第一章植物细胞与组织

植物学授课人：邱志萍备战2015年生物奥赛当前第1页\共有114页\编于星期五\21点基本特征：*植物细胞有细胞壁，具有比较稳定的形态；*绿色植物能利用太阳光能，光合自养生活；*植物的生长发育是持续的（不断产生新器官）；*除简单的植物能运动外，多数植物都不能迅速作出运动反应，往往只能在形态上出现适应变化；*植物细胞具有全能性。植物的基本特征当前第2页\共有114页\编于星期五\21点进化规律：*水生→陆生；*简单→复杂；*单细胞→多细胞；*生活史：配子体世代占优势→孢子体世代占势*生殖方式：同配生殖→异配生殖→卵式生殖当前第3页\共有114页\编于星期五\21点※植物形态学——研究植物的形态结构及其

发生、发育规律的科学

※植物生理学——研究植物的生长发育、

代谢调控等生命活动规律

及机理的科学

※植物系统学——研究植物种类划分、

探索植物类群间的亲缘关系，

建立植物的自然分类系统

※植物生态学——研究植物与环境相互关系

当前第4页\共有114页\编于星期五\21点第1章植物的细胞和组织第1节植物细胞的形态结构当前第5页\共有114页\编于星期五\21点一、植物细胞的形态和大小（一）植物细胞的形状

有球状体、多面体、纺锤状体和柱状体,不同形态的细胞有不同的生理功能。如贮藏组织的细胞多为等径的;输导组织的细胞多为柱状的,并相互连接成“管道”;起支持作用的细胞都是呈长梭形的,且聚集成束.

因细胞种类，在植物体内存在部位不同而异当前第6页\共有114页\编于星期五\21点当前第7页\共有114页\编于星期五\21点当前第8页\共有114页\编于星期五\21点

（二）植物细胞的大小

植物细胞的体积一般都比较小。最小的如球菌，直径中有0.5微米;在种子植物中，一般细胞的直径在10-100微米。少数植物细胞较大，如番茄、西瓜果肉细胞直径可达1毫米。苎麻的纤维细胞的长度可长达550毫米。一般讲，生理活跃的细胞常常较小，而代谢活动弱的细胞，则往往较大，例如根、茎顶端的分生组织细胞，就比代谢较弱的各种储藏细胞明显的要小。植物细胞体积如此之小的主要原因:

一细胞核所能控制的细胞质的量有一定的限制；二细胞体积小,相对的表面积较大,有利于和周围环境进行物质交换。三有利于增大细胞壁的机械支持强度。当前第9页\共有114页\编于星期五\21点

细胞壁

质膜细胞质细胞器胞基质植物细胞原生质体核膜细胞核核核仁后含物细胞壁是包围在原生质体外面的坚韧外壳细胞进行各类代谢活动的主要场所二、植物细胞的基本组成和结构当前第10页\共有114页\编于星期五\21点区别：*原生质体（细胞膜、细胞质、细胞核）*原生质（细胞内的生命物质，代谢活性）*原生质层当前第11页\共有114页\编于星期五\21点*物理性质：液体（与表面张力相关）具一定弹性和粘度（与抗性相关）*胶体性质：半透明、不均一的亲水胶体（生物大分子）*液晶性质：与生物膜的流动性相关原生质的理化特性当前第12页\共有114页\编于星期五\21点原生质的生理特性*生理特性：具有生命现象（新陈代谢）同化作用（合成物质，储存能量）异化作用（分解物质，释放能量）当前第13页\共有114页\编于星期五\21点典型的植物细胞当前第14页\共有114页\编于星期五\21点当前第15页\共有114页\编于星期五\21点胞间层（果胶质）次生壁（纤维素、半纤维素、木质素等）初生壁（由纤维素、半纤维素、果胶质）相邻细胞所共有特化细胞所有生活细胞所有（一）细胞壁的分层胞间层（果胶质）初生壁（由纤维素、半纤维素、果胶质）细胞壁的分层胞间层（果胶质）细胞壁*植物细胞特有的结构。维持细胞形状，保护原生质体。

当前第16页\共有114页\编于星期五\21点当前第17页\共有114页\编于星期五\21点当前第18页\共有114页\编于星期五\21点胞间层初生壁次生壁外层次生壁中层次生壁内层当前第19页\共有114页\编于星期五\21点当前第20页\共有114页\编于星期五\21点*分裂旺盛的细胞、进行光合作用的细胞和分泌细胞仅有初生壁。

*起支持作用、输导作用的细胞会形成次生壁。

当前第21页\共有114页\编于星期五\21点

植物细胞壁的化学组成部分变化很大,主有是在形成过程中不同化学物质渗入的结果,常见的物质有木质、角质、栓质、矿质等。上述不同物质渗入的过程分别称为木质化、角质化、栓质化、矿质化等。当前第22页\共有114页\编于星期五\21点

（1）木质化木质，它是由三种醇类化合物脱氢形成的亲水高分子聚合物，填充于纤维素的框架内，以调强细胞壁的硬度，增强细胞的支持力量。

（2）角质化叶和幼茎的表皮细胞外壁常为一些脂类化合物所浸透，且常在细胞壁外堆积起来，形成角质层或膜。角化后细胞壁透水性降低,但可以透光。

（3）栓质化栓化是另一类脂类化合物，其渗入细胞壁后，使细胞壁既不透气，也不透水，且富于弹性，增加了保护作用。当前第23页\共有114页\编于星期五\21点

（4）矿质化细胞壁在形成的过程中渗入二氧化硅或碳酸钙等物质。如高梁、玉米等禾谷类作物的叶片和茎秆的表皮细胞常含有大量的二氧化硅。细胞壁矿化后能增强作物茎、叶的机械强度，提高抗倒伏和抗病虫害的能力。

（5）粘液化（胶化）粘液化是细胞壁中果胶质和纤维素变成粘液或树胶的一种变化，多见于果实的表面。当前第24页\共有114页\编于星期五\21点胞间连丝：穿过中胶层和初生壁沟通相邻细胞的原生质丝。（物质运输、传递刺激）细胞壁上的结构初生纹孔场：在初生壁上具有一些明显凹陷的区域，称为初生纹孔场。在初生纹孔场上分布着许多小孔，细胞的原生质细丝通过这些小孔，与相邻细胞的原生质相连。这些穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。当前第25页\共有114页\编于星期五\21点胞间连丝当前第26页\共有114页\编于星期五\21点当前第27页\共有114页\编于星期五\21点共质体：一个植株中所有细胞通过胞间连丝连接形成的原生质整体。质外体：原生质体以外的部分（细胞壁和细胞间隙组成的连续体）当前第28页\共有114页\编于星期五\21点纹孔纹孔：当次生壁形成时，次生壁上具有一些中断的部分，这些部分也就是初生壁完全不被次生壁覆盖的区域，称为纹孔。相邻细胞的纹孔通常成对存在称为纹孔对。当前第29页\共有114页\编于星期五\21点初生纹孔场（初生壁较薄区域）纹孔（次生壁）

单纹孔、具缘纹孔当前第30页\共有114页\编于星期五\21点当前第31页\共有114页\编于星期五\21点

纹孔纹孔对的类型：

单纹孔对：纹孔膜两侧的纹孔均为单纹孔。

具缘纹孔对：纹孔膜两侧的纹孔均为具缘纹孔。单缘（半缘）纹孔对：纹孔膜一侧为单纹孔，一侧为具缘纹孔。

当前第32页\共有114页\编于星期五\21点当前第33页\共有114页\编于星期五\21点

三.植物细胞的后含物

植物细胞的后含物为细胞原生质体代谢作用的产物，它们可以在细胞生活的不同时期产生和消失，其中有的是贮藏物，有的是废物。许多后含物对人类具有重要的经济价值。常见的后含物有下列几一些：

1.淀粉为葡萄糖分子聚合而成的长链化合物，是细胞中碳水化合物最普遍的贮藏形式。在细胞中常以颗状态存在，称为淀粉粒。当前第34页\共有114页\编于星期五\21点淀粉粒---植物存储淀粉的形式在淀粉粒中，中间有脐，围绕脐形成许多同心的层次——轮纹。淀粉有单粒、复粒和半复粒。当前第35页\共有114页\编于星期五\21点淀粉粒分单粒、半复粒和复粒当前第36页\共有114页\编于星期五\21点

光镜下的淀粉粒（未染色）光镜下的淀粉粒（染兰色）当前第37页\共有114页\编于星期五\21点

2.蛋白质细胞中的贮藏蛋白质呈固体状态，与原生质中呈胶体状态的有生命的蛋白质在性质上不同。贮藏蛋白质可以是结晶的或无定型的。结晶的蛋白质具有晶体和胶体的两重性，因此称为拟晶体，以与真正的晶体相区别。无定形的蛋白质常外被一层膜所包裹成圆球状的颗粒，称糊粉粒。糊粉粒较多的分布于某些特殊的细胞层中，我们将这些细胞层称为糊粉层。当前第38页\共有114页\编于星期五\21点当前第39页\共有114页\编于星期五\21点当前第40页\共有114页\编于星期五\21点

3.脂肪和油为含能量最高而体积最小的贮藏物。在常温下呈固体的叫脂肪，液体的则称为油类。

4.晶体在植物细胞中无机盐常形成各种晶体。它们为草酸钙或碳酸钙。为代谢过程中产生的废物，形成结晶后便避免了对植物的毒害。根据晶体的形态可分为单晶、针晶和簇晶三种。当前第41页\共有114页\编于星期五\21点

植物细胞中，油和脂肪或多或少都存在，但通常是存在油料植物种子或果实中，由造油体合成。如花生、大豆、油菜的子叶，蓖麻的胚乳，都含有大量脂肪，可用苏丹Ⅲ染色。

植物含油和脂肪模式图，

人工蓖麻种子，含有脂肪的染色层当前第42页\共有114页\编于星期五\21点当前第43页\共有114页\编于星期五\21点

返回当前第44页\共有114页\编于星期五\21点四、植物细胞的增殖当前第45页\共有114页\编于星期五\21点切向壁：与器官外周切线平行，与切向壁平行的分裂叫切向分裂（平周分裂）横向壁：与横切面平行，与横向壁平行的分裂叫横向分裂，垂直叫纵向分裂径向壁：与半径所在面平行，与径向壁平行的分裂叫径向分裂（垂周分裂）细胞分裂的方向当前第46页\共有114页\编于星期五\21点第2节植物的组织和组织系统当前第47页\共有114页\编于星期五\21点

概念:细胞的分化导致植物体中形成多种类型细胞。人们一般把在个体发育中，具有相同来源的（即由同一个或同一群分生细胞生长、分化而来的）同一类型或不同类型的细胞组成的结构和功能单位，叫做组织。由一种类型细胞构成的组织，叫简单组织。由多种类型细胞构成的组织叫复合组织。第2节植物的组织和组织系统当前第48页\共有114页\编于星期五\21点（薄壁组织）（厚壁组织）（表皮、周皮）当前第49页\共有114页\编于星期五\21点一、分生组织：具有持续分裂能力的细胞群1、按位置分*顶端分生组织：使根茎伸长*侧生分生组织：使根茎增粗*居间分生组织：使器官迅速增长（持续活动时间短）当前第50页\共有114页\编于星期五\21点当前第51页\共有114页\编于星期五\21点当前第52页\共有114页\编于星期五\21点当前第53页\共有114页\编于星期五\21点2、按来源分*原分生组织：生长点（持久分裂）*初生分生组织：有初步分化*次生分生组织：成熟组织经脱分化转变成的分生组织当前第54页\共有114页\编于星期五\21点叶原基原分生组织芽原基原表皮

基本分生组织初生分生组织 原形成层原形成层基本分生组织初生分生组织顶端分生组织原表皮原分生组织根冠顶端分生组织两种分类方法的对应关系广义的顶端分生组织包括原分生组织和初分生组织，而侧生分生组织一般讲属于次生分生组织类型，其中木栓形成层是典型的次生分生组织。当前第55页\共有114页\编于星期五\21点1.概念由分生组织衍生的、已丧失分生能力的细胞组成的各种组织，称为成熟组织。有时也称为永久组织。*保护组织*薄壁组织（基本组织、营养组织）代谢的主要组织（分布最广）

*机械组织*输导组织*分泌组织二、成熟组织2．成熟组织的类型按形态结构和生理功能分当前第56页\共有114页\编于星期五\21点2．成熟组织的类型⑴.保护组织功用：减少水分蒸腾，控制气体交换，防止病虫害侵袭和机械损伤。保护组织包括：

A.表皮为幼嫩的根和茎、叶、花、果实等的表层细胞。当前第57页\共有114页\编于星期五\21点当前第58页\共有114页\编于星期五\21点当前第59页\共有114页\编于星期五\21点气孔器当前第60页\共有114页\编于星期五\21点蚕豆叶下表皮当前第61页\共有114页\编于星期五\21点

B.周皮为取代表皮的次生保护组织，存在于具有加粗生长的根和茎的表面。来源:是由侧生分生组织——木栓形成层分裂形成。木栓层、木栓形成层和栓内层合称为周皮。细胞的特点:细胞壁厚且高度栓质化，细胞成熟时原生质死亡解体，细胞腔内充满空气。栓内层为生活细胞。当前第62页\共有114页\编于星期五\21点

皮孔:在树皮的表面形成的各种各样的小突起，我们将这些小突起称之为皮孔。皮孔为周皮上的通气结构。皮孔的来源:在周皮的一些限定部位，其木栓形成层的细胞比其它部位更为活跃，向外衍生出一种与木栓层细胞形态不同的细胞层，并具有发达细胞间隙的组织，这种组织我们称之为补充组织,由它们突破周皮而形成.当前第63页\共有114页\编于星期五\21点椴树茎局布横切面—示周皮和皮孔当前第64页\共有114页\编于星期五\21点

（2）薄壁组织为进行各种代谢活动的主要组织。有时也称其为营养组织。

细胞特点：细胞壁薄；细胞等径；具发达的细胞间隙；具有潜在的分生能力，其细胞可发生反分化，转变为分生组织；薄壁组织具有较大的可塑性，在植物体发育的过程中，常能进一步发育为特化程度更高的组织，如发育为厚壁组织。当前第65页\共有114页\编于星期五\21点当前第66页\共有114页\编于星期五\21点

薄壁组织因功能不同可分为不同的类型:

同化组织：光合作用；细胞中发育出大量的叶绿体。

贮藏组织：其细胞内贮藏有大量的营养物质。

储水组织：在液泡中含有大量的粘性汁液。一般存在于旱生的或肉质植物体中，如仙人掌等。

通气组织：具有大量细胞间隙组织。在水生的及湿生植物体中比较发达。

传递细胞（又叫转输细胞、转移细胞）：细胞的显著特点是：细胞壁具内突生长，向内形成许多指状或鹿角状的不规则突起。这样使紧贴于细胞壁内侧的质膜面积大大增加，扩大了原生质体的表面积和与体积之比，从而有利于细胞从周围迅速地吸收物质，也有利于物质迅速地从原生质中释放出去。当前第67页\共有114页\编于星期五\21点当前第68页\共有114页\编于星期五\21点当前第69页\共有114页\编于星期五\21点储水组织传递细胞当前第70页\共有114页\编于星期五\21点当前第71页\共有114页\编于星期五\21点蚕豆叶横切面示同化组织当前第72页\共有114页\编于星期五\21点小麦胚乳细胞--示贮藏组织当前第73页\共有114页\编于星期五\21点水稻根横切面图—示通气组织当前第74页\共有114页\编于星期五\21点

(3)．机械组织

A.功用:对植物起支持作用的组织。它有很强的抗压、抗张和抗曲挠的能力，使植物能有一定的硬度，枝干能挺立，枝叶能平展，能经受狂风暴雨和其它外力的侵袭。当前第75页\共有114页\编于星期五\21点

B.机械组织类型：

a．厚角组织

细胞最明显的特征是细胞壁具有不均匀的增厚。壁的增厚通常在细胞邻接的角隅处最明显，故名厚角组织。厚角细胞的细胞壁的化学成份:主要是纤维素、半纤维素及果胶质，这种增厚是初生壁性质。厚角组织与薄壁组织有许多相似之处。厚角组织植物体中的分布:存在于植物茎、叶柄、叶片、花柄中。一般在植物茎等棱角部分特别发达。当前第76页\共有114页\编于星期五\21点当前第77页\共有114页\编于星期五\21点厚角组织当前第78页\共有114页\编于星期五\21点

b．厚壁组织厚壁组织的细胞具有均匀增厚的细胞壁,且常常木质化，常为只留有细胞壁的死细胞。

根据厚壁组织的细胞形态不同,厚壁组织可分为：石细胞：多为等径或略稍伸长的细胞，有些具不规则分支呈星芒状，也有的较长。石细胞在植物体广泛存在，有增强器官的硬度和支持的作用。纤维：为两端尖细的长梭状细胞。细胞壁明显地次生加厚，但木质化程度不一致。纤维在植物体中往往成束分布。当前第79页\共有114页\编于星期五\21点石细胞广泛分布于植物的茎、叶、果实和种子中，有增加器官的硬度和支持作用。例子：梨的果肉。茶、桂花的叶片中。核桃、桃、椰子果实中坚硬的核。豆类的种皮。当前第80页\共有114页\编于星期五\21点当前第81页\共有114页\编于星期五\21点当前第82页\共有114页\编于星期五\21点梨果肉石细胞群当前第83页\共有114页\编于星期五\21点

(4).输导组织

担负长途运输的组织。

A．木质部

水分和无机盐的运输

细胞组成:管胞和导管分子、纤维、薄壁细胞。其中导管和管胞是最重要的成员，是一种复合组织。

导管和管胞都有是厚壁的伸长细胞，成熟时都有没有生活的原生质体，次生壁有五种不同纹饰的木质化加厚（环纹、螺纹、孔纹、梯纹和网纹）。

管胞的形态及功用:管胞细胞末端呈楔形，它在植物体中还兼有支持的功能。所有维管植物体内都有管胞，大多数蕨类植物及裸子植物的水分和无机盐的运输就只是由管胞来完成的。当前第84页\共有114页\编于星期五\21点当前第85页\共有114页\编于星期五\21点

管胞在系统发育过程中可向两个方向演化，一个方向是细胞壁更加增厚，壁上纹孔变窄，特化为专营支持作用的木纤维；另一个方向是细胞壁端壁溶解，特化为专营输导作用的导管分子。导管分子与管胞的区别:导管分子的端壁在发育过程被溶解，形成大的穿孔，具穿孔的端壁特称穿孔板。在木质部中，导管分子纵向连接，通过穿孔直接沟通，这样的导管分子链就称为导管。纤维，为末端尖锐的伸长细胞，一般比管胞有较厚的壁，而且强烈木质化，成熟时原生质体通常死亡。

功用：在植物体中起支持作用。薄壁细胞：具有储藏的功能。在发育后期细胞壁也通常木质化，这些细胞常含有淀粉和结晶。当前第86页\共有114页\编于星期五\21点当前第87页\共有114页\编于星期五\21点当前第88页\共有114页\编于星期五\21点

B．韧皮部

细胞组成：是一种复合组织，由筛管分子或筛胞、伴胞、纤维、薄壁细胞等组成。功用：有与有机物运输直接有关的是筛管分子或筛胞。当前第89页\共有114页\编于星期五\21点筛管和伴胞*筛管分子：细胞长管状，纵向连接活细胞，成熟后无细胞核、细胞器端壁特化形成筛板，端壁有

筛孔，通过联络索连系细胞质*伴胞：紧贴筛管分子旁的1至数个小型薄壁细胞，有细胞核和细胞器伴胞和筛胞分子起源于同一原始细胞的薄壁细胞。有的植物伴胞发育为传递细胞。当前第90页\共有114页\编于星期五\21点当前第91页\共有114页\编于星期五\21点当前第92页\共有114页\编于星期五\21点当前第93页\共有114页\编于星期五\21点当前第94页\共有114页\编于星期五\21点当前第95页\共有114页\编于星期五\21点

裸子植物和蕨类植物体内没有筛管，运输有机养分的是筛胞。筛胞区别于筛管分子的是：细胞壁上只有筛域，原生质体中叶没有P—蛋白体。纤维的功用及特点：支持，其细胞壁的木质化程度较弱，或不木质化，因而质地坚韧，有较强的抗曲挠的能力。许多植物的韧皮纤维相当发达，为纺织工业的重要原料。薄壁细胞功用及特点：主要起储藏和横向运输的作用，常含有各类结晶或储藏物。当前第96页\共有114页\编于星期五\21点

(5)分泌结构

某些植物细胞能合成一些特殊的有机或无机物，并将它们排出体外、细胞外或积累于细胞中，这种现象称为分泌现象。

植物产生分泌物的细胞来源各异，形态多样，分布方式也不尽相同，有的单个分散于其它组织中，也有的集中分布或特化成一定的结构，统称为分泌结构。根据分泌物是否排出体外，将分泌结构可分为两大类：当前第97页\共有114页\编于星期五\21点

A.外分泌结构：它们的细胞能分泌物质到植物体的表面。常见的有腺表皮（如许多植物花的柱头表皮，细胞呈乳头状突起，能分泌糖、氨基酸、酚类化合物，利用其粘住花粉和控制花粉萌发）、腺毛（烟草等植物的叶片）、蜜腺（如许多虫媒花的花部，能分泌花蜜，提供传粉昆虫所需要的食物，与花的色彩与香味相配合，以适应虫媒传粉）和排水器（为植物将体内多余的水分排出体表的结构）。当前第98页\共有114页\编于星期五\21点当前第99页\共有114页\编于星期五\21点当前第100页\共有114页\编于星期五\21点腺毛和腺鳞当前第101页\共有114页\编于星期五\21点当前第102页\共有114页\编于星期五\21点当前第103页\共有114页\编于星期五\21点

B.内分泌结构分泌物不排到体外的分泌结构，包括：分泌细胞根据分泌的物质的类型不同可分为油细胞（如樟科、木兰科等）；粘液细胞（如仙人掌科、锦葵科等）；含晶细胞（如桑科、鸭跖草科等）；鞣质细胞（葡萄科、蔷薇科等）以及芥子油细胞（如十字花科）等。分泌腔或分泌道为植物体内贮藏分泌物的腔或道。它们或是因部分细胞解体而形成的（溶生型的，如柑橘叶子及果实中通常看到的黄色透明小点），或是因细胞的中层溶解，细胞相互分开而形成的（裂生型的，如松柏类木质部中树脂道漆树韧皮部中漆汁道），或是这两种方式相结合而形成的（裂溶生型的，如杧果）。当前第104页\共有114页\编于星期五\21点当前第105页\共有114页\编于星期五\21点当前第106页\共有114页\编于星期五\21点

乳汁管为分泌乳汁的管状细胞。一般有两种类型，一种为无节乳汁管，它是一个细胞随植物体的生长不断伸长和分枝形成的，长度可达几米以上。如夹竹桃科、桑科、大戟属植物的乳汁便是这种类型；另一种称为有节乳汁管，为许多细胞在发育过程中彼此相接而在连接处的端壁融化消失而成。如菊科、罂粟科、旋花科、番木瓜科、芭蕉科等植物的乳汁管就是这种类型。

橡胶树上同时存在二种乳汁管，初生韧皮部为无节乳汁管，次生韧皮部外有节乳汁管，生产割胶为有节乳汁管。当前第107页\共有114页\编于星期五\21点当前第108页\共