河醫(yī)大藥用植物學(xué)講義01藥用植物的器官和顯微結(jié)構(gòu)_第1頁
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藥用植物學(xué)講義上篇藥用植物的器官和顯微結(jié)構(gòu)第一章植物細(xì)睡71第一章植物細(xì)睡71一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及其意義細(xì)胞是生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。在光學(xué)顯微鏡下可分辨的結(jié)構(gòu)稱為顯微結(jié)構(gòu),在電子顯微鏡下分辨出的結(jié)構(gòu)稱為超微結(jié)構(gòu)。右圖為英國(guó)光學(xué)儀器修理師虎克(Roberthooke)用自制顯微鏡觀察到的“細(xì)胞〃,其實(shí)為植物的細(xì)胞壁和空腔。二、細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是原生質(zhì)原生質(zhì)是構(gòu)成生活細(xì)胞的生活物質(zhì),是細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。組成原生質(zhì)的主要化學(xué)物質(zhì)有:.無機(jī)物含量最大的是水,可占細(xì)胞全重的60~90%,其它有氣體、無機(jī)鹽以及多種呈離子狀態(tài)的元素,如鐵、銅、鋅、鎰、鎂、鈣、鉀、鈉、氯等。.有機(jī)物蛋白質(zhì)、核酸、脂類和糖類。七、植物細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化細(xì)胞生長(zhǎng)指細(xì)胞體積和重量的增加。細(xì)胞分化指細(xì)胞形態(tài)和功能特化,變成彼此互異的過程。第二章植物組織一、植物組織的概念細(xì)胞分化的結(jié)果,導(dǎo)致植物體中形成多種類型的細(xì)胞。植物體中形態(tài)結(jié)構(gòu)相似,生理功能相同,在個(gè)體發(fā)育中來源相同的細(xì)胞群組成的結(jié)構(gòu)和功能單位稱為組織。二、植物組織的分類按發(fā)育程度不同植物組織分為分生組織和成熟組織兩大類。㈠分生組織在植物體內(nèi)特定部位具有持續(xù)性或周期性分裂能力的細(xì)胞群稱為分生組織。分生細(xì)胞保持著胚性特點(diǎn),細(xì)胞小,細(xì)胞壁薄,細(xì)胞核大,細(xì)胞質(zhì)濃。根據(jù)在植物體中的分布位置,分生組織可分為頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織。.頂端分生組織根、莖頂端的生長(zhǎng)點(diǎn),細(xì)胞持續(xù)分裂使根、莖伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。下圖為莖頂端分生組織。.側(cè)生分生組織包括維管形成層和木栓形成層兩種,存在于雙子葉植物和裸子植物中。維管形成層分裂活動(dòng)向外產(chǎn)生次生韌皮部,向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)部。木栓形成層分裂活動(dòng)產(chǎn)生周皮起保護(hù)作用。兩者共同活動(dòng)使根、莖增粗生長(zhǎng)。.居間分生組織是穿插于莖、葉、花梗、花絲等器官的成熟組織之間的分生組織,其分裂活動(dòng)可使所在器官伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。禾本科植物伸長(zhǎng)的莖節(jié)間基部有典型的居間分生組織。按組織的來源和性質(zhì),分生組織可分為原分生組織、初生分生組織和次生分生組織。頂端分生組織的前端是原分生組織,后部是原分生組織分裂衍生出來的初生分生組織,是原分生組織向成熟組織過渡的部分。側(cè)生分生組織是由薄壁組織、厚角組織等已經(jīng)分化成熟的組織恢復(fù)分裂能力轉(zhuǎn)化而來,是次生分生組織。㈡成熟組織成熟組織是細(xì)胞在形態(tài)和功能上已分化成熟的組織。按主要功能不同分為保護(hù)組織、基本組織、機(jī)械組織、輸導(dǎo)組織和分泌結(jié)構(gòu)五類。.保護(hù)組織覆蓋在器官表面,有表皮和周皮兩種。表皮最顯著的特征是細(xì)胞外壁角化并形成角質(zhì)層,為初生保護(hù)組織。周皮是木栓層、木栓形成層、栓內(nèi)層的總稱,其中的木栓層細(xì)胞壁高度栓化,不透水,不透氣,是代替表皮的次生保護(hù)組織。.基本組織是植物體中占份量最大的組織,擔(dān)負(fù)著吸收、同化、貯藏、通氣、傳遞等營(yíng)養(yǎng)功能,相應(yīng)地又分為吸收組織、同化組織、貯藏組織、通氣組織和傳遞細(xì)胞。根毛區(qū)的表皮密被根毛,主要起吸收水分和無機(jī)鹽的作用,屬于吸收組織;葉肉等細(xì)胞內(nèi)含有大量的葉綠體,主要進(jìn)行光合作用,屬于同化組織;細(xì)胞中含有豐富的貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的細(xì)胞群是貯藏組織,貯藏的物質(zhì)主要是淀粉、脂肪和蛋白質(zhì);在水生和濕生植物的各種器官中,常有一些胞間隙特別發(fā)達(dá)的細(xì)胞群,其中一些細(xì)胞常解體而形成氣腔或互相貫通成氣道,屬于通氣組織;傳遞細(xì)胞是特化的薄壁細(xì)胞,其細(xì)胞壁向細(xì)胞內(nèi)突入生長(zhǎng)形成許多不規(guī)則的突起,大大地?cái)U(kuò)大細(xì)胞膜的表面積,有利于物質(zhì)的快速傳遞。.機(jī)械組織是細(xì)胞壁不同程度的增厚,在各種器官中主要起支持作用的組織,分為厚角組織和厚壁組織兩類。厚角組織由生活細(xì)胞組成,細(xì)胞壁常在角隅部分增厚。厚壁組織由死細(xì)胞組成,細(xì)胞壁均勻增厚并木化。其中細(xì)胞呈長(zhǎng)紡錘狀的為纖維,細(xì)胞近等徑或呈不規(guī)則形狀的為石細(xì)胞。.輸導(dǎo)組織是植物體中專門擔(dān)負(fù)長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)拈L(zhǎng)管狀結(jié)構(gòu)。有兩大類:一類是輸導(dǎo)水分和無機(jī)鹽的導(dǎo)管和管胞;另一類是輸導(dǎo)有機(jī)養(yǎng)料的篩管和篩胞。⑴導(dǎo)管由許多長(zhǎng)管狀細(xì)胞縱向連接而成,每個(gè)細(xì)胞稱為導(dǎo)管分子。分化成熟時(shí),導(dǎo)管分子的原生質(zhì)體消失,橫壁形成大的穿孔,側(cè)壁有不同方式的增厚并木化。根據(jù)側(cè)壁增厚方式導(dǎo)管可分為環(huán)紋導(dǎo)管、螺紋導(dǎo)管、梯紋導(dǎo)管、網(wǎng)紋導(dǎo)管和孔紋導(dǎo)管五種類型。在雙子葉植物和裸子植物中,較老的導(dǎo)管由于侵填體的形成而喪失輸導(dǎo)功能,而由新的導(dǎo)管代替其行使輸導(dǎo)功能。⑵管胞是一種狹長(zhǎng)而兩端斜尖的細(xì)胞,與導(dǎo)管的主要區(qū)別是端壁不形成大穿孔而為具緣紋孔,彼此不連接成長(zhǎng)管。在蕨類植物和裸子植物中,管胞是唯一的輸水結(jié)構(gòu),在被子植物中,管胞和導(dǎo)管同時(shí)存在。⑶篩管和伴胞篩管由長(zhǎng)管狀的生活薄壁細(xì)胞縱向連接而成。每一個(gè)細(xì)胞稱為篩管分子,分化成熟的篩管分子沒有細(xì)胞核,其端壁特化成為篩板,篩板上有許多篩孔。通過篩孔連系著上下兩個(gè)篩管分子的細(xì)胞質(zhì)索稱為聯(lián)絡(luò)索。較老的篩管由于月并版體的形成而暫時(shí)或永久地喪失輸導(dǎo)能力。緊貼篩管分子旁邊有1至數(shù)個(gè)小型的薄壁細(xì)胞,與篩管分子是由同一個(gè)母細(xì)胞分裂而來的,稱為伴胞。⑷篩胞裸子植物和蕨類植物中沒有篩管,只有篩胞。篩胞是一種細(xì)胞長(zhǎng)的、兩端尖斜的薄壁細(xì)胞,與篩管的主要不同點(diǎn)是端壁不特化成篩板,是單獨(dú)的輸導(dǎo)單位。5.分泌結(jié)構(gòu)是植物體中產(chǎn)生、輸導(dǎo)或貯存分泌物質(zhì)的有關(guān)細(xì)胞或特化的細(xì)胞組合的總稱。分泌物質(zhì)有蜜汁、揮發(fā)油、粘液、樹脂、乳汁、單寧、生物堿、鹽類等。將分泌物排到體外的結(jié)構(gòu)稱為外分泌結(jié)構(gòu),如腺毛、腺鱗、蜜腺、鹽腺、排水器等。將分泌物積聚在植物體內(nèi)的分泌結(jié)構(gòu)稱為內(nèi)分泌結(jié)構(gòu),如分泌細(xì)胞、分泌道、乳汁管等。㈢維管束、維管組織和維管系統(tǒng).維管束是由木質(zhì)部和韌皮部共同組成的束狀結(jié)構(gòu),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。維管束有多種類型:⑴無限維管束為韌皮部與木質(zhì)部之間有束中形成層。⑵有限維管束為韌皮部與木質(zhì)部之間無束中形成層。⑶外韌維管束為韌皮部排列在木質(zhì)部的外方。⑷雙韌維管束為木質(zhì)部的內(nèi)外方均有韌皮部。⑸周木維管束為木質(zhì)部圍繞著韌皮部呈同心排列。⑹周韌維管束為韌皮部圍繞著木質(zhì)部呈同心排列。雙子葉植物多具有無限外韌維管束,有些具有雙韌維管束。大多數(shù)單子葉植物具有有限外韌維管束。.維管組織木質(zhì)部和韌皮部或兩者之一稱為維管組織。木質(zhì)部一般包括導(dǎo)管、管胞、木薄壁細(xì)胞和木纖維等組成分子;韌皮部一般包括篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞和韌皮纖維等組成分子。.維管系統(tǒng)一株植物或一個(gè)器官的全部維管組織稱為維管系統(tǒng)。第三章植物器官第一節(jié)根一、根的生理功能根主要有從土壤中吸收水分和無機(jī)鹽及固著植株兩大功能,此外還有貯藏、營(yíng)養(yǎng)繁殖和生物合成等功能。二、根與根系的類型由胚根直接長(zhǎng)成的根稱為主根,根的各級(jí)大小分支稱為側(cè)根。主根和側(cè)根在植物體中的固定部位發(fā)生,稱為定根。許多植物還能從莖、葉、老根和胚軸上生根,這些根的發(fā)生位置不定,稱為不定根。一株植物地下部分所有根的總體稱為根系。根系有直根系和須根系兩種:直根系由主根和側(cè)根組成,主根明顯、粗大、較長(zhǎng),各級(jí)側(cè)根依次較小、較短。須根系主要由不定根組成,主根生長(zhǎng)緩慢或停止,根呈叢生狀態(tài),無主次之分。三、根系在土壤中的生長(zhǎng)與分布根系在土壤中的分布與植物生長(zhǎng)有很大關(guān)系。在自然條件,一般植物根系所占土地面積往往大于莖、葉面積的5?15倍。根據(jù)根系在土壤中分布的狀況可分為兩類:深根系和淺根系。深根系的主根發(fā)達(dá),垂直向下生長(zhǎng),往往扎入土壤深層;淺根系的主根不發(fā)達(dá),側(cè)根和不定根向四面擴(kuò)張,長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過主根,根系大部分分布在土壤表層。四、根的發(fā)育與結(jié)構(gòu)㈠根尖分區(qū)和伸長(zhǎng)生長(zhǎng)每條根從著生根毛處至頂端的一段稱為根尖。從先端向后根尖可依次分為根冠、分生區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)和根毛區(qū)。.根冠是包圍在分生區(qū)外的帽狀結(jié)構(gòu),由許多薄壁細(xì)胞組成,起保護(hù)分生區(qū)的作用,并可分泌粘液,有利于根尖推進(jìn)生長(zhǎng)。.分生區(qū)是根的頂端分生組織,前端為原分生組織,后部為初生分組織(包括原表皮、原形成層、基本分生組織三種)。分生區(qū)細(xì)胞持續(xù)分裂活動(dòng),增加根的細(xì)胞數(shù)目。.伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞逐漸停止分裂,迅速伸長(zhǎng)生長(zhǎng),產(chǎn)生大液泡。后部分化出最早的導(dǎo)管和篩管,是分生區(qū)與成熟區(qū)的過渡區(qū)域。許多細(xì)胞迅速伸長(zhǎng),是根尖深入土層的主要推動(dòng)力。.根毛區(qū)內(nèi)部組織全部分化成熟,故也稱成熟區(qū)。根毛區(qū)最顯著的特征是表面密被根毛。根毛是表皮細(xì)胞向外突出形成的頂端密閉的管狀結(jié)構(gòu)。根毛的形成大大地?cái)U(kuò)大了根表皮吸收面積,因此,根毛區(qū)是根行使吸收功能的主要區(qū)域。㈡雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)初生結(jié)構(gòu)的概念:由初生分生組織(原表皮、原形成層、基本分生組織)分裂產(chǎn)生的細(xì)胞經(jīng)生長(zhǎng)和分化形成的各種成熟組織組成的結(jié)構(gòu)稱為初生結(jié)構(gòu)。根毛區(qū)初生結(jié)構(gòu)從橫切面看從外至內(nèi)可分為表皮、皮層和中柱三部分。.表皮來源于原表皮,是最外一層排列緊密的生活細(xì)胞,有根毛,主要起吸收作用。.皮層來源于基本分生組織,位于表皮內(nèi)方,由多層薄壁細(xì)胞構(gòu)成,在幼根中起著貯藏、通氣和橫向輸導(dǎo)的作用。由外至內(nèi)又分為外皮層、皮層薄壁組織和內(nèi)皮層三層。⑴外皮層1至多層排列較緊密的細(xì)胞,細(xì)胞體積相對(duì)較小。根毛和表皮凋萎脫落后,外皮層細(xì)胞壁增厚起保護(hù)作用。⑵皮層薄壁細(xì)胞為多層較大型的細(xì)胞,排列疏松,有明顯胞間隙,是幼根貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要場(chǎng)所,并有通氣作用。原生質(zhì)是具有一定粘度的、半透明的、不均一的親水膠體,具有新陳代謝的生命特征。三、植物細(xì)胞的形狀與大小植物細(xì)胞的形態(tài)和功能相統(tǒng)一,其形狀和大小取決于細(xì)胞的遺傳,各種細(xì)胞形狀不同,大小差異很大。四、植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核四個(gè)部分,其中的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核總稱原生質(zhì)體。㈠細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁毗鄰的一層薄膜稱為細(xì)胞膜或質(zhì)膜,其基本成分為磷脂和蛋白質(zhì)。在電子顯微鏡下看到的細(xì)胞膜呈暗亮暗三層,中間的亮層為磷脂雙分子層的疏水尾部,兩側(cè)暗層為蛋白質(zhì)分子層和磷脂雙分子層的親水頭部。這樣的一種膜結(jié)構(gòu)稱為單位膜。細(xì)胞膜具有選擇透性,能控制細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換,調(diào)節(jié)物質(zhì)運(yùn)輸,并有細(xì)胞識(shí)別等功能。㈡細(xì)胞質(zhì)及其細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜以內(nèi),細(xì)胞核以外的原生質(zhì),包括胞基質(zhì)和細(xì)胞器。⑶內(nèi)皮層為皮層最內(nèi)一層排列緊密的細(xì)胞,細(xì)胞的徑向壁、橫壁上有條木化并栓化的帶狀增厚,稱為凱氏帶。凱氏帶和細(xì)胞質(zhì)膜牢結(jié)合。內(nèi)皮層的這種特性對(duì)溶質(zhì)的吸收和輸導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)膜牢結(jié)合。內(nèi)皮層的這種特性對(duì)溶質(zhì)的吸收和輸導(dǎo)有密切的關(guān)系。3.中柱也稱維管柱,位于內(nèi)皮層內(nèi)方,是根的中軸部分,來源于原形成層,包括中柱鞘、初生木質(zhì)部、初生韌皮部和薄壁細(xì)胞四個(gè)部分。⑴中柱鞘(維管柱鞘)中柱的最外層,由1層或幾層薄壁細(xì)胞組成。有潛在分裂能力,在一定條件下可分裂形成側(cè)根、木栓形成層、維管形成層一部分、不定芽、乳汁管等⑵初生木質(zhì)部呈輻射狀排列,輻射角尖端為原生木質(zhì)部,較早分化成熟,導(dǎo)管口徑較小而壁較厚;近軸中心的部分是后生木質(zhì)部,較晚分化成熟,導(dǎo)管口徑較大且壁較薄。初生木質(zhì)部這種組織由外至內(nèi)向心分化成熟的方式稱為外始式,是根初生結(jié)構(gòu)的重要特征。初生木質(zhì)部的主要功能是自下而上輸導(dǎo)水分和無機(jī)鹽。⑶初生韌皮部呈束狀與原生木質(zhì)部束相間排列,這是幼根維管系統(tǒng)最突出的特征。初生韌皮部主要起輸導(dǎo)有機(jī)養(yǎng)料的作用,分化成熟方式亦為外始式。⑷薄壁細(xì)胞一部分布在初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間,其中一層是由形成層保留的未分化的細(xì)胞,將來轉(zhuǎn)變?yōu)榫S管形成層的主要部分。另一部分薄壁細(xì)胞位于根的中心,稱為髓,起貯藏作用。但多數(shù)雙子葉植物的初生木質(zhì)部分化達(dá)到中心,因而缺少髓。㈢雙子葉植物根的次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)由次生分生組織(維管形成層和木栓形成層)分裂活動(dòng)使根的直徑增粗的生長(zhǎng)過程稱為次生生長(zhǎng),次生生長(zhǎng)產(chǎn)生的各種組織組成的結(jié)構(gòu)稱為次生結(jié)構(gòu)。.維管形成層的發(fā)生及其活動(dòng)維管形成層由兩個(gè)部位發(fā)生:主要部分由初生木質(zhì)部與初生韌皮部的未分化的薄壁細(xì)胞轉(zhuǎn)變而成,另一個(gè)小部分由正對(duì)原生木質(zhì)部的中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂形成。維管形成層主要進(jìn)行切向分裂,向外分化產(chǎn)生次生韌皮部(較少),向內(nèi)分化產(chǎn)生次生木質(zhì)部(較多),也進(jìn)行徑向分裂以擴(kuò)大維管形成層周徑。維管形成層只發(fā)生一次,發(fā)生后可持續(xù)活動(dòng)多年。次生韌皮部主要由篩管、伴胞、韌皮纖維、韌皮薄壁細(xì)胞和韌皮射線組成;次生木質(zhì)部主要由導(dǎo)管、管胞、木薄壁細(xì)胞、木纖維和木射線組成。(貫穿在次生維管組織中呈徑向排列的薄壁細(xì)胞稱為維管射線,包括韌皮射線和木射線,起橫向輸導(dǎo)和貯藏作用。).木栓形成層的發(fā)生及其活動(dòng)木栓形成層第一次一般由中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂發(fā)生。木栓形成分裂活動(dòng)向外產(chǎn)生木栓層,向內(nèi)產(chǎn)生栓內(nèi)層。木栓層、木栓形成層、栓內(nèi)層三者合稱周皮。木栓形成層發(fā)生后只活動(dòng)一個(gè)生長(zhǎng)季,以后每年重新發(fā)生,發(fā)生位置逐年往內(nèi)推移,最后由次生韌皮部發(fā)生。多年生的根部,由于周皮的逐年產(chǎn)生和死后的積累,而形成較厚的樹皮。由于內(nèi)部組織的增多,外圍組織被擠毀消失。多年生老根的結(jié)構(gòu),由外至內(nèi)依次為周皮、次生韌皮部、維管形成層、次生木質(zhì)部、初生木質(zhì)部(只占最中心極小的一部分)。㈣單子葉植物根的解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單子葉植物沒有維管形成層和木栓形成層發(fā)生,不產(chǎn)生次生結(jié)構(gòu),其基本結(jié)構(gòu)與雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)相似,也分為表皮、皮層、中柱三部分。與雙子葉植物比較有如下特點(diǎn):.外皮層細(xì)胞層數(shù)較多,表皮脫落后,外皮層細(xì)胞壁栓化增厚,起保護(hù)和支持作用。.內(nèi)皮層細(xì)胞常在凱氏帶的基礎(chǔ)上發(fā)生五面壁增厚,即徑向壁和橫壁及內(nèi)切向壁均增厚,只有外切向壁仍然保持薄壁,稱馬蹄形加厚。正對(duì)原生木質(zhì)部常有一些細(xì)胞不發(fā)生五面壁增厚,仍保持薄壁,稱為通道細(xì)胞。.初生木質(zhì)部常為多原型,中央常有髓。.在較老的根中,除初生韌皮部外,包括皮層和中柱在內(nèi)的所有薄壁細(xì)胞都可能發(fā)生變化:或裂解形成氣腔,或細(xì)胞壁木化增厚成為厚壁的類型。五、側(cè)根的發(fā)生在適宜條件下,根可以不斷地產(chǎn)生分支,即產(chǎn)生側(cè)根。側(cè)根由母根中柱鞘的一定部位產(chǎn)生,屬于內(nèi)起源。側(cè)根的發(fā)生部位與根木質(zhì)部的類型有關(guān)。第二節(jié)莖一、莖的生理功能莖有兩個(gè)主要生理功能:輸導(dǎo)作用和支持作用,另外還有貯藏和營(yíng)養(yǎng)繁殖的功能。二、莖的形態(tài)1、莖的外部形態(tài)莖是植株地上部分的主軸,常為圓柱形,有節(jié)和節(jié)間之分,節(jié)上著生有葉、芽、花或果。葉子脫落后在莖留下葉痕。2、莖的性質(zhì)依莖中木質(zhì)含量多少分為木本和草本。木本植物莖含木質(zhì)多,堅(jiān)硬,壽命長(zhǎng)。其中主干明顯且高大的為喬木;基部分枝,主干不明顯且較矮的植物為灌木,僅基部木質(zhì),上部不甚木質(zhì)的矮小植物為半灌木。草本植物含木質(zhì)少,多汁,較柔軟。又分為一年生、二年生、多年生草本。另外,莖細(xì)長(zhǎng)而不能直立的為藤本,又分木質(zhì)藤木和草質(zhì)藤本。3、莖的生長(zhǎng)習(xí)性有直立莖、纏繞莖、攀援莖、匍匐莖、和平臥莖幾種。枝條或花(或花序)的原始體稱為芽。芽有下列類型:.定芽與不定芽頂芽和腋芽由固定位置發(fā)生,稱為定芽。由老根、老莖、葉上長(zhǎng)出的芽,其發(fā)生位置不固定,稱為不定芽。.葉芽、花芽和混合芽營(yíng)養(yǎng)枝條的原始體叫葉芽;花或花序的原始體叫花芽;混合芽是既發(fā)育形成葉,又形成花或花序的芽。.裸芽和鱗芽外圍有芽鱗片包被的芽叫鱗芽,無芽鱗片的叫裸芽。.活動(dòng)芽和休眠芽能在當(dāng)年生長(zhǎng)季節(jié)萌發(fā)生長(zhǎng)的芽稱為活動(dòng)芽;溫帶木本植物枝條下部的芽,即使在生長(zhǎng)季節(jié)也不萌發(fā),暫時(shí)處于休眠狀態(tài)的芽稱為休眠芽。創(chuàng)傷等刺激可打破休眠狀態(tài)使休眠芽變?yōu)榛顒?dòng)芽。三、莖的分枝每種植物莖的分枝有一定的規(guī)律和方式,分枝方式可歸納為四種:.單軸分枝特點(diǎn)是主莖頂芽的生長(zhǎng)活動(dòng)始終占優(yōu)勢(shì),形成直立而明顯的主干,各級(jí)分枝依次較小。材用樹種的分枝方式多為單軸分枝。.合軸分枝特點(diǎn)是主莖頂芽生長(zhǎng)活動(dòng)形成一段主軸后即停止生長(zhǎng)或形成花芽,由下側(cè)的一個(gè)腋芽代替主芽繼續(xù)生長(zhǎng),又形成一段主軸,之后又停止生長(zhǎng)或形成花芽,再由其下側(cè)的腋芽接替生長(zhǎng),如此繼續(xù)下去,因此,植物的主軸是由主莖和相繼接替的各級(jí)側(cè)枝共同組成,因此稱為合軸分枝。合軸分枝可產(chǎn)生較多的分枝和較多的花芽,許多果樹具有合軸分枝的特性。.假二叉分枝常見于具有對(duì)生葉序的植物中,主莖頂芽活動(dòng)到一定的時(shí)間就停止生長(zhǎng)或死亡,由頂芽下面的一對(duì)腋芽同時(shí)生長(zhǎng)形成兩個(gè)分枝。每個(gè)分枝的頂芽活動(dòng)到一定時(shí)候又停止生長(zhǎng),再由其下面的一對(duì)腋芽同時(shí)生長(zhǎng),如此繼續(xù)發(fā)育,形成許多二叉狀的分枝。因不是由頂端分生組織形成的分枝,故稱為假二叉分枝。.禾本科植物的分篥禾本科植物在莖基部密集的節(jié)上產(chǎn)生側(cè)枝,并同時(shí)在節(jié)上產(chǎn)生不定根的現(xiàn)象稱為分篥。由此形成的側(cè)枝也稱分票,由主莖基部產(chǎn)生的側(cè)枝稱為一級(jí)分窠,-級(jí)分票基部產(chǎn)生的側(cè)枝稱為二級(jí)分票,依此類推。四、莖的發(fā)育與結(jié)構(gòu)㈠莖尖分區(qū)及其生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)莖尖可分為分生區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)和成熟區(qū)三個(gè)區(qū)。.分生區(qū)形態(tài)上可為生長(zhǎng)錐、葉原基和腋芽原基等結(jié)構(gòu)部分,外圍有幼葉包圍。分生區(qū)頂端為原分生組織,后部為初生分生組織的原表皮、原形成層和基本分生組織。.伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞逐漸停止分裂,迅速伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。外觀表現(xiàn)為節(jié)間逐漸伸長(zhǎng),幼葉長(zhǎng)大,并由密集逐漸變成松散。.成熟區(qū)節(jié)間長(zhǎng)度趨向穩(wěn)定,各種組織分化成熟,形成了初生結(jié)構(gòu)。㈡莖的內(nèi)部構(gòu)造.雙子葉植物莖的初生結(jié)構(gòu)由莖成熟區(qū)橫切面看,可分為表皮、皮層和中柱(維管柱)三部分。⑴表皮是莖外表的初生保護(hù)組織,其最顯著特征是細(xì)胞外壁角化,并形成角質(zhì)層。⑵皮層由厚角組織和皮層薄壁組織構(gòu)成,最內(nèi)一層薄壁細(xì)胞常含有豐富的淀粉粒,稱為淀粉鞘。厚角組織及近外側(cè)的薄壁細(xì)胞常含有葉綠體,故幼莖常呈綠色。皮層具有光合作用和貯藏作用,并可產(chǎn)生木栓形成層。⑶中柱(維管柱)由維管束、髓和髓射線三部分構(gòu)成。①維管束多數(shù)雙葉植物的維管束為無限外韌維管束,木質(zhì)部與韌皮部之間有束中形成層。初生韌皮部由篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞和韌皮纖維組成;初生木質(zhì)部由導(dǎo)管、管胞、木薄壁細(xì)胞和木纖維組成。少數(shù)雙子葉植物莖的維管束為雙韌維管束在木質(zhì)部的內(nèi)方尚有內(nèi)韌皮部。莖中初生木質(zhì)部發(fā)育成熟方式為內(nèi)始式。維管束起輸導(dǎo)和支持作用。②髓是莖中央的薄壁組織,起貯藏作用。③髓射線是位于兩個(gè)維管束之間,連接皮層和髓的薄壁細(xì)胞,起貯藏和橫向輸導(dǎo)的作用,正對(duì)束中形成層的髓射線細(xì)胞可恢復(fù)分裂轉(zhuǎn)變?yōu)槭g形成層。.雙子葉植物莖的次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)次生生長(zhǎng)包括維管形成層和木栓形成層的發(fā)生和活動(dòng)。⑴維管形成層的發(fā)生和活動(dòng)莖的維管形成層由束中形成層和束間形成層連成圓環(huán)狀形成層。其分裂活動(dòng)與根的相同,向外產(chǎn)生次生韌皮部,向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)部。⑵木栓形成層的發(fā)生及其活動(dòng)第一次發(fā)生的位置可由表皮、皮層的厚角組織、皮層薄壁組織或初生韌皮部發(fā)生,因植物種類而異。其分裂活動(dòng)與根一樣,但產(chǎn)生的周皮有皮孔結(jié)構(gòu),栓內(nèi)層細(xì)胞含有葉綠體。⑶莖的次生結(jié)構(gòu)大執(zhí)業(yè)醫(yī)師體可分成樹皮和木材兩部分。①樹皮狹義的指歷年形成的周皮及它們之間的死亡組織;廣義的指維管形成層以外的所有組織,包括狹義的樹皮及其內(nèi)方正在執(zhí)行其功能的次生韌皮部。②木材主要指次生木質(zhì)部,初生木質(zhì)部只占很微小的部分。木材有兩個(gè)特征:一是有年輪,一是有邊材和心材之分。.單子葉植物莖的解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)禾本科植物莖的節(jié)與節(jié)間明顯,節(jié)間有中空和實(shí)心兩種類型。其節(jié)間解剖結(jié)構(gòu)有兩大特點(diǎn):一是維管束星散分布,沒有皮層和中柱的界限,整個(gè)結(jié)構(gòu)由表皮、機(jī)械組織、基本組織和維管束組成。二是維管束為有限外韌維管束,無束中形成層,無次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)。⑴表皮由長(zhǎng)細(xì)胞和短細(xì)胞(硅細(xì)胞和栓細(xì)胞)組成,外壁角化并硅化。⑵機(jī)械組織是位于表皮內(nèi)的厚壁組織。⑶基本組織占莖的大部分體積的薄壁組織,其中常有氣腔或氣道。⑷維管束分散在基本組織中,在實(shí)心莖中星散分布,在中空莖中排成疏松的兩環(huán)。維管束由初生韌皮部、初生木質(zhì)部和維管束鞘三部分組成,無束中形成層,為有限外韌維管束。.胞基質(zhì)是無色半透明的膠體物質(zhì),能為細(xì)胞器提供所需的離子環(huán)境,并進(jìn)行某些生化反應(yīng)。胞基質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)常流動(dòng),這種現(xiàn)象稱為胞質(zhì)運(yùn)動(dòng),是細(xì)胞生命活動(dòng)的表現(xiàn)。.細(xì)胞器是細(xì)胞內(nèi)具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。植物細(xì)胞的主要細(xì)胞器有:可在光學(xué)顯微鏡下觀察到的質(zhì)體(包括葉綠體、有色體和白色體)、線粒體、液泡和必須在電鏡下才能觀察到的核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、圓球體、微體、微管和微絲等。在結(jié)構(gòu)上,質(zhì)體和線粒體具有雙層膜結(jié)構(gòu),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、圓球體、微體、液泡具有單層膜結(jié)構(gòu),核糖體、微管和微絲為無膜結(jié)構(gòu),它們內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)則各不相同。細(xì)胞器各有特定的功能:⑴質(zhì)體為綠色真核植物所特有的細(xì)胞器。質(zhì)體有雙層膜結(jié)構(gòu),內(nèi)部為片層系統(tǒng)和液態(tài)基質(zhì)。葉綠體具有復(fù)雜的超微結(jié)構(gòu):外被雙層膜,內(nèi)部的液態(tài)基質(zhì)中密布基粒?;S深惸殷w(基粒片層)堆疊而成,并由基質(zhì)類囊體連接成一個(gè)系統(tǒng),類囊體是單層膜圍成的,膜上結(jié)合有光合色素。質(zhì)體的功能是合成和積累同化產(chǎn)物(葉綠體進(jìn)行光合作用,白色體積累淀粉、脂肪和蛋白質(zhì),有色體積累脂類和類胡蘿卜素)。⑵線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的場(chǎng)所。其超微結(jié)構(gòu)外為雙層膜,內(nèi)膜內(nèi)折形成崎,崎之間充滿液態(tài)基質(zhì)。內(nèi)膜、崎及基質(zhì)中均含有與呼吸作用有關(guān)的酶類。初生木質(zhì)部成熟方式為內(nèi)始式;初生韌皮部由篩管和伴胞組成;維管束鞘由厚壁細(xì)胞組成。第三節(jié)葉一、葉的生理功能葉的主要功能是光合作用和蒸騰作用,有些植物的葉還有營(yíng)養(yǎng)繁殖的功能。二、葉的形態(tài)㈠一般植物葉的組成和形態(tài)葉由葉柄、葉片和托葉三部分組成,葉片扁平、綠色,是葉行使其功能的主要部分。具有葉片、葉柄和托葉三部分的葉稱為完全葉,缺少其中任一部分或兩部分的稱為不完全葉。㈡禾本科植物的葉的組成和形態(tài)禾本科植物葉的兩個(gè)主要組成部分是葉片和葉鞘。葉片條形,具平行脈;葉鞘抱莖,一側(cè)開裂。葉鞘與葉片交界處的外側(cè)呈環(huán)狀的部位稱為葉頸,交界處的內(nèi)側(cè)常有葉耳和葉舌。三、單葉和復(fù)葉一個(gè)葉柄上只生一片葉的為單葉。一個(gè)葉柄上生許多小葉的為復(fù)葉,這個(gè)葉柄稱總?cè)~柄,每個(gè)小葉的柄稱小葉柄。小葉排列在總?cè)~柄(或其分枝)兩側(cè)的稱為羽狀復(fù)葉;小葉集中著生在總?cè)~柄(或其分枝)頂端的稱為掌狀復(fù)葉。只有三個(gè)小葉的稱為三出葉,柑桔類的復(fù)葉兩側(cè)小葉退化成翅或邊,總?cè)~柄與頂生小葉連接處有關(guān)節(jié),稱單身復(fù)葉。四、葉序葉序是葉在莖上排列的方式,每個(gè)節(jié)上長(zhǎng)一葉的為互生,長(zhǎng)二葉的為對(duì)生,長(zhǎng)三葉以上為輪生,莖極短而節(jié)密集,其上著生二片以上葉子的為簇生。葉形、葉尖、葉基、葉緣、葉裂五、葉的發(fā)生與發(fā)展1、葉原基的發(fā)生葉由葉原基發(fā)育形成。葉原基發(fā)生于莖尖生長(zhǎng)錐的側(cè)面,一般由表面的幾層細(xì)胞分裂形成最初的突起,接著向長(zhǎng)、寬、厚三個(gè)方向生長(zhǎng)。但厚度生長(zhǎng)開始與停止均較早,使葉原基早期即成為扁平形。以后基部繼續(xù)增寬,有些植物(如禾本科)其基部可以包圍整個(gè)生長(zhǎng)錐。從突起到厚度生長(zhǎng)停止,整體仍由分生組織組成,外形上尚未有葉片、葉柄、托葉的分化時(shí)均可稱為葉原基。2、葉的發(fā)生與葉片的發(fā)育葉原基形成后,接著下部發(fā)育為托葉,上部發(fā)育為葉片與葉柄。葉片由葉原基上部經(jīng)頂端生長(zhǎng)、邊緣生長(zhǎng)和居間生長(zhǎng)形成。葉原基上部的細(xì)胞分裂逐漸限于頂端,通過頂端生長(zhǎng)使這部分伸長(zhǎng)。不久,在其兩側(cè)的細(xì)胞開始分裂,進(jìn)行邊緣生長(zhǎng),形成具有背腹性的扁平雛形的葉片;如果是復(fù)葉,則通過邊緣生長(zhǎng)形成多數(shù)小葉片。邊緣生長(zhǎng)進(jìn)行一段時(shí)間后,頂端生長(zhǎng)停止。當(dāng)幼葉逐漸由芽?jī)?nèi)伸出、展開時(shí),邊緣生長(zhǎng)停止,整個(gè)葉片進(jìn)行近似平均的表面生長(zhǎng),又稱為居間生長(zhǎng)。居間生長(zhǎng)伴隨著內(nèi)部組織的分化成熟,和葉柄、托葉的形成而成為成熟葉。六、葉的結(jié)構(gòu)㈠被子植物葉的一般結(jié)構(gòu).葉柄的結(jié)構(gòu)與莖的初生結(jié)構(gòu)相似。.葉片的結(jié)構(gòu)分為表皮、葉肉、葉脈三部分。⑴表皮葉表面的初生保護(hù)組織,由表皮細(xì)胞、氣孔器和表皮毛等附屬物組成。表皮細(xì)胞占的份量最大,其外壁角化,并形成角質(zhì)層。氣孔器由一對(duì)腎形保衛(wèi)細(xì)胞組成,有的植物在保衛(wèi)細(xì)胞外側(cè)還有副衛(wèi)細(xì)胞。⑵葉肉由含大量葉綠體的薄壁細(xì)胞組成,是葉進(jìn)行光合作用的主要部分。根據(jù)葉肉分化的情況不同,可分為背腹葉和等面葉:背腹葉的葉肉分化為柵欄組織和海綿組織,柵欄組織近上表皮,含葉綠體多;海綿組織近下表皮才非列較疏松,細(xì)胞含葉綠體較少。等面葉的葉肉不分化為柵欄組織和海綿組織,或上、下表皮內(nèi)側(cè)均有柵欄組織,中部為海綿組織。⑶葉脈由分布在葉片中的維管束及其周圍的有關(guān)組織組成,起支持和輸導(dǎo)作用。在葉中央的一條粗大葉脈稱為主脈(或中脈),其分支稱側(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(jiǎn)單。主脈的結(jié)構(gòu)含有一個(gè)或幾個(gè)維管束,通常由木質(zhì)部、韌皮部和維管束鞘組成,木質(zhì)部近葉的上表皮,韌皮部近下表皮。㈡單子葉植物葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也分為表皮、葉肉、葉脈三部分。.表皮上、下表皮的組成稍有不同:上表皮由長(zhǎng)細(xì)胞、短細(xì)胞、泡狀細(xì)胞和氣孔器有規(guī)律地排列而成,下表皮沒有泡狀細(xì)胞。長(zhǎng)細(xì)胞排成縱列,側(cè)壁彎曲,外壁角化并硅化;短細(xì)胞(硅細(xì)胞和栓細(xì)胞)分布在長(zhǎng)細(xì)胞之間。泡狀細(xì)胞是一些大型的薄壁細(xì)胞,成組分布于兩條葉脈之間的上表皮,其功能與葉片的內(nèi)卷和展開有關(guān)。氣孔器也分布在長(zhǎng)細(xì)胞之間,由一對(duì)啞鈴形的保衛(wèi)細(xì)胞和一對(duì)菱形或半球形的副衛(wèi)細(xì)胞組成。上、下表皮的氣孔器數(shù)目相差不大。.葉肉沒有柵欄組織和海綿組織之分化,由同形的細(xì)胞組成,屬于等面葉。葉肉細(xì)胞形狀不規(guī)則,細(xì)胞壁向內(nèi)皺褶,形成〃峰、谷、腰、環(huán)〃的多環(huán)結(jié)構(gòu)。.葉脈禾本科植物的葉具平行脈。葉脈維管束為有限外韌維管束,其結(jié)構(gòu)由韌皮部、木質(zhì)部和維管束鞘組成。維管束鞘由一層薄壁細(xì)胞(C4植物)或兩層細(xì)胞(C3植物),外層為薄壁細(xì)胞,內(nèi)層為厚壁細(xì)胞組成。較大的葉脈,其維管束上、下方常有厚壁組織與表皮相連。五、葉的生態(tài)類型植物根據(jù)它們與適生的水條件的關(guān)系分為旱生、中生、濕生和水生植物,根據(jù)與適生的光照條件的關(guān)系分為陽地植物和陰地植物。各種植物的葉有各種不同的形態(tài)特征與生態(tài)條件相適應(yīng)。第四節(jié)花一、花的概念與花的組成部分花是適應(yīng)于生殖的變態(tài)短枝。被子植物典型的花由花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群幾部分組成。構(gòu)成花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群的組成單位分別是萼片、花瓣、雄蕊和心皮,它們均為變態(tài)葉。㈠花梗與花托花梗是枝條的一部分,花托是其頂端膨大成各種形狀的部分,有密集的節(jié),著生花的其它部分,起支持和輸導(dǎo)的作用。㈡花被花萼和花冠總稱花被。當(dāng)花萼和花冠相似不易區(qū)分時(shí)也統(tǒng)稱花被,其每一特征則稱花被片。.花萼由若干萼片組成,保護(hù)幼花,并有光合等作用。萼片之間完全分離的稱離萼,彼此之間基部合生或全部合生的稱合萼,基部合生部分稱萼筒,頂部分離的部分稱萼裂片。有的植物在花萼外還有副萼。.花冠由若干花瓣組成,常呈鮮艷色彩或散發(fā)出香氣,有保護(hù)雌、雄蕊和招引昆蟲傳粉的作用?;ò曛g完全分離的稱離瓣花冠,花瓣彼此基部合生或全部合生的稱合瓣花冠,其基部合生部分稱花冠筒,頂部分離的部分稱花冠裂片。具備花萼、花冠的花稱兩被花,僅有花萼的花稱單被花,兩者皆無的花稱無被花或裸花?;ü陬愋?花冠有離瓣花冠和合瓣花冠。不同植物花瓣排列成不同的花冠形狀:有薔薇花冠、蝶形花冠、十字形花冠、舌狀花冠、輪狀花冠、唇形花冠、鐘狀花冠、漏斗狀花冠、筒狀花冠等。㈢花瓣和萼片(或它們的裂片)在花芽中的排列方式有銀合狀、旋轉(zhuǎn)狀和覆瓦狀三種。㈢雄蕊群花中所有雄蕊總稱雄蕊群。雄蕊的形態(tài)可分為花絲和花藥兩部分,花藥是產(chǎn)生精子的地方,故雄蕊群是花的重要組成部分之一。1、雄蕊類型根據(jù)花絲和花藥的離合情況,雄蕊有下列主要類型:離生雄蕊、單體雄蕊、二體雄蕊、多體雄蕊、聚藥雄蕊、四強(qiáng)雄蕊、二強(qiáng)雄蕊。2、花藥著生方式花藥在花絲上的著生方式有基著藥、背著藥、丁子著藥、廣歧藥和全著藥。3、花藥開裂方式花藥成熟后以一定方式開裂散放出花粉,開裂方式主要有三種,即縱裂、孔裂和瓣裂。4、花藥的發(fā)育與結(jié)構(gòu)發(fā)育成熟的花藥結(jié)構(gòu)包括表皮、藥隔、花粉囊三部分。發(fā)育初期的花藥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外為一層幼令表皮(未分化成熟的表皮細(xì)胞)和包圍在內(nèi)的分生細(xì)胞。在表皮以內(nèi)花藥四角各出現(xiàn)一至幾縱列分生細(xì)胞(泡原細(xì)胞),經(jīng)一次平周分裂形成內(nèi)外兩層細(xì)胞,外層叫壁細(xì)胞(周緣細(xì)胞),將來經(jīng)分裂分化形成花粉囊壁;內(nèi)層為造抱細(xì)胞,經(jīng)分裂(或直接長(zhǎng)大)形成花粉母細(xì)胞。在幼花藥的中部發(fā)育出一個(gè)維管束及其周圍的薄壁細(xì)胞,構(gòu)成藥隔。壁細(xì)胞經(jīng)分裂自外至內(nèi)依次分化形成藥室內(nèi)壁(纖維層)、中層和絨氈層,三者與表皮共同組成花粉囊壁?;ㄋ幗咏墒鞎r(shí),藥室內(nèi)壁細(xì)胞擴(kuò)大并有木化和栓化的斜向條狀次生壁,因此稱為纖維層,其功能與花藥開裂有關(guān)。中層是1?3層較小的薄壁細(xì)胞,初期含有淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),后來被擠壓消失。絨氈層是花粉囊壁最內(nèi)一層較大的薄壁細(xì)胞,含有2個(gè)或多個(gè)細(xì)胞核,含有蛋白質(zhì)、RNA、油脂、類胡蘿卜素和泡粉素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),對(duì)花粉粒的形成和發(fā)育起重要的營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)作用。當(dāng)花粉粒成熟時(shí),絨氈層解體消失?;ǚ勰讣?xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成四分體,再發(fā)育形成花粉粒?;ㄋ幫ǔS袃蓪?duì)花粉囊,花藥成熟時(shí),每對(duì)花粉囊之間的壁破裂(花藥開裂),相互連通為一個(gè)藥室。棉花等少數(shù)植物的花藥只有2個(gè)花粉囊,開裂時(shí)形成一個(gè)藥室。5、花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂減數(shù)分裂是一種特殊的細(xì)胞分裂方式,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,而染色體只分裂一次,一個(gè)母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞,每個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目只有原來母細(xì)胞的一半。被子植物中花粉母細(xì)胞和胚囊母細(xì)胞的分裂方式為減數(shù)分裂。分裂過程:分為減數(shù)分裂的第一次分裂和減數(shù)分裂的第二次分裂。㈠減數(shù)分裂的第一次分裂,分為前期工、中期工、后期I、末期I四個(gè)時(shí)期。前期又分為細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期五個(gè)時(shí)期。偶線期發(fā)生同源染色體配對(duì)(聯(lián)會(huì)),粗線期非姊妹染色單體片段互換(交叉),遺傳物質(zhì)發(fā)生重組,為細(xì)胞的遺傳變異性奠定了基礎(chǔ)。后期時(shí)染色體不分裂而分為兩組移向兩極,每一極的染色體數(shù)目只有母細(xì)胞的一半。末期形成兩個(gè)子細(xì)胞(二分體)或不形成子細(xì)胞而直接進(jìn)入第二次分裂。㈡減數(shù)分裂的第二次分裂,與一般的有絲分裂過程相似,最后形成四個(gè)子細(xì)胞(四分體)。四分體的外圍及各細(xì)胞之間有月并臟質(zhì)壁包圍及分隔。減數(shù)分裂的意義:減數(shù)分裂導(dǎo)致產(chǎn)生單倍體的精子和卵細(xì)胞,由受精卵發(fā)育形成的胚恢復(fù)了二倍體的染色體數(shù)目,保持了細(xì)胞遺傳的相對(duì)穩(wěn)定性。由于同源染色體聯(lián)會(huì)和交叉,遺傳物質(zhì)發(fā)生了重組,為細(xì)胞遺傳的變異性奠定了基礎(chǔ),豐富了植物遺傳的變異性。6、花粉粒的發(fā)育與形態(tài)結(jié)構(gòu)㈠花粉粒的發(fā)育花粉母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成的四分體由于月并臟壁溶解而分離,成為4個(gè)單核花粉粒。單核花粉粒長(zhǎng)大變圓,并形成大液泡,細(xì)胞核由中央移向邊緣,并在近壁處進(jìn)行一次有絲分裂,形成大小懸殊的兩個(gè)細(xì)胞,大的為營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞,小的為生殖細(xì)胞,兩細(xì)胞之間有月并臟質(zhì)壁分隔。經(jīng)過一系列的發(fā)育,月并臟壁溶解,生殖細(xì)胞成為一個(gè)紡錘狀無壁的裸細(xì)胞,浸沒在營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞之中,形成了細(xì)胞之中有細(xì)胞的獨(dú)特現(xiàn)象。有的植物生殖細(xì)胞在花粉粒中有分裂一次,形成兩個(gè)精細(xì)胞。在內(nèi)部進(jìn)行分裂和發(fā)育的同時(shí),在花粉粒外圍形成了具有內(nèi)、外兩層的花粉粒壁。㈡花粉粒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)大多數(shù)植物的花粉粒成熟時(shí)含有一個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和一個(gè)生殖細(xì)胞,稱為2-細(xì)胞花粉,有的植物的成熟花粉粒含有一個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和兩個(gè)精細(xì)胞,稱為3-細(xì)胞花粉。營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞大占據(jù)花粉粒的絕大部分,生殖細(xì)胞很小,無壁,外有兩層質(zhì)膜包圍(一層為營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的)?;ǚ哿1谟赏獗诤蛢?nèi)壁構(gòu)成。外壁較厚、硬而缺乏彈性,有萌發(fā)孔(溝)和各種形狀的雕紋,主要組成物質(zhì)有泡粉素及纖維素、類胡⑶核糖體是外表無膜的微小細(xì)胞器,由兩個(gè)亞單位組成,其化學(xué)成分約有60%核糖核酸和40%蛋白質(zhì)。核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所,常幾個(gè)到幾十個(gè)與信使RNA分子結(jié)合成多聚核糖體。⑷內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由單層膜圍成的管狀或片狀結(jié)構(gòu),在細(xì)胞基質(zhì)中成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。有糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(表面附有核糖體)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(表面無核糖體附著)兩種類型。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能有多種:①起支持細(xì)胞的作用,同時(shí)分隔細(xì)胞質(zhì)使之區(qū)域化。②可合成、包裝、運(yùn)輸某些代謝產(chǎn)物。③可分泌出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小泡進(jìn)而發(fā)育成其它種類的細(xì)胞器(如高爾基體、圓球體、液泡等)。⑸高爾基體是多個(gè)由單層膜圍成的扁平小囊堆疊形成的細(xì)胞器。高爾基體可合成纖維素、半纖維素等多糖物質(zhì),參與細(xì)胞壁的形成,并具有分泌作用,可分泌粘液、樹脂等。⑹溶酶體由單層膜圍成的小泡狀細(xì)胞器,含有多種水解酶,以酸性磷酸酶為特有酶。溶酶體具有消化作用,可分解生物大分子。⑺圓球體由單層膜圍成的球狀小體,內(nèi)含脂肪酶,可積累脂肪(在一定條件下也可分解脂肪)。蘿卜素、類黃酮素、油脂、蛋白質(zhì)等,常呈黃色并有粘性。內(nèi)壁較薄、軟而有彈性,主要成分為纖維素、果膠質(zhì)、半纖維素和蛋白質(zhì)。外壁和內(nèi)壁均含有活性蛋白質(zhì)和酶類,外壁蛋白質(zhì)來自絨氈層,是由抱子體起源,具有基因型的特異性,在花粉與柱頭的相互識(shí)別中起作用;內(nèi)壁蛋白質(zhì)由花粉粒本身制造,主要是各種水解酶,在花粉粒萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)中起作用。(下圖為各種形態(tài)的花粉粒)7、花粉的生活力花粉粒壽命的長(zhǎng)短因植物種類不同而有差異。在自然條件下,絕大多數(shù)植物的花粉維持受精的能力是很有限的,只有幾小時(shí)、幾天或幾個(gè)星期,壽命極短的如水稻花粉只存活幾分鐘。人工條件可延長(zhǎng)花粉的壽命,研究花粉生活力及花粉的貯藏條件,在育種工作中有重要意義。㈣雌蕊群花中所有雌蕊總稱雌蕊群,但多數(shù)植物的花只有一枚雌蕊。雌蕊由1至多個(gè)心皮組成。心皮是組成雌蕊的單位,是具有生殖作用的變態(tài)葉?;ㄖ兄挥幸粋€(gè)心皮的稱單雌蕊;具有兩個(gè)以上的心皮而所有心皮合生形成一個(gè)雌蕊的稱合心皮雌蕊(復(fù)雌蕊),心皮彼此分離單獨(dú)形成雌蕊的稱離心皮雌蕊(離生單雌蕊)。形態(tài)上雌蕊可分為柱頭、花柱、子房三部分,子房是種子的前身即胚珠著生的地方,胚珠內(nèi)可產(chǎn)生卵細(xì)胞,故雌蕊是花的另一個(gè)重要組成部分。1、雌蕊的組成雌蕊由1個(gè)或多個(gè)心皮(變態(tài)葉)組成,由于心皮的數(shù)目和離合情況不同而形成單雌蕊、復(fù)雌蕊和離心皮雌蕊。心皮卷合成雌蕊后,其邊緣(葉緣)愈合處稱為腹縫線,相當(dāng)于中脈處稱為背縫線。雌蕊在形態(tài)上可分柱頭、花柱、和子房三部分:(1)柱頭是雌蕊頂端膨大成各種形狀的部分,是承受花粉及花粉粒萌發(fā)的地方。(2)花柱雌蕊中部較細(xì)呈柱狀的部分,內(nèi)有花柱道(空心型)或傳導(dǎo)組織(實(shí)心型),是花粉粒萌發(fā)形成的花粉管進(jìn)入子房的途徑。(3)子房是雌蕊基部膨大的部分。子房的結(jié)構(gòu)包括子房壁、子房室、胎座和胚珠。子房壁有外表皮和內(nèi)表皮,兩層表皮之間有維管束和薄壁組織。內(nèi)部容納胚珠的空間為子房室,室數(shù)隨植物而異。子房壁上著生胚珠的部位為胎座。胚珠是種子的前身,胚珠數(shù)目隨植物種類不同差異很大。2、雌蕊類型根據(jù)花中心皮數(shù)目和離合情況,有單雌蕊、復(fù)雌蕊和離心皮雌蕊三種。3、子房位置類型根據(jù)子房與花托結(jié)合的情況,分為上位子房、中位子房、下位子房三種。4、胎座式胎座式因心皮數(shù)目和連合情況不同而異,有邊緣胎座式、側(cè)膜胎座式、中軸胎座式、特立中央胎座式、基生胎座式、頂生胎座式等。2、胚珠的組成和發(fā)育成熟胚珠的結(jié)構(gòu)包括珠柄、珠心、珠被、珠孔、合點(diǎn)幾個(gè)部分。胚珠是最重要的部分,其中發(fā)育出胚囊并產(chǎn)生卵細(xì)胞。3、胚囊的發(fā)育與結(jié)構(gòu)胚囊是被子植物的雌配子體,是在胚珠的珠心內(nèi)產(chǎn)生的,成熟時(shí)含有一個(gè)卵細(xì)胞(雌配子),兩個(gè)助細(xì)胞,三個(gè)反足細(xì)胞,一個(gè)中央細(xì)胞(含兩個(gè)極核或一個(gè)次生核)。發(fā)育時(shí)首先在珠心內(nèi)分化出一個(gè)抱原細(xì)胞,經(jīng)過一次平周分裂形成內(nèi)外兩個(gè)細(xì)胞,內(nèi)方一個(gè)叫造泡細(xì)胞。造泡細(xì)胞長(zhǎng)大成為胚囊母細(xì)胞,細(xì)胞經(jīng)發(fā)育、分裂和分化形成胚囊,其余三個(gè)細(xì)胞退化消失。發(fā)育的一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過三次有絲分裂,在胚囊兩端各形成四個(gè)細(xì)胞核,每一端有一個(gè)核移向胚囊中部成為極核。之后產(chǎn)生細(xì)胞壁形成七個(gè)細(xì)胞,合點(diǎn)端三個(gè)小型細(xì)胞為反足細(xì)胞,珠孔端的三個(gè)細(xì)胞構(gòu)成卵器,其中一個(gè)為卵細(xì)胞,兩個(gè)為助細(xì)胞,中部的大型細(xì)胞為中央細(xì)胞,含有兩個(gè)極核(有的植物兩個(gè)極核再融合為一個(gè)二倍體的次生核)。這樣,成熟胚囊含有八個(gè)核或七個(gè)細(xì)胞,稱為八核胚囊或七細(xì)胞胚囊。再經(jīng)減數(shù)分裂形成縱列的分體,一般只有近合點(diǎn)端的一個(gè)再經(jīng)減數(shù)分裂形成縱列的分體,一般只有近合點(diǎn)端的一個(gè)二、花程式和花圖式花的各部分用一定的符號(hào)和數(shù)字來表示,稱為花程式。通常P代表花被;Ca代表花萼;Co代表花冠;A代表雄蕊群;G代表雌蕊群;*代表輻射對(duì)稱;例如,百合的花程式為*P3+3A3+3G(3:3)其含義為百合花輻射對(duì)稱;兩性花:花被兩輪,每輪3被片;雄蕊兩輪,每輪3枚;雌蕊3心皮合生,子房上位,3室。用花的橫切面簡(jiǎn)圖來表示花各部分的數(shù)目、離合和排列等情況,稱為花圖式。三、花序根據(jù)花序中花的開放順序,分為無限花序和有限花序。無限花序的花由下至上或由邊緣向中心開放,常見的有下列類型:總狀花序、穗狀花序、肉穗花序、柔美花序、頭狀花序、隱頭花序、圓錐花序等。有限花序由頂端(或中心)的先開放,花序軸不能繼續(xù)伸長(zhǎng)。也有多種類型,通常稱為聚傘花序類。四、開花、傳粉和受精1、開花當(dāng)花中雄蕊的花粉和(或)雌蕊子房中的胚囊成熟后,花萼和花冠展開露出雄蕊和雌蕊的現(xiàn)象稱為開花。在一個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi),一株植物從第一朵花開放到最后一朵花開畢所經(jīng)歷的時(shí)間稱為開花期。開花期長(zhǎng)短隨植物種類而異,從數(shù)天至二、三個(gè)月不等。2、傳粉自花傳粉和異花傳粉及其生物學(xué)意義成熟的花粉以各種不同的方式傳到雌蕊柱頭上的過程稱為傳粉。一朵花的成熟花粉粒傳到同一朵花內(nèi)的雌蕊柱頭上,并能受精結(jié)實(shí)的過程稱為自花傳粉。一朵花的花粉借助外力傳到另一朵花的雌蕊柱頭上并能受精結(jié)實(shí)的過程稱為異花傳粉。從生物學(xué)意義上說,異花傳粉比自花傳粉較進(jìn)化,這是因?yàn)楫惢▊鞣鄣木?、卵?xì)胞產(chǎn)生于不同的環(huán)境條件,遺傳性差異較大,受精形成的后代較易產(chǎn)生變異,生活力更強(qiáng),適應(yīng)性更廣。因此,經(jīng)過長(zhǎng)期的演化,異花傳粉成為大多數(shù)植物的傳粉方式。卵細(xì)胞(雌配子)和精細(xì)胞(雄配子)相互融合的過程稱為受精。被子植物的精細(xì)胞由花粉管傳送至胚囊進(jìn)行受精。(1)花粉粒的萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)落在柱頭上的花粉經(jīng)過〃識(shí)別〃,生理上親和的花粉粒即在柱頭上萌發(fā)產(chǎn)生花粉管,花粉管伸長(zhǎng)把兩個(gè)精子帶到子房并送入胚囊。成熟花粉粒及其花粉管即是成熟的雄配子體。(2)雙受精過程及其生物學(xué)意義進(jìn)入胚囊的兩個(gè)精子,一個(gè)與卵細(xì)胞融合形成受精卵(合子),另一個(gè)與中央細(xì)胞的極核(或次生核)融合形成初生胚乳核,稱為雙受精,是被子植物特有的受精現(xiàn)象。雙受精具有重要的生物學(xué)意義:①單倍體的精細(xì)胞和卵細(xì)胞融合形成二倍體的合子,恢復(fù)了植物體原有的染色體數(shù)目,保持了物種遺傳性的相對(duì)穩(wěn)定。②經(jīng)過減數(shù)分裂后形成的精、卵細(xì)胞在遺傳上常有差異,受精后形成的后代常出現(xiàn)新的性狀,豐富了遺傳性的變異性。③精子與極核融合形成三倍體的初生胚乳核,并發(fā)育成為胚乳,同樣結(jié)合了父、母本的遺傳特性,生理上更為活躍,作為營(yíng)養(yǎng)被胚吸收利用,后代的變異性更大,生活力更強(qiáng),適應(yīng)性更廣。所以,雙受精作用不僅是植物界有性生殖的最進(jìn)化、最高級(jí)的受精方式,是被子在植物界占優(yōu)勢(shì)的重要原因,也是植物遺傳和育種學(xué)的重要理論依據(jù)。(3)受精的選擇性和多精入卵在自然條件下,傳到柱頭上的花粉粒往往是各式各樣的,但經(jīng)過與柱頭相互識(shí)別后,生理性質(zhì)上不親和的被排斥,不能萌發(fā),只有親和的花粉粒才能萌發(fā)形成花粉管。在一般情況下,也只有一條生活力最強(qiáng)的花粉管才能進(jìn)入胚囊,將精子送入胚囊中進(jìn)行受精。有時(shí)可能有幾條花粉管同時(shí)進(jìn)入一個(gè)胚囊中,此時(shí),胚囊中就有2對(duì)以上的精子,這稱為多精子現(xiàn)象。但卵細(xì)胞總是選擇遺傳上最合適的精子受精,多余的精子被胚及胚乳同化。有時(shí)可能有兩個(gè)以上的精子入卵,稱為多精入卵,但一般也只有一個(gè)精子與卵融合,其余的精子被卵同化吸收。(4)多倍體的概念體細(xì)胞中具有3組或更多染色體組的生物體稱為多倍體。染色體組來自同一物種的多倍體為同源多倍體。染色體組來自不同物種(經(jīng)過雜交獲得)的多倍體為異源多倍體。多倍體理論可應(yīng)用于培育無籽果實(shí)的生產(chǎn)實(shí)踐中。第五節(jié)果實(shí)一、果實(shí)的發(fā)育與結(jié)構(gòu)開花、傳粉、受精之后,花的各部分發(fā)生了不同的變化:胚珠發(fā)育成為種子,子房發(fā)育成為果實(shí),花萼枯萎或宿存,花瓣、雄蕊、雌蕊的柱頭和花柱均凋謝枯萎。單純由子房發(fā)育成的果實(shí),稱為真果,如花生、水稻、小麥、柑桔、桃、李等。真果結(jié)構(gòu)包括果皮和種子兩部分。果皮由子房壁發(fā)育形成,包在種子的外面,一般又分外果皮、中果皮、內(nèi)果皮三層,由于各層質(zhì)地不同而形成不同的果實(shí)類型。由子房和花的其它部分如花托、花被筒甚至整個(gè)花序共同參與形成的果實(shí)稱為假果。假果的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜如蘋果、梨的主要食用部分是由花托和花被筒合生的部分發(fā)育形成的,只有果實(shí)中心的一小部分是由子房發(fā)育而成。南瓜、冬瓜較硬的皮部是花托和花萼發(fā)育成的部分及外果皮,食用部分主要是中果皮和內(nèi)果皮。西瓜的食用部分則主要是胎座。二、果實(shí)的類型[一]單果由一朵花中僅有的一個(gè)雌蕊發(fā)育形成的果實(shí)叫單果。又可分為肉質(zhì)果和干果兩類。肉質(zhì)果有漿果、核果、柑果、瓠果、梨果等類型。干果有裂果和閉果兩類。裂果有莢果、膏葵果、角果、菊果等類型;閉果有瘦果、穎果、翅果、堅(jiān)果、分果等類型。[二]聚合果由離心皮雌蕊群形成的果實(shí)整體叫聚合果,其中每一個(gè)離心皮雌蕊形成的果實(shí)叫小果。每一個(gè)小果可分為小瘦果、小核果、小堅(jiān)果等。[三]復(fù)果由整個(gè)花序發(fā)育形成的一個(gè)果實(shí)叫復(fù)果(或叫聚花果)。三、單性結(jié)實(shí)和無籽結(jié)實(shí)不經(jīng)受精作用而形成果實(shí)的現(xiàn)象稱為單性結(jié)實(shí)。單性結(jié)實(shí)由于胚珠沒有受精而不能發(fā)育形成種子,因此形成的是無籽果實(shí)。單性結(jié)實(shí)必然形成無籽果實(shí),但無籽果實(shí)不全是單性結(jié)實(shí)的產(chǎn)物,因?yàn)橛行┲参锸芫螅咧榘l(fā)育形成種子的過程受阻,種子敗育而形成無籽果實(shí)。四、果實(shí)與種子的傳播在長(zhǎng)期自然選擇過程中,植物的果實(shí)和種子形成了適應(yīng)不同傳播媒介的多種形態(tài)特征,以利于果實(shí)和種子的散布,擴(kuò)大后代植株生長(zhǎng)的范圍,使種族繁衍昌盛。果實(shí)和種子的散布,主要依靠風(fēng)力、水力、動(dòng)物和人類的攜帶,以及通過果實(shí)本身的力量。第六節(jié)種子一、種子的發(fā)育與結(jié)構(gòu)種子由胚珠發(fā)育而成,是種子植物特有生殖器官。種子的外部形態(tài)隨植物種類不同而有很大差異,但它們具有基本相同的結(jié)構(gòu),典型種子的結(jié)構(gòu)包括種皮、胚和胚乳三部分。(一)胚胚是新一代植物體的原始體,由胚芽、胚根、胚軸、子葉四部分組成。胚芽由生長(zhǎng)點(diǎn)和幼葉組成;胚根由生長(zhǎng)點(diǎn)和根冠組成;雙子葉植物有兩片子葉,單子葉植物有一片子葉(裸子植物有2~多片子葉);胚軸是連接胚芽、胚根、子葉的部分,可分為上胚軸(子葉著生處以上至第一片真葉之間的一段)和下胚軸(子葉以下至胚根的一段)。種子萌發(fā)后,胚根長(zhǎng)成主根,胚芽長(zhǎng)成莖葉,胚軸長(zhǎng)成根莖的過渡區(qū),子葉出土或留土,最后消失。(二)胚乳種子內(nèi)貯藏主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有淀粉、脂肪和蛋白質(zhì))的組織。一些植物的種子在其發(fā)育過程中,胚乳被胚吸收而成為無胚乳種子。(三)種皮種皮1?2層,包在胚及胚乳的外面起保護(hù)作用。通常堅(jiān)韌,并有種臍、種孔等附屬物。二、種子的主要類型根據(jù)胚乳的有無,把種子分為有胚乳種子和無胚乳種子兩類。(-)有胚乳種子⑻微體是由單層膜圍成的細(xì)胞器,其功能與其所含酶類有關(guān):過氧化物酶體參與光呼吸;乙醛酸循環(huán)體能將脂肪分解成糖。⑼液泡液泡是由單層膜圍成充滿復(fù)雜水溶液的細(xì)胞器。在幼嫩細(xì)胞中,液泡數(shù)量多而體積小,在成熟細(xì)胞中,液泡中液泡常合并為幾個(gè)大液泡,甚至形成一個(gè)中央大液泡,形成大液泡是植物細(xì)胞的顯著特征之一。液泡膜是具有選擇透性的膜;內(nèi)含的水溶液稱為細(xì)胞液,除含大量的水外,尚有多種有機(jī)酸、生物堿、無機(jī)鹽、花青素等等物質(zhì)?;ㄇ嗨乜墒够?、果實(shí)等器官呈現(xiàn)紅、藍(lán)、紫色,隨細(xì)胞液的酸堿度不同而發(fā)生變化,酸性時(shí)呈紅色,堿性時(shí)呈藍(lán)色,中性時(shí)呈紫色。液泡具有貯藏、消化和調(diào)節(jié)滲透的作用。的微管和微絲微管是由微管蛋白(a和B球狀蛋白)組成

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