞恢复分裂能力,形成木栓形成层木栓形成层进展平周分裂,向外分裂产生木栓层,向内分裂形成栓内层。木栓形成层、木栓层和栓内层合称周皮,成为根加粗以后新的保护组织(次生保护组织)最早的木栓形成层起源于中柱鞘,但活动一年或几年后停顿活动,这时新的木栓形成层在周皮以内产生,常由次生韧皮部细胞恢复分裂能力形成木栓形成层,继续形成新的木栓根瘤与菌根Rootnoduleandmycorrhiza根和土壤中的微生物有密切的关系,有些微生物进入根内形成特定构造,共同生活,彼此有利,这种关系称为共生symbiosis。根中的共生有两种类型:根瘤和菌根一、根瘤Rootnodule根上由于根瘤菌〔细菌〕的侵入、生长所形成的各种形状的瘤状突起,称为根瘤。形成过程:根瘤菌由根毛侵入根的皮层内,其分泌物刺激皮层细胞迅速分裂,使细胞数目增多体积增大,同时根瘤菌也大量繁殖,结果在根外表形成根瘤二、菌根mycorrhiza植物的根和真菌也有共生关系,和真菌共生的根称为菌根,共生symbiosis的真菌称菌根真菌;根据根菌存在位置不同分为外生菌根ectotrophicmycorrhiza内生菌根endotrophicmycorrhiza内外生菌根ectendotrophicmycorrhiza外生菌根ectotrophicmycorrhiza
外生菌根:真菌的菌丝在根的外表形成菌丝体包在幼根的外表,有时也侵入皮层细胞间,但不进入细胞内,此时以菌丝代替了根毛的功能,增加了根系的吸收面积,如松等内生菌根endotrophicmycorrhiza内生菌根:菌丝通过细胞壁侵入到表皮和皮层细胞内,加强吸收机能,促进根内的物质运输,产生植物激素,如柑橘、核桃等菌根的意义菌丝吸收水分、无机盐等供应植物,同时产生植物激素和维生素B等促进根系的生长;植物供应真菌糖类、氨基酸等有机养料能形成菌根的高等植物2000多种,如侧柏、毛白杨、银杏、小麦、葱等具菌根的植物在没有真菌存在时不能正常生长,因此造林时须事先接种和感染所需真菌,以利于荒地上成功造林茎茎的性质、生长习性及其主要生理功能一、茎的性质Characterofstem根据木化程度的上下来分(一)木本茎Wood(1)乔木tree(2)灌木shrub(3)半灌木halfshrub(二)草本茎Herb(1)一年生草本annualherb(2)二年生草本biennialherb(3)多年生草本perennialherb二、茎的生长习性Growthhabitofstem根据茎的生长习性将茎分为:
(1)直立茎erectstem(2)平卧茎prostratestem(3)匍匐茎stolonstem(4)攀缘茎climbingstem(5)缠绕茎twiningstem三、茎的主要生理功能(1)支持supporting(2)输导conducting(3)贮藏storage(4)繁殖reproduction(5)光合photosynthesis第二节芽和枝条Budandbranch一、芽Bud芽:芽是末发育的枝、花或花序的原始体(二)芽的类型Typesandstructuresofbud(1)定芽和不定芽normalbudandadventitiousbud(2)叶芽、花芽和混合芽
(3)裸芽和鳞芽
二、枝条的形态特征及分支方式Morphologicalcharacterandbranchingmodeofshoot(一)枝条的形态特征morphologicalcharacterofshoot(1)节和节间:nodeandinternode节:茎上着生叶的部位称为节节间:节和节之间的部位称为节间。(2)长枝和短枝:longshootandshortshoot长枝:在木本植物中,节间显著伸长的枝条。一般为营养枝。短枝:节间短缩,各个节间严密相接,甚至难于分辨的枝条。一般为结果枝。(3)皮孔lenticel:存在于老茎的周皮上,为稍稍隆起的微小疤痕状构造。木质茎上内外交换气体的通道。(4)叶痕leafscar:落叶植物叶落后,在茎上留下的叶柄痕迹,称为叶痕。叶迹leaftrace:叶迹是指从茎的维管柱斜出穿过皮层到叶柄基部为止的这段维管束,叶柄脱落后,在叶痕内看到的小突起就是叶迹断离后的痕迹。芽鳞痕budscalescar:这是顶芽〔鳞芽〕开展时,外围的芽鳞片脱落后留下的痕迹。顶芽每年在春季开展一次,因此,可以根据芽鳞痕来区分茎的生长量和生常年龄。〔二〕分支方式branchingmode〔1〕单轴分枝:monopodialbranching又称总状分支:指主轴始终保持生长优势的分枝方式。如红麻、黄麻以及松柏类植物的分枝方式都是单轴分枝。单轴分枝方式可使一局部木本植物如松树、椴树、杨树和桉树等形成主干高大、挺直,有经济价值的木材。〔2〕合轴分枝sympodialbranching:主枝和各级侧枝都不保持生长优势的分枝方式。节间很短,而花芽往往较多,能多结果,为丰产的分枝方式。(3)二叉分枝dichotomousbranching比较原始的分支方式,分支时顶端分生组织平分两半,每半各形成一小枝,(4)假二叉分枝falsedichotomousbranching具对生叶的植物的顶芽形成一段枝条后停顿发育或转而成花,由其下方的一对腋芽发育为一对侧枝,这对侧枝的顶芽、腋芽的生长活动又如前。这种分枝方式称为假二叉分枝。(5)分蘖tiller:通常指禾本科植物茎干基部在地面下或近地面处的密集分枝方式,产生分枝的节称为分蘖节,节上产生不定根。茎尖的分区及茎的初生生长
zoningofstemtipandprimarygrowthofstem一、茎尖的分区zoningofstem分生区meristematiczone伸长区elongationzone成熟区maturationzone(一)分生区meristematiczone1.原套—原体学说Tunica-corpustheory(1)原套Tunic:指被子植物茎尖顶端分生组织中最外一层或数层细胞,这些细胞几乎都进展垂周分裂,因此在原体外面形成一个套状。(2)原体corpus:指被子植物茎尖顶端分生组织中位于原套之下的细胞群,其中细胞分裂按各种方向进展,从而使茎尖的体积增加。侧根起源:起源于中柱鞘细胞,它的起源方式为内起源。叶原基,腋芽原基:起源于周缘分生组织区,起源方式为外起源。二、茎的初生生长primarygrowthofstem①顶端生长apicalgrowth②居间生长intercalarygrowth双子叶植物茎的初生构造primarystructureofstemfordicotyledonousplants一、表皮epidermis位于幼茎的外表,由原表皮分化而来。细胞排列严密,外壁较厚,角质膜明显。有气孔和表皮毛。主要起保护作用。二、皮层Cortex外皮层exodermis:常由1—几层厚角细胞组成,排列较严密,内含叶绿体,使幼茎呈现绿色。皮层薄壁细胞Corticalparenchyma:细胞排列疏松,具有贮藏营养物质的作用。内皮层endodermis:一般无内皮层分化,只有一些植物的地下茎或水生植物才有;有些植物如南瓜、蚕豆等的皮层最内层的细胞富含淀粉粒而被称为淀粉鞘;菊科的某些植物如益母草属和千里光属,在开花时皮层最内层才出现凯氏带。三、维管柱vascularcylinder维管束vascularbundle髓pith髓射线pithray维管束:初生韧皮部:与初生木质部并生排列,外始式,输导有机物束中形成层:由原形成层转变而来,并非典型的次生分生组织初生木质部:内始式,输导水分及无机盐类髓射线pithray:是维管束之间的薄壁细胞,也称初生射线;连接皮层和髓,有横向运输作用;次生生长开场时,邻接束中形成层的髓射线细胞能恢复分裂能力转变为束间形成层(interfascicularcambium)髓pith:由薄壁细胞组成,排列疏松,具贮藏作用。第五节双子叶植物茎的次生生长与次生构造及多年生木本植物茎的特点
Secondarygrowthandstructureofstemindicotsandthecharactersofperennialwoodyplantsstem大多数双子叶植物的茎在初生生长的根基上还会进展次生生长Secondarygrowth。一、维管形成层的发生、组成及其活动Occurrance,componentandactivitiesofvascularcambium〔1〕维管形成层的发生occurranceandcomponent当次生生长开场时,邻接束中形成层那局部的髓射线细胞恢复分裂性能转变为束间形成层。最后,束中形成层和束间形成层连成一环,它们共同构成维管形成层。维管形成层的活动及其产物activitiesandproductsofvascularcambium二、木栓形成层的发生与活动Occurranceandactivitiesofphellogen在适应内部直径增大的情况下,外周出现了木栓形成层。木栓形成层最初起源于表皮、皮层或初生韧皮部,因不同植物而异。木栓形成层切向分裂向外产生木栓层,向内产生栓内层,三者共同构成周皮,代替了表皮起保护作用。多年生木本植物,由于木栓形成层活动有限,每年重新向内产生,直到发生在次生韧皮部的薄壁细胞中。三、多年生木本植物茎的特点Charactersofperennialwoodyplantstem(一)生长轮和年轮的概念Growthringandannualring年轮:在温带地区,由于维管形成层周期性活动的结果,在一个生长周期中产生的次生木质部,形成一个生长轮,由于上一个的晚材和下一个的早材在构造上有明显的差异,使生长轮界限清楚,如果有明显的季节性,一年只有一个生长轮,就称为年轮。假年轮falseannualring:由于外界气候反常或严重的病虫害等因素的影响,暂时阻止了形成层的活动,后来又恢复活动,因此在同一个生长季节中,可产生二个以上的生长轮,这就叫假年轮。〔二〕年轮的形成与环境的关系Therelationshipbetweenformationofannualringandenvironment(1)早材earlywood:也称春材,指在木材的一个生长轮〔或年轮〕内,细胞较大,壁较薄,排列较疏松的局部,这局部木材在生长季的早期〔即春季〕形成。(2)晚材latewood:在一个生长轮〔或年轮〕中,较晚形成〔夏末秋初〕的木材;其细胞比早材中的较小,壁较厚、质地较致密,晚材也称为秋材或夏材。(3)边材sapwood:在生活的乔木或灌木中,具有活的木薄壁组织,有效地担负着输导和贮藏功能的那局部木材。这是近年形成的次生木质部,颜色较浅。心材heartwood:指生长的乔木或灌木的内部木材,是较老的次生木质部,不包含活的细胞,并已失去了输导和贮藏功能。早材earlywood和晚材latewood的区别:一样点:都是生长轮(或年轮)的组成局部,均属于次生木质部的构造不同点:早材是指春季所产生的木材,细胞较大,壁较薄,材质较疏松,颜色较浅;晚材是指夏末秋初所形成的木材,细胞较小,壁较厚,材质较坚实,颜色较深。心材heartwood和边材sapwood的区别:一样点:均属于次生木质部的构造不同点:边材是近年来所形成的次生木质部,颜色较浅,有活的木薄壁细胞,导管有输导功能;心材是较老的次生木质部,颜色较深,无活的木薄壁细胞,导管由于侵填体的堵塞,已失去输导功能。(五)树皮的组成与形态变化狭义定义:指的是历年形成的周皮以及周皮以外的死亡组织,也称落皮层或外树皮。广义定义:是指维管形成层以外所有组织的总称,树皮外层由周皮和一些已死的皮层、韧皮部所组成,为老茎的保护组织;树皮内层由活着的次生韧皮部所组成,是茎内同化产物的输导途径。(六)裸子植物茎的特点在韧皮部没有筛管和伴胞,以筛胞为主。木质部没有导管,以管胞为主。一般无木纤维,木薄壁细胞或多或少或有或无,因种而异。木质构造均匀细致第六节单子叶植物茎的构造特点Thestructureofmonocotsstem
一、禾本科植物茎节间的构造Theinternodestructureofgramineousplants空心茎Hollowstem:水稻、小麦实心茎Solidstem:甘蔗和玉米特点:有限外韧维管束closedcollateralbundle,无形成层,不能产生次生构造;维管束散生在薄壁组织和机械组织之中;不能划分皮层、髓和髓射线的界限,只能划分为表皮、基本组织和维管束三个局部。第五章叶
第一节叶的生理功能Physiologicalfunctionofleaves
一、叶的普通生理功能Generalfunction光合作用photosynthesis蒸腾作用transpiration气体交换gasexchange吸收作用absorption二、叶的特殊生理功能specialfunction繁殖reproduction:begonia经济价值economicalvalue第二节叶的形态Morphologyofleaves
一、叶的组成compositionofleaves完全叶completeleaf不完全叶incompleteleaf(1)完全叶:叶片、叶柄和托叶三者俱全的叶。(2)不完全叶:叶片、叶柄和托叶三者缺少其中任一、两局部的叶。三、单叶和复叶simpleleafandcompoundleaf(一)单叶和复叶的概念单叶simpleleaf:一个叶柄只着生一个叶片的称为单叶。复叶compoundleaf:一个叶柄上生有二至多数叶片的称为复叶。叶的发生和生长Occurranceandgrowthofleaf1.顶端生长apicalgrowth:由顶端分生组织所进展的生长,使叶延长。2.边缘生长marginalgrowth:由边缘分生组织所进展的生长,使叶加宽。3.居间生长intercalarygrowth:由居间分生组织所进展的生长,使叶继续长大,形成成熟的初生构造。第四节叶的构造structureofleaf一、双子叶植物叶的构造leafstructureofdicots(一)叶片lamina双子叶植物的叶片虽然形状多样,大小不一,但其内部构造基本相似。在叶片的横切面上,可分为表皮epidermis、叶肉mesophyll和叶脉Vein三局部。在功能上,表皮主要起保护作用,也具通气作用和蒸腾作用;叶肉是植物体光合作用的主要场所;叶脉主要行使输导和支持作用。在外部形态上,双子叶植物多有腹面〔上面〕和反面〔下面〕之分,两面的色泽具明显差异。在内部构造上,背腹两面也表达出一些不同的特征。1.表皮epidermis上、下表皮在形态上有些差异,可通过颜色、气孔器的多少以及角质膜的厚薄等加以区分。(1)表皮细胞epidermalcell表皮细胞常为不规那么形,外壁上具角质膜。旱生植物为复表皮细胞。(2)气孔器stomatalapparatus气孔器的保卫细胞为肾形,有的植物还具副卫细胞。气孔器散生在双子叶植物.单子叶植物中是平行排列。(3)表皮附属物epidermalappendage表皮毛单细胞或多细胞构成毛状体(4)排水器hydathode叶尖和叶缘常有排水器。2.叶肉mesophyll叶肉是上、下表皮之间的绿色同化组织两面叶:大局部双子叶植物的叶肉细胞分化为栅栏组织palisadetissue和海绵组织Spongytissue。等面叶:少数双子叶植物没有分化出栅栏组织和海绵组织,只形成一些疏松的海面组织,或虽有分化,栅栏组织却分布在叶的两面,这类叶称为等面叶。〔1〕栅栏组织靠近上表皮,细胞呈圆柱形,排列较密,含叶绿体较海绵组织多,光合能力较海绵组织强。〔2〕海绵组织靠近下表皮,细胞不规那么,排列较疏松,具兴旺胞间隙,含叶绿体较少,光合能力较栅栏组织弱。3.叶脉Vein具有输导和支持作用〔1〕通常叶脉纵横交织成网状〔也称为网状脉〕。〔2〕主脉及较大侧脉的维管束由初生木质部、束中形成层、初生韧皮部组成,在靠近上下表皮处常有机械组织,靠近维管束处常有薄壁组织。〔3〕叶脉越分越细,构造也越来越简单。(二)托叶与叶柄petioleandstipule托叶stipule:是叶柄基部的附属物,一般双子叶植物有托叶,单子叶没有托叶。托叶内部构造基本如叶片。叶柄petiole:叶柄构造如茎构造。叶枕:有些植物叶柄和复叶小叶柄基部有关节状膨大的构造,称为叶枕。叶枕引起感性运动与其细胞膨压改变有关。二、禾本科植物叶的构造Leafstructureofgraminaceousplants(一)叶片blade表皮epidermis叶肉mesophyll叶脉vein1.表皮epidermis:构造较复杂,除了表皮细胞、气孔器、表皮毛外,还分布有泡状细胞(运动细胞)。(1)表皮细胞epidermalcell:表皮细胞包括一种长细胞和两种短细胞〔栓细胞和硅细胞〕,细胞壁不仅角化,而且矿化。(2)泡状细胞(运动细胞)bulliformcell:上表皮中,分布有数列具有薄垂周壁的大型细胞,其长轴与叶脉平行,称为泡状细胞。与叶片的卷曲和开张有关。(3)气孔器stomatalapparatus:气孔器的保卫细胞为哑铃形,副卫细胞近似菱形。dumbbell-shapedguardcellsdiamond-shapedsubsidiarycells〔4〕表皮毛epidermalhairs有各种形状。许多植物叶表皮中的硅细胞向外突出成为刚毛。使表皮坚硬,增强抗倒伏能力和抗病虫害的能力。2.叶肉细胞Mesophyllcell〔1〕无栅栏组织与海绵组织分化。〔2〕小麦和水稻等植物的叶肉细胞的壁常向内皱褶形成“峰、谷、腰、环〞的构造,有利于光合作用和气体交换。3.叶脉Vein〔1〕平行脉straightparallelvenation。维管束由木质部和韧皮部以及外面包围的维管束鞘组成。〔2〕维管束鞘的层数和解剖构造因不同植物〔C3或C4植物〕而异。维管束鞘的超微构造以及维管束鞘和周围叶肉细胞的排列状态与光合作用有关。C3植物特点:structuralcharacterofbundlesheathinC3plants〔wheat,barley〕禾谷类植物中的三碳植物〔C3植物〕如小麦、大麦和水稻等,其叶片的维管束鞘通常有二层细胞。外层为薄壁细胞,体积较大,叶绿体较叶肉细胞中小而少,其它细胞器也很少;内层为厚壁细胞,体积较小,不含细胞器和叶绿体,同时也没有“花环〞构造出现。此类植物的光合作用主要在叶肉细胞中进展,因而光合能力较低,也称为低光效植物。C4植物特点:StructuralcharacterofbundlesheathinC4plant〔sugarcane,corn〕禾谷类植物中的四碳植物〔C4植物〕如玉米、高梁和甘蔗等,其叶片的维管束鞘细胞只有一层,体积较大,内含丰富的细胞器和较大的叶绿体,虽然其基粒片层不兴旺,但积累淀粉的能力超过一般叶肉细胞的叶绿体。在维管束鞘周围还毗连着一层排列成环状或近于环状的叶肉细胞,构成“花环型〞的构造,这种构造有利于将叶肉细胞中由四碳化合物所释放出来的CO2再行固定复原,提高了光合效能。因此,四碳植物也称为高光效植物。叶片构造与生态环境的关系Laminastructureandecologicalenvironment一、旱生植物叶片的构造特点Structuralcharacterofxerophyteslamina:theratioofleafsurfaceareaandleafvolumeislower1Thickercuticle,welldevelopedepidermishairsandwaxlayer;someformcompoundepidermis;stomasconcealinstomatalpit;someleavesreducetothorn,acicularorscaly,etc.2developedpalisadetissue;cellwallsinksinwardtoincreasethephotosyntheticarea3denserveins,welldevelopedconductingtissue4welldevelopedmechanicaltissue5leavesofsucculentplantsarefleshyandjuicy,andwithwelldevelopedaqueoustissue,densercellsap二、水生植物叶片的构造特点Structuralcharacteroflaminainhydrophytes水生植物可以直接从周围获得水分和溶解于水中的物质,但却不易得到充足的光照和良好的通气。因此,在长期适应水生环境的过程中,水生植物的体内形成了特珠的构造,其叶片形态构造的变化最为明显。从形态上看,水生植物的叶片通常较薄,有的沉水叶呈丝状细裂。在构造上,表皮细胞壁薄,内含叶绿体,无角质膜或很薄,无表皮毛,沉水叶无气孔,浮水叶只有上表皮具有少量气孔;叶肉不兴旺,无栅栏组织和海绵组织的分化;机械组织、输导组织和保护组织都退化,叶脉很少;通气组织很兴旺。上述这些特征既有利于吸收、通气和光合作用的进展,又增加了叶片的浮力,使水生植物完全能适应水中生活。三、阳地植物和阴地植物叶的构造特点Structuralcharactersofsunplantsandshadeplantsleaves阳地植物sunplants一般叶片较厚,较小,表皮角质膜较厚,栅栏组织和机械组织很兴旺,叶肉细胞间隙小。similartothatofxerophytes’阴地植物shadeplants叶片大而薄,角质膜薄,栅栏组织发育不好,胞间隙兴旺,海绵组织兴旺,胞间隙兴旺。similartothatofhydrophytes’叶的衰老与脱落Senescenceofleafanddefoliation一、叶的衰老1Themechanismofsenescenceofleaf2Thechangeofmorphology,structureandphysiologicalfunctionofleaf二、叶的脱落〔1〕离区abscissionzone:使植物器官〔如叶、花和果等〕脱离母株的组织称为离区;在这个区域中一般具离层和保护层。〔2〕离层abscissionlayer:由于离区中细胞解体或别离,从而使有关器官〔例如叶、枝、花和果等〕脱离的那一层组织。〔3〕保护层protectivelayer:植物器官如叶、枝和果等脱落后,在离区中有几层起保护作用的细胞,称为保护层;这些细胞往往栓质化,以防止病菌的侵入和水分的丧失Thereasonofdefoliation1Changesofenvironment〔drought,lowtemperature〕2Changesofmetabolism〔accumulationofabscisicacid〕3Excretion营养器官之间的联系及其变态
第一节营养器官之间的联系Vinculumamongvegetativeorgans一、营养器官功能的协同性Thecooperativityoffunctionamongvegetativeorgans1.植物体内水分的吸收、输导和蒸腾1absorption,conduction,transpirationofwaterinplants2production,transport,utilizationandstorageoforganiccompoundsinplants水分运输途径:土壤水--根毛--根皮层--根中柱鞘--根导管--茎导管--叶柄导管--叶脉导管--叶肉细胞--叶肉细胞间隙--气孔下室--气孔--大气二、营养器官间构造的联系Structurallinksamongvegetativeorgans(一)根与茎的联系Vinculumbetweenrootandstem1、Dermalsystem1〕epidermis:continuouscoverage2〕periderm:beginatthejointofrootandstem,peridermwasgraduallyformedtowardtwoends.2、FundamentaltissueTheproportionofcortexdecreasesgraduallyfromroottowardsstem,buttopith,thesituationisopposite.3、Vasculartissue1〕primarystructureofroot:Arrangedinalternation,exarchxylem;2〕primarystructureofstem:Collateralbundlering-likearranged,endarchxylem3〕transitionzone:Primaryvascularbundletissueinrootsfinallyformsthatinstemsbybifurcation,translocationandconfluenceinsomepattern.过渡区:根和茎维管组织发生联系的区域,在下胚轴的一定部位。木质部和韧皮部的排列方式由根的相间排列转变为茎的内外排列。转变过程是通过根的初生木质部的分叉、转位和集合几个步骤完成的。4〕theprocessoftransl
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