植物細(xì)胞與組織高中生物競賽

1．有絲分裂(包括核分裂和胞質(zhì)分裂)（1）分裂間期分裂間期是細(xì)胞生長期，為分裂期作物質(zhì)準(zhǔn)備，包括G1、S、G2三個時期。G1期：細(xì)胞結(jié)束上一次有絲分裂后進(jìn)入G1期。它是一個生長期。在這個時期內(nèi)細(xì)胞進(jìn)行著一些物質(zhì)的合成，并且為下階段S期的DNA合成作準(zhǔn)備，特別是合成DNA的前身物質(zhì)、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及儲備能量。S期：從G1期進(jìn)入S期是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵時刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復(fù)制就是在這個時期進(jìn)行的。通常只要DNA的合成一開始，細(xì)胞增殖活動就會進(jìn)行下去，直到分成兩個子細(xì)胞。G2期：這個時期又叫做“有絲分裂準(zhǔn)備期”，因為它主要為后面的分裂期作準(zhǔn)備。在G2期中，DNA的合成終止，但是還有RNA和蛋白質(zhì)的合成，為分裂期紡錘體微管的組裝提供原料。（2）分裂期（M期）細(xì)胞一旦完成了細(xì)胞分裂的準(zhǔn)備，就進(jìn)入有絲分裂期。細(xì)胞分裂期是一個連續(xù)的過程，為了研究的方便，可以人為地將它分成前、中、后、末四個時期。M期的細(xì)胞有極明顯的形態(tài)變化。間期中的染色質(zhì)在M期濃縮成染色體形態(tài)。染色體的形成、復(fù)制和移動等活動，保證了將S期復(fù)制的兩套DNA分子平均地分到兩個子細(xì)胞中去。第1頁/共60頁第一頁，共61頁。有絲分裂細(xì)胞周期第2頁/共60頁第二頁，共61頁。植物細(xì)胞的有絲分裂第3頁/共60頁第三頁，共61頁。胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂是在二個新的子核之間形成新細(xì)胞壁，把一個母細(xì)胞分隔成二個子細(xì)胞的過程。一般情況下，核分裂和胞質(zhì)分裂在時間上是緊接著的。例如胚乳細(xì)胞，和無節(jié)乳汁管。胞質(zhì)分裂通常在核分裂后期。過程：紡錘體——成膜體——細(xì)胞板——新細(xì)胞壁的胞間層最初部分細(xì)胞板的形成于高爾基體有關(guān)在形成細(xì)胞板的過程中，有些原生質(zhì)細(xì)絲連同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一起，保留在細(xì)胞板中，形成貫穿二個子細(xì)胞的胞間連絲。第4頁/共60頁第四頁，共61頁。2．無絲分裂無絲分裂是最早發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式，早在1841年就在雞胚的血細(xì)胞中看到了。因為分裂時沒有紡錘絲出現(xiàn)，所以叫做無絲分裂。又因為這種分裂方式是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的直接分裂，所以又叫做直接分裂。關(guān)于無絲分裂，有不同的看法：有人認(rèn)為無絲分裂不是正常細(xì)胞的增殖方式，而是一種異常分裂現(xiàn)象；另一些人則主張無絲分裂是正常細(xì)胞的增殖方式之一，主要見于高度分化的細(xì)胞，如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞等。無絲分裂的早期，球形的細(xì)胞核和核仁都伸長。然后細(xì)胞核進(jìn)一步伸長呈啞鈴形，中央部分狹細(xì)。最后細(xì)胞核分裂，這時細(xì)胞質(zhì)也隨著分裂，并且在滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的參與下形成細(xì)胞膜。在無絲分裂中，核膜和核仁都不消失，沒有染色體的出現(xiàn)，當(dāng)然也就看不到染色體的規(guī)律性變化。但是，這并不說明染色質(zhì)沒有變化，實際上染色質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制，并且細(xì)胞要增大。當(dāng)細(xì)胞核體積增大一倍時，細(xì)胞核就發(fā)生分裂，核中的遺傳物質(zhì)就分配到子細(xì)胞中去。至于核中的遺傳物質(zhì)DNA是如何分配的，還待進(jìn)一步研究。第5頁/共60頁第五頁，共61頁。3．減數(shù)分裂減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而染色體只復(fù)制一次，形成的四個子細(xì)胞中的染色體數(shù)目比母細(xì)胞減少一半。在進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞前要經(jīng)過一個較長的生長期，稱為減數(shù)分裂前間期，也包括G1、S、G2三個時期。但S期較長。（1）第一次分裂減數(shù)分裂的一些重要過程主要發(fā)生在第一次分裂中，特別是前期Ⅰ。

①前期Ⅰ：時間較長，又分為五個時期。細(xì)線期是減數(shù)分裂過程的開始時期。染色體已經(jīng)進(jìn)行了復(fù)制，一條染色體應(yīng)由兩條染色單體組成。但一般看不出兩條染色單體。偶線期是同源染色體配對的時期。粗線期染色體明顯縮短變粗。聯(lián)會的同源染色體緊密結(jié)合，同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生局部交換。雙線期聯(lián)會的兩條同源染色體開始分離，但在交叉點上它們還保持連在一起，所以兩條染色體并不完全分開。終變期一般核仁開始消失、核膜開始解體。第6頁/共60頁第六頁，共61頁。前期Ⅰ第7頁/共60頁第七頁，共61頁。②中期Ⅰ配對的同源染色體（二價體）排列于赤道面中，形成赤道板。這時二價體因長短的不同和交叉數(shù)目的多少和有無而呈不同形態(tài)，比如環(huán)狀、棒狀、C字型、十字型等。③后期Ⅰ二價體中兩條同源染色體分開，分別向兩極移動。但這時的每條染色體是由兩條染色單體組成的。應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，二價體由哪條染色體移向哪一極完全是隨機的。④末期Ⅰ染色體到達(dá)兩極后開始末期過程。部分細(xì)胞進(jìn)入末期后染色體解螺旋，核膜、核仁重現(xiàn)，通過胞質(zhì)分裂形成兩個子細(xì)胞。但也有的細(xì)胞只形成兩個子核，不進(jìn)行胞質(zhì)分裂。減數(shù)分裂間期：在減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ之間的間期很短，且并不進(jìn)行DNA合成。因而也不進(jìn)行染色體的復(fù)制。在有些生物甚至沒有這個間期，而由末期Ⅰ直接轉(zhuǎn)為前期Ⅱ。

（2）第二次分裂第二次減數(shù)分裂基本上與普通有絲分裂相同。前期Ⅱ時間較短。中期Ⅱ染色體排列于赤道面，兩條染色單體的著絲點分別向著兩極，形成赤道板。后期Ⅱ時兩條染色單體分開，移向兩極。末期Ⅱ時染色體解螺旋化形成核膜，出現(xiàn)核仁經(jīng)過胞質(zhì)分裂，完成減數(shù)分裂過程。第8頁/共60頁第八頁，共61頁。有絲分裂的意義有絲分裂保證了子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同的遺傳潛能，保持了細(xì)胞遺傳的穩(wěn)定性減數(shù)分裂的意義減數(shù)分裂是有性生殖的前提，是保持物種穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。有性生殖能使子代產(chǎn)生變異（基因重組）。第9頁/共60頁第九頁，共61頁。第1節(jié)植物的組織和組織系統(tǒng)組織：在個體發(fā)育中，具有相同來源的同一類型，或不同類型的細(xì)胞群組成的結(jié)構(gòu)和功能單位。植物組織分為分生組織和成熟組織第10頁/共60頁第十頁，共61頁。一、分生組織1、按位置分*頂端分生組織：使根莖伸長*側(cè)生分生組織：使根莖增粗*居間分生組織：使器官迅速增長（持續(xù)活動時間短）這種具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞群稱為分生組織第11頁/共60頁第十一頁，共61頁。頂端分生組織位于莖和根主軸和側(cè)枝的頂端。他們的分裂活動可以使莖和根不斷伸長，并使莖上形成側(cè)枝和葉。莖的頂端分生組織最后將產(chǎn)生生殖器官。細(xì)胞特征：細(xì)胞小而等徑，具有薄壁，細(xì)胞核位于中央并占有較大的體積，液泡小而分散，原生質(zhì)濃厚，細(xì)胞內(nèi)通常缺少后含物。第12頁/共60頁第十二頁，共61頁。側(cè)生分生組織位于莖和根的側(cè)方的周圍部位，靠近器官邊緣。包括形成層和木栓形成層。形成層的活動能使根和莖不斷增粗，以適應(yīng)植物營養(yǎng)面積的擴大。木栓形成層的活動是使長粗的根、莖表面或受傷的器官表面形成新的保護(hù)組織。第13頁/共60頁第十三頁，共61頁。分布：側(cè)生分生組織主要存在于裸子植物和木本雙子葉植物中。草本雙子葉植物中只有微弱的活動或根本不存在。單子葉植物中側(cè)生分生組織一般不存在。所以有些植物根和莖沒有明顯增粗。細(xì)胞特點：細(xì)胞梭形，原生質(zhì)體高度液泡化。細(xì)胞質(zhì)不濃厚。分裂活動隨季節(jié)的變化而周期性變化。第14頁/共60頁第十四頁，共61頁。居間分生組織是頂端分生組織在某些器官中局部區(qū)域的保留。典型的居間分生組織存在于許多單子葉植物的莖和葉中。例如：水稻、小麥和谷類作物，莖的節(jié)間基部保留居間分生組織，進(jìn)行拔節(jié)和抽穗，是莖急劇長高。蔥、蒜、韭菜的葉的伸長。落花生開花后的子房推入土中，是由于雌蕊柄基部的居間分生組織的活動。細(xì)胞特點：細(xì)胞持續(xù)活動時間短，分裂一段時間后，所有的細(xì)胞都完全轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旖M織。第15頁/共60頁第十五頁，共61頁。第16頁/共60頁第十六頁，共61頁。葉原基原分生組織芽原基原表皮

基本分生組織初生分生組織 原形成層原形成層基本分生組織初生分生組織頂端分生組織原表皮原分生組織根冠頂端分生組織第17頁/共60頁第十七頁，共61頁。2、按來源的性質(zhì)分*原分生組織：胚細(xì)胞保留（持久分裂）*初生分生組織：有初步分化*次生分生組織：成熟組織經(jīng)脫分化轉(zhuǎn)變成的分生組織第18頁/共60頁第十八頁，共61頁。兩種分類方法的對應(yīng)關(guān)系廣義的頂端分生組織包括原分生組織和初分生組織，而側(cè)生分生組織一般講屬于次生分生組織類型，其中木栓形成層是典型的次生分生組織。第19頁/共60頁第十九頁，共61頁。二、成熟組織（永久組織）按形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能分*保護(hù)組織*薄壁組織（基本組織、營養(yǎng)組織）代謝的主要組織（分布最廣）

*機械組織*輸導(dǎo)組織*分泌組織第20頁/共60頁第二十頁，共61頁。1、保護(hù)組織*覆蓋在植物體表，控制蒸騰和氣體交換，防止病蟲入侵和機械損傷*表皮*周皮第21頁/共60頁第二十一頁，共61頁。表皮：初生保護(hù)組織*1層細(xì)胞，外表常覆蓋角質(zhì)層

不含葉綠體，但有質(zhì)體*氣孔器*表皮附屬物（根的表皮是吸收組織）表皮存在時間。增粗時被周皮取代第22頁/共60頁第二十二頁，共61頁。第23頁/共60頁第二十三頁，共61頁。氣孔器第24頁/共60頁第二十四頁，共61頁。周皮：次生保護(hù)組織（加粗生長的根和莖）*木栓層：多層死細(xì)胞，壁栓質(zhì)化*木栓形成層：1層細(xì)胞次生分生組織）*栓內(nèi)層：1-2層細(xì)胞周皮某些區(qū)域活躍，木栓形成層向外衍生（補充組織）會形成皮孔，皮孔是通氣結(jié)構(gòu)。第25頁/共60頁第二十五頁，共61頁。2、薄壁組織：各種代謝活動的主要組織*同化組織：光合作用（含葉綠體）*吸收組織：水、無機鹽*儲藏組織：淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪*通氣組織：細(xì)胞間隙發(fā)達(dá)*儲水組織：具大液泡*傳遞組織：胞間連絲發(fā)達(dá)細(xì)胞具有薄的初生壁而得名第26頁/共60頁第二十六頁，共61頁。第27頁/共60頁第二十七頁，共61頁。儲水組織傳遞細(xì)胞第28頁/共60頁第二十八頁，共61頁。同化組織：幼莖的皮層，發(fā)育中的果實和種子，葉肉細(xì)胞是典型的通話組織貯藏組織：主要在塊根、塊莖、球莖、鱗莖、果實和種子中儲水組織：仙人掌龍舌蘭景天蘆薈的光合器官中能看到通氣組織：水稻、蓮、睡蓮等的根莖葉大量存在，它還與水中的浮力和支持作用有關(guān)傳遞組織：葉的小葉脈中，分泌結(jié)構(gòu)中，種子的子葉、胚乳、胚柄等部位也有。進(jìn)行物質(zhì)的高效率運輸。第29頁/共60頁第二十九頁，共61頁。3、機械組織*細(xì)胞壁不同程度增厚，在各器官中起支持作用，常成群分布*厚角組織：活細(xì)胞*厚壁組織：死細(xì)胞第30頁/共60頁第三十頁，共61頁。厚角組織最明顯的特征是細(xì)胞壁具有不均勻的增厚，增厚為初生壁性質(zhì)。壁增厚在細(xì)胞角隔上特別明顯，故稱厚角組織。有些植物的厚角組織是細(xì)胞的弦向壁特別厚?；瘜W(xué)成分：除纖維素外，還含有大量的果膠和半纖維素，不含木質(zhì)。果膠強烈的親水性。厚角組織與薄壁組織有很多的相似性，除了初生壁外，他也有葉綠體。具有分裂潛能，在許多植物中，參與木栓形成層的形成。分布：器官的外圍，或直接在表皮下，或與表皮只隔開幾層薄壁細(xì)胞，莖和葉柄厚角組織呈連續(xù)的圓筒和分離成束。例如薄荷的方莖中，南瓜、芹菜具棱的莖和葉柄中。第31頁/共60頁第三十一頁，共61頁。厚角組織第32頁/共60頁第三十二頁，共61頁。厚壁組織具有均勻增厚的次生壁，并且常常木質(zhì)化。成熟后，原生質(zhì)體死亡分解，只留有細(xì)胞壁的死細(xì)胞。根據(jù)形態(tài)厚壁組織可分為*石細(xì)胞*纖維第33頁/共60頁第三十三頁，共61頁。石細(xì)胞廣泛分布于植物的莖、葉、果實和種子中，有增加器官的硬度和支持作用。例子：梨的果肉。茶、桂花的葉片中。核桃、桃、葉子果實。豆類的種皮。第34頁/共60頁第三十四頁，共61頁。厚壁組織纖維石細(xì)胞山楂梨第35頁/共60頁第三十五頁，共61頁。4、輸導(dǎo)組織*細(xì)胞長管狀，與縱軸平行排列（長途運輸）*輸導(dǎo)水分、無機鹽：導(dǎo)管、管胞

輸導(dǎo)有機養(yǎng)料：篩管、篩胞（1）木質(zhì)部：主要運輸水分和無機鹽

（2）韌皮部：主要運輸有機營養(yǎng)物質(zhì)

第36頁/共60頁第三十六頁，共61頁。（1）木質(zhì)部組成：管胞，導(dǎo)管分子纖維薄壁細(xì)胞等第37頁/共60頁第三十七頁，共61頁。第38頁/共60頁第三十八頁，共61頁。第39頁/共60頁第三十九頁，共61頁。第40頁/共60頁第四十頁，共61頁。木質(zhì)部管胞：大多數(shù)蕨類植物和裸子植物的輸水分子，只有管胞構(gòu)成。在系統(tǒng)發(fā)育中，管胞向兩個方向演化，一是形成木纖維，起支持作用。而是細(xì)胞端壁溶解，特化成導(dǎo)管分子。被子植物木質(zhì)部中木纖維：細(xì)胞壁增厚，一般成熟時原生質(zhì)體死亡。木薄壁細(xì)胞：發(fā)育后期，細(xì)胞壁通常也木質(zhì)化，細(xì)胞內(nèi)常含有淡粉和結(jié)晶，具有儲藏的功能。第41頁/共60頁第四十一頁，共61頁。（2）韌皮部組成：篩管分子或篩胞伴胞薄壁細(xì)胞纖維等第42頁/共60頁第四十二頁，共61頁。第43頁/共60頁第四十三頁，共61頁。篩管和伴胞*篩管分子：細(xì)胞長管狀，縱向連接活細(xì)胞，成熟后無細(xì)胞核、細(xì)胞器端壁特化形成篩板，端壁及側(cè)壁有

篩孔，通過聯(lián)絡(luò)索連系細(xì)胞質(zhì)*伴胞：緊貼篩管分子旁的1至數(shù)個小型薄壁細(xì)胞，有細(xì)胞核和細(xì)胞器伴胞和篩胞分子起源于同一原始細(xì)胞的薄壁細(xì)胞。有的植物伴胞發(fā)育為傳遞細(xì)胞。第44頁/共60頁第四十四頁，共61頁。第45頁/共60頁第四十五頁，共61頁。裸子植物和蕨類植物中，一般沒有篩管，運輸有機物的是篩胞。篩胞區(qū)別于篩管分子的是：細(xì)胞壁上只有篩域，原生質(zhì)體中葉沒有P—蛋白體。韌皮纖維：木質(zhì)化程度低，較堅韌。例如苧麻、亞麻、羅布麻等的韌皮纖維長而不木質(zhì)化，可作衣著和帳篷的原料。黃麻、洋麻、苘麻等纖維有一定程度的木質(zhì)化，可制麻袋和繩索。木質(zhì)部和韌皮部是植物體內(nèi)起輸導(dǎo)作用的二類復(fù)合組織。在形態(tài)學(xué)上，又將二者合稱維管組織。具有維管組織的植物稱為維管植物。維管植物包括極少數(shù)的苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物第46頁/共60頁第四十六頁，共61頁。5、分泌組織植物體產(chǎn)生、輸導(dǎo)或儲存分泌物質(zhì)的相關(guān)細(xì)胞或特化細(xì)胞組合。植物的分泌物種類繁多，如糖類、揮發(fā)油、有機酸、生物堿、丹寧、樹脂、油類、蛋白質(zhì)、酶、殺菌素、生長素、維生素、無機鹽等*外分泌結(jié)構(gòu)：腺表皮、腺毛、蜜腺、排水器等*內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)：分泌細(xì)胞、分泌道、分泌腔、乳汁管等第47頁/共60頁第四十七頁，共61頁。第48頁/共60頁第四十八頁，共61頁。第49頁/共60頁第四十九頁，共61頁。排水器吐水現(xiàn)象第50頁/共60頁第五十頁，共61頁。（2）內(nèi)部的分泌結(jié)構(gòu)分泌物不排到體外的分泌結(jié)構(gòu)。包括*分泌細(xì)胞*分泌腔或分泌道*乳汁管第51頁/共60頁第五十一頁，共61頁。1、分泌細(xì)胞一般為薄壁細(xì)胞，單個地分散于其他細(xì)胞中，細(xì)胞體積往往比較大。根據(jù)分泌物的類型油細(xì)胞（木蘭、臘梅）粘液細(xì)胞（仙人掌、錦葵、椴科）含晶細(xì)胞（石蒜、鴨拓草）鞣質(zhì)細(xì)胞（葡萄科、豆科、薔薇科）芥子酶細(xì)胞（白花菜科、十字花科）第52頁/共60頁第五十二頁，共61頁。2、分泌腔和分泌道他們是植物體內(nèi)儲藏分泌物的腔或管道。溶生型（細(xì)胞解體后產(chǎn)生的）：柑橘葉子及果皮中的黃色透明小點裂生型（細(xì)胞中層溶解產(chǎn)生）：松柏類木質(zhì)部的樹脂道和漆樹韌皮部中的漆汁道裂溶生型：杧果屬的葉和莖中的分泌道第53頁/共60頁第五十三頁，共61頁。第54頁/共60頁第五十四頁，共61頁。第55頁/共60頁第五十五頁，共61頁。3