第二章 植物体的形态结构和功能

第二章植物体的形态结构和功能根茎叶花果实和种子第一节根根的功能1、吸收作用2、固着与支持作用3、输导作用4、合成与分泌功能5、储藏与繁殖一根的形态及根系类型一、根的来源和种类主根、侧根和不定根二、根系的类型植物全部根的总合称为根系。由发达的主根和各级侧根组成的根系为直根系。大多数的裸子植物和双子叶植物的根系，属直根系。须根系没有明显的主根和侧根的区分，根系主要由不定根和它的分支组成。一般的单子叶植物，如大麦、小麦、水稻、燕麦、蒜、葱等，其根系均属须根系。二根的结构与生长根的初生生长是指根的顶端分生组织经过分裂、生长、分化形成成熟根的过程。初生生长产生的各种组织属于初生组织，它们构成了根的初生构造。一、根的初生生长(一)根尖的结构根尖(roottip)：从根的顶端到着生有根毛的一段根，是根中生命活动最旺盛、最重要的部分。可分为四部分：根冠分生区伸长区成熟区1、根冠(rootcap)根尖的最顶端，外形象帽子，由薄壁细胞组成，能分泌粘液，减少土壤与根的磨擦。起保护作用。2、分生区长约1～2mm，大部分被根冠包围，具有强烈的分裂能力，分为原分生组织和初生分生组织。原分生组织来源于胚，保持分生能力；半球形的“不活动中心（静态中心）”表面的几层原始细胞。初生分生组织既有分裂作用，又发生初步分化；包括原形成层、基本分生组织、原表皮。3、伸长区(elongationzone)细胞同时迅速纵向伸长生长，并分化成为薄壁细胞，液泡明显，具有环纹导管，个别出现筛管。根的伸长生长：根尖分生区的细胞不断进行细胞分裂增加细胞数量和根尖伸长区的细胞迅速伸长生长使根能够不断地伸长的过程。4、成熟区(maturationzone)也称根毛区，细胞已分化形成各种成熟组织，组成了根的初生结构。其表皮细胞的外壁向外突起生长，形成顶端封闭的管状结构，称为根毛，是植物体吸收土壤养分和水分的主要部位。根的变态主要有两种类型：贮藏根和气生根根的变态：贮藏根：根体肥大多汁，形状多样，贮藏大量养分，贮藏的有机物有的为淀粉，有的为糖分。多见于2～3年或多年生草本植物中图3-11萝卜肉质直根的发育过程图3-12甘薯块根13肉质直根:主要由主根和胚轴发育而成，如萝卜、胡萝卜和甜菜的根。因此一株植物上仅有一个肥大的直根，其具有侧根的部分即为主根，不产生侧根的上部相当于胚轴的膨大。细胞内贮存了大量的养料，可供植物越冬后发育之用贮藏根又可分为：14块根:和肉质直根不同，它们主要由侧根或不定根发育膨大而成，因此在一株植物上可以形成许多块根，如甘薯和大丽花的根大丽花根甘薯15气生根：广义地指由植物茎上发生的，不深扎土壤而生长在地面以上的、暴露在空气中的不定根。气生根因担负的生理功能不同，又可分为支持根、攀援根和呼吸根玉米的气生根16（1）支持根（支柱根）有些植物为了支持植株的地上部分，常会从茎上产生一些具有支持作用的不定根，称为支持根，如玉米、榕树等。（2）攀援根一些藤本植物从茎的一侧产生许多不定根，借以固着在其它树干、山石或墙壁等物体表面，这类不定根称为攀援根，如常春藤、络石、凌霄花等。榕树的支柱根17常春藤凌霄花18第二节茎茎上着生叶的位置叫节两节之间的部分叫节间在茎的顶端和节上叶腋内着生有芽，顶芽是枝的主要生长点，腋芽具有发育成营养枝或繁殖枝的潜力每一个营养枝都具有自身顶芽、叶和腋芽，而繁殖枝着生花。茎是植物的地上部分的营养器官，上面着生叶、花、果实、种子，下面连接根。茎的生理功能支持输导贮藏与繁殖光合一、茎的基本形态长枝（营养枝）节、节间短枝（果枝）叶痕、叶迹（维管束迹）、芽鳞痕二、芽的类型顶芽定芽位置侧芽（腋芽）不定芽叶芽枝条结构花芽花或花序混合芽(如苹果的顶芽)鳞片鳞裸芽芽生理活性活动芽休眠芽主芽副芽表皮初生韧皮部(外始式)维管束初生木质部(内始式)V字型维管束鞘基本组织特点:1.没有形成层，只有初生结构2.有限维管束散生在基本组织中3.初生木质部呈“V”字型（二）单子叶植物茎的结构特点（三）双子叶植物茎的次生结构（1）形成层的活动和次生维管组织的形成（2）木栓形成层的活动地上茎的变态类型叶状茎昙花、文竹、天冬草等茎卷须黄瓜、南瓜、葡萄等枝刺山楂、皂荚等肉质茎仙人掌等地下茎的变态类型根状茎竹、姜、莲等块茎马铃薯等球茎荸荠、芋、慈菇等鳞茎洋葱、水仙、百合等茎的变态茎的变态类型匍匐茎（草莓）根状茎（鸢尾）土豆（块茎）根根状茎节第三节植物的茎叶叶的生理功能：1.光合作用：光合作用是自养生物绿色细胞中发生的极其重要的代谢过程，是将太阳的光能转变为有机分子的化学键能的过程。制造有机物，释放氧气。2.蒸腾作用：促进水的吸收，散热。3.吸收作用：吸收水分、无机盐和CO24.繁殖作用：如落地生根就是在叶片边缘的叶脉处长出不定根和不定芽，当它们自母体脱离后，即可形成新的植株。29叶的形态组成叶的形态多种多样，它们都由叶片、叶柄和托叶三部分组成。30叶片横切叶表面叶片的结构叶毛角质层栅栏组织维管束鞘韧皮部叶脉下表皮角质层气孔上表皮气腔木质部海绵组织叶片的结构33完全叶与不完全叶完全叶（completeleaf）完全叶是指含有叶片(blade)、叶柄(petiole)、托叶(stipule)三部分结构的叶，如棉、桃、荭草叶等。34菠菜蓼不完全叶（incompleteleaf）：不完全叶是指仅有叶片或仅有叶片和叶柄的叶。如小麦、烟叶、小旋花、菠菜等。35叶片的形态描述：叶形、叶尖、叶基、叶缘36叶尖分类37叶形分类38叶缘：全缘、锯齿、叶裂39叶脉叶片上叶脉的排列可分为网状脉、平行脉、叉状脉三种类型40叶序常见的叶序类型有：对生叶序，互生叶序，轮生叶序，簇生叶序41单叶和复叶单叶：在一个叶柄上生有一个叶片的叶。复叶：一个叶柄上生有多个小叶片的叶。复叶的叶柄称为叶轴或总叶柄，叶轴上着生的许多叶称为小叶，小叶的叶柄称为小叶柄。根据小叶排列方式的不同，复叶又分为羽状复叶、掌状复叶和三出复叶。42羽状复叶是小叶排列于叶轴的两侧成羽毛状。依小叶数目不同，羽状复叶又分为奇数羽状复叶和偶数羽状复叶。43三出复叶是叶轴上生三片小叶掌状复叶是叶轴上生四片以上的小叶片，且排列在叶轴的顶端44异形叶性：在同一株植物上具有不同形状的叶，如油菜，白菜，小檗等45叶的变态：苞片：生于花下面的变态叶鳞叶：叶成鳞片状叶卷须：叶片变成卷须叶刺：叶变成刺捕虫叶：囊状叶叶的变态叶卷须叶刺捕虫叶4748鳞叶49叶刺50叶刺51苞片52捕虫叶：狸藻53捕虫叶：茅膏菜54捕虫叶：猪笼草第四节花花器的构造雄蕊花药花丝花瓣柱头花柱子房雌蕊花托花萼胚珠56花柄1.花的形态与传粉方式相适应57花的形态结构与传粉方式相适应582.花粉的结构与传粉方式相适应59营养繁殖无性繁殖植物的繁殖有性繁殖n被子植物的生活史和世代更替孢子体世代与配子体世代（无性世代与有性世代）交替出现，这就是植物生活史中的世代交替现象。被子植物的配子体世代（单倍体世代）不发达，雌、雄配子体不能独立生活，都寄生在孢子体上，且特化成花的一部分。n花的结构花柄的分化被子植物进入到生殖生长阶段时，茎的顶端一些分生组织不再形成叶原基和芽原基，转而形成花原基或花序原基。因此，花是一种特化的节间很短的变态的枝。花的形态•美化环境•提取香精•熏制茶叶•制作糕点•药用花的应用典型的花的结构一朵完整的花包括花托、花被、雄蕊群和雌蕊群。完全花、不完全花两性花、单性花雌雄同株、雌雄异株不同植物花的多样性是生物多样性的生动体现n传粉与受精花粉和胚囊的发育虫媒鸟媒开花与传粉风媒n传粉与受精自花传粉、异花传粉受精一个精子与卵结合形成受精卵并成为二倍体的合子，合子将来发育成为产生新个体的胚；另一个精子与中央细胞极核结合，成为三倍体的受精极核并进一步发育成为胚乳。这种双受精是被子植物特有的现象，也是植物有性生殖中最进化的形式。传粉与受精减数分裂营养细胞生殖细胞精子细胞雌配子体胚珠精子双受精卵细胞雌配子体中央极核精子受精卵受精极核花粉管的萌发胚的发育和种子的形成在胚发育之前胚乳的发育便开始了合子通常经过一段休眠后开始发育成胚。受精卵——胚72双受精的定义双受精(doublefertilization)：被子植物特有的受精过程，其花粉中产生两个精细胞，一个与卵细胞结合形成受精卵并成为二倍体的合子，合子将来发育成为产生新个体的胚；另一个精子与中央细胞极核结合，成为三倍体的受精极核并进一步发育成为胚乳。这是植物有性生殖中最进化的形式。73双受精的意义：保证了种的延续保证了新个体获得双重遗传信息，并使新形成的种子具有与环境相适应的最大的生存活力5.双受精的意义74第五节果实和种子种皮子叶胚芽胚轴残存胚乳胚根胚柄胚乳种皮子叶胚芽鞘胚芽胚根胚柄双子叶植物种子单子叶植物种子种子的构造n种子与果实的形成果实的形成子房发育成果实，子房壁成为果皮。被子植物中除子房外，其他部分如花托、花萼等也参与果实形成。被子植物的传粉也启动了包括生长素、赤霉素、细胞分裂素等植物激素的产生和增加果实的发育与由来植物的结构与功能花柄花托胚珠子房花柱柱头花丝花药花冠花萼萼片n种子与果实的形成果实的多样性根据花中雌蕊的数目和花序的情况可以将果实分为3类果实的外形与结构外果皮中果皮种子内果皮果实结构图水力传播自身开裂与弹力传播果实和种子的传播风力传播人与动物活动及取食传播果实和种子的传播风力传播果实和种子的传播n种子萌发是生活周期的继续度过休眠且具有生活力的种子在足够水分与氧气、一定温度条件下就开始萌发。有些种子的萌发还需要一定的光照条件。种子从萌发到发育成幼苗是一个复杂的过程种子的萌发与出苗子叶留土植物的萌发子叶子叶出土植物的萌发子叶6.种子的形成珠被——种皮受精极核——胚乳受精卵——胚种子867.果实的发育与由来878.各种各样的果实88果实和种子的传播动物取食传播89果实和种子的传播风力传播90