17 植物的结构与功能

植物的形态与功能第三篇GeneralBiologyTianjinNormalUniversity植物的结构.生殖和发育17植物的调控系统199第三篇植物的形态与功能18植物的营养GeneralBiologyTianjinNormalUniversity17.1植物的结构和功能17.2植物的生长17.3植物的生殖植物的结构.生殖和发育17GeneralBiologyTianjinNormalUniversity17.1植物的结构和功能GeneralBiologyTianjinNormalUniversity1.什么是植物植物的定义：植物是适于陆地生活的能进行光合作用的多细胞真核生物，由根茎叶组成，有角质膜、气孔、输导组织、配子囊，胚在配子囊中发育。植物的定义：植物是适于陆地生活的能进行光合作用的多细胞真核生物，由根茎叶组成，有角质膜、气孔、输导组织、配子囊，胚在配子囊中发育。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity五界系统中，把藻类列入原生生物界。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity单子叶植物被子植物双子叶植物裸子植物植物界蕨类植物苔藓植物由高等到低等本章以被子植物为代表，讨论植物的形态、功能和发育。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity单子叶植物和双子叶植物单子叶植物：单子叶，平行脉，维管束分散排列，花3数，须根系；双子叶植物：双子叶，网状脉，维管束环状排列，花4或5数，直根系。单子叶植物和双子叶植物的比较：子叶：胚中首次出现的叶子。胚中有一片子叶的称为单子叶植物,有两片子叶的称为双子叶植物。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity双子叶植物单子叶植物维管束维管束GeneralBiologyTianjinNormalUniversity被子植物的总体形态陆生适应性进化导致被子植物形成了生长在土壤中的根系和生活在空气中的茎（枝条）系统两部分。根、茎、叶与植物营养物质的吸收、合成、运输和贮藏密切相关，被称为营养器官。2.植物的结构GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversity被子植物的根根系的3大功能：将植物固定在土壤中吸收水分吸收矿物质双子叶植物:直根系（主根、侧根）单子叶植物:须根系GeneralBiologyTianjinNormalUniversity被子植物的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。顶芽分泌激素抑制腋芽生长的现象称顶端优势。可保证植物获得最好的光照。有些植物的茎形态特殊，称为茎的变态。GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversity茎的变态：根状茎、块茎、鳞茎GeneralBiologyTianjinNormalUniversity茎的变态：匍匐茎GeneralBiologyTianjinNormalUniversity被子植物的叶叶柄、叶鞘、叶脉。单子叶植物通常为平行的叶脉，双子叶植物为网状叶脉。叶的形态多种多样，通常体现在排列方式（叶序）、复叶的类型、叶形、叶缘和叶脉的形态等各个方面。叶也有变态。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity叶的变态GeneralBiologyTianjinNormalUniversity3.植物的细胞薄壁细胞厚角细胞厚壁细胞：纤维细胞石细胞水分输导细胞：导管和管胞食物输导细胞：筛管和伴胞GeneralBiologyTianjinNormalUniversity薄壁细胞植物体内数目最多的细胞。细胞壁很薄，细胞间隙较大，大多缺少次生壁，细胞多呈多面体状。功能：贮藏、光合作用、呼吸作用、分泌作用等。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity厚角细胞初生壁不均匀增厚，也没有次生壁，不含木质素。功能：在茎和叶柄中主要起机械支持作用。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity厚壁细胞具有均匀加厚的次生壁，其中沉积了木质素。成熟的厚壁细胞是死细胞。木质化的厚壁细胞比厚角细胞更坚硬，支持作用更强。厚壁细胞：纤维细胞、石细胞。纤维细胞细长，常聚集成束。石细胞形状不规则，纤维短。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity具有次生壁和木质素。成熟时是缺乏原生质体的死细胞。一连串的导管分子或管胞连成长的管状，水分可从根运到叶中。导管分子粗短，两端有穿孔，导管分子通过穿孔连接形成连续的管状结构，称为导管。管胞两端尖细，无穿孔，通过尖细侧壁的重叠连接。管胞的输水效率要比导管低。水分输导细胞：导管分子和管胞GeneralBiologyTianjinNormalUniversity导管管胞Water-conductingcellsofthexylem.GeneralBiologyTianjinNormalUniversity食物输导细胞——筛分子韧皮部中运输糖类等有机营养物的细长管状生活细胞，成熟时其原生质体内无细胞核。筛分子端壁上密布筛孔，端壁区域称为筛板。筛分子之间通过筛板纵向连接形成筛管，筛管分子还常常与伴胞紧密相连。GeneralBiologyTianjinNormalUniversitySugar-conductingcellsofthephloem.Phloemismadeoflivingsieve-tubemembersthatlackanucleus,ribosomes,orvacuoles;theirmetabolicfunctionsareprovidedbycompanioncells.GeneralBiologyTianjinNormalUniversity4.植物的组织表皮组织基本组织维管组织(维管束)：木质部韧皮部被子植物的三大组织：表皮组织是覆盖和保护植物的一层排列紧密的表皮细胞。基本组织主要由具光合作用、贮藏、通气和吸收功能的薄壁细胞组成，还包括具机械支持功能的厚壁细胞和厚角细胞。维管组织系统具有输导水分及养分和机械支持的功能。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity根据结构和功能的特点，还可把植物的组织分为：分生组织、薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织、分泌组织。成熟组织GeneralBiologyTianjinNormalUniversity5.植物的器官由三大组织构成营养器官根茎叶芽繁殖器官花果实种子GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversity维管柱表皮皮层木质部韧皮部内皮层中柱鞘内皮层中柱鞘木质部韧皮部双子叶植物大部分单子叶植物根的横切表皮皮层中柱薄壁细胞表皮基本维管GeneralBiologyTianjinNormalUniversity双子叶植物茎横切单子叶植物茎横切表皮韧皮部木质部维管束皮层髓基本组织表皮基本维管GeneralBiologyTianjinNormalUniversity表皮基本维管叶脉角质膜维管束鞘木质部韧皮部保卫细胞栅栏组织海绵组织上表皮气孔厚壁组织纤维双子叶植物叶解剖GeneralBiologyTianjinNormalUniversity6.植物体的组织系统表皮组织系统（蓝色）维管组织系统（紫色）基本组织系统（黄色）GeneralBiologyTianjinNormalUniversity17.2植物的生长GeneralBiologyTianjinNormalUniversity终生生长：植物之所以能够终生生长是因为在植物体的生长部位具有分生组织。寿命有限：一年生植物、两年生植物、多年生植物。最长可达数千年。生长方式：初生生长——由顶端分生组织（存在于根尖、顶芽、腋芽中）造成的使高度增加的生长。次生生长——由分生组织中的维管形成层和木栓形成层造成的使植株长粗的生长。1.植物的生长特性分化区：又称为根毛区。各种细胞分化成熟，表皮、皮层、维管束形成。根冠：根的最前端，保护分生组织。分生区：细胞发生分裂但不伸长。伸长区：细胞停止分裂，细胞纵向生长和延伸。根的初生生长2.植物的初生生长——长高GeneralBiologyTianjinNormalUniversityRootHairsMeristemRootCapXylemPhloemGeneralBiologyTianjinNormalUniversity茎的顶端分生组织衍生出的细胞经过分裂、延长生长和分化，形成由表皮、皮层和维管柱3部分组成的茎的初生结构。茎的初生生长植物茎的分枝是由叶腋处的芽原基产生的。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity3.植物的次生生长——长粗维管形成层分生组织木栓形成层次生木质部次生韧皮部木栓形成形成GeneralBiologyTianjinNormalUniversity双子叶植物的茎分表皮、皮层、中柱三个部分。表皮通常由一层细胞组成。表皮细胞的外壁角化，形成角质膜，表皮上有少数气孔分布。作用：防止水分过度散失和病虫的侵入。皮层位于表皮与中柱之间，绝大部分由薄壁细胞组成。在表皮的内方，常有成束或成片的厚角细胞，加强了幼茎的支持作用，厚角细胞和薄壁细胞中常含有叶绿体，故幼茎多呈绿色。有些植物茎皮层的最内层细胞，富含淀粉粒，而被称为淀粉鞘。双子叶植物茎的结构GeneralBiologyTianjinNormalUniversity中柱也称维管柱，是皮层以内的中轴部分，它由维管束、髓和髓射线等组成:维管束各维管束环形排列于皮层内侧；在初生韧皮部与初生木质部之间，还保留一层分生组织细胞，是次生生长的基础。髓和髓射线髓和髓射线是中柱内的薄壁组织，位于幼茎中央部分的，称为髓；位于两个维管束之间连接皮层与髓的部分，称为髓射线。髓具有贮藏作用。髓射线也是径向输导的途径，髓射线细胞可变为束间形成层。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity茎：表皮、皮层、中柱（维管束,髓和髓射线）双子叶植物茎的结构髓表皮皮层维管束维管形成层初生韧皮部初生木质部GeneralBiologyTianjinNormalUniversity初生维管束形成层切向分裂产生新的木质部和韧皮部形成层径向分裂周向生长形成层切向分裂产生更多的次生木质部和韧皮部形成层产生的次生木质部和韧皮部双子叶植物茎的次生生长GeneralBiologyTianjinNormalUniversity维管形成层：细胞发生横向分裂，使两侧的细胞增多，向内形成次生木质部，向外形成次生韧皮部。木材：年复一年的次生生长造成的次生木质部堆积。心材：次生木质部的内层，较早形成的木材。边材：靠近维管形成层的次生木质部，是新形成的木材。年轮：由于维管形成层周期性地春季活动、冬季停止，因此在茎的横切面上留下特殊的痕迹，称为年轮。年轮线：当年早材与上年晚材之间的界限。GeneralBiologyTianjinNormalUniversity木栓形成层：木栓形成层位于次生韧皮部外侧，由每年新形成的次生韧皮部产生，其细胞分裂形成木栓;木栓细胞成熟时为死细胞，壁栓质化，其中充满栓质，起保护作用。树皮：由木栓、木栓形成层和次生韧皮部组成。周皮韧皮部心材边材木栓木栓形成层木射线次生木质部维管形成层GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBiologyTianjinNormalUniversity次生木质部次生韧皮部维管形成层木栓木栓形成层GeneralBiologyTianjinNormalUniversityGeneralBio