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文檔簡介

1、第一章植物細(xì)胞第一節(jié) 細(xì)胞的基本特征第二節(jié) 植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能第三節(jié) 植物細(xì)胞的增殖、生長與分化 19 世紀(jì)初,兩位德國生物學(xué)家施萊登和施旺正式明確提出: 一切生物,從單細(xì)胞到高等動、植物都是由細(xì)胞組成的,細(xì)胞是植物體和動物體的基本結(jié)構(gòu)單位。第一節(jié) 細(xì)胞的基本特征一、細(xì)胞的概念1. 細(xì)胞是植物有機(jī)體的基本結(jié)構(gòu)單位。 2. 細(xì)胞也是代謝和功能的基本單位。 3. 細(xì)胞還是有機(jī)體生長、發(fā)育的基礎(chǔ)。 4. 細(xì)胞又是遺傳的基本單位,具有遺傳上的全能性。原核細(xì)胞沒有典型的細(xì)胞核:其遺傳物質(zhì)集中在某一區(qū)域,沒有核膜包被。DNA呈環(huán)狀,不與或很少與蛋白質(zhì)結(jié)合。沒有以膜為基礎(chǔ)的細(xì)胞器。細(xì)胞通常體積很小,直

2、徑為0.210 µm不等。由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱原核生物。植物界(兩界系統(tǒng))中的細(xì)菌和藍(lán)藻屬于原核生物。真核細(xì)胞具有典型的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)。基因組DNA為線狀,并且與組蛋白結(jié)合。具有以膜為基礎(chǔ)的多種細(xì)胞器。細(xì)胞較大,直徑一般為20-50微米。 由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱真核生物,高等植物和絕大多數(shù)低等植物均由真核細(xì)胞構(gòu)成。 二、植物細(xì)胞的基本特征(一)植物細(xì)胞的形態(tài)、大小 1.大?。阂话?0-50微米。 特例:棉花種子的表皮毛細(xì)胞可長達(dá)70mm, 成熟的西瓜果實(shí)和番茄果實(shí)的果肉細(xì)胞,其直徑約1 mm,苧麻莖的纖維細(xì)胞長達(dá)550 mm。 2.形狀:球狀體、多面體、紡錘形和柱狀體等。(二)植物細(xì)胞

3、與動物細(xì)胞的主要區(qū)別植物細(xì)胞有一些特有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是動物細(xì)胞所沒有的,如細(xì)胞壁、液泡、質(zhì)體和胞間連絲等。有些動物細(xì)胞的結(jié)構(gòu),如中心粒,是植物細(xì)胞內(nèi)不常見到的。第二節(jié)植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能真核植物細(xì)胞由細(xì)胞壁、原生質(zhì)體和后含物三大部分組成。原生質(zhì)體是指活細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的總稱,是細(xì)胞內(nèi)各種代謝活動進(jìn)行的場所。包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等。植物細(xì)胞中還常有一些貯藏物質(zhì)和代謝產(chǎn)物稱后含物。一、原生質(zhì)體(一) 質(zhì)膜(細(xì)胞膜)(二) 細(xì)胞質(zhì):細(xì)胞器:質(zhì)體、線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、圓球體、細(xì)胞骨架 (微管、微絲、居間 纖維) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (三)細(xì)胞核二、細(xì)胞壁三、后含物(細(xì)胞代謝

4、產(chǎn)物)(二) 細(xì)胞質(zhì) 1細(xì)胞器(1) 質(zhì)體 質(zhì)體是植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。根據(jù)所含色素及結(jié)構(gòu)的不同,可分為葉綠體、有色體與白色體三種。葉綠體葉綠體含有葉綠素、葉黃素和胡蘿卜素三種色素,是主要進(jìn)行光合作用的質(zhì)體,其中葉綠素是主要的光合色素。 葉綠體的形狀、數(shù)目和大小隨不同植物和不同細(xì)胞而異。如衣藻有1個杯狀的葉綠體;水綿細(xì)胞中有14條帶狀的葉綠體;高等植物細(xì)胞中葉綠體通常呈橢圓形或凸透鏡形,數(shù)目較多,少者20個,多者可達(dá)100個以上,典型葉綠體其長軸410 µm,短軸24 µm。 葉綠體的超微結(jié)構(gòu) 外膜、內(nèi)膜 基粒類囊體(基粒片層)由單層膜所圍成的扁圓狀或片層狀的囊稱為類囊體。

5、基粒類囊體扁圓狀,垛疊而成基粒。 基質(zhì)類囊體(基質(zhì)片層)類囊體片層狀,其內(nèi)腔與相鄰基粒的類囊體腔相通。 基質(zhì) 基質(zhì)中有環(huán)狀的DNA和核糖體,能合成自身的部分蛋白質(zhì)。 有色體(chromoplast) 有色體是僅含有類胡蘿卜素與葉黃素等色素的質(zhì)體。成熟的紅、黃色水果如番茄、辣椒以及秋天葉色變黃主要因細(xì)胞中含有這類質(zhì)體。有色體中還能積累脂類。花果等因有色體而具有鮮艷的紅、橙色,吸引昆蟲傳粉,或吸引動物協(xié)助散布果實(shí)或種子。 白色體 白色體是不含任何色素,普遍存在于植物貯藏細(xì)胞中的一類質(zhì)體,根據(jù)其貯藏物質(zhì)的不同可分為三類:貯藏淀粉的稱為造粉體,貯藏蛋白質(zhì)的稱為造蛋白體,而貯藏脂類的稱為造油體。 (2)

6、Mitochondria(線粒體)線粒體的主要功能 (內(nèi)含環(huán)狀DNA、RNA 、核糖體、蛋白質(zhì)、酶類、脂類、氨基酸等。線粒體具有遺傳的半自主性) (3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum,ER)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層膜圍成的小管、小囊、或扁囊構(gòu)成的一個網(wǎng)狀系統(tǒng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜厚度約56 nm,比質(zhì)膜要薄的多,兩層膜之間的距離只有40 70 nm 。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜與細(xì)胞核的外膜相連接,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)腔與核膜間的腔相通。同時,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也可與質(zhì)膜相連,有的還隨同胞間連絲穿過細(xì)胞壁,與相鄰細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)生聯(lián)系,因此內(nèi)質(zhì)網(wǎng)構(gòu)成了一個從細(xì)胞核到質(zhì)膜,以及與相鄰細(xì)胞直接相通的膜系統(tǒng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要有兩種類型:粗糙型

7、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rough endoplasmic reticulum,rER),其特點(diǎn)是膜的外表面附有核糖體,主要功能是與蛋白質(zhì)的合成、修飾、加工和運(yùn)輸有關(guān)。光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smooth endoplasmic reticulum,sER),它的主要特點(diǎn)是膜上無核糖體,它與脂類和糖類的合成關(guān)系密切,在分泌脂類物質(zhì)的細(xì)胞中,常有較多的光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。(4)高爾基體(golgi apparatus) 高爾基體是與植物細(xì)胞的分泌作用直接相關(guān)的細(xì)胞器。它是意大利學(xué)者高爾基(C.Golgi)于1898年在貓的神經(jīng)細(xì)胞中首先發(fā)現(xiàn)的。 每個高爾基體一般由48個扁囊(或稱潴泡cisternae)平行垛疊而成。 每個扁囊

8、由一層膜圍成,中間是腔,邊緣分枝成許多小管,周圍有很多囊泡,它們是由扁囊邊緣¡°出芽¡±脫落形成的。高爾基體常略呈彎曲狀,一面凸,一面凹。凸面又稱形成面:附近有來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的囊泡,接近凸面的扁囊的形態(tài)及染色性質(zhì)與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相似。凹面又稱成熟面:扁囊膜的形態(tài)與化學(xué)組成很像質(zhì)膜。高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)高爾基體高爾基體功能參與植物細(xì)胞中多糖的合成和分泌。 細(xì)胞壁內(nèi)非纖維素多糖在高爾基體內(nèi)合成,包在囊泡內(nèi),囊泡運(yùn)往質(zhì)膜,囊泡膜與質(zhì)膜融合,內(nèi)含的多糖摻入到細(xì)胞壁中。糖蛋白的合成、加工和分泌。參加新細(xì)胞膜和新細(xì)胞壁的形成。參與新細(xì)胞膜和新細(xì)胞壁的形成(5)溶酶體(lysos

9、ome)單層膜包圍的、富含多種水解酶的、具有囊泡狀結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。 一般為球形,直徑0.2 0.8µm。溶酶體中含有多種水解酶,如酸性磷酸酶、核糖核酸酶、蛋白酶、脂酶等,它們可以分解所有生物大分子。在平時由于溶酶體膜的限制,使這些水解酶和細(xì)胞質(zhì)的其它組分隔開。當(dāng)溶酶體的外膜破裂以后,其中的水解酶釋放出來,造成各種化合物水解。 溶酶體(lysosome)的主要功能自溶作用(autolysis)。即溶解衰老與不需要的細(xì)胞,在植物發(fā)育進(jìn)程中,有一些細(xì)胞會逐步正常地死亡,這是在基因控制下,溶酶體膜破裂,將其中的水解酶釋放到細(xì)胞內(nèi),引起細(xì)胞自身溶解死亡,以利于個體發(fā)育,如導(dǎo)管。自體吞噬。吞噬細(xì)胞

10、內(nèi)一些衰老的細(xì)胞器或需要廢棄的物質(zhì),進(jìn)行消化、降解。正常的分解與消化。溶酶體可將細(xì)胞內(nèi)吞進(jìn)來的或細(xì)胞內(nèi)儲存的大分子分解消化,供細(xì)胞利用。(6)液泡(vacuole)成熟的植物細(xì)胞具有一個大的中央液泡,是植物細(xì)胞區(qū)別于動物細(xì)胞的一個顯著特征。液泡由一層液泡膜包圍,其內(nèi)充滿了細(xì)胞液。 細(xì)胞液細(xì)胞液是成分復(fù)雜的水溶液,其中溶有多種無機(jī)鹽、氨基酸、有機(jī)酸、糖類、脂類、生物堿、酶、鞣酸、色素等復(fù)雜的成分。細(xì)胞液成分隨植物種類和細(xì)胞類型不同而有很大別。如甜菜根的液泡中含有大量蔗糖,許多果實(shí)的液泡中含有大量的有機(jī)酸,煙草的液泡中含有煙堿,咖啡中含有咖啡堿。有些細(xì)胞液泡中還含有多種色素,例如花青素等,可使花或

11、植物莖葉等具有紅、藍(lán)、紫等色。 液泡的功能維持細(xì)胞滲透壓,導(dǎo)致細(xì)胞膨壓產(chǎn)生,有助于保持細(xì)胞形態(tài)。某些代謝中間產(chǎn)物的儲藏場所。與植物的抗旱、耐鹽性、抗寒性有關(guān)。隔離有害物質(zhì),避免細(xì)胞受害。防御作用。(7)圓球體(spherosome) 圓球體(spherosomes)又稱油體,是在植物細(xì)胞中存在的一種細(xì)胞器與乙醛酸循環(huán)體連接。直徑0.11微米,在電鏡下圓球體為一半單位膜包圍,內(nèi)部可看到的細(xì)微結(jié)構(gòu)。其化學(xué)組成主要是脂類和蛋白質(zhì)。脂類約占40%。圓球體含有酸性水解酶,與溶酶體的性質(zhì)相似,但它有聚集脂肪的功能。(8)微體(microbody)微體是由單層膜包被的圓球形小體,直徑約0.51.5 

12、1;m,有時含有蛋白質(zhì)晶體。微體有兩種類型:一種是過氧化物酶體(peroxisome);另一種是乙醛酸循環(huán)體(glyoxysome)。(9)核糖體(ribosome)核糖體的成分和功能(10)細(xì) 胞 質(zhì) 骨 架真核細(xì)胞內(nèi)由微管、微絲、中間纖維組成的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系。微絲的功能參與維持細(xì)胞形狀、細(xì)胞質(zhì)流動、染色體運(yùn)動、胞質(zhì)分裂、物質(zhì)運(yùn)輸以及與膜有關(guān)的一些重要生命活動如內(nèi)吞作用和外排作用等 (三)細(xì)胞核組成: 核被膜、 核仁 染色質(zhì) 核質(zhì) 核液 二、細(xì)胞壁植物細(xì)胞的原生質(zhì)體外具有細(xì)胞壁是植物細(xì)胞區(qū)別于動物細(xì)胞的又一顯著特征。細(xì)胞壁具有保持植物體的正常形態(tài)、防止細(xì)胞吸漲而破裂。支持和保護(hù)其內(nèi)原生質(zhì)

13、體。細(xì)胞壁在植物細(xì)胞的生長、物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、分泌、機(jī)械支持、細(xì)胞間的相互識別、細(xì)胞生化防御、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等生理活動中都具有重要作用。細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與組成1細(xì)胞壁的化學(xué)成分 高等植物細(xì)胞壁的主要成分是多糖和蛋白質(zhì),多糖包括纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)。植物體不同細(xì)胞的細(xì)胞壁成分有所不同,如在多糖組成的細(xì)胞壁加入了其它的成分,如木質(zhì)素,脂類化合物(角質(zhì)、木栓質(zhì)和蠟質(zhì)等)和礦物質(zhì)(碳酸鈣、硅的氧化物等)。纖維素是細(xì)胞壁中最重要的成分,是由多個葡萄糖分子以(1,4)糖苷鍵連接的D葡聚糖。構(gòu)成細(xì)胞壁的骨架。半纖維素是存在于纖維素分子間的一類基質(zhì)多糖。果膠是胞間層和雙子葉植物初生壁的重要化學(xué)成分。它是一類可溶性的

14、基質(zhì)多糖,包括果膠酸鈣和果膠酸鈣鎂。細(xì)胞壁內(nèi)的蛋白質(zhì)主要是結(jié)構(gòu)蛋白(糖蛋白)和酶蛋白,約占細(xì)胞壁干重的510。 結(jié)構(gòu)蛋白:伸展蛋白¡ª¡ª參與細(xì)胞壁的生長 凝集素¡ª¡ª參與細(xì)胞的防御反應(yīng) 細(xì)胞壁中的酶:大多數(shù)是水解酶類。 細(xì)胞壁酶的功能是多種多樣的,例如半乳糖醛酸酶水解細(xì)胞壁中的果膠物質(zhì)使果實(shí)軟化。花粉細(xì)胞壁中的酶則對于花粉管順利通過柱頭和花柱是至關(guān)重要的。 由此可見,細(xì)胞壁積極參與了細(xì)胞的新陳代謝活動。細(xì)胞壁分層胞間層:最外層,主要由果膠質(zhì)組成。將相鄰的細(xì)胞黏結(jié)在一起。當(dāng)其部分或全部被降解后,形成胞間隙或?qū)е录?xì)

15、胞分離。初生壁:位于內(nèi)方,是在細(xì)胞生長過程中形成的。主要成分為纖維素、半纖維素、果膠質(zhì),此外尚有多種酶和糖蛋白。次生壁:細(xì)胞停止生長后形成,主要成分為纖維素、半纖維素,缺乏果膠質(zhì)、酶和糖蛋白,纖維素含量高。具次生壁的細(xì)胞有纖維、導(dǎo)管、管胞等。細(xì)胞壁的特化 木質(zhì)化 木質(zhì)素填充到細(xì)胞壁中去的變化稱木質(zhì)化。木質(zhì)素是以苯丙烷衍生物為單位構(gòu)成的一類聚合物。 細(xì)胞壁木質(zhì)化以后硬度增加,加強(qiáng)了機(jī)械支持作用,同時木質(zhì)化的細(xì)胞仍可透過水分,木本植物體內(nèi)即由大量細(xì)胞壁木質(zhì)化的細(xì)胞(如導(dǎo)管、管胞,木纖維等)組成。 角質(zhì)化 細(xì)胞壁上增加角質(zhì)的變化。角質(zhì)是一種脂類化合物 角質(zhì)化的細(xì)胞壁不易透水。這種變化大都發(fā)生在植物體

16、表面的表皮細(xì)胞。角質(zhì)還常在表皮細(xì)胞外形成角質(zhì)膜,以防止水分過分地蒸騰、機(jī)械損傷和微生物的侵襲。栓質(zhì)化 細(xì)胞壁中增加栓質(zhì)的變化叫栓質(zhì)化,栓質(zhì)也是一種脂類化合物。 栓質(zhì)化后的細(xì)胞壁失去透水和透氣的能力。因此,栓質(zhì)化的細(xì)胞原生質(zhì)體大都解體而成為死細(xì)胞。 栓質(zhì)化的細(xì)胞壁富于彈性,日用的軟木塞就是栓質(zhì)化細(xì)胞形成的。栓質(zhì)化細(xì)胞一般分布在植物老莖、枝及老根的外層,以防止水分蒸騰,保護(hù)植物免受惡劣條件的侵害礦質(zhì)化 細(xì)胞壁中增加礦質(zhì)的變化叫礦質(zhì)化。最普通的有鈣或二氧化硅(SiO2),多見于莖葉的表層細(xì)胞 礦化的細(xì)胞壁硬度增大,從而增加植物的支持力,并保護(hù)植物不易受到動物的侵害。禾本科植物如玉米、稻、麥、竹子等的

17、莖葉非常堅利,就是由于細(xì)胞壁內(nèi)含有SiO2的緣故。 細(xì)胞連接聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.初生紋孔場細(xì)胞壁在生長時并不是均勻增厚的。在細(xì)胞的初生壁上有一些明顯凹陷的較薄區(qū)域稱初生紋孔場。初生紋孔場中集中分布有一些小孔,其上有胞間連絲穿過。2.紋孔:次生壁加厚時,往往在原有的初生紋孔場處不形成次生壁,結(jié)果形成凹陷的區(qū)域,即紋孔。相鄰細(xì)胞壁上的紋孔常成對形成,兩個成對的紋孔合稱紋孔對 。 紋孔是細(xì)胞壁較薄的區(qū)域,有利于細(xì)胞間的溝通和水分的運(yùn)輸,胞間連絲較多地出現(xiàn)在紋孔內(nèi),有利于細(xì)胞間物質(zhì)交換。紋孔的類型:單紋孔:紋孔口和紋孔底等徑胞間連絲超微結(jié)構(gòu)模型 胞間連絲是貫穿細(xì)胞壁的管狀結(jié)構(gòu),周圍襯有質(zhì)膜,與兩側(cè)細(xì)胞的質(zhì)膜相

18、連。中央有壓縮內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過,壓縮內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中間顏色深,稱為中心柱。壓縮內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與質(zhì)膜之間為細(xì)胞質(zhì)通道,也稱為中央腔。一般認(rèn)為壓縮內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中間沒有腔,物質(zhì)通過胞間連絲主要經(jīng)由細(xì)胞質(zhì)通道。胞間連絲兩端變窄,形成頸區(qū)。胞間連絲溝通了相鄰的細(xì)胞,一些物質(zhì)和信息可以經(jīng)胞間連絲傳遞。所以植物細(xì)胞雖有細(xì)胞壁,實(shí)際上它們是彼此連成一個統(tǒng)一的有機(jī)整體。水分以及小分子物質(zhì)都可從這里穿行。一些植物病毒也是通過胞間連絲而擴(kuò)大感染的。三、后含物后含物(ergastic substance)是植物細(xì)胞原生質(zhì)體代謝過程中的產(chǎn)物,包括貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)、代謝廢棄物和植物次生物質(zhì)。它們可以在細(xì)胞生活的不同時期產(chǎn)生和消失。 后含物種類: 主要

19、有糖類、蛋白質(zhì)、脂肪。還有成結(jié)晶的無機(jī)鹽和其他有機(jī)物,如單寧、樹脂、樹膠、橡膠和植物堿等。這些物質(zhì)有的存在于原生質(zhì)體中,有的存在于細(xì)胞壁上。許多后含物對人類具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。1.淀粉tarch grains2.蛋白質(zhì) 貯藏蛋白質(zhì)與構(gòu)成細(xì)胞原生質(zhì)的蛋白質(zhì)不同,貯藏蛋白質(zhì)是沒有生命的。蛋白質(zhì)的一種貯藏形式是結(jié)晶狀,稱擬晶體,常呈方形,如在馬鈴薯塊莖上近外圍的薄壁細(xì)胞中,就有這種方形結(jié)晶的存在。貯藏蛋白質(zhì)的另一種形式是糊粉粒,可在液泡中形成,是一團(tuán)無定形的蛋白質(zhì),常被一層膜包裹成圓球狀的顆粒,稱為糊粉粒。3.脂肪和油類 脂肪是含能量最高而體積小的貯藏物質(zhì)。常成為種子、胚和分生組織細(xì)胞中的貯藏物質(zhì),

20、以油滴的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中。5.次生代謝物質(zhì) 植物次生代謝物質(zhì)(secondary product)是植物體內(nèi)合成的,在植物細(xì)胞的基礎(chǔ)代謝活動中似乎沒有明顯作用的一類化合物。但這類物質(zhì)對于植物往往具有重要的生態(tài)學(xué)意義。如阻止其他生物侵害、吸引傳粉媒介等作用。 第三節(jié) 植物細(xì)胞的增殖、生長與分化一、細(xì)胞周期(cell cycle):從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開始到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束為止細(xì)胞所經(jīng)歷的全部過程。細(xì)胞周期分為間期和分裂期。細(xì)胞周期的時間不同細(xì)胞的細(xì)胞周期所經(jīng)歷的時間不同。絕大多數(shù)真核生物的細(xì)胞周期從幾個小時到幾十個小時不等,與細(xì)胞類型和外界因子有關(guān)。例如蠶豆根尖細(xì)胞的周期約為24.3小時,其中

21、G1期4.0小時,S期9.0小時,G2期3.5小時,M期1.9小時 二、細(xì)胞分裂的方式Ø 有絲分裂分裂間期 間期細(xì)胞核結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞進(jìn)行著一系列復(fù)雜的生理代謝活動,特別是DNA的復(fù)制,為細(xì)胞分裂做準(zhǔn)備。根據(jù)在不同時期合成的物質(zhì)同可以把分裂間期進(jìn)一步分成復(fù)制前期(G1,gap1)、復(fù)制期(S,synthesis)和復(fù)制后期(G2,gap2)三個時期 在Gl期發(fā)生一系列生物化學(xué)變化,為進(jìn)入S期創(chuàng)造基本條件。其中最主要的是要合成一定數(shù)量的RNA和細(xì)胞周期蛋白(cyclin),細(xì)胞周期蛋白的積累有助于細(xì)胞通過G1期的限制點(diǎn)進(jìn)入S期。 此外,還合成少量微管蛋白。G1期細(xì)胞體積增大,各種細(xì)胞器、

22、內(nèi)膜結(jié)構(gòu)等迅速增加,以利于細(xì)胞過渡到S期。 S期 S期的主要特征是遺傳物質(zhì)的復(fù)制。包括DNA的復(fù)制和組蛋白等染色體蛋白的合成。組蛋白是在細(xì)胞質(zhì)中合成,然后轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞核, 與DNA鏈結(jié)合形成染色質(zhì) G2期 DNA復(fù)制完成以后,細(xì)胞就進(jìn)入G2期。在G2期,細(xì)胞核的DNA含量較G1期增加一倍。在此期主要合成某些蛋白質(zhì)、RNA,為進(jìn)入M期進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能上的準(zhǔn)備,如合成紡錘體微管蛋白等。在G2期末還合成一種蛋白質(zhì)激酶,它在G2期末被激活,從而使細(xì)胞由G2期進(jìn)入有絲分裂期。 分裂期( M期) 1.核分裂(1)前期(prophase) 主要特征是染色質(zhì)逐漸凝聚成染色體。每一個染色體由兩條染色單體組成,它們

23、通過著絲粒連接在一起。與此同時,核膜周圍的細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)大量微管,紡錘體開始形成。核仁變得模糊以至最終消失。核膜破碎成零散的小泡。(3)后期(anaphase) 構(gòu)成每條染色體的兩個染色單體從著絲點(diǎn)處裂開,分成二條獨(dú)立的子染色體(daughter chromosome);子染色體分成兩組,在紡錘絲的牽引下,向相反的兩極運(yùn)動。(4) 末期(telophase) 主要特征是到達(dá)兩極的染色體彌散成染色質(zhì),核膜、核仁重新出現(xiàn)。染色體到達(dá)兩極后,紡錘體開始解體,染色體解螺旋,逐漸變成細(xì)長分散的染色質(zhì)絲;與此同時,由粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分化出核膜,包圍染色質(zhì),核仁重新出現(xiàn),形成子細(xì)胞核。至此,細(xì)胞核分裂結(jié)束。2細(xì)胞質(zhì)

24、分裂 胞質(zhì)分裂是在兩個新的子核之間形成新細(xì)胞壁,把母細(xì)胞分隔成二個子細(xì)胞的過程。胞質(zhì)分裂通常在核分裂后期之末、染色體接近兩極時開始,這時在赤道面處,由密集的、短的微管構(gòu)成一桶狀結(jié)構(gòu),稱為成膜體。此后一些高爾基體小泡和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡在成膜體上聚集、破裂,釋放果膠類物質(zhì)形成細(xì)胞板,小泡的膜融合于細(xì)胞板兩側(cè)構(gòu)成將來子細(xì)胞的細(xì)胞膜。 細(xì)胞板在成膜體的引導(dǎo)下向外生長直至與母細(xì)胞的側(cè)壁相連從而形成胞間層。小泡融合時,其間往往有一些管狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穿過,這樣便形成了貫穿兩個子細(xì)胞之間的胞間連絲;胞間層形成后,子細(xì)胞原生質(zhì)體開始沉積初生壁物質(zhì)到胞間層的內(nèi)側(cè),同時也沿各個方向沉積新的細(xì)胞壁物質(zhì),使整個細(xì)胞的細(xì)胞壁連成一體

25、。第二章 植物組織第二節(jié) 植物組織的類型 根據(jù)組織的發(fā)育程度、生理功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的不同-分生組織Meristem和成熟組織Mature tissue 分生組織具有分生新細(xì)胞的特性,是產(chǎn)生其它各種組織的基礎(chǔ)。 成熟組織由分生組織產(chǎn)生的細(xì)胞分化而形成,執(zhí)行特定的生理功能。成熟組織又可分為:保護(hù)組織、薄壁組織、機(jī)械組織、輸導(dǎo)組織、分泌組織。成熟組織中分化程度較低的組織類型,例如薄壁組織具有潛在的分裂能力。一. 分生組織 定義在植物體中,存在于特定部位、極少分化、保持分裂活動能力的細(xì)胞群稱為分生組織。原分生組織:來源于胚胎或成熟植物體中成熟組織轉(zhuǎn)化形成的胚性細(xì)胞。 細(xì)胞較小,近等徑,細(xì)胞核相對體積大,

26、細(xì)胞質(zhì)濃,細(xì)胞器豐富,有強(qiáng)的持續(xù)分裂能力。 存在于莖尖、根尖的最先端,是產(chǎn)生其它組織的最初來源。§頂端分生組織:位于根和莖主軸的頂端和側(cè)枝、側(cè)根的頂端。二.成熟組織 (一)薄壁組織(parenchyma tissue)又稱基本組織,由薄壁細(xì)胞組成。傳遞細(xì)胞:是特化的薄壁細(xì)胞,具有內(nèi)突生長的細(xì)胞壁。有利于短途運(yùn)輸。(二)輸導(dǎo)組織(conducting tissue)根據(jù)結(jié)構(gòu)與所運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)不同,分為:1導(dǎo)管和管胞,輸送水分和無機(jī)鹽類的;2 篩管和篩胞,輸送有機(jī)物的。Ø組成導(dǎo)管的每一個細(xì)胞稱為導(dǎo)管分子。導(dǎo)管分子成熟時原生質(zhì)體解體消失-ª死細(xì)胞,端壁溶解,形成不同形式的穿

27、孔。 Ø管胞管胞是絕大部分蕨類植物和裸子植物的唯一輸水機(jī)構(gòu)。多數(shù)被子植物中,管胞和導(dǎo)管同時存在于木質(zhì)部中。管胞是兩端尖斜、長梭形的細(xì)胞。細(xì)胞壁明顯增厚,并木質(zhì)化,成熟后原生質(zhì)體解體,僅存細(xì)胞壁。管胞細(xì)胞壁增厚,木化并以斜端相互穿插,結(jié)構(gòu)頗為堅固,故管胞兼有機(jī)械支持功能。Ø篩管sieve tube伴胞companion cell篩管-存在于被子植物的韌皮部中,是運(yùn)輸有機(jī)物的管狀結(jié)構(gòu)。 (三)機(jī)械組織(mechanical tissue)共同特點(diǎn)是其細(xì)胞壁均勻或不均勻加厚。石細(xì)胞stone cell:細(xì)胞腔狹小,原生質(zhì)體消失,僅具有堅硬的細(xì)胞壁,具有堅強(qiáng)的支持作用。(四)保護(hù)組

28、織 (protective tissue)分布位置-主要功能-根據(jù)來源和形態(tài)結(jié)構(gòu)分為:初生保護(hù)組織-表皮(活細(xì)胞),次生保護(hù)組織-周皮(大部分是死細(xì)胞)。 (1)表皮 epidermis 通常是一層細(xì)胞組成的,但也有少數(shù)植物有幾層細(xì)胞構(gòu)成的復(fù)表皮。(五)分泌結(jié)構(gòu)(secretory structure)植物體中能產(chǎn)生特殊分泌物質(zhì)的細(xì)胞或細(xì)胞組合稱為分泌結(jié)構(gòu)。分為外分泌結(jié)構(gòu)和內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)兩類。 內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)常存在于基本組織內(nèi)常見的有分泌細(xì)胞、分泌腔、分泌道和乳汁管。 維管束Ø維管束是由木質(zhì)部和韌成部共同組成的束狀結(jié)構(gòu)。它是由原形成層分化產(chǎn)生的幾種組織共同構(gòu)成的復(fù)合組織。 Ø有限維

29、管束木質(zhì)部和韌成部之間無形成層。這類維管束不能再進(jìn)行發(fā)展擴(kuò)大,稱為有限維管束。無限維管束木質(zhì)部和韌成部之間保留一層分生組織-束內(nèi)形成層。這類維管束可以繼續(xù)發(fā)展擴(kuò)大,稱為無限維管束。第三章 種子和幼苗器官(organ):由多種不同的組織構(gòu)成,具有顯著的形態(tài)特征和特定的生理功能的部分。被子植物的根、莖、葉共同擔(dān)負(fù)著植物體的營養(yǎng)生長活動,它們被稱為被子植物的營養(yǎng)器官(vegetative organ)。被子植物的生殖器官指的就是與有性生殖有關(guān)的器官,即花、果實(shí)、種子。第一節(jié) 種子的基本結(jié)構(gòu)一、種子的結(jié)構(gòu)(一)種子的結(jié)構(gòu)種子來源于受精后的胚珠 受精卵胚 受精中央細(xì)胞初生胚乳核胚乳 珠被種皮 大多數(shù)植物

30、珠心消失,少數(shù)植物珠心外胚乳 1.胚(embryo)胚根、胚芽、胚軸、子葉2.胚乳(endosperm) 胚乳細(xì)胞中最重要的貯藏物質(zhì)為糖類、脂肪,油類和蛋白質(zhì)。最常見的是淀粉粒. 半纖維素則是柿和海棗等胚乳細(xì)胞壁的主要貯藏物質(zhì)。 有些植物的珠心組織隨種子的發(fā)育而增大,形成一種類似胚乳的組織,稱為外胚乳(prosembryum),例如菠菜、甜萊、咖啡等的成熟種子具有外胚乳,胡椒、姜等成熟種子中兼有胚乳和外胚乳 有的植物內(nèi)珠被或者外珠被被吸收或消失,如大豆、蠶豆種皮來自外珠被,而小麥、水稻種皮則來自內(nèi)珠被。 石榴種子:外珠被分化為外種皮,其表皮細(xì)胞延長為食用的部分。 棉花纖維:是種皮的表皮毛。 有

31、的植物有假種皮,是由珠柄、胎座等發(fā)育而來的。荔枝、龍眼可食部分為假種皮。二、種子的類型(一)有胚乳種子1.雙子葉植物有胚乳種子蓖麻種子番茄種子2.單子葉植物有胚乳種子小麥、玉米種子 (二)無胚乳種子1.雙子葉植物無胚乳種子 許多植物如豆類、瓜類、油菜、柑枯等,胚乳逐漸地被發(fā)育中的胚所吸收,養(yǎng)分被貯藏于子葉,因而形成無胚乳種子。 菜豆種子 花生種子 棉花種子2.單子葉植物無胚乳種子 慈姑第二節(jié) 種子的萌發(fā)和幼苗的形成三、幼苗的形成和類型(一)幼苗的形成胚根先突破種皮向下生長,形成主根。然后胚芽突出種皮向上生長,伸出土面而形成莖和葉,逐漸形成幼苗。根先發(fā)育,可以使早期幼苗固定于土壤中,及時從土壤中

32、吸取水分和養(yǎng)料,使幼小的植物能很快地獨(dú)立生長。 (二)幼苗的類型1.子葉出土幼苗 (宜淺播) 雙于葉植物如大豆、棉花以及各種瓜類的無胚乳種子,下胚軸伸長,將子葉和胚芽推出土面,這種幼苗是子葉出土的幼苗。幼苗在子葉下的一部分主軸是由下胚軸伸長而成的,子葉以上和第一真葉之間的主軸是由上胚軸形成的。2.子葉留土幼苗 雙子葉植物無胚乳種子如豌豆、荔枝、柑桔和有胚乳種子如三葉橡膠樹的種子,以及單子葉植物的水稻、小麥、玉米等有胚乳種子萌發(fā)時,僅上胚軸和中胚軸伸長而下胚軸并不伸長,子葉留在土中,這種幼苗稱為子葉留土的幼苗。 花生玉米兼有子葉出土和留土兩種情況。第四章 根 第一節(jié) 根的功能固著、支持吸收、輸導(dǎo)

33、合成、分泌 貯藏、繁殖、呼吸、攀緣 第二節(jié) 根的形態(tài) 根系的類型 1.直根系 有明顯而發(fā)達(dá)的主根,主根上再生出各級側(cè)根,這種根系稱為直根系。裸子植物和絕大多數(shù)雙子葉植物根系。第三節(jié) 根的初生生長與初生構(gòu)造根尖和根的初生生長 根的初生構(gòu)造 根冠 是位于根尖最前端的由薄壁細(xì)胞組成的帽狀結(jié)構(gòu),保護(hù)著被其包圍的分生區(qū)。分泌粘液脫落補(bǔ)充穩(wěn)定 分生區(qū) 是位于根冠內(nèi)方的頂端分生組織,是分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的部位。分裂的細(xì)胞1少部分補(bǔ)充到根冠,以補(bǔ)償根冠因受損傷而脫落的細(xì)胞;2向后衍生的細(xì)胞進(jìn)一步伸長、分化,轉(zhuǎn)變?yōu)樯扉L區(qū)3同時,仍有一部分分生細(xì)胞保持分生區(qū)的體積和功能。伸長區(qū) 伸長區(qū)位于分生區(qū)的后方,其細(xì)胞分裂活動

34、逐漸減弱,細(xì)胞縱向伸長,細(xì)胞體積增大,液泡化程度加強(qiáng),細(xì)胞質(zhì)成一薄層位于細(xì)胞的邊緣部位,因此外觀上較為透明,可與生長點(diǎn)相區(qū)別。根的伸長是分生區(qū)細(xì)胞的分裂、增大和伸長區(qū)細(xì)胞的延伸共同活動的結(jié)果,特別是伸長區(qū)細(xì)胞的伸長,使根尖不斷向土壤深處推進(jìn),使根不斷轉(zhuǎn)移到新的環(huán)境,吸取更多的營養(yǎng)物質(zhì)。根毛區(qū) 根毛區(qū)由伸長區(qū)細(xì)胞進(jìn)一步分化形成。該區(qū)的細(xì)胞停止伸長,已分化為各種成熟組織,故亦稱為成熟區(qū)。根毛的存在大大增加了吸收表面,顯然該區(qū)是根部行使吸收作用的主要部位。 2 根的初生構(gòu)造根的初生生長是由根尖的頂端分生組織經(jīng)過分裂、生長、分化發(fā)展而來,又稱為根的伸長生長。初生生長產(chǎn)生的各種組織,都屬于初生組織,它們

35、組成根的初生結(jié)構(gòu)。根的初生結(jié)構(gòu)位于根毛區(qū),它由多種組織構(gòu)成。雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu):分為表皮、皮層、維管柱三個基本部分。雙子葉植物根的初生構(gòu)造(毛茛)1.表皮 成熟區(qū)最外面的一層生活細(xì)胞,由原表皮發(fā)育而來。細(xì)胞整體近似長方體形,排列緊密、整齊。細(xì)胞壁薄,由纖維素和果膠質(zhì)構(gòu)成,水和溶質(zhì)可以自由通過。外壁缺乏或僅有一薄層的角質(zhì)膜,無氣孔。 許多表皮細(xì)胞向外突出形成根毛,擴(kuò)大了根的吸收面積。皮層中靠近表皮的一至數(shù)層細(xì)胞較小,排列緊密,稱為外皮層在根發(fā)育后期常形成栓化的厚壁組織,替代表皮行保護(hù)作用 3.維管柱 又稱中柱,為內(nèi)皮層以內(nèi)的柱狀部分,由原形成層分化而來。括中柱鞘、初生木質(zhì)部、初生韌皮部和薄壁

36、組織四部分。 (1)中柱鞘 中柱的最外部,與內(nèi)皮層毗連,由一或數(shù)層薄壁細(xì)胞組成。有潛在分裂能力,能分裂分化形成側(cè)根、不定根、不定芽、部分維管形成層和木栓形成層等。(2)初生木質(zhì)部 在中柱鞘內(nèi)方,呈束狀與初生韌皮部束相間排列。主要細(xì)胞成分是導(dǎo)管。根初生木質(zhì)部在分化過程中是由外向內(nèi)呈向心式逐漸成熟的,這種分化方式稱為外始式。(3)初生韌皮部 位于初生木質(zhì)部輻射角之間,束數(shù)與初生木質(zhì)部相同。發(fā)育方式與初生木質(zhì)部一樣,也為外始式,即原生韌皮部在外,后生韌皮部在內(nèi)原生韌皮部通常缺少伴胞,而后生韌皮部主要由篩管與伴胞組成。(4)薄壁細(xì)胞 在初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間有一層到幾層細(xì)胞,是原形成層保留的細(xì)胞,

37、將來成為形成層的組成部分。 Ø禾本科植物根的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 禾本科植物屬于單子葉植物,其基本結(jié)構(gòu)與雙子葉植物一樣,亦分為表皮、皮層、維管柱 (中柱)三個基本部分。 后生木質(zhì)部導(dǎo)管5.中柱鞘在根發(fā)育后期常部分(如玉米)或全部(如水稻)木化。6.維管柱中央有發(fā)達(dá)的髓,由薄壁細(xì)胞組成,可以貯藏營養(yǎng)物質(zhì);有的植物種類,如水稻等發(fā)育后期髓可成為木質(zhì)化厚壁組織。 第四節(jié) 根的次生生長與次生構(gòu)造雙子葉植物和裸子植物形成次生結(jié)構(gòu)。根次生生長是根的次生分生組織活動的結(jié)果。次生生長使根不斷增粗。單子葉植物的根一般,不形成次生結(jié)構(gòu),不加粗 維管形成層的產(chǎn)生及其活動 維管形成層又可簡稱為形成層,由1初生木質(zhì)部和初

38、生韌皮部之間的薄壁細(xì)胞和2正對木質(zhì)部輻射角的中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂能力而產(chǎn)生。維管形成層的活動: 主要進(jìn)行平周分裂,向內(nèi)形成次生木質(zhì)部,加在初生木質(zhì)部的外方,向外形成次生韌皮部,加在初生韌皮部的內(nèi)方。 形成層向外產(chǎn)生的次生韌皮部包括篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞和較少的韌皮纖維;向內(nèi)產(chǎn)生的次生木質(zhì)部包括導(dǎo)管、管胞、木纖維和木薄壁細(xì)胞。另外一部分由形成層產(chǎn)生的薄壁細(xì)胞沿徑向呈放射狀排列,貫穿于次生維管組織中,稱維管射線。包括木射線和韌皮射線。 隨著根的次生生長,其直徑逐漸增粗,但呈輻射狀態(tài)的初生木質(zhì)部則仍然保留于根的最中心,這是區(qū)分老根和老莖的標(biāo)志之一 。v木栓形成層的產(chǎn)生及其活動當(dāng)形成層不斷產(chǎn)生次生維管

39、結(jié)構(gòu)使中柱愈來愈粗,外圍的皮層和表皮經(jīng)受其壓力與張力時,常因不能進(jìn)行相應(yīng)的徑向擴(kuò)展而破裂脫落。中柱鞘細(xì)胞可以通過脫分化,而形成木栓形成層。 木栓形成層的活動:向外分裂產(chǎn)生多層木栓細(xì)胞,稱為木栓層;向內(nèi)產(chǎn)生少數(shù)幾層薄壁細(xì)胞,稱為栓內(nèi)層。這三種組織組成了周皮。 根的次生結(jié)構(gòu)特點(diǎn)次生維管組織內(nèi),次生木質(zhì)部居內(nèi),次生韌皮部居外,相對排列。維管射線是新產(chǎn)生的組織,它的形成,使維管組織內(nèi)有軸向和徑向系統(tǒng)之分。周皮代替表皮而執(zhí)行保護(hù)功能。 第五節(jié) 側(cè)根的起源植物的主根或不定根在初生生長后不久,將產(chǎn)生分枝,即出現(xiàn)側(cè)根。側(cè)根上又能依次長出各級側(cè)根。側(cè)根是由側(cè)根原基發(fā)育形成的。側(cè)根原基由母根中柱鞘的一部分細(xì)胞經(jīng)脫

40、分化、恢復(fù)分裂能力形成,故被稱之為內(nèi)起源。 中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂能力后,最初的幾次分裂是平周分裂,使細(xì)胞的層數(shù)增加并向外突起,以后的分裂是各個方向的,產(chǎn)生了一團(tuán)新細(xì)胞,形成了側(cè)根原基 側(cè)根只發(fā)生于中柱鞘的一定部位,與初生木質(zhì)部和初生韌皮部的束數(shù)有關(guān):一般在二原型的根中:側(cè)根發(fā)生在木質(zhì)部與韌皮部之間的中柱鞘處。在三原型和四原型根中:發(fā)生在對著木質(zhì)部脊的中柱鞘處。在多原型的根中:發(fā)生在對著韌皮部的中柱鞘處。第五章 莖生理功能/ 形態(tài) 苗端分生組織與器官形成 初生構(gòu)造/次生構(gòu)造第一節(jié) 莖的主要生理功能1 支持作用光合作用,適應(yīng)于傳粉以及果實(shí)、種子的生長、傳播,有利于繁殖后代。2 輸導(dǎo)作用 水分、物質(zhì)輸

41、導(dǎo)的通道3 貯藏和繁殖4 光合作用第二節(jié) 莖的基本形態(tài)一、外形:常呈圓柱體,這種形狀最適宜于擔(dān)負(fù)支持輸導(dǎo)的功能。枝條shoot的概念:莖上著生葉子枝條 凡葉子著生之處為節(jié),相鄰兩個節(jié)之間的一段為節(jié)間。葉子脫落后在莖上留下的疤痕,稱為葉痕。葉痕中莖與葉柄間的維管束斷離后留下的痕跡。稱為葉跡。莖的外表具有一些小形的皮孔,是枝條與外界氣體交換的通道。有的枝條上還有芽鱗痕存在。在季節(jié)性明顯的地區(qū),往往可以根據(jù)枝條上芽鱗痕的數(shù)目判斷其生長年齡和生長速度。二、芽的結(jié)構(gòu)及類型(一)芽bud的概念:未伸展的枝、花或花序,即枝、花或花序的雛體。-頂芽:生在主干或側(cè)枝頂端的芽。-腋芽:生長在枝的側(cè)面葉腋內(nèi)的芽,也

42、稱側(cè)芽。 (二).芽的類型1.依據(jù)位置分為:定芽 不定芽 甘薯塊根上的不定芽 不定芽:不著生在枝頂或葉腋內(nèi)的芽。2.依據(jù)芽鱗的有無分為:被芽和裸芽多年生木本植物的越冬芽,外面都有鱗片包被,稱為被芽或鱗芽。起著很重要的保護(hù)作用。所有一年生植物、多數(shù)兩年生植物和少數(shù)多年生木本植物的芽,沒有芽鱗,由幼葉包著,稱為裸芽。3.依據(jù)發(fā)育成的器官性質(zhì)分為:葉芽、花芽和混合芽葉芽=萌發(fā)后形成莖、葉(枝條)。花芽=萌發(fā)后產(chǎn)生花或花序。萌發(fā)后既有枝葉,又有花或花序的芽稱為混合芽,如梨、蘋果等的芽。4.依據(jù)芽的生理活動狀態(tài)分為:活動芽和休眠芽?;顒友渴悄茉谏L季節(jié)形成新枝、花或花序的芽。一般一年生草本植物,當(dāng)年由種

43、子萌發(fā)生出的幼苗,逐漸成長至開花結(jié)果,植株上多數(shù)芽都是活動芽。溫帶的多年生木本植物,許多枝上往往只有頂芽和近上端的一些腋芽活動,大部分的腋芽在生長季節(jié)不生長,不發(fā)展,保持休眠狀態(tài),稱為休眠芽或潛伏芽。(三)芽的基本結(jié)構(gòu)葉芽:1生長錐( 頂端分生組織 )2葉原基3幼葉4側(cè)芽原基5側(cè)芽6芽軸(四)莖的分枝類型1.二叉分枝:最原始的分枝,由頂端分生組織分成二半,各半形成同樣的分枝。2.假二叉分枝 由具對生葉的植物發(fā)育而來。3.單軸分枝(總狀分枝)頂芽不斷向上生長,主干明顯,多數(shù)裸子植物,部分被子植物。4.合軸分枝 頂芽發(fā)育到一定時候就死亡或生長緩慢或?yàn)榛ㄑ浚挥陧斞肯碌膫?cè)芽迅速發(fā)育成為新枝,代替主莖

44、的位置。禾本科植物的分蘗 分蘗:分枝集中在地面下或近地面密集的節(jié)上,節(jié)上生根,這種分枝稱為分蘗。(五)莖的生長習(xí)性由于適應(yīng)不同的環(huán)境而形成不同的習(xí)性 。1.直立莖:莖背地面而生,直立。2、纏繞莖3、攀援莖4、匍匐莖:一、苗端分生組織即莖頂端分生組織, 由原分生組織和初生分生組織組成。第三節(jié) 苗端分生組織與器官形成原分生組織 初生分生組織 原套原體學(xué)說:將被子植物苗端原分生組織分為原套和原體兩部分。原套是生長錐表面一至數(shù)層細(xì)胞,通常只進(jìn)行垂周分裂,擴(kuò)大生長錐的表面。原體是原套內(nèi)方的一團(tuán)不規(guī)則排列的細(xì)胞,可進(jìn)行各個方向的分裂增大生長錐體積 。兩者的分裂是協(xié)同和周期性的。 細(xì)胞學(xué)分區(qū)概念:在裸子植物

45、和已研究的大多數(shù)被子植物中發(fā)現(xiàn)苗端原分生組織有“細(xì)胞學(xué)分區(qū)”現(xiàn)象a 頂端原始細(xì)胞區(qū)b 中央母細(xì)胞區(qū)c 周圍分生組織區(qū)d 肋狀分生組織區(qū)組織分區(qū)學(xué)說原分生組織的下面分化為初生分生組織, 包括原表皮、基本分生組織和原形成層。葉原基:由于苗端分生組織側(cè)面(周圍分生組織區(qū))的一小群細(xì)胞的平周分裂,側(cè)面突起,突起的表面出現(xiàn)垂周分裂。以后是各個方向的分裂,形成葉原基。二、葉原基和芽原基水稻葉原基:平周分裂發(fā)生于原套的第一層。側(cè)芽原基:在幼葉的腋部,表面一層至二層細(xì)胞進(jìn)行垂周分裂,與此同時,內(nèi)層的細(xì)胞進(jìn)行各向分裂,結(jié)果使側(cè)芽原基突出到軸的表面。葉和側(cè)芽起源于分生組織表面的第一層或第二、三層細(xì)胞,這種起源方式

46、屬于外起源。第四節(jié)莖的初生生長和初生構(gòu)造:由苗端分生組織中的初生分生組織衍生的細(xì)胞經(jīng)過生長和分化,形成初生組織,由初生組織組成莖的初生構(gòu)造。形成莖的初生構(gòu)造的過程稱為初生生長。 一、莖尖分區(qū)和莖的初生生長(一)莖尖分區(qū)莖尖分為:分生區(qū)、伸長區(qū)、成熟區(qū)、成熟區(qū)、伸長區(qū)、分生區(qū)分生區(qū):由原分生組織及其衍生的初生分生組織構(gòu)成,原分生組織具有很強(qiáng)的分裂能力;初生分生組織具一定的分裂能力,包括1原表皮>表皮 2原形成層>維管束 3基本分生組織>皮層、髓、髓射線伸長區(qū):分生區(qū)之后為伸長區(qū), 細(xì)胞的有絲分裂逐漸減弱, 細(xì)胞迅速沿縱軸顯著延伸, 在外觀上表現(xiàn)為莖、枝很快伸長, 其內(nèi)部已由初生

47、分生組織開始分化為初生組織。成熟區(qū):成熟區(qū)內(nèi)部的解剖特點(diǎn)是細(xì)胞的有絲分裂和伸長生長都趨于停止, 各種成熟組織的分化基本完成, 已具備幼莖的初生結(jié)構(gòu)。(二)莖的初生生長頂端生長:由苗端分生組織的活動而引起的生長。居間生長:如禾本科植物,由位于節(jié)間基部的居間分生組織的活動引起的生長。莖的初生生長主要表現(xiàn)為莖的伸長,亦稱伸長生長。二、 雙子葉植物莖的初生結(jié)構(gòu)(一)表皮(二)皮層(三)維管柱(一) 表皮:是幼莖的最外一層細(xì)胞,初生保護(hù)組織,細(xì)胞的外壁角化,形成角質(zhì)層,表皮上有少數(shù)氣孔、表皮毛分布。防止莖內(nèi)水分過度散失和病蟲侵入的作用,不影響透光和通氣,和光合作用。(二)皮層:位于表皮與維管柱之間,主要

48、由薄壁細(xì)胞組成,但在表皮的內(nèi)方,常有厚角組織分布支持作用。含有葉綠體,故幼莖常呈綠色。(三)維管柱:是皮層以內(nèi)的部分,它由維管束、髓和髓射線等組成。維管束: 由原形成層分化而來,包括初生木質(zhì)部、初生韌皮部和束內(nèi)形成層組成的束狀結(jié)構(gòu) 維管束的組成與結(jié)構(gòu)連續(xù)的。初生木質(zhì)部由多種類型細(xì)胞組成,包括導(dǎo)管、管胞、木薄壁組織和木纖維。莖內(nèi)初生木質(zhì)部的發(fā)育順序是內(nèi)始式。原生木質(zhì)部居內(nèi)方,由口徑較小的環(huán)紋或螺紋導(dǎo)管組成;后生木質(zhì)部居外方,由口徑較大的梯紋、網(wǎng)紋或孔紋導(dǎo)管組成,它們是初生木質(zhì)部中起主要作用的部分。初生木質(zhì)部的發(fā)育順序初生韌皮部由篩管、伴胞、韌皮薄壁組織和韌皮纖維共同組成,主要作用是運(yùn)輸有機(jī)養(yǎng)料。

49、初生韌皮部的發(fā)育順序是外始式,即原生韌皮部在外方,后生韌皮部在內(nèi)方。束內(nèi)形成層是原形成層遺留下的具有潛在分生能力的組織。細(xì)胞小而扁平,排列較整齊。雙子葉植物的維管束中存在著束內(nèi)形成層,可以繼續(xù)發(fā)育,在以后莖的次生生長中產(chǎn)生新的木質(zhì)部和的韌皮部,因此稱無限維管束。髓射線:位于兩個維管束之間的薄壁組織,連接皮層與髓。在橫切面上呈放射狀,作用:貯藏作用,橫向輸導(dǎo)作用。一部分的髓射線細(xì)胞將來可變?yōu)槭g形成層。髓 維管柱中的薄壁組織,位于幼莖的中央。具有貯藏作用三、禾本科植物莖的結(jié)構(gòu)禾本科植物的莖有明顯的節(jié)與節(jié)間的區(qū)分,大多數(shù)種類的節(jié)間其中央部分萎縮,形成中空的稈,但也有的種類為實(shí)心的結(jié)構(gòu)。共同特點(diǎn):維

50、管束散生或二環(huán)狀排列;沒有皮層和維管柱的界限;初生結(jié)構(gòu)由表皮、基本組織和維管束組成。A 表皮 由長細(xì)胞,短細(xì)胞(栓細(xì)胞和硅細(xì)胞)和氣孔器組成。 B 基本組織:由厚壁組織和薄壁細(xì)胞組成。 維管束:維管束鞘+初生木質(zhì)部+初生韌皮部沒有束內(nèi)形成層 外韌有限維管束,單子葉植物(包括禾本科植物)的主要特征之一。第五節(jié) 雙子葉植物莖的次生生長和次生結(jié)構(gòu)一、維管形成層的產(chǎn)生和活動(一)維管形成層的來源:束內(nèi)形成層原形成層遺留的分生組織束間形成層緊鄰束內(nèi)形成層的髄射線細(xì)胞恢復(fù)分裂能力而形成。束內(nèi)形成層:髓射線細(xì)胞第一次分裂維管形成層:束間形成層和束內(nèi)形成層銜接起來,在橫切面上,形成層成為完整的一環(huán)。 束間形成

51、層和束內(nèi)形成層來源的性質(zhì)不同,但是二者在分裂活動和分裂產(chǎn)生的細(xì)胞性質(zhì)以及數(shù)量上,都是一致。維管形成層的活動 :主要平周分裂,形成次生維管組織(次生木質(zhì)部在內(nèi)方,次生韌皮部在外方)和維管射線,也垂周分裂,擴(kuò)大周徑。 (二)維管形成層的細(xì)胞組成形成層的細(xì)胞組成有紡錘狀原始細(xì)胞和射線原始細(xì)胞兩種類型。紡錘狀原始細(xì)胞,形狀像紡錘。射線原始細(xì)胞,近乎正方體形。形成層形成次生維管組織和射線的關(guān)鍵是形成層細(xì)胞的分裂方式。紡錘狀原始細(xì)胞以平周分裂的方式,向外形成次生韌皮部,向內(nèi)形成次生木質(zhì)部合稱次生維管組織。射線原始細(xì)胞以平周分裂的方式,向外形成韌皮射線,向內(nèi)形成木射線,合稱維管射線。維管射線和髓射線 P14

52、8從排列方向和生理功能上看相似,但從起源、位置、數(shù)量上看,二者全然不同。維管射線是由射線原始細(xì)胞分裂、分化而成,因此,是次生結(jié)構(gòu),所以也稱次生射線,它位于次生木質(zhì)部和次生韌皮部內(nèi),數(shù)目不固定,隨著新維管組織的形成、莖的增粗也不斷地增加。髓射線是由基本分生組織的細(xì)胞分裂、分化而成,因此,在次生生長以前是初生結(jié)構(gòu),所以,也稱初生射線,它位于初生維管組織(維管束)之間,內(nèi)連髓部,外通皮層,雖在次生結(jié)構(gòu)中能繼續(xù)增長,形成部分次生結(jié)構(gòu),但數(shù)目卻是固定不變的。形成層的周徑需要擴(kuò)大才能適應(yīng)木質(zhì)部數(shù)量的增加。形成層的周徑究竟怎樣擴(kuò)大呢?形成層增加自身原始細(xì)胞的分裂,稱為增殖分裂。紡錘狀原始細(xì)胞的增殖有以下三種

53、形式:1、徑向垂周分裂2、側(cè)向垂周分裂3、擬橫向分裂(或假橫向分裂)正在生長的子細(xì)胞插入相鄰細(xì)胞間,在向前延伸中,各以尖端把另一細(xì)胞沿著胞間層處加以分離,這種生長類型稱為侵入生長。紡錘形原始細(xì)胞可以產(chǎn)生射線原始細(xì)胞維管形成層在生長季節(jié)早期,分裂活動旺盛,產(chǎn)生的次生木質(zhì)部細(xì)胞徑大而壁薄,稱為早材,也稱春材。生長季節(jié)晚期,分裂活動減弱,產(chǎn)生的次生木質(zhì)部細(xì)胞徑小而壁厚,稱為晚材,也稱秋材。在木材的橫切面上,一個生長季節(jié)內(nèi)形成的早材和晚材組成一輪顯著的同心圓環(huán),稱為生長輪。由于每年形成一輪,又稱年輪。導(dǎo)管、管胞、木薄壁組織細(xì)胞和木纖維 二、木栓形成層的發(fā)生與活動雙子葉植物莖的發(fā)育和結(jié)構(gòu)雙子葉植物根和莖

54、初生構(gòu)造的異同點(diǎn):1 表皮(有無根毛,氣孔,角質(zhì)層等)2 皮層 (有無內(nèi)外皮層,以及所占比例)3 維管柱中柱鞘(有無)4初生木質(zhì)部5初生韌皮部6髓和髓射線(有無)7排列和發(fā)育方式不同雙子葉植物根和莖次生結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)1 維管形成層的來源(不同),活動方式及結(jié)果(相同)2 木栓形成層的來源(有差別),活動方式及結(jié)果(相同)維管射線和髓射線的區(qū)別 P1481、存在的部位不同;2、來源不同;3、數(shù)目變化不同。雙子葉植物的根和莖是如何增粗的?1次生分生組織的產(chǎn)生和分裂2次生分生組織的周期性活動第六章 葉第一節(jié) 葉的功能 光合作用 蒸騰作用 吸收 繁殖第二節(jié) 葉的形態(tài) 一、葉的組成雙子葉植物葉的組成:完全葉葉片、葉柄和托葉 不完全葉缺少其中任何一部分或兩部分的葉三、單葉與復(fù)葉每個葉上只有一個葉片的葉稱為單葉,如蘋果、南瓜、小麥、向日葵等。在一個總?cè)~柄上著生有多個小葉片的葉稱為復(fù)葉,依小葉片數(shù)及其著生的方式可分為:羽狀復(fù)葉,如月季、合歡;掌狀復(fù)葉,如大麻、七葉樹;三出復(fù)葉,如酢漿草;單身復(fù)葉, 如柑桔。 四、葉序葉在莖上的排

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