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文檔簡介

楚雄師范學院課程教案課程名稱:植物生物學課程代碼:0500000144課程性質:必修課開課單位:化學與生命科學系主講教師:梁曉華教師職稱:副教授2007年8月植物生物學課程基本情況(一)授課專業(yè):生物技術、科學教育(二)學時學分:總學時72周4學時,4學分(三)使用教材:楊繼主編《植物生物學》(第2版),高等教育出版社,2007年3月版。(四)教學參考書1.周云龍著:《植物生物學》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時萬著:《植物學》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。(五)教學方法:課堂講授,啟發(fā)式教學,課堂討論,提問式教學,師生互動。(六)教學手段:多媒體教學(七)考核方式:閉卷考試,口試。(八)學生創(chuàng)新精神與實踐能力的培養(yǎng)方法:

1、注意講清本課程中的基本概念和基本理論,在保持課程的科學性及系統(tǒng)性的基礎上,應突出重點、難點,并努力反映本學科的新成就,新動向,注意理論的實踐性和地區(qū)性。

2、教學過程中要充分利用實物、計算機輔助教學軟件等,使理論與實際相結合,同時擴大學生的知識面。

3、有一部分內容要求學生自學。學生自學部位不占總學時,但仍然是大綱要求掌握內容。學生自學部分,采用由教師提示,學生課后自學并提出問題,老師課后解答的方式。

4、必要時對重點章節(jié),可在講授基礎上,提出一些新問題,引導學生查閱資料,并進行課后分小組討論,作出書面作業(yè),以培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力等。5、期中考采用口試的方法以提高學生的表達能力。6、實驗課單獨開設,對學生的基本實驗技能進行系統(tǒng)的訓練,同時在考核中結合操作考試,以培養(yǎng)學生的動手能力。(九)學習規(guī)范要求:嚴格考勤,注重學生課堂表現(xiàn)及課堂參與情況;每個章節(jié)后的作業(yè)要求全部作出書面作業(yè),每周交作業(yè)一次,記入平時成績(占總成績的10%)。緒論教學時數(shù):2學時教學目的與要求:掌握植物生物學的研究對象、內容、基本任務,領會植物生物學在生命科學中的地位,以及植物在自然界、人類生活和國民經濟發(fā)展中的意義。教學重點:植物生物學的研究對象、內容、基本任務,領會植物生物學在生命科學中的地位。教學難點:地球上植物的產生;植物生物學在生命科學中的地位以及植物在自然界、人類生活和國民經濟發(fā)展中的意義。方法手段:談話法、啟發(fā)式教學,課堂討論。本章主要閱讀文獻資料:1.周云龍著:《植物生物學》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時萬著:《植物學》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。教學內容:第一節(jié)植物在自然界和人類生活中的作用第二節(jié)地球上植物的產生第三節(jié)植物與植物生物學(拓展)植物科學的發(fā)展簡史和當代植物科學的發(fā)展趨勢(拓展)學習植物生物學的目的、要求和方法第一節(jié)植物在自然界和人類生活中的作用一、植物是自然界中的第一性生產者,即初級生產者二、植物在維持地球上物質循環(huán)的平衡中起著不可替代的作用三、植物為地球上其他生物提供了賴以生存的棲息和繁衍場所四、植物在調節(jié)氣溫、水土保持,以及在凈化生物圈的大氣和水質等方面均有極其重要的作用第二節(jié)地球上植物的產生一、地球上原始生命誕生的時間在距今37-38億年前。二、無機小分子有機小分子有機高分子多分子體系原始生命三、原始生命誕生之初—距今19億年前,地球表面是水生細菌和藍藻生物的世界(原核生物時代);(一)大約4億年前,維管植物出現(xiàn)。(二)生物進化的歷史進程前寒武紀——34億年前:單細胞原核生物20億年前:單細胞真核藻類8億年前:多細胞生物寒武紀:生物大爆發(fā),藻類、蕨類植物古生代——奧陶紀和志留紀:植物由水生到陸生的進化泥盆紀:裸蕨植物時代石炭紀:蕨類植物時代二疊紀:裸子植物繁茂中生代—裸子植物時代三疊紀:侏羅紀:白堊紀:恐龍滅絕、昆蟲和有花植物分化新生代—被子植物時代第三紀:昆蟲與被子植物繼續(xù)繁盛分化、出現(xiàn)鳥類和大量哺乳動物第四紀:靈長類一支進化為人類第三節(jié)植物與植物生物學 一、植物特征:(一)具有固著生活方式(二)具有細胞壁(纖維素的網(wǎng)狀結構)(三)有含葉綠體,能進行光合作用,合成有機物質。自養(yǎng)生物(四)具有永久分生組織、不斷生長、分化,在植物個體發(fā)育中一直保持分裂能力、生長、分化,形成器官(五)成熟細胞中有中央大液泡二、植物學:是研究植物形態(tài)結構、生殖、系統(tǒng)發(fā)育與分類的科學三、植物生物學:以植物為主要對象,從不同層次(生態(tài)系統(tǒng)、生物群落、居群、個體、器官、組織、細胞、分子)研究植物體的形態(tài)、結構和功能,研究植物生長發(fā)育的生理與生化基礎,研究植物與環(huán)境之間的相互關系及相互作用,研究植物多樣性的產生和發(fā)展的過程與機制,以揭示植物個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育過程中的基本規(guī)律的科學(拓展)植物科學的發(fā)展簡史和當代植物科學的發(fā)展趨勢一、植物科學的發(fā)展簡史(一)、本草學階段:16世紀末以前,以實用為目的(二)、博物學階段:16世紀末至1859年,意大利西沙爾比諾以生殖器官作為分類基礎,使植物學和實用的本草區(qū)別開來。主要是大量采集描述,指導思想是神創(chuàng)論。(三)、生物科學階段:1859—1953年,指導思想是進化論,注重進化關系,力求建立符合自然演化結果的系統(tǒng)關系(四)、生命科學階段:1953年DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn),研究從器官細胞水平進入到分子水平,也即進入到探索生命現(xiàn)象本質的階段二、當代植物科學的發(fā)展趨勢方向(一)兩極分化又相互融合:1.在微觀領域從分子水平探索生物的結構、過程與機理,以揭示生物界的高度統(tǒng)一性;2.在宏觀領域研究生物圈與大氣圈、水圈、巖石圈的相互作用,及宇宙射線作用與無重力世界中的生命行為(二)各分支學科交叉滲透、相互推動(三)從定性走向定量(四)從實驗走向證明(五)在解決人類面臨的重大問題中植物學將發(fā)揮重要作用:如發(fā)展designcrop等(拓展)學習植物生物學的目的、要求和方法一、學什么(一)基本的概念和定義(二)植物的形態(tài)和結構(三)功能和意義(四)生物學過程二、如何學習植物生物學三、把握生命的層次個體→器官→組織→細胞→細胞器→分子→原子分子生物學;進化生態(tài)宏觀生物學四、植物生物學是一門實驗科學要通過觀察、對比、分析、實驗等,并在理論學習的基礎上和實際聯(lián)系起來,才會對植物學的知識有一個比較完整和比較深刻的理解。五、生物是活的東西一定要用活的眼光來學習,如在植物發(fā)育的不同階段,有不同的形態(tài)、生理特征等本章要點:植物生物學的研究對象、內容、基本任務;植物生物學在生命科學中的地位以及植物在自然界、人類生活和國民經濟發(fā)展中的意義。教學內容的深化和拓寬:植物科學的發(fā)展簡史和當代植物科學的發(fā)展趨勢;學習植物生物學的目的、要求和方法。本章思考題:1.地球上的生命是如何產生的?在現(xiàn)今的環(huán)境條件下,生命起源的過程還會在地球表面發(fā)生嗎?2、為什么在太陽系中只有地球上有豐富多樣的生命?這與植物有什么關系?3.你認為“五界系統(tǒng)”的劃分合理嗎?還有其他更好的劃分方法嗎?4、什么是植物?你如何區(qū)分動物和植物?5、在你的生活經歷中,是否有一些植物吸引了你得特別注意?是否有一些植物生命活動的現(xiàn)象你覺得有趣但又不知道問什么?教學總結與反思:拓展教學內容后效果好,增加了學生的學習興趣,擴大和加深了學生的知識面。第一章植物體的結構基礎—細胞教學時數(shù):10學時。教學目的與要求:識記細胞的基本結構和細胞有絲分裂的過程,分析植物細胞結構與功能的關系,綜合應用構成植物體的各種類型組織的結構特征及它們之間的關系和生理機能。教學重點:細胞膜的結構及特點、細胞質的結構及細胞器的種類及功能、細胞核的結構和功能。植物細胞分裂的特點;植物細胞有絲分裂的過程及各時期的細胞形態(tài)特征。植物組織的概念、分類和各類組織的結構特點。教學難點:細胞壁的基本構造及化學組成、細胞膜的結構及特點。植物細胞有絲分裂的過程及各時期的細胞形態(tài)特征,植物體生長、發(fā)育的內因。植物組織的概念、分類和各類組織的結構特點。方法手段:談話法、啟發(fā)式教學,課堂討論。本章主要閱讀文獻資料:1.周云龍著:《植物生物學》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時萬著:《植物學》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。教學內容:第一節(jié)植物細胞的形態(tài)與結構細胞是構成植物體的基本單位,植物細胞的形狀、大小、結構及后含物,原核細胞和真核細胞。第二節(jié)植物細胞的周期與增殖細胞周期,有絲分裂,無絲分裂,減數(shù)分裂。第三節(jié)植物細胞的生長、分化和組織形成組織與器官的概念,植物組織的類型,組織系統(tǒng)。第一節(jié)植物細胞的形態(tài)與結構一、顯微鏡的發(fā)明(一)300多年前Leeuwenhoek制造出世界上最早的顯微鏡。1665年RobertHooke用自制的顯微鏡觀察軟木切片,發(fā)現(xiàn)軟木由很多“小室”構成,形似蜂窩狀的小格子,他稱其為“cell”,這就是細胞。(二)1838年德國植物學家Schleiden,1839年德國動物學家Schwann先后發(fā)現(xiàn)細胞是組成生物體的基本單位。二、細胞的基本概念(一)1855年,德國醫(yī)生和細胞學家Virchow指出,細胞來自于細胞。(二)細胞學說可以歸納為以下兩點:1所有生物都由細胞和細胞的產物組成;2新的細胞必須經過已存在的細胞分裂而產生。(三)細胞是生命活動的基本單位;(四)細胞是生命的基本結構單位,所有生物都是由細胞組成的;(六)細胞是生命活動的功能單位,一切代謝活動均以細胞為基礎;(七)特化的細胞分工合作,共同完成復雜的生命活動;(八)細胞是生殖和遺傳的基礎與橋梁;具有相同的遺傳語言;(九)細胞是生物體生長發(fā)育的基礎。細胞學說的建立說明了動、植物有機界的統(tǒng)一性。恩格斯曾給予高度評價,把它列為十九世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一。三、植物細胞的形態(tài)與結構(一)植物細胞的形狀與大小1、植物體由細胞構成(單細胞或多細胞)2、細胞的大小通常在20-50mm之間植物細胞的大小差異很大,通常以μm——微米來計算,1μm=10-6m,1?=10-4μm=10-10m,1nm=10-9m,細胞的直徑一般為20-50μm,由于細胞如此之小,因此,肉眼一般不能直接分辨出來,必須要在顯微鏡下才能觀察。但西紅柿、西瓜的果肉細胞直徑較大,可達1mm,肉眼可見。苧麻的纖維長度為55cm。在同一植物體內,不同部位細胞的體積有明顯的差異,這種差異往往與各部分細胞的代謝活動及細胞功能有關。一般講,生理活躍的細胞常常較小,而代謝活動弱的細胞,則往往較大,例如根、莖頂端的分生組織細胞,就比代謝較弱的各種儲藏細胞明顯的要小。3、細胞的形態(tài)多樣,球形、多面體、立方體、長形等由于植物體是多細胞體,細胞彼此間相互擠壓,呈多面體,長寬近于相等,根尖、莖尖生長錐中的分生組織細胞近于等徑,細胞的形狀為14面體。但這種理想化的細胞形狀很難見到。一般看到的有球形、橢球形、多面體、紡錘形、柱狀體等等。細胞的形狀由它所處的位置和執(zhí)行的功能有關,是由遺傳因素也就是細胞核控制的。四、植物細胞的基本結構(一)原生質體原生質體的概念:構成生活細胞的除細胞壁以外所包含的各部分。原生質的概念:構成原生質體的主要物質稱為原生質。細胞中具有生命的物質基礎。原生質是生命活動的物質基礎,細胞內的一切代謝活動都在原生質內進行。包括質膜、細胞質和細胞核。細胞質又包括細胞器和胞基質1、質膜(plasmamembrane):又稱為生物膜,是原生質體表面的一層薄膜,由脂類,蛋白質和糖等組成。質膜厚度為75-100?,質膜橫斷面在電鏡下呈現(xiàn)“暗-明-暗”三條平行帶,暗帶為蛋白質分子組成,明帶為脂類物質組成,稱為單位膜。質膜具有“選擇透性”,因而能控制細胞內外物質的交換。質膜的功能:(1)物質跨膜運輸(2)能量轉換(3)代謝調節(jié)(4)細胞識別(5)抗逆性(6)信號轉導(7)纖維素的合成和微纖絲的組裝2、細胞質:包括細胞器和胞基質(1)胞基質細胞質中除細胞器以外的膠狀物質稱為細胞基質,電子顯微鏡下為無特殊結構的細胞質部分,細胞骨架和各種細胞器,以及細胞核都包埋于其中?;瘜W成份:小分子化合物包括水、無機鹽、溶解的氣體、糖類、氨基酸及核苷酸;大分子化合物包括蛋白質、RNA和酶類。理化性質:活細胞的胞基質處于不斷運動狀態(tài),它能帶動其中的細胞器,在細胞內做有規(guī)則的持續(xù)流動,這種運動稱胞質運動。功能:是細胞之間物質運輸和信息傳遞的介質;細胞代謝的重要場所;為各類細胞器行使功能提供必需的原料。(2)細胞器:散布于細胞質內具有一定結構和功能的原生質微結構或微器官。第一:質體(Plastid):與糖類合成和儲藏有關(分成葉綠體(chloroplast),有色體(chromoplast)和白色體(leucoplast)三種)葉綠體chloroplast:綠色,植物體綠色部分如葉片、嫩莖皮層細胞可找到葉綠體。高等植物的葉綠體形狀大小比較接近,呈卵形而略扁,直徑為4-10μm,厚度為1-2μm。在低等植物中,葉綠體有各種形狀,如杯狀、帶狀和各種不規(guī)則形狀。葉綠體的構造:具雙層膜:內膜和外膜。膜內充滿無色溶膠狀態(tài)的基質,基質中有基粒,基粒由圓盤狀類囊體疊合而成,稱基粒片層,基粒有膜,基粒之間有基質片層相聯(lián)系?;;蚧|有光合作用所需的各種酶,分別完成光合作用中不同的化學反應,光反應在基粒上進行,暗反應在基質中進行。有色體chromoplast:含黃素和胡蘿卜素及類胡蘿卜素,呈橙紅、橙黃的顏色。存在于植物的花瓣、果實和根中,如番茄、辣椒果實,胡蘿卜根。有色體形狀多樣:球形、橢圓形、紡錘形等,能積聚淀粉和脂類物質,使植物的果實、花瓣呈現(xiàn)鮮艷的顏色,吸引動物、昆蟲,有利于傳粉和果實種子的傳播。白色體leucoplast:不含色素,呈顆粒狀,多見于幼嫩或不見光的組織細胞中,多見于貯藏器官如塊根、塊莖,番薯、馬鈴薯,植物種子的胚。莖頂?shù)姆稚M織中,質體因無色,稱前質體,有的含原葉綠素,見光變綠。白色體近球形,在細胞生長過程中能積累淀粉,稱為淀粉體(amyloplast),或參與油脂的形成,稱為造油體(elaioplast),儲藏蛋白質的稱為蛋白體。三種質體在一定的條件下可以發(fā)生轉變。第二:線粒體(mitochondrium)由雙層單位膜構成,外面一層稱外膜,內膜向內形成管狀突起稱“嵴”,呈隔板狀,在嵴上附有很多功能與呼吸作用有關的酶,由于“嵴”的形成增大了內膜的表面積,“嵴”與“嵴”之間是一些可溶性的蛋白質稱基質matrix,由蛋白質、類脂組成。線粒體是細胞進行呼吸作用的重要場所,其呼吸釋放出大量能量——把糖、蛋白質、脂肪等(含能物質)氧化產生CO2和水——這一過程中產生能量被傳遞到含磷的分子中,形成含高能量的三磷酸腺苷ATP,并透過膜傳遞到細胞的其他部分,提供各種代謝活動的需要。線粒體是釋放能量的中心,被形容為“細胞的動力工廠”第三:內質網(wǎng)細胞質內由膜組成的一系列片狀的囊腔和管腔,彼此相通形成一個隔離于細胞基質的管道系統(tǒng)。內質網(wǎng)有兩種,在膜的外側附有有許多核糖體顆粒的,稱為粗糙內質網(wǎng)(roughER),在膜的外側不附有核糖體的,稱為光滑內質網(wǎng)(SmoothER)。由于內質網(wǎng)是核糖體集中分布的場所,而核糖體是合成蛋白質的細胞器,因而推測粗糙內質網(wǎng)與蛋白質的合成有關。光滑內質網(wǎng)主要合成和運輸脂類和多糖。內質網(wǎng)可與細胞壁的形成有關。內質網(wǎng)可與核膜的外膜、質膜相連,甚至通過細胞壁的胞間連絲而與相鄰細胞的內質網(wǎng)發(fā)生聯(lián)系。因此有人認為內質網(wǎng)構成一個細胞內和細胞間物質運輸?shù)墓艿老到y(tǒng)。第四:核糖體ribosom又稱核糖核蛋白體,長圓形或球形,直徑為15-25nm,主要成份是RNA和蛋白質,大量分布在細胞質中和附著在內質網(wǎng)的外表面。核糖體是細胞中蛋白質合成的中心。在執(zhí)行蛋白質合成功能時,多個核糖體常串聯(lián)在一起,形成多核糖體。由轉移核糖核酸t(yī)RNA將胞基質中的氨基酸運至核糖體處,在那里按信使核糖核酸mRNA模板將氨基酸合成各種蛋白質。核糖體被喻為“蛋白質的的裝配機器”。第五:高爾基體是一些聚集的扁的小囊和小泡。是細胞分泌物的加工和包裝場所,最后形成分泌泡將分泌物排出體外。高爾基體還與植物分裂時的新細胞壁和細胞膜的形成有關。第六:液泡(vacuole):細胞代謝產物的儲藏場所被一層液泡膜(tonoplast)所包被,膜內充滿細胞液(cellsap),主要有水分、糖、單寧、有機酸、植物堿、花色素、無機鹽等。液泡中含有花色素(主要是花青素anthocyanidin),致使花瓣具有鮮艷的顏色?;ㄇ嗨仉SpH不同其色澤可變,堿性時呈蘭色,中性時呈紫色,酸性時呈紅色。滲透調節(jié);貯藏;消化。細胞學家把細胞質中凡是由單層膜所包圍的小泡,稱為液泡系(vacuome),包括液泡、溶酶體、圓球體、微體等。第七:溶酶體是單層膜小泡,由高爾基體斷裂而產生,內含多種水解酶,可催化蛋白質、核酸、脂類、多糖等生物大分子,消化細胞碎渣和從外界吞入的顆粒。第八:微體(micribady):單層膜根據(jù)所含酶的不同分為:過氧化物酶體和乙醛酸體兩種。過氧化物酶體:存在于高等植物的綠色細胞內,常與葉綠體、線粒體相配合,參與乙醇酸循環(huán),將光合作用產生的乙醇酸轉化成已糖。乙醛酸循環(huán)體:油料作物(蓖麻、向日葵)種子萌發(fā)時,與圓球體和線粒體配合,把儲藏脂肪轉化成糖類。第九:圓球體(spherosome):半單位膜功能:脂肪的儲藏和水解。第十:細胞骨架(cytoskeleton)微絲(microfilament,MF):細絲狀結構,直徑6—8nm。微管(microtubule,MT):細長、中空的管狀結構,外徑25nm。中間纖維(intermediatefilament,IF):細長管狀結構,直徑10nm。功能:在細胞中起支架作用,保持細胞一定的形狀。也可能與細胞壁的增厚有關。與細胞的移動和細胞質運動有密切關系。第十一:內膜系統(tǒng)(endomembranesystem)具膜的細胞器與核膜一起,在細胞質基質中,彼此相關,甚至相通,組成一個復雜的膜系統(tǒng),成為一個功能上連續(xù)統(tǒng)一的細胞內膜,稱為內膜系統(tǒng)。物質貯藏、運輸、交換。有利于能量的轉換、傳遞。有利于信息的管理、代謝活動的進行。3、細胞核通常一個細胞只有一個細胞核,偶有雙核或多核。細胞核一般圓球形,直徑約10-20mm。細胞核由核膜、核質和核仁等部分組成。(1)核膜:為核最外的一層與細胞質分界的薄膜。結構:由內外二層膜構成,膜上有許多小孔,稱核孔。功能:核膜是核和細胞質之間的屏障和通道。核孔和膜的非孔部分具有不同程度的通透性,可以進行物質和信息的交流。(2)染色質:是細胞核中遺傳物質存在的主要形式,其主要成分是DNA和蛋白質。(3)核仁:含大量RNA和蛋白質,是核糖體RNA的合成、加工及核糖體亞單位的裝配場所。(4)核基質:染色質和核仁都被液態(tài)的核基質所包圍。(二)細胞壁(cellwall)1、細胞壁的結構:胞間層,初生壁,次生壁。(1)胞間層intercellularlayer:又稱中膠層。相鄰兩細胞共有的一層薄膜,主要成份為果膠質(果膠酸鈣和果膠酸鎂),將相鄰細胞鏈接起來。在酸堿溶液中果膠酸酶能夠分解果膠質。麻類作物拔下后要放在水里浸泡,叫“漚麻”,就是利用細菌產生的果膠酶將纖維細胞間的果膠質溶解成分離的纖維細胞。(2)初生壁primarywall:細胞生長過程中,原生質體分泌出纖維素、半纖維素、果膠質附加在中膠層的兩面,構成初生壁,也即,初生壁是細胞停止生長以前所形成的細胞壁部分。初生壁薄,厚1-3μm,富有彈性,可塑空間大,適應細胞生長時體積增大。(3)次生壁secondarywall:細胞停止生長后,原生質體分泌纖維素、半纖維素、木質素附加在初生壁上,使細胞腔越來越小。電子顯微鏡下,次生壁可以分成三層:外層,中層,內層。次生壁質地堅硬,有較強的機械支持作用。纖維和石細胞等典型具次生壁的細胞,細胞壁有5層結構:胞間層、初生壁和三層次生壁。并不是所有細胞都有次生壁加厚,常見的有纖維、導管、管胞、石細胞停止增大體積后,有次生壁加厚。2、細胞壁的成分:細胞壁的主要組成物質可分為構架物質和襯質。構架物質主要是纖維素(C6H10O5),纖維素分子聚合成微纖絲,微纖絲交織成網(wǎng),構成了細胞壁的基本構架。100個纖維素分子組成1個分子團,20個分子團組成一條微纖絲。襯質填充于微纖絲“網(wǎng)”的空隙中。由微纖絲再聚集成較粗的纖絲,稱大纖絲,大纖絲間也充滿襯質。細胞生長過程中,細胞可擴展,細胞中壁可加厚,由原生質體合成的物質,木質素、角質、栓質、硅質可滲入到微纖絲組成的構架中去。初生壁的微纖絲交織成疏松的網(wǎng)狀,網(wǎng)眼中有水、果膠質、半纖維素、木質素、角質,呈溶解狀態(tài),使初生壁柔軟,具有彈性。次生壁的微纖絲排列近于平行,方向不一致,風外層垂直于中軸,中層與中軸成一定交角。3、細胞壁的亞顯微結構:電鏡下,構成細胞壁的結構單位是微纖絲(microfibril),由纖維素分子束(微團)聚合而成。微纖絲相互交織成網(wǎng)狀,構成細胞壁的基本框架,果膠、木質、栓質等填充于微纖絲“網(wǎng)”的空隙中。微纖絲再聚集成較粗的纖絲,叫大纖絲(macrofibril)。微纖絲是在質膜表面合成的,其在細胞壁上的沉積方向由分布在質膜內的微管決定;微纖絲排列方向的不同就形成了不同的細胞壁層次。4、胞間連絲(plasmodesmata)細胞壁生長時并非均勻增厚,在初生壁上有一些較薄的區(qū)域叫初生紋孔場(primarypitfield),其上有許多小孔,細胞的原生質細絲通過這些小孔,與相鄰細胞相連。穿過細胞壁,溝通相鄰細胞的原生質細絲,稱為胞間連絲。胞間連絲是細胞原生質體間進行物質運輸和信號傳導的橋梁。電鏡下,胞間連絲是直徑40nm的管狀結構,相鄰細胞的質膜通過胞間連絲相互連接起來,內質網(wǎng)也相連。通過胞間連絲結合在一起的原生質體,稱共質體(symplast)。共質體以外的部分,稱質外體(apoplast),包括細胞壁、細胞間隙和死細胞的細胞腔。共質體運輸:通過胞間連絲的物質運輸稱為共質體運輸;質外體的運輸:通過細胞壁和胞間隙的物質運輸稱為質外體運輸。5、紋孔pit:次生壁加厚時,在初生壁上紋孔場的部位則不加厚,形成的凹陷區(qū)域稱為紋孔。相鄰兩個細胞的紋孔通常是成對出現(xiàn)的,稱紋孔對。紋孔膜:將一對紋孔隔開的薄膜稱紋孔膜,紋孔膜實際上就是胞間層+兩側初生壁。紋孔口:紋孔在細胞腔的開口。紋孔腔:從紋孔到紋孔膜之間的空腔。單紋孔:紋孔腔呈圓柱形,如纖維、石細胞、薄壁組織。具緣紋孔:紋孔周圍的次生壁離開初生壁隆起成一拱形結構,使紋孔具有隆起的邊緣,紋孔腔呈圓錐形。紋孔塞:裸子植物管胞上具緣紋孔,紋孔膜的中央加厚膨大形成。紋孔道:由具緣紋孔至紋孔膜之間的垂直空間,紋孔塞緣:紋孔塞周圍。具緣紋孔有三個同心圓:最內:紋孔口邊緣。中間:紋孔塞邊緣。最外:紋孔緣邊緣。6、細胞間隙intercellularspace:在細胞生長過程中,細胞壁的中膠層(胞間層)部分溶解,形成一些空隙,稱為細胞間隙。具物質運輸、通氣、貯藏氣體的作用。(三)植物細胞的后含物1、貯藏的營養(yǎng)物質(1)淀粉(starch):形式:以顆粒狀態(tài)存在,稱為淀粉粒(starchgrain)。鑒定:用碘—碘化鉀溶液染色時,通常呈藍黑色。形成淀粉粒時,先從一個點(臍點)開始,向外層層沉積,形成許多同心的層次——輪紋(直鏈淀粉和支鏈淀粉交替沉積而成)。單粒淀粉粒:只有一個臍點。復粒淀粉粒:有2個以上臍點,每個臍點有各自的輪紋。半復粒淀粉粒:2個以上臍點,各臍點除有本身的輪紋外,還有共同的輪紋包圍。(2)蛋白質:擬晶體,其晶體與無機鹽結晶不同,常呈方形,因此叫擬晶體(crystalloid);湖粉粒:由一層膜包裹成的圓球狀顆粒。(3)脂肪(fat)和油類(oil)形式:以固體或油滴的形式存在于細胞質中,是細胞中含能量最高而體積最小的貯藏物質,常存在于種子、胚和分生組織細胞中。2、生理活性物質含量很少,但對細胞生命活動起著非常重要作用的物質,統(tǒng)稱為生理活性物質。包括酶、維生素、植物激素、殺菌素等。保證細胞內一切生化反應的正常進行;調節(jié)和控制植物生長、發(fā)育、繁殖以至遺傳、變異等一系列生命活動過程。3、其它物質糖類、有機酸、單寧、花青素、植物堿、精油、晶體等。植物細胞內的晶體主要是草酸鈣晶體,稀碳酸鈣晶體,存在于液泡中。單晶:棱柱狀或角錐狀。針晶:針狀,常聚集成束。簇晶:球狀,由許多單晶聯(lián)合形成,每個單晶的尖端都突出于晶簇的表面。第二節(jié)植物細胞的周期與增殖一、細胞周期有分裂能力的細胞,從一次分裂結束到下一次分裂結束所經歷的一個完整過程稱為一個細胞周期。典型的細胞周期可包括間期和細胞分裂期兩部分。間期包括一個DNA合成期(S期)及S期前后兩個間隙期(G1期,G2期)。細胞分裂期則包括有絲分裂和胞質分裂兩個主要過程。細胞周期的持續(xù)時間:不同物種、不同組織細胞周期所經歷的時間不同。一般來說,凡DNA含量高,細胞周期持續(xù)時間較長。溫度條件的影響非常顯著,如向日葵根尖分生組織細胞,25℃時7.8h,20℃12.5h,15℃23.2h,10℃46h。細菌在適宜條件下,每20min分裂一次。周期中各個時期的長短一般以S期最長,M期最短,G1和G2期變動較大。如紫露草根尖細胞的周期約20h,間期約17.5h(G1期4h,S期10.8h,G2期2.7h),M期2.5h(前期1.6h,中期0.3h,后期及末期0.6h)。G0期細胞、周期細胞與終端分化細胞:有些細胞在形成之后不再進行DNA的復制,即細胞周期停止于G1期,脫離了細胞周期,不再進行分裂,可視為G0期細胞。但在一定條件下,可恢復分裂能力,重新進入細胞周期。有些細胞能連續(xù)分裂,從不進入G0期,屬周期細胞。還由一些細胞不可逆地脫離了細胞周期,失去分裂能力,為終端化細胞。二、有絲分裂有絲分裂是真核細胞分裂最普遍的形式。在有絲分裂過程中,細胞的形態(tài),尤其是細胞核的形態(tài)發(fā)生明顯的變化,出現(xiàn)了染色體(chromosome)和紡錘絲(spindlefiber),有絲分裂由此得名。1、核分裂核分裂是一個連續(xù)的過程,從細胞核內出現(xiàn)染色體開始,經一系列的變化,最后分裂成二個子核(daughternucleus)為止。為了解說上的便利,一般將這整個的連續(xù)過程人為地劃分成幾個時期,這就不可避免地在談到一方時,要牽涉到另一方,而不能截然劃分。根據(jù)細胞核形態(tài)的變化,一般把它分成以下幾個時期:(1)間期(interphase)間期是從前一次分裂結束,到下一次分裂開始的一段時間,它是分裂前的準備時期。處于間期的細胞,在形態(tài)上一般沒有十分明顯的特征,細胞核的結構像前面描述的那樣,呈球形,具有核膜、核仁,染色質不規(guī)則地分散于核液中。然而,間期細胞的細胞質很濃、細胞核位于中央并占很大比例、核仁明顯,反映出這時的細胞具有旺盛的代謝活動。經細胞化學測定,間期細胞進行著大量的生物合成,如RNA的合成,蛋白質的合成,DNA的復制等,為細胞分裂進行物質上的準備。同時,細胞內也積累足夠的能量,提供分裂活動的需要。根據(jù)在不同的時期合成的物質不同,一般把整個間期分為三個階段:復制前期(G2期)、復制期(S期)和復制后期(G2期)。G2期從細胞前一次分裂結束到DNA合成開始,在此時期,主要進行RNA和各類蛋白質的合成,其中包括多種酶的合成。當細胞開始進行DNA的復制,就意味著進入S期,在此期中,DNA的復制和組蛋白的合成基本完成。接著進入G2期,在此期中,某些合成作用仍在繼續(xù)進行,但合成速度明顯下降。G2期結束后,細胞便進入分裂期(M期),分裂期又包括前期、中期、后期和末期四個時期。(2)前期(prophase)從前期開始,細胞真正進入了分裂時期。前期的特征是細胞核內出現(xiàn)染色體,隨后核膜和核仁消失,同時紡錘絲開始出現(xiàn)。在前期的稍后階段,細胞核的核仁逐漸消失,最后核膜瓦解,核內的物質和細胞質彼此混合。同時,細胞中出現(xiàn)了許多細絲狀的紡錘絲。(3)中期(metaphase)中期的細胞特征是染色體排列到細胞中央的赤道面(equatorialplane)上,紡錘體非常明顯。(4)后期(anaphase)后期的細胞特征是染色體分裂成二組子染色體(daughterchromo-some),在紡錘絲牽引下,二組子染色體分別朝相反的兩極運動。(5)末期(telophase)末期是染色體到達兩極,直至核膜、核仁重新出現(xiàn),形成新的子核。2、胞質分裂胞質分裂是在二個新的子核之間形成新細胞壁,把一個母細胞(mothercell)分隔成二個子細胞(daughtercell)的過程。在一般情況下,核分裂和胞質分裂在時間上是緊接著的,但是在有些情況下,核分裂后不一定立即進行胞質分裂,而是延遲到核經過多次重復分裂后再形成細胞壁,例如經常在種子的胚乳發(fā)育過程中所看到的那樣。甚至,有時只有核的分裂而不形成新的細胞壁,從而形成一個多核的細胞,如某些低等植物和被子植物的無節(jié)乳汁管。胞質分裂通常在核分裂后期,染色體接近兩極時開始,這時紡錘體出現(xiàn)了形態(tài)上的變化,在二個子核之間連續(xù)絲中增加了許多短的紡錘絲,形成了一個密集著紡錘絲的桶狀區(qū)域,稱為成膜體(phragmoplast)。在電子顯微鏡下顯示出,成膜體中有許多含有多糖類物質的小泡,由細胞內向赤道面運動,并在那里聚集,接著相互融合,釋放出多糖類物質,構成細胞板(cellplate),將細胞質從中間開始隔開。同時,小泡的被膜相互融合,在細胞板兩側,形成新的質膜。在形成細胞板時,成膜體由中央位置逐漸向四周擴展,細胞板也就隨著向四周延伸,直至與原來母細胞的側壁相連接,完全把母細胞分隔成二個子細胞。這時,細胞板就成為新細胞壁的胞間層的最初部分。20世紀80年代初,科學家用免疫熒光定位技術觀察到整個有絲分裂過程中微管的動態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)與染色體相似,微管的形成和分布也有一個周期性的變化規(guī)律:在間期細胞中,微管在質膜下環(huán)繞細胞的長軸成環(huán)狀排列,并較均勻分散,稱為周質微管。到早前期,微管集中到細胞中部赤道面的位置,在原生質體的外周,環(huán)繞細胞核緊密平行地排列成一個環(huán),稱早前期帶,同時,其他部位的微管基本消失。以后,隨細胞分裂的進行,早前期帶逐漸松解、消失,繼而出現(xiàn)紡錘體微管和后期的成膜體微管。微管在細胞周期中的這種變化規(guī)律稱微管周期(microtubulecycle)。在微管周期中早前期帶的位置精確地標出了以后細胞板出現(xiàn)的位置,也就是說,早前期帶在較早的時期就決定了細胞的分裂方向。而在植物的發(fā)育過程中,細胞的分裂方向與以后組織的分化和器官的形成有密切的相關性。因此,對植物發(fā)育中微管的作用、影響微管的合成和分布的因素、進而控制微管的研究已成為植物細胞學上重要的研究領域之一。3.有絲分裂的特點和意義在有絲分裂過程中,每次核分裂前必須進行一次染色體的復制,在分裂時,每條染色體裂為二條子染色體,平均地分配給兩個子細胞,這樣就保證了每個子細胞具有與母細胞相同數(shù)量和類型的染色體。決定遺傳特性的基因既然存在于染色體上,因此,每一子細胞就有著和母細胞同樣的遺傳性。在子細胞成熟時,它又能進行分裂。在多細胞的植物生長發(fā)育時期,出現(xiàn)無數(shù)的細胞分裂,而每一個細胞以后的分裂,基本上又按上述的方法進行。因此,有絲分裂保證了子細胞具有與母細胞相同的遺傳潛能,保持了細胞遺傳的穩(wěn)定性。三、無絲分裂無絲分裂又稱為直接分裂或非有絲分裂。它的分裂過程較簡單,分裂時,核內不出現(xiàn)染色體,不發(fā)生像有絲分裂過程中出現(xiàn)的一系列復雜的變化。無絲分裂有多種形式,最常見的是橫縊式分裂,細胞核先延長,然后在中間縊縮、變細,最后斷裂成二個子核。另外,還有碎裂、芽生分裂、變形蟲式分裂等多種形式,而且,在同一組織中可以出現(xiàn)不同形式的分裂。無絲分裂與有絲分裂相比,速度較快,耗能較少。物理化學和細胞化學證明無絲分裂產生的二個子核,具有質上的區(qū)別。四、減數(shù)分裂植物在有性生殖的過程中,都要進行一次特殊的細胞分裂,這就是減數(shù)分裂。在減數(shù)分裂過程中,細胞連續(xù)分裂二次,但染色體只復制一次,因此,使同一母細胞分裂成的4個子細胞的染色體數(shù)只有母細胞的一半,減數(shù)分裂由此而得名。減數(shù)分裂的全過程包括二次緊相連接的分裂過程,每次分裂都與有絲分裂相似,根據(jù)細胞中染色體形態(tài)和位置的變化,各自劃分成前期、中期、后期和末期,但減數(shù)分裂整個過程,尤其是第一次分裂比有絲分裂復雜得多。1.第一次分裂(簡稱分裂Ⅰ)(1)前期Ⅰ這一時期發(fā)生在核內染色體復制已完成的基礎上,整個時期比有絲分裂的前期所需時間要長,變化更為復雜。根據(jù)染色體形態(tài),又被分為5個階段:細線期(leptotene)細胞核內出現(xiàn)細長、線狀的染色體,細胞核和核仁繼續(xù)增大。在一些植物中,細長的染色體還經過一度纏繞、縮短變粗,使輪廓清晰可見。這時,每條染色體含有二條染色單體,它們僅在著絲點處相連接。偶線期(zygotene)也稱合線期。細胞內的同源染色體(即來自父本和母本的二條相似形態(tài)的染色體)兩兩成對平列靠攏,這一現(xiàn)象也稱聯(lián)會(synapsis)。如果原來細胞中有20條染色體,這時候便配成10對。每一對含4條染色單體,構成一個單位,稱四聯(lián)體(tetrad)。粗線期(pachytene)染色體繼續(xù)縮短變粗,同時,在四聯(lián)體內,同源染色體上的一條染色單體與另一條同源染色體的染色單體彼此交叉組合,并在相同部位發(fā)生橫斷和片段的互換,使該二條染色單體都有了對方染色體的片段,從而導致了父母本基因的互換,但每個染色單體仍都具有完全的基因組。雙線期(diplotene)發(fā)生交叉的染色單體開始分開,由于交叉常常不止發(fā)生在一個位點,因此,使染色體呈現(xiàn)出X、V、8、0等各種形狀。終變期(diakinesis)染色體更為縮短,達到最小長度,并移向核的周圍靠近核膜的位置。以后,核膜、核仁消失,最后并出現(xiàn)紡錘絲。(2)中期Ⅰ各成對的同源染色體雙雙移向赤道面。細胞質中形成紡錘體。這時與一般有絲分裂中期的區(qū)別在于有絲分裂前期因無聯(lián)會現(xiàn)象,所以中期染色體在赤道面上排列不成對而是單獨的。(3)后期Ⅰ由于紡錘絲的牽引,使成對的同源染色體各自發(fā)生分離,并分別向兩極移動。這時,每一邊的染色體數(shù)目只有原來的一半。(4)末期Ⅰ到達兩極的染色體又聚集起來,重新出現(xiàn)核膜、核仁,形成二個子核;同時,在赤道面形成細胞板,將母細胞分隔為兩個子細胞。由上可知,這兩個子細胞的染色體數(shù)目,只有母細胞的一半。然后,新生成的子細胞緊接著發(fā)生第二次分裂。也有新細胞板不立即形成,而連續(xù)進行第二次分裂的。2.第二次分裂(簡稱分裂Ⅱ)分裂Ⅱ一般與分裂Ⅰ末期緊接,或出現(xiàn)短暫的間歇。這次分裂與前一次不同,在分裂前,核不再進行DNA的復制和染色體的加倍,而整個分裂過程與一般有絲分裂相同,分成前、中、后、末4個時期,前期較短,而不像分裂Ⅰ那樣復雜。前期Ⅱ核內染色體呈細絲狀,逐漸變粗短,至核膜、核仁消失。中期Ⅱ每個細胞染色體排列在赤道面上,紡錘體明顯。后期Ⅱ每條染色體的二條染色單體隨著著絲點的分裂而彼此分開,由紡錘絲牽向兩極。末期Ⅱ移向兩極的染色單體各組成一個子核,并各自形成一個子細胞。至此,整個減數(shù)分裂過程正式完成。由上可見,減數(shù)分裂中一個母細胞要經歷兩次連續(xù)的分裂,形成4個子細胞,每個子細胞的染色體數(shù)只有母細胞的一半。染色體的減半實際上是發(fā)生在第一次分裂過程中。減數(shù)分裂的生物學意義:減數(shù)分裂具有重要的生物學意義。減數(shù)分裂是與生物的有性生殖相聯(lián)系的,它發(fā)生在特殊的細胞中,通過減數(shù)分裂導致了有性生殖細胞(配子)的染色體數(shù)目減半,而在以后發(fā)生有性生殖時,二個配子相結合,形成合子,合子的染色體重新恢復到親本的數(shù)目。這樣周而復始,使有性生殖的后代始終保持親本固有的染色體數(shù)目和類型。因此,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。同時,在減數(shù)分裂過程中,由于同源染色體發(fā)生聯(lián)會、交叉和片段互換,從而使同源染色體上父母本的基因發(fā)生重組,從而產生了新類型的單倍體細胞,這就是有性生殖能使子代產生變異的原因。第三節(jié)植物細胞的生長、分化和組織形成一、植物細胞的生長概念:植物細胞的生長是細胞體積增大但細胞數(shù)量不增加。植物細胞生長有兩種方式:一是細胞伸長,是細胞吸水膨脹的結果;二是細胞實質性生長,細胞的鮮重與干重隨著體積的增加而增加。在液泡連合成中央大液泡的同時,也發(fā)展出各種細胞器,如內質網(wǎng)、質體、細胞壁增厚等。二、植物細胞的分化概念:細胞分化就是分生組織細胞在其成熟的過程中發(fā)生與其同一來源的相鄰細胞不同的變化。被子植物分化出70多種組織,這些組織都是細胞分化的結果。細胞分化建立在細胞分裂的基礎上,能夠進行細胞分裂的細胞稱為“分生組織細胞”。細胞分化包括形態(tài)結構和生理功能的變化,形成了細胞功能專門化的結構,如纖維、導管、篩管等。細胞分化的動力:精卵結合,形成合子,發(fā)展成整株植物,構成植物的每一個生活細胞都帶有父母本的全套遺傳信息,具備發(fā)成整株植物的潛在能力?,F(xiàn)代組織培養(yǎng)證明了這一點。但對于具有相同遺傳信息的細胞又分化出結構與功能很不相同的各種器官和組織,都是未解決的問題。細胞的分化肯定和遺傳有關,此外與外界環(huán)境,體內位置,細胞極性,生長素和細胞分階段裂素的水平有關。三、組織(tissue):在植物體中,具有相同來源的細胞(由一個細胞或同一群有分裂能力的細胞)分裂、生長與分化形成的細胞群稱為組織。間單組織(simpletissue):由一種類型細胞構成的組織。復合組織(compoundtissue):由多種類型細胞構成的組織。(一)植物組織的類型分生組織(meristematictissueormeristem)和成熟組織(maturetissue)。1、分生組織(1)具有持續(xù)分裂能力的細胞群。存在植物體的某些部位。(2)分生組織的類型:按在植物體上的位置分:頂端分生組織(apicalmeristem):位于莖與根的主軸和側枝的頂端,它們的分裂活動可以使根和莖不斷伸長,并在莖上形成側枝和葉,使植物體擴大營養(yǎng)面積。莖的頂端分生組織最后還將產生生殖器官。頂端分生組織細胞的特征是:細胞小而等徑,具有薄壁,細胞核位于中央并占有較大的體積,液泡小而分散,原生質濃厚,細胞內通常缺少后含物。側生分生組織(lateralmeristem):側生分生組織位于根和莖的側方的周圍部分,靠近器官的邊緣。它包括維管形成層(cambium)和木栓形成層(corkcambium)。維管形成層的活動能使根和莖不斷增粗,以適應植物營養(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組織。側生分生組織的細胞與頂端分生組織的細胞有明顯的區(qū)別,例如形成層細胞大部分呈長梭形,原生質體高度液泡化,細胞質不濃厚。而且它們的分裂活動往往隨季節(jié)的變化具有明顯的周期性。居間分生組織(intercalarymeristem):是夾在多少已經分化了的組織區(qū)域之間的分生組織,它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,例如竹子、水稻、小麥等禾谷類作物。按來源性質分:原分生組織(promeristem):原分生組織是直接由胚細胞保留下來的,一般具有持久而強烈的分裂能力,位于根端和莖端最前的位置。初生分生組織(primarymeristem):由原分生組織剛衍生的細胞組成,這些細胞在形態(tài)上已出現(xiàn)了最初的分化,但細胞仍具有很強的分裂能力,因此,它是一種邊分裂、邊分化的組織,也可看作是由分生組織向成熟組織過渡的組織。次生分生組織(secondarymeristem):次生分生組織是由成熟組織的細胞,經歷生理和形態(tài)上的變化,脫離原來的成熟狀態(tài)(即反分化),重新轉變而成的分生組織。注意:原分生組織和初生分生組織分裂的結果使器官伸長,次生分生組織的分裂結果使器官增粗。凡是由根尖、莖尖的初生分生組織細胞分裂、分化形成的成熟組織,都稱初生組織。凡是由形成層等次生分生組織的細胞所產生的成熟組織都叫次生組織。把①、②兩種分類方法結合起來看:頂端分生組織包括原分生組織和初生分生組織,而側生分生組織一般屬于次生分生組織,特別是木栓形成層是典型的次生分生組織。2.成熟組織(permanent)分生組織衍生的大部分細胞,逐漸喪失分裂能力,進一步生長和分化,形成的其它各種組織。成熟組織的類型:按其功能可分為:保護組織(protectivetissue)、薄壁組織(parenchyma)、機械組織(mechianicaltissue)、輸導組織(conductingtissue)、分泌組織(secretorytissue)。(1)保護組織:覆蓋于植物體表起保護作用,包括表皮(epidermis)和周皮(periderm)。①表皮:表皮細胞:一層板狀細胞,排列緊密,無細胞間隙(除氣孔外)。表皮外常覆蓋有角質膜。電鏡下角質膜可分為兩層:角質和蠟質(角質層)角質膜角質和纖維素(角化層)氣孔器:氣孔器——氣體進出植物體的門戶。由二個特殊的保衛(wèi)細胞和它們間的開口——氣孔共同組成。保衛(wèi)細胞成腎形或啞鈴形,含葉綠體,具特殊不均勻增厚的細胞壁,通過改變細胞的形態(tài),而使氣孔開放或關閉。表皮毛:單細胞或多細胞的表皮毛,具有保護及防止水分喪失的功能。腺毛:具分泌功能的表皮毛。非腺毛:不具分泌功能。毛的形態(tài)、類型,表皮的結構,角質膜的紋飾等均可作為植物分類的鑒別依據(jù)。根表皮:根表皮具薄的細胞壁和薄的角質層。某些根表皮細胞外壁向外延伸,形成管狀突起,形成根毛,增加了根的吸收面積,主要與水分和無機鹽吸收有關,因而又稱為吸收組織。表皮存在時間:僅有初生生長(無加粗生長)的草本植物的表皮終生起作用;沒有次生生長的器官——葉、花和果實的表皮到器官死亡為止。具加粗生長的根莖表皮會因器官的增粗而破壞,其保護功能由次生保護組織周皮所取代。②次生保護組織——周皮存在于加粗生長的根和莖的表面。由木栓形成層分裂形成:木栓層木栓形成層周皮栓內層皮孔(lentical):周皮上的通氣結構(2)薄壁組織又稱基本組織,是進行各種代謝活動的主要組織。具薄的細胞壁,較少特化,細胞常呈等徑的多面體,具生活的原生質體,具有限的分裂能力。具發(fā)達的細胞間隙。薄壁組織按功能分為:同化組織:營光合作用的薄壁組織,稱為同化組織。特點:細胞含有大量葉綠體,行光合作用合成有機物質。部位:存在于植物體的一切綠色部分—葉肉、嫩莖等。貯藏組織貯藏大量營養(yǎng)物質的組織稱為貯藏組織。特點:細胞內充滿貯藏的營養(yǎng)物質。部位:存在于各類貯藏器官中—塊根、塊莖、球莖、鱗莖、果實、種子等。根莖皮層和髓及其它薄壁組織也有貯藏功能。貯水組織貯藏水分的組織,特點:細胞較大,具較大的中央大液泡,可貯存大量水分備用,多存在于旱生植物的肉質植物體內。通氣組織具有大量細胞間隙的薄壁組織稱為通氣組織,水生植物的根莖薄壁組織有較大的胞間隙,形成氣腔或氣道,它們在體內形成一個相互貫通的通氣系統(tǒng),使生于水下的器官得到氧氣。傳遞細胞(transfercell):20世紀60年代末,在電鏡下發(fā)現(xiàn)了一類特殊的薄壁細胞——傳遞細胞(傳輸細胞或轉移細胞)。細胞壁具有內突生長,與物質迅速傳遞密切相關的一類特化的薄壁細胞。(3)機械組織對植物體具有支持作用和加固作用的組織(相當于水泥建筑中的鋼筋骨架)。細胞特點:①細胞壁局部或全部加厚,起機械支持的作用。②細胞多成束存在,且排列緊密,起加固的作用。厚角組織(collenchyma):細胞的初生壁具不均勻的增厚。在細胞的角隅上增厚特別明顯。故稱厚角組織。有些細胞弦向壁也特別厚?;瘜W成分:纖維素、果膠和半纖維素。具生活的原生體,具分裂潛能。分布于莖、葉柄、葉片和花柄等部位的表皮下,連續(xù)成筒或分離成束。生長莖和葉的支持組織。厚壁組織具均勻增厚的、常木質化的次生壁,成熟后原生質體死亡。分為石細胞(sclereidorstonecell)和纖維(fiber)。石細胞:等徑或不規(guī)則,細胞壁很厚、強烈木質化的次生壁,具紋孔道。分布于莖、葉、果實和種子中,增加器官的硬度和支持作用。纖維:二端尖細成梭狀的細長細胞,長度是寬度的許多倍。細胞壁的次生壁增厚,紋孔稀少成縫狀,成熟時原生質體一般消失。少數(shù)纖維可保留原生質體。分布成熟植物體各部分,常相互重疊排列。根據(jù)所處位置,可分為木纖維和韌皮纖維兩類:木纖維:存在于木質部中,較短,堅硬而缺少彈性,脆而易斷,不宜作紡織原料,但可造紙或作人造纖維。韌皮纖維:存在于韌皮部中,細胞壁極厚,富含纖維素,堅韌而有彈性,是良好的工業(yè)原料(其工業(yè)價值取決于細胞長度和細胞壁含纖維素的程度)。(4)輸導組織分為運輸水分和無機鹽的木質部(xylem)和運輸有機營養(yǎng)物質的韌皮部(phloem)。木質部①組成分子:導管分子、管胞、木纖維、木薄壁細胞。管胞和導管分子:具厚壁的伸長細胞,成熟后無原生質體,次生壁具各種式樣的木質加厚。管胞為單個細胞,上下相鄰細胞通過端部楔形的管胞壁上的紋孔相通。另兼有支持的功能。大多數(shù)蕨類和裸子植物植物通過管胞輸導水分。壁增厚,紋孔變窄,成為木纖維(支持)管胞端壁溶解,成為導管(輸導)導管分子端壁在發(fā)育過程過程中溶解,形成一個或幾個穿孔(perforation),具穿孔的端壁特稱為穿孔板(perforatedplate)。②導管(vessel):許多導管分子縱向連接成細胞列,通過穿孔直接溝通,這樣的導管分子連稱為導管。韌皮部組成分子:篩管分子(sieve-tubeelement)和篩胞(sievecell)、伴胞(companioncell)、韌皮薄壁細胞和韌皮纖維。①篩管分子:只具初生壁,主要成分為果膠和纖維素。端壁具篩孔,該端壁稱為篩板(sieveplate),上下兩細胞的細胞質通過篩孔彼此相連,與胞間連絲相似,但較粗大,特稱聯(lián)絡索,在聯(lián)絡索周圍由胼胝質鞘包圍。在衰老或休眠的篩管中,篩板上積累大量胼胝質,形成墊狀的胼胝體封閉篩孔;休眠解除時消失。篩域(sievearea):篩分子的細胞壁上簇生小孔的區(qū)域。篩管:篩管分子通過篩板連接成縱向的細胞行列。胼胝質(cellose):分布于聯(lián)絡索周圍的葡聚糖。篩管分子具生活的原生質體,缺乏細胞核,成熟時液泡膜破裂。細胞膜、內質網(wǎng)、線粒體、質體存在。但缺乏核糖體、高爾基體、微管和細胞核。P-蛋白:成熟篩管分子中沿細胞壁分布并通過篩域或篩板上的篩孔的蛋白質體系。②伴胞:與篩胞由同一細胞衍生的,與篩管分子緊密相連的一種特化的薄壁細胞。具濃厚的細胞質,結構上類似分泌細胞。參與物質向篩管分子的運輸。③篩胞:蕨類植物和裸子植物運輸有機物的細胞。其細胞壁只有篩域,沒有篩板。④韌皮纖維:木質化程度較弱,較堅韌。⑤韌皮薄壁細胞:儲存和橫向運輸作用。維管組織木質部和韌皮部的組成中分別以具有輸導功能的管狀分子——導管分子、管胞,和篩管分子或篩胞為主,所以形態(tài)學上,將木質部和韌皮部稱為維管組織。(6)分泌結構(secretorystructure)分泌現(xiàn)象:某些植物細胞能合成一些特殊的有機物或無機物,并把它們排出體外、細胞外或積累于細胞內。植物分泌物的種類多種多樣。根據(jù)分泌物是否排出體外,分泌結構分為外部分泌結構和內部分泌結構。①外分泌結構:②內部的分泌結構:二、組織系統(tǒng)(tissuesystem)皮組織系統(tǒng):包括表皮和周皮,覆蓋于整個植物體的表面,形成一個連續(xù)的保護層。基本組織系統(tǒng):由各類薄壁組織、厚角組織和厚壁組織構成,是植物體各部分的基本組成。維管組織系統(tǒng):由輸導組織木質部和韌皮部構成,貫穿于整個植物體內,把植物體各部分有機地連接在一起。植物整體的結構表現(xiàn)為維管系統(tǒng)包埋于基本系統(tǒng)之中,而外面又覆蓋著皮系統(tǒng),它們在結構上和功能上組成一個有機的統(tǒng)一整體,相互協(xié)作,相互依存,共同完成植物的生命過程。本章要點:植物細胞的一般構造、細胞壁的基本構造及化學組成、細胞膜的結構及特點、細胞質的結構及細胞器的種類及功能、細胞核的結構和功能。別植物細胞分裂、分化的特點,植物細胞有絲分裂的過程及各時期的細胞形態(tài)特征,搞清植物體生長、發(fā)育的內因。真核和原核細胞、動物和植物細胞之間的區(qū)別。植物組織的概念、分類和各類組織的結構特點;搞清各類組織在植物體中的分布。教學內容的深化和拓寬:顯微鏡的發(fā)明,細胞學說,植物細胞中的后含物。增加了原核細胞與真核細胞進行了對比、植物細胞與動物細胞的對比等。本章思考題:1.真核細胞與原核細胞在結構上有哪些不同?2、如何理解細胞內膜系統(tǒng)的概念?3.植物細胞壁是由哪些成分構成的?它們與細胞壁的功能有何關系?4、何為細胞周期?細胞周期中各個階段的主要活動有哪些?5、有絲分裂與減數(shù)分裂有哪些異同?6、如何理解細胞分裂與細胞分化?7、薄壁細胞、厚壁細胞和厚角細胞的主要差異是什么?教學總結與反思:拓展教學內容后效果好,增加了學生的學習興趣,擴大和加深了學生的知識面。第二章植物的類群及其生活史特點教學時數(shù):15學時教學目的與要求:掌握植物各類群的基本特征,植物分類的方法,分類的基本單位和階層系統(tǒng),植物命名法;識記植物分類的雙名法以及植物分類的基本單位和階層系統(tǒng)。教學重點:植物各類群的基本特征,植物分類的方法,分類的基本單位和階層系統(tǒng),植物命名法。教學難點:各類群生活史;植物分類的方法,分類的基本單位和階層系統(tǒng)。方法手段:談話法、啟發(fā)式教學,課堂討論。本章主要閱讀文獻資料:1.周云龍著:《植物生物學》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時萬著:《植物學》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。教學內容:第一節(jié)細菌和藍藻第二節(jié)綠藻、紅藻和褐藻第三節(jié)粘菌和真菌第四節(jié)苔蘚植物第五節(jié)蕨類植物第六節(jié)裸子植物第七節(jié)被子植物第一節(jié)細菌和藍藻細菌形態(tài)、細胞結構、繁殖方法、生態(tài)習性、在植物界的地位、代表植物、經濟用途藍藻(一)主要特征藻體形態(tài)—單細胞,非絲狀群體,絲狀體。不具鞭毛細胞結構—細胞壁為肽聚糖,原核,周質中有膜狀片層系統(tǒng)光合色素—葉綠素a,β胡蘿卜素和藍藻黃素,藻膽素光合產物—藍藻淀粉、藍藻顆粒體、脂質顆粒等異行胞—絲狀藍藻細胞列中的一種特殊細胞(壁厚,顆粒物質溶解,淡黃綠色或透明狀),功能:營養(yǎng)繁殖,固氮繁殖方式—營養(yǎng)繁殖:細胞直接分裂、斷裂和形成段殖體;少數(shù)種類無性繁殖:外生孢子、內生孢子;厚壁孢子生境和分布—淡水、海水,潮濕地面、樹皮、巖面、墻壁(二)分類及經濟價值食用:地木耳(地軟、地達菜)NostoccommuneVauch.發(fā)菜NostocflagelliformeBorn.EtFlah.固氮:約150種能固氮,中國約30種,使稻增產7~15%放氫:缺氧條件下,固氮酶催化放氫形成水華:魚腥藻、微囊藻等能形成水華第二節(jié)綠藻、紅藻和褐藻一、真核藻類概述(一)藻體的形態(tài)結構形態(tài):單細胞、各式群體、絲狀體、葉狀體、管狀體大?。簬讉€微米——幾米(海帶)——百米(巨藻)結構簡單,無明顯組織分化少數(shù)種類有表皮層、皮層和髓的分化,如海帶植物體通常稱為原植體(thallus)(二)細胞結構1、細胞壁:大多數(shù)具細胞壁,僅隱藻、裸藻、多數(shù)金藻無2、細胞核:均具真核,有核膜、核仁,出現(xiàn)染色體3、細胞器:具質體、線粒體、內質網(wǎng)、高爾基體、液泡等4、光合器(載色體):杯、盤、帶、星、塊、網(wǎng)狀等多種形態(tài);綠藻和輪藻形成簡單的基粒,其余藻類不形成基粒5、光合色素:①葉綠素類:葉綠素a、b、c、d4種;②類胡蘿卜素類:5種胡蘿卜素和多種葉黃素③藻膽素類:紅藻、隱藻和甲藻中含藻膽素6、葉綠體:含葉綠素a、b,呈綠色的光合器7、色素體:含葉綠素c或d,呈褐、黃褐或紫紅色的光合器(三)生殖結構單細胞(單室)多細胞(多室)孢子囊或配子囊,無不育細胞壁層藏精器和藏卵器(輪藻),有不育細胞壁層(四)鞭毛和眼點除紅藻門外真核藻類的營養(yǎng)體或生殖細胞多具鞭毛鞭毛的結構均為(9+2)型模式尾鞭型鞭毛:鞭毛表面光滑茸鞭型鞭毛:鞭毛表面有很多橫生的纖細茸毛眼點:游動細胞的光感受器,圓形或橢圓形,由類嗜鋨脂滴組成(五)繁殖1、營養(yǎng)繁殖:細胞分裂、藻體斷離、繁殖小枝2、無性生殖:產生無性孢子—游動孢子、不動孢子等3、有性生殖:同配生殖;異配生殖;卵式生殖:合子或受精卵脫離母體,產生新藻體;合子或受精卵不發(fā)育成胚。(六)真核藻類的生活史合子減數(shù)分裂:合子萌發(fā)時進行減數(shù)分裂,具核相交替配子減數(shù)分裂:形成配子時進行減數(shù)分裂,具核相交替孢子減數(shù)分裂:形成孢子時進行減數(shù)分裂有孢子體和配子體兩種植物體,即具世代交替同形世代交替;孢子體和配子體外形相似異形世代交替:配子體和孢子體在外形上不同1、綠藻門8600余種,分布廣藻體:單細胞、群體、絲狀體、葉狀體、管狀體等細胞壁由纖維素構成含葉綠素a、b,葉綠體中有一至多個蛋白核儲藏物質主要為淀粉少數(shù)種類的營養(yǎng)體和多數(shù)種類的孢子或配子多具2條或4條頂生等長的鞭毛,少數(shù)1、8或多條,尾鞭型90%分布于淡水或潮濕土表等處,10%海產2、褐藻門褐藻植物體是多細胞的,有的有組織分化。細胞有壁,分為兩層,內層是纖維素的,外層是藻膠組成的。同時在細胞壁內還含有褐藻糖膠。載色體含有葉綠素a和c、β-胡蘿卜素和6種葉黃素。葉黃素中有1種叫墨角藻黃素,使藻體呈褐色。細胞光合作用積累的貯藏食物,主要是褐藻淀粉和甘露醇。褐藻的精子和游動孢子一般具2條不等長側生鞭毛,向前方伸出的1條較長,是茸鞭型;向后方伸出的1條較短,是尾鞭型的。3、紅藻門植物體多數(shù)是多細胞的,少數(shù)是單細胞的。某些種類有一定的組織分化。細胞壁內層為纖維素質的,外層是果膠質的。載色體中含有葉綠素a和d、β-胡蘿卜素和葉黃素類,此外,還有藻膽素和藻藍素,故藻體多呈紅色。紅藻細胞中貯藏紅藻淀粉和紅藻糖。第三節(jié)粘菌和真菌一、粘菌(一)主要特征及代表種類的生活習性、形態(tài)和生活史特點。一類介于動物和真菌之間的生物。(二)營養(yǎng)體:生長期或營養(yǎng)期為一團裸露的原生質團,多核,無胞壁,可作變形運動,亦稱變形體。(三)無性生殖:繁殖期形成多細胞的孢子囊構造并產生具有纖維質細胞壁的孢子。(四)分類:約500種,分三綱:黏菌綱(約450種)、集胞菌綱和根腫菌綱。(五)粘菌生境和營養(yǎng)方式:粘菌生長在陰濕土壤、木塊、腐朽植物體、糞便等上面,細胞沒有壁,單核或多核。(六)代表種類粘菌:似絨泡菌,是一團象變形蟲樣運動的細胞質。吸收死亡的有機體、細菌和孢子。二、真菌(一)主要特征1、營養(yǎng)體(1)少數(shù)單細胞,多數(shù)由菌絲組成菌絲體。(2)低等真菌菌絲無隔,僅受傷或生殖時產生全封閉式隔膜。(3)高等真菌菌絲均有隔膜,隔膜上有各種類型小孔。(4)某些真菌在環(huán)境不良或繁殖時,菌絲密結成菌絲組織體。(5)根狀菌索:細長如根,尖端可生長延伸,并產生子實體。(6)子座:墊狀。(7)菌核:顏色深、質地堅硬的核狀體,耐高低溫及干旱,條件適宜時萌發(fā)產生子實體。2、營養(yǎng)(異養(yǎng)型)腐生:從動植物尸體或其它有機質取得營養(yǎng)。寄生:菌絲變態(tài)成吸器從活的有機體獲取營養(yǎng)。共生:如菌根。專性腐生。專性寄生。兼性腐生。兼性寄生。(三)細胞結構1、細胞壁:幾丁質,有些具纖維素或β—葡聚糖。2、原生質體:具真核,細胞質中有線粒體、核糖體、內質網(wǎng)、高爾基體、液泡等細胞器,此外還具有膜邊體,伏魯寧體等結構。3、有些真菌具9+2型鞭毛。(四)繁殖

1、營養(yǎng)繁殖:細胞分裂、菌絲斷裂、芽孢子、厚壁孢子等。2、無性生殖:游動孢子、孢囊孢子、分生孢子等。3、有性生殖配子配合:+、-配子融合(同配、異配、卵配)。配子囊配合:+、-配子囊接觸融合。配子囊接觸配合:+配子囊中配子的核移入-配子囊中。體配(體細胞配合):2個營養(yǎng)細胞或1個孢子與營養(yǎng)細胞進行配合。(五)分布分布極廣,水、氣、土中無處不有。很多種類寄生于動物、植物和人體中。有些種類與藻類及微管植物共生。二、真菌的主要分類群鞭毛菌亞門——菌絲無隔。接合菌亞門——菌絲無隔。子囊菌亞門——菌絲具隔。擔子菌亞門——菌絲具隔。半知菌亞門——菌絲具隔,尚未發(fā)現(xiàn)有性階段。(一)鞭毛菌亞門(Mastigomycotina)1、主要特征:(1)營養(yǎng)體:少數(shù)單細胞,大多是分枝的絲狀體。菌絲無隔,多核,但繁殖時菌絲產生隔膜形成孢子或配子囊。細胞壁;纖維素或幾丁質。(2)無性生殖:游動孢子,1或2條鞭毛。(3)有性生殖:同配、異配、卵配或配子囊接觸配合,產生卵孢子;有性過程質配核配相繼進行,無n+n階段。大多水生、兩棲生、少數(shù)陸生、腐生、寄生。2、代表種類:水霉屬(Saprolegnia):常生淡水池塘,腐生或寄生于魚卵、魚的鰓蓋或破傷的皮部,對水產養(yǎng)殖有危害。(二)接合菌亞門(Zygomycotina)1、主要特征:營養(yǎng)體:無隔多核菌絲組成菌絲體。細胞壁:幾丁質和殼聚糖。無性生殖:孢囊孢子、厚垣孢子、節(jié)孢子。有性生殖:配子囊配合,產生接合孢子,有性過程質配核配相繼進行,無n+n階段。2、代表種類:根霉屬(Rhizopus):腐生菌。葡枝根霉能產生果膠酶,可發(fā)酵豆類和谷類食品;米根霉可用作糖化菌生產酒曲。(三)子囊菌亞門(Ascomycotina)1、主要特征:營養(yǎng)體:極少單細胞,多由菌絲組成菌絲體。菌絲:有隔,隔膜具孔。細胞壁:幾丁質。無性生殖:分生孢子,也有節(jié)孢子、厚垣孢子。有性生殖:配子囊接觸配合,也有體配;有性過程形成子囊,子囊中產生子囊孢子;有性過程質配與核配有間隔,有明顯的n+n階段。大多存在子實體:產生和容納有性孢子的組織結構。子實體也稱子囊果,有三種類型—閉囊殼、子囊殼、子囊盤。2、子囊、子囊孢子和子囊果的形成過程3、代表種類酵母菌屬(Saccharomyces):單細胞,不產生子囊果;生水果表皮、發(fā)酵的果汁和土壤中。青霉屬(Penicilium):生于水果的傷口處,淀粉性食物及釀酒原料上。主要以分生孢子繁殖。蟲草屬(Cordyceps):子囊孢子秋季侵入鱗翅目幼蟲體內,發(fā)育成菌絲并充滿蟲體,次年春天從幼蟲頭部長出有柄的棒狀子座,故稱冬蟲夏草。(四)擔子菌亞門(Basidiomycotina)1、主要特征:營養(yǎng)體:有隔菌絲組成菌絲體。初生菌絲體:由擔孢子萌發(fā)產生的單核單倍體菌絲體。次生菌絲體:質配后形成的雙核(n+n)菌絲體,為營養(yǎng)體。三生菌絲體:由次生菌絲體特化形成,細胞雙核,并形成各類子實體。雙核細胞主要以鎖狀聯(lián)合方式發(fā)育成次生菌絲體。無性生殖:節(jié)孢子、芽殖、分生孢子。有性生殖:體配,n+n階段長,有性孢子為擔孢子。多產生子實體(擔子果):形狀多樣。2、代表種類傘菌目(Agaricales)半知菌亞門(Deuteromycotina)未發(fā)現(xiàn)有性階段,故稱半知菌。菌絲具隔。無性生殖:分生孢子。四、真菌的經濟意義以及與人類的關系食用真菌:蘑菇、香菇、木耳、銀耳、猴頭等。藥用真菌:靈芝、豬苓、蟲草等。工業(yè)用途:廣泛應用于釀酒、面包、化工、造紙、制革等工業(yè),也用于提取生長素、抗生素等。第四節(jié)苔蘚植物一、苔蘚植物的主要特征(一)植物體的形態(tài)結構1、配子體2、小型、綠色、單倍體3、葉狀體:有背腹之分,有或無組織分化,具單細胞假根4、莖葉體:有類似莖、葉的分化,單或多細胞假根5、孢子體不能獨立生活,寄生在配子體上6、孢蒴:生蒴柄頂端,結構復雜,產生孢子7、蒴柄:8、基足:伸入配子體組織內,吸收養(yǎng)料(二)有性生殖器官和生殖過程1、生殖器官(1)多細胞結構,具多個不育細胞構成的保護壁層(2)精子器:棒狀或球形;精子長形彎曲,具2條鞭毛2、頸卵器:瓶狀,由細長頸部和膨大腹部組成(1)有性生殖和胚的形成(胚的形成參看圖10-1)(2)卵式生殖:受精時精子需在有水的條件下游至頸卵器,從頸溝進入,與腹部卵融合(3)受精卵首先發(fā)育成胚→孢子體(三)生活史1、孢子減數(shù)分裂,配子體發(fā)達的異形世代交替2、孢子萌發(fā)產生綠色的絲狀體——原絲體→配子體(四)分布和生境1、23000種左右,遍布世界各地2、多陸生,極少水生3、多生陰濕環(huán)境,樹干、樹葉,有些生裸露巖面4、南極大陸非常繁茂5、對SO2敏感,可作大氣污染的監(jiān)測植物二、分類概況和代表植物(一)分類概況分為苔綱、角苔綱和蘚綱。苔蘚植物三綱的主要特征比較:項目苔綱角苔綱蘚綱1、配子體形態(tài)葉狀體或莖葉體,葉2或3列,有背腹之分,兩側對稱葉狀體莖葉體,葉多螺旋排列,輻射對稱2、假根單細胞單細胞多細胞,單列,具分枝3、中肋無無絕大多數(shù)葉具中肋4、葉綠體數(shù)多數(shù)少,1至數(shù)個多數(shù)5、蛋白核無有無6、原絲體不發(fā)達,1原絲體生1配子體同苔綱發(fā)達,1原絲體生多配子體7、孢子體組成孢蒴、蒴柄、基足孢蒴、基足孢蒴、蒴柄、基足8、蒴柄孢蒴成熟之后伸長無孢蒴成熟之前伸長9、孢蒴裂式多為縱裂自上而下二瓣裂多為蓋裂10、孢蒴中軸無具纖細中軸多具中軸11、蒴蓋無無有12、蒴齒無無有13、環(huán)帶無無有14、彈絲有具假彈絲無(二)主要代表植物1、苔綱:葉狀體,有的種類則有莖、葉的分化,但多為背腹式。孢子體的構造比蘚類簡單,孢蒴無蒴齒,多數(shù)種類亦無蒴軸,孢蒴內除孢子外具有彈絲。孢子萌發(fā)時,原絲體階段不發(fā)達。地錢(MarchantiapolymorphaL.)地錢是雌雄異株植物,當有性生殖的時候,在雄株植物體的中肋上生出雄生殖托,雄生殖托圓盤狀,具有長柄。雄生殖托內生有許多精子器腔,每1腔內生1個精子器。雌生殖托傘形,下垂8—10條指狀芒線,在兩芒線間生有1列倒懸的頸卵器,每行頸卵器的兩側各有1片薄膜將其遮住,稱蒴苞,頸卵器成瓶狀,具有頸部及腹部和1個短柄。2、蘚綱:植物體有莖、葉的區(qū)別,為無背腹之分的莖葉體。有的種類的莖常有中軸分化,葉在莖上的排列多為螺旋式,故植物體呈輻射對稱。有的葉具有中肋,孢子體構造比苔類復雜,蒴柄堅挺,孢蒴內有蒴軸,無彈絲,成熟時多為蓋裂。孢子萌發(fā)后,原絲體時期發(fā)達,每1原絲體常形成多個植株。葫蘆蘚(FunariahygrometricaHedw.)葫蘆蘚為雌雄同株植物,雌、雄生殖器官分別生在不同的枝上。產生精子器的枝,頂端葉形較大,而且外張,形如一朵小花,是為雄器苞,雄器苞中含有許多精子器和側絲,精子器成熟后,頂端裂開,精子逸出體外。產生頸卵器的枝,枝頂端如頂芽,其中有頸卵器數(shù)個。頸卵器瓶狀,頸部細長,腹部膨大,腹下有長柄著生于枝端。頸部壁由1層細胞構成,腹部壁由多層細胞構成。頸部內有1串頸溝細胞,腹部內有1個卵細胞,頸溝細胞與卵細胞之間有1個腹溝細胞。孢子體的主要部分是孢蒴,孢蒴的構造可分為3個部分:頂端為蒴蓋,中部為蒴壺,下部為蒴臺。蒴壺和蒴蓋相臨處,外面有由表皮細胞加厚構成的環(huán)帶內側生有蒴齒。蒴齒能行干濕性伸縮運動,孢子借蒴齒的運動彈出蒴外。孢蒴成熟后,孢子散出蒴外,在適宜的環(huán)境中萌發(fā)成為原絲體。原絲體是由綠絲體、軸絲體和假根構成。葫蘆蘚每一個孢子發(fā)生的原絲體,可以產生幾個芽。每一個芽都能形成1個新植物體。當植物體生長一個時期后,又能在不同的枝上形成雌、雄生殖器官,進行有性生殖。第五節(jié)蕨類植物一、蕨類植物的主要特征蕨類植物屬于孢子植物、頸卵器植物、維管植物、有胚植物、莖葉體植物、高等植物。(一)孢子體1、形態(tài)和營養(yǎng)器官(1)根多數(shù)具不定根,少數(shù)具假根。(2)莖具氣生莖和根狀莖。(3)葉根據(jù)進化水平分:小型葉:具1條葉脈,無葉柄和葉隙,原始。大型葉:葉脈具分枝,具葉柄和葉隙,進化。根據(jù)功能分:營養(yǎng)葉:僅能進行光合作用,制造營養(yǎng)物質。孢子葉:可產生孢子囊和孢子,具生殖作用。同型葉:植物體具一種有營養(yǎng)和生殖兩種功能的葉。異型葉:植物體具營養(yǎng)葉和孢子葉兩種不同的葉。2、維管組織木質部中多數(shù)無導管,韌皮部無伴胞;多數(shù)種類僅有初生結構,無維管形成層。3、中柱是維管植物莖的初生結構中的復合組織。包括中柱鞘、初生木質部、初生韌皮部和髓等。(1)原生中柱:最簡單、最原始的類型;無髓;中央為木質部,周圍為韌皮部;可分為單中柱、星狀中柱和編織中柱。多體中柱:具2個以上的原生中柱。(

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