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园林植物学讲稿

归档日期:05-27       文本归类:多面体简化      文章编辑:爱尚语录

  绪 一、植物界的类群及多样性 (一)、地球生命的起源 1-创世说; 2-自然发生说;

  3-天外起源说。目前被普遍接受的是通过“前生命的化学进化”过程,由非生命物质 产生,并经长期进化延续至今,即“生命的进化起源说”。 (二)、生物界的划分 对于生物界划分出现如下系统: 1〉两界系统: 18 世纪瑞典植物学家林奈(C.Linnaeus)根据能运动还是固着生活、吞食还是自养把 生物界划分为两界。 两界系统 动物界(Animalis)(能运动,异养); 植物界(Plantae)(固着,具细胞壁,自养)。 2〉三界系统: 19 世纪前后,由于显微镜的广泛使用,人们发现有些生物兼具有动、植物的特征。据 此 1886 年由赫克尔(E.Haeckel)提出三界系统,把具色素体、眼点、鞭毛、能游动的单细胞 低等植物独立为一界,加入原生生物界。 三界系统 : (1) 原生生物界(Protista) 菌类、低等藻类、水绵 (2) 植物界 (3) 动物界 3〉魏泰克的四、五界系统 1959 年美国的魏泰克(whittaker)将真菌从植物界中分离出来,提出了四界系统, 四界系统 : (1) 原生生物界 (2) (3) (4) 植物界 真菌界(Fungi) 动物界

  1969 年,美国的魏泰克(whittaker)将细菌和蓝藻从原生生物界中独立分出,而把 生物界划分为五界系统: 五界系统 : (1)原核生物界 (Monera)(蓝藻,细菌) (2) 原生生物界 (3) 植物界 (4) 线) 动物界 〉六界系统: 1979 年陈世骧根据生命进化的主要阶段,将生物分成 3 个总界的六界的新系统。 六界系统: (1)病毒 : 菌界 (2)细菌界 (3) 蓝藻界 (4)植物界 (5)动物界 (6)真

  (三)、植物界的六大类群(二界系统) )、植物界的六大类群(二界系统) 植物界的六大类群 藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类、种子植物 种子植物是现今世界上种类最多,形态构造最复杂,和人类经济生活 最密切、最进化 的一类植物。全部树木和绝大多数经济植物都是 种子植物,本课程的形态解剖部分将着重 讨论 种子植物的结构。

  (四)、植物的多样性 )、植物的多样性 (1)种类繁多,数量浩瀚 (2)分布广泛 (3)形态结构多种多样 (4)营养方式多样 光和自养植物、化学自养植物、寄生植物、腐生植物 (5)生命周期差别很大 细菌为 20-30min;草本类型多为一年、两年生植物;多年生种子植物,其中木本树 龄可达成百上千年。如非洲的龙血树树龄可达 8000 年。

  我国植物资源丰富, 仅记载过的高等植物就约 3 万种, 占世界高等植物的 1/8, 是植物种类最丰富的国家之一,仅次于马来西亚和巴西,居第三位。

  二、植物在自然界中的作用及与人类的关系 (一)植物是自然界的第一生产力(光合作用) 植物是自然界的第一生产力(光合作用) 1)有物质生成 2)有能量积蓄 3)有 O2 放出: 有

  (二)植物在自然界物质循环与生态平衡中的作用 植物的合成和矿化作用使自然界的物质运动包括生命的延续和发展从而得以循环往 复。 例如碳素循环(carben cycle)中通过光合作用使大气中的二氧化碳保持平衡;通过 生物固氮作用(biological nitrogefixation)维持氮素循环(nitrogen cycle )。 总之,在物质循环中,只有通过动物和植物等生物群体的共同参与才能使物质合成 和分解、吸收和释放协调进行,维持生态上的平衡和正常发展。 (三)、植物界是植物种质保存的天然基因库 )、植物界是植物种质保存的天然基因库 种质:决定植物“种性”并将其丰富的遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质总体。大 到一个遗传原种的集合体,小到控制个别遗传性状的某一基因片段。 全世界现有植物 50 多万种,高等植物 23 万多种,经过人类驯化的约有 2000 多种。 值得一提的是种质资源的流失是很严重的。自地球形成至今 90%以上的生物种类已经不 存在了。 (四)、植物对环境的保护作用 (1)植物具有净化大气、水体、土壤以及改善环境的作用 (2)植物对环境的监测作用(环保):通过利用某些植物对有毒气体的敏感性作为环 境污染程度的指示。 (3)植物具有水土保持的作用 :植被覆盖特别是森林植被具有涵养水源、水土保持、 防风固沙的作用。 三、植物学的发展概况及分科 (一)、植物学发展简介 )、植物学发展简介 1、我国是研究植物最早的国家 a、早在四、五千年前就积累了有关植物的知识。春秋的《诗经》记载描述了 200 多种植 物。

  b、晋代 嵇含的《南方草木状》是我国最古老的地方植物志。 c、明代李时珍著《本草纲目》,详细描述了 1880 种药物,其中一半以上是药用植物。 d、清代吴其濬《植物名实图考》记述了 1714 种栽培植物和野生植物,这些著作积累了 丰富的植物学知识。 e 、十九世纪中叶,李善兰(1811—1882)与外人合作编译《植物学》一书,该书是根 据英国林德勒 (J.Lindley 1799—1865) 《植物学纲要》 的 中的重要篇章编译而成, 共八卷, 为我国第一部植物学译本。 2、国外植物学的发展: a、最早可追溯到古希腊亚里士多德首创欧洲的植物园和德奥弗拉斯(前 370—前 285) 所著《植物的历史》和《植物本原》。 b、瑞典植物学家林奈(1753)发表了植物种志,创立了植物分类系统和双名法,为现 代植物分类学奠定了基础。 c、19 世纪德国植物学家施莱登和动物学家施旺(1808—1882)首次提出细胞学说,使 生物学向微观世界推进。 d、英国博物学家达尔文(1809—1882)发表的《物种起源》一书,提出了生物进化论 的观点,引导生物学向宏观世界发展。 从 19 世纪后期到 20 世纪以来,随着近代物理学、化学的发展,生物学正沿着微观和宏 观的研究深入,形成了细胞生物学、分子生物学等许多新的分枝学科。近 20 年来,生命科 学突飞猛进,宏观方面,采用先进的技术,如遥感技术,进一步揭示植物间的分布和演化规 律,微观方面分子水平上对生命活动本质进行研究。 。 (二)植物学研究内容及分科 1、植物学定义:是研究植物界和植物体的生活和发展规律的科学。 2、植物学研究内容:植物的形态构造、生理机能;生长发育规律;植物与环境的相互关 系以及植物分布的规律;植物的进化与分类和植物资源利用等方面。 3、植物学分科 a、植物形态学 plant morphology 植物细胞学 plant cytology

  c、植物生理学 plant physiology d、植物遗传学 plant Genetics e、植物生态学 plant ecology 和地植物学 geobotany 随着物理学、数学、化学等学科的发展,电子显微镜、电子计算机、激光以及其他技术 的应用,近年又形成许多新的分科。如,分子生物学、植物细胞生物学、植物发育生物学、 分子植物学、分子遗传学。 (三)植物学的研究方法 研究方法:描述、比较、实验 学习方法:预习—听讲—复习—实验—考试。 (四)植物学与专业的关系 植物学是一切以植物为生产或研究对象的专业的重要基础课,生物科学、生物工程、 生物技术、林学、森保、园林、环境等专业以后还要学习植物生理学、生态学等,植物学是 学好这些课程的基础。 四、参考文献 (一)教材及参考书 1.陆时万.吴国芳.植物学.高等教育出版社,1992 2.曹慧娟.植物学.中国林业出版社,1992 3.周仪.植物学.北京师范大学出版社,1988 4.杨世杰.植物生物学.科学出版社,2000 5.周云龙.植物生物学.高等教育出版社,1999 6.杨继.植物生物学.高等教育出版社,1999 7.马炜梁.高等植物及其多样性.高等教育出版社,1999 8.刘一樵.森林植物学.中国林业出版社,1991 9.何凤仙.植物学实验.高等教育出版社 10.关雪莲,王丽.植物学实验指导.中国农业大学出版社,2002 11.杨继.植物生物学实验指导.高等教育出版社 12.A.FAHN 著.吴树明等译.植物解剖学〔以色列〕.南开大学出版社,1990 13..Raven P H et al .1999.Biology of plants(sixth edition). New York:Worth Publishers Inc,

  §2、1 关于植物细胞的认识 一、植物细胞是构成植物体的基本单位 二、细胞的研究史 1、细胞学的创立时期 1665 年,英国人虎克发现细胞(Cell) 德国植物学家施莱登(1838)和动物学家施旺(1839)共同提出了细胞学说,细胞学 说被称为十九 世纪自然科学的三大发现之一。 2、细胞学的经典时期(1875 -1898 ) 受精现象(1875)、动植物细胞有丝分裂(1880)、动植物减数分裂(1883、1886)、 植物受精现象(1888)、线 )、被子植物双受精现象相 继发现。 3、实验细胞学时期(1898-1953) 1900 年 孟德尔遗传定律的(重新)发现(1865) 1924 年 孚尔根等首次介绍了 DNA 反应的方法。 1934 年 本斯米等用超速离心机将细胞内线 年,DNA 双螺旋结构的模型发现,奠定了分子生物学基础。 4、分子/现代细胞学时期(1953-现在) 1961 年,通过尼伦堡等人的研究,确立了每一种氨基酸的密码。DNA 双螺旋结构的 阐明被认为是 20 世纪以来自然科学的重大突破之一,使细胞的研究进入一个新的现代细胞 学阶段, 使细胞的研究从超微水平发展到分子水平阶段, 并相应产生许多新兴分枝学科如细 胞分子生物学,细胞工程学以及带有综合特点的细胞生物学等。分子水平的研究,目的是认 识讨论生命活动的本质和规律, 从单纯观察发展到用实验方法来研究细胞, 使人类进入有目

  的的改造细胞的阶段 三、细胞的多样性 1、形状多样(与其功能相适应) 游离的生长在疏松组织中的细胞---球形、椭圆形 (皮层细胞、髓); 起保护作用的细胞--- 多面体,彼此嵌合紧密(表皮细胞); 起支持和疏导作用的细胞---圆柱形、纺锤形(韧皮部、木质部细胞)。 2、细胞大小差异很大: 高等植物细胞直径:数 μm-数十个 μm,多数 15-30 μm。 最小细胞,如枝原体,直径 0.1-0.15 μm。 少数大细胞,如番茄果肉、西瓜瓤细胞直径可达 1mm,肉眼可见,最长的棉花纤维细胞 长可达 650mm。 四、原核细胞(procaryotic cell) 原核细胞(procaryotic (1)无核膜,仅有些比较集中的核区; (2)核区内分布环状 DNA 丝; (3)细胞质内无内质网、线粒体、高尔基体等细胞器的分化。 (4)细胞质内有游离的质粒(plasmid),是裸露的核外 DNA,可遗传。 枝原体、细菌、放线菌、蓝藻等低等植物由原核细胞构成。 五、非细胞结构的生命—病毒(virus) 非细胞结构的生命—病毒(virus) 病毒:无细胞结构,有生命的特殊有机体 (1)大小:比细菌小,比 Pr 大,介于 100—3000 之间。 (2)组成:Pr 外壳包围着核酸芯子 (3)形状:在电镜下病毒的形状、大小差异很大。 (4)生活方式:不能在非生命物质上生长而需在活的有机体上生存, 能感染细菌、动 物和植物形成动植物病害。 因此,病毒是简单原始的生命形式,细胞是生物有机体发展到一定阶段的产物。

  §2、2 植物细胞的构造与功能 一、原生质及其理化性质 (一)原生质 protoplasm 基础。(组成成分,名称) —泛指细胞内有生命的物质,是细胞结构和生命活动的物质

  (二)原生质的化学组成 (1)、水和无机盐 A、水 : 结合态(结构部分) 游离态(溶剂) 一般旺盛生长的幼苗及嫩叶中含水量较高,(60-90%),衰老的叶子含水量低,休眠 种子含水量最低,只占鲜重的 10—14 %。 B、无机盐---植物生命活动中不可缺少的物质 Fe 、Mg—与叶绿素形成有关

  S、N、P—与 Pr 的合成有关 (2)、蛋白质(Protein) (三级结构)

  组成:Pr 是以氨基酸为单位构成的长链分子,分子量很大,可从五千到百万以上。 Pr 占原生质干重 60 % 。 Pr 按其功能分为三类 : 结合 Pr:组成原生质的结构物质 酶 Pr:催化作用( 专化性 、高效性、多样性:植物中有 2000 多种) 贮藏 Pr:贮藏的营养物质 (3)核酸(nucleic acid) 组成:由小分子的单位一核苷酸相连形成的长链分子, 两种类型:脱氧核糖核酸 (DNA):分布于细胞核中 核糖核酸 (RNA):分布于细胞质中 功能作用: 是遗传信息的携带者。 (4)脂类(lipid):甘油+脂肪酸 包括一大类不溶于水而溶于有机溶剂的脂肪性物质,如油、脂肪、磷脂、蜡、角质、 栓质和固醇等,它们都是长链化合物,但分子链比核酸短的多。 功能作用 : 结构物质(如磷脂与 Pr 结合构成生物膜系统)。 形成角质、木栓质、蜡,参与细胞壁形成(脂类具疏水性,不透水)。 (5)糖类(saccharide) 组成:化学通式为(CH2O)n .

  功能作用: ①是光和作用的产物,是细胞进行代谢活动的能源。 ②同时也是构成原生质、细胞壁的主要物质 ③合成其它有机物的原料 类型:单糖:核糖(五碳糖)、脱氧核糖(五碳糖)、葡萄糖(六碳糖) 双糖: 蔗糖、麦芽糖 多糖 :纤维素、 淀粉、 果胶物质 (6)其它生理活动物质:酶 、维生素、 激素、抗菌素 总之,组成原生质的化学元素: 大量元素:C、H、O、N 占植物鲜重大,约 99%以上,另外还有 K、P、Ca、S、Fe 等 微量元素:B、Cu、Mn、Zn、Na、Cl 等十几种 (三)原生质的物理性质: b(1)无色半透明半流动状态的粘稠液体,比重比水大。 b(2)是一种亲水胶体。 b (3) 原生质胶粒带有电荷,它使原生质具很大的吸水力及对物质的吸附作用, 如胶体破 坏,原生质也就丧失活性,失去生命特性。 (四)原生质的生理特性: 具有生命现象,即具新陈代谢的能力(同化--光和;异化--呼吸)。 二、原生质体(protoplast ) 原生质体(protoplast ——指活细胞中细胞壁以内各种结构的总称(结构名称)。 植物细胞在显微镜下可明显区分为:细胞质+细胞核 细 (一)细胞质:(cytoplasm) 1、质膜(plasmalemma;plasma membrane) 细胞质紧帖细胞壁的膜状结构,也叫细胞膜。 A、主要成分:磷脂(55—57%)和蛋白质,厚约 80 B、生理功能: (1)使细胞与外环境隔离,保持相对稳定的细胞内环境; (2)具选择吸收的功能; (3)能量传递和信息传递; (4)有大量的酶,生化反应的重要场所;

  (5)协调细胞壁物质的合成与组装 2、胞基质(cytoplasmic matrix) A、定义:在电子显微镜下,看不出特殊结构的细胞质部分称胞基质。 B、主要成分:水、无机盐等小分子;脂类、糖类、氨基酸、核苷酸等中等分子;Pr、脂 蛋白、RNA、多酶等生物大分子。 C、在生活的细胞中,胞基质做有规律的持续流动:1)转动式运动 2)循环式运动 3、细胞器(organelle) :细胞质基质内具有一定形态、结构和功能的小单位 。 1)、质体(plastid): 质 绿色植物特有的一类合成或积累同化产物的细胞器,被双层膜,由前质体(ptoplastid )发 育而来。 A、白色体(eucoplast ):不含色素,多存在于幼嫩细胞、贮藏组织和一些植物表皮中, 并根据贮藏物质的不同分为造粉体(amyloplast)造油体(elaioplast)和造蛋白体 (proteinoplast)。 B、有色体(chromoplast):内含大量胡萝卜素和叶绿素而呈现黄、红或橙色,这类质体 常存在于花瓣、果实或一些植物的根(胡萝卜)中。 C、叶绿体(chloroplast) :存在于植物绿色的薄壁细胞中、主要是叶肉细胞中。所含 数量因细胞而异,从十多个到数百枚不等。 色素: 叶绿素 A(蓝绿)、叶绿素 B(黄绿) 胡萝卜素(橙黄)、叶绿素(黄) 这些色素都分布在内部片层上 。

  结构:叶绿体呈球形、卵形,其内有基粒(granum)及基质(stroma 或 matrix)片层 功能:(1)光合作用 b(2)合成自身的 DNA、RNA、Prb(3)酶集中的场所 2)、线粒体(mitochondria ) 线 m 形状:球形、棒形或细丝状颗粒。 结构特点:由双层膜包裹,其内膜向内折叠,形成嵴。 功能:进行呼吸作用,是细胞的“动力厂”,含自身的 DNA,能独立合成 Pr。 3)、内质网(endoplasmic reticulum) 内 结构:以各种形状沿伸、扩展,形成各种管、泡、腔交织的复杂网状管道系统。 分类 粗面内质网:膜表面附着许多核糖体小颗粒,合成 Pr 酶。 (1)合成、包装和运输一切代谢产物、Pr 酶、脂类、糖;

  (2)是许多细胞器的来源; (3)提供细胞空间的支持骨架、增加细胞的表面积; (4)通过胞间连丝中内质网的活动,保持细胞间的联系。 4)、高尔基体(dictyosome 或 Golgi body ) ) 高 结构: 由一叠由单层膜围成的扁囊组成, 扁囊边缘收缩形成膜质小泡, 通过缢缩断裂, 小泡从扁囊上脱离下来。 功能:多糖合成,糖蛋白的合成、加工和分泌。 5)、溶酶体(lysosome) 溶 结构:由一单层膜组成,膜内含有多种水解酶,以酸性磷酸酶为特有的酶。 功能:(1)消化作用;(2)自身吞噬;(3)自溶作用。 6)、圆球体(Spherosome) 圆 结构:由一单层膜组成,膜内除含水解酶外,还有脂肪酶 功能:(1)同溶酶体 (2)起储存细胞器的作用 7)、微体(Microbody) 微 结构:也由单层膜包围而成。 类型:植物中含两种微体 b(1)过氧化物酶体(peroxisome):高等植物叶肉细胞中,与叶绿体、线粒体配合,参 与乙醇酸循环,把乙醇酸转化为己糖(光呼吸)。 b(2)乙醛酸循环体(glyoxysome):油粒种子萌发时,与圆球体、线粒体配合,把储存 的脂肪转化为糖类。

  8)、液 8) 液泡(Vacuole) 结构:是被一层液泡膜包着,膜内充满着细胞液。 功能: a:调节渗透压,控制水分出入细胞; b:维持一定的膨压,使细胞处于紧张状态,具坚实性; : c:是各种养料的代谢产物的贮藏场所。 : 9)、核糖体(Ribosome) 核 结构:有两个半圆形的亚单位形成,无膜结构。 主要成分:约 40%Pr+60%RNA。

  核液(nucleochylema) :核内无明显结构的基质 功能:即控制细胞的遗传、生长和发育 。 三、后含物(内含物)(ergastic substance) 后含物(内含物) 定义:细胞生长过程中,原生质体不断进行新陈代谢活动产生的各种代谢产物,叫后含 物。是一些非原生质、无生命的有机或无机物质。 类型:b 就其存在的部位来讲:有的存在于细胞液(cell sap)中; 有的存在于细胞质(cytoplasm)中 。 b 就其对细胞生命过程中的作用来讲 :贮藏的营养物质 生理活性物质 代谢中间产物 细胞内含物的种类和含量随植物种类、部位、生长发育时期和环境条件不同而异。 1、贮藏的营养物质 A、淀粉粒(starch grain):一般由造粉体转化而成,围绕一至多个脐形成轮纹。不同植 淀 物淀粉粒形状不同,可作为商品检验和生药鉴定的依据。

  B、蛋白质:非活性,较稳定,遇 KI 呈黄色 蛋 结晶状 糊粉粒(aleurone grain)(无定形) 胡桃、花生、大豆、蓖麻种子中含量多。

  C、脂类:高能量贮藏物质,以油滴状态存在于细胞质中,遇苏丹 III 滴染立即呈现橙黄 脂 或桔红色。 2、生理活动物质:酶、维生素(vitamin)、植物激素(Hormene) 功能:保证 cell 内一切生化反应正常进行,调节控制植物 生长、发育、 繁殖等。 植物激素:生长素、赤霉素、细胞分裂素 (促进生长发育) 脱落酸、乙烯(抑制)。 3、其它物质 A、糖类:葡萄糖、果糖、蔗糖等,如甘蔗、甜菜 B、有机酸:草酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸等,如果实酸味。 C、酚类化合物:酚、单宁、黑素和木质素 单宁(tannin) :一种缺 N 的有机化合物,有涩味,遇铁盐呈现蓝色以至黑色,可用 于制革、防腐、印染、医药、钻井等方面。 D、精油:挥发性芳香物质,是一种烃,具杀菌作用,可制香水。 E、类黄酮(flavonoid):花色素、黄酮醇和查耳酮与植物颜色有密切关系。花色素常 见的有花青素(cyanidin)、花翠素、花葵素等。 花青素:植物体内普遍存在,通常溶解在细胞液中。花青素的颜色与细胞液的 PH 值有 关,酸→红,中→紫,碱→蓝。 F、植物碱:一种含 N 的有机化合物,种类很多(6000),因植物种类不同而异。咖啡、 茶叶→咖啡碱;烟草→烟碱;罂粟→罂粟碱;黄莲素、三棵针牙膏→小檗碱,半夏、乌头→ 半夏碱(哑药),许多植物碱是重要的医药。 G、无机盐类和结晶体: 有的呈溶解态,有的呈结晶体,如草酸钙结晶 H、其它:橡树→橡胶,松柏类植物→松脂 四、细胞壁 cell wall :包围在植物细胞原生质体外面的一个坚韧的外壳 (一)细胞壁的功能 1)支持、保护作用。相当于动物的骨骼,称外骨骼; 2)还参与植物体吸收、分泌、蒸腾和细胞间运输等;

  3)有 Pr,参与细胞生长、调控,细胞识别等生理活动。 组成:1.纤维素 2.半纤维素 3.果胶多糖 4.蛋白质:占细胞壁干重的 5%-10% 5.细胞壁的其他化学成分:木质、角质、栓质、矿质等。 (二)细胞壁的发生与分层 细 1、胞间层(intercellular layer)(中层):主要成分为果胶质 2、初生壁(primary wall): 3、次生壁(secondary wall):分内、中、外三层 、 4、纹孔(pit):细胞壁增厚时,并非全面均匀增厚,其中常留有不增厚的部分称纹孔。实 际上并非真正的孔,而是一些薄壁的区域。 类型:具缘纹孔(bordered pit)、单纹孔(simple pit)、半具缘纹孔(half 具 、 、 bordered pit ) 5、胞间连丝(plamodsma):是连接相邻两个植物细胞的细胞器,是植物细胞间物质和信息 胞 交流的直接通道,行使水分、营养物质、小的信号分子以及大分子的胞间运输功能。 (三)细胞壁的超微结构 微纤丝(microfibil)——电镜下能够观察到的纤维状细丝。 光镜下可见在次生壁的外、中、内三层中,微纤丝的排列方向互不一致,增加了细胞 壁的坚固性。 (四)细胞壁的生长和特化 1、细胞壁的生长(面积、厚度) A、 化(lignifacation): 木质 木 + (亲水性物质) 加强机械支持作用,可透水。 例: 导管、 管胞、木纤维。 B、角化(cutinication):+角质(脂类化合物)不易透水,多为表皮 cell,防止水分 过度蒸腾和微生物的侵袭。同时角质还在表皮细胞外堆积成层,叫角质层(cuticle)。 C、栓化(suberization):+栓质(脂类化合物)富于弹性,如软木塞。不透水透气,多 为死细胞 。一般分布在植物茎、秆、枝及老根的外层,以防止水分蒸腾,保护细胞受恶劣 条件的侵袭。 D、矿化:+矿质(Ca、SiO2 ) 多见于茎、叶的表皮细胞。矿化细胞硬度大,增加植物 的支持力,并保护植物不受动物的侵害,如甜秆表皮细胞。

  §2、3 植物细胞的分裂 cycle) 一、细胞周期(cell cycle) 细胞周期( 有分裂能力的细胞,从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的一个完整过程。 典型的细胞周期可包括间期和细胞分裂期(mitosis)两部分 间期包括一个 DNA 合成期(S 期 synthesis)及 S 期前后两个间隙期(G1 期 gap1,G2 期 gap2)。 二、有丝分裂(mitosis) 有丝分裂( 细胞分裂期则包括有丝分裂和胞质分裂两个主要过程。 有丝分裂是一个连续的过程, 根据染色体形态的变化特征可分为前期(prophase)、 中期 (metaphase)、后期(anaphase)和末期(telophase)。 特点: 在间期每个染色体复制成两条相同的染色单体, 在分裂时有规律地分配到两个子 细胞核中。 三、减数分裂(meiosis):高等植物中发生在大、小孢子形成时期(单核胚囊和单核花粉粒 减数分裂(meiosis): (meiosis) 形成时期)包括两次连续的分裂,其中 DNA 只复制一次,染色体仅仅分裂一次,经过分裂形 成 4 个子细胞,每个子细胞染色体数目比母细胞减少一半。 第一次分裂: 前期 I: 1、 细线期: diakinesis 2、 偶线期: diplotene 3、 粗线期 pachytene 4、 双线期 diplotene 5、终变期 diakinesis 中期 I、后期 I、末期 I 第二次分裂 前期 II、中期 II、后期 II、末期 II:减数分裂和有丝分裂的比较 四、无丝分裂(amitosis) 细胞进行无丝分裂时,核仁先行分裂,继而细胞核延长并缢裂成两部分,接着细 胞质也拉长并分裂,形成两个子细胞。整个过程看不到染色体的变化。无丝分裂还有出芽、 碎裂等不同方式。

  双子叶植物无胚乳种子:多数,如豆类。 单子叶植物无胚乳种子:少数 2 有胚乳种子(albuminous seed ): 双子叶植物有胚乳种子:部分 单子叶植物有胚乳种子:多数 裸子植物有胚乳种子:全部 单子叶植物有胚乳种子: 果皮:4-5 层栓化 cell A、 单 子 叶 植 长锥 物 籽 退化 子叶: 内子叶—盾片 (scutellum ) 胚轴 胚根 : 外具胚根鞘(coleorhiza ) 外子叶(epiblast )— 种皮:1 层 胚乳:糊粉层(aleutone 胚乳细胞 胚 : 胚乳 cell: 薄壁 cell, 内含淀粉粒。 胚芽: 胚芽鞘(coleoptile) 幼叶 (1—多个) 生 layer )

  种皮 : 外硬 :4-5 层木化石 cell+1 层栓化 cell(外) 内薄 胚乳: 胚 : 白色 胚芽 胚轴 胚根 根蒂:珠柄的残留物 子叶:2—多数 翅:珠鳞形成 二、种子萌发与幼苗形成: (一)种子的萌发 1 、种子萌发(seed germination )及其条件: s 具萌发力的种子,在适宜的条件下,胚由休眠状态转入活动状态,开始萌发形成幼苗 (seedling), 这个过程称为种子萌发。先生根,后抽茎长叶。 条件 :1)充足的水分; 2)适宜的温度; 3)充足的氧气 2、种子休眠(dormancy): 大多数植物种子成熟后,即使在适宜的萌发的条件下,也不立即萌发,往往需经过一段 或长或短的休眠,这种现象称为~。 3、 影响休眠的因素: 1) 胚发育不良——后熟作用 2) 种皮过厚——处理种皮 3) 抑制种子萌发的物质。 4、种子的寿命与贮藏 : 寿命: 指种子在一定条件下保持生活力的最大期限。 一般几年—十几年, 甚至百年以上。 最短几天。 (二)、 幼苗的形态和类型 胚轴 上胚轴(epicotyl): 子叶上方 膜质

  A、子叶出土幼苗(epigaeous seedling):下胚轴迅速生长,把子叶、上胚轴和胚芽推出 土面。大多数裸子植物和双子叶植物。 B、子叶留土幼苗(hypogaeous seedling):下胚轴不伸长,只上胚轴和胚芽迅速向上生 长,形成幼苗的主茎,子叶留土(吸收、贮藏营养)。

  § 4.2 一、根(root)的功能 1、 支持与固着 2 、吸收与输导 3 、合成 4、 分泌 5、 贮藏、呼吸、寄生、攀援、繁殖等 二、根系的类型及分布 (一)根的类型 定根:起源于胚根 。 主根(main root):胚根向下生长

  侧根(lateral root):主根形成的分枝:一级侧根 、二级侧根… 不定根(adventitious root):不是由根部发生,位置不定,如茎、叶、老根或胚轴上生长 的根。如 玉米的支柱根。 (二)根系(root system)的类型

  根系:植物个体全部根的总称 。据起源与形态,分为: 1、直根系(tap root system):主根发达,有明显的主、侧根之分。裸子植物、大部分双子 叶植物如马尾松为直根系。 2、须根系(fibrous system):主根不发达,由茎的基部形成许多粗细相似的不定根,呈丛 生状态。如大部分单子叶植物的根。 (三)根系在土壤中的分布及环境的关系 1、深根性:主根发达,垂直向下生长,深入土层 3—5 米,甚至大于 10 米. 2 、浅根性:主根不发达,侧根或不定根向四面扩张,长度超过主根,根系大部分分布在土 壤表层. 3 、根系的形态具有适应性 4 、根系与地上部分具有相关性 在自然条件下,根系的深度和宽度往往大于树冠面积 5—15 倍。

  三、根的伸长生长与初生构造 初生分生组织---→初生组织(primary tissue) -→ 初生构造(primary structure ) (一)根尖的分区 根 根尖(root tip ):分四个区。 1、根冠(root cap) :根尖的最先端,保护作用。 (1)薄壁 cell 组成,具疏松的胞间隙,外层 cell 粘液化。 (2)保持一定的厚度和形状,内方分生组织的活动产生。 (3)中央细胞含有造粉体,其内含淀粉粒,控制向地生长。 2、分生区(meristematic zone ) 功能:增加 cell 的数目 (1)形小、壁薄、核大、质浓、排列整齐、无胞间隙。 (2)初生分生组织分为: 原表皮(表皮原)--――――→ 表皮 基本分生组织 (皮层原)---→ 皮层 原形成层(中柱原)--――――→中柱 3、伸长区(elongation zone):位于分生区上方约几毫米 功能:使根伸长 (1)cell 分裂停止。 (2)cell 纵向伸长成圆筒形,形成大液泡 (3)开始分化,形成多种组织。 4、成熟区 (maturation zone ):伸长区上方,由伸长区细胞分化成熟而来。 功能:吸收水肥 (1)cell 停止伸长 。 (2)已分化成熟,形成各种组织。 (3)密被根毛, 由表皮 cell 外壁延伸而成,单 cell,管状无分枝,壁不加厚,角质层极 薄,数目多,扩大吸收面,寿命短,10—20 天,但不断形成新的根毛区代替原有根毛区。 一般水生植物及少数陆生植物 如花生、洋葱不具根毛。 (二)、根的初生结构 1、表皮(epidermis ) 功能:吸收水肥 特点:①一层生活 cell,外壁不加厚,角质层薄,不具气孔。 ②密被根毛,增强吸收与着功能。 2、皮层(cortex ) 1)外皮层(exodermis):

  功能:运输、 保护 特点:① 1—多层薄壁 cell,形小、无胞间隙、排列整齐。 ②表皮 cell 死之后,壁加厚,且木栓化,起暂时保护功能。 2) 皮层薄壁 cell:所占比例大。 功能:运输、贮藏、通气。 特点:壁薄、胞间隙发达、cell 大。 3) 内皮层(endodermis): 功能:控制根内水分和物质运输 特点:排列紧密,部分 cell 径向壁、横向壁有栓化的带状加厚(木质化、栓质化), 称凯氏带(Casparian strian strip)。 凯 双子叶、裸子植物——四面加厚 单子叶植物(毛竹)——五面加厚(马蹄形) 通道细胞(passage cell):单子叶植物或少数双子叶植物的内皮层细胞五面加厚,成为死细 胞。但正对中柱木质部的细胞仍保留薄壁,不形成栓质增厚,称为通道细胞,水分和无机盐 类可以通过通道细胞进入木质部导管。 3 、中柱(维管柱)(vascular ): 1)中柱鞘(pericycle):1—多层 cell 特点:薄壁 cell 组成,分化浅,具潜在的分裂能力,可转化为分生组织。 功能:产生侧根、木栓形成层、形成层(一部分)、不定芽、乳汁管、树脂道 2)初生维管束:辐射维管束 初生木质部(primary xylem): 分化成熟方式为:外始式(exarch),原生木质部(protoxylem)位于外方,后生木质 部(metaxylem)位于内方。 B、初生韧皮部(primary phloem): 初 分化成熟方式为:外始式,原生韧皮部(protophloem)位于外方,初生韧皮部 (metaphloem)位于内方。 C、薄壁组织(结合组织): 薄 D、髓(pith)(根的中心):有或无。 髓 (三)、侧根的形成 (1)侧根的发生与形成 ①起源:中柱鞘的一定部位(根尖的成熟区)。 ②形成过程: 中柱鞘 cell 脱分化→ 平周分裂(增加细胞层数) →各个方向分裂→ 新的生长点→ 突破皮 层、表皮 →形成侧根

  ③主根与侧根的生长存在一定的相关性:主根切断促进侧根生长。 (2)侧根的分布规律: 二原型———初生木质部辐射角两侧 三、四原型———正对初生木质部放射角 多原型———正对初生韧皮部 四、根的次生生长与次生构造 大多数单子叶植物,少数草本双子叶植物——根只有初生构造。 大多数双子叶植物和裸子植物 次生生长(增粗生长):由次生分生组织(维管形成层与木栓形成层)的活动产生。 (一)维管形成层的产生及其活动 来源:结合组织 , 中柱鞘(部分)

  转化过程::片断--→ 波状环--→圆环 维管形成层 : 次生木质部 维管射线:木射线 韧皮射线 (二)木栓形成层的产生与活动 来源:中柱鞘细胞 (三)根的次生构造: 维管形成层 木栓形成层 周皮 裸子植物根的特点:具树脂道、维管组织的简单性、原始性。 单子叶植物根的特点 以禾本科植物为例说明: 共同点:初生结构也分表皮、皮层、维管柱三部分。 区别: (1)根只具初生结构,没有次生分生组织,因此无次生结构。 (2)内皮层细胞常呈五面加厚,横切面呈马蹄形,常具通道细胞。 (3)中柱鞘较双子叶植物不活跃,只能产生侧根等。初生木质部为多原型,维管柱中央具 发达的髓。 次生维管组织 根的次生构造 次生韧皮部

  五、根瘤与菌根 根 高等植物根系与土壤微生物共生(symbiosis)关系有两种类型:

  (一)根瘤(root nodule):由固氮细菌,放线菌侵染宿主根部而形成的瘤状共生物。 根 根瘤细菌由根毛侵入根的皮层→根瘤菌迅速繁殖、皮层薄壁 cell 增生 形成 (二)菌根(mycorrhiza):高等植物根部与某些真菌形成的共生体,有三种类型: 菌 A 、外生菌根(ectotrophic B、内生菌根(endotrophic mycorrhiza ) mycorrhiza): mycorrhiza ):

  六 、根的变态 (一) 贮藏根:越冬植物的一种适应(贮藏物供来年生长发育用)。 根据来源分为: 肉质直根(fleshy tap root):由主根发育而成。如萝卜、胡萝卜、甜菜。 块根(root tuber): 由不定根或侧根膨大而形成。如甘薯 (二)支柱根(prop root):起支持作用的不定根。 二 红树、玉米,榕树,四树木的板根。 (三)呼吸根(respiratory root):暴露于空气中,起呼吸作用的根(支根)向上生长,根 外有呼吸的孔,内有发达的通气组织,利于通气和贮存气体。 如:红树、水松。 (四)气根(aerial root):生长在热带的兰科植物自茎部产生不定根悬垂在空气中称为气 根。构造上缺乏根毛和表皮而由死 cell 构成的根被所代替。根被具吸水作用。 (五)攀援根(climbing root):常春藤、络石凌霄等的茎细长柔弱,不能直立,茎上产生 不定根,攀援上升。 (六) 生根(parasitic root): 寄 有些寄生植物, 如桑寄生属、 槲寄生属、 菟丝子属的植物, 借助于茎上形成 的不定根伸入寄主组织内,吸取寄主体内的养料和水分,这种根称为寄生 根,也称吸器 一、茎(stem)的功能与基本形态 (一) 茎的功能: 1)输导 2)支持 3)贮藏 4)繁殖 二)茎的基本形态和术语 (1)节(node) (2)节间(internode) (3)叶腋(leaf axil) (4)顶芽(terminal bud) (5)腋芽(axillary bud) (6)叶痕(leaf scar) (7)维管束痕(bundle scar) (8)芽鳞痕(bud scale scar)

  茎和根在外形上的区别主要有:茎有节和节间,在节上生叶,在叶腋和茎顶端有芽。有的茎 上有皮孔。 二、芽(bud)的类型和分枝的关系 (一)芽— 尚未展开的枝条、花或花序。(枝的原始体) (二) 芽的类型 1、 按芽的着生位置分为 A、定芽(normal bud B、不定芽(adventitious bud): 2 、按芽发育后所形成的器官分为: A、 枝芽(branch bud): B、 花芽(flower bud): C 、混合芽(mixed bud): 3、 按芽磷的有无分为: A、 鳞芽(scaly bud): B、 裸芽(naked bud) 4、 根据芽的生理活动状态分为活动芽和休眠芽: A、活动芽(active bud) B、休眠芽(dormant bud) (三)茎的生长习性 1、直立茎(erect stem):茎垂直地面直立生长,如各种树木及玉米,水稻等。 2、平卧茎(prostrate stem):茎平卧地面生长,如蒺藜、地锦草等。 3、 匍匐茎(repent stem): 茎平卧地面生长, 但节上生根,如甘薯、 狗牙根、匍匐委陵菜等。 4、攀援茎(scandent stem):茎上发出卷须,吸器等攀缘器官,借助攀援器官使植物攀附于 他物上,如葡萄、爬山虎、黄瓜等。 5、缠绕茎(voluble stem):茎缠绕于他物上,如牵牛、菟丝子等。 (四)分枝类型: 类 A、二叉分枝( dichotomous 蕨类植物。 B 、单轴(总状)分枝(monopodial branching ):主茎顶芽活动始终占优势,主干发达, branching ):顶端生长点一分为二,较原始,常见于苔藓和

  各级侧枝生长不如主干,出材率高,裸子植物占优势。 C 、 合轴分枝(sympodial branching ): 顶芽经过一段时间生长后停止生长或转化为花芽, 由靠近顶芽的腋芽代替顶芽,发育成新枝,被子植物占优势。 D、假二叉分枝(false dichotomous branching ):

  具对生叶的植物, 在顶芽停止生长成分化为花芽后, 由顶芽下两个对生的腋芽同时生长形成 二叉状的侧枝。 三、茎尖的构造与发育 (一)芽的基本结构 一 生长锥(growing tip) 原生分生组织 叶原基 幼叶 叶 侧枝

  (二)茎尖分区:分生区、伸长区、成熟区(无根冠结构) 1、分生区 原分生组织(生长锥):具原套原体的分层 结构基部四周产生叶原基、腋芽原基 初生分生组织: 原表皮(protoderm )

  原形成层 (procambium) 原生分生组织:原套(1—4 层细胞)垂周分裂 增大生长锥表面不加层数 原体(多数细胞)平周、垂周各方向的分裂,增加体积 2、伸长区:与根相似,较根长 3、成熟区:各种组织已基本形成,形成茎的初生构造 四、茎的解剖构造 (一) 双子叶植物茎的初生构造

  1 表皮:排列紧密无胞 隙,外 壁角化形成角质层,有的具蜡被或表皮毛,具少数气孔。 2 皮层: 厚角组织 支持

  皮层薄壁细 含叶绿体—光合作用, 内皮层 凯氏带 淀粉鞘 3 维管柱(中柱) a 初生维管束 (环状排列) 初生韧皮部 外始式 大多数不明显,无凯氏带 益母草属 starch sheath 椴树(含淀粉粒)

  b 髓射线(pith ray):薄壁 cell,横向排列,放射状,贮藏功能、横向运输通道。 大多数木本植物:髓射线 行薄壁 cell 大多数草本植物:髓射线宽 c 髓(pith):中心 有些髓发育成厚壁 cell(栓皮栎)或石 cell(樟树), 中空 髓腔(连翘,南瓜)。

  发达的木本植物具发达的次生构造。 1、 维管形成层的来源及其活动 ( 1) 来源: 束中形成层 原形成层 cell(初生结构) 束间形成层: 髓射线细胞

  (2)维管形成层的细胞组成、分裂方式及衍生细胞的发育 A、细胞组成与衍生组织 纺锤状原始 cell(fusiform initial) 射线原始 cell( ray initial) B、分裂方式 平周分裂 垂周分裂 横裂、侧裂 C、 衍生细胞的发育 (1)次生木质部: 次 组成: 导管、管胞、木薄壁组织、木纤维。 (2)次生韧皮部 次 (常随树木脱落) 增加茎的粗度 使形成层的周径扩展 增加射线数目 (长梭形长大于宽许多倍) (近等径、个小)

  组成:筛管、伴胞、韧皮薄壁组织、韧皮纤维。 (3)维管射线(vascular ray): 维 木射线 韧皮射线 初为厚壁 cell 后常为木化。 细胞壁不木化

  3)维管形成层的季节性活动 A、早材与晚材 早 早材(春材)(spring wood):春(湿)季形成的导管细胞直径大,管 壁较薄,排列稀疏,木纤维成分少,色泽较淡,这部分称为春材。 晚 材 ( 秋 材 ) (autumn wood) : 秋 ( 干 ) 季 形 成 的 导 管 直 径 小 , 管 壁较厚,细胞排列紧密,木纤维较多,色泽较深,这部分称为晚材。

  B、年轮(annual ring)(生长轮)(growth ring) 在一个生长季内, 早材和晚材共同组成一显著的同心环层, 代表着一年中形成的次生木 质部,称为年轮。可根据年轮判断树木的年龄。气候的异常,虫害的发生等也使植物产生多 个年轮。 C、心材与边材 树干的横切面上靠茎周颜色较浅的生长轮。 是具有生理活动功能的 边材(sapwood): 次生木质部。 心材(heart wood):树干的横切面上靠中心颜色较深的生长轮。是较年老的木质部,薄 壁 cell 死亡,导 管中形成侵填体失去运输功能,细胞壁及 cell 腔为 树 脂、单宁及色素 等物质所填充,色泽较深,木材较坚实,防腐力强。 D、木材三切面 横切面:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维的横切面;射线长度和宽度;年轮圆环形 径向切面:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维的纵切面;射线长度和高度;年轮为竖线 切向切面:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维的纵切面;射线高度和宽度;年轮呈“V”字 型。 2、木栓形成层的产生与活动 (1)来源: 表皮 cell 紧接表皮的皮层 cell 皮层的第二、三层 cell 近韧皮部的薄壁 (2)活动 3、树皮(bark): 定义:指维管形成层以外所有部分的总称,包括次生韧皮部、皮层、周皮和木栓层以外的一 切死组织。分为: 软树皮:韧皮部与木栓层之间的活组织 硬树皮:新木栓层以外所有的死组织 树皮有重要的价值 : 栓皮栎→栓皮 工业上的绝材料; 木栓形成层的寿命一般为几个月 如夹竹桃、柳属、苹果属 如杨属、栗属、榆属 如刺槐、马兜铃 如葡萄、石榴 cell

  柳属、栎属→提取单宁; 桑→造纸,厚朴、杜仲→供存用。 (三)裸子植物茎的结构特点 裸子植物多为高大的木本植物,其茎的构造与木本双子叶植物的异同如下: 相同点 : (1)都具初生构造:表皮、 皮层 、维管柱。 (2) 都具次生构造,即形成层活动是长期的。

  不同点: (1)木质部具管胞和木薄壁细胞(少),无导管,木纤维, (2)韧皮部具筛胞和韧皮薄壁细胞,无筛管,伴胞,韧皮纤维, (3)多具树脂道(resin cannal), (4)纺锤状原始细胞大多为单斜面的非叠生形成层, (5)维管射线多为单列,少为两列,常有射线管胞(ray tracheid)存在。 (四)单子叶植物茎的结构特点 四 表皮 基本组织 维管束 现以玉米为代表说明单子叶植物茎的构造特点: 1)表皮:由长细胞、短细胞(栓化细胞、硅化细胞)和少数气孔器交替排列而成。 2)基本组织:厚壁组织(几层细胞) ——支持作用 近表皮薄壁组织含叶绿素,有的植物中央具髓腔。 3)维管束:散生于基本组织中,外小、多;内大、少。 维管束鞘: 厚壁组织 初生韧皮部 (外始式) 初生木质部 五、茎的变态 1、根状茎(rhizome) : 根 生于地下与根相似的地下茎,称为根状茎,例如竹类、芦苇、莲、鸢尾等植物地下茎。 2、贮藏的地下茎:生长在地下具贮藏功能的茎,分为块茎、球茎、鳞茎。 贮 (1)块茎(stem tuber):节不明显,成块状的茎,如马铃薯,由根状茎的先端膨大积累养 料形成,块茎上有许多凹陷,称为芽眼,它相当于芽的部位,幼时具退化的鳞叶,后脱落。 主要是薄壁组织,贮存在大量淀粉。 (2)鳞茎(bulb):由许多肥厚的肉质鳞叶包围的扁平或圆盘状的地下茎 如大蒜、百合、 洋葱。 洋葱:鳞茎呈圆盘状,四周具鳞叶 大蒜:鳞叶间肥大腋芽——“大蒜瓣”,为主要的食用部分。 (2)球茎(corm):球状的地下茎,如荸荠、慈菇、芋等,由根状茎先端膨大而成,球茎有 时显的节和节间,节上具褐色膜状物,即鳞叶为退化变形的叶。 3、茎卷须(stem tendril) 原生(外):被挤压呈模糊的带状结构 后生(内): 筛管、伴胞 “V”字型

  攀援植物的部分枝条变成卷须,以适应攀援功能,茎卷须的位置与花枝相当(如葡萄) 或生于叶腋(如黄瓜、南瓜)与叶卷须不同。 4、茎刺(stem thorn) 茎转变为具有保护功能的刺称茎刺或枝刺,如山楂的单刺、皂荚的分枝刺,位于叶腋, 与维管束相连;蔷薇茎上的茎刺是由表皮 cell 形成与维管束无联系。 5、 叶状茎(cladode;cladophyll) 也称叶状枝,叶退化,茎变态成叶片状代替叶的生理功能。如假叶树、竹节蓼等。假叶树, 叶退化成鳞片状,叶腋内可生小花。

  一、叶(leaf)的功能和形态 (一)叶的功能 (1)光合作用 (2)蒸腾作用 (3)气体交换 (4)贮藏养料 (5)繁殖(无性) (二) 叶的形态

  1、单叶(simple leaf)与复叶(compound leaf) (1)单叶:在一个叶柄上生有一个叶片的叶。 (2)复叶:在一个叶柄上生有多个小叶片的叶。 典型单叶的组成:叶片(blade)、叶柄(petiole)、托叶 stipules) 完全叶(complete leaf):具叶片、叶柄和托叶三部分的叶。 不完全叶(incomplete leaf) :缺任何一部分的叶。 例:白菜、丁香缺托叶,蓝桉缺 托叶和叶柄。 叶形要从叶的整体形状、叶缘(leaf margin)、叶裂(leaf divided )、叶尖(leaf apex)、 叶基(leaf base)以及叶序(phyllotaxy)等方面进形区别。 叶脉 网状脉(netted veins): 最后一次分枝的细脉脉稍游离散在叶肉组织中成开放脉序称为 网状脉,双子叶植物叶脉常为网状脉。 平行脉(paralled veins):叶脉平行排列,最后一次分枝的细脉脉稍成封闭的脉序,单 子叶植物叶脉常为平行脉。 2、禾本科植物叶的组成: 叶片(blade):条形或狭带形,具平行脉序。 叶鞘(leaf sheath):为叶基部扩大伸长并包围茎秆的部分,具有保护幼芽,居间分生组织 以及加强茎秆的支持作用。 叶枕:叶片与叶鞘相连处的外侧有一色泽较淡的环。

  叶舌(ligulate):叶鞘与叶相连处的内侧有膜质状突生物。具有防止害虫、水分、病菌孢子 等进入叶鞘的作用。 叶耳(auricle):在叶舌的两侧,有一对从叶片基部边缘伸出的突出物。 3、异形叶性(heterophylly):在同一植株上有不同形状的叶,这种现象称为异形叶性。 A、 生态异形叶性:由于环境因素的影响而产生的异形叶性。 如水毛莨:沉水叶→细裂如丝 慈姑:沉水叶→带状 气生叶→扁平 浮水叶→先端呈椭圆形 气生叶→箭形 B、 发育异形叶性:由于发育年龄不同而产生的异形叶性。 如桧柏:幼年叶→针形; 蓝桉: 嫩枝叶→卵形 ,无柄; 老年叶→鳞片状 老枝叶→细长,披针形或镰形 二、叶的发生和生长 叶的各部分,在芽开放以前早已形成,它以各种方式折叠在芽内,随着芽的开放,由幼叶逐 渐生长成成熟叶。 (1)叶的发生 (2)一般叶的生长期是有限的 三、叶的解剖构造 (一)双子叶植物叶的构造: 1、表皮 上表皮 气孔(stoma)少 角质层厚、色深 下表皮 气孔多 角质层薄、色浅 一层生活的薄壁细胞,不含叶绿体, 细胞排列紧密,无胞间隙,形成蜡被,各种表皮毛。 2、叶肉 (mesophyll) 栅栏组织(palisade tissue) 海绵组织(spongy tissue) 异面叶(bifacial leaf):有栅栏组织与海绵组织分化的叶。 等面叶(isobilateral leaf):无栅栏组织与海绵组织分化的叶。 3、叶脉(vein):分布于叶肉中,是叶中的维管束,成网状排列。 功能:支持、运输 传递细胞(transfer cell):细脉中与筛管分子和管状分子相连的一些薄壁细胞。 特点:1)薄壁细胞;2)细胞壁内突 3)具浓厚的细胞质,正常发育的细胞器

  4)胞间连丝丰富,增加细胞间直接传递能力。 功能:对叶肉细胞与细脉之间水分蒸腾,溶质交换以及光合产物的短途运输有重要的作用。 (二)裸子植物的叶的构造 大多数常绿, 少数落叶 如 落叶松属、金线松属、银杏属 外形:针形、线形、鳞片状→针叶树 以松属叶的构造为例: (1) 外形: 针状, 针成束生长在不发育的短枝上, 2-5 整个束为圆柱形, 单个针叶呈半圆形、 三棱形。 (2)解剖结构: A、表皮系统 表皮 cell:一层、砖形、厚壁,腔小,外被发达的角质 下皮(hypodermis):一至多层,厚壁,转角处层数多。 气孔器: 内陷气孔。由一对保卫 cell 及副卫 cell 组成, B 、叶肉: 细胞壁内褶,含叶绿体的薄壁细胞,增加光合面积。 具树脂道(resin cannal)(外生、内生、中生、横生树脂道) C、维管束: 内皮层:由厚壁组织组成, 排列整齐,无胞间隙,成熟后细胞壁木化,径向壁上有明显的 凯氏点。 维管束(1-2 个) 木质部(近轴) 管胞、薄壁细胞 韧皮部(远轴) 筛胞、韧皮薄壁细胞 。 转输组织: 转输薄壁细胞、 转输管胞 松柏类植物共性:有下皮、内陷气孔、内皮层、 转输组织、内褶叶肉细胞。 (三)单子叶植物叶的构造 1、表皮:分上、下表皮, A、表皮细胞 长细胞 长径沿叶的纵轴方向排列。 短细胞 栓细胞(suberized cell) 硅细胞(silica cell)外突成刺状 B、泡状细胞(bulliform cell)/ (运动细胞 motor cell):薄壁、 大型,长轴与叶脉平行,横切面成扇形, 细胞内具大液泡,控制水分的吸收和散失。 C、气孔: 2 保卫细胞:哑铃形+2 副卫细胞:梭形

  2、叶肉:形状不一,细胞壁内褶, 3、叶脉:平行脉 机械组织:厚壁纤维--增强叶片支持作用。 外层:薄壁细胞 C4 植物(高光效 )维管束鞘细胞含叶绿 体大,外围花环型。 内层:厚壁细胞 C3 植物(低光效)维管束鞘细胞含叶 绿体小, 外围无花环型结构 。 维管束 木质部,近轴面;韧皮部 ,远轴面 四、叶的形态构造与生态条件的关系 (一)、 水分条件对叶的形态影响较大,水分适应分为: 旱生植物 湿生植物 中生植物 水生植物 1、旱生植物(xerophyte)叶的特征: A、硬叶类植物:夹竹桃、松树、铁树 特点:1)叶片小而厚、硬, 2)角质层发达,表皮上常有腊被及各种表皮毛;或具副表皮 产生下皮层,气孔下陷,气孔窝。 3)栅栏组织多层,分布于叶两面,海绵组织和胞间隙不发达或 叶肉细胞壁内褶; 4)机械组织发达,维管束(叶脉)发达,保证水分及时供应。 B、肉质植物:翠宝、景天、芦荟、龙舌兰、马齿苋、猪毛菜 特点: 1)叶片肥厚, 2)叶肉细胞增多且肉质化、贮水, 3)叶肉细胞的细胞液度高,保水能力强。 仙人掌科植物:叶片退化成刺,茎肥厚多汁。 2、湿生植物叶结构特点: 1)叶片大而薄, 2)角质层不发达或没有,一般无蜡被和毛状物; 3)海绵组织发达或无栅栏组织与海绵组织区别; 4)叶脉的机械组织不发达,胞间隙大。 3、水生植物(hydrophyte)结构特点:

  1) 叶片大而薄,,沉水植物叶片成丝状细裂; 2)表皮上无角质层或很薄 3) 叶肉层数少, 无栅栏组织与海绵组织分化, 形成发达的通气组织; 叶脉少, 4) 输导组织、 机械组织退化 。 阳地植物(sun plant):在充足的光照下才能生长好,不能忍受蔽荫的环境。 阳叶(sun leaf)→旱生结构特点,如松、桦、山杨等。 阴地植物(shade plant):适应在弱光条件下生长,不能忍受强光照射。 阴叶(shade leaf)→湿生结构特点 : 叶大、薄, 栅栏与海绵组织分化,胞间隙发达。 五、叶的寿命与落叶 (一)叶的寿命: 因树种而异 1、落叶树(deciduous tree):叶的寿命只有一个生长季。如 杨、柳、槐、榆。 2、常绿树(evergreen tree):叶的寿命为 1 年以上至多年 。如松、柏、荔枝。 裸子植物多 松属 2-5 年 冷杉 5-10 年 双子叶植物少 女贞-3 年 (二)落叶 1、原因: ①矿物质积累过多,引起生理机能的衰老而死亡; ②生理干旱,落叶是 维持水分的平衡的一种适应。 2、过程: ①离区(abscission layer)的产生 ②形成保护层(protective layer) 六、叶的变态 (一)苞叶与总苞 (有的可作为区别种属的特征) 苞叶(bracteal leaf) :一朵花下面的一种特殊的叶,保护花和果实。 总苞(involucre):一个花序下面由苞叶集生而成,如向日葵。 (二)鳞叶(scale leaf):叶的功能特化或退化成鳞片状。 A、鳞芽外的鳞叶,称芽鳞(bud scale) 两种 B、地下茎: 肉质 :洋葱、百合的鳞叶 膜质:球茎(荸荠、慈菇)

  (三)叶刺(leaf thorn):叶的一部或全部变成刺,如小檗(三棵针)、洋槐。 叶刺发生于枝条的下方,叶刺腋中有腋芽,以后发展成短枝。 刺槐的托叶变成刺--→托叶刺。 仙人掌科植物 叶--→刺。 (四)叶卷须(leaf tendril):由叶的一部分变成卷须状,用以攀援,常由复叶的叶轴、叶 柄或托叶转变而成。 叶卷须--与枝条之腋间有腋芽。 茎卷须--与枝条之腋间无腋芽。 (五)叶状柄(phyllode): 叶柄转变成扁平的片状,并具叶的功能,称叶状柄。 如台湾相思树:幼苗→羽状复叶。后→小叶片退化,叶柄扁平→叶状柄。 澳大利亚干旱区的一些合欢属植物:初生叶→羽状复叶,后产生的叶→仅具叶状柄。 (六)捕虫叶(leaf insectivorous apparatus): 有些植物具有能捕食小虫的变态叶,称捕虫叶。捕虫叶有的呈瓶状(如猪笼草)、有的为囊 状(如狸藻)、有的呈盘状(茅膏菜)。 (七)、同功器官与同源器官 A、同功器官(analogous organ):来源不同,但功能、形态构造相同的器官变态。如:茎刺 与叶刺,茎卷须与叶卷须。 B、同源器官(homologous organ):来源相同,功能不同、形态构造不同的器官变态。 如叶 卷须、叶刺、鳞叶、捕虫叶都是叶的变态。

  种子植物繁殖器官的形态构造及生殖过程 繁殖(reproduction )有三种方式 有三种方式: 繁殖(reproduction )有三种方式: A、营养繁殖(vegetative reproduction ):自身营养体的一部分从母体分离形成新个体的 方式。 B、无性繁殖(孢子繁殖)(asexual reproduction ) :物产生具有繁殖能力的特化细胞-孢子,由孢子发育成新的个体。 C、有性繁殖(sexual reproduction ):形成特殊的生殖细胞--配子,配子融合形成合子, 由合子发育成新的个体。 同配 异配 卵式生殖

  §5.1 被子植物的繁殖器官 一、花的形态结构及发育 (一)花的组成 1、花梗(pedicel): 2、花托(receptacle): 3、花被(perianth ): 两被花(dichlamydeous flower) 单被花(monochlamydeous flower) 无被花(achlamydeous flower) A、花萼(calyx):若干萼片(sepal)组成,常绿色(光合) 分离→离萼;连合→合萼; B、花冠(corolla):若干花瓣(petal)组成,排成一轮或多轮,鲜艳. 离瓣花(choripetale):桃、梨, 辐射对称 合瓣花(synpetal):牵牛、丁香。 两侧对称 4、雄蕊群(androecium):雄蕊总称,花被内方,在花柱上呈螺旋或轮状排列。 花药(anther)--囊状物(里形成花粉粒) 花丝(filament) 根据花丝长短、 雄蕊数目、 分离、 连合可分为: 离生雄蕊、 单体雄蕊、 二体雄蕊、 多体雄蕊、 聚药雄蕊、二强雄蕊、四强雄蕊、冠生雄蕊。 花药成熟后开裂方式:纵裂、瓣裂、孔裂。 5、雌蕊群(gynoecium):所有雌蕊总称,位于花中央。 柱头(stigma) : 花柱 (style) : 子房壁(ovary wall) 子房 子房室(locule) 胚珠(ovule)(着生在胎座上) 单雌蕊:单心皮构成。 离生雌蕊:多心皮构成,其中各个心皮分离。 合生雌蕊:多心皮连合组成一个雌蕊。

  从起源上讲,雌蕊是一至数个变态的叶--心皮卷合而成 (二)花的组成部分的变化及花序 完全花(complete flower): 不完全花(incomplete flower):如:无被花、单被花花 单生花(solitary flower):在枝顶或叶腋处只着生一朵花称为单生花 花序(inflorescence ):在枝顶或叶腋处着生许多花,并在花轴上按一定的顺序着生。 花序的类型: 无限花序(indefinite inflorescence) 有限花序(definite inflorescence ) (三)花芽分化 A、分化顺序:一般: 花萼→花冠→雄蕊→雌蕊 但石榴:雄蕊最先分化 龙眼:花冠最先分化。 B、花芽形态:随植物而异,一般比叶芽肥大 C、分化时间: 落叶树:前一年夏季花芽分化→休眠→第二年春天继续发育至开花 春夏开花的常绿树:冬季或早春花芽分化 如柑桔。 秋季开花的常绿树:当年夏天花芽分化 ,如油茶。 二、雄蕊的发育与构造 (一)花药的发育、构造与花粉粒的形成 a 雄蕊的构造: b、花药的发育(百合花药)

  (二)花粉粒(pollen grain)的形成与构造 花粉粒细胞壁: 外壁(exine):厚,具纹饰、萌发孔。 主要成份:孢粉素、纤维素、类胡萝卜素、Pr、类黄酮素、脂类、 内壁(intine):较薄 主要成份:纤维素、果胶质、半纤维素、Pr 其与雌蕊组织之间的识别反应决定花粉是否萌发以及亲和性和不亲和性。 (三)花粉生活力:大多数存活几小时、几天或几个星期 一般:木本植物 草本植物 (禾本科)三胞花粉 二胞花粉多数禾本科不超过一天,如水稻 5 分钟。

  花粉败育(abortion ):有些植物散出的花粉发育不正常不能起到生殖作用的现象 。 雄性不育(male sterility ):由于遗传和生理原因或外界环境的影响,花中的雄蕊得不到 正常发育,使花药发育畸形或完全退化的现象。 三、雌蕊的发育与构造 (一) 雌 蕊 的 构 造 (1) 柱头: (2) 柱头: (3)子房:子房壁: 腹逢线:两个小维管束 背逢线:一较大维管束 胎座:腹缝线上胚珠着生的地方 胚珠: 珠心(nucellus) 珠被(integument) 珠孔(micropyle) 合点(chalaza) 珠柄(funiculus) (二) 、胚珠发育过程: 蓼型(Polygonum type)胚囊(embryo-sac)的发育过程: 珠心→孢原细胞→胚囊母细胞→四分体→单核胚囊→二核胚囊→四核胚囊→八核胚囊 四、开花与传粉 (一)开花(anthesis): 1、开花:当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊(或二者之一)已经成熟时,花萼和花冠即行 开放,露出雄蕊和雌蕊的现象。 2、开花的年龄:竹子、1-2 年生植物几个月即可开花,一生只开一次。多年生植物到达开 花年龄后,每年按时开花延续多年。 3、开花的季节:受环境(光周期、温度、水分)和植物内在因素影响。杨柳、连翘早春开 花;山茶深秋或初冬开花。 4、开花期(blooming stage):一株植物从始花到末花所经历的时间。(每朵花开放时间长 短各种植物亦不同) (二)传粉(pollination): 1、传粉(授粉):成熟花粉粒借外力传到雌蕊的柱头上的过程。

  2、传粉方式:自花传粉和异花传粉: A、 自花传粉(self-pollination):成熟花粉粒传到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。生产上 常将同株异花传粉或同品种异株传粉也称为自花传粉。 闭花受精(cleistogamy) :花尚未开放,已完成受精作用的现象。 B 、异花传粉(cross-pollination):一朵花的花粉粒传到另一朵花的柱头上的过程。可发 生在同株各花间,同一品种间和同种内不同品种间。 从生物学意义上讲,异花传粉有益,自花传粉有害。 3、植物对异花传粉的适应: A、 适应方式: 单性花: 雌雄蕊异熟: 雌雄蕊异长: 雌雄蕊异位: 自花不孕: B、异花传粉媒介: 风媒植物(anemophilous flower)-风媒花: 花被小, 无颜色或无蜜腺及香味, 花粉粒小、 光滑、 干燥 而轻,早春开花。 虫媒植物(entomophilous flower)--虫媒花,具鲜艳美丽的花瓣,具蜜腺及香味,花粉 粒大,粘集成块,以便粘附在昆虫体上。 五、受精(fertilization): 雌雄性细胞,即卵细胞和精细胞相互融合形成合子的过程。 (一)花粉粒的萌发和花粉管的形成 1、花粉粒的萌发:花粉粒落在柱头上,经过识别(recognition),亲和的花粉粒则从柱头上 吸水,内压增加,花粉粒的内壁穿过外壁上的萌发孔向外突出,形成花粉管。 2、花粉管的生长:花粉管穿过柱头组织,通过花柱,到达子房。从珠孔穿过珠心进入胚囊。 (二)被子植物的双受精(double fertilization): 精子+卵---- 合子(zygot)(2N) 精子+2 极核→初生胚乳核(3N) (三)受精的选择性 只有在遗传性上差异既不过大, 也不过小的亲本之间才能实现受精。 大多数植物广泛表现为

  种内异花受精。 (四)双受精作用的生物学和实践意义 1、父母本具有差异遗传物质的单倍体的雌、雄配子融合成一个二倍体的合子,恢复了各 种植物原有的染色体数目,保持了物种遗传的相对稳定性。 2、同时又出现新的遗传性,产生出有一定变异的后代。即遗传性的变异。 3、三倍体的初生胚乳核产生三倍体的胚乳,作为胚发育的营养物质,使子代变异性更强, 适应性更广。 六、种子和果实 (一)种子的形成 (1)胚(embryo)的发育(以荠菜为例) 双子叶植物的胚:顶端分裂分化形成两对称子叶 合子: 基细胞 膨大成泡状不再分裂 或膨大成泡状分裂参加胚柄(suspensor) 顶细胞: 原胚→球形原胚 →心形胚 →鱼雷胚 →成熟胚 (2)多胚现象(polyembryony)与无融合生殖(apomixis) A、无融合生殖 无融合生殖--不经受精而产生胚的生殖过程。 无融合生殖 卵(n)---- 孤雌生殖(parthenogenesis) 反足细胞(n)---- 无配子生殖(apogamy)---- 胚(n)常不发育 助细胞 (n)---珠心(2n)---- 无孢子生殖(apospory)---- 胚(2n)可育 珠被(2n)---B、多胚现象:有些植物种子里含有两个或两个以上的胚。 来源: ① 经受精的细胞形成多胚 如合子分裂产生多胚;裸子植物、百合助细胞受精形成多胚 ② 胚囊内的细胞、助细胞、反足细胞不经受精发育形成胚,只具母体特性、不育。 ③由珠心、珠被分裂形成多胚,称不定胚(adventive embryony),具母本特性。 (3)胚乳的发育 (二)果实的形成 果皮分为外、中、内果皮三层: 外果皮(exocarp):一般薄,1-2 层细胞,通常具角质层和气孔,有时还有蜡粉和毛。 外果皮

  中果皮(mesocarp):很厚,占整个果皮的大部分,结构上着异很大。 中果皮 肉质:苹果 革质:豌豆 维管束发达:柑桔 内果皮(endocarp):坚硬或浆状。 内果皮 单性结实(parthenocarpy): 不经受精, 子房也能长大发育果实,所以成的果实无种子, 单性结实 称无子果实 如香蕉、柑桔、柠檬。 营养单性结实:子房不需要传粉或任何刺激。 营养单性结实 刺激单性结实:子房虽不需受精,但仍需受粉,需 的刺激。 刺激单性结实 果实的类型 (一)单果 单果(simple fruit),是一朵花中只有一个雌蕊形成的果实。 单果 蓇 干果: 裂果(dehiscent fruit):蓇葖果(follicle)、 荚果(legume)、 角果(长 silique;短 silicle)、 蒴果(capsule)、 闭果(achenocarp):瘦果(achene)、坚果(nut)、颖果(caryopsis)、 翅果(samsra)、分果(schizocarp) 肉质果(fleshy fruit) :浆果(berry)、 核果(drupe)、 柑果(hesperidium)、梨果(pome) 、瓠果(pepo) (二)聚合果(aggregate fruit),由一朵花的若干离生心皮雌蕊形成,每个心皮形成一 个小果。 聚合瘦果: 草莓 聚合坚果: 莲 聚合核果: 悬钩子 聚合蓇葖果果: 八角、 玉兰 (三)聚花果(collective fruit)(复果 multiple fruit):整个花序形成果实,如桑 椹、凤梨(菠萝)、无花果等。 (四)、果实与种子的传播 (1) 借风力传播 (2) 借果实裂开时的弹力和自落传播 (3) 借人和动物的活动传播 (4) 借水传播

  以松属植物为例: 一、大、小孢子叶球的构造和发育 (一) 小孢子叶球:春季,在当年生枝条的基部形成 小孢子叶:螺旋排列于中轴 下面并列两个小孢子囊(花粉囊) 囊壁:数层细胞 造孢细胞(核大、质浓)---- 小孢子母细胞 ---四分体--- 四个小孢子

  (二) 大孢子叶球:春季,在新枝顶端形成,由木质鳞片状的大孢子叶(珠鳞)和不 育的膜质苞片成对螺旋状排列在一长轴上组成。 中轴 腹面

  大孢子叶(珠鳞、木质)---- 大孢子囊:珠被 -苞片(膜质) 珠孔端)可育 珠心--大孢子母细胞 ——四分体 大孢子(远离 珠孔--

  二 、雌、雄配子体的结构和发育 (一)雄配子体:小孢子是雄配子体的第一个细胞,发育形成雄配子体(成熟花粉粒)。 单核小孢子—— 第一原叶细胞(消失) 胚性细胞—— 第二原叶细胞(消失) 精子器原始细胞 ——粉管细胞 生殖细胞 (二)雌配子体:胚乳+颈卵器(archegonium) 近珠孔处大孢子-→游离核-→雌配子体 (胚乳) →形成 3-5 个颈卵器—— 中央细胞—— 卵 细胞 —— 颈细胞—— 腹沟 细胞 三 、传粉与受精 生殖细胞(花粉管里)—— 柄细胞--被吸收 —— 体细胞— 精子(消失) — 精子——————————— 破裂释放精子

  ———— 颈卵器:颈细胞—— 消 失 合子(2N) 合子(2N) 腹沟细胞 卵细胞——————————

  裸子植物从传粉到受精之间的时间间隔一般较长,一般在第二年夏季完成受精过程 裸子植物从传粉到受精之间的时间间隔一般较长 一般在第二年夏季完成受精过程。

  四、胚与胚乳的发育和种子的形成 胚与胚乳的发育和种子的形成 (一) 胚与胚乳的发育 多胚现象 (二) 种子及球果的形成 大孢子叶球—————————————————— 球果(cone) —————————————— 珠鳞 ——————————————————种鳞(cone ——————————————————

  scale)←—————— 大孢子囊 —— 珠心-→雌配子体 —— 颈卵器—— 胚(2N) 雌配子体 —— 露于 ——胚乳 —— 胚乳(N)—— —— 珠被—————————————— 种皮 —————————————— —— 种子———— 种子———— 裸

  松属植物从开始产生大、小孢子叶球到种子形成 小孢子叶球到种子形成,约需二年的时间。

  兰亚纲(Magnoliopsida): : 木本或草本。花整齐或不整齐 花整齐或不整齐,常下位;花被通常离生,常不分成萼片和花瓣 常不分成萼片和花瓣;雄 蕊常多数,向心发育,常成片状或带状 常成片状或带状;雄蕊群心皮离生。种子常具胚乳, ,胚小。 共 8 目,39 科,约 12000 种。 樟目] 毛茛目] [木兰目] [樟目] [毛茛目 木兰目] 木兰目 主要特征: 木本, 单叶,常互生。 花两性,少单性,辐射对称 辐射对称。花被分化不明显。雄蕊多数,向心发育; ;心皮常多数, [罂粟目 [首页] 罂粟目] 首页] 罂粟目

  离生,螺旋状排列在柱状花托上 螺旋状排列在柱状花托上。子房上位。虫媒花。 胚乳丰富、胚小。形态特征多原始性 形态特征多原始性。 分类: 本目有 10 科,3000 种。重要的科为木兰科 重要的科为木兰科、八角科、五味子科、水青树科 水青树科、番荔枝科 。 识别特征: 木本。 单叶互生,全缘,具环状托叶痕 具环状托叶痕。 * P6-15A∞G( (∞:1:1-∞)

  花单生,两性,辐射对称 辐射对称,花被 3 基数,常为同被。雄蕊和雌蕊多 雄蕊和雌蕊多 数、分离,螺旋状排列于伸长的 螺旋状排列于伸长的 花托上。 蓇葖果。 种类与分布 本科 12 属,220 余种,主要分布于亚洲 主要分布于亚洲 的热带与亚热带,少数分布在北美洲和中 少数分布在北美洲和中 美洲,我国有 11 属,130 余种 余种。 常见属种 木兰属(Magnolia):有许多观赏花卉 有许多观赏花卉, 如:玉兰、白玉兰、天女木兰 天女木兰、紫玉兰、 厚朴、凹叶厚朴。 鹅掌秋属(Liriodendron) :本属植物自 (Liriodendron) 白垩纪至第三纪时广布于北半球,现仅残 白垩纪至第三纪时广布于北半球 留 2 种,分别在北美和中国 分别在北美和中国,鹅掌楸(马 褂木),产于我国长江以南各省区 产于我国长江以南各省。

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