植物的結(jié)構(gòu)與機(jī)能

1、第六章植物的結(jié)構(gòu)與機(jī)能第一節(jié)植物組織一、組織的概念及組織的形成組織是一些在個(gè)體發(fā)育中來(lái)源相同，形態(tài)結(jié)構(gòu)相似，共同擔(dān)負(fù)著一定生理功能 的細(xì)胞群組成的結(jié)構(gòu)和功能單位。在個(gè)體發(fā)育中，組織的形成是植物體內(nèi)細(xì)胞分裂生長(zhǎng)和分化的結(jié)果。二、組織的類型（一）簡(jiǎn)單組織和復(fù)合組織根據(jù)組織構(gòu)成的細(xì)胞類型可將組織分為簡(jiǎn)單組織和復(fù)合組織。1、簡(jiǎn)單組織：是由一種類型的細(xì)胞構(gòu)成的，如營(yíng)養(yǎng)組織是由一類薄壁細(xì)胞構(gòu)成的。2、復(fù)合組織：是由多種類型的細(xì)胞構(gòu)成的，如周皮、木質(zhì)部、韌皮部、維管束等， 其中之一都由三類以上的細(xì)胞構(gòu)成。（二）分生組織和成熟組織根據(jù)發(fā)育程度、結(jié)構(gòu)、功能不同，可將組織分為分生組織和成熟組織兩大類。1、分生組織

2、：具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞群構(gòu)成的組織。在種子植物中限制在植物體 的某些部位。成熟組織：分生組織衍生的大部分細(xì)胞，逐漸喪分裂能力，進(jìn)一步生長(zhǎng)和分化，形 成各種其它組織，稱為成熟組織，有時(shí)也稱永久組織。但成熟和永久程度是相對(duì)的。1、分生組織按在植物體上的位置分：（1）頂端分生組織：位于根尖、莖尖。細(xì)胞特點(diǎn)：小而等徑，薄壁，核大，液泡小而分散，原生質(zhì)濃。（2）側(cè)生分生組織：位于植物體周圍包括維管形成層和木栓形成層。細(xì)胞特點(diǎn)：長(zhǎng)的紡綞形細(xì)胞，與器官長(zhǎng)軸平行，有較為發(fā)達(dá)的液泡。（3）居間分生組織：夾在成熟組織之間的未完全分化的分生組織，位于禾本科植物 的節(jié)間、葉柄、花序軸基部等。按來(lái)源分（1）原生分生組

3、織：位于生長(zhǎng)點(diǎn)的最先端，由胚性細(xì)胞組成。（2）初生分生組織：由原生分生組織衍生，分為原表皮，基本分生組織、原形成層。（3）次生分生組織：薄壁細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來(lái)，如木栓形成層，束間形成層。2、成熟組織（1）保護(hù)組織：覆蓋于植物體表，起保護(hù)作用的組織。稗表皮：包括表皮細(xì)胞、氣孔器、表皮毛等，為初生保護(hù)組織。稗 周皮：包括形成層、木栓形成層、栓內(nèi)層，為次生保護(hù)組織。（2）營(yíng)養(yǎng)組織（薄壁組織或基本組織）牌 吸收組織：根毛區(qū)的表皮細(xì)胞和根毛。稗 同化組織：葉肉細(xì)胞及植物體其它綠色部分的細(xì)胞，含大量葉綠體。差 貯藏組織：細(xì)胞內(nèi)充滿淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)。差通氣組織：胞間隙非常發(fā)達(dá)，或部分薄壁細(xì)胞解體成氣腔。稗

4、 傳遞細(xì)胞：細(xì)胞壁內(nèi)突，物質(zhì)短途運(yùn)輸。（3）機(jī)械組織將 植物體內(nèi)的支持組織。分厚角組織和厚壁組織。厚角組織：細(xì)胞壁局部（角隅）增厚，仍為初生壁。生活細(xì)胞。將 厚壁組織：細(xì)胞壁全面加厚木化或不木化，為次生壁。分為纖維和石細(xì)胞。纖維 又分為韌皮纖維和木纖維。（4）輸導(dǎo)組織稗輸導(dǎo)水分和無(wú)機(jī)鹽的：股導(dǎo)管：端壁穿孔，原生質(zhì)體解體。類型有環(huán)紋、螺紋、梯紋、網(wǎng)紋、孔紋導(dǎo)管。役管胞：端壁不穿孔，較原始。也有五種類型（同導(dǎo)管）。輸導(dǎo)有機(jī)養(yǎng)料稗篩管：端壁成具有篩孔的篩板，有原生質(zhì)體，其旁有伴胞。差篩胞：端壁不成篩板，比較原始，為蕨類植物、裸子植物唯一的輸導(dǎo)有機(jī)養(yǎng)料的 通道，無(wú)伴胞。（5）分泌結(jié)構(gòu)稗 外分泌結(jié)構(gòu)：分

5、泌物排出體外，有腺毛、腺鱗、蜜腺等。稗 內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)：分泌物貯藏在植物體內(nèi)，有分泌細(xì)胞、分泌腔、乳汁管等。三、維管組織和組織系統(tǒng)1、維管組織是由木質(zhì)部和韌皮部組成的。2、維管束是由原形成層分化而來(lái)，以輸導(dǎo)組織為主的復(fù)合組織，是由木質(zhì)部和韌皮 部或形成層組成的束狀結(jié)構(gòu)。維管束類型依形成層有無(wú)分：差有限維管束（閉合維管束），如玉米莖的維管束無(wú)形成層。將 無(wú)限維管束（開放維管束），如椴樹莖的維管束有形成層。依木質(zhì)部和韌皮部的位置分稗外韌維管束：如一般種子植物的莖。稗雙韌維管束：如瓜類、茄類、甘薯等的莖。稗 周韌維管束：如蕨類植物的根狀莖、大黃的莖等。差 周木維管束：如鳶尾的根狀莖，芹菜等的莖。善 輻射

6、維管束：如幼根的維管柱。3、組織系統(tǒng)在植物體中，各器官由一些復(fù)合組織進(jìn)一步在結(jié)構(gòu)和功能上組成有機(jī)的復(fù)合單位， 稱為組織系統(tǒng)。通常將植物體中各類組織歸納為三種組織系統(tǒng)。即：皮組織系統(tǒng)：包括表皮、周皮，覆蓋于植物體表，起保護(hù)作用。維管組織系統(tǒng)：包括木質(zhì)部、韌皮部或形成層，貫穿植物整體，輸導(dǎo)水分、無(wú)機(jī)鹽 和有機(jī)養(yǎng)料。基本組織系統(tǒng)：簡(jiǎn)稱基本系統(tǒng)，主要包括各類薄壁細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)組織和機(jī)械組織，位 于皮系統(tǒng)和維管系統(tǒng)之間，是植物體內(nèi)組織的基本成分。第二節(jié)根、莖和葉J- I、根J- 一、根的生理功能和經(jīng)濟(jì)利用根的生理功能1、主要功能是吸收2、固著和支持3、輸導(dǎo)4、合成多種氨基酸、激素、植物堿等5、儲(chǔ)藏和繁殖根的

7、用途食用：甘薯、蘿卜、甜菜、胡蘿卜等藥用：人參、大黃、當(dāng)歸等工業(yè)原料：甜菜制糖，甘薯制淀粉和酒精觀賞：根雕、盆景露根處理二、根和根系的類型潘（一）主根、側(cè)根和不定根主根 初生根側(cè)根次生根二級(jí)側(cè)根 三生根定根和不定根：具相同的構(gòu)造和功能，都能產(chǎn)生側(cè)根。（二）根系類型：直根系和須根系根系：植物個(gè)體全部根的總體直根系：大部分的雙子葉植物和裸子植物須根系：大部分的單子葉植物三）根系在土壤中的分布深根系和淺根系：一般直根系多為深根系，而須根系多為淺根系，但植物根系在土壤中的分布深度常因下列因素的影響植物種類生長(zhǎng)發(fā)育情況土壤條件人為影響三、根的初生長(zhǎng)和初生結(jié)構(gòu)（一）根尖及其分區(qū)根尖：從根的頂端到著生根毛的

8、部分根冠分生區(qū)伸長(zhǎng)區(qū)成熟區(qū)根冠保護(hù)生長(zhǎng)點(diǎn)薄壁分泌粘液平衡石編程性死亡分生區(qū)善12mm，由原分生組織和初生分生組織組成。存初生分生組織：原表皮、基本分生組織和原形成層組成。芯 原生分生組織：具不活動(dòng)中心伸長(zhǎng)區(qū)稗 長(zhǎng)幾毫米，是分生區(qū)向成熟區(qū)的一種過(guò)渡稗細(xì)胞顯著伸長(zhǎng)體積增大并開始分化稗原生木質(zhì)部的環(huán)紋導(dǎo)管和原生韌皮部的篩管相繼出現(xiàn)稗是根尖伸長(zhǎng)的主要原因成熟區(qū)稗 細(xì)胞停止生長(zhǎng)出現(xiàn)各種成熟組織稗表皮通常有根毛產(chǎn)生稗根毛的多少與植物種類有關(guān)根毛產(chǎn)生過(guò)程役 根毛壽命很短，10-20天。但根毛區(qū)能保持一個(gè)穩(wěn)定的長(zhǎng)度（二）根的初生結(jié)構(gòu)初生結(jié)構(gòu)；初生生長(zhǎng)；伸長(zhǎng)生長(zhǎng)內(nèi)外切向壁；左右徑向壁；上下橫向壁平周分裂；垂周分

9、裂；橫分裂初生結(jié)構(gòu)；初生生長(zhǎng)；伸長(zhǎng)生長(zhǎng)內(nèi)外切向壁；左右徑向壁；上下橫向壁平周分裂；垂周分裂；橫分裂原表皮發(fā)育而來(lái)，一層表皮上往往特化形成根毛具薄的角化層有時(shí)表皮細(xì)胞特化形成傳遞細(xì)胞熱帶蘭科植物和一些附生的天南星科植物為多層，稱為根被皮層芯基本分生組織發(fā)育而來(lái)稗貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)稗外皮層：有時(shí)也會(huì)形成傳遞細(xì)胞稗皮層薄壁細(xì)胞：可貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，胞間隙較大。稗 內(nèi)皮層：細(xì)胞較小，排列緊密，凱氏帶稗由根毛進(jìn)入維管柱的輸導(dǎo)途徑維管柱-善中柱鞘：具潛在分裂能力，可形成側(cè)根、不定根、不定芽及部分維管形成層和木栓 形成層。善初生木質(zhì)部房初生韌皮部稗薄壁細(xì)胞：具潛在分裂能力初生木質(zhì)部稗 輻射狀排列，輻射角先端先成熟序原

10、生木質(zhì)部，環(huán)紋、螺紋導(dǎo)管稗后生木質(zhì)部，導(dǎo)管直徑較大，差外始式發(fā)育牌原型：二、三、四、五、六原型，七束以上稱多原型。同種植物不同品種或同一植 株的不同根上，原型會(huì)發(fā)生變化。初生韌皮部善外始式發(fā)育稗與木質(zhì)部相間排列稗由篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞組成單子葉植物根的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表皮：壽命短，根毛枯死即解體、脫落皮層：外13層后期轉(zhuǎn)為厚壁機(jī)械組織；內(nèi)皮層五面加厚；通道細(xì)胞正對(duì)木質(zhì)部角維管柱：多原型；中心部分多為髓，但也有無(wú)髓的；無(wú)形成層出現(xiàn)，無(wú)次生結(jié)構(gòu)。（三）側(cè)根的發(fā)生起源于中柱鞘的一定部位，內(nèi)皮層可不同程度的參與側(cè)根的形成。內(nèi)起源根原始體的形成：位置與原型有關(guān)，二原型初韌和初木之間，或正對(duì)初韌；三四原型，正

11、對(duì)初木；多原型，正對(duì)初韌主根受損或切斷可促進(jìn)側(cè)根的產(chǎn)生和生長(zhǎng)四、根的次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)導(dǎo)（一）維管形成層的產(chǎn)生和活動(dòng)形成層平周分裂向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)部，向外產(chǎn)生次生韌皮部一般次木多于次韌形成層垂周分裂擴(kuò)大本身周徑，適應(yīng)加粗（二）木栓形成層的產(chǎn)生和活動(dòng)最早的木栓形成層起源中柱鞘木栓形成層活動(dòng)產(chǎn)生周皮，外方組織因營(yíng)養(yǎng)斷絕而死亡。新的木栓形成層在周皮以內(nèi)次生韌皮部中產(chǎn)生。（三）根的次生結(jié)構(gòu)周皮次生韌皮部次生木質(zhì)部維管形成層維管射線：木射線；韌皮射線。推3 1 弱子葉植物根中組貌站化的過(guò)程五、根瘤和菌根共生：兩種生物生活在一起相互利用的關(guān)系稱為共生。根中常見共生現(xiàn)象有根瘤和菌根。（一）根瘤為豆科植物和土

12、壤中的根瘤菌形成的共生體。根瘤的形狀、大小、顏色因植物種類而不同。根瘤菌的侵入途徑除豆科植物外，自然界還有100多種植物能形成根瘤，但不是根瘤菌而是放線菌， 除豆科植物外根瘤菌只能與榆科的Parasponia屬共生結(jié)瘤。就是豆科植物也不是都 能結(jié)瘤的。（二）菌根為植物根和土壤中的真菌形成的共生體。外生菌根內(nèi)生菌根內(nèi)外生菌根共生真菌能加強(qiáng)根的吸收能力，把菌絲吸收水分和無(wú)機(jī)鹽等供給綠色植物使用，同 時(shí)還能產(chǎn)生植物激素和維生素B等刺激根系發(fā)育，分泌水解酶類促進(jìn)根周圍有機(jī)物 質(zhì)的分解。高等植物把有機(jī)養(yǎng)料提供給真菌。六、根的變態(tài)必 根在長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中，為了行使特殊的功能，其形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變異，這種

13、 變異非病理的或偶發(fā)的，而是該物種的正常遺傳特性，這種現(xiàn)象稱為變態(tài)，該器官 稱為變態(tài)器官。中（一）貯藏根肉質(zhì)直根：蘿卜、胡蘿卜、甜菜塊根：甘薯（二）氣生根支柱根：玉米、榕樹攀援根：常春藤、絡(luò)石、凌霄呼吸根：水松、紅樹寄生根：也稱吸器，如菟絲子II、 莖J- 一、莖的基本形態(tài)量（一）莖的外形一般圓柱形，但有些植物會(huì)呈三角形（莎草）、方形（蠶豆，薄荷）、扁平柱狀（曇 花、仙人掌）節(jié)：莖上著生葉的部位節(jié)間：兩節(jié)之間的部分（一）莖的外形根和莖在外形上的區(qū)別：莖：有節(jié)和節(jié)間，節(jié)上生葉，葉腋有腋芽頂端有頂芽。而根無(wú)上述結(jié)構(gòu)。枝或枝條：著生葉和芽的莖。莖就是枝上除去葉和芽所留下的軸狀部分。長(zhǎng)枝：節(jié)間顯著伸長(zhǎng)

14、的枝條短枝：節(jié)間短縮，各個(gè)節(jié)間緊密相連甚至難于分辨的這種枝條。（一）莖的外形節(jié)部膨大（禾本科、蓼科）；節(jié)部縮小節(jié)間膨大（藕）葉痕：維管束痕：芽鱗痕：枝痕：皮孔：節(jié)部膨大（禾本科、蓼科）；節(jié)部縮小節(jié)間膨大（藕）葉痕：維管束痕：芽鱗痕：枝痕：皮孔：（二）芽的類型及構(gòu)造芽：是幼態(tài)未伸展的枝、花或花序。芽的構(gòu)造：以葉芽為例稗 生長(zhǎng)錐；葉原基；幼葉；腋芽原基；此外還有芽鱗片。稗花芽：生長(zhǎng)錐的周圍產(chǎn)生花各組成部分的原始體或花序的原始體。芽的類型按生長(zhǎng)位置分：、 定芽：頂芽：生于莖或枝頂端側(cè)芽：（或腋芽）（生于葉腋）不定芽：生于老根、老莖、葉等處依性質(zhì)分稗葉芽（枝芽）：發(fā)育形成營(yíng)養(yǎng)枝的芽。稗 花芽：發(fā)育形成

15、花或花序的芽，外形較肥大。稗 混合芽：形成枝、葉和花（花序），外形較肥大。依結(jié)構(gòu)分稗 鱗芽（被芽）：具芽鱗保護(hù)，多數(shù)溫帶木本植物所具有。差 裸芽：沒(méi)有芽鱗保護(hù)，為草本植物和熱帶潮濕環(huán)境下木本植物所具有。依生理活動(dòng)狀態(tài)分稗活動(dòng)芽：當(dāng)年生長(zhǎng)季節(jié)萌發(fā)的芽。稗 休眠芽：當(dāng)年生長(zhǎng)季節(jié)不活動(dòng)，暫時(shí)處于休眠狀態(tài)的芽?；顒?dòng)芽和休眠芽受內(nèi)外因素的影響，也可發(fā)生轉(zhuǎn)變。（三）莖的生長(zhǎng)習(xí)性和分枝1、莖的生長(zhǎng)習(xí)性芯 直立莖：莖背地性生長(zhǎng)，直立，大多數(shù)植物為此類型。稗 纏繞莖：莖幼時(shí)較柔軟，不能直立，以莖本身纏繞于它物上升。左旋；右旋。稗 攀援莖：以特有結(jié)構(gòu)攀援它物上升。以卷須攀援；以氣生根攀援；以葉柄攀援；以鉤刺攀援；

16、以吸盤攀援。稗 匍匐莖：莖細(xì)長(zhǎng)柔弱，沿地面蔓延生長(zhǎng)。莖的分枝股 單軸分枝：也叫總狀分枝，主干總是由頂芽不斷向上伸展而成，主干極明顯。多數(shù) 裸子植物和部分被子植物屬此類。善合軸分枝：絕大多數(shù)被子植物屬此類。稗 假二叉枝：具對(duì)生葉的植物。如丁香。二、莖尖及其發(fā)育中（一）莖的頂端分生組織無(wú)類似根冠的結(jié)構(gòu)，由許多幼葉包住，產(chǎn)生葉原基和芽原基。原分生組織和初生分生組織組成；初生分生組織由原表皮、基本分生組織和原形成 層組成。原套原體學(xué)說(shuō)：解釋莖尖分生組織的結(jié)構(gòu)（二）葉原基和芽原基葉和芽是由葉原基和芽原基逐步發(fā)育來(lái)的裸子植物和大部分被子植物：表面第二層和第三層細(xì)胞平周分裂；有些單子葉植物 由表層細(xì)胞平周分裂，后里面的細(xì)胞進(jìn)行各個(gè)方向的分裂，形成葉原基。芽原基：先由外一二層細(xì)胞垂周分裂形成殼狀區(qū)，以后由殼狀區(qū)的二三