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1、第七章 营养器官的整体性、结构与功能的统一性及其对环境的适应性,第七章 营养器官的整体性、结构与功能的统一性及其对环境的适应性,第一节 营养器官的整体性第二节 营养器官对环境的适应性第三节 营养器官的变态本章重点：变态的概念和常见营养器官变态类型；营养器官间及其与环境间的关系；营养器官结构的联系与同一性；同源器官与同功器官,第一节 营养器官的整体性,一、营养器官功能的协同性1.植物体内水分与矿物质的吸收、输导和蒸腾水分路径：根毛根的皮层和内皮层木质部（根、茎、分枝、叶脉）叶肉细胞间隙气孔或角质膜蒸腾散失矿物质路径：主动选择性吸收后，经根、茎等的木质部到达所需部位叶片的蒸腾促进根的吸水和茎的输导
2、2.植物体内有机物质的制造、运输、利用和贮藏叶片是光合作用的主要场所也需要根吸收、茎运输的原料，并满足其他条件光合产物经过茎运输至根和果实、种子等处贮藏,第一节 营养器官的整体性,二、营养器官结构的联系和同一性（一）根与茎1.皮系统：在根茎交接处向两端形成周皮2.基本组织系统与维管系统根、茎之间存在着维管组织过渡区，一般发生在下胚轴位置。过渡区只有初生结构中才能清楚的看到，这一过渡有多种类型。,第一节 营养器官的整体性,（二）茎与分枝及叶叶迹（leaf trace）：枝维管柱上的分枝，通过皮层进入叶的部分。叶隙（leaf gap）：叶迹伸出后，原来维管柱的位置上有薄壁组织填充的区域。类似的还有
3、枝迹和枝隙,第一节 营养器官的整体性,三、植物生长的相关性“根深叶茂”与“本固枝荣”大部分腋芽处于休眠状态。摘除顶芽后，顶芽以下的腋芽才能开始活动。这种顶芽生长占优势，抑制腋芽生长的现象，称为“顶端优势”（apical dominance）。在生产上有广泛的应用。,第一节 营养器官的整体性,植物营养生长与生殖生长的平衡，物质的重新分配,第二节 营养器官对环境的适应性,一、茎形态结构的力学特点圆柱形为主木质茎次生木质部发达；草质茎次生结构不发达，高度有限,三棱形茎 四棱形茎 扁平肉质茎,第二节 营养器官对环境的适应性,二、超级稻的株型分析茎秆矮壮；叶片直立，短而窄；分蘖力强,第二节 营养器官对环
4、境的适应性,（一）阳地植物和阴地植物的叶根据植物和光照强度的关系，可分为阳地植物、阴地植物以及耐荫植物,第二节 营养器官对环境的适应性,阳地植物的叶：一般叶片较小而厚，具较厚的角质层，表皮细胞较小，细胞壁较厚，气孔小而密集，表皮外有时有茸毛。叶肉细胞强烈分化，栅栏组织发达。叶脉和机械组织发达。,第二节 营养器官对环境的适应性,阴地植物的叶：一般叶片较大而薄，角质层较薄，气孔数较少；叶肉栅栏组织不发达，胞间隙较发达，叶绿体较大，叶绿素含量较多，有利于光的吸收和利用。同一种植物在不同光照环境中，叶的结构也会有一定变化，体现出对环境的适应。,第二节 营养器官对环境的适应性,（二）旱生植物和水生植物的
5、叶根据和水的关系，植物可分为陆生植物（生活在陆地上）旱生植物（能够在干旱环境生长，具较强抗旱性，如仙人掌、芦荟等）湿生植物（生长在潮湿环境中，抗旱性弱，如水稻、秋海棠等）中生植物（介于二者之间，数量最多）。水生植物（生活在水中，如莲、菱等）。这些植物在叶的形态上差别很大。前面所讲的被子植物叶的结构一般是指中生植物的叶。,第二节 营养器官对环境的适应性,1.旱生植物的叶片植株外形：矮小，根系发达，叶小而厚，多绒毛叶结构：表皮常多层细胞，气孔下陷，栅栏组织往往多层，海绵组织和胞间隙不发达，机械组织较多。上述结构的特征由减少蒸腾面积，减弱蒸腾等作用。,第二节 营养器官对环境的适应性,肉质植物：叶内有
6、发达的薄壁组织，贮藏大量水分（景天属植物叶横切）,第二节 营养器官对环境的适应性,2.水生植物的叶不存在缺水问题，需要空气和光照。外形一般较薄，有些沉水叶裂成丝状。表皮细胞壁薄，角质化程度轻，一般具叶绿体，沉水叶一般无气孔（视频6：2630“）叶肉不发达，不分化，维管组织和机械组织退化。胞间隙特别发达，形成通气组织。,第二节 营养器官对环境的适应性,（三）盐生植物叶的特点长期缺水，表现出旱生结构特征存在某些腺毛等泌盐结构（四）异形叶性：同一植株或幼株与成株具不同形态的叶,第三节 营养器官的变态,一、变态（metamorphosis）：由于行使特殊功能所引起的器官形态和结构发生显著变异。,二、根
7、的变态,（一）贮藏根：贮藏养料，肥厚多汁，常见于二年生或多年生草本双子叶植物，是越冬的一种适应。根据来源可分两种：1.肉质直根：由主根发育而来，还包括下胚轴。下胚轴发育而成的部分无侧根，端部的茎基部分着莲座叶。主根构成肉质直根的主体，是次生生长的结果。,二、根的变态,胡萝卜：次生韧皮部为主,二、根的变态,甜菜：中柱鞘中可产生新的形成层，称为额外形成层；形成新的维管组织，称为三生结构。最后形成一轮维管组织和一轮薄壁组织的相间排列，使甜菜的肉质根的横切面上，出现显著的多层同心环结构。,二、根的变态,2.块根：由不定根或侧根发育而来，同一株上可形成多个。其组成不含下胚轴和茎的基部。番薯：额外形成层的
8、活动产生三生结构,二、根的变态,（二）气生根：生长在地面以上空气中的根1.支持根：近地面茎节上的不定根不断延长，根先端伸入土中，并继续产生侧根，成为增强植物整体支持力量的辅助根系。（视频4：1940）,二、根的变态,二、根的变态,2.攀缘根：柔弱的茎不能直立，茎上产生的，以固着在树干、岩石等表面，攀爬上升不定根。,二、根的变态,3.呼吸根：红树、池杉等植物，具有许多直根，从腐泥中向上生长，挺立在泥外空气中。呼吸根外有呼吸孔，内有发达的通气组织，有利于通气和贮存气体。（视频6：385）,二、根的变态,（三）寄生根：寄生植物如菟丝子，以突起状的根伸入寄主茎的组织内，彼此的维管组织相通，吸取寄主体内
9、的养料和水分，这种根称为寄生根，也称为吸器。（视频5:3903”）,三、茎的变态,（一）地下茎的变态生于地下的茎，仍保留着茎的特征：具叶（常退化成鳞片，脱落后留有叶痕）和腋芽，节和节间。依据这些特征可以和根加以区别。1.根状茎：横卧地下，较长而似根的变态茎。,三、茎的变态,根状茎（姜），示退化成鳞片状叶和脱落后的痕迹,三、茎的变态,2.块茎：节间缩短膨大的变态枝，积累养料形成，如马铃薯。内部结构与地上茎相同。外部可见鳞片叶（脱落后形成叶痕）、芽等结构。,三、茎的变态,3.鳞茎：节间缩短，由许多肥厚的肉质鳞叶包围的扁平或圆盘状的地下茎，如百合、洋葱、蒜等。鳞叶间具腋芽（如大蒜瓣）。,三、茎的变态
10、,4.球茎：节间缩短、膨大成球状的地下茎，常具有显著的顶芽，明显的节与节间。节上可见退化的叶和侧芽。,三、茎的变态,（二）地上茎的类型1.匍匐茎：细长、匍匐地面而生的茎，节上生不定根，顶端形成小植株。,三、茎的变态,2.肉质茎：肉质肥大多汁的变态茎。髓部发达，可贮藏营养。,三、茎的变态,3.茎卷须：攀援植物的茎细长，不能直立，变成卷须，称为茎卷须或枝卷须。其位置与花枝相当（如葡萄）或生于叶腋（如黄瓜）。,三、茎的变态,4.茎刺（或枝刺）：由茎转变而来，有时会分枝生叶，位置常位于叶腋（左图），与维管组织有联系（区别于叶刺和皮刺，右图）。,三、茎的变态,5.叶状茎（或叶状枝）：茎转变成叶状，扁平，
11、绿色，能进行光合作用（如假叶树）。,四、变态叶,1.鳞叶：功能特化或退化的鳞片状的叶。鳞芽外的鳞叶地下茎上的鳞叶,四、变态叶,2.叶卷须叶的一部分变成卷须状，如豌豆（复叶形成）、菝葜（托叶形成）。,四、变态叶,3.叶刺：由叶或叶的部分（如托叶）变成刺状。（其他：视频4:1740”）,四、变态叶,4.捕虫叶：能捕虫的变态叶。囊状（狸藻）、盘状（茅膏菜）、瓶状（猪笼草，视频2:3020”）。,四、变态叶,5.叶状柄：叶片不发达，由叶柄转变为扁平的片状并具有叶的功能（台湾相思）。,五、同功器官和同源器官,同源器官（homologous organ）：外形和功能有差异，但来源相同的器官，称为同源器官。如叶刺、鳞叶、捕虫叶、叶卷须等都是叶的变态。同功器官（analogous organ）：外形相似、功能相同的器官，称为同功器官，如茎卷须和叶卷须，茎刺和叶刺。,复习和作业,名词解释 顶端优势 变态 同功器官和同源器官简答题1.请举例说明阳地植物和阴地植物叶结构的差别，各自的结构如何与环境相适应？2.怎样区分枝刺与叶刺、茎卷须与叶卷须？,
