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文檔簡介

植物細(xì)胞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)胞的基本特性一、細(xì)胞的概念細(xì)胞學(xué)說/細(xì)胞是植物有機(jī)體的基本結(jié)構(gòu)單位。/細(xì)胞也是代謝和功能的基本單位。/細(xì)胞還是有機(jī)體生長、發(fā)育的基礎(chǔ)。/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,直徑為0.2~10?m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)胞的基本特性(一)植物細(xì)胞的形態(tài)、大小1.大小:一般20-50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1mm,苧麻莖的纖維細(xì)胞長達(dá)550mm。2.形狀:球狀體、多面體、紡錘形和柱狀體等。(二)植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的重要區(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)行的場合。涉及細(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)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。eq\o\ac(○,1)葉綠體葉綠體具有葉綠素、葉黃素和胡蘿卜素三種色素,是重要進(jìn)行光合作用的質(zhì)體,其中葉綠素是重要的光合色素。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(gè)杯狀的葉綠體;水綿細(xì)胞中有1~4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(gè),多者可達(dá)100個(gè)以上,典型葉綠體其長軸4~10μm,短軸2~4μm。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?;n惸殷w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)。②有色體(chromoplast)有色體是僅具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重要因細(xì)胞中具有這類質(zhì)體。有色體中還能積累脂類?;ü纫蛴猩w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。③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)Mitochondria(線粒體)線粒體的重要功能(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)(endoplasmicreticulum,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(gè)網(wǎng)狀系統(tǒng)。?內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜厚度約5~6nm,比質(zhì)膜要薄的多,兩層膜之間的距離只有40~70nm。?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(shí),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(gè)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)重要有兩種類型:?粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(roughendoplasmicreticulum,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)送有關(guān)。?光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smoothendoplasmicreticulum,sER),它的重要特點(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(golgiapparatus)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)胞中一方面發(fā)現(xiàn)的。每個(gè)高爾基體一般由4~8個(gè)扁囊(或稱潴泡cisternae)平行垛疊而成。每個(gè)扁囊由一層膜圍成,中間是腔,邊沿分枝成許多小管,周邊有很多囊泡,它們是由扁囊邊沿“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。?參與新細(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(lysosome)?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。溶酶體中具有多種水解酶,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(shí)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,導(dǎo)致各種化合物水解。溶酶體(lysosome)的重要功能①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(gè)體發(fā)育,如導(dǎo)管。②自體吞噬。吞噬細(xì)胞內(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。③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)胞運(yùn)用。(6)液泡(vacuole)?成熟的植物細(xì)胞具有一個(gè)大的中央液泡,是植物細(xì)胞區(qū)別于動物細(xì)胞的一個(gè)顯著特性。?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。如甜菜根的液泡中具有大量蔗糖,許多果實(shí)的液泡中具有大量的有機(jī)酸,煙草的液泡中具有煙堿,咖啡中具有咖啡堿。有些細(xì)胞液泡中還具有多種色素,例如花青素等,可使花或植物莖葉等具有紅、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)物的儲藏場合。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0.1~1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)組成重要是脂類和蛋白質(zhì)。脂類約占40%。圓球體具有酸性水解酶,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0.5~1.5?m,有時(shí)具有蛋白質(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)送以及與膜有關(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)胞的又一顯著特性。?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)體。?細(xì)胞壁在植物細(xì)胞的生長、物質(zhì)的吸取、運(yùn)送、分泌、機(jī)械支持、細(xì)胞間的互相辨認(rèn)、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)胞壁的重要成分是多糖和蛋白質(zhì),多糖涉及纖維素、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(gè)葡萄糖分子以β-(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。它是一類可溶性的基質(zhì)多糖,涉及果膠酸鈣和果膠酸鈣鎂。?細(xì)胞壁內(nèi)的蛋白質(zhì)重要是結(jié)構(gòu)蛋白(糖蛋白)和酶蛋白,約占細(xì)胞壁干重的5~10%。結(jié)構(gòu)蛋白:伸展蛋白????參與細(xì)胞壁的生長凝集素????參與細(xì)胞的防御反映細(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?;ǚ奂?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,重要由果膠質(zhì)組成。將相鄰的細(xì)胞黏結(jié)在一起。當(dāng)其部分或所有被降解后,形成胞間隙或?qū)е录?xì)胞分離。?初生壁:位于內(nèi)方,是在細(xì)胞生長過程中形成的。重要成分為纖維素、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,重要成分為纖維素、半纖維素,缺少果膠質(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)化以后硬度增長,加強(qiáng)了機(jī)械支持作用,同時(shí)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)胞壁上增長角質(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,以防止水分過度地蒸騰、機(jī)械損傷和微生物的侵襲。?栓質(zhì)化細(xì)胞壁中增長栓質(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)胞壁中增長礦質(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,從而增長植物的支持力,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、竹子等的莖葉非常堅(jiān)利,就是由于細(xì)胞壁內(nèi)具有SiO2的緣故。細(xì)胞連接聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)初生紋孔場細(xì)胞壁在生長時(shí)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。紋孔:次生壁加厚時(shí),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(gè)成對的紋孔合稱紋孔對。紋孔是細(xì)胞壁較薄的區(qū)域,有助于細(xì)胞間的溝通和水分的運(yùn)送,胞間連絲較多地出現(xiàn)在紋孔內(nèi),有助于細(xì)胞間物質(zhì)互換。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),周邊襯有質(zhì)膜,與兩側(cè)細(xì)胞的質(zhì)膜相連。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)通過胞間連絲重要經(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,事實(shí)上它們是彼此連成一個(gè)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(ergasticsubstance)是植物細(xì)胞原生質(zhì)體代謝過程中的產(chǎn)物,涉及貯藏的營養(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(shí)期產(chǎn)生和消失。后含物種類:重要有糖類、蛋白質(zhì)、脂肪。尚有成結(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(jià)值。1.淀粉tarchgrains2.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),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)(secondaryproduct)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(cellcycle)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)歷的所有過程。細(xì)胞周期分為間期和分裂期。細(xì)胞周期的時(shí)間不同細(xì)胞的細(xì)胞周期所經(jīng)歷的時(shí)間不同。絕大多數(shù)真核生物的細(xì)胞周期從幾個(gè)小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)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(shí),其中G1期4.0小時(shí),S期9.0小時(shí),G2期3.5小時(shí),M期1.9小時(shí)二細(xì)胞分裂的方式有絲分裂/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(shí)期合成的物質(zhì)同可以把分裂間期進(jìn)一步提成復(fù)制前期(G1,gap1)、復(fù)制期(S,synthesis)和復(fù)制后期(G2,gap2)三個(gè)時(shí)期在Gl期發(fā)生一系列生物化學(xué)變化,為進(jìn)入S期發(fā)明基本條件。其中最重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、內(nèi)膜結(jié)構(gòu)等迅速增加,以利于細(xì)胞過渡到S期。S期的重要特性是遺傳物質(zhì)的復(fù)制。涉及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)DNA復(fù)制完畢以后,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。在此期重要合成某些蛋白質(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)重要特性是染色質(zhì)逐漸凝聚成染色體。每一個(gè)染色體由兩條染色單體組成,它們通過著絲粒連接在一起。與此同時(shí),核膜周邊的細(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(gè)染色單體從著絲點(diǎn)處裂開,提成二條獨(dú)立的子染色體(daughterchromosome);子染色體提成兩組,在紡錘絲的牽引下,向相反的兩極運(yùn)動。(4)末期(telophase)重要特性是到達(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(shí),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)分裂胞質(zhì)分裂是在兩個(gè)新的子核之間形成新細(xì)胞壁,把母細(xì)胞分隔成二個(gè)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(shí)開始,這時(shí)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(shí),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(gè)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(shí)也沿各個(gè)方向沉積新的細(xì)胞壁物質(zhì),使整個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞壁連成一體。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)育限度、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Maturetissue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。成熟組織中分化限度較低的組織類型,例如薄壁組織具有潛在的分裂能力。分生組織定義--在植物體中,存在于特定部位、很少分化、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,細(xì)胞質(zhì)濃,細(xì)胞器豐富,有強(qiáng)的連續(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(parenchymatissue)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。有助于短途運(yùn)送。(二)輸導(dǎo)組織(conductingtissue)根據(jù)結(jié)構(gòu)與所運(yùn)送的物質(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。組成導(dǎo)管的每一個(gè)細(xì)胞稱為導(dǎo)管分子。/導(dǎo)管分子成熟時(shí)原生質(zhì)體解體消失---死細(xì)胞,端壁溶解,形成不同形式的穿孔。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(shí)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,木化并以斜端互相穿插,結(jié)構(gòu)頗為堅(jiān)固,故管胞兼有機(jī)械支持功能。伴胞companioncell篩管sievetube篩管--存在于被子植物的韌皮部中,是運(yùn)送有機(jī)物的管狀結(jié)構(gòu)。(三)機(jī)械組織(mechanicaltissue)/共同特點(diǎn)是其細(xì)胞壁均勻或不均勻加厚。/石細(xì)胞stonecell:細(xì)胞腔狹小,原生質(zhì)體消失,僅具有堅(jiān)硬的細(xì)胞壁,具有堅(jiān)強(qiáng)的支持作用。(四)保護(hù)組織(protectivetissue)/分布位置—/重要功能—/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)。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)(secretorystructure)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。有限維管束木質(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)部和韌成部之間保存一層分生組織--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)特性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(vegetativeorgan)。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)胞壁的重要貯藏物質(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取或消失,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)育中的胚所吸取,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(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,可以使初期幼苗固定于土壤中,及時(shí)從土壤中吸取水分和養(yǎng)料,使幼小的植物能不久地獨(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(shí),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?;ㄉ衩准嬗凶尤~出土和留土兩種情況。第四章根根的功能固著、支持吸取、輸導(dǎo)合成、分泌貯藏、繁殖、呼吸、攀緣根的形態(tài)根系的類型直根系有明顯而發(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。根的初生生長與初生構(gòu)造一,根的初生生長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(shí),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)胞分裂活動逐漸減弱,細(xì)胞縱向伸長,細(xì)胞體積增大,液泡化限度加強(qiáng),細(xì)胞質(zhì)成一薄層位于細(xì)胞的邊沿部位,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動,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)。根毛的存在大大增長了吸取表面,顯然該區(qū)是根部行使吸取作用的重要部位。二,根的初生構(gòu)造根的初生生長是由根尖的頂端分生組織通過度裂、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。(一)雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu):分為表皮、皮層、維管柱三個(gè)基本部分。雙子葉植物根的初生構(gòu)造(毛茛)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。外壁缺少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)大了根的吸取面積。2.皮層/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。重要細(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)部同樣,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,而后生韌皮部重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,是原形成層保存的細(xì)胞,將來成為形成層的組成部分。(二)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)與雙子葉植物同樣,亦分為表皮、皮層、維管柱(中柱)三個(gè)基本部分。后生木質(zhì)部導(dǎo)管中柱鞘在根發(fā)育后期常部分(如玉米)或所有(如水稻)木化。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:重要進(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)生的次生韌皮部涉及篩管、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)部涉及導(dǎo)管、管胞、木纖維和木薄壁細(xì)胞。此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。涉及木射線和韌皮射線。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)部則仍然保存于根的最中心,這是區(qū)分老根和老莖的標(biāo)志之一。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(shí),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)增長并向外突起,以后的分裂是各個(gè)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。第五章莖莖的重要生理功能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,有助于繁殖后代。2輸導(dǎo)作用水分、物質(zhì)輸導(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(gè)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,是枝條與外界氣體互換的通道。有的枝條上尚有芽鱗痕存在。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?!斞?生在主干或側(cè)枝頂端的芽?!秆浚荷L在枝的側(cè)面葉腋內(nèi)的芽,也稱側(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。依據(jù)芽鱗的有無分為:被芽和裸芽數(shù)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)數(shù)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。溫帶的數(shù)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,由頂端分生組織提成二半,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)育到一定期候就死亡或生長緩慢或?yàn)榛ㄑ?位于頂芽下的側(cè)芽迅速發(fā)育成為新枝,代替主莖的位置。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: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。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(gè)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周邊分生組織區(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,涉及原表皮、基本分生組織和原形成層。葉原基和芽原基葉原基:由于苗端分生組織側(cè)面(周邊分生組織區(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(gè)方向的分裂,形成葉原基。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(shí),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)胞通過生長和分化,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,涉及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、枝不久伸長,其內(nèi)部已由初生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畢,已具有幼莖的初生結(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。莖的初生生長重要表現(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: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,重要由薄壁細(xì)胞組成,但在表皮的內(nèi)方,常有厚角組織分布--支持作用。具有葉綠體,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,涉及初生木質(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,涉及導(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)部中起重要作用的部分。三初生木質(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,重要作用是運(yùn)送有機(jī)養(yǎng)料。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(gè)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。具有貯藏作用四禾本科植物莖的結(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):維管束散生或二環(huán)狀排列;沒有皮層和維管柱的界線;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(涉及禾本科植物)的重要特性之一。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)。束間形成層和束內(nèi)形成層來源的性質(zhì)不同,但是兩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:重要平周分裂,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P148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,兩者全然不同。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長。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)大才干適應(yīng)木質(zhì)部數(shù)量的增長。形成層的周徑究竟如何擴(kuò)大呢?形成層增長自身原始細(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形式: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)初期,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(gè)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葉的功能光合作用蒸騰作用吸取繁殖第二節(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二、單葉與復(fù)葉每個(gè)葉上只有一個(gè)葉片的葉稱為單葉,如蘋果、南瓜、小麥、向日葵等。在一個(gè)總?cè)~柄上著生有多個(gè)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。三、葉序葉在莖上的排列方式?;ド?、對生、輪生等幾種類型。互生葉序,每一節(jié)上只著生1片葉;對生葉序,每一節(jié)上著生2片葉;輪生葉序,每一節(jié)上著生3或多片葉。同一枝上的葉,以鑲嵌方式排列而不互相重疊的現(xiàn)象,稱為葉鑲嵌第三節(jié)葉片的結(jié)構(gòu)1雙子葉植物葉片的結(jié)構(gòu)表皮、葉肉、和葉脈三個(gè)基本部分氣孔器通常由二個(gè)腎形的保衛(wèi)細(xì)胞和兩者之間的細(xì)胞間隙即氣孔組成。葉肉分化為柵欄組織和海綿組織——兩面葉。雙子葉植物葉片為兩面葉。有些植物上下兩面均有柵欄組織或者葉肉無柵欄組織和海綿組織的分化——稱為等面葉。葉脈分布于葉肉細(xì)胞間,縱橫交錯成網(wǎng)狀。具輸導(dǎo)和支持作用。各級葉脈的結(jié)構(gòu)有所不同主脈由機(jī)械組織、薄壁組織和維管束組成。主脈的分支稱側(cè)脈,側(cè)脈的分支稱細(xì)脈,細(xì)脈的末梢稱脈梢。葉脈愈細(xì),其結(jié)構(gòu)愈簡樸。2禾木科植物葉片的結(jié)構(gòu)禾本科植物的葉片也是由表皮、葉肉和葉脈三個(gè)部分組成泡狀細(xì)胞(上表皮,葉脈之間,3-5個(gè)細(xì)胞排列成扇形,具有大液泡,運(yùn)動)葉肉禾本科植物葉的葉肉沒有柵欄組織和海綿組織的分化,屬于等面葉。葉脈:平行葉脈,大的葉脈由維管束和機(jī)械組織組成。維管束屬有限外韌維管束。禾本科植物葉的維管束鞘分為兩種類型。小麥:二層細(xì)胞,代表C3植物玉米:一層薄壁細(xì)胞,代表C4植物玉米、高梁等葉的維管束鞘:只有一層薄壁細(xì)胞,體積較大,含較大的葉綠體,沒有或僅有少數(shù)基粒。葉肉細(xì)胞圍繞在維管束鞘周邊,構(gòu)成“花環(huán)型”的結(jié)構(gòu)。旱生植物葉的結(jié)構(gòu)葉的形態(tài)結(jié)構(gòu)特性有助于減少蒸騰和貯藏水分。葉的表皮細(xì)胞壁厚,角質(zhì)層發(fā)達(dá),或有蠟被,或密被表皮毛。一般旱生植物的柵欄組織發(fā)達(dá),層次多,甚至上下兩面均有分布,海綿組織和細(xì)胞間隙不發(fā)達(dá),葉脈較密集,機(jī)械組織的量較多。旱生植物的另一種類型是肉質(zhì)植物,共同特性是葉片肥厚肉質(zhì)多汁,有發(fā)達(dá)的貯水組織,細(xì)胞液濃度高,保水力強(qiáng)。水生植物葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)重要表現(xiàn)在:表皮上的角質(zhì)層很薄,有吸取作用,一般無柵欄組織,通氣組織發(fā)達(dá),葉脈很少,第四節(jié)離層與落葉1葉的衰老2葉的脫落落葉是植物對環(huán)境適應(yīng)的一種正常生理現(xiàn)象。落葉在結(jié)構(gòu)上的因素是由于在葉柄基部產(chǎn)生了離層。離區(qū)離層第八章花第一節(jié)花的組成與花序花是節(jié)間極短的、適應(yīng)于生殖的變態(tài)枝,花中的萼片、花瓣、雄蕊和心皮均為變態(tài)葉(葉性器官-花器官)?;ǖ慕M成與形態(tài)完全花:由四輪花器官即花蕚、花冠、雄蕊群和雌蕊群組成。不完全花:缺少其中一輪或幾輪花器官的花?;ㄝ辔挥诨ǖ淖钔廨?,由若干萼片組成。離萼:油菜合萼:茄子花萼的生存期變化較大。一般植物中,花萼與花冠開花不久后脫落,但也有些植物的花萼可保存到果實(shí)成熟,稱為宿萼,如柿、辣椒等。萼片多為綠色,其結(jié)構(gòu)與葉相似,但柵欄組織和海綿組織的分化不明顯。一般具有保護(hù)幼花、幼果,并兼行光合作用的功能。一串紅:花萼顏色鮮艷,有引誘昆蟲傳粉的作用。蒲公英:萼片變成冠毛,有助于果實(shí)的傳播?;ü谖挥诨ㄝ鄡?nèi)側(cè),由若干花瓣組成。具有花青素或有色體;具有揮發(fā)油,能釋放出芳香氣味;花瓣蜜腺分泌蜜汁。保護(hù)幼小的雄蕊和雌蕊招引昆蟲進(jìn)行傳粉花瓣也有分離或聯(lián)合之分離瓣花:油菜、櫻花合瓣花:南瓜、牽?;ㄝ嗯c花冠的總稱為花被。雙被花:花萼與花冠齊備的花。單被花:花萼與花冠缺一或不能區(qū)分的花。單被花中有的全呈花萼狀,如藜、甜菜,也有全呈花冠狀,如蕎麥、百合。無被花:有的植物花被所有退化,如楊、柳、樺木等,稱之為無被花。雄蕊群位于花冠的內(nèi)方,是一朵花中所有雄蕊的總稱。每一雄蕊含花藥和花絲兩部分。雄蕊群的類型雄蕊的數(shù)目和形態(tài)類型變化很大,常隨植物的不同而異。有些植物的雄蕊很多而無定數(shù),如蓮、桃、蘋果、棉等;有些植物的雄蕊數(shù)目少且常有定數(shù),如丁香、垂柳的雄蕊2枚,小麥3枚,菠菜、桑4枚,甜菜、亞麻5枚,水稻、蔥6枚,石竹10枚。四強(qiáng)雄蕊:6枚雄蕊,其內(nèi)輪的4枚花絲較長,外輪2枚較短。如擬南芥、油菜、蘿卜等十字花科植物。二強(qiáng)雄蕊:雄蕊2長2短。如益母草、夏至草等唇形科植物,以及泡桐、金魚草等玄參科植物。雄蕊的離生和合生情況:菊科植物的雄蕊,其花藥聚生在一起,稱為聚藥雄蕊。棉花、扶桑等的雄蕊數(shù)量多,花絲連合,形成單體雄蕊。刺槐有10枚雄蕊,其中9枚花絲連和,一枚單獨(dú),形成二體雄蕊。雌蕊群位于花的中央,是一朵花中所有構(gòu)成雌蕊的總稱。每個(gè)雌蕊一般可分為柱頭、花柱和子房三部分。柱頭位于雌蕊的頂端,為承受花粉的地方。以后,花粉粒萌發(fā),產(chǎn)生花粉管,穿經(jīng)花柱而進(jìn)入子房。子房通常膨大,內(nèi)著生有胚珠。心皮的概念適應(yīng)生殖的變態(tài)葉,是構(gòu)成雌蕊的基本單位。由一個(gè)心皮的邊沿向內(nèi)巻合或數(shù)個(gè)心皮邊沿互相連合而形成雌蕊。心皮邊沿相結(jié)合處為腹縫線,心皮中央相稱于葉片中脈的部位為背縫線。胚珠著生在腹縫線上。雌蕊群的類型單雌蕊由一個(gè)心皮構(gòu)成的雌蕊,如大豆、桃。離生單雌蕊一朵花中具有多個(gè)心皮,但各個(gè)心皮均單獨(dú)分離,各自形成一個(gè)雌蕊,如草莓、薔薇。復(fù)雌蕊由2個(gè)或2個(gè)以上的心皮聯(lián)合而成一個(gè)雌蕊,如擬南芥、蘋果、黃瓜以及柑橘等?;ǖ男詣e兩性花:雄蕊和雌蕊在同一朵花中發(fā)育至性成熟;單性花:僅包含具有生殖能力的雄蕊或雌蕊。分為雄花、雌花。無性花:雄蕊和雌蕊均未能正常發(fā)育,無生殖能力。禾本科植物的花結(jié)構(gòu)特殊?,F(xiàn)以小麥、玉米、竹子和水稻為例說明禾本科植物花的結(jié)構(gòu)。小麥麥穗是一個(gè)復(fù)穗狀花序,在穗的主軸上著生許多小穗。小穗=外、內(nèi)穎+n朵小花小花=外稃,內(nèi)稃,漿片,雄蕊,雌蕊花序許多花依一定的方式和順序排列于花序軸上形成花序。苞片:在每朵花的基部的變態(tài)葉??偘夯ㄐ蚧康淖儜B(tài)葉。花序類型:根據(jù)花序軸分枝的方式和開花的順序,分為有限花序和無限花序兩大類。無限花序開花順序是花序軸基部的花先開,然后向頂依次開放。假如花序軸很短,各花密集排成平面或球面時(shí),則由邊沿向中央依次開放。無限花序又稱為向心花序。復(fù)穗狀花序:花序軸上依穗狀式著生分枝,每一分枝為一個(gè)穗狀花序。有限花序(聚傘花序)開花順序是頂端花先開,基部花后開;或者是中心花先開,側(cè)邊花后開。第二節(jié)花的形成和發(fā)育花的形成和發(fā)育的形態(tài)特性花器官發(fā)育的ABC模型1.花的形成和發(fā)育的形態(tài)特性成花轉(zhuǎn)變:植物進(jìn)行營養(yǎng)生長到一定階段,在環(huán)境條件(如日照長度、低溫)和內(nèi)部發(fā)育信號的共同作用下,植物轉(zhuǎn)入生殖生長?;ㄆ鞴僭姆只樞颍和ǔJ怯赏庀騼?nèi)進(jìn)行,萼片原基發(fā)生最早,以后依次向內(nèi)產(chǎn)生花瓣原基、雄蕊原基、心皮原基。隨著花器官原基向心式地依次發(fā)生,生長錐的體積逐漸減小。當(dāng)花中心的心皮形成后,頂端分生組織完全消失。2.花器官發(fā)育的“ABC”模型Coen和Meyerowitz模式植物金魚草和擬南芥的花器官突變體第一、二輪花器官異常第二、三輪花器官異常第三、四輪花器官異?;ㄆ鞴侔l(fā)育過程中也許存在著三類基因的作用該模型認(rèn)為:正常花器官的發(fā)育涉及A、B、C三類功能基因,A類基因在第一、二輪花器官中表達(dá),B類基因在第二、三輪花器官中表達(dá),而C類基因則在第三、四輪花器官中表達(dá)。在三類功能基因中,A和B、B和C的作用重疊,但A和C互相拮抗(即A克制C在第一、二輪花器官中表達(dá),C克制A在第三、四輪花器官中表達(dá))。用ABC模型可以較好地解釋正常(野生型)花器官的發(fā)育過程。在野生型中,第一輪花器官中只有A功能基因存在,花器官發(fā)育成萼片;在第二輪花器官中,A、B功能活性基因都存在,花器官發(fā)育成花瓣;在第三輪花器官中,B、C功能活性基因同時(shí)存在,花器官發(fā)育成雄蕊;第四輪花器官中只有C功能活性基因作用,花器官發(fā)育成心皮。ABC基因重要與花器官的發(fā)育有關(guān)------花器官特性基因在擬南芥中:A類基因—AP1、AP2B類基因—AP3、PI—AG第三節(jié)雄蕊的發(fā)育和結(jié)構(gòu)幼期花藥:最外層為原表皮,以后發(fā)育成花藥的表皮。里面重要為基本分生組織,以后發(fā)育為藥隔的薄壁細(xì)胞和花粉囊。中央為原形成層,以后發(fā)育為藥隔的維管束。C類基因在花藥發(fā)育過程中,花藥的四個(gè)對稱方位處的細(xì)胞分裂較快,花藥的橫切面由近圓形漸變成矩形。這時(shí),在四個(gè)棱角處的表皮細(xì)胞內(nèi)側(cè)分化出一列或幾縱列的孢原細(xì)胞。藥室內(nèi)壁(纖維層):表皮內(nèi)方,單層細(xì)胞。在花藥接近成熟時(shí),細(xì)胞明顯增大,細(xì)胞壁除外切向壁外,其它各面的壁產(chǎn)生條紋狀加厚。中層:短命的結(jié)構(gòu)。位于藥室內(nèi)壁的內(nèi)方,通常由1-3層細(xì)胞組成?;ǚ勰讣?xì)胞時(shí)期,中層細(xì)胞變得扁平。一般在減數(shù)分裂完畢后解體消失。絨氈層:最內(nèi)層細(xì)胞,與花粉母細(xì)胞細(xì)胞毗鄰。細(xì)胞及其細(xì)胞核均較大,細(xì)胞質(zhì)濃,細(xì)胞器豐富。常含雙核、多核或多倍體核,具有高度的代謝活性——腺體性質(zhì)。隨著花粉粒的發(fā)育,逐漸退化、解體,最終消失。絨氈層細(xì)胞的功能:1.為花粉粒的發(fā)育提供營養(yǎng)物質(zhì)、結(jié)構(gòu)物質(zhì)(孢粉素)、外壁蛋白2.合成和分泌胼胝質(zhì)酶。由于絨氈層對花粉的發(fā)育具有多種重要作用,所以假如絨氈層的發(fā)育和活動不正常,常會導(dǎo)致花粉敗育,甚至出現(xiàn)雄性不育現(xiàn)象。二、花粉粒的發(fā)育和結(jié)構(gòu)小孢子發(fā)生:花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂形成小孢子?;ǚ勰讣?xì)胞的體積較大,初期常呈多邊形,細(xì)胞核大,細(xì)胞質(zhì)濃,沒有明顯的液泡?;ǚ勰讣?xì)胞通過減數(shù)分裂后形成4個(gè)染色體數(shù)目減半的單核花粉粒,又稱為小孢子,它們被共同的胼胝質(zhì)壁包圍——花粉四分體或小孢子四分體。在小孢子之間也有胼胝質(zhì)壁分隔?;ǚ勰讣?xì)胞減數(shù)分裂時(shí)的胞質(zhì)分裂有二種方式:1.連續(xù)型:在減數(shù)分裂的先后兩次核分裂時(shí),均隨著胞質(zhì)的分裂,即第一次分裂形成2個(gè)細(xì)胞(二分體),第二次分裂形成了4個(gè)細(xì)胞(四分體)。四分體中的4個(gè)小孢子排列在同一平面上,成為等雙面體。多存在于單子葉植物中。2.同時(shí)型:第一次核分裂時(shí)不隨著胞質(zhì)分裂,僅形成一個(gè)2核細(xì)胞,不出現(xiàn)二分體階段;當(dāng)?shù)诙畏至研纬?核之后,才同時(shí)發(fā)生胞質(zhì)分裂而形成四分體。這種四分體中的4個(gè)小孢子呈四周體形排列。多見于雙子葉植物。雄配子體的形成隨著花藥的發(fā)育,絨氈層分泌胼胝質(zhì)酶,將花粉四分體的胼胝質(zhì)壁溶解,幼期單核花粉從四分體中釋放出來,稱為單核花粉粒(小孢子)。小孢子不久變?yōu)閳A球形。此時(shí)的細(xì)胞核位于小孢子中央(單核居中期)。小孢子繼續(xù)從藥室取得營養(yǎng)和水分。細(xì)胞體積迅速增大,細(xì)胞質(zhì)明顯液泡化,逐漸形成中央大液泡,細(xì)胞核隨之移到一側(cè)(單核靠邊期)。單核花粉充實(shí)后,進(jìn)行一次不均等的有絲分裂,形成兩個(gè)大小懸殊的細(xì)胞。靠近花粉壁一側(cè)的呈透鏡狀的小細(xì)胞,含少量細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器,為生殖細(xì)胞;另一個(gè)則為營養(yǎng)細(xì)胞,是涉及本來的大液泡以及大部分細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器,并富含營養(yǎng)物質(zhì)。2-細(xì)胞型花粉許多植物當(dāng)花藥成熟時(shí),其花粉發(fā)育到含營養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞時(shí),即散發(fā)出花粉進(jìn)行傳粉。在已研究過的被子植物中,約有70%的種類屬于這種類型。2-細(xì)胞型花粉傳粉后,生殖細(xì)胞在花粉管內(nèi)分裂形成2個(gè)精子。3-細(xì)胞型花粉有些植物的花粉,在花藥開裂前,其生殖細(xì)胞還要進(jìn)行一次有絲分裂,形成2個(gè)精細(xì)胞(精子)。水稻、小麥、油菜、向日葵等。雄配子體:成熟的花粉粒(2-細(xì)胞花粉粒、3-細(xì)胞花粉粒)雄配子:精子(成熟的精子沒有細(xì)胞壁,裸露)成熟花粉粒的結(jié)構(gòu)2—細(xì)胞型花粉粒:外壁、內(nèi)壁、萌發(fā)孔(溝)、營養(yǎng)細(xì)胞(1)和生殖細(xì)胞(1)3—細(xì)胞型花粉粒:外壁、內(nèi)壁、萌發(fā)孔(溝)、營養(yǎng)細(xì)胞(1)和精子(2)外壁:重要成分:孢粉素其它成分:纖維素、類胡蘿卜素、類黃酮、脂類、外壁蛋白孢粉素化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定,具抗高溫、抗酸堿、抗酶解特性,故能使花粉外壁及其上的花紋得以長期保存,這對于花粉的鑒別具有重要意義。內(nèi)壁的重要成分為纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)及內(nèi)壁蛋白。壁蛋白是花粉與雌蕊組織互相辨認(rèn)的物質(zhì)外壁蛋白:來自絨氈層細(xì)胞內(nèi)壁蛋白:由花粉粒自身合成花粉粒外壁的形態(tài):光滑、刺狀、粒狀、瘤狀、棒狀等各式雕紋。沒有外壁處為萌發(fā)孔(溝)萌發(fā)孔或萌發(fā)溝的數(shù)目:禾本科植物:1個(gè)萌發(fā)孔十字花科植物:3條萌發(fā)溝花粉粒的形狀:圓球形、橢圓形、三角形、四方形、五邊形等?;ǚ鄣膬?nèi)含物:以淀粉和脂肪為主,以及糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸和激素貯藏于營養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。對花粉的萌發(fā)和花粉管生長有重要作用。第四節(jié)胚珠和胚囊的發(fā)育雌蕊涉及柱頭、花柱和子房三部分。柱頭:處在雌蕊的頂端,擴(kuò)展為不同的形狀,以利于接受花粉。花粉與雌蕊組織辨認(rèn)反映的位置柱頭類型1、濕柱頭:柱頭表面濕潤,表皮細(xì)胞分泌水分、糖類、脂類、酚類、激素、酶等物質(zhì),可以粘住更多的花粉,并為花粉萌發(fā)提供必要的基質(zhì)。煙草、百合、蘋果、豆科植物2、干柱頭:柱頭表面干燥,表皮細(xì)胞常形成乳突或毛狀物,表皮細(xì)胞在傳粉時(shí)不產(chǎn)生分泌物,但柱頭表面存在親水性的蛋白質(zhì)薄膜,能從薄膜下角質(zhì)層的中斷處吸取水分。禾本科植物(水稻、小麥、玉米)等十字花科植物花柱:連接柱頭和子房,是花粉管進(jìn)入子房的通道?;ㄖ慕Y(jié)構(gòu)開放型花柱:花柱的中央形成一條中空的管道——花柱道封閉型花柱:花柱的中央分化出引導(dǎo)組織一、胚珠的發(fā)育和結(jié)構(gòu)成熟胚珠的結(jié)構(gòu):由珠柄、珠被、珠心、珠孔、合點(diǎn)組成。胚珠的發(fā)育一方面胎座的部分細(xì)胞進(jìn)行分裂,產(chǎn)生突起,形成胚珠原基。胚珠原基前端成為珠心,后端分化出珠柄。以后,在珠心基部發(fā)生環(huán)狀突起,逐漸向前擴(kuò)展并包圍珠心,形成珠被。珠被形成過程中,在珠心最前端的地方留下一條未愈合的孔道,稱為珠孔。與珠孔相對的一端,珠被與珠心相連的區(qū)域即為合點(diǎn)。胚珠的類型直生胚珠:珠柄、合點(diǎn)、珠孔在一條直線上。橫生胚珠:胚珠本體與珠柄垂直。彎生胚珠:珠心彎曲,珠孔彎向下。倒生胚珠:合點(diǎn)在上,珠孔朝向胎座。二、胚囊的發(fā)育和結(jié)構(gòu)o大孢子發(fā)生:胚囊母細(xì)胞通過減數(shù)分裂形成大孢子四分體的過程。o雌配子體的形成:功能大孢子發(fā)育為成熟胚囊的過程。o大孢子發(fā)生:當(dāng)珠被開始形成時(shí),在珠孔端的珠心表皮下分化出1個(gè)體積較大的孢原細(xì)胞,其細(xì)胞質(zhì)濃,細(xì)胞核較大。雌配子體的形成胚囊細(xì)胞化:珠孔端形成1個(gè)卵細(xì)胞和2個(gè)助細(xì)胞;合點(diǎn)端形成3個(gè)反足細(xì)胞。2個(gè)極核所在的大型細(xì)胞則稱為中央細(xì)胞。7細(xì)胞8核的成熟胚囊這種由近合點(diǎn)端的一個(gè)大孢子經(jīng)三次有絲分裂形成7細(xì)胞8核胚囊的過程,一方面在蓼科的分叉蓼中描述,所以稱為蓼型胚囊。成熟的卵細(xì)胞具明顯極性:珠孔端的壁較厚,近合點(diǎn)端的區(qū)域則逐漸變??;細(xì)胞核位于合點(diǎn)端。第五節(jié)開花、傳粉和受精開花:當(dāng)植物生長發(fā)育到一定階段,雄蕊的花粉粒和雌蕊的胚囊發(fā)育成熟,或其中之一成熟,花被展開,雄蕊和雌蕊露出。傳粉方式:1.自花傳粉:花粉傳送到同一朵花雌蕊的柱頭上。小麥、水稻等(花生、豌豆屬于閉花受精,特例)2.異花傳粉:一朵花的花粉傳到另一朵花雌蕊的柱頭上。玉米、瓜類等蟲媒花:靠昆蟲、鳥等傳播花粉。具鮮艷的花被,有香氣和蜜腺;花粉粒大,表面粗糙,有黏性。從植物進(jìn)化的生物學(xué)意義分析,異花傳粉比自花傳粉優(yōu)越。雖然自花傳粉有害,是一種原始的傳粉形式,但自然界還存在不少自花傳粉植物。這是由于當(dāng)異花傳粉缺少必要的傳粉條件時(shí),自花傳粉則成為保證物種繁衍的特別適應(yīng)形式。受精作用1.花粉粒的萌發(fā)辨認(rèn)反映:發(fā)生在花粉粒和柱頭組織間?;ǚ哿M獗诘鞍资恰氨嬲J(rèn)物質(zhì)”,柱頭乳突細(xì)胞的角質(zhì)膜外的一層蛋白質(zhì)薄膜是辨認(rèn)作用中的“感受器”。不親和反映—花粉粒不萌發(fā)。親和反映—花粉粒萌發(fā)(內(nèi)壁由萌發(fā)孔突出伸長,形成花粉管。)2.花粉管在花柱中生長在空心花柱中,花粉管沿花柱道內(nèi)表面在其分泌液中生長;在實(shí)心花柱中,花粉管常在引導(dǎo)組織的細(xì)胞間隙中生長。最后,從胚珠的珠孔進(jìn)入胚囊。3.雙受精作用大多數(shù)已研究過的被子植物其精子的核(精核)參與受精,其細(xì)胞質(zhì)不參與受精!雙受精作用的生物學(xué)意義精子與卵細(xì)胞結(jié)合,形成二倍體的合子,使植物原有染色體的數(shù)目得以恢復(fù),保持了物種的相對穩(wěn)定性;通過父、母本具有差異的遺傳物質(zhì)重組,使合子具有雙重遺傳性,既加強(qiáng)了后代個(gè)體的生活力和適應(yīng)性,又為后代中也許出現(xiàn)新性狀、新變異提供了基礎(chǔ)。胚乳同樣兼有雙親的遺傳性,更適合于作為新一代植物胚胎期的養(yǎng)料,可以使子代的生活力更強(qiáng),適應(yīng)性更廣。雙受精作用是植物界有性生殖的最進(jìn)化、最高級的形式,是被子植物在植物界繁榮昌盛的重要因素之一。第九章種子和果實(shí)子房-----果實(shí)子房壁----果皮胚珠種子種子由胚、胚乳和種皮三部分組成.裸子植物:胚珠外面沒有子房包被,所以胚珠發(fā)育成種子后是裸露的。被子植物的胚珠包在子房內(nèi),卵受精后,子房發(fā)育成果實(shí),里面的胚珠發(fā)育成種子,所以種子也受到果實(shí)的包被。(一)、胚乳的發(fā)育由初生胚乳核(受精極核)發(fā)育而來,是三倍體結(jié)構(gòu)。胚乳的發(fā)育進(jìn)程較早于胚的發(fā)育,為幼胚的發(fā)育及時(shí)提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)。胚乳的發(fā)育類型核型胚乳:初生胚乳核的分裂不隨著細(xì)胞壁產(chǎn)生。當(dāng)胚乳游離核達(dá)成一定數(shù)量時(shí)開始細(xì)胞化,形成胚乳細(xì)胞。細(xì)胞型胚乳:從初生胚乳核開始,每次核的分裂均隨著細(xì)胞壁的形成,胚乳始終以細(xì)胞形式存在。外胚乳——由珠心發(fā)育來的(2n)(二)胚的發(fā)育和結(jié)構(gòu)合子形成后,須通過一段時(shí)間的“休眠”期。在“休眠”期,極性加強(qiáng)。成熟胚的結(jié)構(gòu)一般地,成熟胚涉及胚芽、胚軸、胚根和子葉4個(gè)組成部分。禾本科植物在胚芽和胚根之外尚有胚芽鞘和胚根鞘的特殊結(jié)構(gòu)。種子的類型有胚乳種子:雙子葉植物有胚乳種子(蓖麻)單子葉植物有胚乳種子(玉米,小麥,水稻)無胚乳種子:雙子葉植物無胚乳種子(大豆)單子葉植物無胚乳種子(慈菇)幼苗的類型▲子葉出土的幼苗在萌發(fā)時(shí),下胚軸伸長,將子葉和胚芽推出土面?!尤~留土的幼苗種子萌發(fā)時(shí),下胚軸并不伸長,子葉留在土中,上胚軸伸長。二、無融合生殖和多胚現(xiàn)象無融合生殖:胚囊中的細(xì)胞(卵細(xì)胞、助細(xì)胞、反足細(xì)胞),不通過雌雄性細(xì)胞的融合而產(chǎn)生胚的現(xiàn)象。最終以種子的形式繁殖。多胚現(xiàn)象:一個(gè)胚珠中產(chǎn)生兩個(gè)或兩個(gè)以上的胚的現(xiàn)象。因素:裂生多胚;多胚囊;既有合子胚又有無融合生殖產(chǎn)生的胚;珠心、珠被產(chǎn)生不定胚。一、果實(shí)的發(fā)育1、形成:受精后由子房發(fā)育為果實(shí)真果:單純由子房發(fā)育而成的果實(shí)。如桃、杏的果實(shí)。假果:非心皮組織(如花被、花托等)與子房一起共同參與形成的果實(shí)。如蘋果、瓜類、桑椹等的果實(shí)。二、果實(shí)的結(jié)構(gòu):單果:由一朵花的單雌蕊、復(fù)雌蕊(或非心皮組織也參與)形成的果實(shí);聚合果:由一朵花中的許多離生單雌蕊聚集生長在花托上,并與花托共同發(fā)育成的果實(shí),每一離生單雌蕊發(fā)育為小果。復(fù)果(聚花果):由整個(gè)花序發(fā)育成一個(gè)果實(shí),如桑椹(柔荑花序)、菠蘿(肉穗花序)。果實(shí)的類型肉果(fleshyfruit):果皮肥厚肉質(zhì)。干果(dryfruit):果皮干燥無汁。果實(shí)的類型-肉果漿果(berry):由一個(gè)或幾個(gè)心皮形成。瓠果(pepo):肉質(zhì)部分由子房和花托共同發(fā)育而成,屬假果。柑果(hesperidium):核果(drupe):由單雌蕊發(fā)展而成,內(nèi)含一枚種子梨果(pome):具子房下位花的植物所有。果實(shí)由花筒和心皮部分愈合后共同形成,為假果。果實(shí)的類型-干果裂果(dehiscentfruit)閉果(indehiscentfruit)裂果類-莢果(legume):單心皮發(fā)育而成,成熟后沿背縫和腹縫兩面開裂。蓇葖果(follicle):由單心皮或離生心皮發(fā)育而成的果實(shí)。成熟后只由一面開裂。蒴果(capsule):由合心皮的復(fù)雌蕊發(fā)育而成。蒴果縱裂蒴果孔裂蒴果周裂角果:由2心皮組成的雌蕊發(fā)育而成的果實(shí)。具假隔閡。長角果和短角果.閉果類-瘦果(achene):由1-3心皮構(gòu)成的小型閉果,向日葵穎果(caryopsis):果皮薄,革質(zhì),只含一粒種子,果皮與種皮緊密愈合。水稻。堅(jiān)果(nut):外果皮堅(jiān)硬木質(zhì),含一粒種子,栗。翅果(samara):果皮延展成翅狀。榆.槭等雙懸果(cremocarp):由2個(gè)心皮的子房發(fā)育而成的果實(shí)。傘形科植物。胞果(utricle):由合生心皮形成的果實(shí),具1枚種子,成熟時(shí)干燥而不開裂。如藜,地膚。三、單性結(jié)實(shí)和無子果實(shí)不通過受精也能形成果實(shí)的現(xiàn)象。四、果實(shí)和種子的傳播借風(fēng)力傳播的果實(shí)和種子借水力傳播的果實(shí)和種子借動物和人類活動傳播的果實(shí)和種子第三節(jié)被子植物生活史通常將這種從某一代種子開始至新一代種子形成所經(jīng)歷的全過程,稱之為被子植物的生活史。嚴(yán)格的講:從某一代合子開始至新一代合子形成所經(jīng)歷的全過程,稱之為被子植物的生活史。兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn):減數(shù)分裂:從孢子體世代轉(zhuǎn)入配子體世代受精作用:從配子體世代轉(zhuǎn)入孢子體世代世代交替:在植物的生活史中,孢子體世代和配子體世代有規(guī)律地交替出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為世代交替。第十章藻類植物:涉及8個(gè)門。植物體結(jié)構(gòu)簡樸,無根莖葉的分化,具光合色素,自養(yǎng)植物,多為水生。菌類植物:涉及3個(gè)門。植物體與藻類植物相似,但不具光合色素,為異養(yǎng)植物。地衣植物:涉及1個(gè)門。藻類與真菌植物的共生體。地衣生長于峭壁和巖石上,能分泌地衣酸,腐蝕巖石,為其他植物分布發(fā)明條件,因此地衣被稱為先鋒植物。苔蘚植物:涉及1個(gè)門。具莖葉分化,無真根,雌性生殖器官為頸卵器。蕨類植物:涉及1個(gè)門。具根莖葉分化,具頸卵器。裸子植物:涉及1個(gè)門。具根莖葉分化,產(chǎn)生種子,種子裸露。被子植物:涉及1個(gè)門。具根莖葉分化,種子具果皮,形成果實(shí)。低等植物涉及藻類、菌類和地衣。多生活在水中或潮濕的環(huán)境。在構(gòu)造上無組織分化,形態(tài)上無根、莖、葉分化,故也稱為原植體植物。生殖器官常為單細(xì)胞。合子發(fā)育時(shí)離開母體,不形成胚,所以又叫無胚植物。高等植物涉及苔蘚、蕨類和裸子植物和被子植物。多為陸生。構(gòu)造上有組織分化,形態(tài)上有根、莖、葉分化,故又稱為莖葉體植物。生殖器官多細(xì)胞。合子發(fā)育時(shí)在母體內(nèi)發(fā)育形成胚,所以又叫有胚植物。種:是生物分類的基本單位,具有一定的自然分布區(qū)和一定的形態(tài)特性和生物特性的生物類群。同一種中的各個(gè)個(gè)體具有相同的遺傳性狀,并且可以彼此交配產(chǎn)生后代。種間存在生殖隔離。種是生物進(jìn)化與自然選擇的產(chǎn)物。植物的命名雙名法:法國人包興1623年首創(chuàng),由瑞典植物學(xué)家林奈提倡實(shí)行。1753年在巨著《SpeciesPl(wèi)antarum》(《植物種志》)中初次使用。雙名法的優(yōu)點(diǎn):–1、統(tǒng)一了全世界所有植物的名稱,在國際上通用,便于科學(xué)交流。–2、提供了一個(gè)親緣關(guān)系的大約,在植物學(xué)名中涉及屬名。第一節(jié)低等植物一、藻類植物二、菌類植物三、地衣植物一、藻類植物?這個(gè)又不知道跑哪去了。。。細(xì)胞壁由纖維素和果膠質(zhì)構(gòu)成。不同種類細(xì)胞內(nèi)各有一定形態(tài)的葉綠體,如杯狀、環(huán)狀、帶狀、星狀、網(wǎng)狀等,具有葉綠素、類胡蘿卜素等色素。葉綠體中有造粉核(蛋白核),淀粉集聚在蛋白核周邊。游動細(xì)胞有頂生鞭毛。細(xì)胞壁成分、色素類型、貯藏物質(zhì)、鞭毛類型等都與高等植物相同。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為高等植物與綠藻具有親緣關(guān)系。繁殖方式:無性和有性生殖。有性生殖同配生殖:由形狀、結(jié)構(gòu)、大小、運(yùn)動能力等方

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