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文档简介
植物学复习第一章种子和幼苗教学重点:种子的基本构造;种子萌发成幼苗的过程教学难点:种子的基本结构胚的发育胚:是构成种子的最重要部分,是新一代植物体的幼体,由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。种子由胚,胚乳和种皮组成分别来源于合子,初生胚乳核(受精极核)和珠被胚乳是种子储藏营养物质的场所,染色体3n。有的植物当中还有由珠心或者珠被形成的外胚乳,染色体2n。种脐:种子发育成熟后,珠柄与种子断开后在种皮上留下的痕迹种脊:倒生胚珠的珠柄与珠被愈合形成的一条棱种孔:种脐旁边的小孔,是珠孔留下的痕迹。种阜:从外珠被顶端生出的围绕珠孔的海绵状突起假种皮:某些种子外覆盖的一层特殊结构。常由珠柄、珠托或胎座发育而成,例如荔枝和龙眼的可食用部分。盾片:禾本科植物的子叶象盾一样包围着胚芽、胚轴和胚根,称为盾片。种子和幼苗的类型双子叶有胚乳种子单子叶有胚乳种子双子叶无胚乳种子单子叶无胚乳种子子叶出土幼苗和子叶留土幼苗第二章被子植物分类基础难点:胎座类型定根即生长位置固定的根,来源于胚根。定根包含主根和侧根。主根是由胚根生长形成的。侧根是主根上发生的支根。不定根:发生的位置不固定,可以从茎、叶和老根上萌发。根系:一株植物地下所有根的总和称为根系。直根系:有明显的主根和侧根之分的根系。大多数双分子叶植物和裸子植物具直根系。须根系:主根和侧根无明显区别的根系,或全由不定根组成的根系。大多数单子叶植物是这种类型。直立茎平卧茎匍匐茎攀缘茎缠绕茎茎是由胚芽向上发育而成,在茎端和叶腋处生有芽。茎和枝条上着生叶的部位称节,两节之间的茎称节间。根据茎的生长习性可分为叶序:叶在茎或枝条上的排列方式叶互生叶对生叶轮生叶簇生复叶:2个或多个小叶生在一个总叶柄上的叶片识别羽状复叶,掌状复叶,三出叶和单身复叶等单花:被子植物中,有些植物的花单独着生于枝顶或叶腋,称单花。花序:花在总花柄上有规律的排列方式,称花序花序轴:总花柄或主轴称花序轴。花亭:如果花序轴从地下伸出,没有分枝和叶片,称为花亭苞片和总苞:有的花着生位置位于侧生变态叶的叶腋,这种小而简单的变态叶称为苞片,如果苞片集生于花序基部,称总苞。无限花序:花序轴上的花开放的顺序是由基部往顶部,或由边缘开向中心。花序轴可以继续生长。如果花轴上直接生长花,不分枝,称为简单花序。如果花轴分枝,分枝上生长花序,称为复合花序。能够识别判断常见简单花序类型有限花序:花序中最顶点或最中心的花先开,渐及下边或周围,花序轴不再延长。又称聚伞花序花的基本形态理解和掌握完全花、不完全花、两性花、单性花、中性花、杂性花、两被花(同被花、异被花)、单被花、无被花(裸花)、重瓣花、辐射对称花(整齐花)、两侧对称花(不整齐花)、不对称花的定义.花萼,离萼,合萼,副萼,宿存萼花被的排列方式:镊合状,旋转状,覆瓦状雄蕊的常见类型:略雌蕊的类型:单雌蕊,离生单雌蕊,复雌蕊子房和花托的位置:上位、半下位,下位子房
下位花,周位花,上位花胎座的类型:边缘,侧膜,中轴,特立中央,顶生和基生胚珠类型:直生,弯生,倒生和横生了解常见果实类型花程式和花图式第三章细胞细胞是生物有机体的基本结构单位。根据结构不同可以分为原核和真核细胞。真核植物细胞包括细胞壁,原生质体,以及后含物原生质:组成细胞的所有有生命的物质。原生质体:是指活细胞壁以内各种结构的总称。后含物: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、代谢废弃物和植物次生物质细胞器的结构和功能是重点内容细胞壁的主要化学成分:多糖和蛋白质,多糖包括纤维素,半纤维素和果胶质细胞壁包括三层:胞间层,初生壁和次生壁细胞壁的特化:木质化,角质化,栓质化,矿质化初生纹孔场:细胞的初生壁上有一些明显凹陷的较薄区域胞间连丝:穿过细胞壁上的小孔连接相邻细胞的细胞质丝胞间连丝对于植物的意义纹孔的概念和类型主要后含物的种类和鉴别显色反应细胞周期:从一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束之间细胞经历的全部过程。细胞周期包括间期1,合成期,间期2,分裂期有丝分裂和减数分裂的步骤和每个时期的特点第四章植物组织植物组织:形态结构相似,来源相同的细胞所组成的结构和功能单位。组织分生组织成熟组织原生分生组织初生分生组织次生分生组织按来源按位置顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织薄壁组织输导组织机械组织保护组织分泌结构同化组织吸收组织贮藏组织通气组织传递细胞组织分生组织成熟组织原生分生组织初生分生组织次生分生组织按来源按位置顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织薄壁组织输导组织机械组织保护组织分泌结构导管管胞筛管和伴胞筛胞
1.导管(vessel)是被子植物所特有的输水组织,存在于木质部中,它们是由许多长管状的、细胞壁木质化的死细胞纵向连接而成。组成导管的细胞的端壁可形成不同形式的穿孔(perforation)。组成导管的每一个细胞称为导管分子(vesselelement)。导管老化后,周围薄壁细胞的原生质体通过纹孔侵入导管内形成堵塞物,称为侵填体(tylosis),使导管失去输导能力。
①环纹导管(annularvessel)②螺纹导管(spiralvessel)③梯纹导管(scalariformvessel)④网纹导管(reticularvessel)⑤孔纹导管(pittedvessel)导管的类型
2.管胞(tracheid)管胞是绝大部分蕨类和裸子植物的唯一输水机构。在被子植物中,管胞协助导管输导水分和无机盐。管胞也是死细胞,两端斜尖,较导管细,端壁不具穿孔。次生壁增厚也常形成环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹等类型。3.筛管和伴胞(1)筛管(sievetube)筛管是由一些管状的活细胞纵向连接而成。组成筛管的每一细胞称为筛管分子,筛管分子壁薄、无核,其端壁特化为筛板,筛板上有许多筛孔。到秋后,胼胝质沉积在整个筛板上成一种垫状的胼胝体(callosity)将筛孔堵塞,翌年春天,胼胝体溶解,筛管的功能(输导能力)又可恢复。
(2)伴胞(companioncell)位于筛管旁边,细长、两端尖、核大、质浓,与筛管是由同一细胞分裂而来。伴胞的内壁(特别是相对筛管的一面)内突,增强了横向传递作用。伴胞起短途运输的作用,也算是一种传递细胞。4.筛胞(sievecell)筛胞是单细胞,细长、端尖、无明显的筛板,只有一些不太分化的筛孔。运输能力较弱。
组织分生组织成熟组织原生分生组织初生分生组织次生分生组织按来源按位置顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织薄壁组织输导组织机械组织保护组织分泌结构厚壁组织纤维石细胞厚角组织(三)机械组织(mechamicaltissue)
植物体内起支持和巩固等机械作用的组织。
1.厚角组织(collenchyma)
纵向延长,细胞壁角隅处增厚,增厚部分仍为初生壁,主要是纤维素,不木化,生活细胞,常含叶绿体。多见于草质的茎和叶柄等经常摆动的器官的近表皮的周缘部分。
2.厚壁组织(sclerenchyma)细胞壁全部增厚,常木质化,死细胞。(1)纤维(fiber)是两端尖细成梭状的细长细胞。通常相互重叠排列,紧密地结合成束,更能增强组织强度。韧皮纤维(phloemfiber)
木纤维(xylemfiber)(2)石细胞(sclereid或stonecell)多为等茎的,壁特别加厚并强烈木质化或木栓化的细胞。组织分生组织成熟组织原生分生组织初生分生组织次生分生组织按来源按位置顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织薄壁组织输导组织机械组织保护组织分泌结构周皮木栓层栓内层表皮表皮细胞气孔器表皮附属物木栓形成层组织分生组织成熟组织原生分生组织初生分生组织次生分生组织按来源按位置顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织薄壁组织输导组织机械组织保护组织分泌结构分泌细胞分泌腔分泌道排水器腺毛蜜腺盐腺乳汁管第五章根吸收、输导;固着、支持;合成、分泌;此外,有些植物的根还有贮藏、繁殖、呼吸、攀缘等功能。第二节根的形态一、根的类型根据生长位置和来源,可分为定根和不定根。定根即生长位置固定的根,来源于胚根。定根包含主根和侧根。主根是由胚根生长形成的。侧根是主根上发生的支根。不定根:发生的位置不固定,可以从茎、叶和老根上萌发。二、根系的类型一株植物地下所有根的总和称为根系(rootsystem)。直根系(taprootsytem):有明显的主根和侧根之分的根系。绝大多数双分子叶植物和裸子植物具直根系。须根系(fibrousrootsystem):主根和侧根无明显区别的根系,或全由不定根组成的根系。是大多数单子叶植物的特征。二、根的初生结构初生生长(primarygrowth):器官的顶端或居间等初生分生组织分裂、生长、分化的过程称为初生生长。初生结构(primarystructure):由器官顶端或居间的初生分生组织经过初生生长和分化产生的组织结构。也可以说,来自初生分生组织的结构就是初生结构。(一)双子叶植物根的初生结构表皮
皮层
维管柱(中柱)外皮层皮层薄壁细胞内皮层双子叶植物根的初生结构轮廓图表皮
中柱鞘皮层初生木质部初生韧皮部薄壁细胞2.皮层(cortex)是指表皮内方的多层薄壁细胞,来源于基本分生组织,在幼根中起贮藏、通气和横向输导作用。(1)外皮层(exodermis)
:一至多层排列紧密的细胞,细胞体积相对较小。根毛凋萎、表皮脱落后,无次生生长的植物外皮层细胞壁增厚起保护作用。(2)皮层薄壁细胞:多层细胞,体积大、排列疏松,是幼根贮藏营养物质的主要场所,并有横向运输和纵向通气的作用。(3)内皮层(endodermis)
:为皮层最内一层排列紧密的细胞。每个细胞的径向壁上有一条木化和栓化的、环绕细胞一周的带状增厚,这一结构称凯氏带(Casparianstrip,德国人Caspary1865年发现),使根能选择性地吸收物质,并能防止中柱里的溶质倒流至皮层。通道细胞(passagecell):单子叶植物和少数双子叶根内皮层细胞五面或全面增厚,只有少数位于木质部脊处的内皮层细胞保持初期发育阶段的结构,即细胞具有凯氏带,但壁不增厚,这些细胞称为通道细胞。通道细胞起着皮层与中柱物质交流的作用。3.中柱(stele,茎中多称维管柱Vasularcylinder)指内皮层以内的中央部分,由初生分生组织的原形成层分化而来。(1)中柱鞘(pericycle)是中柱最外面、邻接内皮层的细胞层,多由一层薄壁细胞构成。有潜在的分生能力,木栓形成层、部分维管形成层、侧根、不定根、不定芽、乳汁管等均可由此产生。(2)初生木质部(primaryxylem)主要由导管和管胞组成,在中柱中排列成束,依照辐射棱角束的多少分为二原、三原至六原型,六原以上称为多原型。在木质部发育过程中,靠外部的细胞先发育成熟,叫原生木质部,靠中央的细胞后发育成熟,叫后生木质部,这种从外向内成熟的发育方式叫外始式(exarch)。外始式:某结构分化成熟的过程是向心顺序,即从外方向内方逐渐成熟,这种发育方式称外始式,如根的初生木质部,根、茎的初生韧皮部都是外始式发育。(3)初生韧皮部(primaryphloem)主要由筛管和伴胞组成,成束存在,与原生木质部相间排列,分化成熟的方式也是外始式。(4)薄壁细胞(parenchymacell)在初生木质部与初生韧皮部之间为薄壁细胞,在根进行次生生长时可以转变成形成层。大部分双子叶植物根的后生木质部分化到中央,各木质部束在中柱中央互相结合成一整体。少数双子叶植物的后生木质部没有继续向中央分化,而是形成由薄壁细胞组成的髓。毛茛幼根中柱小结:双子叶植物根的初生结构表皮皮层中柱外皮层皮层薄壁组织内皮层(凯氏带)中柱鞘初生木质部初生韧皮部薄壁细胞原生木质部
(外始式)后生木质部原生韧皮部
(外始式)后生韧皮部初生根玉米根的横切不同点
双子叶植物根初生结构单子叶植物根初生结构外皮层多数不明显多数明显,后期栓化或木化内皮层每个细胞都有凯氏带的结构,即发育停留在凯氏带阶段发育后期除木质部脊处的通道细胞停留在凯氏带阶段外,其他细胞均呈五面增厚中柱鞘可产生侧根等,并可形成维管形成层的一部分和木栓形成层一般只能产生侧根,较老的部分则可呈厚壁状态初木部一般为2~5原型多原型髓一般无髓一般有髓相同点:均由表皮、皮层和中柱三部分构成;表皮均具根毛,皮层均有皮层薄壁细胞和内皮层,中柱都有中柱鞘,初生维管组织发育顺序、排列方式相同。双、单子叶植物根初生结构比较(二)侧根在母根上的分布:一般情况下,二原型的根在木质部与韧皮部之间形成侧根;三原型和四原型的根是对着原生木质部的位置形成;在多原型的根中,多是在对着韧皮部的位置形成。内起源:某种结构发生于器官内部组织的方式,称为内起源。如侧根起源于母根的中柱鞘,而中柱鞘则在皮层以内,属内部组织,所以侧根的起源就是内起源。第四节根的次生生长和次生结构多数双子叶植物和裸子植物的根,在初生生长完成后,很快就会进行次生生长,进而形成次生结构。根的次生结构包括次生维管组织和次生保护组织两部分,它们分别是维管形成层和木栓形成层活动的结果。60棉花老根结构第六章茎支持、输导、贮藏、繁殖、光合、保护、攀缘。主要是支持和输导。二、芽的结构及类型(一)芽的概念芽(bud)是枝条、花或者花序的雏体。将来生长成枝条的叫叶芽,生长成花的叫花芽。(二)芽的结构叶芽由顶端分生组织、叶原基、侧芽原基、幼叶组成。花芽由花萼原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基组成。单轴分枝合轴分枝二叉分枝假二叉分枝四、茎的分枝五、禾本科植物的分蘖
分蘖(tiller):禾本科等植物在地下或近地面处所发生的与主茎相差无几的分枝叫做分蘖。(一)原套-原体学说(tunica-corpustheory)把茎端分生组织分为原套和原体两个部分,原套是指茎顶端的表面,有1~数层细胞组成,其细胞分裂除有叶原基或芽原基发生的部位外,只进行垂周分裂;原体是原套内方排列无规律的细胞群,可进行各个方向的分裂,使茎端体积增大这一学说适应于描述绝大部分被子植物,并被大多数学者所接受,所以大部分植物学教材都是以这种学说为主来描述茎端结构的。二、叶原基和芽原基(一)叶原基裸子植物和双子叶植物的叶原基一般发生在茎端分生组织表面的第二或第三层细胞,单子叶植物的叶原基则由表层的原套细胞产生。(二)芽原基顶芽发生于茎端分生组织,腋芽由腋芽原基发育而来,而侧芽原基则发生于叶原基的叶腋处,略晚于叶原基的起源。叶原基和叶芽原基都是外起源。外起源(exogenous):某种结构发生于器官表层的分生组织的方式为外起源,如叶原基和腋芽原基的起源。不同点
根茎表皮无角质层,无气孔,有根毛有角质层,有气孔、表皮毛,无根毛皮层无厚角组织和同化组织,有明显的内皮层,内皮层细胞具凯氏带有厚角组织和同化组织,无明显的内皮层,也无凯氏带,有些种类具淀粉鞘维管柱①有中柱鞘②初生木质部与初生韧皮部各自成束相间排列③初木发育为外始式④中央为后生木质部,少数种类有髓,但无髓射线①无中柱鞘②初木与初韧内外并列,共同组成维管束③初木内始式④有髓和髓射线相同点:都由表皮、皮层和维管柱三部分组成,表皮都是一层细胞,初生韧皮部都是外始式发育。双子叶植物根与茎初生结构的异同维管束:分散在基本组织中,在实心茎中星散分布,在中空茎中排成疏松的两环。维管束由初生韧皮部、初生木质部和维管束鞘三部分组成,无束中形成层,为有限外韧维管束。初生木质部成熟方式为内始式;初生韧皮部由筛管和伴胞组成;维管束鞘由厚壁细胞组成。不同点双子叶植物茎禾本科植物茎表皮细胞多由两种细胞组成,即表皮细胞和保卫细胞由角质化长细胞、栓细胞、硅细胞、保卫细胞、副卫细胞规则组成基本组织有皮层、髓和髓射线之分,表皮下的机械组织为厚角组织无皮层、髓和髓射线之分,表皮下的机械组织为厚壁组织维管束的排列排成一环或成筒状大致两轮或星散排列维管束的结构无限外韧或双韧维管束,可产生次生结构有限外韧维管束,不产生次生结构禾本科植物茎与双子叶植物茎初生结构的异同相同点:都有表皮、基本组织和维管束等组成,基本组织中都有机械组织和同化组织,表皮上都有气孔和角质层。维管束中的初生木质部都是内始式,初生韧皮部都是外始式。禾本科植物茎与双子叶植物茎初生结构的比较名词解释:叶痕(leafscar):节上的叶子脱落后留下的痕迹,形状,大小因种而异。维管束痕(bundlescar,简称束痕):在叶痕内,叶柄与枝条(分枝的茎)相连的维管束断离后留下的痕迹。芽鳞痕(budscalescar):鳞芽展开时其外的鳞片脱落后留下的痕迹。人们可根据芽鳞痕的数目判断技条的年龄,根据相邻芽鳞痕的距离判断技条的生长速度。皮孔(lenticd):茎与外界交换气体的通道,是原气孔下的木栓形成层产生的大量疏松的补充组织突破表皮和周皮而形成的结构,形状各异。
双子叶植物茎的次生结构第七章叶叶的功能:光合作用(photosynthesis)光合作用:植物利用太阳能把水和二氧化碳合成有机物,同时放出氧气的过程。蒸腾作用:植物体内的水分通过活的植物体的表面以气体状态散发到大气中的过程,称为蒸腾作用。1.产生蒸腾拉力,促进根系吸水;2.促进水分和溶质的传导,即根吸收的水分和无机盐进入茎的导管或管胞,随蒸腾流上升,迅速分布到地上各部以被吸收利用;3.调节体温,免遭灼伤。双子叶植物的叶包括了叶片、叶柄和托叶三部分组成。叶片、叶柄和托叶三者都有的称为完全叶,缺少其中任一部分或两部分的称为不完全叶叶片叶柄托叶第一节叶的组成叶是由叶原基生长发育而来,叶原基以外起源的方式产生于茎端分生组织。叶原基的基部形成托叶原基,托叶原基发育较早。第二节叶的发生与叶的生长
一、叶的起始和形态发生第四节叶的结构一、双子叶植物叶片的结构双子叶植物的横切面上可以分为表皮、叶肉和叶脉三个部分双子叶植物的气孔器(二)叶肉(mesophyll)叶肉有栅栏组织和海绵组织分化的为异面叶(又称两面叶)。无栅栏组织和海绵组织分化或两面都有栅栏组织分化的为等面叶。1.栅栏组织(palisadetissue)一般双子叶植物叶片中,近上表皮的叶肉细胞呈长柱形,垂直于叶片表面,整齐地排列成栅栏状。通常1~3层,含叶绿体较多,光合效率高。2.海绵组织(spongytissue)在双子叶植物叶片中,位于下表皮和栅栏组织之间的、细胞大小和形状不规则、排列极其疏松有较大胞间隙的同化组织被称为海绵组织。细胞中含叶绿体比栅栏组织中的少。兼光合和通气的功能。棉异面叶中的栅栏组织和海绵组织
2.泡状细胞(bulliformcell):在禾本科植物和其他单子叶植物中,两叶脉之间的上表皮细胞特化,成为一些纵行排列,在横切面上排成扇形,壁薄,有较大的液泡,无或有少量叶绿体的特殊大型细胞,称为泡状细胞。因它们与叶片的卷展有关,所以又称运动细胞(motorcell),即气候干燥时极易失水而引起叶片卷曲,减少蒸腾。单子叶植物的气孔器C3植物(固定CO2的最初产物是三碳化合物——3-磷酸甘油酸)的维管束鞘有两层细胞,外层细胞体大、壁薄、不含或含有少量叶绿体;内层细胞体小、壁厚,几乎不含叶绿体。水稻叶(C3植物)
C4植物(固定CO2的最初产物是四碳化合物——草酰乙酸)的维管束鞘是一层细胞,体大、壁薄、内含较大的叶绿体。与其毗邻的叶肉细胞排成一圈“花环”状结构。不同点双子叶植物叶片单子叶植物叶片表皮表皮细胞无长、短细胞之分有一种长细胞和两种短细胞气孔器保卫细胞肾形、副保卫细胞有或无保卫细胞哑铃形、副保卫细胞近菱形泡状细胞无上表皮有
叶肉有栅栏组织和海绵组织之分无栅栏组织和海绵组织之分
叶脉主脉中有形成层。细脉有由一层薄壁细胞形成的维管束鞘,维管束鞘细胞中几乎不含叶绿体。主脉中无形成层。①C3植物的细脉有两层维管束鞘,外层细胞壁薄,有或无叶绿体,内层细胞壁厚,不含叶绿体;②C4植物的细脉有一层维管束鞘,其细胞壁薄,体大含有较大的叶绿体,周围有一层“花环”形的叶肉细胞第一节花的组成与花序一、花的概念花(flower):为种子植物的生殖器官,是适应于生殖的不分枝的变态短枝。第八章花完全花模式图二、花的组成与形态完全花(completeflower):花中花萼、花冠、雄蕊、雌蕊都有的花。不完全花(incompleteflower):花中花萼、花冠、雄蕊、雌蕊缺少其中任一部分或几部分的花。花梗(pedicel):连接茎与花的轴状结构,它支持着花,并向花输送营养物质。果实形成时成为果柄。花托(receptacle):花梗顶端着生花萼、花冠、雄蕊、雌蕊的部分,有各种形状。(一)花萼(calyx)花的最外一轮,由若干个萼片(sepal)组成。通常呈绿色,具保护幼花、幼果并兼具光合作用的功能。离萼:萼片各自分离的称离萼。合萼:萼片彼此连合的花萼,或完全连合,或部分连合。若是部分连合,则将连合部分称为萼筒,上端分离部分称为花萼裂片。副萼:花萼通常一轮,少数两轮,若是两轮,其外轮的称副萼(epiculyx)或苞片(bvact)。宿存萼(persistentcalyx):多数植物的花萼早落,但有些植物的花萼至果实成熟时仍存在,被称为宿存萼或花萼宿存,如茄、柿等。(二)花冠(carolla)一朵花所有花瓣(petal)的总称。位于花萼内侧,有各种不同的颜色或芳香的气味。具保护雌、雄蕊和招蜂引蝶的作用。花瓣完全分离的叫离瓣花
;完全合生或仅基部合生的叫合瓣花,基部连合的部分叫花冠筒(corollatube),上部分离的部分叫花冠裂片(corollalobe)。花萼与花冠总称花被(periantt),二者齐备的为两被花(dichlamyoleousflower),缺少其中之一的为单被花(monochlamydeorsflower),二者全无的称无被花(monochlamydeousflower)或裸花(nudeflower)。萼片和花瓣的形状、颜色等都相同的称同被花。花萼和花冠的形状、颜色有明显差异的称异被花。花瓣数目比正常的多,常为数轮的,称重瓣花(pleiopetalousflower)。(三)雄蕊群(androecium)一朵花内所有的雄蕊(stamen)总称为雄蕊群。在花冠的内方,生于花托上或花冠上(即花冠着生),由花丝(filament)和花药(anther)组成。花药一般有4个花粉囊,里面产生花粉粒,花粉粒里有精子。
(四)雌蕊群(gynoecium)一朵花中所有雌蕊(pistil)总称为雌蕊群。多数植物的花只有1个雌蕊,位于花的中央,可分为柱头(stigma)、花柱(style)和子房(ovary)三部分。子房通常膨大,里面着生有胚珠,受精后子房发育成果实,胚珠发育成种子。心皮(carpel):组成雌蕊的基本单位,是适应于生殖的变态叶。雌蕊一般由1~3个心皮构成。三、两性花与单性花两性花(bisexualflower):即有雄蕊,又有雌蕊,且都能发育到性成熟的花。单性花(unisexualflower):仅有有生殖能力的雄蕊或雌蕊的花。只有雌蕊的称雌花,只有雄蕊的称雄花。同一株植物上即有雌花又有雄花的称雌雄同株(monoecious);雌花和雄花分别生在不同植株上的称雌雄异株(dioecous)。无性花(neutralflower):既无雌蕊,又无雄蕊的花称无性花,又称中性花。例如向日葵头状花序边缘部分舌状花。四、禾本科植物的花花序—小穗—小花小花的组成:1枚外稃、1枚内稃、2枚浆片、3或6枚雄蕊、1枚雌蕊。小穗的组成:1对颖片和1~几朵小花。以小穗为基本单位集合成不同类型的花序。水稻的小穗和小花一、花药的发育和结构发育成熟的花药结构包括表皮、药隔、花粉囊三部分。花药通常有四个花粉囊,中部为药隔,药隔主要是薄壁细胞,中有一个维管束。花粉囊是产生花粉粒的地方,花粉成熟后,花药每一侧的两个花粉囊互相打通,各成为一室叫药室。花药开裂,花粉粒散出花药的发育花药结构图周缘细胞(外)平周分裂垂周分裂药室内壁
纤维层(与花药开裂有关)中层(最后消失)绒毡层(2N)(为花粉粒提供养料,最后也消失)造孢细胞(内)(2N)四分体(N)单核花粉粒有丝分裂花粉母细胞(2N)减数分裂花粉囊壁孢原细胞(2N)平周分裂原表皮表皮药隔及维管束幼花粉囊花药花药的发育过程分离二、花粉粒的发育和结构(一)小孢子的发生初生造孢细胞一般要经过几次有丝分裂,然后形成花粉母细胞(pollenmothercell),又称小孢子母细胞(microsporocyte),也有由造孢细胞不经分裂直接发育成花粉母细胞的。花粉母细胞经过减数分裂形成四分体,四分体的胼胝质壁溶解,形成4个单核花粉粒,即小孢子(microspore)。花粉母细胞减数分裂时的胞质分裂,有连续型和同时型两种方式:连续型四分体的4个细胞排列在同一平面上,成为等双面体;同时型的四分体的4个细胞不在一个平面上,成为四面体排列。(二)雄配子体的形成雄配子体(malegametophyte):即成熟的花粉粒,由营养细胞和生殖细胞或两个精子共同组成。单核居中期花粉粒生长单核靠边期花粉粒有丝分裂有丝分裂营养细胞生殖细胞精细胞(sperm,即雄配子malegamete)精细胞周缘细胞(外)平周分裂垂周分裂药室内壁
纤维层(与花药开裂有关)中层(最后消失)绒毡层(2N)(为花粉粒提供养料,最后也消失)造孢细胞(内)(2N)四分体(N)单核花粉粒生殖细胞(N)营养细胞(N)有丝分裂精细胞(N)有丝分裂花粉母细胞(2N)减数分裂精细胞(N)花粉囊壁孢原细胞(2N)平周分裂原表皮表皮药隔及维管束幼花粉囊花药花药与花粉粒的发育形成过程有丝分裂分离
雌蕊的结构一、胚珠的发育和结构胚珠的结构:胚珠由珠柄、珠心、珠被、珠孔、合点和胚囊组成。二、胚囊的发育和结构
(一)大孢子(单核胚囊)的发生珠孔端珠心表皮下的薄壁细胞
生长、分化孢原细胞平周分裂
4个大孢子(珠孔端的3个退化消失,合点端的一个发育,成为功能大孢子)
功能大孢子(单核胚囊)周缘细胞
分裂
形成珠心的一部分造孢细胞
长大
胚囊母细胞
减数分裂直接发育(小麦、水稻)(二)雌配子体(成熟胚囊)的形成功能大孢子发育单核胚囊有丝分裂2核胚囊有丝分裂
4核胚囊
有丝分裂
8核胚囊产生细胞壁形成7细胞的成熟胚囊,即雌配子体(femalegametophyte)。雌配子体的7个细胞是:1卵(eggcell)、2助(synergid)、3反足(antipodalcell)、及1个含2极核的大的中央细胞(centralcell)。
胚囊(雌配子体)花粉粒(雄配子体)卵细胞:细胞梨型,珠孔端狭长,液泡大,与
助细胞之间以胞间连丝相通助细胞:向内形成丝状器,有助于营养物质的
吸收和运输。还有引导花粉管进入胚
囊的作用。受精后解体。反足细胞:大部分植物有3个反足细胞。细胞器
多,细胞壁内凸,代谢活跃,与胚囊
吸收营养物质有关。中央细胞:体积大,液泡大,代谢活动活跃,储藏营养物质。现将胚珠的结构和胚囊的发育过程归纳表解如下:珠柄珠被珠心薄壁细胞解体消失孢原细胞周缘细胞(外)
部分珠心细胞造孢细胞(内)
胚囊母细胞四分体近珠孔的三个退化消失里面的一个发育单核胚囊(n)7细胞8核成熟胚囊(雌配子体)(n)卵细胞1个(n)(雌配子)助细胞2个(n)极核2个(n)(中央细胞1个,2n)反足细胞3个(n)受精后平周分裂减数分裂分裂或不分裂3次有丝分裂胚珠长大(2n)(2n)(n)或直接发育(二)花粉管的生长经识别且已伸长突破柱头表面的花粉管,向花柱中生长。在空心花柱中,沿花柱道内表面生长;在实心花柱中,花粉管常在引导组织的胞间隙中生长,并从花柱组织吸收营养物质。花粉管通过花柱到达子房后,一般沿着子房壁内表面或胎座继续生长,直至到达胚珠,最后多从胚珠的珠孔进入胚囊进行受精。
二细胞型花粉中的生殖细胞要在花粉管中分裂形成2个精细胞。(三)双受精过程花粉管到达胚囊后,经一个助细胞的丝状器进入。花粉管进入助细胞后,助细胞立即解体,花粉管顶端或亚顶端的一侧形成一小孔,两个精细胞和其他物质喷射至卵细胞和中央细胞之间。其中一个精细胞与卵融合,形成2N的受精卵(合子zygote),将来发育成种子的胚(embryo);另一个精子与中央细胞的两个极核融合,形成3N的初生胚乳核(primaryendospermnucleus),将来发育成胚乳(endosperm)。(四)双受精的生物学意义1.保证了物种遗传的相对稳定性单倍体的精细胞和卵细胞融合形成二倍体的合子,恢复了植物原有的染色体数目,保持了物种遗传性的相对稳定。2.丰富了植物的遗传变异性
经过减数分裂后形成的精、卵细胞在遗传上常有差异,受精后形成的后代常出现新的性状,丰富了植物的遗传变异性。
3.具双亲遗传性的胚乳,可使子代生活力更强经受精作用形成的3N胚乳,同样结合了父、母本的遗传特性,生理上十分活跃,被胚吸收后,对胚的性状具有一定的影响,可使后代的变异性更大、生活力更强、适应性更广。双受精是被子植物所特有,是植物界有性生殖的最进化、最高级的受精方式,它不仅是被子植物在植物界占优势的重要原因,也是植物遗传和育种学的重要理论依据。1.双子叶植物胚的发育合子经休眠后进行不等分裂形成基细胞、顶细胞的2细胞原胚,继续分裂形成4细胞原胚
8细胞原胚
球形原胚过渡期胚
形成子叶原基(心形胚)子叶基部胚轴伸长,鱼雷形胚子叶发生弯曲,弯子叶胚。
子叶继续伸长,最后成熟胚分化完成(在胚囊内弯曲成马蹄形)胚柄退化消失。双子叶植物胚的发育果实的发育果实(fruit):被子植物的花经传粉、受精后,由子房或有花的其他部分参加而形成的具有果皮及种子的器官。即传粉受精后:子房壁果皮子房胎座胎座果实胚珠种子第三节植物个体发育与被子植物生活史个体发育(ontogeny)是指任一植物个体,从其生命活动的某一阶段开始(如孢子、种子或合子等),经过一系列的生长、发育、分化、成熟(包括形态上、生理上和生殖等),直到又重新出现开始阶段的全过程。此过程也称生活周期(lifecycle)或生活史(lifehistory)。被子植物生活史一般是指从上一代种子萌发开始到下一代种子形成所经历的全过程。二倍体阶段或孢子体世代(sporphytefengeneration):是从受精卵(合子)开始,至花粉母细胞和胚囊母细胞进行减数分裂前为止。这一阶段细胞内染色体数目为二倍体,称二倍体阶段或孢子体阶段,又称孢子体世代。单倍体阶段或配子体世代(gametophytegeneration):是从花粉母细胞和胚囊母细胞进行减数分裂形成单核花粉(小孢子)和单核胚囊(大孢子)开始,直到分别发育为含精子的成熟花粉及含卵细胞的成熟胚囊为止。这时细胞染色体数目为单倍体,称单倍体阶段或配子体阶段,又称有性世代或配子体世代。世代交替(alternationofgeneration):在植物生活史中,二倍体的孢子体阶段(无性世代)和单倍体的配子体阶段(有性世代)有规律地交替出现的现象,称世代交替。被子植物世代交替中出现的减数分裂和受精作用,是整个生活史的关键,也是二个世代交替的转折点。第三节植物界的基本类群按两界系统,植物界的基本类群为:藻类植物菌类植物地衣植物苔藓植物蕨类植物裸子植物被子植物低等(无胚、原植体)植物孢子植物植物界维管植物种子植物高等(有胚)植物一、低等植物(lowerplant)植物体结构简单,无根茎叶的分化,生殖器官常是单细胞的,有性生殖过程中,合子萌发不形成胚,而直接发育成新的植物体。(一)藻类植物(algae)植物体为单细胞、群体、丝状体或片状体,多生活在水中,细胞一般具有光合色素,生活方式自养,生殖方式有营养繁殖、无性生殖和有性生殖。(二)菌类植物(fungi)植物体为单细胞、群体、丝状体或其他无根、茎、叶分化的形态。一般不含光合色素,异养生活。无性生殖非常发达,可以产生各种类型的孢子。菌类植物约9万种,分为细菌、黏菌和真菌。
(三)地衣植物(Lichens)真菌和藻类的共生体
真菌吸收水、无机盐等,并保护藻类。藻类光合作用,制造养料。二、高等植物(higherplant)包括苔藓植物门、蕨类植物门、裸子植物门和被子植物门。多为陆生。除苔藓植物外,一般都有根、茎、叶和维管组织的分化,生殖器官由多个细胞构成,受精卵形成胚,再长成植株。生活史中具有明显的世代交替。两种类型的植物体(孢子体和配子体)差异很大。(一)苔藓植物门(Bryophta)苔藓植物是小型的陆生高等植物,生长在潮湿的环境中,属于水生到陆生的过渡类型。苔藓植物一般特征:①植物体有类似茎叶的分化,但并不是真正的茎和叶,具假根;②生殖器官为多细胞结构,有多细胞的保护壁层;③受精卵发育为胚;④绝大多数生活在阴湿的陆地上,是水生到陆地的过渡类型;⑤为非维管植物;⑥具有明显的的异形世代交替,配子体发达,孢子体不能独立生活。(二)蕨类植物门(Pteridophyta)羊齿植物、高等的孢子植物;原始的维管植物(Vascularplant),具有根茎叶的分化具有明显的世代交替,孢子体比配子体发达配子体和孢子体均能独立生活。1.蕨类植物的主要特征(1)孢子体:多年生草本,具根、茎、
叶的分化。
①根:常为不定根②茎:具有多种类型的中柱,但是无形成层原始类型:生长在地下,辐射对称的圆柱体或块状,无叶绿素,与真菌共生,具二叉分枝,有假根。大多数蕨类:生在阴湿的地表,具背腹分化的绿色叶状体。腹面产生颈卵器和精子器。独立生活。精子器颈卵器(2)配子体又称原叶体(三)裸子植物门是介于蕨类植物和被子植
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