植物體的結(jié)構(gòu)層次2

擴(kuò)展資料細(xì)胞分化細(xì)胞分化是細(xì)胞分裂產(chǎn)生的許多新細(xì)胞在生長(zhǎng)過程中結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生專一化的過程。高等動(dòng)、植物一般都從一個(gè)受精卵開始發(fā)育，經(jīng)多次細(xì)胞分裂與分化，產(chǎn)生各種不同的特殊結(jié)構(gòu)和專一功能的細(xì)胞，如植物莖中上下相通的導(dǎo)管、篩管，葉的表皮等。細(xì)胞分化的結(jié)果是形成了具有不同形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞群，即形成了不同的組織。已分化的細(xì)胞，其基因組成并未改變。植物的組織植物細(xì)胞的分化過程中，形成了各類組織，它們組成了植物的營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官。這些具有相同生理機(jī)能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的細(xì)胞群——組織，根據(jù)它們功能和結(jié)構(gòu)的不同，分為分生組織、基本組織、保護(hù)組織、輸導(dǎo)組織、機(jī)械組織和分泌組織。后5種組織都是在器官形成時(shí)由分生組織衍生的細(xì)胞發(fā)展而成的，有人把它們總稱為成熟組織。分生組織分生組織細(xì)胞都具有分裂的能力，它們位于植物生長(zhǎng)的部位，根與莖的頂端生長(zhǎng)和加粗生長(zhǎng)都與分生組織的活動(dòng)有直接關(guān)系。依分生組織的性質(zhì)來源的不同，可分為三類：原分生組織、初生分生組織和次生分生組織。原分生組織位于根、莖生長(zhǎng)錐的最頂端部分。它們是直接從胚遺留下來的。原分生組織細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，細(xì)胞體積小，細(xì)胞核大，細(xì)胞質(zhì)濃厚，為等直徑多面體形狀。初生分生組織是由原分生組織衍生出來的細(xì)胞所組成的。它們的特點(diǎn)是一方面細(xì)胞已開始分化，另一方面仍是有分裂的能力，不過分裂活動(dòng)沒有原分生組織那樣旺盛。次生分生組織是由已成熟的薄壁細(xì)胞，經(jīng)過生理上和結(jié)構(gòu)上的變化，又重新具有分裂能力的組織，它們與根、莖的加粗和重新形成保護(hù)組織有關(guān)。如果依位置來分，又可把分生組織分為頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織。頂端分生組織是位于根、莖頂端的分生組織，也就是根、莖頂端的生長(zhǎng)錐。側(cè)生分生組織是位于側(cè)方位置的形成層和木栓形成層，這些分生組織的活動(dòng)與根、莖的加粗生長(zhǎng)有關(guān)，沒有加粗生長(zhǎng)的單子葉植物，就沒有側(cè)生分生組織。居間分生組織是位于成熟組織之間的分生組織，在種子植物中并不是普遍存在的。在禾本科植物節(jié)間基部和蔥、韭菜葉的基部有居間分生組織，它們的活動(dòng)與居間生長(zhǎng)有關(guān)?；窘M織在植物體內(nèi)占有分量最多，在營(yíng)養(yǎng)器官根、莖、葉和生殖器官花、果實(shí)、種子中均有這種組織。這種組織最主要的特點(diǎn)是由生活的薄壁細(xì)胞所組成，所以，也稱為薄壁組織。基本組織一般包括吸收組織、同化組織、貯藏組織、通氣組織和傳遞細(xì)胞，它們擔(dān)負(fù)吸收、同化、貯藏、通氣、傳遞等功能，過去也稱為營(yíng)養(yǎng)組織。保護(hù)組織暴露在空氣中的器官（如莖、葉、花、果實(shí)、種子）表面的表皮是保護(hù)組織，一般都由一層細(xì)胞所組成。這層細(xì)胞排列緊密，沒有細(xì)胞間隙，而且在與空氣接觸的細(xì)胞壁上有著角質(zhì)，這些脂肪性的角質(zhì)添加在纖維分子的間隙中，并可在外壁的表面形成一層角質(zhì)層，使得水分不容易從細(xì)胞壁向外跑出，從而防止植物體內(nèi)水分的損失。另外，也有著防止微生物侵入的作用。有些植物在表皮的外壁上有著蠟質(zhì)（例如甘蔗莖和葡萄、蘋果的果實(shí)上）也起著保護(hù)作用。根的表皮不是保護(hù)組織，而是具有吸水能力的吸收組織。根尖的表皮一部分外壁凸起形成根毛。根毛的細(xì)胞壁由纖維素組成，只具有很薄的角質(zhì)層，因此土壤中的水可從細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞中。根毛有一定的壽命，一般生活幾天到幾星期。根毛枯萎后，里面的薄壁細(xì)胞發(fā)生栓質(zhì)化，起著保護(hù)作用。輸導(dǎo)組織輸導(dǎo)組織是植物體內(nèi)運(yùn)輸水分和各種物質(zhì)的組織。它們的主要特征是細(xì)胞呈長(zhǎng)管形，細(xì)胞間以不同方式相互聯(lián)系。根據(jù)運(yùn)輸物質(zhì)的不同，輸導(dǎo)組織又分為兩大類。一類是輸導(dǎo)水分以及溶解于水中的礦物質(zhì)的導(dǎo)管；另一類是輸導(dǎo)有機(jī)物質(zhì)的篩管。機(jī)械組織這類組織在植物體內(nèi)起著支持的作用。細(xì)胞也大都為細(xì)長(zhǎng)形，其主要的特點(diǎn)是細(xì)胞都有加厚的細(xì)胞壁。常見的機(jī)械組織有兩種：一種是厚壁組織；一種是厚角組織。厚角組織細(xì)胞是生活的細(xì)胞，它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是細(xì)胞壁在細(xì)胞的角隅處加厚（也有的呈板狀加厚），因此叫做厚角細(xì)胞。這些細(xì)胞壁主要由纖維素所組成，因此壁的硬度不強(qiáng)，但具有彈性。厚角組織一般分布于幼莖和葉柄內(nèi)，它們的存在并不影響這些器官的生長(zhǎng)。植物的組織簡(jiǎn)介在低等植物中（藻類）中，有的植物一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)個(gè)體（衣藻），有的數(shù)個(gè)細(xì)胞聚合成一個(gè)個(gè)體（團(tuán)藻），但細(xì)胞間尚無(wú)分化，到了高級(jí)的多細(xì)胞藻類（海帶），才出現(xiàn)了細(xì)胞的分工，出現(xiàn)了組織的雛形。被子植物（有花植物）細(xì)胞來自于種子內(nèi)胚芽和胚根的細(xì)胞不斷分裂，開始這些細(xì)胞都沒有分化，當(dāng)分裂到一定時(shí)間后，細(xì)胞開始出現(xiàn)了分化，逐漸形成了具有不同的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的細(xì)胞群，這就是組織。一般把植物體內(nèi)的組織分成兩大類：分生組織和成熟組織。后者又分為薄壁（基本）組織、保護(hù)組織、機(jī)械組織、疏導(dǎo)組織和分泌組織等。1．分生組織分生組織是由具有分裂能力的細(xì)胞構(gòu)成的細(xì)胞群。分生組織位于植物的生長(zhǎng)部位。根與莖的頂端生長(zhǎng)和加粗生長(zhǎng)，禾本科植物節(jié)間基部、韭菜葉的基部的居間生長(zhǎng)都與分生組織的活動(dòng)有直接關(guān)系。分生組織可依組織的性質(zhì)來源不同，分為原分生組織、初生分生組織和次生分生組織三類。原分生組織位于根、莖生長(zhǎng)錐的最頂端部位，它們是直接從胚胎遺留下來的，細(xì)胞分裂能力強(qiáng)。初生分生組織是由原分生組織衍生出來的細(xì)胞所組成，它們的特點(diǎn)是：一方面細(xì)胞已開始分化，另一方面仍具有分裂的能力，不過分裂活動(dòng)沒有原分生組織那樣旺盛。次生分生組織是由已成熟的薄壁細(xì)胞，在結(jié)構(gòu)上和生理上發(fā)生變化，又重新具有分裂能力的組織，它們與根、莖加粗和重新形成保護(hù)組織有關(guān)。

分生組織如按位置來分，可分為頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織三類。頂端分生組織即根、莖頂端的生長(zhǎng)錐。側(cè)生分生組織是位于側(cè)方位置的形成層和木栓形成層。居間分生組織是位于成熟組織之間的分生組織，在種子植物中并不普遍存在，禾本科植物節(jié)間基部和蔥、韭菜葉的基部有居間分生組織。2．機(jī)械組織機(jī)械組織是植物體內(nèi)起支持和鞏固作用的組織。構(gòu)成機(jī)械組織的細(xì)胞，細(xì)胞壁局部或全部加厚，常木質(zhì)化。因細(xì)胞形狀和細(xì)胞壁加厚的情況不同，機(jī)械組織可分為厚角組織和厚壁組織。厚角組織由活細(xì)胞組成，細(xì)胞壁的可塑性大，具有較大的張力，如芹菜葉柄中厚角組織束的強(qiáng)度比同一葉柄中的維管束大。厚壁組織堅(jiān)硬而富有彈性，形成植物體的重要支持系統(tǒng)，能使植物抵抗由伸長(zhǎng)、彎曲、重量和壓力等引起的強(qiáng)力，使植物體的其他組織免受損壞。厚壁組織又分為植物纖維（如木纖維、韌皮纖維等）和石細(xì)胞兩大類。3．輸導(dǎo)組織輸導(dǎo)組織是指植物體內(nèi)運(yùn)輸水和養(yǎng)料到各器官的組織。輸導(dǎo)組織的細(xì)胞一般呈長(zhǎng)管狀，上下連通，貫穿于整個(gè)植物體內(nèi)。如木質(zhì)部的導(dǎo)管和管胞，韌皮部的篩管和篩胞。導(dǎo)管和管胞主要輸導(dǎo)水和無(wú)機(jī)鹽，篩管和篩胞主要運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)素等。導(dǎo)管由一串高度轉(zhuǎn)化的管狀細(xì)胞組成，其細(xì)胞端壁由穿孔相互銜接。導(dǎo)管細(xì)胞在成熟過程中，細(xì)胞壁本質(zhì)化，并具有環(huán)紋、螺紋、梯紋、網(wǎng)紋和孔紋等不同形式的次生加厚。植物細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化一、植物細(xì)胞的生長(zhǎng)多細(xì)胞生物的生長(zhǎng)，不僅是由于細(xì)胞數(shù)量的增加，而且也與細(xì)胞的生長(zhǎng)有密切的關(guān)系。細(xì)胞分裂形成的新細(xì)胞，最初體積較小，只有原來細(xì)胞（母細(xì)胞）的一半，但它們能迅速地合成新的原生質(zhì)（包括核物質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)），細(xì)胞隨著增大，其中某些細(xì)胞當(dāng)恢復(fù)到母細(xì)胞一般大小時(shí)，便又繼續(xù)分裂，但大部分細(xì)胞不再分裂，而進(jìn)入生長(zhǎng)時(shí)期。細(xì)胞生長(zhǎng)就是指細(xì)胞體積的增長(zhǎng)，包括細(xì)胞縱向的延長(zhǎng)和橫向的擴(kuò)展。一個(gè)細(xì)胞經(jīng)生長(zhǎng)以后，體積可以增加到原來大?。ǚ稚鸂顟B(tài)的細(xì)胞大?。┑膸妆?、幾十倍，某些細(xì)胞如纖維，在縱向上可能增加幾百倍、幾千倍。由于細(xì)胞的這種生長(zhǎng)，就使植物體表現(xiàn)出明顯的伸長(zhǎng)或擴(kuò)大，例如根和莖的伸長(zhǎng)，幼小葉子的擴(kuò)展，果實(shí)的長(zhǎng)大都是細(xì)胞數(shù)目增加和細(xì)胞生長(zhǎng)的共同結(jié)果，但是，細(xì)胞生長(zhǎng)常常在其中起主要的作用。植物細(xì)胞在生長(zhǎng)過程中，除了細(xì)胞體積明顯擴(kuò)大，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上也發(fā)生相應(yīng)的變化，其中最突出的是液泡化程度明顯增加，即細(xì)胞內(nèi)原來小而分散的液泡逐漸長(zhǎng)大和合并，最后成為中央液泡，細(xì)胞質(zhì)的其余部分成為緊貼細(xì)胞壁的一薄層，細(xì)胞核隨細(xì)胞質(zhì)由中央移向側(cè)面。在植物細(xì)胞生長(zhǎng)過程中，液泡增大這一特征，一方面是由于細(xì)胞從周圍吸收了大量的水分進(jìn)入液泡，另一方面，也由于生長(zhǎng)著的細(xì)胞具有旺盛的代謝能力，使它們的許多代謝產(chǎn)物積累于液泡中的緣故。因此，在細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，細(xì)胞的鮮重和干重都隨著體積的增加而增加。在液泡變化的同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的其他細(xì)胞器，在數(shù)量和分布上也發(fā)生著各種變化，例如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增加，由稀網(wǎng)狀變成密網(wǎng)狀；質(zhì)體逐漸發(fā)育，由幼小的前質(zhì)體發(fā)育成各類質(zhì)體等等。原生質(zhì)體在細(xì)胞生長(zhǎng)過程中還不斷地分泌壁物質(zhì)，使細(xì)胞壁隨原生質(zhì)體長(zhǎng)大而延展，同時(shí)壁的厚度和化學(xué)組成也發(fā)生變化，細(xì)胞壁（初生壁）厚度增加，并且由原來含有大量的果膠和半纖維素轉(zhuǎn)變成有較多的纖維素和非纖維素多糖。植物細(xì)胞的生長(zhǎng)是有一定限度的，當(dāng)體積達(dá)到一定大小后，便會(huì)停止生長(zhǎng)。細(xì)胞最后的大小，隨植物的種類和細(xì)胞的類型而異，這說明生長(zhǎng)受遺傳因子的控制。但是，細(xì)胞生長(zhǎng)的速度和細(xì)胞的大小，也會(huì)受環(huán)境條件的影響，例如在水分充足、營(yíng)養(yǎng)條件良好、溫度適宜時(shí)，細(xì)胞生長(zhǎng)迅速，體積亦較大，在植物體上反映出根、莖生長(zhǎng)迅速，植株高大，葉寬而肥嫩。反之，水分缺乏、營(yíng)養(yǎng)不良、溫度偏低時(shí)，細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，而且體積較小，在植物體上反映出生長(zhǎng)緩慢、植株矮小、葉小而薄。二、植物細(xì)胞的分化多細(xì)胞生物中，細(xì)胞的功能具有分工，與之相適應(yīng)的，在細(xì)胞形態(tài)上就出現(xiàn)各種變化，例如綠色細(xì)胞專營(yíng)光合作用，適應(yīng)于這一功能，細(xì)胞中特有地發(fā)育出大量葉綠體。表皮細(xì)胞行使保護(hù)功能，細(xì)胞內(nèi)不發(fā)育出葉綠體，而在細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)上有所特化，發(fā)育出明顯的角質(zhì)層。貯藏功能的細(xì)胞，通常既沒有葉綠體，也沒有特化的壁，但往往具有大的液泡和大量的白色體……等等。細(xì)胞這種結(jié)構(gòu)和功能上的特化，稱為細(xì)胞分化（celldifferentiation）。細(xì)胞分化表現(xiàn)在內(nèi)部生理變化和形態(tài)外貌變化兩個(gè)方面，生理變化是形態(tài)變化的基礎(chǔ)，但是形態(tài)變化較生理變化容易察覺。細(xì)胞分化使多細(xì)胞植物中細(xì)胞功能趨向?qū)ｉT化，這樣有利于提高各種生理功能的效率，因此，分化是進(jìn)化的表現(xiàn)。植物體的個(gè)體發(fā)育，是植物細(xì)胞不斷分裂、生長(zhǎng)和分化的結(jié)果。植物在受精卵發(fā)育成成年植株的過程中，最初，受精卵重復(fù)分裂，產(chǎn)生一團(tuán)比較一致的分生細(xì)胞，以后，細(xì)胞分裂逐漸局限于植物體的某些特定部位，而大部分的細(xì)胞停止分裂，進(jìn)行生長(zhǎng)和分化。在種子植物的胚胎中，細(xì)胞在形態(tài)上已顯出了初步的分化，在光學(xué)顯微鏡中可看到細(xì)胞的大小、形狀、原生質(zhì)的稀稠及細(xì)胞的排列方式等隨細(xì)胞所處部位而不同。進(jìn)而，在胚胎發(fā)育成幼苗的過程中，細(xì)胞分化更為明顯，行使不同功能的細(xì)胞逐漸形成與之相適應(yīng)的特有的形態(tài)，即在植物體中分化出了各種不同類型的細(xì)胞群，從而使植物體的成熟部分具有了復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)發(fā)育上，植物越進(jìn)化，細(xì)胞分工越細(xì)致，細(xì)胞的分化就越劇烈，植物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也就越復(fù)雜。單細(xì)胞和群體類型的植物，細(xì)胞不分化，植物體只由一種類型的細(xì)胞組成。多細(xì)胞植物，細(xì)胞或多或少分化，細(xì)胞類型增加，植物體的結(jié)構(gòu)趨向復(fù)雜化。被子植物是最高等的植物，細(xì)胞分工最精細(xì)，物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸，養(yǎng)分的制造、貯藏，植物體的保護(hù)、支持等各種功能，幾乎都由專一的細(xì)胞類型分別承擔(dān)，因此，細(xì)胞的形態(tài)特化非常明顯，細(xì)胞類型繁多，使被子植物成為結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，功能最完善的植物類型。細(xì)胞分化是一個(gè)復(fù)雜的問題，同一植物的所有細(xì)胞均來自于受精卵，它們具有相同的遺傳物質(zhì)，但它們卻可以分化成不同的形態(tài)；即使同一個(gè)細(xì)胞，在不同的內(nèi)外條件下也可能分化成不同的類型。那么，細(xì)胞為什么會(huì)分化成不同的形態(tài)？如何去控制細(xì)胞的分化使其更好地為人類所利用？這些問題已成為當(dāng)今植物學(xué)領(lǐng)域最使人感興趣的問題之一。從本世紀(jì)初開始，在這一領(lǐng)域開展了廣泛地探索，逐漸了解分化受多種內(nèi)外因素的影響，例如，細(xì)胞的極性、細(xì)胞在植物體中的位置、細(xì)胞的發(fā)育時(shí)期、各種激素和某些化學(xué)物質(zhì)，以及光照、溫度、濕度等物理因素都能影響分化。實(shí)驗(yàn)形態(tài)學(xué)就是用各種實(shí)驗(yàn)手段，在整體或離體的情況下研究細(xì)胞分化和植物形態(tài)建成的一門植物學(xué)分支學(xué)科，細(xì)胞和組織培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)形態(tài)學(xué)的重要研究手段之一，它的方法是把植物體的一個(gè)器官、一種組織或單個(gè)細(xì)胞從植物體取出后放在玻璃容器里，并在供給適當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的條件下，使它們得以繼續(xù)生存或進(jìn)一步有序地分化成組織和器官。由于這一研究方法減少了植物體其他部分的干擾，并可在預(yù)知的條件下控制和調(diào)節(jié)細(xì)胞的活動(dòng)，而且易于觀察，因此，對(duì)研究分化機(jī)理具有重要意義，可以成為利用整體植物進(jìn)行研究時(shí)的一種理想補(bǔ)充。近20年來，利用組織培養(yǎng)的方法，不但在探索植物學(xué)的基本理論問題上已成為一個(gè)重要的手段，而且在應(yīng)用上也逐漸表現(xiàn)出它的巨大潛力，如在遺傳育種、保持優(yōu)良種質(zhì)、加速經(jīng)濟(jì)植物的無(wú)性繁殖、保持無(wú)病毒品系、植物次生代謝產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等的應(yīng)用中，取得了越來越多的成功?？梢灶A(yù)料，隨著農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝等學(xué)科發(fā)展的需要，應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)于理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面都將有更廣泛而深入的發(fā)展。植物營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)植物生長(zhǎng)可歸結(jié)與細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化兩個(gè)主要過程。所謂生長(zhǎng)