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1.1植物細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)1.1.1植物細(xì)胞的形狀與大小不同植物其細(xì)胞的大小不同。植物細(xì)胞的形狀取決于其生理功能。1.1.2植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁(cellwall)原生質(zhì)體(protoplast)顯微結(jié)構(gòu):光學(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。亞顯微結(jié)構(gòu)(或超微結(jié)構(gòu)):電子顯微鏡下看到更精細(xì)結(jié)構(gòu)。1.1.2.1細(xì)胞壁
植物細(xì)胞區(qū)別于動(dòng)物細(xì)胞的特征之一,是植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu),它是由原生質(zhì)體分泌的物質(zhì)構(gòu)成的。一、植物細(xì)胞壁的化學(xué)組成纖維素分子(cellulose)
:形成微纖絲,構(gòu)成細(xì)胞壁的基本骨架木質(zhì)素(lignin):增加細(xì)胞壁的強(qiáng)度與抗降解,參與次生壁形成。果膠質(zhì)(pectin):參與細(xì)胞壁復(fù)雜網(wǎng)架的形成。半纖維素(hemicellulose):介導(dǎo)微纖絲彼此連接或介導(dǎo)微纖絲與其它基質(zhì)成分(果膠質(zhì))連接。蛋白質(zhì):包括結(jié)構(gòu)蛋白和酶蛋白。二、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)胞間層middlelamella:位于細(xì)胞壁的最外面,主要成分是果膠。初生壁primarywall:原生質(zhì)體分泌形成,主要成分是纖維素、半纖維素和果膠、糖蛋白和酶類。次生壁secondarywall:在初生壁內(nèi)側(cè)積累的壁層,主要成分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,可分為外、中、內(nèi)三層。胞間層初生壁次生壁次生壁初生壁三、細(xì)胞壁的生長(zhǎng)包括表面積的增加的壁的增厚微纖絲沿各個(gè)方向排列,受質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的微管控制。纖維素合成在細(xì)胞表面合成,由質(zhì)膜上的酶催化。細(xì)胞壁基質(zhì)由高爾基小泡運(yùn)送。初生壁四、胞間連絲和紋孔1.初生壁與初生紋孔場(chǎng)和胞間連絲初生紋孔場(chǎng)(primarypitfield):初生壁生長(zhǎng)的不均勻增厚,初生壁上非常薄的區(qū)域。紅辣椒果皮細(xì)胞,示初生紋孔場(chǎng)胞間連絲(plasmodesma):
由質(zhì)膜包圍的直徑狹窄的通道,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)貫穿其中。原生質(zhì)體間物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的橋梁。
實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間由信號(hào)介導(dǎo)的物質(zhì)選擇性的轉(zhuǎn)運(yùn);
實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的電傳導(dǎo);
在發(fā)育過(guò)程中,胞間連絲結(jié)構(gòu)的改變可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞間的物質(zhì)運(yùn)輸。
柿胚乳細(xì)胞,示胞間連絲
2.次生壁與紋孔、紋孔對(duì)紋孔(pit)次生壁形成時(shí),初生紋孔場(chǎng)不被次生壁覆蓋,結(jié)果形成許多凹陷的區(qū)域。結(jié)構(gòu)包括紋孔腔和紋孔膜
半具緣紋孔具緣紋孔單紋孔紋孔腔紋孔膜具緣紋孔單紋孔初生壁次生壁胞間層五、植物細(xì)胞壁的功能控制原生質(zhì)體大小。含有多種酶,與細(xì)胞物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)動(dòng)和分泌。接受和處理病原菌侵襲釋放的化學(xué)信號(hào),并將信號(hào)傳遞到質(zhì)膜。支持和保護(hù)原生質(zhì)體,同時(shí)還能防止細(xì)胞吸脹而破裂。細(xì)胞壁的特化有些細(xì)胞由于在植物體中擔(dān)負(fù)的功能不同,原生質(zhì)常分泌一些性質(zhì)不同的物質(zhì),增加到細(xì)胞壁中,或存在于細(xì)胞壁的外表面,使細(xì)胞壁的組成物理性質(zhì)和功能發(fā)生變化。常見(jiàn)特化有:角質(zhì)化:細(xì)胞壁中增加角質(zhì)的過(guò)程。
栓質(zhì)化:細(xì)胞壁中增加木栓質(zhì)的過(guò)程。
礦質(zhì)化:細(xì)胞壁中增加礦質(zhì)的過(guò)程。
1.1.2.2原生質(zhì)體
原生質(zhì)體是細(xì)胞內(nèi)所有有生命活動(dòng)部分的總稱一、質(zhì)膜(plasmamembrane)二、細(xì)胞器(organelle)三、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(cytoplasmicmatrix)四、細(xì)胞核(nucleus)一、質(zhì)膜(plasmamembrane)1.質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)2.質(zhì)膜的功能是細(xì)胞質(zhì)最外面緊靠細(xì)胞壁的一層界膜,它是原生質(zhì)體的最外部分。細(xì)胞質(zhì)膜和其他細(xì)胞器表面包被的膜的基本結(jié)構(gòu)和功能都基本一致,統(tǒng)稱為生物膜。
三層結(jié)構(gòu)(7.5nm):兩側(cè)是高電子密度的暗帶(2nm),主要成分為蛋白質(zhì);中間夾一個(gè)低電子密度的明帶(3.5nm),主要成分是類脂。單位膜結(jié)構(gòu)1.質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)質(zhì)膜的流動(dòng)鑲嵌模型磷脂雙分子層是組成生物膜的基本結(jié)構(gòu)成分蛋白分子以不同方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合在其表面,膜蛋白是賦予生物膜功能的主要決定者質(zhì)膜的流動(dòng)性2.質(zhì)膜的功能調(diào)節(jié)物質(zhì)進(jìn)出原生質(zhì)體協(xié)調(diào)細(xì)胞壁物質(zhì)的合成和組裝進(jìn)行植物激素和與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化有關(guān)的環(huán)境信號(hào)的傳導(dǎo)1.質(zhì)體(plastid)2.線粒體(mitochondrium)3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulumorER)4.高爾基體(Golgiapparatus)5.溶酶體(lysosome)6.圓球體(spherosome)7.微體(microbody)8.液泡(vacuole)9.核糖體(Ribosome)1.質(zhì)體plastid葉綠體(chloroplast)有色體(chromoplast)白色體(leucoplast)植物細(xì)胞特有結(jié)構(gòu),與碳水化合物的合成和貯藏有關(guān)。葉綠體含有葉綠素,由葉綠體膜,類囊體(thylakoid)和基質(zhì)(stroma)構(gòu)成。吸收和利用光能,進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。西紅柿細(xì)胞中的有色體含有黃色或橙色的類胡蘿卜素,使許多植物的花、老葉、果實(shí)和根呈黃色、橙色或紅色。有助于吸引昆蟲(chóng)和其它動(dòng)物。有色體白色體不含色素的質(zhì)體合成淀粉(造粉體)合成脂肪(造油體)合成蛋白質(zhì)(造蛋白質(zhì)體)質(zhì)體類型顏色功能葉綠體綠色光合作用有色體黃-紅色積累脂類和淀粉白色體無(wú)色合成淀粉,脂肪,蛋白質(zhì)造粉體有色體葉綠體前質(zhì)體白色體在植物發(fā)育過(guò)程中,質(zhì)體可以相互轉(zhuǎn)化。質(zhì)體的發(fā)育2.線粒體線粒體由雙層膜包被,內(nèi)膜向中心腔內(nèi)折疊成嵴(cristae),是細(xì)胞進(jìn)行呼吸的場(chǎng)所。其膜上和基質(zhì)中都存在有多種用于呼吸作用的酶。線粒體和葉綠體的內(nèi)共生起源學(xué)說(shuō)3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)三維膜系統(tǒng),橫切面為平行雙層膜結(jié)構(gòu),兩層膜之間有空腔。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER):無(wú)核糖體,為細(xì)胞內(nèi)外糖類和脂類的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)所糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER):附著有大量核糖體,合成膜蛋白和分泌蛋白功能:細(xì)胞內(nèi)的通訊系統(tǒng);細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ溃患?xì)胞中合成膜的重要場(chǎng)所;相鄰細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過(guò)胞間連絲而貫通。4.高爾基體
由數(shù)個(gè)單層膜圍成的扁平圓盤(pán)狀的囊相迭而成。參與細(xì)胞的分泌作用,參與多糖的合成和運(yùn)輸及質(zhì)膜、細(xì)胞壁的形成。5.溶酶體lysosome單層膜,含多種酸性水解酶。主要功能:進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用,催化蛋白質(zhì)、多糖、核酸等大分子的降解。6.圓球體(spherosome)膜(非單位膜)包被的球狀小體,直徑0.1-1μm。圓球體是貯藏細(xì)胞器,其內(nèi)含有脂肪酶,可將脂肪水解成甘油和脂肪酸。7.微體(microbody)
單層膜包被的細(xì)胞器,直徑05-1.5μm,具有顆粒狀的結(jié)構(gòu),有時(shí)含有蛋白質(zhì)晶體。過(guò)氧化物酶體(peroxisome):與葉綠體、線粒體相配合,參與乙醇酸循環(huán),把光合作用產(chǎn)生的乙醇酸轉(zhuǎn)化成己糖。乙醛酸體(glegoxysome):存在種子中,可將脂肪水解成甘油和脂肪酸。8.液泡vacuale由單層膜包被,膜內(nèi)充滿著細(xì)胞液,是植物細(xì)胞所特有的結(jié)構(gòu)細(xì)胞液的成分:主要成分是水,此外還溶有各種無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物。功能:貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如糖、有機(jī)酸、無(wú)機(jī)鹽;與細(xì)胞的吸水有關(guān),并形成膨壓,使細(xì)胞保持緊張狀態(tài),有利于各種生理活動(dòng)的進(jìn)行;代謝廢物的積累與轉(zhuǎn)化;參與細(xì)胞的分化、結(jié)構(gòu)更新等過(guò)程。主要成分是RNA和蛋白質(zhì),由大小兩個(gè)亞基組成。可以以游離狀態(tài)存在于細(xì)胞內(nèi),或附著于糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中也存在。是合成蛋白質(zhì)的中心。9.核糖體三、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)cytoplasmicmatrix無(wú)特殊結(jié)構(gòu),細(xì)胞器和細(xì)胞核,以及維持細(xì)胞形態(tài)的細(xì)胞骨架都存在于其中?;瘜W(xué)成分:水、無(wú)機(jī)鹽、溶解的氣體、糖類、氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、核糖核酸等。功能:為細(xì)胞代謝和細(xì)胞器之間物質(zhì)運(yùn)輸提供場(chǎng)所和介質(zhì),同時(shí)為各類細(xì)胞器提供必需的營(yíng)養(yǎng)和原料。
細(xì)胞質(zhì)骨架(cytoskeleton)真核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系;包括微管和微絲。
微管(microtubule):由微管蛋白組裝成的長(zhǎng)管狀細(xì)胞器,平均外徑24nm,內(nèi)徑15nm。生理功能:細(xì)胞形狀的維持有關(guān)。細(xì)胞壁的形成和生長(zhǎng)有關(guān)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)及細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)有密切關(guān)系。
微管微絲(microfilament)主要成分為肌動(dòng)蛋白,直徑為7nm。生理功能:與微管共同構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的支架,支持和網(wǎng)絡(luò)各種細(xì)胞器;參與細(xì)胞壁物質(zhì)的沉積、花粉管的頂端生長(zhǎng)、細(xì)胞分裂后核的移動(dòng)及細(xì)胞質(zhì)環(huán)流等。
微絲細(xì)胞質(zhì)骨架:微管(綠色)和微絲(紅色),細(xì)胞核(藍(lán)色).(三)細(xì)胞核1.核被膜(nuclearenvelope)2.染色質(zhì)(chromatin)3.核仁(nucleolus)4.核基質(zhì)(nuclearmatrix)1.核被膜(nuclearenvolope)雙層核膜核孔復(fù)合體核纖層(nuclearlamina):位于內(nèi)膜與染色體之間的一層蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2.染色質(zhì)(chromatin)指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu),是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式。染色體(chromosome):指細(xì)胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過(guò)程中,由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。ChromosomalStructureinnucleus
染色質(zhì)與染色體是在細(xì)胞周期不同的功能階段可以相互轉(zhuǎn)變的的形態(tài)結(jié)構(gòu)
染色質(zhì)與染色體具有基本相同的化學(xué)組成,但包裝程度不同,構(gòu)象不同。(3)核仁(nucleolus)核內(nèi)合成和貯藏RNA的場(chǎng)所4.核基質(zhì)(nuclearmatrix)蛋白質(zhì)網(wǎng),網(wǎng)孔中充滿液體,是核內(nèi)各結(jié)構(gòu)的支架。細(xì)胞核的功能功能:儲(chǔ)存的傳遞遺傳信息,控制蛋白質(zhì)的合成調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理活動(dòng),在細(xì)胞的遺傳和代謝方面起主導(dǎo)作用。1.1.2.3后含物ergasticsubstance細(xì)胞原生質(zhì)體代謝的產(chǎn)物:包括貯存物質(zhì)和代謝廢物包括糖類(carbohydrate)蛋白質(zhì)(protein)、脂肪(fat)及其有關(guān)的物質(zhì),還有成結(jié)晶的無(wú)機(jī)鹽和其它有機(jī)物,如丹寧、樹(shù)脂和植物堿等。淀粉(starch)形成淀粉粒質(zhì)體合成臍點(diǎn)和輪紋三種類型:?jiǎn)瘟5矸哿?、?fù)粒淀粉粒和半復(fù)粒淀粉粒。蛋白質(zhì)貯藏蛋白質(zhì)呈固體狀態(tài),生理活性穩(wěn)定,與原生質(zhì)體中呈膠體狀態(tài)的有生命蛋白質(zhì)在性質(zhì)上不同。呈晶體或無(wú)定形。糊粉粒積累在液泡中。脂肪含能量最高而體積最小的貯藏物質(zhì)。脂肪:常溫下為固體。油類:常溫下為液體后含物1.2.1細(xì)胞周期(cellcycle)
細(xì)胞由一次分裂結(jié)束到下一次分裂完成所經(jīng)歷的整個(gè)歷程,包括:分裂間期interphase分裂期mitosis
分裂間期(interphase)
分裂間期是從前一次分裂結(jié)束到下一次分裂開(kāi)始的一段時(shí)期。在此時(shí)期主要進(jìn)行DNA和蛋白質(zhì)的合成,是分裂前期的準(zhǔn)備和積累時(shí)期.1.復(fù)制前期(G1期):細(xì)胞增長(zhǎng),生物合成2.復(fù)制期(S期):合成DNA和組蛋白3.復(fù)制后期(G2期):合成有絲分裂的有關(guān)結(jié)構(gòu)(二)分裂期(Mitoticphase)核分裂karyokinesis:細(xì)胞核一分為二,產(chǎn)生兩個(gè)在形態(tài)和遺傳上相同的子細(xì)胞核,一般包括前期、中期、后期和末期。胞質(zhì)分裂cytokinesis:是在兩個(gè)新的子核之間形成新的細(xì)胞壁,將一個(gè)母細(xì)胞分隔成兩個(gè)子細(xì)胞,通常發(fā)生在核分裂后期。(三)細(xì)胞周期的時(shí)間不同物種或不同組織的細(xì)胞周期經(jīng)歷的時(shí)間不同。細(xì)菌的細(xì)胞周期:20min紫露草:20h同種細(xì)胞的周期時(shí)間相對(duì)恒定(四)周期細(xì)胞、終端分化細(xì)胞與G0期細(xì)胞周期細(xì)胞:始終處于細(xì)胞周期。終端分化細(xì)胞:永久失去分裂能力,脫離細(xì)胞周期。G0期細(xì)胞:暫時(shí)脫離細(xì)胞周期,在發(fā)育階段可恢復(fù)分裂能力。1.2.2細(xì)胞分裂celldivision1.2.2.1有絲分裂mitosis1.2.2.2無(wú)絲分裂a(bǔ)mitosis1.2.2.3減數(shù)分裂meiosis是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)1.2.2.1有絲分裂
普遍存在的細(xì)胞分裂方式,又稱為間接分裂。在細(xì)胞核中出現(xiàn)染色體(chromosome)和紡錘絲(spindlefiber)。(一)有絲分裂的過(guò)程1.核分裂:在形態(tài)上表現(xiàn)為一系列變化,分為:前期(prophase)中期(metaphase)后期(anaphase)末期(telophase)2.胞質(zhì)分裂(1)前期propase①出現(xiàn)染色體:由染色質(zhì)凝聚而成②核膜、核仁消失③出現(xiàn)紡錘絲:由微管排列而成,形態(tài)為紡錘形核膜著絲點(diǎn)染色單體母細(xì)胞前期(2)中期metaphase所有染色體的著絲點(diǎn)都排列在赤道板上紡錘體spindle明顯紡錘絲一個(gè)染色單體中期(3)后期anaphase①著絲點(diǎn)分裂②姐妹染色單體分開(kāi),成為兩個(gè)子染色體,并分別向兩極移動(dòng)。染色體后期(4)末期telophase①染色體變成染色質(zhì),②核膜、核仁重現(xiàn),③紡錘體消失,④在赤道板位置出現(xiàn)細(xì)胞板,并擴(kuò)展成分隔兩個(gè)子細(xì)胞的細(xì)胞壁細(xì)胞板末期2.胞質(zhì)分裂cytokinesis成膜體phragmoplast:微管在兩個(gè)子核間密集形成的桶狀結(jié)構(gòu)。其作用是引導(dǎo)細(xì)胞壁的生長(zhǎng)。細(xì)胞板cellplate:由來(lái)源于高爾基體的小泡(含有半纖維素、果膠質(zhì))匯集到赤道面,融合后形成。(二)有絲分裂的特點(diǎn)和意義特點(diǎn):1、核分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)階段中,細(xì)胞核的變化最大;2、每次核分裂必須進(jìn)行一次染色體的復(fù)制;3、有紡錘絲和染色體的出現(xiàn)。意義:由于染色體復(fù)制,子細(xì)胞與母細(xì)胞具有相同的遺傳物質(zhì),保持了細(xì)胞遺傳的穩(wěn)定性。1.2.2.2無(wú)絲分裂a(bǔ)mitosis
無(wú)絲分裂,是指間期核不經(jīng)任何有絲分裂時(shí)期,直接分裂,形成兩個(gè)子細(xì)胞。特點(diǎn):細(xì)胞分裂時(shí),核內(nèi)不出現(xiàn)染色體。不能保證遺傳的穩(wěn)定性。分裂方式:橫縊式分裂最為常見(jiàn)。還有出芽、縱縊等不同方式。意義:低等植物中常見(jiàn),也見(jiàn)于高等植物中,其意義仍在探討中。1.2.2.3減數(shù)分裂meiosis
發(fā)生在有性生殖過(guò)程中,性母細(xì)胞DNA復(fù)制一次,分裂兩次,產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞,染色體數(shù)目只有母細(xì)胞的一半。在種子植物中,減數(shù)分裂發(fā)生在花粉母細(xì)胞形成單核花粉粒(小孢子)和胚囊母細(xì)胞形成單核胚囊(大孢子)時(shí)期。第一次分裂——減數(shù)分裂I:前期I、中期I、后期I、末期I。第二次分裂——減數(shù)分裂II:前期II、中期II、后期II、末期II。(一)減數(shù)分裂的過(guò)程核膜染色質(zhì)前期I減數(shù)分裂I前期I交叉配對(duì)的同源染色體減數(shù)分裂I前期I①細(xì)線期leptotene:染色體線狀,交纏在一起②偶線期zygotene:同源染色體配對(duì)-聯(lián)會(huì)③粗線期pachytene:染色體變短,結(jié)合緊密,同源染色體的非姊妹染色單體之間發(fā)生交換④雙線期diplotene:聯(lián)會(huì)的同源染色體相互排斥、開(kāi)始分離⑤終變期diakinesis:染色體顯著變短,并向核周邊移動(dòng),在核內(nèi)均勻散開(kāi),紡錘絲出現(xiàn)減數(shù)分裂的特殊過(guò)程主要發(fā)生在前期I減數(shù)分裂I中期I:核膜、核仁消失,配對(duì)的同源染色體移向赤道面,紡錘體形成。后期I:同源染色體發(fā)生分離,向兩極移動(dòng),兩極的染色體數(shù)目只有原來(lái)的一半。減數(shù)分裂I中期I后期I赤道板末期I:核膜核仁出現(xiàn),形成兩個(gè)子核;胞質(zhì)分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞,子細(xì)胞染色體數(shù)目只有母細(xì)胞的一半。減數(shù)分裂I末期I減數(shù)分裂II從減數(shù)分裂Ⅰ到減數(shù)分裂Ⅱ,細(xì)胞沒(méi)有進(jìn)行DNA復(fù)制,不存在間期或極短的間期,便進(jìn)入減數(shù)分裂Ⅱ。減數(shù)分裂Ⅱ?qū)嶋H是一次普通的有絲分裂。最終形成4個(gè)單倍體的子細(xì)胞。減數(shù)分裂II前期II減數(shù)分裂II中期II后期II減數(shù)分裂II末期II減數(shù)分裂的結(jié)果
(二)減數(shù)分裂的生物學(xué)意義:減數(shù)分裂是有性生殖的前提減數(shù)分裂保證了有性生殖生物在世代交替中染色體數(shù)目的恒定減數(shù)分裂是遺傳變異產(chǎn)生的主要原因細(xì)線期終變期雙線期粗線期偶線期中期I末期I晚后期I早后期I間期前期II四分體中期II后期II末期II子細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞染色體復(fù)制次數(shù)細(xì)胞分裂次數(shù)子細(xì)胞數(shù)聯(lián)會(huì)與互換同源染色體分離染色體分裂次數(shù)染色體數(shù)目體細(xì)胞1次(間期)無(wú)1次(后期)1次2個(gè)2n2n4個(gè)1次(第二次后期)有(第一次后期)有(第一次前期)生殖細(xì)胞1次(第一次間期)無(wú)2次2nn有絲分裂減數(shù)分裂
細(xì)胞分裂的過(guò)程:
復(fù)制前期(G1期)間期復(fù)制期(S期)(interphase)復(fù)制后期(G2期)
前期(prophase)
中期(metaphase)
核分裂后期(anaphase)
末期(telophase)
胞質(zhì)分裂(cytokinesis)
①細(xì)線期leptotene:染色體線狀,交纏在一起②偶線期zygotene:同源染色體配對(duì)③粗線期pachytene:染色體變短,結(jié)合緊密,同源染色體的非姊妹染色單體之間發(fā)生交換同源染色體交叉重組染色體著絲粒微管kinetochoremicrotubule:一端與紡錘體的極連接,另一端結(jié)合到著絲點(diǎn)上極性微管polarmicrotubule:從紡錘體中一極伸向另一極的微管,它們不與著絲粒連接functionof
spindlefiberlineupchromosomespull/pushchromosomesseparatesisterchromatids
概念:細(xì)胞生長(zhǎng)指細(xì)胞體積和重量的不可逆的增加。包括細(xì)胞縱向的延長(zhǎng)和橫向的擴(kuò)展,細(xì)胞鮮重和干重的增長(zhǎng)。1.3.1植物細(xì)胞的生長(zhǎng)CellGrowth1.3.2植物細(xì)胞的分化celldifferentiation1.概念:個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上的特化過(guò)程稱為細(xì)胞分化。2.細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì):組織特異性基因在時(shí)間和空間上差異表達(dá)的結(jié)果。其表達(dá)主要由調(diào)控蛋白所啟動(dòng)。3.細(xì)胞分化的意義:細(xì)胞功能趨向?qū)iT(mén)化,有利于提高各種生理功能的效率;分化是進(jìn)化的表現(xiàn)。1.3.3植物組織PlantTissues組織的概念組織(tissue):指植物體內(nèi)在個(gè)體發(fā)育中有相同來(lái)源,且相互密切聯(lián)系共同完成一種或幾種生理功能的細(xì)胞群。組織的類型根據(jù)其組成成分可劃分為:–
簡(jiǎn)單組織simpletissue:由一種類型細(xì)胞構(gòu)成的組織。–
復(fù)合組織complextissue:由多種類型細(xì)胞構(gòu)成的組織。按其發(fā)育特點(diǎn)可劃分為:–
分生組織meristem/meristematictissue–
成熟組織maturetissue根據(jù)其功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可劃分為:–
分生組織meristem、薄壁組織parenchymatissue、保護(hù)組織protectivetissue、輸導(dǎo)組織conductingtissue、機(jī)械組織mechanicaltissue和分泌組織secretorytissue1.3.3.1分生組織meristem1.分生組織的概念
指植物體內(nèi)保留的具有持久分裂能力的組織。2.分生組織組成細(xì)胞的特點(diǎn)
細(xì)胞壁薄、體積小、原生質(zhì)濃厚、細(xì)胞核大、液泡不明顯。分生組織的類型(按位置分):1.頂端分生組織2.側(cè)生分生組織3.居間分生組織1.頂端分生組織:(apicalmeristem)分布于根、莖頂端,使根、莖伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。2.側(cè)生分生組織(lateralmeristem):包括維管形成層和木栓形成層,分布于雙子葉植物和裸子植物根、莖側(cè)面,形成植物體的次生結(jié)構(gòu),使根莖加粗。原形成層3.居間分生組織(intercalarymeristem):位于植物節(jié)上,頂端分生組織被成熟組織隔離而保留下來(lái)的部分,使器官伸長(zhǎng)。按來(lái)源和性質(zhì)分:(1)原分生組織(promeristem)直接由植物胚胎里的細(xì)胞分裂保留下來(lái)的組織。(2)初生分生組織(primarymeristem)由原分生組織衍生細(xì)胞組成,已出現(xiàn)了分化,仍具有分裂能力。分為:原表皮基本分生組織原形成層(3)次生分生組織(secondarymeristem)由成熟組織經(jīng)反分化成為具分裂能力的細(xì)胞。分為:維管形成層和木栓形成層。1.3.3.2成熟組織permanenttissue分生組織衍生的大部分細(xì)胞,逐漸喪失分裂能力,進(jìn)一步生長(zhǎng)和分化,形成的其它各種組織按功能分為:保護(hù)組織(protectivetissue)薄壁組織(parenchyma)機(jī)械組織(mechianicaltissue)輸導(dǎo)組織(conductingtissue)分泌組織(secretorytissue)1.保護(hù)組織protectivetissue(1)表皮epidermis:植物幼體或草本植物的外層的細(xì)胞層。角質(zhì)層氣孔表皮毛(2)周皮覆蓋于植物體表,起保護(hù)作用。表皮外常覆蓋有角質(zhì)層cuticle
角質(zhì)層表皮細(xì)胞葉肉細(xì)胞單細(xì)胞或多細(xì)胞的表皮毛,具有保護(hù)及防止水分喪失。氣孔stoma——?dú)怏w進(jìn)出植物體的門(mén)戶。由二個(gè)特殊的保衛(wèi)細(xì)胞和它們間的開(kāi)口共同組成。保衛(wèi)細(xì)胞成腎形或啞鈴形,含葉綠體,具特殊不均勻增厚的細(xì)胞壁,通過(guò)改變細(xì)胞的形態(tài),而使孔口開(kāi)放或關(guān)閉。氣孔保衛(wèi)細(xì)胞副衛(wèi)細(xì)胞根表皮主要與水分和無(wú)機(jī)鹽吸收有關(guān)。具薄的細(xì)胞壁和薄的角質(zhì)層。根毛:根表皮細(xì)胞外壁向外延伸,形成管狀突起。增加根的吸收面積。根表皮木栓形成層
屬于側(cè)生分生組織(次生分生組織)。木栓層由多層細(xì)胞徑向排列,細(xì)胞橫切面呈長(zhǎng)方形,細(xì)胞壁厚且強(qiáng)烈栓質(zhì)化,成熟時(shí)原生質(zhì)體死亡,細(xì)胞腔中充滿空氣栓內(nèi)層生活的薄壁細(xì)胞,通常一層。(2)周皮periderm:取代表皮的次生保護(hù)組織,存在于有加粗生長(zhǎng)的根和莖的表面。表皮木栓細(xì)胞木栓形成層栓內(nèi)層周皮上的附屬物:皮孔(lentical)周皮形成時(shí)具分生能力的細(xì)胞形成了木栓形成層,此形成層向外產(chǎn)生許多填充細(xì)胞,有比較發(fā)達(dá)的細(xì)胞間隙。由于補(bǔ)充細(xì)胞的積累,結(jié)果將表皮突破形成皮孔。皮孔是氣體交換的通道。皮孔木栓形成層補(bǔ)充細(xì)胞2.薄壁組織parenchymatissue是植物體進(jìn)行光合作用、呼吸作用、貯藏作用、分泌作用等重要生理過(guò)程的場(chǎng)所。具薄的細(xì)胞壁,較少特化,細(xì)胞常呈等徑的多面體,具生活的原生質(zhì)體,具有限的分裂能力。具發(fā)達(dá)的細(xì)胞間隙。薄壁組織①吸收組織(absorptivetissue)——其主要生理功能是從外界吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),并將吸收來(lái)的物質(zhì)運(yùn)送到器官的其它組織中去。②同化組織(assimilativetissue)——其主要生理功能是進(jìn)行光合作用,制造有機(jī)物,供給植物的各項(xiàng)生命活動(dòng)。③儲(chǔ)藏組織(storagetissue)——其主要生理功能是貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等⑤傳遞細(xì)胞(transfercell)——其主要生理功能是吸收與分泌,行使物質(zhì)短途運(yùn)輸?shù)淖饔?。④通氣組織(aeranchyma)——細(xì)胞間隙發(fā)達(dá),形成通氣系統(tǒng)。主要存在于水生和濕生植物。3.機(jī)械組織mechanicaltissue
具有加厚的細(xì)胞壁,是植物體內(nèi)的機(jī)械支持組織。主要包括:(1)厚角組織collenchymatissue(2)厚壁組織sclerenchymatissue(1)厚角組織厚角組織(collenchyma)細(xì)胞為長(zhǎng)梭狀的生活細(xì)胞,具分裂潛能,細(xì)胞壁初生壁具不均勻增厚,在細(xì)胞的角隔上增厚特別明顯。薄壁細(xì)胞厚角細(xì)胞增厚的初生壁薄的初生壁紋孔厚角組織主要分布于莖、葉柄、葉片和花柄等部位的表皮下,連續(xù)成筒或分離成束。是莖和葉的支持組織分布于葉柄中的厚角組織厚角細(xì)胞(2)厚壁組織厚壁組織細(xì)胞:①具均勻增厚的次生壁,細(xì)胞腔很??;②分化成熟的細(xì)胞中無(wú)原生質(zhì)體。石細(xì)胞(sclereidorstonecell)
纖維(fiber)等徑或不規(guī)則,細(xì)胞壁很厚、強(qiáng)烈木質(zhì)化,具紋孔道分布于莖、葉、果實(shí)和種子中,增加器官的硬度和支持作用。石細(xì)胞次生壁初生壁二端尖細(xì)成梭狀的細(xì)長(zhǎng)細(xì)胞,長(zhǎng)度是寬度的許多倍。細(xì)胞壁的次生壁增厚,紋孔稀少成縫狀,成熟時(shí)原生質(zhì)體一般消失。少數(shù)纖維可保留原生質(zhì)體。分布成熟植物體各部分,常相互重疊排列。纖維4.輸導(dǎo)組織植物體中長(zhǎng)距離運(yùn)輸水分和有機(jī)物的組織導(dǎo)管韌皮部(1)管胞tracheid細(xì)胞特點(diǎn)::伸長(zhǎng)的管狀細(xì)胞,具有尖銳的側(cè)壁。細(xì)胞壁的次生壁木質(zhì)化加厚,布滿紋孔,成熟時(shí),原生質(zhì)體解體。作用:運(yùn)輸水分和無(wú)機(jī)鹽;支持作用。(2)導(dǎo)管分子vesselelement細(xì)胞特點(diǎn):中空、長(zhǎng)管狀細(xì)胞,成熟時(shí)原生質(zhì)體解體;次生壁木質(zhì)化增厚;端壁消失,形成穿孔。作用:輸導(dǎo)水分及無(wú)機(jī)鹽。導(dǎo)管分子中的穿孔板(3)篩管sievetube細(xì)胞特點(diǎn):長(zhǎng)形細(xì)胞,成熟時(shí)細(xì)胞核退化,細(xì)胞質(zhì)仍保留;端壁形成篩板,具有篩孔;側(cè)壁有許多特化的初生紋孔場(chǎng)(篩域);存在p-蛋白。作用:運(yùn)輸有機(jī)物。篩板篩域篩域箭頭所指即為p-蛋白(4)伴胞companioncell細(xì)胞特點(diǎn):細(xì)胞質(zhì)濃厚,具有細(xì)胞質(zhì),和篩管并列作用:輔助篩管運(yùn)輸有機(jī)物。(5)篩胞sievecell細(xì)胞特點(diǎn):細(xì)胞兩端尖銳,端壁不形成篩板,無(wú)細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)中沒(méi)有p-蛋白;通過(guò)篩域來(lái)進(jìn)行物質(zhì)傳輸。作用:運(yùn)輸有機(jī)物。5.分泌結(jié)構(gòu)glandularstructure蜜腺、蜜槽腺毛樹(shù)脂道乳汁管(三)復(fù)合組織complextissue由多種類型細(xì)胞構(gòu)成的組織維管組織vasculartissue1.木質(zhì)部xylem:從根部向上輸導(dǎo)水分和無(wú)機(jī)鹽2.韌皮部phloem:輸導(dǎo)光合產(chǎn)物中柱鞘皮層內(nèi)皮層木質(zhì)部韌皮部1.木質(zhì)部由導(dǎo)管分子vesselelement、管胞tracheid、纖維和薄壁細(xì)胞等多種細(xì)胞構(gòu)成的一種復(fù)合組織。導(dǎo)管分子射線細(xì)胞薄壁細(xì)胞纖維管胞管胞導(dǎo)管分子紋孔紋孔管胞纖維導(dǎo)管穿孔板2.韌皮部由篩管分子(sievetubeelement)或篩胞(sievecell)、伴胞(companioncell)、薄壁細(xì)胞和纖維等構(gòu)成的一種復(fù)合組織。篩管和伴胞薄壁細(xì)胞纖維射線細(xì)胞維管組織維管束韌皮部木質(zhì)部篩管伴胞韌皮纖維韌皮薄壁細(xì)胞導(dǎo)管管胞木纖維木薄壁細(xì)胞植物組織系統(tǒng)1.基本組織GroundTissues2.維管組織VascularTissues3.皮組織DermalTissues組織類型及其作用組織類型細(xì)胞類型功能基本組織薄壁組織厚角組織厚壁組織薄壁細(xì)胞厚角細(xì)胞厚壁細(xì)胞儲(chǔ)藏、光合作用等支持支持維管組織木質(zhì)部韌皮部導(dǎo)管分子、管胞篩管分子、伴胞水分運(yùn)輸、支持營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸皮組織表皮周皮表皮細(xì)胞木栓細(xì)胞保護(hù)保護(hù)第一章復(fù)習(xí)要點(diǎn)1.植物細(xì)胞的基本組成,包括細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)及主要功能。2.有絲分裂和減數(shù)分裂的過(guò)程以及各個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)。3.掌握細(xì)胞的分化、植物組織的概念,薄壁組織、厚角組織、厚壁組織的概念、細(xì)胞特點(diǎn)及主要功能;導(dǎo)管分子和導(dǎo)管、篩管分子和篩管、導(dǎo)管和管胞、篩管和篩胞、伴胞等的概念;表皮和周皮的結(jié)構(gòu)和功能。頂端分生組織葉肉細(xì)胞的同化薄壁組織大豆子葉的貯藏薄壁組織紅樹(shù)根的通氣組織傳遞細(xì)胞(transfercell)細(xì)胞壁具有內(nèi)突生長(zhǎng),與物質(zhì)迅速傳遞密切相關(guān)的一類特化的薄壁細(xì)胞。位于葉脈末梢等處。蜜腺營(yíng)養(yǎng)器官(vegetativeorgan)擔(dān)負(fù)著植物體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),如根、莖、葉;生殖器官(reproductiveorgan)起著繁衍后代的作用,如花、果、種子。
成年植物的植物體上由多種組織組成、在外形上具有顯著形態(tài)特征的特定功能、易于區(qū)分的部分,稱為器官(organ)。2.1根Root根的主要功能:吸收和輸導(dǎo)水分和無(wú)機(jī)鹽固著植株
Rootsareplant’sLinktotheundergroundenvironment.
根的其他生理功能:儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)物和利用不定芽進(jìn)行繁殖;某些氨基酸和植物堿的合成;根系分泌物造成的根系微生物可增強(qiáng)植物的代謝、吸收和抗病等。2.1.1根和根系主根mainroot:由種子中的胚根發(fā)育而成。側(cè)根lateralroot:主根的分支。不定根adventitiousroot:在主根和側(cè)根以外的部分產(chǎn)生的根。MainrootLateralroot須根系FibrousrootsystemsofMonocotsconsistofamassofsimilarlysizedroots.直根系TaprootsystemsofDiocotsHaveonelargeprimaryrootandManysmallerbranchroots根系RootSystem:植物根的總和。有關(guān)植物體發(fā)育的術(shù)語(yǔ):營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)vegetativegrowth:植物體營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng),包括:初生生長(zhǎng)primarygrowth:基于頂端分生組織的活動(dòng),表現(xiàn)為根、莖的延長(zhǎng)并產(chǎn)生分枝,所形成的結(jié)構(gòu)稱為初生結(jié)構(gòu)(primarystructure)。次生生長(zhǎng)secondarygrowth:側(cè)生分生組織活動(dòng)的結(jié)果,表現(xiàn)為根和莖的加粗生長(zhǎng),所形成的結(jié)構(gòu)稱為次生結(jié)構(gòu)(secondarystructure)。2.1.2根的初生生長(zhǎng)和初生結(jié)構(gòu)
2.1.2.1根尖及其分區(qū)根的生長(zhǎng)和根內(nèi)結(jié)構(gòu)的形成都由根尖來(lái)完成根尖roottip:是指根的頂端到著生根毛的部位根尖的分區(qū)1.根冠2.分生區(qū)3.伸長(zhǎng)區(qū):細(xì)胞停止分裂,逐漸延伸、開(kāi)始分化。4.成熟區(qū)根冠分生區(qū)伸長(zhǎng)區(qū)成熟區(qū)2.1.2.2根的初生結(jié)構(gòu)
內(nèi)皮層維管形成層初生韌皮部初生木質(zhì)部中柱鞘表皮皮層根毛1.表皮Epidermis2.皮層Cortex3.維管柱Vascularcylinder根初生結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):1.表皮特化產(chǎn)生根毛;2.內(nèi)皮層特異性的加厚,形成凱氏帶;3.維管柱:包括中柱鞘、初生維管組織,有的植物的根有髓;4.中柱鞘具有潛在的分裂能力;5.初生木質(zhì)部與初生韌皮部相間排列;6.初生木質(zhì)部與初生韌皮部均為外始式發(fā)育方式,原生在外,后生在內(nèi);7.原、后生木質(zhì)部導(dǎo)管(或管胞)類型有差別。2.1.2.3側(cè)根的發(fā)生側(cè)根的來(lái)源——側(cè)根發(fā)生于根的內(nèi)部組織中柱鞘。側(cè)根為內(nèi)起源endogenousorigin。側(cè)根發(fā)生的位置——側(cè)根的發(fā)生與初生木質(zhì)部和初生韌皮部的位置和束數(shù)有關(guān),例如在三原或四原型的根中,側(cè)根發(fā)生在對(duì)著木質(zhì)部的部位。2.1.3根的次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)2.1.3.1維管形成層vascularcambium的產(chǎn)生與活動(dòng)
維管形成層中柱鞘原形成層2.1.3.2木栓形成層的發(fā)生及其活動(dòng)
中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂能力,形成木栓形成層(phellogen)。木栓形成層進(jìn)行平周分裂,向外產(chǎn)生木栓層(cork),向內(nèi)產(chǎn)生栓內(nèi)層(phelloderm),共同構(gòu)成周皮(periderm)次生木質(zhì)部居內(nèi),次生韌皮部居外,相對(duì)排列。出現(xiàn)維管射線。次生結(jié)構(gòu)中次生木質(zhì)部占據(jù)大部分比例,次生韌皮部所占比例較少。2.1.3.3次生結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)根初生結(jié)構(gòu)與次生結(jié)構(gòu)的比較根的發(fā)育頂端分生組織原表皮表皮側(cè)根中柱鞘初生木質(zhì)部和韌皮部原形成層皮層和髓基本分生組織木栓形成層次生木質(zhì)部和韌皮部維管形成層周皮根冠rootcap保護(hù)分生組織分泌粘液,使根尖減少與土壤的摩擦細(xì)胞中含淀粉體,與根的向地反應(yīng)有關(guān)分生區(qū)原分生組織初生分生組織:原表皮、基本分生組織、原形成層靜止中心關(guān)于細(xì)胞分裂、壁面、排列方向的一些術(shù)語(yǔ):①:切向分裂(弦向分裂,tangentialdivision)是細(xì)胞分裂與根的圓周最近處切線相平行,也稱平周分裂(periclinaldivision),分裂的結(jié)果,增加細(xì)胞的內(nèi)外層次,使器官加厚,他們的子細(xì)胞的新壁是切向壁。
②:徑向分裂(radialdivision)是細(xì)胞分裂與根的圓周最近處切線相垂直,分裂的結(jié)果,擴(kuò)展細(xì)胞組成的圓周,使器官增粗,新壁是徑向壁。
③:橫向分裂(transversedivision)是細(xì)胞分裂與根軸的橫切面相平行,分裂的結(jié)果,加長(zhǎng)細(xì)胞組成的縱向行列,使器官伸長(zhǎng),新壁是橫向壁。徑向分裂與橫向分裂也稱垂周分裂橫向面、徑向面和切向面橫向壁、徑向壁和切向壁表皮由原表皮發(fā)育而成,主要功能是吸收水分和礦物質(zhì),表皮細(xì)胞的外壁突出延伸成根毛,加大了根的吸收表面積。皮層多層薄壁細(xì)胞組成,貯藏淀粉和其他物質(zhì)皮層cortex外皮層exodermis內(nèi)皮層endodermis——?jiǎng)P氏帶
casparianstrip馬蹄形加厚和通道細(xì)胞passagecell。皮層內(nèi)皮層皮層表皮外皮層維管柱中柱鞘pericycle初生木質(zhì)部xylem初生韌皮部phloem髓pith中柱鞘皮層內(nèi)皮層木質(zhì)部韌皮部髓維管組織中柱鞘位于中柱最外層,外接內(nèi)皮層,通常由一層薄壁細(xì)胞組成,少數(shù)植物可有二層或多層細(xì)胞。根的中柱鞘有潛在的分裂性能,可產(chǎn)生側(cè)根、木栓形成層和維管形成層等部分。
不定根:由莖、葉或老根上長(zhǎng)出的根榕樹(shù)玉米爬山虎凱氏帶(casparianstrip):環(huán)繞內(nèi)皮層細(xì)胞徑向壁和橫向壁上的栓質(zhì)或木質(zhì)化帶狀加厚部分。控制物質(zhì)的轉(zhuǎn)輸。內(nèi)皮層凱氏帶后生木質(zhì)部StructureofendodermisunderTEM凱氏帶質(zhì)膜胞間層液泡膜細(xì)胞壁皮層具凱氏帶的內(nèi)皮層中柱鞘木質(zhì)部凱氏帶內(nèi)皮層細(xì)胞質(zhì)無(wú)次生生長(zhǎng)的根中,具五面型加厚(外切向壁不加厚),稱馬蹄形加厚。控制物質(zhì)的轉(zhuǎn)輸。通道細(xì)胞passagecell:夾雜在厚壁的內(nèi)皮層細(xì)胞中的薄壁組織細(xì)胞,往往與原生木質(zhì)部相對(duì),稱為通道細(xì)胞。單子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)幼根結(jié)構(gòu)成熟根結(jié)構(gòu)原生木質(zhì)部protoxylem:緊接中柱鞘內(nèi)側(cè)的細(xì)胞先分化成環(huán)紋或螺紋導(dǎo)管組成后生木質(zhì)部metaxylem:位于原生木質(zhì)部?jī)?nèi)側(cè)的細(xì)胞后分化成梯紋、網(wǎng)紋或孔紋導(dǎo)管組成根的發(fā)育方式:外始式初生木質(zhì)部初生韌皮部中柱鞘內(nèi)皮層節(jié)node——莖上著生葉的部位。節(jié)間internode——相鄰兩節(jié)之間的莖段。芽bud——葉腋或莖頂端的枝條、花或花序的原始體。2.1莖的基本形態(tài)葉痕leafscar——葉子脫落后留下的痕跡維管束痕vascularscar——葉柄中的維管束斷裂后留下的痕跡皮孔lenticel——植物體和外界進(jìn)行氣體交換的一種通道莖的形態(tài)與根的區(qū)別:節(jié)與節(jié)間,頂芽與腋芽,葉痕與維管束,皮孔等。2.2.2莖的頂端分生組織原分生組織初生分生組織:原表皮原形成層基本分生組織原分生組織葉原基原表皮原形成層基本分生組織表皮皮層原形成層髓初生木質(zhì)部初生韌皮部
原體與頂端分生組織分區(qū)的關(guān)系1.原套;2.原體原始細(xì)胞層;3.周圍分生組織區(qū);4.肋狀分生組織區(qū);5.原體;6.葉原基原套:
1~2(3~4)層細(xì)胞只進(jìn)行垂周分裂。原體:可以進(jìn)行平周分裂以及其他各個(gè)方向的分裂。原套原體莖頂端原分生組織組成的原套-原體學(xué)說(shuō)2.2.3莖的初生結(jié)構(gòu)2.2.3.1雙子葉植物莖的初生結(jié)構(gòu)1.表皮:由表皮細(xì)胞、氣孔器和毛狀附屬物組成。起保護(hù)作用。2.皮層:皮層薄壁細(xì)胞具葉綠體,具光合和貯藏作用;皮層厚角組織,支持作用;無(wú)內(nèi)皮層的分化。3.維管柱:皮層以內(nèi)的部分,由維管束、髓及髓射線組成。表皮皮層維管束髓2.2.3.2單子葉植物莖的結(jié)構(gòu)只具初生結(jié)構(gòu),維管束由木質(zhì)部和韌皮部組成,無(wú)形成層。維管束的排列方式:1.維管束無(wú)規(guī)則地分散在整個(gè)基本組織中,愈向外愈多,皮層和髓難以分辨。2.維管束排列成兩圈,中央為髓。玉米莖橫切散生式分布水稻莖橫切兩輪式分布單子葉植物莖的結(jié)構(gòu)表皮:由表皮細(xì)胞、氣孔器和毛狀附屬物組成;保護(hù)作用。機(jī)械組織:表皮內(nèi)方幾層厚壁細(xì)胞;支持作用基本組織:機(jī)械組織內(nèi)方所有的薄壁細(xì)胞;外方的薄壁細(xì)胞含葉綠體。有些莖中央基本組織解體成大空腔——髓腔維管束2.2.4雙子葉植物莖的次生生長(zhǎng)和次生結(jié)構(gòu)次生生長(zhǎng)secondarygrowth:莖的側(cè)生分生組織的細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)和分化的活動(dòng),使莖加粗。側(cè)生分生組織包括維管形成層和木栓形成層。1.維管形成層的來(lái)源及活動(dòng)
形成層細(xì)胞射線原始細(xì)胞紡錘狀原始細(xì)胞紡錘狀原始細(xì)胞木質(zhì)部母細(xì)胞韌皮部母細(xì)胞紡錘狀原始細(xì)胞木質(zhì)部母細(xì)胞2.木栓形成層的產(chǎn)生與活動(dòng):
木栓形成層開(kāi)始產(chǎn)生于表皮、皮層厚角組織或皮層薄壁細(xì)胞,以后產(chǎn)生的部位逐漸內(nèi)移至初生韌皮部和次生韌皮部。周皮上的附屬物:皮孔(lentical)周皮形成時(shí)具分生能力的細(xì)胞形成了木栓形成層,此形成層向外產(chǎn)生許多填充細(xì)胞,有比較發(fā)達(dá)的細(xì)胞間隙。由于補(bǔ)充細(xì)胞的積累,結(jié)果將表皮突破形成皮孔。皮孔是氣體交換的通道。皮孔木栓形成層補(bǔ)充細(xì)胞次生韌皮部次生木質(zhì)部三年椴樹(shù)莖橫切示莖的次生結(jié)構(gòu)周皮年輪初生木質(zhì)部及髓維管形成層韌皮射線木射線年輪:由于維管形成層的活動(dòng)受氣候因素影響,表現(xiàn)出有節(jié)奏的變化而形成的多個(gè)同心環(huán)結(jié)構(gòu)。每一年輪由早材和晚材組成。早材(earlywood):生長(zhǎng)季早期形成的次生木質(zhì)部。細(xì)胞徑大而壁薄。也稱春材。晚材(latewood):生長(zhǎng)季后期形成的次生木質(zhì)部。細(xì)胞徑小而壁厚,管胞數(shù)量增多。也稱秋材。早材晚材
指維管形成層以外的所有組織,包括狹義的樹(shù)皮及其內(nèi)方正在執(zhí)行其功能的次生韌皮部。樹(shù)皮莖的次生生長(zhǎng)示意圖莖頂端分生組織束間薄壁細(xì)胞原形成層髓和皮層殘留分生組織基本分生組織原表皮次生木質(zhì)部和韌皮部維管形成層束中形成層束間形成層殘留形成層初生木質(zhì)部和韌皮部表皮維管束:多個(gè)維管束排列成環(huán)狀;縱向運(yùn)輸。初生木質(zhì)部束中形成層初生韌皮部皮層韌皮纖維韌皮部后生木質(zhì)部原生木質(zhì)部髓A.外韌維管束(collateralbundle):初生韌皮部在外方,初生木質(zhì)部在內(nèi)方。多數(shù)植物屬此類型。向日葵、苜蓿。B.雙韌維管束(bicollateralbundle):初生木質(zhì)部的內(nèi)外方都存在著初生韌皮部。葫蘆科、茄科、夾竹桃科。C.周韌維管束(amphicribralbundle):木質(zhì)部在中央,外由韌皮部包圍。被子植物中大黃、酸模等莖及花絲中。D.周木維管束(amphivasalbundle):韌皮部在中央,外由木質(zhì)部包圍。香蒲和鳶尾,蓼科和胡椒科莖中。
維管束的類型雙韌維管束周韌維管束周木維管束初生木質(zhì)部組成:導(dǎo)管分子、管胞、木薄壁細(xì)胞、木纖維。位置:在維管束內(nèi)方,接近髓。
原生木質(zhì)部在最內(nèi)方,最早分化,主要由螺紋、環(huán)紋加厚的管狀分子組成。
后生木質(zhì)部在外方,主要由梯紋、網(wǎng)紋和孔紋加厚的管狀分子組成。發(fā)育:內(nèi)始式發(fā)育。皮層韌皮纖維韌皮部后生木質(zhì)部原生木質(zhì)部髓初生韌皮部組成:由篩管分子、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞、韌皮纖維。位置:維管束外方。
原生韌皮部在外方,后生韌皮部在內(nèi)方。發(fā)育:外始式發(fā)育。皮層韌皮纖維篩管后生木質(zhì)部原生木質(zhì)部髓髓射線為相鄰兩維管束間的薄壁細(xì)胞,常為單列或二列細(xì)胞;連接皮層和髓,進(jìn)行橫向運(yùn)輸。導(dǎo)管管胞導(dǎo)管射線射線形成層篩管韌皮部木質(zhì)部玉米莖的外韌維管束初生木質(zhì)部
常呈V形,主要由3-4個(gè)導(dǎo)管組成。原生木質(zhì)部:V形尖端,最早分化成熟,主要由螺紋、環(huán)紋加厚的導(dǎo)管組成。后生木質(zhì)部:V形兩側(cè),較晚成熟,各有一個(gè)孔紋加厚的導(dǎo)管組成。內(nèi)始式發(fā)育。初生韌皮部
維管束外方原生韌皮部在外方,常被擠壓而遭破壞。后生韌皮部在內(nèi)方,后成熟的,細(xì)胞排列整齊,具篩管和伴胞。外始式發(fā)育維管束鞘一圈厚壁組織構(gòu)成。皮層韌皮部木質(zhì)部維管束鞘皮層初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間具有分裂能力的一層細(xì)胞發(fā)育形成束中形成層。與束中形成層相接的髓射線細(xì)胞恢復(fù)分生能力形成束間形成層;束間形成層與束中形成層相連形成維管形成層來(lái)源于束間薄壁細(xì)胞來(lái)源于原形成層Earlyformationoffascicularcambium葉的生理功能光合作用photosynthesis蒸騰作用transpiration:水分以氣體狀態(tài)從體內(nèi)通過(guò)植物體表面散失到大氣中的過(guò)程吸收、貯藏和營(yíng)養(yǎng)繁殖2.3.1葉的外部形態(tài)ExternalstructureofLeaves2.3.1.1葉的組成1.葉片blade:進(jìn)行光合作用和蒸騰作用2.葉柄petiole:連接莖與葉片的結(jié)構(gòu)部分,是莖葉間物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ?,能調(diào)節(jié)葉片的位置與方向3.托葉stipule:葉柄基部的一對(duì)附屬物,形狀多樣托葉stipule完全葉與不完全葉完全葉無(wú)托葉無(wú)葉柄抱莖葉,無(wú)葉柄禾本科植物葉的組成:葉片:條形,光合。葉鞘:葉片基部延伸成鞘狀裹莖,加強(qiáng)支持、保護(hù)腋芽和莖的居間生長(zhǎng)。葉舌:是葉環(huán)處一向上突起的膜狀物使葉片向外伸展,防止病菌與昆蟲(chóng)進(jìn)入葉鞘。葉耳:葉舌兩側(cè)向外延伸的突起物,常有毛。葉耳葉舌葉鞘葉片莖葉舌葉耳葉鞘Grassleaf2.3.1.2葉的形態(tài)1.葉的形狀葉片形狀葉尖形狀葉基形狀葉緣形態(tài)線形披針形長(zhǎng)圓形橢圓形卵形心形(1)葉片形狀倒披針形倒卵形倒心形匙形楔形鐮狀(1)葉片形狀耳形戟形三角形腎形盾形(1)葉片形狀漸尖急尖鈍尖截形驟尖倒心形微缺(2)葉尖形狀短尖漸尖倒心形微缺截形鈍急尖具小短尖驟尖(3)葉基形狀漸尖心形圓形偏斜箭頭形戟形截形急尖全緣細(xì)鋸齒細(xì)圓鋸齒具齒的重鋸齒波狀深波狀缺刻鋸齒(4)葉緣形狀葉裂的類型2.葉脈:葉肉內(nèi)的維管組織,其在葉片中的分布形式稱為脈序。羽狀脈網(wǎng)狀脈掌狀脈三出脈平行脈3.單葉和復(fù)葉單葉simpleleaf:一個(gè)葉柄只生一個(gè)葉片的葉。復(fù)葉compoudleaf:一個(gè)葉柄生有兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉片。單葉Simpleleaves復(fù)葉compoundleaves如何區(qū)分單葉與復(fù)葉1.是否有頂芽。2.是否有腋芽。3.復(fù)葉中小葉與總?cè)~柄在一個(gè)平面伸展,而單葉在小枝上以一定的角度伸向不同的方向。4.葉序:植物葉在莖上的排列方式?;ド鷮?duì)生輪生2.3.2葉的發(fā)育葉原基的發(fā)生葉的發(fā)生與葉片的發(fā)育煙草葉的生長(zhǎng)圖解1.葉原基;2-3.頂端生長(zhǎng)成葉軸;4.邊緣生長(zhǎng);5.居間生長(zhǎng)成成熟葉
2.3.3葉的解剖結(jié)構(gòu)2.3.3.1雙子葉植物葉的一般結(jié)構(gòu)2.3.3.2禾本科植物的葉1.葉柄petiole的結(jié)構(gòu):與莖的初生結(jié)構(gòu)相似
2.葉片blade的結(jié)構(gòu):分為表皮epidermis、葉肉mesophyll
、葉脈vein三部分2.3.3.1雙子葉植物葉的一般結(jié)構(gòu)1.表皮epidermis2.葉肉mesophyll3.葉脈vein2.3.3.2禾本科植物葉的結(jié)構(gòu)小結(jié):1、雙子葉植物葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn):由表皮、葉肉和葉脈三部分組成,葉肉有柵欄組織和海綿組織的分化。2、單子葉植物葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①表皮由一層長(zhǎng)短細(xì)胞縱向相間排列而成,有泡狀細(xì)胞,保衛(wèi)細(xì)胞呈啞鈴形
。
②葉肉細(xì)胞無(wú)分化。
表皮epidermis復(fù)表皮角質(zhì)層:保護(hù)、控制水分蒸騰、防止病菌侵入氣孔器:由保衛(wèi)細(xì)胞和孔口構(gòu)成表皮毛:起保護(hù)作用的表皮毛,具分泌功能的腺毛葉表面的初生保護(hù)組織葉肉mesophyll:位于上、下表皮之間,由含有大量葉綠體的薄壁細(xì)胞組成,是植物體進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所。柵欄組織palisade:排列整齊,細(xì)胞呈長(zhǎng)柱形,細(xì)胞內(nèi)含葉綠體大而多。海綿組織spongy:形狀不規(guī)則,排列不整齊,疏松具較多間隙,細(xì)胞內(nèi)含葉綠體少。異面葉:具有海綿組織和柵欄組織分化的葉。等面葉:沒(méi)有葉肉組織分化的葉,或旱生植物中背、腹兩面都有柵欄組織的葉。葉脈leafvenation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。由表皮細(xì)胞、泡狀細(xì)胞、氣孔器和表皮毛等組成。表皮細(xì)胞——長(zhǎng)細(xì)胞與短細(xì)胞;短細(xì)胞有硅細(xì)胞與栓細(xì)胞兩種,并相間縱向排列成行。泡狀細(xì)胞——在上表皮,由幾個(gè)大小不等的薄壁細(xì)胞組成,橫切面上可見(jiàn)中部的細(xì)胞大兩側(cè)的細(xì)胞??;泡狀細(xì)胞吸水膨脹或失水收縮能使葉片舒展或卷曲,故也稱運(yùn)動(dòng)細(xì)胞。氣孔器——保衛(wèi)細(xì)胞呈啞鈴形
表皮毛表皮epidermis葉肉:上下表皮間的同化組織,無(wú)柵欄組織與海綿組織之分(等面葉)玉米葉橫切面維管束鞘氣孔表皮細(xì)胞葉綠體葉肉細(xì)胞保衛(wèi)細(xì)胞氣室木質(zhì)部韌皮部葉脈:葉片中的維管系統(tǒng),由維管束和其外圍的維管束鞘組成;維管束結(jié)構(gòu)與莖中相同。C3植物——維管束鞘由1-2層厚壁細(xì)胞組成,內(nèi)含少量葉綠體。(小麥、水稻)C4植物——維管束鞘由一層薄壁細(xì)胞組成,內(nèi)含大形葉綠體,維管束鞘細(xì)胞與其周圍的葉肉細(xì)胞緊密相連。(玉米、高梁)維管束鞘細(xì)胞C4植物葉片構(gòu)造角質(zhì)層氣孔保衛(wèi)細(xì)胞海綿組織韌皮部上表皮柵欄組織木質(zhì)部下表皮表皮細(xì)胞保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體核氣孔加厚的細(xì)胞壁保衛(wèi)細(xì)胞表皮細(xì)胞氣孔
表皮毛其形狀和結(jié)構(gòu)有多樣性,生理功能也不完全相同。機(jī)械組織:厚角組織維管組織: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。葉脈的結(jié)構(gòu)下表皮厚角組織厚角組織韌皮部上表皮木質(zhì)部氣孔水稻葉表皮1.栓細(xì)胞;2.硅細(xì)胞;3.長(zhǎng)細(xì)胞;4.保衛(wèi)細(xì)胞;5.副衛(wèi)細(xì)胞12345泡狀細(xì)胞蒸騰作用的生理意義
1.蒸騰作用是植物對(duì)水分吸收和運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)主要?jiǎng)恿Γ?/p>
2.蒸騰作用促進(jìn)植物對(duì)礦物質(zhì)的吸收和運(yùn)輸;
3.蒸騰作用能降低植物體和葉片的溫度;
4.蒸騰作用的正常進(jìn)行,氣孔開(kāi)放,有利于光合作用中CO2固定。等面葉
植物界的所有種類,無(wú)論是低等或是高等,它們的生活周期包含兩個(gè)相互依存的方面:◆
維持其本身的生存◆
保持種族的延續(xù)
2.4.1花的組成和基本結(jié)構(gòu)花柄(pedicel)花托(receptacle)花被(perianth)雄蕊群(androecium)雌蕊群(gynoecium)花冠雄蕊萼片雌蕊花托花柄(一)花柄pedicel和花托receptacle花柄是枝條的一部分,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,起支持和輸導(dǎo)的作用。不同形狀的花托花托的不同形態(tài)(二)花被perianth
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?;ㄝ鄐epal:由若干萼片組成,保護(hù)幼花,并有光合等作用?;ü赾orolla:由若干花瓣(petal)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(chóng)傳粉的作用。各種花冠類型雙被花(二被花)doubleperianthflower:一朵花中同時(shí)具有花萼和花冠單被花simpleperianthflower:僅有花萼沒(méi)有花冠或花萼和花冠分化不明顯無(wú)被花:一朵花中既沒(méi)有花萼,也沒(méi)有花冠無(wú)被花:楊樹(shù)A:雄花B:移去雄蕊的雄花1.花盤(pán)2.苞片3.雄蕊(三)雄蕊群androecium一朵花中雄蕊(stamen)的總稱,雄蕊一般可分為花藥(anther)和花絲(filament)?;ńz的解剖結(jié)構(gòu)花藥anther花粉囊:2個(gè)或4個(gè),其內(nèi)產(chǎn)生花粉。藥隔(四)雌蕊群gynoecium1.心皮carpel:心皮是具有生殖作用的變態(tài)葉,是組成雌蕊的基本單位。心皮邊緣愈合的部分稱為腹縫線.心皮中間相當(dāng)于葉片中脈的部分稱背縫線.
2.雌蕊的類型:?jiǎn)未迫铩㈦x生雌蕊、復(fù)雌蕊。3.雌蕊的結(jié)構(gòu):柱頭stigma:雌蕊的頂端,接受花粉?;ㄖ鵶tyle:連接柱頭和子房的部分,也是花粉管進(jìn)入子房的通道。子房ovary:胚珠著生的地方,胚珠內(nèi)可產(chǎn)生卵細(xì)胞柱頭花柱子房花柱的橫切引導(dǎo)組織transmittingtissue:花柱中的一種特化組織,這種組織可以提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以幫助萌發(fā)的花粉管長(zhǎng)進(jìn)子房.子房結(jié)構(gòu)
子房壁Ovarywall:內(nèi)外的表皮胚珠Ovule:由心皮內(nèi)壁腹縫線處形成的突起發(fā)育而成。胎座Placenta:著生胚珠處的心皮壁形成肉質(zhì)突起OvaryWall禾本科植物的花的組成花的類型完全花不完全花兩性花bisexualflower:具有雄蕊與雌蕊單性花unisexualflower:僅有雌蕊或僅有雄蕊無(wú)性花neutralflower:有花被無(wú)花蕊雜性花:兼有單性花和兩性花花的類型2.4.2小孢子的發(fā)生及雄配子體發(fā)育2.4.2.1花藥的發(fā)育1.發(fā)育初期:由頂端分生組織形成雄蕊原基。2.四棱形花藥期:3.孢原細(xì)胞的活動(dòng):4.花藥幼期:花藥幼期的結(jié)構(gòu):
表皮藥室內(nèi)壁花粉囊壁中層絨氈層花粉母細(xì)胞基本組織和維管束藥隔4花粉囊花藥幼期的結(jié)構(gòu)表皮:1層細(xì)胞,外切向壁有薄的角質(zhì)層。藥室內(nèi)壁endothecium:1層細(xì)胞,細(xì)胞壁具有纖維素加厚帶,也稱纖維層,與花粉囊的開(kāi)裂有關(guān)。中層middlelayer:1-3層細(xì)胞,貯藏物,當(dāng)花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí),其貯藏物質(zhì)減少,細(xì)胞逐漸解體被吸收。絨氈層tapetum:1層細(xì)胞,具多核,富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí),絨氈層起到轉(zhuǎn)運(yùn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)到藥室的作用絨氈層合成胼胝質(zhì)酶,分解包圍小孢子四分體的胼胝質(zhì)壁,使小孢子分離絨氈層提供孢粉素,這是構(gòu)成花粉粒外壁的主要物質(zhì)絨氈層細(xì)胞內(nèi)合成識(shí)別蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)運(yùn)到花粉粒的表面上,在花粉粒和柱頭的相互識(shí)別中起重要作用5.花藥成熟期:成熟花藥的結(jié)構(gòu):表皮花粉囊壁藥室內(nèi)壁花粉粒藥室基本組織和維管束藥隔4花粉囊孢原細(xì)胞花粉母細(xì)胞四分孢子4個(gè)小孢子(單核花粉粒)成熟花粉粒2.4.2.2小孢子的產(chǎn)生生殖細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞2.4.2.3花粉的發(fā)育
從四分體中游離出來(lái)的單核花粉粒需要進(jìn)一步發(fā)育,才能成為成熟花粉粒?;ǚ哿5陌l(fā)育,包括營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞的發(fā)育及花粉壁的形成.液泡生殖細(xì)胞去液泡有絲分裂單核花粉粒液泡營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞核花粉萌發(fā)孔未成熟花粉粒2.4.2.4成熟花粉粒(雄配子體)的結(jié)構(gòu)1.花粉粒的形態(tài):形態(tài)各種各樣,不同的植物有著各自的特點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞花粉壁生殖細(xì)胞2.花粉粒的結(jié)構(gòu):成熟的花粉粒外圍是花粉壁,內(nèi)含一個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞、一個(gè)生殖細(xì)胞或二個(gè)精細(xì)胞。
2細(xì)胞花粉粒:營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞1,生殖細(xì)胞1
3細(xì)胞花粉粒:
營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞1,精細(xì)胞1,精細(xì)胞22.4.3胚珠的發(fā)育與雌配子體的形成2.4.3.1胚珠的結(jié)構(gòu)與發(fā)育珠被珠心珠孔珠柄合點(diǎn)胚珠的發(fā)育2.4.3.2胚囊的發(fā)育1.胚囊母細(xì)胞的形成孢原細(xì)胞造孢細(xì)胞胚囊母細(xì)胞不經(jīng)平周分裂形成孢原細(xì)胞胚囊母細(xì)胞珠心組織周緣細(xì)胞加入造孢細(xì)胞平周分裂形成2.胚囊的發(fā)育大孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂減數(shù)分裂有絲分裂有絲分裂有絲分裂卵細(xì)胞孢原細(xì)胞(2N)周緣細(xì)胞(2N)造孢細(xì)胞(2N)形成珠心的一部分胚囊母細(xì)胞(2N)四分體(N)直接發(fā)育(水稻,小麥)分裂長(zhǎng)大減數(shù)分裂單核胚囊(N)7細(xì)胞或8核胚囊(N)卵細(xì)胞1個(gè)(N)助細(xì)胞2個(gè)(N)中央細(xì)胞1個(gè)[含極核2個(gè)(N)]反足細(xì)胞3個(gè)(N)
3次有絲分裂一個(gè)發(fā)育3個(gè)消失3.大孢子發(fā)生的三種方式*胚囊(雌配子體)的結(jié)構(gòu)
卵細(xì)胞(1個(gè),n)8核7個(gè)細(xì)胞胚囊助細(xì)胞(2個(gè),n)中央細(xì)胞(1個(gè),含2極核,2n)反足細(xì)胞(3個(gè),n)2.5.1傳粉與受精Pollinationandfertilization傳粉和受精2.5.1.1傳粉pollination概念:成熟的花粉粒借助一定的媒介力量傳到雌蕊柱頭上的過(guò)程。
1、自花傳粉(selfpollination):Pollenistransferredfromstamentostigmaonthesameplant.最典型的自花傳粉為閉花受精(cleistogamy)。如豌豆、大麥。兩性花雄蕊的花粉囊和雌蕊的胚囊必須同時(shí)成熟。柱頭對(duì)于本花的花粉萌發(fā)和雄配子體的發(fā)育沒(méi)有任何生理阻礙。2、異花傳粉cross-pollinationPollenistransferredfromthestamenofoneplanttothestigmaofadifferentplant花單性,而且雌雄異株;兩性花,但雄蕊和雌蕊不同時(shí)成熟;雌、雄蕊異長(zhǎng)或異位;花粉落在本花柱頭上不能萌發(fā),或不能完全發(fā)育以達(dá)到受精的結(jié)果。雌雄異位雌雄異長(zhǎng)柳蘭:雄蕊成熟,柱頭未伸出。柳蘭:雄蕊已干癟,柱頭才伸出。WindpollinationWaterpollinationInsectpollinationAnimalpollination傳粉生物學(xué)
pollinationbiology研究植物在傳粉過(guò)程中各種生態(tài)因子對(duì)傳粉時(shí)間和傳粉效率的影響.近年來(lái),研究者在基因流動(dòng)、花粉與柱頭的相互作用、交配選擇及其對(duì)進(jìn)化作用的探討等方面進(jìn)行了大量的工作。2.5.1.2受精作用fertilization
植物的雌、雄配子,即卵細(xì)胞和精子相互融合的過(guò)程花粉粒在柱頭上的萌發(fā)花粉管在雌蕊組織中的生長(zhǎng)花粉管到達(dá)胚珠進(jìn)入胚囊雙受精花粉粒在柱頭上的萌發(fā)花粉管在雌蕊組織中的生長(zhǎng)花粉管的帽區(qū),集中分布有許多高爾基體小泡引導(dǎo)組織或通道細(xì)胞花粉管到達(dá)胚珠進(jìn)入胚囊珠孔受精合點(diǎn)受精中部受精雙受精doublefertilization兩個(gè)精子分別與卵細(xì)胞和中央細(xì)胞結(jié)合,這種性細(xì)胞之間的雙融合過(guò)程,稱為雙受精,是被子植物的特有現(xiàn)象。助細(xì)胞精子核卵極核合子雙受精的結(jié)果精卵結(jié)合,形成二倍體的合子,發(fā)育為胚。精核與兩個(gè)極核結(jié)合,形成三倍體的初生胚乳核,發(fā)育成胚乳。雙受精的意義精卵結(jié)合把父、母本具有差異的遺傳物質(zhì)重新組合,形成了兼有父母本雙重遺傳性的合子。(1)恢復(fù)了植物原有的染色體數(shù),保持物種的相對(duì)穩(wěn)定性;(2)形成新的遺傳性狀為產(chǎn)生新變異提供物質(zhì)基礎(chǔ)。精子、極核結(jié)合,形成三倍體的初生胚乳核,同樣兼有父、母本的遺傳特性,生理上更活躍,發(fā)育成的胚乳作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供胚發(fā)育之用。2.5.2種子的形成FormationofSeeds種子的結(jié)構(gòu)胚embryo:胚是植物新個(gè)體的原始體,包括子葉、胚芽、胚根和胚軸,是由受精卵發(fā)育來(lái)的。胚乳endosperm:種子內(nèi)儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的場(chǎng)所,由受精的極核發(fā)育而成。種皮seedcoat:種子外面的保護(hù)結(jié)構(gòu),由珠被發(fā)育而成。胚的發(fā)育胚的發(fā)育順序:受精卵(合子)→
原胚
→
胚的分化
→
胚的成熟
頂細(xì)胞縱裂2個(gè)細(xì)胞四分體分裂縱裂球形胚球形胚兩側(cè)分裂生長(zhǎng)較快形成二個(gè)突起(子葉原基)(心形胚)
兩子葉凹陷處分化出胚芽;胚柄與球形胚體連接的細(xì)胞分裂分化形成胚根;胚根與胚芽之間的部分分化出胚軸。由于胚軸和子葉的伸長(zhǎng)使胚呈魚(yú)雷狀(魚(yú)雷胚)
子葉進(jìn)一步伸長(zhǎng),并順著胚囊彎曲,形成馬蹄形的成熟胚。原胚階段胚分化階段胚成熟階段合子基細(xì)胞頂細(xì)胞胚柄胚柄球形胚心形胚在原胚以前(器官分化前)的細(xì)胞分裂無(wú)根本區(qū)別,但從原胚分化為成熟胚時(shí),只形成一片子葉。合子
斜向分裂2個(gè)細(xì)胞斜向分裂4個(gè)細(xì)胞的原胚各個(gè)方向分裂棍棒形或倒梨形胚
(16-32細(xì)胞)頂端區(qū)(凹溝上面):形成盾片主要部分和胚芽鞘一部分器官形成區(qū)(凹溝胚的中間部分):細(xì)胞較小,形成胚芽鞘其余部分和胚芽、胚根、胚根鞘,外胚葉等。胚柄細(xì)胞區(qū)(凹溝胚的基部):形成盾片下部和胚柄。單子葉植物胚的發(fā)育胚腹面出現(xiàn)凹溝(凹溝胚)(進(jìn)入新發(fā)育期)形態(tài)上可分為:胚乳的發(fā)育1精子×2極核(次生核)初生胚乳核胚乳(三倍體)胚乳發(fā)育的三種類型:核型胚乳(nucleartype)細(xì)胞型胚乳(cellulartype)沼生目型胚乳(helobialtype)核型胚乳nucleartype初生胚乳核第一次核分裂及隨后的分裂不伴隨形成細(xì)胞壁,胚乳的發(fā)育有一個(gè)游離核時(shí)期,到一定階段后,核之間發(fā)生細(xì)胞壁,變成胚乳細(xì)胞。單子葉植物和多數(shù)雙子葉植物屬于這種類型。雙子葉植物核型胚乳發(fā)育過(guò)程的模式圖
游離的胚乳核胚乳細(xì)胞初生胚乳核細(xì)胞型胚乳cellulartype初生胚乳核第一次核分裂及隨后的分裂均伴隨著細(xì)胞壁的形成,在胚乳發(fā)育過(guò)程中無(wú)游離核時(shí)期(雙子葉合瓣花)。Degeneria胚乳的發(fā)育(細(xì)胞型)
1343456234541.內(nèi)珠被2.外珠被3.合子4.胚乳細(xì)胞5.珠心6.退化的珠心沼生目型胚乳(helobialtype)初生胚乳核第一次分裂將胚囊分隔成兩室(2個(gè)細(xì)胞);較大的一個(gè)(珠孔室)的細(xì)胞核進(jìn)行多次核分裂,較小的一個(gè)(合點(diǎn)室)的細(xì)胞核不分裂或只進(jìn)行少數(shù)幾次核分裂(都不伴隨細(xì)胞壁的形成)。最后,在珠孔室的細(xì)胞核之間發(fā)生細(xì)胞壁,形成胚乳細(xì)胞。獨(dú)尾草屬胚乳的發(fā)育(沼生目型)
1321.合子2.珠孔室3.合點(diǎn)室游離核胚乳細(xì)胞游離核種皮的發(fā)育種皮由珠被發(fā)育而來(lái)。單珠被雙珠被種皮外層:厚壁組織中間:纖維、石細(xì)胞和薄壁細(xì)胞內(nèi)層:薄壁細(xì)胞一層種皮雙層種皮荔枝龍眼假種皮種子種子假種皮假種皮:胚珠受精后,由珠柄或胎座發(fā)育而來(lái),包在種子外面的部分。2.5.3果實(shí)的形成Fo
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