普通生物学第三章植物在生物圈中的作用

一、植物在生物圈中的作用一、植物在生物圈中的作用w生存环境生存环境的缔造者的缔造者w生态系统生态系统中的生产者中的生产者原始地球，了无生息原始地球空气组成： H2O + N2 +NH3 + CO2 + CO + CH4 + H2 + H2S 原始地球开始出现多种生物原始的藻类植物开始释放氧气、制造有机物；O2 - O3， 臭氧层出现，对生物有重要的保护作用。二、植物的种类藻类植物藻类植物地衣地衣菌类植物菌类植物苔藓植物苔藓植物蕨类植物蕨类植物种子植物种子植物裸子植物裸子植物被子植物被子植物孢子植物孢子植物藻类植物赤潮海藻海藻淡水藻类地衣地衣地衣外观解剖结构菌类植物菌类植物致病真菌致病真菌耳病真菌耳病真菌脚气真菌脚气真菌食用真菌食用真菌有毒真菌有毒真菌苔类苔类极地苔藓极地苔藓高山苔藓高山苔藓藓类藓类苔藓植物苔藓植物蕨类植物蕨类植物树蕨树蕨蕨类的繁殖器官蕨类的繁殖器官常见蕨类常见蕨类裸子植物裸子植物被子植物 angiosperm单子叶植物单子叶植物 monocot双子叶植物双子叶植物 dicot种子植物的结构、功能及发育生物界的生存法则生物体的结构与功能相适应生物体的结构与功能相适应生物个体性状与环境相适应生物个体性状与环境相适应种子植物的形态（一）根的结构、功能与发育（一）根的结构、功能与发育（教材：（教材：P. 112-118）1. 根-形态直根系直根系须根系须根系根的变态根的变态metamorphosis贮藏根贮藏根 肉质直根肉质直根 萝卜、胡萝卜萝卜、胡萝卜 块块 根根 甘薯、天门冬甘薯、天门冬气生根气生根 支柱根支柱根 榕树榕树 攀援根攀援根 常春藤常春藤 呼吸根呼吸根 红树、水松红树、水松 寄生根寄生根 菟丝子菟丝子肉质直根肉质直根块根块根天门冬天门冬甘薯甘薯支柱根支柱根支柱根支柱根 攀援根攀援根呼吸根呼吸根呼吸根呼吸根寄生根寄生根2. 根尖的结构根毛根毛分裂活动频繁分裂活动频繁D：成熟区分生组织进行有丝分裂分生组织进行有丝分裂产生新细胞产生新细胞幼根幼根示丰富的根毛示丰富的根毛细胞分化(differentiation) 保护组织保护组织 薄壁组织薄壁组织分生组织分生组织 成熟组织成熟组织 输导组织输导组织 机械组织机械组织 分泌组织分泌组织3. 根的功能根的功能吸收吸收：水分、无机盐输导：输导：运输水分、无机盐固着：固着：固定植株、防风固沙贮藏：贮藏：养分水及矿物质运输途径 共质体途径共质体途径 质外体途径质外体途径内皮层（凯氏带）调节物质的进入内皮层（凯氏带）调节物质的进入（教材：（教材：P. 115）根吸收水分的动力渗透力根压毛细管作用蒸腾拉力根压根压毛细管作用蒸腾拉力(二二) 茎的结构功能和发育茎的结构功能和发育1. 茎的结构特点有节和节间有节和节间之分之分在节上着生在节上着生叶和芽叶和芽(叶芽、叶芽、花芽）花芽）在节上能开在节上能开花结果花结果2. 茎尖的结构叶原基叶原基顶芽原基顶芽原基腋芽原基腋芽原基分生组织分生组织活动区活动区3. 幼茎的横切面观一个维管束的放大4. 成熟茎解剖 年轮心 材边材地上茎的变态类型 叶状茎叶状茎 如如昙花昙花、文竹、天冬草等、文竹、天冬草等 茎卷须茎卷须 如黄瓜、南瓜、如黄瓜、南瓜、葡萄葡萄等等 枝枝 刺刺 如如皂荚皂荚、山楂等、山楂等 肉质茎肉质茎 如如仙人掌仙人掌等等地下茎的变态类型 根状茎根状茎 如竹、如竹、姜姜、莲等、莲等 块块 茎茎 如如马铃薯马铃薯等等 球球 茎茎 如如荸荠荸荠、芋、慈菇等、芋、慈菇等 鳞鳞 茎茎 如如洋葱、水仙、百合洋葱、水仙、百合等等5. 茎的变态茎的变态昙花叶状茎葡萄的茎卷须皂荚的茎刺仙人掌的肉质茎生姜的根状茎马铃薯的块茎荸荠的球茎鳞茎鳞茎6. 茎的功能支持：厚壁细胞、厚角细胞支持：厚壁细胞、厚角细胞输导：木质部导管、韧皮部筛管输导：木质部导管、韧皮部筛管产生新的活组织：形成层产生新的活组织：形成层贮藏：薄壁细胞贮藏：薄壁细胞（三）叶的结构与功能（三）叶的结构与功能（教材：（教材：P. 73-82, 138）1. 千姿百态的叶千姿百态的叶2. 叶的解剖结构角质层角质层上表皮上表皮栅栏组织栅栏组织气腔气腔叶脉叶脉海绵组织海绵组织下表皮下表皮气孔气孔叶肉细胞叶绿体（光合作用的场所）光合作用（光合作用（photosynthesis）光合作用定义：光合作用定义： 光合作用是字样生物绿色细光合作用是字样生物绿色细胞中发生的极其重要的代谢过程，胞中发生的极其重要的代谢过程，是将太阳的是将太阳的光能光能转变为有机分子转变为有机分子的的化学键能化学键能的过程。的过程。叶叶绿绿体体结结构构叶绿素卟啉环卟啉环+叶醇叶醇叶绿素叶绿素a、b吸收红、蓝光吸收红、蓝光 (1883，Engelmann)作为天线色素、作为天线色素、 反应中心反应中心暗暗反反应应光反应光反应光合作用示意光合作用示意图图暗反应卡尔文循环卡尔文循环3. 光合作用（教材：P.54-61) 光反应：消耗光反应：消耗H2O，产生，产生 O2、ATP、NADPH 暗反应：消耗暗反应：消耗CO2、合成糖、合成糖保卫细胞控制气孔的开闭光呼吸（P. 59-60）C4植物的适应性 （P. 59-61）光呼吸光呼吸 photorespiration1,5-二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶 Rubisco1,5-二磷酸核酮糖加氧酶二磷酸核酮糖加氧酶氧与氧与1,5-二磷酸和酮糖结合产生乙醇酸二磷酸和酮糖结合产生乙醇酸, 最后被分解最后被分解C4植物4. 叶的变态叶的变态叶卷须叶刺捕虫叶5. 叶的功能光合作用：制造有机物，释放氧气蒸腾作用：促进水的吸收，散热繁殖器官的发育、结构与功能花器的构造 雄蕊雄蕊花药花药花丝花丝花瓣花瓣柱头柱头花柱花柱子房子房 雌雌 蕊蕊 花托花托花萼花萼胚珠胚珠1. 花的形态与传粉方式相适应花的形态结构与传粉方式相适应2. 花粉的结构与传粉方式相适应3. 雌雄生殖细胞的发育减数分裂减数分裂4.双受精过程双受精过程花粉的萌发受精卵胚双受精的定义双受精双受精(double fertilization)： 被子植物特有的受精过程，其花粉中产被子植物特有的受精过程，其花粉中产生两个精细胞，一个与卵细胞结合形成受精生两个精细胞，一个与卵细胞结合形成受精卵并成为二倍体的合子，合子将来发育成为卵并成为二倍体的合子，合子将来发育成为产生新个体的胚；另一个精子与中央细胞极产生新个体的胚；另一个精子与中央细胞极核结合，成为三倍体的受精极核并进一步发核结合，成为三倍体的受精极核并进一步发育成为胚乳。这是植物有性生殖中最进化的育成为胚乳。这是植物有性生殖中最进化的形式。形式。双受精的意义：双受精的意义：w保证了种的延续保证了种的延续w保证了新个体获得双重遗传信息，保证了新个体获得双重遗传信息，并使新形成的种子具有与环境相并使新形成的种子具有与环境相适应的最大的生存活力适应的最大的生存活力5. 双受精的意义6. 种子的形成珠被珠被种皮种皮受精极核受精极核胚乳胚乳受精卵受精卵胚胚种子种子7. 果实的发育与由来果实的发育与由来花 冠花 萼花 柄花托胚珠子房花柱柱头花丝花药心皮萼片雄蕊8. 各种各样的果实果实和种子的传播动物取食传播果实和种子的传播风力传播被子植物生活史(life cycle)花药子房减数分裂小孢子（N）大孢子（N）雄配子体雌配子体精子卵细胞双 受 精合子双倍体世代单倍体世代四、植物在人类社会生活中的作用四、植物在人类社会生活中的作用提供生活资料提供生活资料提供生产资料提供生产资料 食物食物、能源能源、药物药物、木材、木材、纤维纤维织物、织物、纸张、纸张、调节气候、调节气候、美化生美化生活活生物能源石油和天然气的消耗速度比它们石油和天然气的消耗速度比它们自然形成的速度要快大约自然形成的速度要快大约100100万倍。万倍。 全球每年由光合作用产生的生物全球每年由光合作用产生的生物质为质为14401440亿到亿到1180011800亿吨。亿吨。 生物能一直与太阳能、风能以及生物能一直与太阳能、风能以及潮汐能一起作为新能源的代表。潮汐能一起作为新能源的代表。 重要的药用植物植物的药用价值植物的药用价值全世界约有全世界约有40%的药物来源于植物的药物来源于植物我国使用中草药治疗疾病的历史有上千年。我国使用中草药治疗疾病的历史有上千年。我国有详细记载的中草药资源有近我国有详细记载的中草药资源有近5000种。种。现代生物技术与传统中医药结合，使药用现代生物技术与传统中医药结合，使药用植物的研究与开发迅猛发展并极具前景。植物的研究与开发迅猛发展并极具前景。植物药物的种类与用途植物药物的种类与用途植物中的植物中的天然有机化合物（次生代谢产天然有机化合物（次生代谢产物）物）植物蛋白质、多肽、酶类药物植物蛋白质、多肽、酶类药物植物糖类药物植物糖类药物植物脂类药物植物脂类药物天然有机化合物天然有机化合物苯丙素类苯丙素类醌类醌类黄酮类黄酮类鞣质鞣质萜类萜类甾体甾体生物碱生物碱次生代谢产物次生代谢产物次生代谢产物蛋白、多肽、酶类植物糖类药物植物脂类药物w脂肪和脂肪酸类：亚油酸、亚麻脂肪和脂肪酸类：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸w磷脂类：大豆卵磷脂磷脂类：大豆卵磷脂w固醇类：固醇类：-谷固醇、豆固醇。谷固醇、豆固醇。感谢植物感谢植物保护绿色保护绿色