植物的结构与功能

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,8,章 植物的结构与功能,一、植物组织,二、植物的器官,三、植物的有性繁殖,四、植物的无性繁殖,(,一,),根系统与苗系统,(,二,),植物体的三大组织系统：三大组织系统是皮组织、维管组织和基本组织。,(,三,),植物组织的类型,1,简单组织,(simple tissues),薄壁组织：根、茎、叶、花、果柔软多汁的初生生长部分，薄壁组织占了大部分。一些薄壁细胞成为贮藏组织，分泌组织，贮水细胞，传递细胞等。在维管组织内，也有薄壁细胞，如射线细胞等。,厚角组织：厚角细胞是纵长的，细胞壁增厚不均匀，主要成分为果胶质，果胶质是一种多糖物质，能把纤维素粘合在一起，从而使组织具有柔韧性。,厚壁组织：其细胞壁具有次生加厚，并充填着木质素,(1ignin),。厚壁细胞有纤维,(flbers),和石细胞,(sclereids,；,stone cells),两种。,2,复合组织,(complex tissues),（,1,）维管组织,(vascular tissues),：,由木质部,(xylem),和韧皮部,(phloem),组成。木质部的输导分子有导管,(vessels),和管胞,(tracheids),。,韧皮部的输导分子是筛管,(sieve tubes),和伴胞,(companion cells),，较原始的形式则为筛胞,(sieve cells),。成熟的筛管和筛胞是没有细胞核的生活细胞。,（,2,）皮组织,(dermal tissue),：植物体的初生结构由表皮这一皮组织系统复盖和保护。表皮在多数时候仅由一层细胞组成，其外向壁具有蜡质和角质层,(cuticle),，它有防止水分过度散失、抵抗某些微生物侵害的作用。,茎和叶的表皮有一些特化的结构，气孔器,(stomatal apparatus),是其中之一，是调节水蒸气、氧气、二氧化碳进出的通道。根的表皮特化为吸收组织，具根毛。与真菌共生的根则不具根毛。,植物进入次生生长时，表皮由周皮,(periderm),所替代。,二、植物的器官,(,一,),茎的初生结构,(primary structure),在茎尖，顶端分生组织,(apical meristem),和它衍生的分生组织就一一分化出茎的初生结构。顶端分生组织活动的结果，细胞分裂和特化形成出大小、形状、机能皆不同的细胞群：也是由于分生组织活动，结果形成了叶、侧芽,(,腋芽,),、侧枝，侧枝又产生侧枝，形成生殖结构。叶的产生是由顶端分生组织在侧面加速分裂形成突起的原基形成的。,茎的特征是有节和节间，节上有叶，具芽。,茎的内部结构：包括表皮、基本组织和维管束,(vascular bundles),三部分。,双子叶植物维管束束状，纵向排列，排成一轮，木质部与韧皮部为内外并生型，在单子叶植物中维管束分散在基本组织中。皮层和髓是基本组织，茎的表皮与维管束之间为皮层，茎的中央是髓部。,(,二,),叶,叶是进行光合作用制造养分的场所。,叶的组成：典型的叶由扁平的叶片和叶柄组成。叶有单叶与复叶两种形态。子叶植物的叶分为叶片和叶鞘两部分。,叶的整个结构都是适应于吸收光能，有利于气体交换的。植物在阳光下吸收,CO2,，把从导管输送来的水分，无机盐等合成为淀粉，脂肪，蛋白质，并放出,O2,。肉质植物或旱生植物，其叶片厚，肉质，贮藏很多水分，以便光合作用时供应足够的水。,叶的内部结构：由表皮，叶肉和叶脉三部分组成。,叶表皮复盖着叶的上下表面，表面光滑或有毛、鳞片等附属物。表皮细胞不规则，相互之间嵌合，排列紧密，细胞外壁有角质层，可减少水分损失。多数植物气孔在下表皮，水生植物气孔分布在上表皮，旱生植物的气孔常常生于下陷的气孔窝，窝内有毛，可减少水分散失。,叶肉,(mesophyll),光合作用场所。叶肉细胞可以分为近腹面的栅栏叶肉细胞,(palisade mesophyll),，和近背面的海绵叶肉细胞,(spongy mesophyll),，它们都是含有叶绿体的薄壁细胞。单子叶植物的叶一般是直立生长的，它们可以从各个方向接受阳光，叶肉细胞不分化为栅栏细胞和海绵细胞。,叶脉,(veins),：叶的维管束，常伴有细胞壁增厚的厚角细胞或厚壁细胞，以加强叶片的支持力量。叶的维管束与茎的维管束相连。,叶的用途：许多蔬菜的主要食用部分是叶，如大白菜，小白菜，芥菜，芥兰，芜青，芹菜，芫荽等；也有一些叶可以直接加入食品中烹调，具有特殊的香气，如薄荷，香花菜，柠檬叶，月桂叶，香茅；一些地区将鸡矢藤叶，艾的嫩茎，研磨后添加在米糕中，作成可口的风味食品。天仙子，颠茄叶有时也用于治病。也有一些叶会引起不良的后果，烟草原产于南美,玛雅人认为焚烧烟草时凫凫上升的轻烟会把他们的灵魂带到上帝跟前。现在吸烟已被证实能引起肺癌、口腔癌、喉癌；古柯叶曾被印地安人作为治病的灵丹妙药，食用古柯叶后使人有飘飘欲仙的虚幻感觉，如今从古柯叶提取的可卡因，从大麻叶中提取的大麻碱，从罂粟中提取海洛因已成全球泛滥的毒品。,(,六,),根的初生结构,有两种根系，直根系,(tap root system),，和须根系,(fibrous root system),。,根的内部结构：,根尖区可以划分成根冠,(root cap),，分生区,(meristematic zone),，伸长区,(elongate zone),和成熟区,(maturation zone),。,分生区是顶端分生组织所在位置：,根冠是由一团球形的细胞形成的帽状体，根冠细胞可以分泌出粘液，湿润泥土，便于根向泥土深处伸展，根在深入泥土过程中，根冠细胞不断磨损，又不断由分生组织补充。根冠也有保护顶端分生组织的作用。,由分生区到成熟区是分生组织不断产生的细胞长大、伸长、成为成熟区。,根的初生结构包表皮、皮层和维管柱。表皮一层，具根毛。,皮层由外皮层，皮层薄壁细胞，内皮层构成，内皮层具有凯氏带增厚。,维管柱最外面为维管束鞘。维管束鞘以内是韧皮部和木质部。,侧根是从维管束鞘细胞反复分裂，然后突破皮层和表皮形成的。,根中一般无髓。,*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,(,Ficus altissima,),，其发达的根系常常堵塞下水道,（七）木本植物的次生生长,所有的裸子植物，许多双子叶植物，某些单子叶植物是多年生的木本植物，可持续在,2,或多个生长季节性里进行生长。,根茎的次生结构起源于维管形成层这一侧生分生组织。维管形成层形成次生木质部和次生韧皮部，纵贯根与茎；多列的射线薄壁细胞成放射状横过根、茎，这种纵向的维管组织和横向的射线。,随着根、茎的长粗和向外扩大，来自木质部的压力挤毁了根、茎的皮层和表皮，发展出周皮作为植物体最外层的复盖层。周皮形成后，根、茎生活细胞的气体交换包括需氧呼吸和放出二氧化碳废气，是通过周皮上的皮孔,(1enticels),完成的。,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。,三、,植物的有性繁殖,花是有花植物的繁殖器官，果实和种子是花发育的结果。营养生长达到一定阶段，生殖生长就出现了。花既是产生雌雄配子体和精卵的场所，也是精卵结合进行有性生殖的场所。花的完善的结构，提供了雌雄配子体发育，精、卵发生的条件，并对此提供了完善的保护；另一方面，花演化出了许多特化的结构，保证了异花传粉，提高了后代的生命力。种子包含着胚，是精卵结合的结果，是新一代植物的雏体，外面有种皮包裹，对胚进行了有效的保护。果实是由包裹在胚珠外面的子房及花的其它部分发育出来的，对种子的发育提供了更进一步的保护，而且在种子成熟后将帮助种子散布。,(,一,),花的组成,一朵完全花,(complete fiowers),，从下而上，从外到内可分为花梗,(pedicel),、花托,(receptacle),、花萼,(sepals),、花瓣,(petals),、雄蕊,(stamens),、雌蕊,(pistils),等部分,(,二,),雌雄蕊的结构和雌雄配子体的形成,1,雄蕊的结构和雄配子体的发育,2,雌蕊的结构和雌配子体的形成,雌蕊位于花的中心位置，由子房、花柱、柱头三部分组成。子房内有胚珠珠心,(nucellus),的一个细胞发育成大孢子母细胞，再经减数分裂，形成,4,个单倍体的大孢子。,4,个大孢子通常只有,1,个继续发育，经过三次有丝分裂，形成,7,个细胞,8,个核的胚囊（,embryo sacs,）：,1,个卵细胞，,2,个助细胞，,3,个反足细胞，和有,2,核的极核细胞。,(,三,),传粉和受精,传粉,(pollination),就是花粉粒由风力，水流，昆虫，鸟等传送到能接受它的柱头上，一旦花粉粒落在合适的柱头上，它就会萌发，花粉管从花粉粒的萌发孔里伸出来，携带着精核，沿着花柱向下生长，最后到达胚珠，穿入胚囊，花粉管先端破裂，,2,个精核被释放。,受精,(fertilization),就是,1,个精核与一个卵核融合。但是在有花植物中具有“双受精现象,(double fertilization)”,，指的是,1,个精核与,1,个卵核结合形成二倍体的合子,(zygote),，另,1,个精核与,2,个胚乳细胞核结合，形成三倍体,(triploid),胚乳,(endosperm),母细胞。,(,四,),胚的发育和种子的形成,胚性孢子体的形成：,合子形成后，胚的发育经过球形胚，到心形胚阶段，,2,个子叶开始形成，子叶相连处长出胚芽,(plumule,）与胚芽相对的一端形成胚根,(radicle),，胚便形成了。单子叶植物的子叶仅,1,枚，在胚发育前期，是有,2,个子叶原基的，但随后的发育，,1,枚子叶退化成外胚叶。荠菜的胚发肓时，子叶从胚乳中吸收营养，并且将其贮藏在子叶中，相反玉米、小麦等单子植物子叶不贮藏养分，种子所含胚乳一直到种子萌发，才由子叶预先准备的消化酶分解，供给幼苗生长。胚就是孢子体的雏形，或者称为胚性的孢子体。,种子的形成：,从合子形成直到胚成熟，孢子体一直向胚珠供应营养，这些营养最后被贮存积累在胚乳或子叶中，胚珠的珠被开始变硬，发育成种皮,(seedcoat),。一粒种子包含胚、胚乳和种皮，胚包括胚芽、子叶、胚轴和胚根，无胚乳的种子其胚乳已由子叶吸收。,(,五,),果实的形成和类型,果实的类型很多，按照果实的来源可以划分为单果,(simple fruits),，聚合果,(aggregates fruits),和复果,(multiple fruits),三类。果实更多的是按照果皮性质划分为肉果和干果两大类。,(,六,),种子的散布,四、植物的无性繁殖,（一）自然界的无性繁殖,（二）诱导的无性繁殖,扦插（,cuttings,）。,嫁接（,graftings,）。,分株（,crown divisions,）。,组织培养,(tissue culture),。,