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1、第一章 植物细胞与组织,一、引言二、植物细胞三、植物组织,一、引言-观赏植物及其作用,1.植物：植物是适于陆地生活的多细胞的进行光合作用的真核生物，由根、茎、叶组成，表面有角质膜、有气孔、输导组织和雌/雄配子囊，胚在配子囊中发育。2.观赏植物：是指茎、叶、花、果或其个体、群体有较高观赏价值的植物。3.作用：美化作用、生态作用和经济作用,1.植物细胞的形状与大小2.植物细胞的基本结构3.植物细胞的分裂4.植物细胞的生长与分化(cell differentiation)5.植物细胞全能性（cell totipotency),1.组织的概念2.植物组织的类型3.组织系统,1.植物细胞的形状与大小,植
2、物细胞的形状是多种多样的，通常与他们所处的环境及担负的生理功能有密切的关系。起保护作用的细胞：常为扁平的多面体或波浪形具有分裂功能的细胞：常为四面体形具贮藏功能或游离细胞：常为圆球形或椭圆形起支持或疏导作用的细胞：常为长圆柱形或椭圆形,2.植物细胞的基本结构,细胞壁的化学组成：90%多糖（纤维素、半纤维素、果胶多糖），10%左右为蛋白质、酶类和脂肪酸。细胞壁的层次：胞间层、初生层和次生壁细胞壁的次生加厚和次生变化,膜的分子结构：流体镶嵌模型细胞膜的生理功能：提供相对稳定的内环境、控制细胞与外界环境的物质交换、调节细胞的生命活动,细胞质基质的作用：化学反应的场所、物质和介质环境、缓冲系统等。细胞
3、器：线粒体、质体、内质网、高尔基体、核糖体、液泡、圆球体、微体、细胞骨架后含物：淀粉、蛋白质、脂类、晶体和植物次生物质,细胞核的组成：核被膜、染色质、核仁和核基质,3.植物细胞的分裂,细胞周期：持续分裂的细胞，从结束一次分裂开始，到下一次分裂完成为止的整个过程。可分为间期（G1、S、G2）和分裂期（M）。细胞分裂方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。,所需时间短、速度快、效率高、所需能量少，但细胞遗传不稳定。,发生的条件：:生长速度、物质代谢旺盛部位。衰老及病变的组织易发生无丝分裂。不适宜的环境条件易导致无丝分裂的发生,发生在花粉母细胞形成单核花粉粒和胚囊母细胞形成单核胚囊时期。,是生物细胞中染
4、色体数目减半的分裂方式。,减数分裂是植物有性繁殖中特定时期和特定形式的细胞分裂。,4.植物细胞的生长与分化,植物细胞的生长：指体积和重量的不可逆增加，其表现为细胞鲜重和干重的增加，同时细胞发生纵向的延长和横向的扩展。主要包括原生质的生长和细胞壁的生长，原生质最明显的变化是液泡化过程。细胞壁的生长表现为面积的增大和壁的加厚。,细胞分化：由一种相同的细胞类型经过细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。其实质就是基因按一定程序选择性地活化或阻遏。脱分化：已经分化的细胞在一定因素作用下恢复分裂机能，重新具有分化组织细胞的特性的过程。（不定根、不定芽和周皮）,5.植物
5、细胞全能性,植物细胞全能性：植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。,1.植物组织的类型,分生组织：是指持续性或周期性具有分裂能力的细胞群构成的组织，它是产生和分化其他组织的基础。最突出的特点：具有旺盛的分裂能力,根据来源和性质分为：原生分生组织、初生分生组织和次生分生组织顶端分生组织是指原生分生组织和初生分生组织；侧生分生组织大部分是次生分生组织；居间分生组织属初生分生组织。,特点：最基本、最少特化、分布最广、分化程度低具潜在分生能力和较大可塑性。,分布：薄壁组织广泛分布在植物体内，占植物体的大部分，主要存在于基质（Ground or fundament
6、al）中，如茎（stem）、根（root）的皮层（cortex）和髓（pith），叶肉、花的各部分以及许多果实的果肉、种子的胚乳等，全部或大部由薄壁组织组成。类型：基本薄壁组织、同化薄壁组织、贮藏薄壁组织、贮水薄壁组织、通气薄壁组织、轴向薄壁组织和吸收薄壁组织七种类型。,基本薄壁组织多分布在根、茎等器官的内部，如皮层和髓等处的起填充作用的薄壁组织。同化薄壁组织因与光合作用关系密切而得名，多存在于植物体表的易受光部位。其特点是细胞内含有叶绿体，能进行光合作用，所以又称绿色薄壁组织。例如植物叶上、下表皮之间的叶肉中。贮藏薄壁组织是积存植物特殊后含物及其他有机物质等的一种组织。主要分布在根、根茎、种
7、子和果实等器官中。,贮水薄壁组织是细胞中贮藏有丰富水分的薄壁组织。许多旱生的肉质植物，如仙人掌、芦荟、龙舌兰、景天、松叶菊等的光合器官中，都有这种缺乏叶绿素而充满水分的贮水薄壁组织细胞。通气薄壁组织是薄壁细胞间隙很发达以保证空气流通的一类薄壁组织。叶肉中的海绵组织与水生植物（如菖蒲、灯心草等）根、茎的皮层内的通气薄壁组织最为典型。,轴向薄壁组织由纺锤形原始细胞分生出的，一种纵行成串的砖形薄壁细胞组成。特点是具单纹孔，形体较短。在针叶林中含量少或缺。但在罗汉松科、杉科和柏科等木材中相比之下较发达，为该类木材的重要识别特征。吸收薄壁组织是具有吸收和传导植物体内水分、无机盐及有机养料功能的薄壁组织。
8、根尖的表皮是吸收水分和无机盐的吸收薄壁组织,机械组织分类,厚角组织,细胞较长，活细胞，支持能力较弱，壁的加厚部分多存在于细胞相毗连的角隅处.增厚成分多为:纤维素、果胶质和半纤维素，无木质素。,分布：于茎、叶柄、叶片、花柄等部分，根中一般不存在。分布的明显特征:在茎和叶柄中厚角组织往往成连续的圆筒或分离成束，常在具脊状突起的茎和叶柄中棱的部分特别发达，例如在薄荷的方茎中，南瓜、芹菜具棱的茎和叶柄中。在叶中，厚角组织成束地位于较大叶脉的一侧或两侧。,厚壁组织,由细胞壁呈均匀的次生加厚、具不同程度木质化的细胞组成的机械组织。成熟时无原生质，为死细胞,石细胞（stone cell）：广泛分布于植物的根
9、、茎、叶、果实和种子中，有增加器官的硬度和支持的作用 纤维（fiber）：分布于成熟植物体的各部分，更增加组织的强度，使它具有大的抗压能力和弹性,保护组织,表皮：来源于初生分生组织，普通表皮细胞是其基本成分，还有一些其他类型的细胞，如构成气孔的保卫细胞、表皮毛等。一般由单层活细胞组成，排列紧密，除气孔外，不存在另外的细胞间隙。周皮：周皮是取代表皮的次生保护组织，存在于有加粗生长的根和茎的表面，周皮上有皮孔，可代替表皮上气孔起通气作用。主要是代替表皮起保护作用，可控制水分散失，防止病虫害以及外界因素对植物体内部组织的机械损伤。,输导组织,输导组织（conducting tissue）是植物体中输
10、送水分、无机盐和营养物质的组织。其共同特点是细胞长形，常上下相连，形成适于输导的管道。输导组织：包括木质部（导管和管胞）、韧皮部（筛管、伴胞和筛胞）,导管和管胞：是专管自下而上输送水分及溶于水中的无机养料的输导组织。管胞：呈狭长形，两端尖斜，末端不穿孔，细胞无生命，细胞壁木质化加厚形成纹孔，以梯纹及具缘纹孔较为多见。是蕨类植物和绝大多数裸子植物唯一的输水组织，同时也兼有支持作用。导管：是被子植物最主要的输水组织，输导水分的作用远较管胞为快，细胞壁一般本质化增厚，形成的纹理或纹孔的不同而有环纹、螺纹、梯纹、网纹、单纹孔和具缘纹孔导管。,筛管与伴胞：是输送光合作用制造的有机营养物质到植物其它部分的
11、输导组织。筛管分子一般只能生活一两年，但在多年生单子叶植物中，筛管则可长期行使其功能。伴胞：具浓厚的细胞质和明显的细胞核，并含有多种酶，筛管的输导机能与伴胞有密切关系。伴胞为被子植物所特有，蕨类及裸子植物则不存在。,分泌组织,分泌组织：是由具有分泌作用能分泌挥发油、树脂、蜜汁、乳汁等的细胞所组成。外部分泌组织：蜜腺、腺毛和盐腺。内部分泌组织：分泌细胞、分泌腔、分泌道、乳汁管,第二章 观赏植物的营养器官,一、观赏植物的根二、观赏植物的茎三、观赏植物的叶,一、观赏植物的根,根：指一般植物在地下的部位。主要功能为固持植物体，吸收水分和溶于水中的矿物质，将水与矿物质输导到茎，以及储藏养分和繁殖。,（一
12、）根的形态及类型根的类型：定根（直根、侧根）和不定根根系类型：直根系和须根系根的形态：贮藏根、气生根、寄生根（二）根的结构,裸子植物和绝大多数双子叶植物为直根系；蕨类植物和绝大多数单子叶植物和部分双子叶植物属须根系。,主根：由种子中的胚根发育而成侧根：主根上产生的各级分支,直根系：凡是主根发达，主根和侧根具有明显区别的根系。须根系：如果主根只生长很短的时间就停止生长，并由胚轴和茎的基部长出许多不定根，所有的根粗细相近而无明显的主根的根系。,肉质直根:主要由主根发育而成，一般同连接其上的肥大的下胚轴共同构成一个肉质结构。,块根:一般是由侧根或不定根发育而成，形状往往不规则，多为纺锤形或块状,贮藏
13、根,气生根：广义地指由植物茎上发生的，生长在地面以上的、暴露在空气中的不定根，一般无根冠和根毛的结构。,寄生根：高等植物中的寄生植物是通过根发育出的吸器伸入寄主植物的根或茎中以获取营养物质，这种结构称为寄生根。,根尖：指每条根的顶端到生根毛的部分。根尖分区：根冠、分生区、伸长区和成熟区,根冠：位于根尖的顶端，由薄壁组织组成的帽状结构。细胞排列疏松，能分泌粘液。分生区：又称为生长点，是位于根冠内方的顶端分生组织。不断进行细胞分裂，形成根的各种结构及促进根冠的再生。伸长区：此区细胞来自分生区，细胞分裂活动减弱，液泡化程度加强。是根尖深入土壤的主要推动力。成熟区：又称根毛区，外被根毛，细胞分裂停止，
14、分化成各种成熟组织。,根尖顶端分生组织细胞的分裂方式：平周分裂：分裂面与器官表面平行，使组织和器官增厚。垂周分裂：分裂面与器官表面垂直，使组织和器官周径扩大。横向分裂：分裂面与器官纵轴垂直，使组织和器官伸长。,大多数双子叶植物和裸子植物具有次生结构；有些草本双子叶植物和多数单子叶植物的根通常不进行次生生长。,维管形成层：由初生韧皮细胞部内侧的薄壁细胞和部分中柱鞘细胞分裂而成；由片段逐渐连成完整的环。,侧根的发生,在种子植物中，侧根一般是从和原生木质部邻接的中柱鞘的细胞形成的。侧根的形成不是在主根的生长点处，而是在它的成熟部开始的,二、观赏植物的茎,茎：通常是植物地上部分联系根和叶的营养器官，其
15、主要生理功能是支持和疏导作用，并兼有贮藏、合成、繁殖等功能。,1.茎的基本形态,节：枝条上着生叶的部位叶痕：多年生木本植物叶片脱落后在节上留下是痕迹束痕：叶痕中的点状突起芽鳞痕：顶芽开放时，芽鳞片脱落在枝条上留下的密集痕迹,2.芽的结构及类型,3.茎的分枝方式,单轴分枝：是指从幼苗开始，主茎的顶芽活动始终占优势，形成一个直立的主轴，而侧枝则较不发达，其侧枝也以同样的方式形成次级分枝的分枝方式。合轴分枝：是指植株的顶芽活动到一定时间后死亡、或分化为花芽、或发生变态，而靠近顶芽的一个腋芽迅速发展为新枝，代替主茎生长一定时间后，其顶芽又同样被其下方的侧芽替代生长的分枝方式。,假二叉分枝是指某些具有对
16、生叶序的植物，其主茎和分枝的顶芽生长形成一段枝条后停止发育，由顶端下方对生的二个侧芽同时发育为新枝，且新枝的顶芽与侧芽生长规律与母枝一样，如此继续发育形成的分枝方式 分蘖是指植株的分枝主要集中于主茎的基部的一种分枝方式。其特点是主茎基部的节较密集，节上生出许多不定根，分枝的长短和粗细相近，呈丛生状态。,4.茎的基本类型,直立茎：茎垂直于地面平卧茎：茎平卧地上匍匐茎：茎平卧地上，节上生根攀援根：茎不能直立，借助各种器官攀援 他物缠绕茎：茎不能直立，靠茎本身缠绕他物 上升,5.茎的形态多样性,变态茎由于功能改变引起的形态和结构都发生变化的茎。茎变态是一种可以稳定遗传的变异。变态茎仍保留着茎所特有的
17、特征：如有节和节间的区别，节上生叶和芽，或节上能开花结果。可分为地上变态茎和地下变态茎两大类。,7 茎的结构,（1）茎尖的分区及其生长动态（2）双子叶植物茎的初生结构（3）禾本科植物茎的解剖结构（4）双子叶植物根茎的次生结构,（1）茎尖的分区,分生区,茎尖最前端的圆锥形区域由原分生组织和次生分生组织组成具有分成现象：原套和原体原套：只进行垂周分裂，扩大表面积而不 增加细胞层数原体：可进行垂周和平周分裂，增大体积,伸长区,细胞迅速伸长初生分生组织已分化成原表皮和、基本分生组织和原形成层,成熟区,分化基本完成，细胞有丝分裂停止已具备幼茎的初生结构,皮层，植物茎和根中表皮与维管束之间的薄壁组织。其组
18、成细胞略长，纵行排列，多数含叶绿体可行光合作用，有时也含淀粉粒、结晶体，是暂时的贮存组织，有时也含有乳管等分泌组织,包括：表皮、基本组织和维管束三部分,（3）禾本科植物茎的解剖结构,禾本科植物的居间生长：茎的每个节间基部都保留有幼嫩的生长环（居间分生组织），它们的细胞进行分裂、生长和分化，使每个节间伸长。,（4）双子叶植物茎的次生结构,1.维管形成层的发生及活动2.木栓形成层的发生及活动,1.维管形成层的发生及活动,（一）叶的基本类型,单叶：一个叶柄上只有一个叶片的叶复叶：在叶柄上生两个以上完全独立的小叶片,叶的一般形态,叶片,叶柄,托叶,完全叶,不完全叶 缺少其中之一的叶,光合作用,蒸腾作用
19、,其他作用,完全叶,垂丝海棠托叶,桑树托叶,不完全叶,禾本科叶,叶片,叶鞘,叶舌,叶耳,无柄叶,叶片,叶尖,叶缘,叶基,叶脉,叶柄,托叶,叶子的一般结构,复叶类型,羽状复叶：小叶排列在叶轴两侧呈羽毛状复 叶掌状复叶：小叶排列在叶轴顶端如掌状。三出复叶：只有三个小叶的复叶。单身复叶：只有一个小叶的复叶。,（二）叶的形态,叶片的形状：针形、线形、剑形、披针形、卵 形、心形、椭圆形、圆形、鳞形。叶尖的形态：尾尖、渐尖、锐尖、钝形、尖凹 和倒心形叶基的形态：契形、钝圆形、心形、偏斜性、箭形、耳垂形和戟形,叶缘的形态：全缘、锯齿、重锯齿、钝锯 齿、牙齿、波状和缺刻脉序：网状叶脉、平行叶脉、三出叶脉和 叉
20、状叶脉叶序:互生、对生、轮生、簇生,互生,对生,轮生,簇生,叶序和叶镶嵌,（三）叶的变态,叶卷须：由叶的一部分变成卷须状鳞叶：叶变态成鳞片状苞片：生在花下面的变态叶叶刺：叶或叶的某部分变为刺捕虫叶：叶变态为能捕食小虫的叶,（四）叶色,新叶有色类：秋色有色类：常色叶类斑色叶类,被子植物叶片的结构,叶片通常有腹面（近轴面）和背面（远轴面）之分腹面直接接受阳光照射，背面背光，使其背、腹面结构存在差异叶片结构的三要素：表皮（epidermis）叶肉（mesophyll）叶脉（vein）,被子植物叶片的结构,被子植物叶片的结构,表皮（epidermis）：通常由一层生活细胞构成，但有些植物的表皮由一层以
21、上的细胞构成,叶片腹面为上表皮,叶片背面为下表皮,表皮毛、腺毛、异细胞和排水器等,气孔器,上表皮,气 孔 器,气孔器类型,无规则形,不等形,平列形,横列形,马铃薯叶表皮扫描图,气孔器,棉花叶横切示腺毛,叶肉（mesophyll）：主要由同化组织构成，还有其他的细胞；叶肉细胞分化为：栅栏组织和海绵组织,栅栏组织（palisade tissue）：靠近上表皮，细胞长柱形，与表皮垂直，排列紧密，1-4层，多含叶绿体，光合作用强,海绵组织（spongy tissue）：靠近下表皮，细胞形状不规则，有较大的细胞间隙，通气作用强,栅栏组织,海绵组织,叶脉（vein）：通常为网状，大小叶脉错综分枝主脉和较大的侧脉：由维管束和薄壁组织、厚角、厚壁组织等组成,维管束,木质部（腹面）,韧皮部（背面）,微弱的形成层,叶脉末梢,叶柄结构,禾本科植物叶的结构,禾本科叶表皮细胞,单子叶植物叶气孔器模式图,禾本科叶泡状细胞,单子叶植物叶肉细胞模式图,单子叶植物叶维管束,C3植物叶结构,C4植物叶结构,叶的生态类型,(一)旱生植物和水生植物的叶,(二)阳地植物和阴地植物的叶,第三章 观赏植物生殖器官,一、观赏植物的花二、观赏植物的种子三、观赏植物的果实,
