植物学课件.ppt

植物学,（Botany),主讲人：李煜祥,绪论,一、植物学的研究对象,1、植物的几大类群：,藻类,菌类,,,,苔藓,,,蕨类,,,,,裸子植物,被子植物,,地衣,,低等植物,,高等植物,有胚出现,,,孢子植物,种子植物,（木本、草本、藤本）,种子植物,植物学是一门内容十分广博的学科，其研究对象是：,研究植物各大类群的形态、结构、分类和有关的生命活动，发育规律以及植物和外界环境间多种多样关系的科学。,2、植物学的研究对象,了解植物的生长和发育特点，正确地掌握植物的生活与变化规律，运用这些规律来更好地识别、控制、利用和改造植物，使它能更好地为农、林、医学、环保、保健等事业服务。,二、学习植物学的目的,1、通过学习植物学，要求掌握植物学的基本知识、技能和技巧，为后续课程的学习打下基础；也为毕业后胜任生物学教学或从事生物学方面的研究工作打好基础。,2、通过学习植物学，能够更好地去,认识、,利用、,和改造植。,控制、,三、植物学的学习方法,要学好植物学，必须要做到理论联系实际，一定要重视实践、重视实验。必须运用辨证唯物主义的观点，必须要有进化的观点。,在学习中应该要做到,学习时必须注意结构与功能的关系；个性与共性的关系；植物与环境的关系。要抓住事物的内在联系，做到既有分析，又有综合；既要研究特殊性，又要掌握普遍性。通过学习不断提高自己发现问题、分析问题、解决问题的能力。,多思考、,多实践、,多分析、,多观察、,多问为什么？,主要参考书,1、 杨 继主编，植物生物学. 北京: 高等教育出版社, 1999 2、 姚敦义主编，植物学导论. 北京: 高等教育出版社, 2003 3、 陆时万等，植物学（上册）（第二版）.北京: 高等教育出版 社, 1991 3、 吴国芳等，植物 学（下册）（第二版）. 北京: 高等教育出版 社, 1992 5、 王若南，植物学——形态与解剖（多媒体系列教学软件）. 北京: 高等教育出版社, 2003 6、 李承森主编，植物科学进展（第五卷）.北京: 高等教育出版 社, 2003 7、 刘恩山主编，中学生物学教学论. 北京: 高等教育出版社, 2003,第一章 植 物 细 胞 和 组 织 （plant cell and tissue),要求：,重点：,2、掌握各种组织的分布特点与功能的 联系。,3、各种组织的结构特点和功能。,2、细胞有丝分裂的特点和过程。,1、掌握植物细胞的基本结构和功能。,1、光学显微镜下的细胞结构。,第一节 植物细胞的形态和结构,一、细胞是构成植物体的基本单位,二、植物细胞的形状和大小,三、植物细胞的基本结构,（一）原生质体（protoplast）,1、原生质（protoplasm）及其主要成分,原生质的主要化学成分：,蛋白质（protein）、核酸（nucleic acid） 68.8%,类 脂（lipid） 11.3%,糖 类（saccharide） 14.2%,其它物质（维生素、植物激素等） 5.7%,原生质的特性：,具有一定的弹性；,具有粘滞性；,呈胶体状态,（凝胶,亲水性强。,,,,溶胶）；,2、原生质体的结构,原生质体,,,细胞核 （nucleus）,,,双层单位膜，有核孔，控制物质的交换,核质,,,染色质,核液,1-n个，是合成和贮存RNA和场所,细胞质 （cytoplasm）,,,1层单位膜，属于半透性膜，具有“选择透性”。主要功能是控制细胞与外 界环境间的物质交换,看不出特殊结构的细胞质部分。 有很多细胞器包埋于其中；胞基 质具有弹性，粘滞性，属于胶体 物质。,细胞器 （organelle）,分布在细胞质中的具有一定形态结构和特定 功能的微小器官（结构）。,,,质膜：,胞基质：,核仁：,核膜：,细胞器的种类很多，现只介绍植物细胞所特有的细胞器：,,形态：,结构,,液泡膜：,细胞液：,功能：,液 泡 (vacuole),质 体 (plastid),,白色体： (leucoplast),不含色素，呈无色颗粒状，起着淀粉和脂肪合成中心的作用。,叶绿体： (chloroplast),只存在于植物体绿色细胞内，含有叶绿素、叶黄素和胡萝卜素，是进行光全作用的质体。,有色体： (chromoplast),只含有叶黄素和胡萝卜素，二者比例不同使植物呈现不同的颜色。,细胞从幼到老，液泡从小到大。,单层膜，具有特殊的选择透性。,是细胞代谢产物的储存场所。,贮藏代谢产物；保持细胞内有一定的膨 压；分解有毒的代谢物质。,除了叶绿素和有色体（杂色体）能使植物呈现颜色外，还有花青素（花色素苷）也能使植物呈现颜色。,有色体和花青素如何区别？,有色体：,有一定的形状；,不受pH值的影响；,不溶于水。,花青素：,没有形状；,受pH值的影响；,溶于水。,三种质体在一定的环境条件下是可以转化的。如五彩辣椒的果实颜色的的变化是三种质体转变的结果。,从白色,,,,,绿色,红色,紫色。,黄色,（二）细胞壁（cell wall),位置：,细胞的最外层，包围着整个原生质体，植物细胞所特有。,功能：,保护、支持、吸收、蒸腾、运输、分泌等。,成分：,主要是由纤维素、半纤维素和果胶质等组成。,但不同部位的细胞，其细胞壁的组分变化很大。这是由于细胞壁除了上述成分外，还渗入了其它物质的结果。,常见的物质有：,木质、栓质、矿质等。从而使各种不同的细胞壁具有不同的性质及功能。,1、细胞壁的结构：,有三层：即胞间层、初生壁和次生壁。,① 胞间层(intercellular layer)(又称中层、中胶层）,位置：,相邻两个细胞之间。,作用：,把两个相邻的细胞粘连在一起,并有缓冲作用。,成分：,主要是果胶质(用果胶酶能将其溶解)。,② 初生壁 ( primary wall ),位置：,在胞间层的内侧。,来源：,是细胞生长停止前由原生质体分泌的物质所形成的细胞壁层。.,成分：,主要是纤维素、半纤维素和少量的果胶质。,功能：,支持作用。具有弹性，有较大的可塑性，能随着细胞的生长而延伸。,③ 次生壁：（ secondary wall),位置：,在初生壁的内侧。（有三层，中层最厚）,来源：,是在细胞生长停止后，在初生壁的内侧继续积累物质而形成的细胞壁层。,成分：,没有果胶质，只有纤维素、半纤维素和木质素。,功能：,支持作用，具有很强的坚韧性。,大部分具有次生壁的细胞，在成熟时其原生质体死亡，残留的细胞壁起支持和保护植物体的作用。,归纳：,一个具次生壁的老熟植物细胞的细胞壁共有多少层？,2、纹孔（ pit ） 和胞间连丝（ plasmodesmata ）,纹孔是怎样形成的？,初生纹孔场,在初生壁增厚的过程中，有些地方没有增厚， 这些没有增厚的区域就称为初生纹孔场。,,纹孔,,在次生壁增厚的过程中，在初生纹孔场的位置，次生壁也没有增厚，形成了孔道，这种孔道就称为纹孔。,纹孔,,单纹孔,具缘纹孔,在纹孔内，有很多原生质细丝穿过，使相邻细胞间的原生质体能进行物质和信息交换。这些穿过细胞壁的原生质细丝称为胞间连丝。,胞间连丝,,原生质特化而成的细丝（通过细胞壁）。,（三）细胞后含物（cell ergastic substance）,定义：,细胞在代谢过程中所产生的物质。,种类：,细胞壁形成过程：,纤维素分子,,纤维素分子束 （微团）,,微纤丝,,大纤丝,,细胞壁,糖类（碳水化合物）、蛋白质、脂肪、及其化合物质，如角质、栓质、蜡质、磷脂等；,还有形成结晶状的无机盐，如草酸钙、碳酸钙等；,另还有有机物，如丹宁、树脂、树胶、植物碱等。,这些物质可以在细胞一生中的不同时期中产生或消失。其中有的是贮藏物，有的是废物。,细胞后含物的种类很多，现着重介绍几种常见而主要的后含物：,1、淀粉（starch),淀粉是由质体所合成的，由葡萄糖分子聚合而成的长链化合物。它是细胞中碳水化合物最普通的贮藏形式。淀粉在细胞中以颗粒状态存在，称为淀粉粒。（用碘来鉴定）,不同种类的植物所形成的淀粉粒的形状是不同的，可作为鉴别植物种类的依据。,淀粉粒在形态上可分为三种类型：,单粒、复粒和半复粒。,每一粒淀粉粒在光学显微镜下都可看到脐点和轮纹。,2、蛋白质（protein),这里所说的蛋白质是指以固体状态存在的，生理活性稳定的，与原生质体中呈胶体状态的有生命的蛋白质性质不同。,在细胞中蛋白质是以糊粉粒（aleurone grain)的形式存在较多，糊粉粒多分布在种子的胚乳或子叶中，有的集中分布在某些特殊的细胞层中（如禾谷类），特称为糊粉层（aleurone layer）。,贮藏的蛋白质可以是结晶的或无定形的，结晶的蛋白质因具有晶体和胶体的二重性，因此称为拟晶体（crystalloid）。在蓖麻的糊粉粒中除了有拟晶体外，还有磷酸盐球晶体。,3、脂肪和油（fat and oil）,脂肪和油都是脂类物质，在常温下以固体形态存在的称为脂肪，以液体形态存在的称为油类。,脂肪和油是种含能量最高而体积最小的贮藏物质，它存在于子叶或胚乳中居多。（如花生、蓖麻）,4、晶体（crystal）,晶体多是无机盐结晶，主要有草酸钙晶体、碳酸钙晶体和钟乳体等。它是属于细胞代谢过程中形成的废物，具有解毒作用。,晶体的形状可以分为三种类型：即针晶、单晶和簇晶。,晶体是在液泡中形成的，可以分布在植物体各类器官中。,脂类在细胞中形成有多种途径，例如质体和圆球体都能积聚脂类物质，发育成油滴。,植物细胞的结构,,细胞壁,,胞间层,初生壁,次生壁,,初生纹孔场,,纹孔,单纹孔,具缘纹孔,,,有胞间连丝,原生质体,细胞质,质膜 (半透性膜 ),胞基质(基质),液泡,液泡膜,细胞液,,质 体,白色体,叶绿体,有色体,..,,,线粒体,高尔基体,内质网,微 体,溶酶体,::,(存在有各种细胞器),细胞核,核膜,核质,核仁,染色质,核 液,,,后含物,淀粉粒,蛋白质,脂肪和油类,晶体,,,,第三节 植物细胞的繁殖,植物体能够由小变大，除了细胞体积的增大外，还有细胞数目的增多。,细胞数目的增多即是指细胞的繁殖。,细胞繁殖是通过什么途径来进行？,通过细胞分裂来完成。,植物体的细胞分裂有三种方式：,无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。,无丝分裂(amitosis)也称为直接分裂，分裂方式比较简单，分裂过程中核内不出现染色体的变化。,主要存在胚乳细胞、乳汁管细胞等。,有丝分裂(mitosis)是植物体内最常见的一种分裂方式，也是细胞繁殖最主要的形式。,在了解细胞分裂之前，先要明确什么是细胞周期？,细胞从分裂开始、分裂结束到下一次分裂之前的整个过程称为细胞周期。在整个周期中根据其特点不同可分为以下几个期：,G1 期：,S 期：,G2 期：,M 期：,,称细胞间期或 生长期,,称细胞分裂期,主要是蛋白质、RNA和各种酶的合成。,主要是DNA的复制、组蛋白的合成。,是微管蛋白的合成，也有RNA的合成。,分裂期，染色体的形态变化。,第四节 细胞的生长和分化,细胞生长,—— 指细胞体积的增长（细胞内的物质也在不断增）,细胞分化,—— 指细胞的结构和功能的特化。,细胞特化,—— 结构与功能同原来的不一样，发生了变化。但这种变化不是乱变的，是有一定规律的。,第五节 植物的组织（tissue),细胞分化导致植物体中形成多种类型的细胞，也就是说细胞分化导致了组织的形成。,一、组织的概念,组织,—— 来源相同、结构相似、共同完成特定生理机能的细胞群,二、植物组织的类型,组织类型,,分生组织（meristem),,,位,置,来,源,,顶端分生组织,侧生分生组织,居间分生组织,,原分生组织,初生分生组织,次生分生组织,,成熟组织 （永久组织） （mature tissue),,功 能,保护组织,薄壁组织 （基本组织）,机械组织,输导组织,分泌组织,通气组织,,1、机械组织（mechanical tissue),作用：,支持作用。使枝干挺立，花叶平展。,特点：,细胞壁加厚。主要分布在叶柄、花柄和根茎的外围。,机械组织,,厚角组织,—— 细胞壁不均匀增厚，是属于活细胞。,厚壁组织,——细胞壁均匀增厚，是属于死细胞。,纤维,石细胞,,,2、输导组织（conducting tissue),作用：,输导水分、无机盐、有机物质，也有支持作用。,特点：,细胞呈长管状，细胞壁不均匀增厚，形成各种类型。,A、导管（vessel),,存在于木质部，主要是输送水分和无机盐。,是从下向上运输的，导管就有适应运输水和无机盐的结构特点：,细胞形态呈长管状；,原生质体解体，形成中空；,细胞端壁（横壁）溶解，形成大的穿孔；,细胞壁有不均匀的次生增厚，形成各种形状。,,单个细胞称为导管分子，多个导管分子连接起来称为导管。,B、管胞（tracheid),,是裸子植物输送水分和无机盐的主要输导组织（与导管比较有何异同？）,C、筛管（sieve tube),,存在于韧皮部，主要是输送有机物质。,方向是从上向下运输，筛管也有其适应运输有机物质的结构特点：,细胞也呈长管状；,细胞是属于活细胞，有原生质，但无细胞核；,细胞横壁（端壁）形成筛孔，组成筛板，侧壁有筛域；,筛孔中有原生质连络索穿过，有机物的运输是由原生质连络索来完成的；,筛管分子中存在有P-蛋白质，P-蛋白质起肌肉收缩的作用。,D、伴胞（companion cell),,在筛管分子旁边，与筛管分子的生理活动密切相关。有细胞核，有胞间连丝与筛管分子相连。,E、筛胞（sieve cell),,存在于裸子植物的韧皮部（没有筛管），它比筛管特化程度较低，输导功能较弱。,小结：,植物组织类型,,分生组织,,位,置,分,顶端分生组织,侧生分生组织,居间分生组织,,原 分生组织,初生分生组织,次生分生组织,,,来,源,分,成熟组织,保护组织,薄壁组织（基本组）,机械组织,输导组织,分泌组织,通气组织,厚角组织,厚壁组织,导管（管胞）,筛管（伴胞）,,,,纤维,石细胞,,第二章 植物的形态结构和发,要求：,1、了解各器官的构造和机能的适应性。,2、掌握各营养器官的特点，在生产上的应用。,重点：,掌握根、茎、叶的基本形态结构。,学习方法：,以比较、区别的方法进行学习；,注意个体与整体，个 性与共性的相互关系；,注意根、茎、叶生长发育的连 续性及其变化过程；,区别和比较单、双子叶植物，草 本、木本植物，被子、裸子植物；,在学习中注意实践 观察，学会归纳总结。,植物体的构成：,,,,器官,—— 由各种器官构成，共同行使一定生理机能的结构单位。,细胞（cell),组织（tissue),器官（organ),植物体（vegetable),,第一节 种子和幼苗 （seed and seedling),种子是植物的繁殖器官，种子内的胚是植物体的雏型。要研究植物的个体发生和形态结构的形成，应当先要了解种子的形态结构。,本节要掌握的重点是：,1、种子的主要形态结构：,2、种子萌发所需要条件；,3、种子发育成幼苗的变化过程。,一、种子的结构和类型,不同植物所产生的种子在大小、形状、颜色等方面是有很大的差别。,但每种子植物形成的种子其大小及颜色是基本稳定的。,我们可以利用种子的外部形态物征来鉴别植物的各类。,虽然种子的外部形态有很大差异，但不管那一类植物的产和种子，它们的基本结构是一致的，都是由三部分结构组成：,种子的结构,种皮,,—— 种子外被，起保护作用。,性质及厚度有不同， 有的有表皮毛、花纹、种脊、种阜等。都有种脐和 种孔。,胚,,胚芽,—— 有生长点，幼叶（有些有胚芽鞘）。,胚轴,—— 胚芽与胚根之间的部分 ，着生子叶。,,胚根,—— 有生长点（有些有胚根鞘）。,子叶,—— 贮藏养分或进行临时的光合作用，有1片、两片或多片。,胚乳,—— 贮藏养料，有些后其消失（转到子叶中）。,种子的类型,,有胚乳种子（水稻、小麦、玉米、蓖麻等）,,单子叶,双子叶,无胚乳种子（蚕豆、菜豆、花生、瓜类等）,,单子叶,双子叶,二、种子萌发和幼苗的形成,1、种子萌发所需条件,内因,,胚要完整和有活性。,要打破休眠,休眠,—— 成熟的种子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时间后才能萌发，这种特性称 为休眠。,外因,,充足的水分,适宜的温度,充足的氧气,2、种子萌发成幼苗的过程,幼苗类型,,子叶出土的幼苗,子叶留土的幼苗,第二节 根（root）,一、根的主要功能,吸收、,固着、,支持、,输导、,贮藏、,合成、,繁殖。,二、根尖的分区的结构,根尖是指根的前端4-6厘米的部位，根的伸长，对水分的吸收以及初生组织的发育都在这个区域完成。,1、 根冠（root cap),—— 起保护生长点的作用。,2、分生区（meristematic zone),—— 细胞分裂生长的中心。,3、伸长区（elongation zone),—— 细胞体积增大伸长，使根不断向前延伸。,4、成熟区（maturation zone) 根毛区（root hair zone),—— 根吸收水分和无机盐（矿质营养）的主要区域，有根毛。,根毛（root hair),—— 由表皮细胞的外壁向外延伸而成，寿命不长，一般只有几天到20天左右，但也有例外。,三、根的初生结构（primary structure),概念：,初生生长、,初生组织、,初生结构。,顶端分生组织经过分裂、生长、分化的整个生长发育过程，称为初生长（primary growth),,由初生生长产生、形成的各种成熟组织，称为初生组织（primary tissue),,由各种初生组织共同组成的结构称为初生结构（primary structure),在根尖的成熟区作一横切面，就可以看到根的全部初生结构，从外到期内，初生结构可分为三大部分 ：,表皮、皮层和维管柱。,（一）表皮（epidermis),表皮是根的最外层，由原表皮发育而成，一般只由一层细胞所组成（少数植物有多层：如兰科植物，称为根被）。,特点：,细胞近似长方柱形（横切面）；,排列紧密，无细胞间隙；,细胞壁薄；,无角质层或角质层薄；,不具气孔；,部分细胞的外壁向外延 伸形成根毛。,根表皮的这些特点是和它的吸收、固着等作用密切相关（结构与功能相适应）。,（二）皮层（cortex),是由基本组织发育而成，占的比例相当大，由多层薄壁细胞构成。,根据位置及细胞特点和排列方式不同，皮层可分为几个不同的层次：,外皮层（1层）,—— 细胞排列紧密，无间隙，能代替表皮 直保护作用。,皮层基本 组织（多层）,—— 细胞排列疏松，有明显的胞间隙， 由薄壁细胞组成，有贮藏作用。,皮层,,内皮层（1层）,—— 细胞排列紧密，无胞间隙，比基本组织 小，有特殊的结构，即形成凯氏带（凯 氏点）或五面增厚（单子叶植物）。,凯氏带或五面增厚，都是由于细胞壁的部分次生壁 产生木栓化或木质化增厚而形成的。,这些木栓化增厚的壁与细胞膜紧密结合，有限制或障碍水分和其它物质进出的作用。,（三）维管柱（vascular cylinder),皮层发内的部分称为维管柱，是根最主要的部分，结构比较复杂。,由中柱鞘、初生维管组织（初生韧皮部、初生木质部）和髓构成（只有少部分植物有髓）。,维 管 柱,,中柱鞘,,,侧根,不定根,不定芽,木栓形成层,维管形成层,产生,初生维 管组织,,初生韧皮（phloem),,原生韧皮部,后生韧皮部,,外始式,相间排列,,,,,初生木质部（xylem),,原生木质部,后生木质部,,外始式,,髓（pith),—— 大多数植物没有，少数植物有。,重点掌握：,有中柱鞘；,初生韧皮部与初生木质部是相间排列；,初生 韧皮部和初生木质部的发育方式都是外始式；,多数植 物没有髓，少数植物有髓。,初生韧皮部由四种细胞组成：,筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞。,初生木质部也由四种细胞组成：,导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。,四、单子叶植物根的初生结构：,单子叶植物根的初生结构有很多与双子叶植物的根是相同的，但也有它特殊的结构，即有些部位与双子叶植物不同，主要区别是：,1、没收外皮层之分，表皮以内是皮层基本组织。,2、内皮层的增厚方式是属于五面增厚，有通道细胞。,3、木质部和韧皮部是属于多原型。,4、多数植物的根都有髓。,5、只有初生结构，不会产生次生生长，没有次生结构。,五、侧根的形成,平周分裂 （切向、弦向）,—— 细胞分裂是内外方向分裂，新细胞壁的面与圆 周是一致。,分裂的结果是使器官增厚，即横切面的细胞层数增加。,垂周分裂 （径向）,—— 细胞是左右方向分裂，新细胞壁的面与圆周表面垂直。,分裂结果是使器官的周径增厚。,横向分裂,—— 细胞是上下方向分裂，即与器官的长轴平衡，新细胞壁的面是与长轴垂直。,分裂结果是增加轴向系统的细胞，使其不断伸长。,侧根的产生：,侧根是起源于中柱鞘的细胞（属于内起源）。,在根尖内，从根毛区开始，中柱鞘的薄壁细胞恢复分裂能力。首先是进行平周分裂，使细胞层次增加，以后经过几种分裂方式进和分行 分裂，细胞,数目不断增多，使组织不断增大。以致突破内皮层、皮层和表皮向外露出，形成了侧根。,侧根的发生与初生木质部的类型有一定的关系，母根产生侧根的数列是有定数的。,但在土壤中存在有一种发根杆菌，能使许多双子叶植物的根感染而得发根病，使植物增加许多不定根。,主根、侧根和细根共同构成为根系（Root system).,六、根的次生生长和次生结构,根的次生生长来源于侧生分生组织，侧生分生组织可分为两类：,（一）维管形成层（vascular cambium ) 的发生及其活动,1、发生：,维管形成层是来自初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁 细胞，木质部脊与中柱鞘相连的薄壁细胞恢复分裂能力而形成新的分生组织。,维管形成层 （分裂、生长、分化）,,向外,次生韧皮部,（加在初生韧皮部的内方，形成层的外方。存在韧皮射线）,,向内,,,次生木质部,（在初生木质部的外方，形成层的内方。存在有木射线）,,射线,（是初生木质部脊向外延伸的）,韧皮射线和木射线是相通的，两者合称为维管射线，执行横向运输的功能。,射线是指从初生木质部脊和外延伸的薄壁细胞群，也是执行横向运输的功能（是根所特有的）。,对根来说，维管射线和射线都有是在次生生长中才产生的新组织。,思考：,（二）木栓形成层（cork cambium ) 发生及其活动,1、发生：,中柱鞘的薄壁细胞恢复分裂能力。,2、活动结果,木栓层（cork),木栓形成层,栓内层（phelloderm),,,,向外,中间,向内,,周皮（periderm),?,根的发育:,原分生组织(胚细胞保留下来的),,衍生,初生分生组织,,分裂 分化,原表皮,原形成层,基本分生组织,,,发 育,,表皮,,,皮层,髓,发育,,,初生韧皮部,初生木质部,发育,次生分生组织(成熟组织脱分化面来),,分裂 分化 生长,,外层,,内层,木栓层,木栓形成层,栓内层,,次生韧皮部（韧皮射线）,维管形成层,次生木质部（木射线）,,,周皮,,,维管射线,第三节 茎（stem),学习方法：,1、与根的结构进行比较，了解它们之间的相同点和不 同点。,2、掌握其结构与功能折相互适应性。,思考：,一、茎的基本形态,茎外形特征是：,有节的节间之分；,节上长有叶和腋芽。,（一）顶端分生组织的生长特点,原分生组织（胚性细胞）,,,,原表皮,基本分生组织,原形成层,,分裂、分化、生长,,,,,表皮,,皮层,,髓,,维管束,初生韧皮部,潜在的分生组织,初生木质部,,（二）原套——原体学说,原套（1层或几层）,,分裂,原表皮,,发育,茎的表皮及叶,原体（1团细胞）,,分裂,基本分生组织,原形成层,,发育,皮层,髓,,,分化发育,维管束,,（三）叶和芽的起源,叶是由叶原基（基本分生组织表面二、三层细胞）所产生：属于外起源。,顶芽和腋芽也是起源于基本分生组织表面的几层细胞，也是属于外起源。,不定芽的起源较复杂,,有外起源,也有内起源,侧根的起源？,二、植物茎的初生结构,（一）双子叶植物茎的初生结构,1、epidemis (表皮）,表皮只有一层细胞（多数）；,细胞排列紧密、整齐；,外壁有角质层或蜡质层；,有各种表皮毛；,有气孔分布；,有些含有色素；,有些含有叶绿素，能进行光合作用；,表皮的功能主要是起保护作用。,2、cortex（皮层）,主要功能是贮藏和支持；,以薄壁细胞为主，胞间隙大；,,有厚角组织；,含有叶绿体，能进行光合作用；,没有内外皮层之分；,有些草本植物茎有淀粉鞘。,3、vascular cylinder （维管柱，旧称中柱）,茎的维管柱内的初生韧皮部和初生木质部是内外并列成束存在的；故称维管束。,双子叶植物茎的维管束在横切面看只排列成一轮；,单子叶植物茎的维管束排列成两轮（水稻、小麦）或分散排列在整个茎中（玉米、甘蔗、竹子）。,茎维管束的组成：,维管束（vascular bundle) (典型的）,初生韧皮部（phloem) 在外方,束中形成层（潜在的）,初生木质部（xylem) 在内方,,,内外并列,,（内始式发育）,茎初生维管束有各种不同的类型：,外韧维管束,—— 多数植物属此类；,双韧维管束,—— 葫芦科；,周韧维管束,—— 秋海棠科、蕨类；,周木维管束,—— 蓼科、胡椒科。,维管束内存在有形成层，能不断增大，这样的维管束称为无限维管束（多数木本植物）。,维管束内没有形成层，不能无限增大，这样的维管束称为有限维管束（多数单子叶植物）。,筛管的结构特点：,在筛管分子的侧壁上有很多筛域（指壁上的筛孔）。,筛管分子的横壁上的筛域高度特化，称为筛板（筛孔较大，有较多的内含物——即原生质）。,在筛孔周围有胼胝质存在（胼胝质是一种碳水化合物）。,胼胝质受气候条件或其它化学物质的剌激会发生变化，形成胼胝体。,胼胝体有堵塞筛孔的作用。,植物在冬季由于受低温的影响，筛板被胼胝体堵塞，植物体的代谢变慢，根就处于休眠状态，生长缓慢。,到了春季，气温升高，胼胝体水解，筛板通畅，植物体代谢旺盛，生长快速。,这种调节作用是植物对环境变化的一种适应。,在生产上利用环割来调节花芽分化及保花保果，实际上是将筛管割断，使有机物运输中断。,4、pith and pith ray ( 髓和髓射线）,茎的初生结构都有髓，主要由薄壁细胞组成，具有贮藏作用。,有些植物在髓部有部分细胞特化成石细胞。,髓射线：,是指两个维管束之间，从髓到皮层的薄壁细胞群，起横向运输的作用。,有些植物在髓的外周有几层细胞体积小，壁较厚，染色特别深的，称为环髓带（椴树茎）。,有些形成 髓腔（水稻、竹茎）。,（二）单子叶植物茎的初生结构,1、表皮（ epidermis ),细胞排列紧密，有长短细胞之分。,在短细胞中又分栓质和硅质。,表皮细胞表面观为长方柱形，切面观为近正方形。,有角质层或硅质层。,有表皮毛，有气孔分布。,2、基本组织（ ground tissue ),表皮之内除了维管束外，其它部分都有属于基本组织。,有些植物在表皮之内有几层厚壁细胞，起加固、支持作用（如：水稻、小麦）。,3、维管束（ bundle ),维管束的结构,,维管束鞘,—— 维管束外围一层或两层细胞。,初生韧皮部,,原生韧皮部,— 因受挤压而成带状。,后生韧皮部,— 可明显区分出筛管和伴胞。不一定有韧皮纤维，韧皮薄壁细胞也少。,,初生木质部,,原生木质部,— 导管多为环纹、螺纹，位于内方。,后生木质部,— 导管多为孔纹，呈“V”字形排列。,（内始式发育）,有些单子叶植物茎能长得很粗，是由初生增粗分生组织所引起的。,多数单子叶植物茎都有存在有居间分生组织，能使节间伸长。,（三）草本植物与木本植物、乔木和灌木的区别,草本植物的茎一般较柔软，绿色，没有或极少有木质化的组织，不能工得很粗，故称为草本（质）植物。,木本植物的茎具有很发达的木质部（次生木质部），茎坚硬粗大，寿命长，从几年——几千年。,乔木茎的主干在地面上要有相当的高度后才开始产生分枝，因此主干很明显。,灌木一般在近地面处就产生分枝，而且所产生的分枝粗细几乎相等，没有明显的主干。茎一般都有长得较细、较小，故称灌木。,三、茎的次生生长和次生结构,（一）双子叶植物茎的次生结构,1、维管形成层的来源和活动,（1）维管形成层的来源,初生韧皮部与初生木质之间潜在的分生组织,,恢复分裂能力,产生束中形成；,在两个维管束之间，相当于束中形成位置的薄壁细胞,,恢复分裂能力,产生束间形成层，,束中和束间形成层合称为维管形成 层。,（2）维管形成 的活动结果,束中形成,束间形成,维管形成,次生韧皮部,次生木质部,（韧皮射线）,（木射线）,维管射线,,,,,,,向外,向内,维管形成的细胞组成：,维管形成的细胞组成,纺锤状原始细胞,射线原始细胞,,,分裂,分裂,增加筛管、导管细胞，加大轴向系统。,增加维管射线细胞，加大径向系统。,,维管形成层的活动，向外分裂不断产生次生韧皮部，向内分裂不断产生次木质部，但绝大多数木本植物的茎，木质部是占了绝大部分，而韧皮部（树皮）却占很小部分，这是为什么？,（3）维管形成层的季节性活动和年轮的形成,年轮（生长轮）（ growth ring ):,在一个生长季节内，早材（春材）和晚材（秋材）共同组成一轮显著的同心环层，称为年轮（生长轮）。,早材（春材）： (early wood),春、夏季节，气温高，水分多，形成层细胞分裂活动旺盛，生长快，形成的细胞孔径大，细胞壁较薄，排列疏松，颜色浅。,晚材（秋材）：（late wood),秋、冬季节，气温低，水分少，形成层细胞分裂活动缓慢，生长慢，形成的细胞孔径小，细胞壁较厚，排列紧密，颜色深。,春材和秋材合称为年轮。,年轮有什么意义？,1、可以通过年轮来粗略估计树木的年龄。,2、从一些年轮的变化状况可以推测多年前的某一年的气候变化情况。,3、年轮也可以作为判断方向的指南针。,4、年轮也是环境污染的记录者。,心材和边材：,心材（heart wood ):,颜色深，质地坚硬，位于茎的中心部分。,边材（sap wood ):,颜色浅，质地疏松，位于茎的边缘部分。,产生心材的原因：,1、养分及氧气供应不易，组织衰老死亡，失去输导作用。,,2、心材在生长过程中受到障碍，侵填体堵塞导管，使心材坚实。,心材产生是好还是坏？,木材的三种切面：,横切面,— 在木材的纵轴作横切面。看到射线的长度和宽度。看不到高度（射线的纵切）。,径向切面,— 通过圆心作纵切面，看到射线的长度和高度，看不到宽度（射线的纵切）。,切向切面,— 不通过圆心作的纵切面。看到射线的高度和宽度，看不到长度（射线的横切）。,2、木栓形成层的来源及活动,（1）来源,大多数植物茎的木栓形成层来源于皮层的薄壁细胞（表皮以内的1-2层细胞）；,也有的来源于初生韧皮部或次生韧皮部的薄壁细胞；,有极少数植物是由表皮细胞特化而成（如：栓皮楮）。,（2）木栓形成的活动,木栓形成层,木栓层,木栓形成层,栓内层,,,,向外,中间,向内,,周皮,（3）周皮和树皮（ back )怎样区别？,树皮,广义,— 次生韧皮部以外的所有部分（维管形成 层以外）,狭义,硬树皮：死的组织,—— 新的木栓形成层以外的死组织。,软树皮：活的组织,—— 维管形成层到木栓形成层之间的活组织。,,,中药材所讲的二层皮，指的就是软树皮。,俗语说“人爱面子树爱皮”、“树怕剥皮”，这是什么原因？,树皮是怎样与外界进行气体交换呢？,（4）皮孔（lenticel ),皮孔的形成 过程：,木栓形成层开始分裂活动时，在相对应于原来表皮气孔的位置的木栓形成层向外分裂的薄壁细胞，其细胞壁不增厚（即不木栓化），保持薄壁 细胞的状态，这部分细胞被称为补充组织。,,补充组织的细胞排列疏松，有明显的胞间隙。补充组织不断增多，就会撑破表皮或皮层，形成皮孔。,皮孔的形状、大小、色泽以及在茎上的排列方式等在不同植物各有不同，可以作为鉴别树种的依据之一。,（二）裸子植物茎的次生结构,裸子植物茎的增粗方式和双子叶植物茎是一样的，都是由侧生分生组织的分裂所产生的。,所不同的是维管形成层向内分裂所形成的次生木质部只有管胞和射线细胞，没有导管，也没有典型的木纤维。因此，木质部的细胞组成显得较单纯和原始。,次生韧皮部也只有筛胞、韧皮薄壁细胞和射线细胞，没有伴胞和韧纤维。只有少数松柏类植物的茎有韧皮纤维或石细胞。这一类植物茎中分布有许多管状的分泌细胞——即树脂道。,（三）单子叶植物茎的次生结构（极少数）,以龙血树为例：,在茎的基本组织中的薄壁细胞特化，形成新的维管束，新维管束是属于周木维管束，原有的维管束是外韧维管束。,茎的生长发育小结：,原表皮,,表皮,,保留或脱落,木栓层,木栓形成层,栓内层,木栓形成层,周皮,皮层,髓射线,髓,基本分生组织,原形成层,维管束,初生韧皮部,潜在的分生组织,初生木质部,维管形成层,次生韧皮部,（韧皮射线）,形成层,次生木质部,（木射线）,维管射线,树皮,初生生长,初生结构,次生生长,次生结构,顶端分生组织,,,,,,,,,,,,,保留,,,发育,发育,发育,,,,,,,保留或脱落,,保留,,,,第四节 叶（leaf ),一、叶的形态（不详讲，野外观察）,完全叶：,有叶片、叶柄和托叶。,不完全叶：,叶片、叶柄和托叶三者缺一的，称为不完全叶。,叶的功能：,光合作用、,呼吸作用、,蒸腾作用、,吸收作用、,繁殖作用。,二、叶的结构,叶的外形扁平、薄而宽，适于接受阳光。,（一）双子叶植物叶片的结构,1、表皮（epidermis),有上下表皮之分，表皮细胞的外壁有角质层，有气孔及气孔器，,有各种表皮毛。,表皮细胞的特点：,多数植物的表皮细胞只有一层，少数植物有多层（如夹竹桃），称为复表皮。,一般表皮细胞不含叶绿体，表面,观细胞排列是不规则的，横切面观细胞呈长方形。外壁有角质层，有保护和防止水分蒸腾、防止病菌侵入的作用，也有加固机械性能的作用。,气孔（stoma),—— 是叶片与外界进行气体交换的门户，又是水气蒸腾的通道。,