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文档简介
《植物形态解剖学》电子教案课程编号:B1013101适用专业:农学专业、植保专业、园艺专业、资源与环保专业本科课程性质:专业基础课开课学期:第二学期总学时:50学时教学时数:理论课学时数30学时、实验课学时数20学时编写说明课程简介:全面、系统地介绍有关植物形态解剖学的基本知识、基本理论和基本操作技术。主要研究植物的形态、结构和生活现象,通过教学培养学生辩证唯物主义思想,严肃认真的科学工作态度、分析问题的能力,并且为学习专业课奠定必要的基础。2、地位和任务:本课程是农学、植保、园艺、园林、资环等专业的重要专业基础课。其任务在于全面、系统地介绍有关植物形态解剖学的基本知识、基本理论和基本操作技术。总体要求:熟练掌握细胞的形态结构、功能、繁殖、分化。掌握植物组织的概念、类型、特点和分布。掌握植物营养器官和生殖器官的形态、结构和功能。4、与其它课程的关系:为后续学习专业基础课《植物生理学》和《植物遗传学》等及专业课奠定必要的基础。修订的依据:2000年学校《植物解剖学》教学大纲教学时数的分配授课内容及学时分配章节各章名称理论课周次理论课时数实验课时数总课时数绪论0.511一植物细胞和组织3.57815二种子和幼苗1224三根2426四茎2426五叶1.5325六营养器官的变态0.511七被子植物生殖器官48412合计153020502003~2004学年第二学期课程教学进度表课程名称:植物解剖学学时:50任课教师:周次课次教学内容51绪论及细胞的形态52细胞的结构(细胞膜、细胞质、细胞核)63细胞壁、后含物与细胞分裂64组织及其类型75微管系统、种子和幼苗76根的形态、功能、类型、初生结构87根的次生结构与根瘤88茎的功能、形态、初生结构99茎的次生生长结构910叶的形态、功能与结构1011营养器官的相互联系与器官变态1012花的概念、组成与花芽分化1113花药的发育与结构1114胚囊的发育与结构,开花、传粉与受精1215种子和果实的形成和类型实验课内容与学时分配序号实验内容实验目的学时周次一显微镜的使用及细胞结构的观察(一)显微镜使用方法细胞观察21二植物细胞的观察(二)质体及植物细胞的含物21三植物细胞的观察(三)细胞有丝分裂和胞间连丝21四植物组织的观察机械组织输导组织21五植物种子的观察种子的类型和结构21六植物根的观察根的初生、次生结构21七植物茎的观察茎的初生、次生结构21八植物叶的观察双子叶、禾本科叶片的结构21九植物生殖器官的观察(一)掌握花药的结构特点21十植物生殖器官的观察(二)胚珠胚囊结构、胚胚乳发育201三、教学内容:课目一:绪论与细胞结构2学时1、目的要求:通过教学使学生了解植物学的地位和作用,明确学习目的。掌握植物细胞基本结构与功能,明确植物细胞的繁殖方式。掌握植物组织的概念,各种组织的结构和功能。2、教学的重点与难点;植物细胞的重点是徒手切片和临时制片方法、植物绘图技术;植物细胞、植物细胞后含物的鉴定及植物细胞有丝分裂;植物组织类型、初生保护组织-表皮、机械组织和输导组织。难点是徒手切方法、植物绘图技术,在显微镜下寻找有丝分裂的各个时期。绪论第一节植物与植物界一、植物的多样性(10分钟)种类多样性。植物在地球上分布的多样性。植物形态的多样性。植物体的内部结构简繁差别很大。植物的营养方式不同。6.植物体寿命长短不同。二、植物界的基本特征和生物界的划分(10分钟)(一)植物共有的基本特征1.植物细胞有细胞壁,由纤维素和半纤维素构成。2.绿色植物能进行光合作用,制造有机物,行自养生活。3.多数植物在后天生活中,能不断产生新的植物体部分或新器官。4.植物对环境的变化一般不能作出运动反应,而在形态出现长期适应的变化。如仙人掌科植物。(二)生物界的划分二界系统:2.三界系统:3.四界系统:4.五界系统:5.六界系统:第二节:植物在自然界中的作用(10分钟)一.植物的合成作用和矿化作用光合作用:绿色植物细胞内的叶绿体,能够利用光能,把简单的无机物(CO2和H2O)合成碳水化合物的过程,称为光合作用。因此,光合作用就是把无机物合成有机物的过程。矿化作用:非绿色植物(细菌和真菌)把死的有机物分解为简单无机物的过程。二.植物在自然界物质循环中的作用
1、碳循环2、氮循环三.植物对环境保护的作用1、滞留粉尘,净化大气2、净化水域3、杀菌减少噪音4、调节大气中二氧化碳和氧气的平衡5、保持水土6、调节气候,减免干旱第三节:植物学的研究对象(10分钟)一.研究对象:植物各类群的形态结构,分类和有关生命活动发育规律以及植物和外界环境建多种关系的科学。二.分支科学:1、植物形态学:2、植物分类学:3、植物生理学:4、植物生态学:5、植物遗传学:三.植物学的研究内容:包括植物的外部形态、内部结构、植物类群、植物分类等。介绍植物的个体发育和系统发育。个体发育:细胞、组织、根茎叶、花果实种子,的形态、结构及生理功能。系统发育:介绍植物界的基本类群和分类及生态、群落、植被介绍。第四节:植物学的发展简史(10分钟)第五节:学习本门课程目的要求(5分钟)(一)目的(二)要求植物细胞与组织§1.1植物细胞(20分钟)§1.1.1细胞的概述细胞的概念:细胞是构成植物和动物体结构和功能的基本单位。植物和动物种类很多,但都是由单个细胞构成的,除病毒外。单细胞植物和多细胞植物:二.细胞的发现:人们对细胞的认识,追溯到十七世纪,与显微技术发明与改建是分不开的。§1.12.植物细胞的大小和形状一.植物细胞的大小:最小的球菌0.2μm,一般种子植物中细胞在10--100μm。二.细胞的形态:千差万别,有球状体,多面体,纺缍体,柱状,卵形,椭圆形,体现着形态和功能的统一。§1.1.3细胞生命活动的物质基础-----原生质(25分钟)一.原生质的组成原生质:细胞内具有生命活动的物质。细胞是由原生质构成的,它是细胞结构和生命活动的物质基础。它的基本组成成分。1.所含主要化学元素:碳,氢,氧,氮四种,占全重90%,其次少量的S,P,Na,K,Ca,Mg,Cl,Fe元素,这十二种元素占全重99%以上,此外微量元素:Ba,Mn,Mo,Cu,Zn,Si,B,Co等。2.水和其他无机物:原生质中含有大量的水,占细胞全重的60—90%,水是细胞中矿物质离子和各种分子的溶剂,除水外,原生质中还有溶于水中的气体,如二氧化碳,氧气,无机盐及许多离子等。3.有机化合物:组成原生质的有机物为蛋白质,核酸,脂类和糖类。⑴.蛋白质:构成蛋白质的基本单位是AA(氨基酸),已知的AA有20多种。⑵.核酸:分两类:核糖核酸(RNA):在细胞中有合成蛋白质的作用,有在于细胞质中。脱氧核糖核酸(DNA):文化部在于细胞核中,具有双螺旋结构,构成染色体的遗传物质。⑶.脂类:包括,油,脂肪,磷脂,蜡,固醇,性质,不溶于水解。⑷.糖类:是光合作用的同化产物.①作用:参与构成原生质和细胞壁。②功能:是原生质进行代谢作用的能源,贮存在细胞内,供机体需要。重要糖有单糖,双糖和多糖。二.原生质的性质与新陈氏谢1.物理特性与新陈代谢2.胶体性质与新陈代谢。3.原生质的液晶性质与新陈代谢显微结构:把在光学显微镜下能看到的结构称显微结构。亚显微结构:把在电子显微镜下能看到的结构。(超微结构)课目二:细胞基本结构2学时1、目的要求:掌握细胞的基本结构。重点与难点;重点是真核细胞的基本结构。难点细胞器的种类与功能的比较,及细胞核的超微结构。§1.1.4细胞的基本结构细胞壁:包在植物细胞外,特有结构(动物细胞不具细胞壁)原生质体:是由原生质特化而来的,指单个细胞内的原生质。它包括细胞膜,细胞质,细胞核总称为原生质体。是一个细胞内的原生质,是细胞存在有生命部分,是细胞内各种代谢活动进行的场所。原生质:是细胞当中提供基础化合物,物质概念。一.细胞膜(质膜):包围在细胞外面的一层薄膜,是单层单位膜。(15分钟)1.质膜成分:脂类(类脂),蛋白质单位膜:在电镜下观察具有明显的三层结构,二个暗带,中间夹一个明带,叫单位膜,厚约70--100Å,核膜,质体膜,线粒体膜是层单位膜质,其它细胞器膜都是单层单位膜。膜系统:生物膜:质膜,细胞内膜(如核膜和各类细胞器膜)统称。构成细胞的膜的种类很多,除质膜外,还包括细胞内腊,核膜和各种细胞器的膜。除核膜,质体膜,线粒全膜外,其它细胞器膜大多是单层单位膜。质膜的功能:3.质膜的结构:目前较广泛地接受的是“流体镶嵌模型”,假说⑴.脂类双分子层,做为骨架,头在膜内外两侧,尾部朝向膜中间,尾尾相连。⑵.蛋白质分子与磷脂层的内外表面结合或嵌于脂类层或贯穿于脂类层而部分露在膜的内外表面。⑶.磷脂和蛋白质都有一定的流动性,使膜的结构促于不断变动状态,蛋白质上具有酶类,且有“识别,捕捉,释放”物质的能力。从而对透过起控制作用。膜的选择透性主要与膜上蛋白质有关。二.细胞质及其细胞器细胞质:充满于细胞核与细胞膜之间,进一步分为:胞基质,细胞器。胞基质:是透明的复杂溶液,是包围细胞器的细胞质部分,是透明的物质。功能:不信是细胞器之间物质运输的介质,而表是生化反应的重要场所。细胞器:是细胞内上具有特定结构和功能的亚细胞单位。1.质体:是植物细胞所特有的细胞器,是一类合成和积累同化产物的细胞器,而动物,真菌,细菌一般没有。(20分钟)前质体:A.叶绿体:存在:于植物的绿色细胞中,即:叶肉细胞,嫩,幼果等绿色部分.⑵.形态:⑶.结构:用电镜观察:超微结构。被膜:最外面由双层单位膜包被,(内膜,外膜),膜表面有与光合作用有关的酶基粒:内部由膜形成的圆盘状类囊体相互重叠形成柱状体单位,一个叶绿体内有40—60个基粒,每个基粒有10—100片层不等。基粒间膜(基质片层):在基粒与基粒之间由基质片层相连系,使整个叶绿体成贯通的膜系统。基质:基粒以外的部分充满基质,基质中有DNA,核蛋白体rRNA,酶等。⑷.组成:叶绿素,叶黄素,胡萝卜素。⑸.功能:进行光合作用—吸收光能并使之转化为化学能,同时利用二氧化碳和水制造有机物释放氧的过程。:B:有色体:是含有类胡萝卜素而呈红—蓝色的质体,能积累脂类和淀粉。C:白色体:不含可见色素的无色质体。呈无色颗烊状,球状,或纺锤状。D:有色体,白色体及叶绿体和相互转变:2.线粒体:除了细菌,蓝藻和厌氧真菌上,生活细胞都有线粒体。(15分钟)⑴.形状:呈球状,分枝状,般比质体小,0.5--1μm⑵.构造:在电镜下双层膜:外膜:包被线粒体内膜:向中心腔内折叠,形成许多管状突起的内褶皱称嵴。嵴:嵴的内表面上,均匀地排布着形似大头针的结构,称电子传递粒(ETP),电子传递粒(ETP):ETP上含有ATP酶(能合成ATP,是细胞供能中心),参与解吸作用。基质:内膜和基质中含有其它与呼吸作用有关的酶。100多种酶参与呼吸作用。⑶.功能:是细胞进行呼吸作用的场所。核糖体(核糖核蛋白体)(核蛋白质体),凡生长旺盛,代谢活跃的细胞内特别多。⑴.形态:生活细胞都有核糖体,小而圆的颗粒,是无膜结构。⑵.成分:核糖核酸,60%(RNA)、蛋白质,40%⑶.存在:游离胞基质中,但在细胞核,线粒体,叶绿体的基质中也存在,还大量附着在粗糙内质网膜上。⑷.功能:4.内质网(缩写ER):(10分钟)①存在于胞基质中,②形态:由膜围成的扁平的束,槽,平的槽,管,形成纵横交错的网状结构。③内质网:滑面内质网SER:内质网表面光滑,不附有核糖体颗粒。粗糙型内质网rER,内质网表面结合核糖体。④功能:5.高尔基体:是由一叠平滑单位膜围成的束,由扁平束,大束泡,小束泡组成。功能:①将ER合成的物质运输到某些部位中去,能运输糖,脂类,蛋白质。②生物大分子的装配。高尔基体能利用单糖和含硫单糖合成多糖和含硫多糖,是许多多糖的合成场所。③主要是合成纤维素,半纤维素,高尔基小泡向细胞壁内表面移动,与细胞壁的形成有关。④与细胞的分泌作用有关,如根尖细胞分泌的粘液,花蜜中的糖与多糖蛋白的分泌,是在高尔基体作用下形成的。(5)参与溶酶体与液泡形成。6.液泡:存在于胞基质中,,由单层单位膜包被的细胞器。(20分钟)⑴构成:最外层有一层单位膜叫液泡膜。细胞液:液泡内的汁液,是含有多种有机物和无机复合物的复杂水溶液。⑵细胞生长各时期液泡的变化。⑶。液泡的功能:⑷.植物细胞能否吸水因素,取决于土壤溶液和细胞液浓度的大小。7.溶酶体:是由单位膜包围的多种形状的小泡状结构,它是由内质网分离出来的小泡形成的,常为圆球形小体。内部没有特殊结构,⑴成分:含有大量的水酶,已知60多种,如酸性磷酸酶为主(核糖核酸酶等脂酶,蛋白质),能分解所有的生物大分子。⑵功能:8.圆球体:是膜包裹着的圆球状小体,膜是半单位膜(只有一个暗带)。功能:含有合成脂肪的酶,能大量洜累脂肪,在一定条件下,也能将脂肪水解成甘油和脂肪酸,因此,它具有溶酶体性质。9.微体:是由内质网分离出小泡形成的,是单屋膜包围的细胞器,呈球状或哑铃形的颗粒。与溶酶体在大小,形状相似,但含酶种类不同,包含过氧化氢酶和氧化酶类。10.微管:组成:它是由组成α,β球状蛋白围成的细小的中空的长管状结构。在细胞质中,靠近细胞壁。功能:①起支架作用,使细胞维持一定形状,花中裸露精细胞,无细胞壁,靠维管维持纺锤形状。②对细胞壁的形成和增厚起作用。微管组成的成膜体,指导着高尔基体小泡。向新壁方向运动,在赤道面中,形成细胞板。③参与构成有丝分裂和减数分裂时的纺缍丝。④影响胞内物质的运输和胞质运动。⑤参与构成低等植物的纤毛,鞭毛,影响整个细胞的运动。微丝:是比微管更细的纤丝,在细胞中呈纵横交织的网状,与微管和中等纤维共同构成细胞的骨架。(或叫微梁系统,维管,中等纤维,微丝)功能:与微管配合,控制细胞器的运动,微丝的收缩功能与胞质流动密切相关。三.细胞核:(20分钟)(除细菌,蓝藻外,生活细胞都有细胞核)是原生质体重要的组成部,是控制细胞生命活动的中心,折光率强,在光学显微镜下很容易看到。1.形态:一般近于球形,但也有许多不同形状,如禾本科保卫细胞,细胞核量哑铃形,花粉的营养细胞,核呈不规则裂瓣。①大小:②数量:③位置:2.结构:(在光学显微镜下,间期核可分为)核膜:包在核的最外面(内膜,外膜)又叫核被膜,核孔:核膜上一定间隔愈合的小孔,有开闭结构,细胞核和细胞质进行物质交换的通道。核仁:是制造核糖体亚单位的部位(功能)。核质:核膜以内,核仁以外的物质,它以碱性染料染色后,可分为着色的是染色质:化学成分是DNA和蛋白质构成,间期核内成网状细丝。染色体:化学成分一样,要分裂期,染色质丝高度螺旋化,变粗变短,形成杆状染色体。着色浅的是核液。3.功能:储存和传递遗传信息,在细胞遗传上起重要作用。①.间期细胞核的功能是贮存和复制DNA,合成和向细胞质转运RNA。②.染色体含有许多基因,控制植物各种性状的表现。课目三:细胞壁、后含物及细胞分裂2学时1.目的要求:掌握细胞壁的基本结构,和细胞分裂的主要方式。重点与难点;重点是细胞壁和后含物的结构和化学组成。难点是细胞分裂、分化的概念,及有丝分裂各时期的特点。四.细胞壁:是包围在植物细胞原生质体外面的一个坚韧的外壳,本质上它不是一种生活物质,无生命的由原生质体向外分泌物质形成的。(30分钟)细胞壁,质体、液泡一起构成了植物细胞与动物相区别三大结构特征。1..功能:2.细胞壁的结构—分层结构,据形成时间和化学成分的不同分为三层。胞间层初生壁:次生壁:3.细胞壁的化学组成:⑴.构架物质:⑵.细胞壁的衬质:⑶.内镶物质:⑷.复饰物质:4.细胞壁上的纹孔,胞间连丝。初生纹孔场:在初生壁上,具有一些明显的凹陷区区域。在初生纹孔场上有许多小孔,细胞的原生细丝,通过这些小孔与相邻细胞的原生质相连。胞间连丝:是穿过细胞壁的细胞质细丝,它连接相邻细胞的原生质体。作用:在细胞间起着物质运输与刺激传导的通道作用,细胞间相互沟通,使植物体成为一个统一的整体。纹孔:这种在次生壁层中未增厚的部分。纹孔对:相邻细胞间的纹孔常成对存在,合称纹孔对,纹孔对中的胞间层和两边的初生壁,合称纹孔膜,中间的间隙腔称纹孔腔。按结构纹孔分: 单纹孔:次生壁在纹孔腔边缘终止而不延伸,它纹孔口大,如纤维细胞。具缘纹孔:次生壁在纹孔腔边缘向内延伸,拱起,纹孔口小。导管,管胞上常有具缘纹孔。作用:纹孔是细胞之间进行水分及其他物质交换的通道。共质体运输:通过胞间连丝的物质运输。质外体运输:通过细胞壁,细胞间隙和大多纤维细胞腔运输。5.细胞壁的生长:增大面积形成初生壁的生长和增加厚度,形成次生壁的生长。6.研究细胞壁的实践意义:细胞壁的化学成分→纤维素→造纸,人造纤维,火药等重要材料,木质在石油,染料中有广泛的用途,对细胞壁的研究在工业生产上有重要意义。§2.5植物细胞的后含物(30分钟)后含物:是细胞内所有非生命的物质,是细胞代谢作用的产物。它后可以在细胞一生不同时期中出现和消失,其中有的是贮藏物有的是废物。有的存在于细胞液中,有的存在于细胞质中。几种重要的贮藏物质有:1.淀粉:是一种最普遍的贮藏物质①.形成:②.结构:③.淀粉粒类型:单粒:兴有一个脐和许多轮纹围绕的淀粉粒。复粒:是有二个以上的脐和各自的轮纹的淀粉粒。半复粒:是外围有共同的轮纹懈围的“复粒”。④.特性:淀粉不溶于水,在热水中膨胀成为糊状。⑤.鉴定:淀粉是碘-碘化钾溶液呈蓝色,这是淀粉的特殊反应,可鉴定淀粉是否存在。⑥.存在:普遍存在于种子的胚孔,子叶中,植物的块根,块茎,球茎,根状茎中都有丰富的淀粉粒。2.蛋白质:①.形式:②.存在:③.鉴定:蛋白质遇碘-碘化钾溶液是黄色反应,遇硫酸铜碱性溶液呈紫色反应。可据此鉴定蛋白质是否存在。3.脂肪和油类:是含能量最高的贮藏物质。在常温下为固体的称脂肪,液体珠称为油类。①.存在:②.鉴定:脂肪遇苏丹Ⅲ酒精溶液呈橙红色,可用此????种子是否有脂肪存在。4.晶体和硅质小体:5.丹宁和色素真核细胞:具有核被膜和各种细胞器的细胞,除细菌,蓝藻外,其它植物细胞。原核细胞:无核被膜和细胞器的细胞,只有拟核,如细菌,蓝藻。§2.6植物细胞的分裂(繁殖)(30分钟)一.细胞分裂的方式常见的有三种:无丝分裂:有丝分裂:减数分裂:二.细胞周期及其概念。细胞周期:持续分裂的细胞,从结束一次分裂开始,一次分裂完成为止的整个过程,它可进一步分为:间期:DNA合成前期(G1):DNA合成期(S期):DNA合成后期(G2):(叫有丝分裂准备期):分裂期(M或D):核分裂:前,中,后,末期。胞质分裂:三.有丝分裂全过程包括核分裂和胞质分裂二步聚㈠.核分裂:各时期1.前期:染色质凝缩成短粗的染色体,核仁解体,核膜破裂,及纺锤丝开始出现(由微管组成的细丝)。由于染色体在间期已完成复制,可看出每个染色体是由二条染色单体组成。2.中期:两清一中:①每条染色体的两条染色单体清晰可见。②纺锤体非常明显。③染色体的着丝点都排列在赤道面上,数目固定,方便记数,是观察染色体的形状数目的最好时期。3.后期:各个染色体的着丝点一分为二,两条染色单体分开,在纺锤丝的牵引下分别由赤道面向细胞两极移动,使细胞两极各有数目相同的2n条染色体。4.末期:①已经到达两极的染色体通过解螺旋作用,变成染色质细丝。②在染色质的外围形成新的核膜核仁。③原来的一个母细胞形成二个子核。㈡.胞质分裂:是在二个新的子核之间形成新的细胞壁,分隔母细胞细胞质的过程。㈢.有丝分裂的意义。①.是高等植物最普遍的分裂方式,使细胞数目增多,导致细胞生长,经过核分裂和胞质分裂,一个母细胞成为两个子细胞。②每一子细胞具有与母细胞引同数量和类型的染色体。而决定遗传特性的基因存在于染色体上,因此,每一子细胞具有与母细胞相同的遗传性,保证了细胞遗传目的稳定性。㈣.细胞周期的持继时间植物细胞的一个细胞周期所需的时间,现般在十几小时至几十小时之间。四.无丝分裂:(横裂,纵裂,出芽等)指不经过任何有丝分裂时期,直接分裂成差不多相等的两个子细胞。过程:分裂细胞的核先伸长,中间缢缩变细,最后断裂分成两个子核,子核间形成新壁,最后形成两个子细胞。无丝分裂比有丝过程简单,不出现纺锤丝,消耗能量小,分裂速度快,但遗传物质没有平均分配到子细胞中,所以子细胞的遗传性可有是不稳定的。§2.7植物细胞的生长和分化(10分钟)细胞的生长:植物的生长不仅是由于细胞数量增加,且与细胞体积生长密切相关。细胞的生长:就是指细胞体积的增长,包括细胞纵向的延长和横向的扩展。二.细胞的分化细胞分化:指多细胞有机体内细胞在结构和功能上变成彼此互异的过程。形成多细胞植物体内细胞群分工协作现象。三.细胞的全能性: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。课目四:植物组织2学时1、目的要求:掌握组织的概念和类型和特点。2、重点与难点;重点是不同组织种类的区别与特征。难点是维管束的种类、特点及空间排列方式。第三章:植物组织植物组织的概念细胞分化导致植物体中形成多种类型的细胞,也就是细胞分化导致了组织的形成。组织:形态结构相似,在个体发育中来源相同,具有相同生理功能的细胞群。§1.2分生组织:(30分钟)植物组织的类型植物体内组织据其发育程度,生理功能和形态结构的不同,分一.概念:种子植物体内的生长部位,具有持续性或周期性分裂能力的细胞群。它们的分裂活动直接关系到植物的生长。特点:二、类型:分生组织在植物体中位置的不同,又可分为顶端分生组织,侧生分生组织,和居间分生组织三类:①顶端分生组织:存在于根尖的分生区特点:②侧生分生组织:包括维管形成层和木栓形成层存在于裸子植物和木本双子叶植物的器官中,主要分布在老根,老茎周侧。维管形成层和木栓形成层。③居间分生组织:分布于成熟组织之间,能进行一段时间的分裂活动,以后失去分裂能力,完全转化为成熟组织。存在某些植物的茎,叶,子房柄,花梗,花序轴等器官中有居间分生组织。Ⅱ.将分生组织按发生来源分类:原分生组织:初生分生组织次生分生组织:§1.3成熟组织成熟组织:由分生组织衍生的大部分细胞,经生长,分化,逐渐丧失分生的性能,形成具有特立功能和形态结构的组织。将生理功能的不同将成熟组织分为以下几类:保护,基本,机械,输导,分泌。保护组织:存在于植物体的表面,是由一层或数层细胞构成。(10分钟)作用:主要起保护作用,可防止水分过度蒸腾,控制气体交换,抵抗风,病虫害侵袭。又分为:初生保护组织—表皮,分布于幼根,茎,叶,花,果实和种子的表面。次生保护组织—木栓层。表皮:是器官外的覆盖层,通常由一层生活细胞构成,含细胞类型:表皮细胞:保卫细胞:许多植物表皮上具附尾物。周皮--------次生保护组织:它是由木栓形成层向外分化(平周分裂)也多层木栓细胞,组成木栓层(死细胞),向内分裂出少量的栓内层(活细胞)2.基本组织:(薄壁组织)(营养组织)(10分钟)在植物体内占比例最大,广泛存在感动植物茎,叶,花,果实中。在体内担负着吸收,同化,贮藏,通气,传递的营养功能,因此又叫营养组织。吸收组织:同化组织:贮藏组织:通气组织:⑸传递细胞:3.机械组织:主要功能是巩固和机械支持植物体,具有抗压,抗张,抗曲挠的性能。共同特点是细胞壁局部或全部加厚。(10分钟)⑴.厚角组织:最明显的特征是细胞壁具有不均匀的增进取,壁的增厚通常在几个细胞邻接处的角隅处特别明显,因此叫厚角组织。特点:⑵.厚壁组织:它的细胞壁呈较均匀的木质化增厚,细胞腔很小,成熟细胞一般没有生活的原生质体(死细胞)。它的形成加强了器官的坚韧性。分为:石细胞和纤维两类。纤维:韧皮纤维:木纤维:②.石细胞:输导组织:是植物体内部分细胞分化成管形结构,担负着体内水溶液和同化产物的长途运输的组织。细胞为长管形,相互联接,,贯穿于器官中。据运输物质的不同将输导组织分两类:(20分钟)运输小份和溶解于水中的无机盐的组织:即导管,管胞运输同化产物的组织。⑴.导管:据导管发育先后和侧壁木质化增厚的方式不同,将导管分为五种类型。环纹导管:螺纹导管:梯纹导管:网纹导管:孔纹导管:这种堵塞导管的束状物称侵填体。侵填体的形成,增强了自然抗腐力,对防止病菌的侵害及增强木质的致密,耐水性都有一定作用。作用:没输导功能,但有机械支持作用。⑵.管胞:是两端斜尖的狭长细胞,是端壁不具穿孔的死细胞。⑶.筛管:存在于韧皮部,是运输叶所制造和的有机物,它是由一些管状的细胞纵行连接而成,每一细胞称为筛管分子。伴胞:在筛管分子的旁侧有一至数个狭长的薄壁细胞的伴胞,伴胞与筛管分子都是由同一母细胞纵裂而来。⑷.筛管:反存在于蕨类植物和裸子植物之中,它们是一种比较细长,末端尖斜的细胞,没有筛板的分化,侧壁和末端部分只有一些初步分化的小孔,孔中有细窄的原生质丝通过,它输导功能不及筛管分子是原始的运输有机养料的结构。5.分泌结构:是一类能产生分泌物质的细胞或细胞组合。它们的来源,形态与分布都比较复杂,所分泌的物质多种多样。如,挥发油,糖类,蜜汁,乳汁,树脂,单宁,粘液,盐类等。许多分泌物是重要的药物,香料或工业原料,按分泌物是否排出体外,分泌结构分为外分泌结构和内分泌结构两类。(5分钟)⑴.外分泌结构:分布于植物体的外表,能将分泌物排于体外。常见的有腺毛,腺鳞,蜜腺,排水器。⑵.内分泌结构:均存在于植物体的内部,常见的有分泌细胞,分泌腔,分泌道和乳汁管。§1.4维管束和维管组织(15分钟)1.维管束:是由原形成层分化而来,是由木质部和韧皮部共同组成的束状结构,据维管束内形成层的有无和维管束能否继续发展扩大,将维管束分二大类。如:叶片中的叶脉,柑桔果皮内的桔络,丝瓜的瓜络都是维管束。有限维管束:维管束中全部为初生木质部和初生韧皮部,没有形成层,不能产生次生组织,如大多数单子叶植物的维管束。无限维管束:初生木质部与初生韧皮部之间有形成层,能分裂产生次生组织,如裸子植物和大多数双子叶植物的维管束。2.据维管束中韧皮部和木质部的排列方式情况差别可归为三类:①.并生排列:韧皮部在外,木质部在内,呈内外并生排列,一般种子植物茎内形成外韧维管束。而有些植物,如南瓜等葫芦科和马铃薯等茄科植物,它们茎中信管束,在木质部的内外两方并存有韧皮部,称双韧维管束。②.同心圆排列:是木质部与韧皮部呈同心圆围绕排列。一种是韧皮部环绕于木质部的外周,形成周韧维管束,存在一蕨类植物根状茎,叶柄和一些植物花丝中,另一些木质部包围在韧皮部外方,称周木维管束,如:单子叶,香蒲,芹菜,胡椒科的根状茎中有此类型。③.辐射排列:根中的初生结构,木质部分成若干辐射角,韧皮部间生于辐射角之间,成为辐射排列,但并不组成束状的维管束。3.维管组织:木质部和韧皮部是植物体内主要起输导作用的组织木质部由:导管,管胞,木纤维,木薄壁细胞有机组合在一起。韧皮部由:筛管,伴胞韧皮纤维,韧皮薄壁细胞。因木质部,韧皮部都是管状结构,因此又称为维管组织。4.复合组织:由几种不同细胞构成的一种组织。如:木质部:由导管分子,管胞,纤维,薄壁细胞等。表此:表皮细胞,表皮毛,气孔器。课目五:种子与幼苗2学时1.目的要求:掌握种子的基本形态、结构和类型,了解种子萌发过程以及幼苗的类型。2.教学的重点与难点;重点是种子的基本结构,难点是小麦籽粒的结构。第二章:种子和幼苗§2.1种子的形态与结构(30分钟)种子的形态:不同的植物所产生的种子在大小、形状和颜色等方面有较大的差别。1.大小:2.形状:3.颜色:种子的基本结构胚:是构成种子最重要的部分,新植物就是由胚发育而来的,胚是新植物的雏体,是原始体。胚包括:胚根:一般圆形。→胚根发育成初生根。胚芽:呈现雏叶的形态。种子萌发时→胚芽发育成地上部分的茎、叶、芽.胚轴:介于胚根胚芽之间,极短。并与子叶相连。是过渡区,是幼根、幼茎的一部分上胚轴:子叶着生点到第一片真叶的一段下胚轴:子叶着生点到胚根的一段子叶:子叶在不同植物种子里在数目上和出现功能上不同双子叶植物:种子内有2片子叶的。豆类、瓜类、棉花、油菜单子叶植物:种子内有1片子叶的。水稻、玉米、小麦、洋葱子叶的生理功能:胚乳:是种子内贮藏营养物质的组织。它贮藏的养料供种子萌发和形成幼苗时的需要。有些植物在种子发育过程中,正被胚吸收,利用,这类种子在成熟后无胚乳种子。种皮:包在种子的最外面起保护作用的。在种皮上可以看到种柄脱落后留下的痕迹,称为种脐。(豆科上的种脐最显著)在种脐的一端有一小孔称种孔。(他是种子进行气体交换的门户。)有些植物的种子在种脐上面还有海绵状肉质结构,称种阜。在种脐的另一端与种孔相对处通常隆起,隆起的部分称种脊。§2.2种子的主要类型(20分钟)种子的基本类型:有胚乳种子和无胚乳种子。有胚乳种子。在据子叶数目的不同分为:大多数单子叶和双子叶植物属此类。双子叶植物有胚乳种子:辣椒、茄子、蕃茄、烟草、蓖麻。以蓖麻为例:单子叶植物有胚乳种子:如水稻、小麦、玉米、高梁、洋葱等。以水稻、小麦种子为例说明种子的结构:种皮、果实叫颖果、胚乳、胚、胚芽、胚芽鞘、胚根、胚根鞘、胚轴、盾片、外胚叶。二.无胚乳种子:由种皮和胚构成1.双子叶植物无胚乳种子:花生、棉花、豆类、瓜类、柑桔类种子⑴.菜豆种子的结构种皮:表面有或无花纹,颜色各种,有圆形的种脐,种脐一端有小圆孔。种孔(种子萌发处),种脐另一端有瘤状小突起,种瘤,种瘤下端到种子顶端,具较长隆起的棱脊,即种脊胚:胚芽、胚根、胚轴、子叶,子叶肥厚,乳白色,贮藏大量养分2.单子叶植物无胚乳种子:如慈姑。典型种子的基本结构可概括如下表,种皮:一般坚韧,为种子的保护屋。禾本科植物种皮与果皮不易分开胚:胚芽:一般为生长点和幼叶构成(有的无幼叶)。禾:胚芽外有胚芽鞘包围胚轴:连接胚芽,胚根,子叶的轴。胚根:由生长点与根冠组成。禾:胚根外包有胚根鞘子叶:双子叶胚有二片子叶,单子叶植物有一片子叶胚乳:是贮藏营养物质的组织。禾本科:胚他分为糊粉层和淀粉贮藏组织。(有的植物胚乳在种子发育过程中为胚所吸收形成无胚乳种子)§2.3种子的萌发一.种子的寿命(10分钟)1.种子的寿命:指种子在一定条件下保持生活力的最长期限。超过这个期限,种子的生活力就丧失,也就失去萌发的能力。决定种子寿命的因素:(1)决定于植物本身的遗传性。(2)与种子贮藏期条件有关:(3).种子贮存期限的长短影响种子生活力,一般来说种子贮存愈久,生活力也愈衰退,以至完全失去生活力。(4).种子失去生活力的主要原因,一般因种子内酶物质的破坏,贮存养料的消失及胚细胞的衰退死亡。2.种子的休眠:(10分钟)休眠:有些植物的种子成熟后,即使在适宜的环境条件下,也不能立即萌发,必须经过一段相对静止的阶段才萌发,种子的这一特性。休眠的种子处于近于不活动状态。其内部因素有:种皮坚硬,阴碍了种子对水分和氧气的吸收。②.(种子生理上没有成熟),种子的后熟作用种子内产生抑制萌发的物质:二.种子萌发的条件:(15分钟)萌发:已渡过休眠期或已解除休眠的植物种子,在获得适宜的环境条件时,种子的胚就由休眠状态转入活动状态,开始生长,形成幼苗,这一过程称为萌发。种子萌发需充分的水分:种子萌发需足够的氧气种子萌发需要适当的温度:要求表现出最低、最高、最适三基点。一般说光照和黑暗对种子萌发没有影响三.种子萌发的过程:种子内部发育成熟,并具备外部条件后,种子首得天独厚吸水膨胀,种皮变软。接着胚根进行生长,经过种孔突破种皮,向下生长,逐渐形成幼苗的主根。当胚根生长到一定长度时,胚轴和胚芽也开始进行伸长生长,突破种皮。由于胚轴伸长生长将胚芽推出地面,并逐渐形成叶和茎,逐渐形成幼苗。种子萌发形成根的意义:根使早期幼苗固定于土壤中,及时从土壤中吸收水分和养料,使幼苗植物很快独立生长。种子萌发为什么先胚根突破种皮?根系将根物固定于土壤胚根伸入土中形成主根根系及时吸收根物所需的水分和无机盐,这种功能是根长期的历史发展中对环境的适应§2.4幼苗的类型(15分钟)1.子叶出土的幼苗:种子萌发时,其下胚轴迅速进行伸长生长,将子叶和胚芽推出地面,使子叶出土的幼苗。如双子叶植物中的大豆、豆角、棉花及各种瓜类(无胚乳种子)。蓖麻、洋葱(单子叶有胚乳)子叶出土后通常变为绿色,右以暂时进行光合作用,待其营养物质耗尽,而枯萎脱落。2.子叶留土的幼苗:种子萌发时,下胚轴不进行伸长生长或伸长生长很少,上胚轴伸长生长较快,将胚芽推出地面,逐渐形成幼苗的茎和叶,而子叶留在土层中。如大多数单子叶植物:小麦、玉米、水稻,部分双子叶植物:豌豆、蚕豆子叶留在土中,直至养料耗尽而消失。实践中,注意两种幼苗种子的播种深度。课目6:根的形态与初生结构2学时1、目的要求:了解根及根系的形态、功能、类型、分布及与环境的关系,掌握双子叶植物根与禾本科植物根的结构及其区别,认识根瘤与菌根。2、教学的重点与难点:重点是双子叶及禾本科植物根的结构特点以及二者的区别,难点是双子叶植物根的次生结构第三章:根器官:由多种不同的组织构成,具有特定生理功能和形态结构的部分。根茎叶担负着植物营养生长,称营养器官。本章主要讲根、茎、叶营养器官的形成、结构和功能。§3、1根的生理功能和经济用途(10分钟)一根的生理功能①最主要是吸收作用。能吸收土壤中的水、二氧化碳和溶于水的无机盐。②固着作用:③输导作用:④根具有合成的功能:⑤分泌功能。⑥具有储藏和繁殖作用:二.经济用途:食用,药用,工业用老根雕制成工艺品保护坡地,堤岸和防水流失§3.2根和根系的类型及分布(15分钟)一.根的种类根据发生部位的不同,根分为定根:主根:由胚根发育而来的,(又有初生根)胚根突破种皮,形成最粗最长的根侧根:又叫次生根,在主根上产生的各级大小分支,有一级侧根,二级,三级不定根:植物从茎、枝、叶,老根,胚轴上产生根,这种根产生的部位不固定称不定根。如玉米茎基部的节上长出的不定根,草莓葡萄茎上产生不定根。二.根系类型根系:一株植物地下部分所有的根的总体称根系。直根系:主根粗壮发达,主根与侧根区分明显的根系,如松柏等裸子植物的根系,大多双子叶植物棉花、油菜、白菜、大豆、花生、蒲公英等须根系:主、侧根无明显区别,主根不发达或早期停止生长,由茎的基部或胚轴上产生许多粗细、长短差不多不定根形成的丝状、须状根系。三.根系在土壤中的分布状况,一般可分为深根系和浅根系两类。深根系:浅根系:栽培上意义:§3.3根尖的分区及其生长动态(20分钟)根尖:指根的得天独厚端到着生根毛这一段的幼部分(4-6cm)。不论主根,侧根或不定根都具有根尖。它是根澡生长最活跃的部分。根尖可分为四部分:根冠、分生区、伸长区、成熟区。㈠根冠:是根特有的一种结构,位于根的最得天独厚端,一物质财富或成贺锥形,如帽状套在分生区的外方。作用:㈡分生区(1-3cm)分生区位于根冠内方的端分生组织。是分裂和生新细胞的主要地方,又称生长点。原始细胞分层现象在分生区的最前端为原分生组织的原始细胞,它的分裂活动具有分层特性,在分生区的后部,分别形成了原形成层,基本分生组织和原表皮三种初生分生组织。不活动中心概念50年代以后,利用生理生化技术马到成功根尖进行研究发现在相当多植物的根尖中,发现在根尖分生区中的最前端的中心部分,有一些分裂活动弱甚至不分裂的细胞,形成一个近于半圆形的区域称不活动中心。它在根中的作用有人认为疔能是激素合成的地方。㈢伸长区2-10
mm由分生区向上发育,细胞的分裂活动(停止)愈来愈弱,细胞开始伸长,生长和分化,泶渐变的伸长区。特点:作用:㈣成熟区(根毛区),(几mm-------几cm)①.特点:②形成:四.就细胞分裂方面:(10分钟)平周分裂(切向或弦向分裂):产生的新壁与器官表面平行,结果啬细胞层数,使器官或组织加厚。切向分裂后子细胞呈径向排列垂周分裂(径向分裂):分裂方向和新壁与器官表面垂直,结果增加轴向的细胞数目,使器官组织伸长。横向分裂后子细胞呈纵向排列§3.4根的结构(45分钟)一.双子叶植物根的初生结构,(棉花、大豆、油菜、瓜类)根的初生生长:由根尖的分生区忬顶端分生组织经过分裂,生长分化形成成熟的根,这个过程,在成熟区内由初生分组织分化为各种成熟的初生组织,组成了根的初生结构。由根毛区横切面可以看到根的初生构造为:1.表皮:特点是成熟区最外面的层:①排列紧密的细胞。每个细胞形状略成长方体,横切成上近于方形。②其细胞壁薄,适于水和溶质渗透,角质膜薄或不发达。③表皮没有气孔的分化。许多表皮细胞向外突出形成根毛。作用:扩大根的吸收面积,对幼根的表皮来说,吸收作用比保护作用更重要。2.皮层:位于表皮与维管柱之间,由基本分生组织发育而来,由多层细胞组成,占幼根横切面很大比例,(1)特点:细胞大型,排列疏松,有贯通的胞间隙,发达。(2)作用:是水分和溶质从根毛到中柱的横向输导途径,也是幼根贮藏外皮层:有的植物中,皮层的最外层或数层细胞,形状较小,排列紧密而整齐,称内外皮层,当根毛枯死,表皮破坏后,外皮层细胞壁增厚并栓化,起代表皮临时保护作用。内皮层:是皮层最内一层形态结构和功能都较特殊的细胞,皮层最内的一层细胞为内皮层。此层细胞较小,排列紧密,无胞间隙,结构比较特殊。凯氏带:在细胞的径向壁(西侧的细胞壁)和横向壁(上下细胞壁)有一条木化和栓化的带状增厚,称凯氏带。水分和溶质由皮层进入中柱都要能过内皮层的选择透性及原生质体才能进入中柱。同时减少了溶质的散失,保证水分源源进入导管。而多数单子叶植物内皮层细胞五面增厚。3.维管柱:指皮层以内的中轴部分,包括起源于原形成层的维管组织和非维管组织(主要是薄壁组织,中柱的细胞珤较小而密集,结构复杂,通常构成由中柱鞘,初生木质部,初生韧皮部和薄壁组织构成等。⑴中柱鞘:是中柱的最外层,紧巾着内皮层,由一层或几层薄壁细胞组成,重要特点,有潜在的分裂性能(长期保持分生能力)。仙根,不定根,不定芽,孔汁管,树脂道等都可以起源于此。当根开始次生生长时,维管形成层的一部分及木栓形成层也都发生于中柱鞘。⑵初生木质部:功能运输水和无机盐,位于根的中央,横切面呈辐射状,其紧接中柱鞘内侧的辐射角端较早分化成熟,由口径较小的环纹或螺纹导管组成。称为原生木质部。初生木质部中越靠近轴心的部分,成熟越迟,由管腔较大的梯纹,网纹或孔纹导管所组成,称为后生木质部。外始式:初生木质部这种由外方向内分化成熟的方式,是根初生木质部的重要特点,在生理上具有适应意义。髓:一般来说,同种植物根中,原生木质部的束数是相对稳定的。据原生木质部束数的不同,把根划分为二原型,三,四,五……多原型。二原型:主根中有二束原生木质部,如烟草,油菜等的主根,马铃薯,萝卜,甜菜。三原型:紫云英,豌豆。四原型:主根中有四束原生木质部,如棉花,花生,蚕豆。多原型:主根中有多束原生木质部,如高梁,玉米,水稻,小麦等。⑶初生韧皮部:位于中柱内,形成若干束分布于初生木质部辐射角之间,与初生木质部相间排列,这是幼根维管柱中最为突出的特征。初生韧皮部的发育方式也是外始式,即原生韧皮部在外方,后生韧皮部在内方,主要由筛管和伴胞组成。功能输导同化产物。⑷薄壁细胞:分布于初生木质部与初生韧皮部之间,常有几列薄壁细胞,有贮存和输送养分的作用,在根次生生长时,部分恢复分裂能力,成为维管形成层的主要部分。课目七:根的次生结构2学时1、目的要求:掌握根的次生结构特点,及根瘤与菌根的概念。2、重点与难点;重点是维管形成层的发生与活动。难点是双子叶与禾本科植物根结构的异同点。㈡双子叶植物根的次生生长和次生结构。(50分钟)大多数双子叶植物和裸子叶植物的主根和较大的侧根在完成初生生长后,便开始了加粗的次生生长。(而一年生双子叶植物和多数单子叶植物根,都只有初生生长完成一生,根的初生结构一直保持到植株死亡为止。次生生长:由于根内维管形成层和木栓形成层的发生和活动,不断产生次生维管组织和周皮,使根的直径增粗的生长过程。1.维管形成层的发生和活动。维管形成层的产生是在初生木质部的凹部分与初生韧皮部内侧之间,由原形成层保留下来的示分化的薄壁细胞开始分裂活动,成片段状,为形成层的主要部分。随后,各段形成层逐渐向左右扩展,并向外推移,直到初生木质部角端处,在该处和中柱鞘细胞相接,成为完整连续的形成层环。形成层主要进行切向分裂,向内分裂产生的细胞形成新的木质部,加在初生木质部的外方,称为次生木质部,向外分裂产生的细胞形成新的韧皮部,另在初生韧皮部的内方,称为次生韧皮。次生木质部与次生韧皮部为内外相对排列完全不同。形成层除了产生次生韧皮部和次生木质部以外,在正对初生木质部辐身角处,由中柱鞘发生的形成层段也分裂形成径向排列的薄壁细胞群维管射线。木射线:在木质部中形成的射线。韧皮射线:在韧皮部中形成的射线。作用:射线有横向运输水分和养料的功能。维管射线组成根的维管组织内的径向系统,而导管,管胞,筛管,伴胞,纤维等组成维管组织的轴向系统。2.木栓形成层的发生及活动。随着次生信管组织和继续增加,根的直径不断扩大。到一定程度,表皮和皮层因受内部组织增加所形成的压力而遭胀破,中柱鞘恢复分裂形成木栓形成层。木栓形成层。木栓形成层细胞向外分裂产生大量数层木栓细胞组成的木栓层,覆盖在根外起保护作用。向内分裂产生由少量薄壁细胞组成的栓内层。木栓形成层,木栓层,栓内层,合称为周皮,是根加粗过程中形成的次生保护组织。木栓层形成的,由于木栓层不透水气,其外方的表皮和皮层因得不到水分和营养物质的供应而脱落。§5.5禾本科植物根解剖结构的特点:(20分钟)禾本科植物属于单子叶植物,它们根的基本结构可分为表皮,皮层,中柱,但它没有维管形成层和木栓形成层,不能进行次生生长。1.表皮:是根最外的一层细胞,当根毛枯死后,往往解体而脱落。2.皮层:①靠近表皮的一层至数层细胞为外皮层,在根发育后期,往往转变为厚壁的机械组织,起支持和保护作用。②外皮层以内皮层薄壁组织,有较多的胞间隙。③在较老的根的皮层中,有明显的气腔。它是由薄壁细胞互相分离,然后解体而成的腔道。水稻的根,茎,叶的气腔时入根部,供给根部呼吸的需要。所以水稻能生长在水湿的环境中。然而,三叶期以前的身苗,通气组织尚未形成,根所需要的氧气要靠土壤中供应,故这段时期的畦面不宜长期保持水层。④禾本科植物在根发育后期,其内皮层的细胞壁呈五面增厚,只有外切向壁未加厚。在横切面上,内皮层细胞的细胞壁呈“马蹄铁形”加厚。⑤少数位于木质部束处的内皮层细胞,薄壁不增厚,称“通道细胞”,起皮层与维管束之间物质内外交换功能。3.中柱:中柱最外层为一层薄壁细胞组成的中柱再会,是侧根发生之处。初生木质部般是多原型,水稻6—10束,小麦7—8束,原生木质部常由几个小型的导管组成,后生木质部常具一个或几个大型导管。维管柱的中央为直径较大的髓部,在初生木质部与初生韧皮部相间排列,其之间的薄壁细胞不能恢复分生能力,不产生形成层,以后其细胞壁木化而变为厚壁组织,即保持功能又起坚强的支持作用。§5.6侧根的发生(10分钟)1.侧根:主根上产生的各级支根,进一步扩大植物地下部分在土壤中的分布范围,作用:使吸收作用和固持作用得到增强。2.侧根多起源于根毛区中柱一定部位。在二原型根中,侧根起源于初生木质部与初生韧皮部之间,在三,四原型根中,侧根正对着原生木质部发生,在多原型根中,则多正对原生韧皮部而发生。内起源:由于侧根起源于母根的中柱藉肭也就是发生于根部,叫内起源。当侧根开始发生时,中柱鞘相应部位的几个细胞发生变化,增加,液泡变小。→首先切向分裂,增加细胞层数→垂周分裂各方向分裂,产生一团新细胞(部分内皮层细胞)→形成侧根原基→顶端分化为生长点和根冠→生长点进一步分裂,生长,分化,突破皮层,伸出表皮,成为侧根。侧根与主根有着密切的联系,二者的生长有定的相关性侧根功能:产生多少和快慢与作物吸收水肥的效率有关。据侧根形成的特性,生产上常来用适当的措施,如一定浓度的生长素溶液漫蘸根部,假植,切断主根,中耕,施肥,来促进侧根迅速大量发生,从而形成发达根系。当主根被切断或损伤时,促进侧根的发生和生长。在农,林,园艺生产中常在移苗时切断主根,引发更多我侧根,保证植物根系的旺盛发育,从而使植株能繁荣生长。§5.7根瘤和菌根(20分钟)植物根系分布在土壤中,它们和根除微生物(细菌,放线菌,真菌,藻类,原生动物)有着密切的关系。①植物的根系分泌物,是许多微生物的养料来源,②而土壤微生物之阐形成了密切相关,互利共生的关系称为共生。根瘤和菌根就暠等植物根系和土壤微生物之间共生关系所形成的结构。1.根瘤:豆科植物的根上有各种形状和顔色的瘤状突起,它是豆科植物与根瘤细菌的共生结构。产生过程:①受根毛分泌物的吸引,聚集在根毛周围的根瘤菌分泌纤维素酶,溶解根毛的细胞壁而侵入根毛细胞。以后②根瘤菌分裂滋生,并逐渐延伸到皮层内。③皮层细胞受到极瘤菌刺激也迅速分裂,产生大量的细胞例外以层局部膨大。这样外突的根瘤。根瘤菌作用根瘤细菌的最大特点就是具固氮作用。菌体内含固氮酶,它能把大气中的游离氮转变为氨,供给豆科植物利用。同时根瘤菌可从皮层中吸收生活所需的水分和养料。根瘤菌的种类很多,每个种常与一定植物共生。如,豌豆根瘤菌只能在豌豆,蚕豆,苕子等植物上形成根瘤,而大豆根瘤菌只能在大豆根上形成根瘤。豆科植物与根瘤菌共生,不但豆科植物本身得到氮素供应,且根瘤脱落后还可增加土壤中的氨素。这就是农林生产中采用豆科植物作为绿肥的原因。此外,近年研究表明,一些非豆科植物,如桦木科,大麻黄科,蔷薇科及裸子植物苏勿,罗汉松等植物也形成根瘤,交具固化能力。与非豆科植物共生的固氮菌多为放线菌类。2.菌根:许多高等植物的根可以与土壤中的某些真菌生长,这种生长着真菌的幼根是一种共生菌体称菌种,据菌丝在根中生长分布的不同,将菌极分为三种类型。①外生菌根:真菌的菌丝大部分分布在幼根的外表,形成白色丝状外套,部分菌丝侵入表皮,皮层的胞间隙中。根尖通常变粗。根尖不具根毛,而由外被菌丝代替根毛的吸收作用。许多木本植物,如马尾松,油松,冷杉等,常有外生菌根。②内生菌根:真菌的菌丝侵入根到皮层细胞内和胞间隙中,根尖仍具根毛,内生菌根主要功能是促进根内运输。草本植物如:银杏,侧柏,核桃,桑,五角枫,兰科,葱属等。③内外生菌根:是内生与外生两种菌根的混合型。真菌的菌丝不仅包裹着根尖,而且也侵入皮层细胞内和细胞间隙中。如:桦木属,柳属,苹果等植物的菌根。作用:①共生的真菌能加强根的吸收能力,外生菌根能扩大根的吸收面积。②菌丝还分泌多种水解酶类,促进根周围有机物质的分解。③菌丝呼吸作用释放大量二氧化碳,溶解后成碳酸,提高土壤的酸性,促进一些难溶盐类的溶解,益于根的吸收。④真菌还可产生维生素B,维生素B,促进根系的发育。在根上能形成菌根的植物有二十多种,包括被子,裸子,蕨类植物,以木本植物为最多,以松柏类植物显著。总结与思考:课目八:茎的形态及芽与分枝2学时1、目的要求:了解茎的形态、功能、生长习性与分枝,掌握双子叶植物茎和禾本科植物茎的结构及区别。2、教学的重点与难点:重点是双子叶及禾本科植物茎的结构特点,难点是双子叶植物茎的次生生长和次生结构。第四章茎§4.1茎的生理功能和经济利用(10分钟)生理功能:⒈支持作用:⒉输导作用:⒊还具有贮藏营养物质的功能。⒋繁殖功能:茎具有多种经济用途:可作食用,药用:工业原料:木材§4.2茎的形态、特征和分枝方式茎的形态特征(15分钟)⒈外形:⒉特征:节:节间:芽:枝和枝条:着生叶和芽的茎称枝和枝条。节间伸长显著的枝条,称长枝,节间短缩,各节间紧接的枝条,称为短枝。在落叶树木(乔木和灌木)的冬枝上,除了节,节间和芽外,还能看到:叶痕:木本植物的枝条,其叶片脱落后留下的疤痕。叶迹:叶痕中的点状突起是枝条与叶柄间维管束断离后留下的痕迹,称维管束迹或叶迹。皮孔:是木质茎上交换内,外气体的通道,枝条外看到小型皮孔。芽鳞痕:枝条上,顶芽开放时,其芽鳞片脱落后,在枝条上留下的密集痕迹。它的数目可判断枝条生长的年龄和速度。芽及其类型(25分钟)⒈芽的概念、来源和结构芽:是未发育的枝、花或花序的原始体。来源:定芽:来源于胚芽,有生长锥和幼叶,生长成实生苗的第一个枝格(顶芽和腋芽),起源于生锥的线层,属外起源。不定芽:起源于表皮、木栓形成层、愈伤组织或胚状体,属外起源,也可内起源,起源于根、茎、下胚轴的维管组织或维管形成层。叶芽:发展成为枝的芽(通常不正确地称叶芽)。决定着主干与侧枝的关系与数量,决定植株的长势和外貌。花芽:发展为花或花序的芽。它决定着花、花序的结构和数量,并决定开花的迟早和结果的多少。将叶芽纵切可看到结构(从上至下):生长锥、叶原基、幼叶、腋芽原基。生长点是叶芽中央顶端的分生组织。叶原基是近生长点下面的一些突起,是叶的原始体,即叶发育的早期。腋芽原基是花幼叶腋内的突起,将来形成腋芽,以后发展成侧枝。⒉芽为类型:定芽:按芽生长的位置、性质、结构和生理状态的差异分:按位置分:定芽:生长在枝上一定部位。顶芽:生长在茎或枝顶端的芽。侧芽:生长在枝侧面的叶腋内芽。又叫叶芽。副芽:有的叶腋内的芽很多,后生的芽称。不定芽:凡不生在枝顶或叶腋的。而是在老茎,根或叶等部位上形成的芽统称为不定芽。如甘薯块根上的芽,秋海棠叶上的芽,老茎创伤口上产生的芽。在营养繁殖上有意义。按发育后所形成的器官分:叶芽:是发育成营养枝的芽。花芽:是发育成花和花序的芽。混合芽:同时发育为枝、叶、花或花序的芽。如萍果芽。按芽鳞的有无分:鳞芽:有芽鳞包被的芽。如:多年生木本植物多为鳞芽、梅、苹果、杨树。(作用,降低芽内水分散失,减少机械损伤保护。裸芽:无芽鳞片包被的芽。如,草本植物,如,水稻、棉等的芽。按生理活动状态分:活动芽:是在当年生长季形成新枝,花或花序的芽,如一年生草本植物。体眠芽:在生长季不生长,不发展,保持休眠状态的芽。茎的分枝类型:(20分钟)顶芽使植物主干伸长,腋芽能形成侧枝。顶芽和侧芽发育,扩展的结果,形成植物地上部的茎叶系统。⒈单轴分枝:主茎的顶芽活动始终占优势,形成一个直立的主轴,而侧枝较不发达,侧枝又形成各级分枝,但各级侧枝的生长均不如主茎发达。主茎的顶芽生长旺盛,形成直立粗壮的主干,而侧枝的发育程度远不如主茎。以后,侧枝又以同样方式形成次级侧枝。如,水杉、杨树、松柏。⒉合轴分枝:顶芽生长活动一段时间后,或分化为花芽,或生长极慢,而靠近顶芽的腋芽,迅速发展为新枝,代替主茎的位置。不久,这条新枝的顶芽又从同样方式停止生长,再由其侧边的一个腋芽萌发成枝条代替生长,如此重复进行。因此,它的主轴是由许多腋芽发育而成的侧枝联合而组成。它形成的主轴是一段很短的主茎与各级侧枝分段连接而成,具有曲折,节间短,花芽较多特点,是一种丰产的分枝方式。许多农作物和果树,如,棉、柑桔、萍果、葡萄、马铃薯、蕃茄等。多数被子植物的分枝方式。在农业上,通过整枝、摘心等措施,人为调控枝系的空间分布和配比,以达到早熟和丰产的目的。。⒊假二叉分枝:顶芽生长出一段枝条后,停止发育,而顶芽两侧对生的侧芽,同时发育为新枝,新枝再生一对新枝,形成二叉分枝,如辣椒,丁香的分枝。真正的二叉分枝多见于低等植物,如苔类(地钱)和卷柏的分枝。二叉分枝由顶端分生组织(生长点),分为二所致形成两个分枝,经过一定时期生长,每一新枝的生长点又分为二,依次下去形成的。单轴分枝在裸子植物中占优势,而合轴分枝和假二叉分枝却是被子植物主要的分枝方式,它们较为进化。由于顶芽停止活动,促进了大量侧芽的生长,从而使地上部有更大的开展性,即提高了支持和承受能力,又使枝叶繁茂,通风透气,有效扩大光合面积,是一种进化方式,为枝繁叶茂,扩大光合面积,创造有利条件。⒋禾本科植物的分蘖(10分钟)象水稻、小麦等的分枝集中在地面下和近地面的分支节上,这些分芆节上产生不定根和腋芽,以后腋芽形成分枝,这种方式的分枝。禾本科植物如水稻、小麦等的分枝方式与上述不同,在生长初期,茎的节间很短,几个节密集于基部。在四、五叶期,基部某些腋芽开始活动,迅速抽生出新枝,并在发生新枝的节上形成不定根,这种分枝方式称为分蘖。产生分孽的节称为蘖节。随后,新枝的基部又各自形成分蘖节,重复上过分蘖过程。分蘖有高蘖位,低蘖位之分,蘖越低,分蘖发生越早,生长期就较长,抽穗结实的可行性就越大。能抽穗结实的分蘖称有效分蘖,不能抽穗就结实的称无效分蘖。§4.3茎尖的分区及其生长动态(10分钟)茎尖和根尖相似,由顶各基可分为分生区,伸长区和成熟区。茎尖没有类似根冠的结构,而是被许多幼小叶片紧紧包裹。分生区:茎尖的最前端为圆锥形,即分生区,是由原分生组织构成。内部由原套,原体及其衍生的固缘分生组织和髓分生组织。原套—原体学说:(原分生组织的构造,较有影响和被接受的是原套—原体学说)是史密特于1924年提出,认为顶端分生组织的原始区域,包括原套和原体两个部分。在离茎尖原套,原体不远处,即出现叶原基。再稍向下方,通常在第二或第三个叶原基的腋部发生腋芽原基。在分生区的后部,周缘分生组织和髓分生组织(分化形成髓)逐渐分化出原表皮基本分生组织和原形成层三种初生分生组织。原形成层束分布于基本分生组织。伸长区伸长区的细胞纵向伸长迅速,是茎伸长的主要原因。而细胞分裂活动基本停止,并逐渐分化出一些初生组织,如:表皮、皮层、维管束。成熟区细胞的有丝分裂和细胞伸长趋于停止,内部和种成熟组织的分化基本完成,已具备幼茎的初生结构。§4.4茎的结构双子叶植物茎的初生结构(10分钟)茎尖顶端分生组织,分裂(在分生区内)活动所衍生的细胞生长(伸长区),分化(成熟区),形成各种成熟组织的过程,称为安生生长,初生生长的结果产生初生结构。双子叶植物茎结构分为表皮、皮层、中柱。1.表皮2.皮层:课目九:茎的结构2学时1、目的要求:掌握茎的初生结构与次生结构特点,及木材的结构。2、重点与难点;重点是茎的初生结构与次生结构特点。难点是双子叶与禾本科植物茎结构的异同点,木材的三切面。3.维管柱:一般无中柱鞘,是皮层以内的柱状结构,包括维管束,髓、髓射线。(20分钟)⑴维管束:①.外韧维管束的初生韧皮部分布在维管束的外侧,由筛管(输导有机物),伴胞(贮藏功能),韧皮薄壁组织和韧皮纤维组成。初生韧皮部的发育顺序和根内相同,也是外始式,即原生韧皮部在外方,后生韧皮部在内方(向心型)。②.初生木质部位于维管束内侧,由导管,管胞(水,矿质营养运输),木薄壁组织(贮藏作用),木纤维(支持,巩固作用)组成,其发育顺序是内始式初生木质部这种由内向外分化成熟的方式,和根不同。原生木质部居内方,(由较小环螺纹导管组成),后生木质部居外方,由(梯、网、孔)。束中形成层:双子叶植物的维管束中,在初生木质部与初生韧皮部之间,尚保留一层自原形成层遗留下来,具有分裂能力的细胞层,以后进一步发育为形成层,这是次生生长的基础,叫束中形成层。(2)髓、髓射线。双子叶植物茎的次生生长和次生结构大多数双子叶植物在初生生长的基础上出现次生分生组织—形成层和木栓形成层,它们分裂活动的结果形成次生结构,使茎增粗,这一过程即称为次生生长。1.维管形成层的发生及活动(40分钟)形成层的发生部位:形成层的细胞组成及活动产物形成层的原始细胞有二种:纺锤丝原始细胞:射线原始细胞:形成层究竟如何形成次生维管组织和射线的呢?髓射线:与木射线,韧皮射线有何不同?相同点:都是径向排列,生理功能相同,径向运输内外物质。不同点:来源不同。髓射线:由初生分生组织细胞分裂,分化来。属初生结构,位于两个维管束之间,数目不变。木射线,韧皮射线:来源于维管形成层,构成次生结构,数目是改变的。射线原始细胞分裂,分化而成,来源次生分生组织。⑶.维管形成层的季节活动与年轮维管形成层活动所产生的次生结构:次生木质部、次生韧皮部,维管形成层,维管射线),形成层活动易受外界环境影响,有明显冷暖交替的温带或干湿交替的热带,形成层活动随季节的更替,表现出节奏性变化。形成层的活动有强有弱,形成的细胞有大小,颜色有深浅之分。从而在次生木质部的形态结构上表现出明显的差异。形成:早材与晚材:早材(春材):发生在春季,形成层活动强、导管、管胞的口径大,木材疏松,颜色较浅。晚材(秋材):发生夏末秋初,气候不适,形成层活动弱,形成导管、管胞,大径小,木材紧密,颜色深。年轮:同一年内的早材和晚材构成一个年轮。但前一年的晚材和后一年的早材界限十分清楚。这分界线称年轮线。边材与心材边材:靠近树皮部分的木材是近几年形成的次生木质部,颜色较浅,导管有输导能力,木薄壁细胞是活的,且含水多,能有效担负输导和贮藏功能,称边材。心材:靠近中央部分的木材是较早形成的次生木质部,颜色较深(导管腔中形成侵填体,并积累单宁、树脂、色素),而被堵塞,失去输导功能,细胞都是死细胞(木薄壁细胞和木射线细胞都是死细胞),(虽无导水功能,却增加机械支持作用)环孔材与散孔材:环孔材:早材与晚材交替有明显区别,导管呈环状分布,这种木材。散孔材:早材与晚材导管口径,大小相似,且分布比较均匀。⑷.次生韧皮部:位于形成层的外方,由筛管,伴胞,韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成,次生韧皮部数量远较次生木质部少。次生韧皮部维持输导作用的时间较短,通常筛管只有1-2年的输导能力。部分衰老的筛管由于筛板上形成胼胝体,堵塞筛孔,失去输导作用。远离形成层的先期产生的次生韧皮部,受到里面增大的木质部的压力也越来越大,被挤毁,木栓形成层以外的韧皮部完全死亡,成干死组织。⒉木栓形成层的发生与活动(20分钟)木本植物的茎干的次生生长活跃,增粗显著,表皮不能适应茎内的不断增粗生长,以致最终死亡,脱落,而另由木栓形成层产生的周皮代替了表皮的功能。木栓形成层的来源:表皮:如:柳树,梨,萍果。表皮邻接的一层皮层细胞(薄壁组织或厚角组织),如:子铃薯,桃。皮层深处的薄壁组织:棉花。来源于初生韧皮部或次生韧皮部,如:茶、葡萄。活动木栓形成层:木栓层:栓内层:周皮树皮和皮孔(广义树皮)植物树皮指茎中形成层以外所全部组织统称树皮。死组织(外树皮、落皮层):木栓,死的次生韧皮部,初生韧皮部,皮层,表皮,多层的周皮。活组织:活的次生韧皮部和木栓形成层(内树皮、软树皮)。而砍伐树皮指死组织,有的鳞片状脱落,有的套状脱落,有的裂成小块堆积在树干上,较长时间不脱落,形成条状纵裂深沟,相当坚硬。△。“树怕剥皮”?树皮中有活的次生韧皮部,起营养物质运输功能,树皮大面积环割后,长期以来被认为有机养料运输途径的割断,根得不到养分,丧失吸收功能,导致整个植株的死亡。△皮孔:周皮形成时,枝条的外表同时形成一种通气结构,即皮孔常发生于原来气孔的位置,此处内方的木栓形成层,不形成木栓细胞,而形成许多圆球形的,排列疏松的薄壁细胞,组成补充组织,由于补充组织的增加,向外突起,将表皮胀破,形成裂口,即为皮孔。皮孔可在春季开放,科季关闭。作用:使植物老茎的内部组织与外界进行气体交换。㈢.双子叶植物茎节部结构的特点:由于叶和侧枝都是从节部发生的,故节部的解剖特点与节间不同,节部的解剖特点主要表现在维管束的排列与节间不同:在节部维管束的排列不成一环,叶柄上面是次生木质部,下面是次生韧皮部,而茎内部为次生木质部,外部是次生韧皮部。叶迹:茎内维管束斜伸入叶柄内的部分。叶隙:叶迹上方出现的空隙由薄壁组织填充称叶隙。§4.5禾本科植物茎节间的结构(20分钟)禾本科植物茎节间的结构禾茎显著特点:是维管束为有限维管束(即仅有初生韧皮部和初生木质部,无形成层,不能进行次生生长)。茎的表皮终生有效因缺乏木栓形成层,而没有周皮的形成。茎内不能划分皮层,髓和髓射线的界限。维管束散生在基本组织之中。据茎节间是否空成髓腔,可分为实心茎(如玉米)和空心茎((小麦、水稻),实心茎央为薄壁组织充满,空心茎中央薄壁细胞解体,形成中空的髓腔。现以水稻茎为例说明:表皮:表皮细胞:气孔器:机械组织:有的植物紧贴表皮以内,由数层厚壁细胞构成,主要起支持作用,厚壁细胞的层数和胞壁的厚度与抗倒伏和抗病能力有关。薄壁组织:位于机械组织内侧,分布于维管束之间,由薄壁细胞组成,水稻长期浸没于水中的基部节间,基本组织中有大型裂生的通气道,形成良好的通气组织。同化组织:含叶绿体(光合作用),幼嫩茎:(小麦)。维管束:许多维管束分散在基本组织中,排列方式:①类:维管束排列成内外两环(水稻、小麦),外环维管束较小,内环维管束较大,节间中空,形成髓腔。②类:维管束分散排列于基本组织中(玉米、甘蔗、高梁),近边缘的维管束较小,相距较近,靠中央的维管束较大,相距较远。每一维管束的外围为厚壁组织所包围,形成鞘状的结构即维管束鞘,初生木质部居内,初生韧皮部居外。在横切面上,初生木质部呈∨形。禾本科植物的居部生长和初生增粗生长居间生长:(2)初生增粗生长:课目十:叶2学时1、教学目的:明确叶的形态、功能。掌握双子叶植物叶和禾本科植物叶的结构及其重要区别。了解落叶的原因、过程及意义。2、本章的基本要
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