卢大儒 《生命科学导论》课件第二讲(1)-植物的形态结构与功能

第二讲

1、植物的结构与功能

2、动物的结构与功能植物的结构与功能植物的结构与功能植物的结构与功能植物的细胞结构植物的结构与功能植物的结构与功能组织——具有特定功能的细胞群，由相同来源的细胞群组成的结构功能单位植物的组织分生组织（meristematictissue）薄壁组织（parenchymatissue）机械组织（mechanicaltissue）保护组织（protectivetissue）输导组织（conductingtissue）分泌组织（secretorytissue）成熟组织（永久组织）基本组织植物的组织组织系统(tissuesystem)

一个植物整体上，或一个器官上的一种组织，或几种组织在结构和功能上组成一个单位，称为组织系统。

皮组织系统(dermaltissuesystem)维管组织系统(vasculartissuesystem)基本组织系统(fundamentaltissuesystem)表皮周皮木质部韧皮部厚角组织薄壁组织厚壁组织植物的组织1．分生组织有持续分裂能力顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织植物的分生组织植物的组织2．薄壁组织

由薄壁细胞组成。

普遍存在于植物体的各个部分，组成了根和茎中的皮层及髓、维管组织中的薄壁组织、叶肉中的叶肉细胞、花器官的各部分以及果实的果肉。

可特化为同化组织、储藏组织、储水组织和通气组织。

是植物体进行光合作用、呼吸作用、贮藏作用、分泌作用等重要生理过程的场所，还参与水分和营养物质的吸收以及物质转运等过程。植物的组织3．机械组织细胞壁强烈加厚起机械支持作用厚角组织：主要成分为果胶质，能把纤维素粘合在一起，从而使组织具有柔韧性。生活的细胞。厚壁组织：死细胞。细胞壁具有次生加厚，并充填着木质素。有纤维和石细胞两种A.厚角组织B.石细胞C.纤维植物的组织4．输导组织木质部：导管、管胞、纤维和薄壁细胞等多种细胞构成。输水组织；营养物质的转运和贮藏有关；支持作用。韧皮部：筛管、伴胞、薄壁细胞和纤维等多种不同类型的细胞构成。运输有机物质。植物的组织5．保护组织表皮：是根、茎、叶、花、果实和种子等器官次生生长前最外层的细胞层，表皮细胞功能繁多，除了均匀的、相对不特化的表皮细胞外，表皮中还有保卫细胞、表皮毛或其他特化的细胞。为植物体的初生结构提供了有效的保护，同时也降低了蒸腾作用引起的水分丧失。周皮：当根、茎开始次生生长时产生的次生保护组织。由木栓形成层、木栓层和栓内层组成。在不同物种和组织中，木栓形成层可分别由表皮细胞、皮层细胞、中柱鞘细胞或其他生活细胞转化而来，木栓形成层经过平周分裂形成径向成行的细胞行列，它们向外分化成木栓层，向内则分化成栓内层植物的组织6．分泌组织外部分泌结构大多位于植物器官表面，其分泌物能直接分泌到植物体外，常见类型有腺毛、蜜腺和排水器等；内部分泌结构埋藏在植物体的薄壁组织中，分泌物积聚在细胞腔内或细胞间隙中，常见类型有分泌细胞、分泌腔、分泌道和乳汁管。植物的组织器官——实现生物体的某一重要生理功能，由不同的组织按一定规律和空间形成的生物体局部的特定形态结构。被子植物的器官：根、茎、叶——营养器官

花、果、种子——繁殖器官初生生长，次生生长植物的营养器官根固着支持贮藏合成物质植物的营养器官—根直根系，和须根系根的内部结构：根尖:根冠：薄壁细胞组成；内侧的顶端分生组织补充根冠细胞消耗；粘液鞘。分生区：顶端分生组织所在位置：伸长区：细胞逐渐停止分裂，开始分化；土壤中延伸。成熟区（根毛区）：分生组织不断产生的细胞长大、伸长、成为成熟区。植物的营养器官—根成熟区——根的初生结构表皮：吸收水分和矿质元素，具根毛。皮层：外皮层+皮层薄壁细胞+内皮层构成，内皮层具有凯氏带增厚。维管柱最外面为中柱鞘。中柱鞘以内是初生韧皮部和初生木质部。侧根是从中柱鞘细胞反复分裂，然后突破皮层和表皮形成的。根中一般无髓（某些单子叶植物除外）。植物的营养器官—根2．根的次生结构

根中的侧生分生组织，包括维管形成层和木栓形成层——次生维管组织和周皮。维管形成层：初生木质部与初生韧皮部之间原形成层细胞的分裂；与原生木质部相对的中柱鞘细胞分裂，内侧的子细胞参与维管形成层的组成，于是形成了环绕在初生木质部外侧的连续的维管形成层。由维管形成层分裂产生的细胞，一部分向内分化，形成次生木质部另一部分向外分化形成次生韧皮部。不等速分裂——等速分裂，根加粗。木栓形成层：中柱鞘细胞恢复分裂能力。木栓层+木栓形成层+栓内层

周皮维管射线植物的营养器官—根根的次生结构植物的营养器官—根根系对水分和矿质元素的吸收水分：（1）质外体运输，即经过细胞壁的转运；

（2）共质体运输，即经过胞间连丝从原生质体到原生

质体的转运；

（3）胞间转运，即通过液泡使水分从一个细胞转运到

另一个细胞的方式。无机元素植物的营养器官—根维管形成层在寒冷的冬季或长时间的干旱时，停止活动。在一年里温湿条件较好的季节，产生的木质部细胞管径较大，壁较薄，称为早材；相反在干旱的季节，生成的木质部细胞管径较小，壁较厚，称为晚材。在木材的横切面上，交替着早材和晚材的环带，称之为生长轮(growthrings)或年树轮，在季节分明的地区，年轮是很明显的。双子叶植物的木材称为硬材，因为在木质部有导管，管胞，纤维等；松柏类的木材称为软材，因为木质部里只有管胞和薄壁射线细胞，没有导管和纤维，硬度较低。木材与年轮植物的营养器官—根植物的营养器官—根早材(earlywood)晚材(latewood)心材(heartwood)边材(sapwood)植物的营养器官—根*根的利用许多植物的根可以食用，如红薯，木薯，豆薯，甜菜，菊芋……；许多植物的根作药用，如人参，田七，何首乌，地黄，当归，乌头，郁金，丹参，牡丹根皮；有些根可作香料，如香根，辣根，产于北美的檫木根；有些植物的根可能危及建筑物，如栽植作行道树的高山榕(Ficusaltissima)，其发达的根系常常堵塞下水道。植物的营养器官—根植物的营养器官—根Ficussp.

Aforestiscomposedofasingletree植物的营养器官—根植物的营养器官—根茎输导作用支持作用节，节间，叶腋，

芽，叶痕植物的营养器官—茎茎端分生组织及其功能茎端分生组织的活动不仅形成茎的初生结构，而且与叶等侧生器官的发生有关。茎尖的初生分生组织原表皮原形成层基本分生组织表皮维管柱皮层和髓植物的营养器官—茎茎的初生结构表皮:

单层生活细胞皮层:主要薄壁细胞维管柱：维管束+

髓+髓射线维管束初生木质部：内始式。导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维形成层：束中形成层初生韧皮部：外始式。筛管、伴胞、韧皮薄壁组织和韧皮纤维植物的营养器官—茎茎的次生结构维管形成层:

束中、束间

形成层周皮次生木质部：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞，木射线维管射线：韧皮射线+木射线次生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞，韧皮纤维，韧皮射线，（石细胞）植物的营养器官—茎茎的输导作用植物从土壤中吸收的水和无机离子主要通过茎的木质部导管向上运输，而叶通过光合作用合成的有机物则经由筛管向下运输。蒸腾流-内聚力-张力学说压力流动学说植物的营养器官—茎茎植物的营养器官—茎植物的营养器官—茎植物的营养器官—茎植物的营养器官—茎植物的营养器官—茎叶光合作用，蒸腾作用完全叶叶片叶柄托叶植物的营养器官—叶叶片形态植物的营养器官—叶植物的营养器官—叶植物的营养器官—叶植物的营养器官—叶双子叶植物的叶片表皮：上表皮下表皮，气孔，表皮毛叶肉：上、下表皮之间含有多数叶绿体的薄壁细胞

的总称（海绵组织，栅栏组织，维管组织）植物的营养器官—叶单子叶植物,禾本科植物的叶表皮细胞排列整齐，通常是一个硅质细胞和一个栓质细胞交互排列；表皮上的气孔一般呈纵行排列，上、下表皮均有，气孔保卫细胞呈哑铃形，其外侧各有一个副卫细胞。叶表皮结构含有一些大型的含水泡状细胞,液泡大，较少或没有叶绿素，径向壁薄，外壁较厚，在横切面上呈扇形；这些细胞往往位于两个维管束之间的部位，一般认为泡状细胞与叶片的卷曲和开张有关。小麦叶表皮植物的营养器官—叶禾本科植物的等面叶，叶肉没有栅栏组织和海绵组织的分化，除气孔内方有由较大细胞间隙构成的孔下室外，叶肉内的细胞间隙都比较小。叶内的维管束一般平行排列，维管束外围有由1-2层细胞构成的维管束鞘，维管束与表皮之间通常有发达的纤维细胞，较大的维管束甚至被纤维细胞所包围。禾本科有些植物（如：甘蔗、玉米、高梁等）属于C4植物，它们的维管束鞘与叶肉细胞常形成特殊的“花环式”结构，即发达的维管束鞘外侧紧密毗连着一圈叶肉细胞，C4植物叶片的这种结构特征与它们的高光合作用效率有关。小麦叶横切面植物的营养器官—叶叶脉类型植物的营养器官—叶植物的营养器官—叶叶序

叶在茎上排列的方式

对生

互生

轮生

丛生植物的营养器官—叶单叶与复叶单叶（一个叶柄上着生一个叶片的叶）复叶（一个叶柄上着生多个叶片的叶）女贞南天竺植物的营养器官—叶Chaenomeleslagenaria

植物的营养器官—叶花完全花花梗花托花被雄蕊群雌蕊群(心皮群）植物的生殖器官—花植物的生殖器官—花柱头花柱珠被子房壁极核卵细胞雌蕊的构造植物的生殖器官—花

植物的生殖器官-种子成熟的种子胚、胚乳、种皮当花粉发育成熟并通过传粉媒介落到雌蕊的柱头上后，花粉粒会很快萌发产生花粉管，将精子运送到胚囊。精子被释放后，一个精子与卵核融合，形成二倍体的合子；另一个精核则与两个极核配合，产生三倍体的胚乳核，完成双受精过程。

第六节植物

植物的生殖器官-种子(一)花粉和胚囊的形成二、植物的发育过程1.花粉的形成孢原细胞经过多次有丝分裂小孢子母细胞(花粉母细胞)

减数分裂小孢子

有丝分裂花粉一个营养细胞（花粉细胞）和一个生殖细胞（分裂成2个精子）第二节发育的类型花粉的形成花粉颗粒一般直径15－50μ第二节发育的类型2.胚囊的形成第二节发育的类型孢原细胞直接发育和横分裂2细胞大孢子母细胞减数分裂4个单倍体细胞

3个细胞退化1个发育成大孢子

核分裂3次成7个细胞8核[1个卵细胞、1个中央细胞（2个极核）、3个反足细胞、2个助细胞]花粉和胚囊的发育第二节发育的类型

授粉:

花粉（雄性配子）在花蕊（雌性生殖器官）的柱头上发育长出花粉管，精核进入与卵核结合。(二)授粉和受精反足细胞极核卵细胞助细胞第二节发育的类型

双受精两个精核中的一个与卵核融合形成合子，另一个与极核形成胚乳，作为发育时的养料。这个受精过程被称为被子植物的双受精。第二节发育的类型1.种子的形成(三)种子萌发胚珠种子珠被种皮子房果实第二节发育的类型第二节发育的类型2.种子的散布风、水、人与动物第二节发育的类型遇合适的条件，如充足的水分、足够的氧气和适合的温度，种子就会萌发，长成幼苗，再进入植株的生长发育期。3.种子萌发多数栽培植物的种子只有2年的寿命，谷类作物种子的寿命一般可达5a一10a。少数植物的种子有更长的寿命。多数植物的种子成熟后，需要经过一段休眠时间才能萌发。第二节发育的类型

苹果和桃必须经过一段低温时期才能萌发。有证据说明，种子最初形成时有化学抑制物生成，这种抑制物在低温下逐渐分解，等到其他条件适合种子萌发时，抑制物已大部分解，因而种子才能适时萌发。沙漠中的被子植物能产生抑制种子萌发的物质，只有在下了足量的雨水后，抑制物被洗去，土地也有了足够的水分，种子才能萌发，这是植物对沙漠环境的一种适应。有些植物的种子只有在从鸟类的消化道排出之后才能萌发。这种特性就更进一步地保证了植物扩展它们的生活领域。种子萌发过程第二节发育的类型

植物的生殖器官-种子种子萌发种脐种孔（蚕豆）

植物的生殖器官-种子小麦种子的萌发

第六节植物

植物的生殖器官-种子果/种子

被子植物的果实

被子植物的果实

被子植物的果实营养繁殖——营养体的一部分从母体中分离直接形成新的个体的一种繁殖方式；无性繁殖——一些具有生殖功能的细胞不经两性的结合，直接发育成新个体的过程；有性繁殖——通过两性细胞的结合形成新个体的过程。

第六节植物植物的繁殖繁殖方式：营养繁殖、无性繁殖和有性繁殖世代交替现象：生物的生活史中，孢子体世代和配子体世代（即无性世代和有性世代）交替出现，这就是生物生活史中的世代交替现象。孢子体：生物个体可以产生行无性生殖的孢子，称为孢子体，孢子体由合子发育而来，这个阶段为孢子体世代。配