高中生物植物的形態(tài)與功能省公開課一等獎新名師獲獎課件

植物形態(tài)與功效1植物結(jié)構(gòu)、生殖和發(fā)育2植物營養(yǎng)3植物調(diào)控系統(tǒng)第1頁溫帶落葉林亞熱帶常綠闊葉林熱帶雨林熱帶荒漠豐富植物世界第2頁生物類別植物動物細胞結(jié)構(gòu)有細胞壁無細胞壁營養(yǎng)方式大多數(shù)自養(yǎng)異養(yǎng)生長和大多數(shù)植物生長各器官在胚胎內(nèi)器官和發(fā)育連續(xù)進行，完全形成，生長、

發(fā)生可連續(xù)不停產(chǎn)生發(fā)育主要是體積

方式新器官和新組織增大與個體成熟動物與植物區(qū)分植物概述第3頁

植物在自然界中作用光合作用是世界上最主要同化合成過程參加了自然界中物質(zhì)循環(huán)植物概述第4頁植物在自然界作用第5頁植物形態(tài)學植物生態(tài)學植物解剖學植物地理學植物胚胎學植物群落學植物生理學

植物資源學古植物學植物分類學植物化學植物學分科植物概述第6頁陸生植物包含苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物4大類，從結(jié)構(gòu)與功效方面表達了從低等向高等進化次序。本篇以被子植物為代表，討論植物形態(tài)、功效和發(fā)育等問題。第7頁植物結(jié)構(gòu)與功效依據(jù)胚中子葉數(shù)量差異，被子植物被分成單子葉植物綱和雙子葉植物綱第8頁

植物體由各種器官組成被子植物總體形態(tài)陸生適應性進化造成被子植物形成了生長在土壤中根系和生活在空氣中莖（枝條）系統(tǒng)兩部分。根、莖、葉與植物營養(yǎng)物質(zhì)吸收、合成、運輸和貯藏親密相關，被稱為營養(yǎng)器官。第9頁莖頂芽節(jié)節(jié)節(jié)間節(jié)種皮莖根系側(cè)根主根根尖及分生組織子葉葉表皮韌皮部木質(zhì)部皮層莖橫切面莖尖分生組織根冠根尖橫切面第10頁被子植物根植物根系通常有兩類：直根系和須根系直根系主根顯著，主根上生出側(cè)根，這類根系固著能力很強。一些植物主根能夠貯存糖類等有機營養(yǎng)物質(zhì)。大部分單子葉植物和一些草本植物根為須根系，即在胚軸或莖基部叢生大量須狀根。須根系含有與土壤更多接觸表面積。第11頁根—形態(tài)直根系須根系植物結(jié)構(gòu)與功效第12頁根尖形態(tài)與結(jié)構(gòu)表皮根毛皮層內(nèi)皮層中柱鞘根冠分生區(qū)伸長區(qū)根毛區(qū)植物結(jié)構(gòu)與功效第13頁根變態(tài)貯藏根

肉質(zhì)直根

蘿卜、胡蘿卜

塊根甘薯、大麗菊氣生根

支柱根榕樹

攀援根常春藤

呼吸根水松、紅樹

寄生根菟絲子植物結(jié)構(gòu)與功效第14頁氣生根植物結(jié)構(gòu)與功效第15頁被子植物莖莖上著生葉位置叫節(jié)兩節(jié)之間部分叫節(jié)間在莖頂端和節(jié)上葉腋內(nèi)著生有芽，頂芽是枝主要生長點，腋芽含有發(fā)育成營養(yǎng)枝或繁殖枝潛力每一個營養(yǎng)枝都含有本身頂芽、葉和腋芽，而繁殖枝著生花。第16頁莖形態(tài)特征有節(jié)和節(jié)間之分在節(jié)上著生葉和芽在節(jié)上能開花結(jié)果植物結(jié)構(gòu)與功效第17頁被子植物莖莖含有趨光和背地生長特征有些植物莖形態(tài)特殊，稱為莖變態(tài)匍匐莖、根狀莖、塊莖、鱗莖第18頁地上莖變態(tài)類型

葉狀莖曇花、文竹、天冬草等

莖卷須黃瓜、南瓜、葡萄等

枝刺山楂、皂莢等

肉質(zhì)莖仙人掌等地下莖變態(tài)類型

根狀莖竹、姜、蓮等

塊莖馬鈴薯等

球莖荸薺、芋、慈菇等

鱗莖洋蔥、水仙、百合等莖變態(tài)植物結(jié)構(gòu)與功效第19頁莖變態(tài)類型匍匐莖（草莓）根狀莖（鳶尾）土豆（塊莖）根根狀莖節(jié)植物結(jié)構(gòu)與功效第20頁千姿百態(tài)葉植物結(jié)構(gòu)與功效第21頁被子植物葉葉柄、葉鞘、葉脈單子葉植物通常為平行葉脈，雙子葉植物為網(wǎng)狀葉脈。葉形態(tài)各種多樣，通常表達在排列方式（葉序）、復葉類型、葉形、葉緣和葉脈形態(tài)等各個方面。第22頁葉變態(tài)葉卷須葉刺捕蟲葉植物結(jié)構(gòu)與功效第23頁植物器官由各種組織和細胞組成含有相同起源同一類型或不一樣類型細胞群組成結(jié)構(gòu)和功效單位稱為組織?；窘M織系統(tǒng)主要由具同化（如光合作用）、貯藏、通氣和吸收功效薄壁細胞組成，還包含具機械支持功效厚壁細胞和厚角細胞。被子植物三大組織即：表皮組織、維管組織和基本組織表皮組織系統(tǒng)是覆蓋和保護植物一層排列緊密表皮細胞。維管組織系統(tǒng)含有輸導水分及養(yǎng)分和機械支持功效。第24頁植物組織依據(jù)結(jié)構(gòu)和功效特點，還能夠把植物組織分為分生組織、薄壁組織、保護組織、輸導組織、機械組織和分泌組織等六類。分生組織含有進行細胞分裂能力，通常位于植物體生長部位。其它五類組織是在器官發(fā)育過程中，由分生組織衍生細胞分化發(fā)展而成，又稱為成熟組織。第25頁葉組織結(jié)構(gòu)經(jīng)典葉片由表皮、葉肉和葉脈3部分組成。第26頁雙子葉植物單子葉植物葉片結(jié)構(gòu)植物結(jié)構(gòu)與功效第27頁葉片橫切葉表面植物結(jié)構(gòu)與功效葉片結(jié)構(gòu)第28頁植物結(jié)構(gòu)與功效葉毛角質(zhì)層柵欄組織維管束鞘韌皮部葉脈下表皮

角質(zhì)層氣孔

上表皮氣腔

木質(zhì)部海綿組織葉片結(jié)構(gòu)第29頁

特定功效細胞植物細胞類型常見植物細胞類型包含薄壁細胞、厚角細胞、厚壁細胞、管胞與導管分子、篩分子等。第30頁植物細胞類型——薄壁細胞薄壁細胞普遍存在于植物體各個部分，細胞壁很薄，細胞間隙較大，大多缺乏次生壁，原生質(zhì)體中常有中央大液泡，細胞多為等徑或長形。薄壁細胞是植物進行光合作用、呼吸作用、貯藏作用、分泌作用等主要生理過程場所。薄壁細胞含有很強分生潛能，受刺激后可恢復分生能力。第31頁植物細胞類型——厚角細胞厚角細胞最顯著結(jié)構(gòu)特征是細胞壁不均勻增厚，這種增厚是初生壁性質(zhì)，不含木質(zhì)素。厚角細胞常成束重合排列，含有較強機械強度，在莖和葉柄中主要起機械支持作用。因為其具初生壁性質(zhì)，它們能隨周圍細胞延伸而擴展，所以，它們現(xiàn)有支持作用，又不限制幼嫩器官生長。第32頁植物細胞類型——厚壁細胞厚壁細胞含有均勻加厚次生壁，次生壁是細胞生長后期細胞壁纖維素中沉積了木質(zhì)素結(jié)果。木質(zhì)化厚壁細胞比厚角細胞更堅硬，支持作用更強。功效上成熟厚壁細胞都停頓延長和生長，大多成為缺乏原生質(zhì)體死細胞。厚壁細胞包含纖維和石細胞兩種。纖維細胞細長，常聚集成束。石細胞形狀不規(guī)則，細胞壁加厚。第33頁植物細胞類型——管胞與導管分子高等植物體木質(zhì)部中兩類伸長、含有次生壁輸水細胞。成熟時是缺乏原生質(zhì)體死細胞，厚厚細胞壁上充滿了紋孔。導管分子端壁上含有穿孔，導管分子經(jīng)過端壁上穿孔連接形成連續(xù)管狀結(jié)構(gòu)，稱為導管。管胞兩端尖細，無顯著端壁穿孔，經(jīng)過尖細側(cè)壁重合連接，并經(jīng)過側(cè)壁上紋孔輸送水分及礦物質(zhì)。管胞輸水效率要比導管低。第34頁植物細胞類型——篩管分子高等植物韌皮部中運輸糖類等有機營養(yǎng)物細長管狀生活細胞，成熟時其原生質(zhì)體內(nèi)無細胞核。篩管分子端壁上密布簇生小孔（篩孔），密布著簇生小孔端壁區(qū)域稱為篩板。篩管分子之間經(jīng)過篩板縱向連接形成篩管，行使輸送有機營養(yǎng)物質(zhì)功效。篩管分子還經(jīng)常與伴胞緊密相連。伴胞是一個特化薄壁細胞，有細胞核和濃厚細胞質(zhì)，篩管分子和伴胞間存在發(fā)達胞間連絲，它們可能與控制和傳遞物質(zhì)進入篩管相關。第35頁組織概念

形態(tài)結(jié)構(gòu)相同、生理功效相同細胞群類型

分生組織成熟組織

原生分生組織薄壁組織

初生分生組織

保護組織

次生分生組織

輸導組織

頂端分生組織

機械組織

居間分生組織

分泌組織

側(cè)生分生組織植物結(jié)構(gòu)與功效第36頁

植物生長和生殖無限生長、生活期一年生植物、兩年生植物、多年生植物植物之所以能夠無限生長是因為在植物體生長部位含有分生組織。在成熟植物體內(nèi)，總保留一部分不分化并含有分裂能力細胞，從分生組織分裂產(chǎn)生細胞中，有能連續(xù)分裂，保持著很強分裂能力，它們被稱為原生分生組織；有生長并初步分化，形成初生分生組織，這些初生分生組織以后逐步失去分裂能力，形成植物器官中其它成熟組織。第37頁植物生長方式取決于分生組織所處位置。頂端分生組織——初生生長

——縱向生長側(cè)生分生組織——次生生長

——加粗生長側(cè)生分生組織通常是一些已分化細胞恢復了分裂能力，又稱次生分生組織，根、莖加粗生長則屬于次生生長。第38頁根生長與結(jié)構(gòu)根初生生長發(fā)生在根尖。4個部分：根冠：薄壁細胞組成、細胞壁粘液化、外層細胞不停死亡脫落、內(nèi)側(cè)頂端分生組織不停分裂出細胞。分生區(qū)：又叫生長錐、頂端分生組織細胞組成、細胞分裂能力強。伸長區(qū)：細胞停頓分裂、體積增大，使根尖縱向生長和延伸、細胞初步分化形成未成熟木質(zhì)部導管和未成熟韌皮部篩管。成熟區(qū)：又稱為根毛區(qū)、各種細胞已經(jīng)分化成熟，形成各種成熟組織。第39頁成熟區(qū)伸長區(qū)分生區(qū)根冠成熟區(qū)及橫切面部分根次生生長根結(jié)構(gòu)

及生長第40頁根生長與結(jié)構(gòu)根初生結(jié)構(gòu)：從外向內(nèi)為表皮、皮層和維管柱初生維管柱包含一層中柱鞘細胞、初生木質(zhì)部和初生韌皮部。皮層細胞能夠貯存有機養(yǎng)分和讓水分及礦物質(zhì)橫向經(jīng)過。內(nèi)皮層細胞初生壁上徑向栓質(zhì)化環(huán)帶狀加厚，稱為凱氏帶，是控制皮層與維管柱之間物質(zhì)交流通道。初生木質(zhì)部初生韌皮部皮層根次生生長：維管形成層和木栓形成層是造成根次生加粗生長側(cè)分生組織。側(cè)根形成：成熟區(qū)中柱鞘細胞進行平周和垂周分裂第41頁莖生長與結(jié)構(gòu)莖頂端分生組織位于莖最頂端，由含有強烈和持久分裂能力細胞組成帽狀細胞群組成。莖頂端分生組織經(jīng)過平周分裂和垂周分裂，形成原表皮、原形成層和基本分生組織，以后它們分別分化成為皮組織系統(tǒng)、維管組織系統(tǒng)和基本組織系統(tǒng)。產(chǎn)生于莖頂端分生組織兩側(cè)葉原基，而芽則產(chǎn)生于葉腋處芽原基。植物莖分枝是由葉腋處芽原基產(chǎn)生第42頁雙子葉莖初生結(jié)構(gòu)次生結(jié)構(gòu)莖次生生長和次生結(jié)構(gòu)第43頁莖生長與結(jié)構(gòu)莖頂端分生組織衍生出細胞經(jīng)過分裂、延長生長和分化，形成由表皮、皮層和維管柱3部分組成莖初生結(jié)構(gòu)。雙子葉植物：維管束環(huán)狀，環(huán)內(nèi)部為髓，外部為皮層，在維管束間為細髓射線。每一個維管束中，木質(zhì)部通常面向髓排列在內(nèi)側(cè)，而韌皮部通常面向皮層排列在維管束外側(cè)。雙子葉單子葉表皮形成層維管柱髓木質(zhì)部韌皮部表皮皮層維管柱單子葉植物：維管束散生。第44頁莖剖面結(jié)構(gòu)單子葉植物莖雙子葉植物莖表皮基本組織維管束表皮維管束皮層髓第45頁表皮基本組織維管束單子葉植物莖結(jié)構(gòu)玉米莖小麥莖莖形態(tài)與結(jié)構(gòu)第46頁莖生長與結(jié)構(gòu)大部分單子葉植物僅有初生生長，沒有次生結(jié)構(gòu)。雙子葉植物莖除了初生生長外，還含有次生生長。植物年輪第47頁

心材和邊材

年輪心材邊材周皮第48頁多年生木本植物莖結(jié)構(gòu)木射線周皮樹皮韌皮射線次生韌皮部次生木質(zhì)部邊材年輪線秋材心材春材第49頁植物有性生活周期植物繁殖方式包含營養(yǎng)繁殖、無性生殖和有性生殖3種方式。植物營養(yǎng)體一部分從母體分離開直接形成新個體繁殖方式稱為營養(yǎng)繁殖。也有學者將營養(yǎng)繁殖歸入無性生殖。植物無性生殖是指一些含有生殖功效細胞不經(jīng)過兩性結(jié)合，直接發(fā)育成新個體過程。無性生殖中含有生殖功效細胞稱為孢子。有性生殖是指經(jīng)過兩性細胞結(jié)合形成新個體過程。這些性細胞稱為配子，為單倍體。兩個配子結(jié)合形成二倍體合子，由合子再發(fā)育形成新個體。第50頁營養(yǎng)繁殖無性繁殖植物繁殖有性繁殖第51頁

被子植物生活史和世代更替孢子體世代與配子體世代（無性世代與有性世代）交替出現(xiàn)，這就是植物生活史中世代交替現(xiàn)象。被子植物配子體世代（單倍體世代）不發(fā)達，雌、雄配子體不能獨立生活，都寄生在孢子體上，且特化成花一部分。第52頁

花結(jié)構(gòu)花柄分化被子植物進入到生殖生長階段時，莖頂端一些分生組織不再形成葉原基和芽原基，轉(zhuǎn)而形成花原基或花序原基。所以，花是一個特化節(jié)間很短變態(tài)枝。第53頁花形態(tài)第54頁花應用美化環(huán)境提取香精熏制茶葉制作糕點藥用第55頁經(jīng)典花結(jié)構(gòu)一朵完整花包含花托、花被、雄蕊群和雌蕊群。完全花、不完全花兩性花、單性花雌雄同株、雌雄異株第56頁花器結(jié)構(gòu)雄蕊花藥花絲花瓣柱頭花柱子房雌蕊

花托花萼胚珠第57頁不一樣植物花多樣性是生物多樣性生動表達第58頁

傳粉與受精花粉和胚囊發(fā)育第59頁蟲媒鳥媒開花與傳粉風媒第60頁

傳粉與受精自花傳粉、異花傳粉受精一個精子與卵結(jié)合形成受精卵并成為二倍體合子，合子未來發(fā)育成為產(chǎn)生新個體胚；另一個精子與中央細胞極核結(jié)合，成為三倍體受精極核并深入發(fā)育成為胚乳。這種雙受精是被子植物特有現(xiàn)象，也是植物有性生殖中最進化形式。第61頁傳粉與受精減數(shù)分裂營養(yǎng)細胞生殖細胞精子細胞雌配子體胚珠精子雙受精卵細胞雌配子體中央極核精子受精卵受精極核花粉管萌發(fā)第62頁胚發(fā)育和種子形成在胚發(fā)育之前胚乳發(fā)育便開始了合子通常經(jīng)過一段休眠后開始發(fā)育成胚。第63頁種皮子葉胚芽胚軸殘余胚乳胚根胚柄胚乳種皮子葉胚芽鞘胚芽胚根胚柄雙子葉植物種子單子葉植物種子種子結(jié)構(gòu)第64頁

種子與果實形成果實形成子房發(fā)育結(jié)果實，子房壁成為果皮。被子植物中除子房外，其它部分如花托、花萼等也參加果實形成。被子植物傳粉也開啟了包含生長素、赤霉素、細胞分裂素等植物激素產(chǎn)生和增加第65頁果實發(fā)育與由來植物結(jié)構(gòu)與功效花柄花托胚珠子房花柱柱頭花絲花藥花冠花萼萼片第66頁

種子與果實形成果實多樣性依據(jù)花中雌蕊數(shù)目和花序情況能夠?qū)⒐麑嵎譃?類第67頁果實外形與結(jié)構(gòu)外果皮中果皮種子內(nèi)果皮果實結(jié)構(gòu)圖第68頁水力傳輸本身開裂與彈力傳輸果實和種子傳輸風力傳輸?shù)?9頁人與動物活動及取食傳輸果實和種子傳輸?shù)?0頁風力傳播果實和種子傳輸?shù)?1頁

種子萌發(fā)是生活周期繼續(xù)度過休眠且含有生活力種子在足夠水分與氧氣、一定溫度條件下就開始萌發(fā)。有些種子萌發(fā)還需要一定光照條件。種子從萌發(fā)到發(fā)育成幼苗是一個復雜過程第72頁種子萌發(fā)與出苗子葉留土植物萌發(fā)子葉子葉出土植物萌發(fā)子葉第73頁植物營養(yǎng)

水分吸收與運輸植物根系從土壤中吸收水分首先經(jīng)過根部皮層進入到中柱木質(zhì)部，然后經(jīng)過根與莖相互連通木質(zhì)部中導管與管胞，向上輸送，經(jīng)過葉柄抵達葉片。水分進入葉肉細胞后在細胞表面蒸發(fā)，經(jīng)過葉片氣孔逸出。第74頁

水分吸收與運輸促使大量水分長距離向上運輸動力是什么呢？最少有3種作用力：根部壓力（根壓）、木質(zhì)部毛細管作用力和葉片蒸騰拉力。其中，葉片蒸騰拉力對水分向上運輸作用最大。滲透壓力使土壤中水分流入根部，水在根中向木質(zhì)部滲透性擴散產(chǎn)生靜水壓力就是根壓。在植物木質(zhì)部導管和管胞中，毛細管作用力和水內(nèi)聚力促進了水向上運輸。蒸騰作用產(chǎn)生使水向上運動巨大拉力第75頁

水分吸收與運輸氣孔結(jié)構(gòu)和開關機理每一個氣孔都由兩個形態(tài)特殊可改變形狀保衛(wèi)細胞包圍。保衛(wèi)細胞僅兩端相連，氣孔內(nèi)側(cè)細胞壁較厚，外側(cè)壁較薄。當保衛(wèi)細胞吸水膨脹時，氣孔便張開；相反失水時，氣孔關閉。保衛(wèi)細胞吸水與失水和鉀離子經(jīng)過主動運輸進出保衛(wèi)細胞相關。光照強度和環(huán)境水分多少等是控制鉀離子主動運輸主要原因。第76頁

有機同化物轉(zhuǎn)運放射性14C同位素標識研究發(fā)覺：光合作用產(chǎn)物（糖）全部都經(jīng)過韌皮部篩管進行運輸。環(huán)割試驗：早期植物上部依然能健康生長，而下部首先死亡，繼而整個植物都死亡了。同化物運輸普通遵照“同側(cè)運輸，就近供給”標準。1926年，德國Munch提出“壓力流動假說”第77頁

有機同化物轉(zhuǎn)運壓力流動假說第78頁

植物礦物營養(yǎng)吸收17種元素是絕大多數(shù)植物生長和發(fā)育所必需元素。植物營養(yǎng)元素供給缺乏可造成植物產(chǎn)生一系列癥狀，生長發(fā)育不良甚至引發(fā)植物死亡。礦質(zhì)元素經(jīng)過植物根部細胞主動跨膜運輸進入植物體。第79頁

C3植物與C4植物相關結(jié)構(gòu)與功效比較C3植物：二氧化碳在Calvin循環(huán)中被固定第一個化合物是3-磷酸甘油酸；C4植物：二氧化碳固定最初產(chǎn)物是草酰乙酸C4路徑是植物對干旱環(huán)境適應，更高光合作用效率。第80頁

植物調(diào)控系統(tǒng)植物激素是一些在植物體內(nèi)合成微量有機生理活性物質(zhì)，它們能從產(chǎn)生部位運輸?shù)阶饔貌课?，在低濃度?lt;1mmol/L）時可顯著改變植物體一些靶細胞或靶器官生長發(fā)育狀態(tài)。植物向光性生長與植物激素發(fā)覺很早以前，植物學家就觀察到，室內(nèi)培育植物含有向光性。對向光彎曲燕麥苗解剖觀察發(fā)覺，燕麥苗胚芽鞘背光一側(cè)細胞生長要快于向光一側(cè)。是什么引發(fā)了向光性？怎樣經(jīng)過試驗來發(fā)覺？第81頁19世紀末，Darwin父子試驗Darwin父子提出了一個假說：胚芽鞘頂端受光后產(chǎn)生某種化學信號被從頂端傳送到下面彎曲部位，造成胚芽鞘下部細胞向光一側(cè)與背光一側(cè)細胞生長不均勻。植物向光性生長與植物激素發(fā)覺第82頁幾十年后，丹麥科學家Boysen-Jensen用試驗驗證了Darwin父子提出假說。試驗證實了：Darwin父子提出某種信號是一個可傳輸化學物質(zhì)。植物向光性生長與植物激素發(fā)覺第83頁1926年，年輕荷蘭植物生理學家Went終于從植物胚芽鞘中發(fā)覺了這種化學物質(zhì)。Went結(jié)論：由胚芽鞘頂端受光產(chǎn)生化學信號物質(zhì)能夠刺激細胞生長。他將這種植物激素定名生長素。植物向光性生長與植物激素發(fā)覺第84頁植物激素對植物體生長、細胞分化、器官發(fā)生成熟和