第二章植物体的形态结构和发育

第二章植物体的形态结构和发育I、教学目的与要求：1．掌握种子的概念。掌握种子的组成。掌握胚的结构。2．掌握种子的类型。掌握种子的结构。3．掌握种子萌发条件。掌握休眠原因及打破休眠的办法。胚后熟概念。4．掌握幼苗的类型。5．掌握根的种类。根尖的分区。6．掌握根的发育。根的初生结构、次生结构。单、双子叶根的结构区别。7．了解根的生理功能。8．了解侧根的形成。9．了解根瘤、菌根的形成及意义。10．掌握枝条的形态组成，芽的类型及结构，分枝的类型11．掌握茎尖的分区。茎的初生结构、次生结构。单、双子叶茎的结构区别。老根、老茎的结构区别。12．了解茎的发育理论，茎的异常结构。13．掌握完全叶、不完全叶、叶镶嵌、等面叶、异面叶的概念。14．掌握禾本科植物叶的组成。15．掌握叶的结构。C3、C4植物叶的区别。16．掌握叶脱落的原因及结构变化。17．了解叶的形态、叶的生态类型。18．掌握根、茎转位过程。19．掌握根吸收水分途径，有机物质吸收、运输途径。20．掌握变态的概念。各种变态的类型及代表植物。21．掌握同源器官、同功器官概念。II、重点和难点：1．种子的组成和类型。胚的结构。2．小麦种子的结构。种子类型。3．休眠原因。打破休眠的办法。4．根的初生结构、次生结构。5．单、双子叶根的结构区别。6．根的发育（原始细胞-初生组织-初生结构-次生组织-次生结构）。7．掌握茎的初生结构、次生结构。单、双子叶茎的结构区别。8．老根、老茎的结构区别。9．叶的结构，双子叶植物叶和单子叶叶结构的区别。10．C3、C4植物叶的区别。11．叶脱落的原因及结构变化。12．根、茎转位过程。13．变态类型。III、基本内容第一节种子的萌发和营养器官的发生营养生长：从种子萌发发育成幼苗，长成根、茎、叶的生长过程生殖生长：当营养生长达到一定阶段，便开始开花结果并产生种子，繁殖后代，这个过程称为生殖生长。一、种子的构造和类型（一）种子的形态和构造形状：圆形、椭圆形、心形、肾形等颜色：变化很大，有各种颜色，有的还有花纹。大小：一般情况：大：蚕豆，小：芝麻。特殊情况：椰子15—20㎝；大实椰子50㎝长，10—30公斤；附生兰5万颗种子重0.1g。应用：鉴定植物，商品检验种子是由胚珠发育而成的。由胚珠形成的种子是真正的种子。一般种子均由种皮、胚和胚乳三部分组成。1.胚：胚是由受精卵发育而来的，是新植物的原始体。胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分所组成。（1）胚芽：由生长点和幼叶组成。禾本科植物，有胚芽鞘。（2）胚轴：连接胚根胚芽和子叶上胚轴：子叶着生点至第一片真叶之间部分下胚轴：子叶着生点至胚根之间的部分（3）胚根：由生长点和根冠组成，禾本科植物有胚根鞘（4）子叶：有单，双和多数的区别。功能：贮藏（大豆），光合作用（棉），消化吸收转运胚乳物质（水稻，蓖麻）2.胚乳：胚乳由受精的极核发育而成。还有少数植物由珠心组织贮藏营养物质，供种子发育，称此结构为外胚乳。3.种皮：种皮是种子外面的保护层。它由一层或两层珠被发育而成。一般分为两层，即外种皮和内种皮。（一）种子的主要类型根据成熟种子内胚乳的有无、子叶的多少，将种子分为有双子叶、单子叶胚乳种子和双子叶、单子叶无胚乳种子四大类。有胚乳种子：在种子成熟后具有胚乳，胚乳占具了种子的大部分，胚相对较小。大多数单子叶植物和部分双子叶植物及裸子植物的种子是有胚乳种子。如蓖麻、芍药、小麦、水稻和松等。无胚乳种子：在种子成熟时缺乏胚乳。这类种子仅有种皮和胚两部分组成，在种子成熟过程中，胚乳中的贮藏养料转移到子叶中。如蚕豆、花生和慈姑等。1、双子叶植物有胚乳种子1.蓖麻种子的结构2．番茄种子2、单子叶植物有胚乳种子1.小麦种子的结构（1）种皮（2）胚乳（3）胚2．洋葱种子的结构3、双子叶植物无胚乳种子l.菜豆种子的结构（1）种皮（2）胚4、单子叶无胚乳种子二种子的萌发和幼苗的形成成熟的种子，在适当的条件下，经过同化和异化作用，逐渐形成幼苗，这一过程称种子的萌发。（一）种子萌发的条件1、内在条件（1）．种子休眠种子休眠的原因种子休眠主要由以下三方面原因引起的：1）胚未成熟2）种皮（果皮）的限制3）抑制物质的存在（2）．种子寿命1）短命种子2）中寿命种子3）长寿命种子2、外在条件（1）．种子萌发需要充足的水分（2）．种子萌发需要足够的氧气（3）．种子萌发需要适当的温度（二）种子萌发的过程。1、吸水——种皮软化——种皮撑破2、不溶性有机物——可溶性物质——胚根、胚芽、胚轴的部分3、细胞分裂4、胚根突破种皮形成主根——胚轴生长和伸长——胚芽露出——茎叶系统（有些植物的种子，子叶随胚芽一起伸出土面，能进行光合作用）（三）幼苗的类型不同的植物的幼苗呈现不同的形态。常见的幼苗有两种类型，即子叶出上幼苗和子叶留土幼苗。1、子叶出土幼苗棉花以及各种瓜类的无胚乳种子，在萌发时，胚根首先伸入土中形成主根，接着下胚轴伸长，将子叶和胚芽推出土面。代表植物：大豆、棉花、油菜、花生、蓖麻等。2、子叶留土幼苗双子叶植物无胚乳种子以及单子叶植物的水稻、小麦、玉米等有胚乳种子萌发时，下胚轴并不伸长，子叶留在土中，上胚轴或中胚轴和胚芽伸出土面，上述都是子叶留土的幼苗。代表植物：蚕豆、豌豆、荔枝等。第二节根一、根的主要生理功能（－）支持与固着作用（二）吸收作用（三）输导作用（四）合成和转化作用（五）分泌作用（六）贮藏作用（七）繁殖作用二、根与根系（一）根的种类1、按来源：主根和侧根。2、按发生部位：定根和不定根。（二）根系类型：直根系和须根系。（三）根系在土壤中的生长与分布1、根系在土壤中生长因植物种类而不同2、根系在土壤中生长因环境条件而不同三根的初生生长和初生结构（一）根尖及其分区根尖是指根的最顶端到着生根毛的部位。根尖从顶端起依次为根冠、分生区、伸长区、根毛区（成熟区）等四区。1、根冠：位置：根的尖端形态：一般为圆锥形组成：排列不规则的薄壁细胞组成作用：保护根的顶端分生组织和帮助正在生长的根较顺利的穿越土壤并减少损伤根冠中淀粉体的作用：平衡石的作用，使根垂直生长2、分生区：位置：位于根冠内方特点：细胞一般排列紧密，细胞核大，细胞质浓厚，具很强的分裂能力，能不断增生新细胞。作用：不断进行细胞分裂增生细胞向前方——形成根冠细胞向后方——经过细胞的生长、分化、逐渐形成根的各种组织3、伸长区位置：分生区稍后方的部分特点：细胞分裂已逐渐停止，体积扩大，细胞显著的沿根的方向延伸作用：伸长区中许多细胞同时迅速伸长生长所产生的伸长力量的总和，就成为根尖深入土层的主要推动力。4、根毛区位置：紧接着伸长区，表皮常着生根毛。特点：各种细胞已停止生长并分化成熟。根毛：表皮细胞外壁延伸而成，是根的特有结构，呈管状，角质层极薄，不分支。作用：根的吸收（二）根的初生结构初生生长(primarygrowth)：根尖顶端的分生组织经过分裂、生长、分化，植物体的生长，直接来自顶端分生组织的衍生细胞的增生和成熟的整个生长过程。初生组织(primarytissue)：初生生长过程中产生的各种成熟组织。初生构造：由初生组织组成的结构1、双子叶植物根的初生结构根毛区横切面初生结构，由外至内可分为表皮、皮层和中柱或维管柱三部分。(1)表皮：一层细胞，由原表皮发育而来。表皮细胞向外突出形成根毛。根表皮主要起吸收作用（初生保护组织）(2)皮层:1）外皮层2）皮层薄壁细胞3）内皮层：具有通道细胞和凯氏带凯氏带——根的内皮层细胞在两个径向壁和上、下横壁上有木栓质加厚带，这一带状增厚结构称为凯氏带。功能是控制和调节水分无机盐定量定向运(3)中柱:1）中柱鞘：具有潜在的分裂能力。2）初生木质部—包括原生木质部和后生木质部，成熟方式为外始式。3）初生韧皮部—也包括原生韧皮部和后生韧皮部，发育方式也为外始式。初木与初韧相间排列4）薄壁细胞：位于初生木质部与初生韧皮部之间5）髓：在外始式的分化中未到中央2、禾本科植物根的结构特点只有初生构造，无次生构造，因不产生形成层和木栓形成层。皮层：外皮层后期起支持和保护作用；内皮层五面加厚呈马蹄形。中柱：中柱鞘不产生两种形成层；初生木质部多原型；初生韧皮部与初木相间排列。在初木与初韧之间，后期木化中央有大量薄壁细胞构成。（三）侧根的形成侧根：不论是主根、侧根或不定根所产生的支根。形成：起源于根的中柱鞘。主根与侧根的联系：主根切断后促使侧根的发生与生长。侧根的产生过程：侧根原基——侧根根尖——穿过母根的内皮层、皮层和表皮——形成侧根内起源:植物的侧根起源于母根的中柱鞘,即起源于根的内部组织,这种起源方式叫内起源。四、根的次生生长和次生结构次生生长由于维管形成层和木栓形成层的活动，使植物根进行加粗生长和形成周皮的过程，称为次生生长。次生结构由次生生长所产生的次生组织形成的结构。包括次生维管组织和次生保护组织。（一）.维管形成层的发生和活动1、维管形成层的发生：（1）木质部与韧皮部之间的薄壁细胞发生，形成条状形成层；（2）由中柱鞘细胞发生，连接成环。2、维管形成层的活动：（1）不等速分裂，形成层环由多角形变为圆形；（2）等速分裂，向内形成次生木质部，向外形成次生韧皮部，合称次生维管组织。轴向系统：导管、管胞、筛管、伴胞、纤维等。径向系统：射线。3、维管形成层形成的次生结构特点（1）.次生维管组织内，次生木质部居内，次生韧皮部居外，相对排列（2）.形成层每年向内、外增生新的维管组织，使根的直径不断增大（3）.次生结构中以次生木质部为主，而次生韧皮部所占比例较小（4）.在次生结构中，出现了维管射线，包括木射线和韧皮射线。（二）木栓形成层的发生和它的活动1、木栓形成层的发生：开始由中柱鞘细胞恢复分生能力而形成。以后的发生逐渐内移，可深达次生韧皮部。木栓形成层属于次生分生组织和侧生分生组织2、木栓形成层的活动：向外形成大量木栓，向内形成栓内层。木栓、栓内层与木栓形成层合称周皮3、周皮的作用：次生保护组织，起保护作用。（三）根的次生结构由形成层活动而产生的次生维管组织，包含次生木质部、次生韧皮部和次生维管射线，再加木栓形成层的活动而产生的周皮，统称次生结构。粗大的根，主要是次生结构。只有具形成层的大多数双子叶植物和裸子植物的根，才有这种次生结构。五、根瘤与菌根（一）根瘤及其意义概念豆科植物根上各种形状的瘤状突起。产生根瘤菌由根毛侵入根的皮层内，因根瘤菌分泌物的刺激产生大量新细胞，使皮层部分的体积膨大和凸出，形成根瘤。特点具有固氮作用，可以把空气中的游离氮（N2）转变为氨（NH3）N2NH3意义具有固氮作用。（二）菌根种类及其意义形成种子植物根与真菌共生类型外生菌根、内生菌根意义具菌根的植物在没有相应的真菌存在时，就不能正常生长或种子不能萌发六、根的变态（一）贮藏根1、肉质直根：主根膨大而成.2、块根：侧根或不定根膨大，如地瓜、大理菊（二）气生根1、支柱根：伸入土壤起机械支持作用2、攀缘根3、呼吸根（三）寄生根：如菟丝子、列当第三节茎一、茎的主要生理功能（－）茎的输导作用（二）茎的支持作用（三）繁殖作用（四）贮藏作用（五）储藏作用。二、茎的基本形态（一）茎的外形1、茎和枝条茎：植物体上去掉叶和芽的轴状部分，一般为圆的，少有三角形和方形。节和节间：茎上着生叶的部位称为节，节与节之间的部分称为节间。枝条（枝）：着生叶和芽的茎称为枝条（又称为苗）。长枝：节间显著伸长的枝条。短枝：节间缩短的枝条。2、枝上有关结构叶痕：叶落后在茎上留下的痕迹。维管束痕：叶痕内一些点线状突起，为枝条与叶柄间维管束断离留下的痕迹。芽鳞痕：顶芽（鳞芽）开展时芽鳞片脱落后留下的痕迹。据此可判断枝条的年龄，用于插枝、嫁接、切片的依据。皮孔：周皮形成后，木质茎上交换气体的通道。3、草本茎和木本茎茎中所含木质化细胞成分多少，分为木质茎和草质茎两大类。木质茎里有维管形成层，能够形成坚硬的木质部，增加茎的坚固性，这类植物就是乔木和灌木。草质茎有多种类型，有的是1年生的，只能生活一个生长季；有的是2年生的；也有的是多年生的。（二）芽的类型及构造1、芽的概念：芽是幼态未伸展的枝、