生物竞赛植物学教案之三Word下载.docx
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11.管胞与导管有何区别？
12.筛管与筛胞如何区别？
13.维管束有哪些类型？
14.植物组织培养在药学上有何应用？
备注
第二章植物的组织tissue
设问：
哪些植物有组织？
单细胞的低等生物，在一个细胞中可行使各种不同功能，无组织的分化。
原始的多细胞叶状体，如藻类石莼所含的大多数细胞在功能上彼此相似。
比较高等的褐藻，如海带也是叶状体，但有了“髓”和“皮层”的分化。
高等植物为了适应环境变异，逐渐由单cell到多细胞个体，导致细胞分工。
产生了组织——器官。
植物界的大类群
植物界
低等植物
（无胚植物）
藻类植物：
蓝、绿、红、褐等门
孢子植物（隐花植物）
菌类植物：
细菌、真菌、粘菌门（异养）
地衣门
高等植物
（有胚植物）
苔藓植物门（苔纲、藓纲）
颈卵器植物
蕨类植物门
种子植物：
裸子植物门、被子植物门
维管植物
（显花植物）
第二章组织，第三章器官所学的内容主要与高等植物有关，重点在被子植物门，尤其是花、果实的内容
组织——来源相同，形态结构相似，机能相同而又紧密联系的细胞群。
被子植物是最高等植物，由于适应陆地生活，必须受到三方面制约。
a、限制水分散失
细胞发生分工，产生物质吸收，运输；
养分制造、贮藏；
植物体保护、支持等功能，由专一类型cell承担，形成各种组织
b、有利水分吸收、传导和分泌
c、适应植物体的机械支持
植物组织
分生组织：
顶端、侧生、居间（按位置）；
原生、初生、次生（按来源）
成熟组织
薄壁组织：
基本、固化，贮藏、吸收、通气
保护组织：
表皮、周皮
机械组织：
厚角、厚壁（纤维、石细胞）
输导组织：
管胞与导管；
筛管，伴胞与筛胞
分泌组织：
外部（腺毛、蜜腺）；
内部（分泌细胞，腔，道，乳汁管）
第一节植物组织的类型
一、分生组织meristem
分生组织——植物体内凡能持续保持细胞分裂的机能，不断产生新细胞的细胞群。
部位——位于植物生长的部位，使植物生长。
特点：
a、细胞代谢作用旺盛，具强烈分生能力。
b、体积一般较小，等径，排列紧密，无间隙。
c、壁薄，不具纹孔，质浓，核相对较大，无明显液泡和质体的分化。
1、按来源的性质分类
①原分生组织promeristem——来源于种子的胚，位于根茎的最先端，是由没有任何分化的、最幼嫩的，终生保持分裂能力的胚性细胞组成。
②初生分生组织primarymeristem——来源于原分生组织衍生出来的细胞所组成。
一方面仍保持分裂能力，但次于原分生组织，一方面开始分化。
可看作是原分生组织到分化完成的成熟组织之间过渡形式。
原表皮层→表皮
如茎：
原分生组织分裂→初生分生组织基本分生组织→皮层、髓
原形成层→维管束的初生部分
（初生分生组织）
③次生分生组织secondarymeristem
来源：
由已成熟的薄壁组织（如表皮、皮层、髓射线等）经过生理上和结构上的变化，重新恢复分生能力，转变过程中，原生质变浓，液泡缩小。
组成：
木栓形成层，根的形成层，茎的束间形成层及单子叶植物茎内特殊的增粗活动环，与植物根、茎加粗和重新形成保护组织有关。
2、按位置分类
①顶端分生组织apicalmeristem
位置：
位于根、茎顶端，细胞能长期保持旺盛的分裂机能，进行长度和高度生长。
为了使植物不致徒长，打去顶心，就能阻止植物长高。
②侧生分组织lateralmeristem
种子植物（除单子叶）根、茎内的侧方周围部分，形成环状。
作用：
包括形成层和木栓形成层，使根、茎增粗，并使增粗破坏的表皮形成新的保护组织木栓层，并不断更新。
③居间分生组织intercalarymeristem
顶端分生组织细胞遗留下来的或已分化的薄壁组织重新恢复分生能力，只保持一段时间，以后即转成成熟组织。
茎的节间基部，叶的基部，总花柄的顶端，子房柄处。
居间生长。
分布：
麻黄（裸子）、木贼（蕨类）、小麦、水稻、竹（禾本科）；
葱、韭菜、蒜、鸢尾（叶基）、蒲公英、车前草（总花柄顶端）；
花生、细茎双蝴蝶（子房柄）
3、互相关系顶端分生组织原分生组织
居间分生组织初生分生组织
侧生分生组织次生分生组织
二、薄壁组织parenchyma（基本组织groundtissue）
是植物体的主要组成部分，分布广、体积大，如根、茎的皮层，髓部，叶肉细胞，花的各部分，果实的果肉，种子的胚乳全部或主要由薄壁组织构成。
机械、输导等组织则常包括在薄壁组织之中。
功能：
同化，贮藏，吸收，通气等营养功能，故又称营养组织。
特征：
a、生活细胞。
b、壁薄，由纤维素和果胶质构成。
c、液泡较大，具胞间隙，细胞体积大，纹孔单纹孔。
d、分化程度浅，有潜在的分生能力。
1、基本薄壁组织（一般薄壁组织ordinanyparenchyma）
普遍存在于植物体内各处。
常球形，圆柱形，多面体形等，质稀薄，液泡较大，细胞排列疏松，富有细胞间隙。
填充，联系其他组织，并具有转化为次生分生组织的机能。
2、同化薄壁组织assimilationparenchyma
植物体表面易受光照部分，如叶、萼（绿）、果实、幼茎。
又称绿色薄壁组织，特征为含叶绿素，进行光合作用，制造有机物质。
3、贮藏薄壁组织storageparenchyma
根-根状茎，果实，种子中。
主要是淀粉、蛋白质、脂肪、糖类——以液态存在细胞液中，或呈固体或液体分散在细胞质内，还有贮水薄壁组织，半纤维素贮存在柿、天门冬、椰枣等种子胚乳细胞壁上。
4、吸收薄壁组织absorbtiveparenchyma
根尖。
吸收水分和营养物质，运送到输导组织中。
5、通气薄壁组织aerenchyma
水生或沼泽植物体内，如莲叶柄和灯心草髓部。
具贮藏气体、漂浮和支柱作用。
具相当发达的细胞间隙、间隙互相联结，形成大气腔。
6、输导薄壁组织conductingparenchyma如髓射线，在木质部和髓部输水分、养料作用。
薄壁组织对植物本身重要，对中药鉴定意义不大，因不具备典型特征。
三、保护组织protectivetissue
以人体的保护来引出植物保护组织。
如人体外表有皮肤、毛发、指甲，当受伤后结痂，着力点磨擦后产生老茧，植物同样也有类似情况。
植物的保护组织包被在植物各器官的表面，起到：
a、保护植物内部组织；
b、控制和进行气体交换；
c、防止水分过度散失；
d、防止病虫害侵害及机械损伤；
1、表皮epidermis——初生保护组织。
由初生分生组织的原表皮分化而来，包括幼嫩的根、茎和叶、花、果实等表面，是植物体与外界环境的直接接触层，因此，它的特点与这一特殊位置和生理功能密切相关。
a、通常一层，少数2~3层。
b、排列紧密，板块状，除气孔外，无间隙。
c、活cell，一般不具叶绿体，但有白色体和有色体，及其它物质。
d、外壁厚，同时角质化，常具角质层，内壁和侧壁均薄，有的外壁还有蜡质渗入或在角质层外，形成蜡被，亦有矿质化。
角质：
不透水，减少水分蒸发，坚硬角质层对防止病菌侵入和增加机械支持也有一定作用。
蜡质：
使表皮不易浸湿，具有防止病菌孢子在体表萌发的作用。
矿质：
使器官表面粗糙坚实。
（1）毛茸——表皮细胞特化而成的突出物，具保护，分泌，减少水分蒸发作用。
①腺毛glandularhair
分泌挥发油，树脂、粘液等，具腺头和腺柄两部分；
腺头通常圆球形，由1-多个分泌细胞组成；
腺柄单细胞或多细胞。
腺鳞：
具分泌能力的无柄腺毛。
还有消化昆虫的腺毛。
②非腺毛non-glandularhair
不具腺体，不能分泌，顶端常狭尖，起单纯保护作用。
a、线状毛——线状，单细胞或多细胞。
b、棘毛——壁厚而坚牢，木质化，细胞内有结晶体沉积（大麻）。
c、分枝毛——分枝状（毛蕊花、裸花紫珠叶）。
d、丁字毛——丁字形（菊科）。
e、星状毛——放射状，分枝似星（蜀葵、石韦、密蒙花）。
f、鳞毛——毛茸的突出部分呈鳞片状或圆形平顶状（胡颓子）。
g、螫毛——较脆，液泡中含蚁酸，刺激皮肤剧痛（荨麻）。
h、冠毛——生于果端，果实传播，如蒲公英。
i、种缨——生于种子上，种子传播，如长春花、萝藦、络石。
请同学总结下下毛茸的作用。
加强表皮保护；
腺毛产生化学防御物质；
毛可减少水分蒸发（干旱植物毛多）；
免受动物啮食；
帮助种子传播；
防御寒冷（雪莲）；
食虫（捕虫草）
（2）气孔stoma（stomata复数）
在气生表皮上具有很多气孔，是气体进出的门户。
气孔是形状狭长的细胞间隙，由两个保卫细胞对合而成。
气孔器：
气孔连同保卫cell的合称，亦有把“气孔”当作“气孔器”的同义语。
①保卫细胞guardcell
a、比周围表皮细胞小，是生活的，并有叶绿体。
b、与表皮cell相邻的壁薄，其余各方较厚，充分膨胀，气孔拉开，失水则关闭。
②副卫细胞subsidiarycell；
accessorycell
a、在保卫cell周围有2~多个和表皮cell不同的细胞称副卫细胞。
b、随不同种类植物，副卫cell排列次序有别，构成了气孔轴式，或称气孔类型。
③双子叶植物的气孔轴式
副卫cell数大小排列（与保卫cell长轴）分布
a、平轴式—平列型paracytictype2相等平等茜草科、豆科、马齿苋科
b、直轴式—横列型diacytictype2相等垂直唇形科、石竹科
c、不等式—不等细胞型anisocytictype3-41个小十字花科，菊科、曼陀罗、景天属
d、不定式—无规则型anomocytictype不定相等与表皮细胞相似毛茛科、艾叶、桑、南瓜、天竺葵
e、环式—辐射型actinocytictype不定相等比表皮cell狭窄，环状茶、桉
④单子叶植物气孔类型也很多
哑铃形的禾本科植物气孔
⑤裸子植物气孔一般都凹入很深。
⑥planttaxonomyandbiosystematics一书记载了31种气孔类型
注：
S（副卫细胞）G（保卫细胞）
1、无规则型——副卫cell与表皮cell无区别
2、环列型——单环，小的副卫cell包括保卫cell
3、双环列型——双环，小的副卫cell包括保卫cell
4、放射状细胞型——由稍为扩大或延长的副卫cell组成单环，包围保护细胞
5、不等细胞型——3个S，2大1小，组成单环，绕G
6、双环不等细胞型——双环S，绕G，内环3S，2大1小，外环2~4S，组成不完全环。
7、横列型——2个S，长轴与G成直角，单环绕G
8、双环横列型——4个与G长轴直角，组成双环
9、平列型——2个S，长轴与G平行，围G
10、双环平列型——4个S，长轴与G长轴平等，双环
11、短平列型——2个S，在侧翼与G边缘相连，但不完全包括G，这些cell可或不延长，但与G长轴平行。
12、双环短平列型——4个S，双环，长轴互相平行，侧面与G相连，不完全包围G。
13、半平列型——在与1个G相邻的cell中，只有1个S，将G全围，而另1个G，则被3个或更多表皮cell所包围。
14、平列四细胞型——2个延长的S，与G侧的平行，另外2个较窄的S为极cell。
15、双环平列四细胞型——2个延长的S，与G侧向平行，另外2个为较窄的极细胞，这4个S又被一环小cell包围。
16、短平列四细胞型——2个短的S，侧向与G平行，2个宽的为极cell。
17、双环短平列四细胞型——2个短S侧向平行于G，2个宽的为极cell，它们全被一环小cell包围。
18、十字型——4个多少等的S，其垂周壁从G的两极及中间呈直角延伸。
19、无规则四细胞型——4个S，无规则地以各种方式包围G。
20、平列六细胞型（单极）——有4个延长的S与G，侧向平行，还有2个窄的极细胞。
21、平行六细胞型（双极）——2个延长的S，与G侧向平行，还有4个窄的极细胞。
22、短平列六细胞型（单极）——4个短的S，位G侧面，2个宽的为极细胞。
23、短平行六细胞（双极）——2个短的S，位G侧面，4个宽的为极cell。
24、极细胞型——1个S，几乎但不完全把2个G包围，只有一极为单个表皮细胞所包。
25、聚合极细胞型——除了G一极为单个表皮cell外，G其它部位由1个S所包围，这个S又被另一个新月形cell部分包围。
26、腋下细胞型——1个S，几乎包围2个G，只有一游离极被2个表皮细胞所围，这2个cell共同垂周壁从极往外伸，与G长轴平行。
27、聚腋下细胞型——1个S，几乎将2个G包围，又被另一个新月形cell包围，1游离极被2个表皮cell包围，它们共同垂周壁从极往外伸，与G长轴平行。
28、带状细胞型——1个S，包围2个G，其一个垂周壁从一极往外伸，把这个S切开，
29、聚围绕细胞型——1个S，包围2个G，这个S又被另一个新月形cell部分包围。
30、围绕细胞型——1个S，包围2个G。
31、双环围绕细胞型——1个S，包围2个G，这个S又被另一个cell完全包围。
⑦气孔数与气孔指数
气孔数：
同一植物的叶子，单位面积（mm2）的气孔数目，称气孔数，有很大差异，在鉴定上无重要意义。
气孔指数：
同种植物单位面积上的气孔数与表皮细胞数的比例都是相对恒定的，这种比例关系按“气孔指数”stomatalindex
气孔指数=单位面积上的气孔数×
100单位面积上的气孔数与表皮cell数的和
如：
颠茄下表皮气孔指数19.5—21.6—23.9
尖叶颠茄下表皮气孔指数16.7—17.6—18.8
尖叶番泻上下表皮气孔指数11.4—12.2—13.0
狭叶番泻上下表皮气孔指数17.1—18.7—20.0
⑧气孔的分布：
气孔数量和大小随器官、环境而不同：
叶多，茎少，根无。
叶上表皮少或无，下表皮多。
水生叶无，浮生叶上表皮多，下表皮无，直生叶二面有。
2、周皮periderm一次生保护组织
大多数一年生植物器官表面终生只具表皮，多年生木本植物，除叶外，茎与根幼年保持表皮，随其增粗，表皮破坏，而产生周皮，有些又厚又软如栓皮栎、白千层等。
由侧生分生组织木栓形成层向外分化木栓，向内分化成栓内层，合称周皮。
木栓层corkphellem——具多层细胞，横切面观细胞呈长方形，紧密排列成整齐的径向行列，壁较厚强列栓化，细胞成熟时原生质死亡解体，胞腔充满空气。
使其不透水，并有抗压、降热、绝缘、质轻、具弹性，抗有机溶液和多种化学药品，对植物起有效的保护作用，可作日用轻质绝缘材料和救生设备。
木栓形成层phellogen，corkcambium——次生分生组织，由皮层或韧皮薄壁细胞形成，根中多由中柱鞘产生。
往往一层细胞。
栓内层phelloderm——是生活的薄壁cell，常只有一层，茎的栓内层cell常含叶绿体，所以又称绿皮层，与皮层cell区别，其排列径向与木栓成列。
木栓形成层发生部位——可由表皮、皮层任一部分，中柱鞘或韧皮薄壁cell恢复分生能力而产生。
茎最初周皮常在皮下层中发生，偶尔发生在表皮，根大多数最初围绕发生于中柱鞘——随后在最初形成的围皮下发生，最后均在韧皮部薄型cell中产生。
（皮下层——表皮层下面的一层或几层cell，与下面的基本组织可以分开）
皮孔Lenticel——在周皮形成时，某些部位的木栓形成层比其它部分更为活跃，向外衍生出一种与木栓细胞不同，并有发达的细胞间隙的补充细胞，它们突破表皮形成裂口，成为气体交换的通道——皮孔。
皮孔外表呈直的、横的或点状突起，最初在周皮上形成的皮孔，一般在气孔位置产生。
皮孔形状、颜色和分布的密度可作为皮类药材鉴别特征。
双子叶植物皮孔类型
a、补充组织由栓质化的cell组成，胞间隙紧密，可出现生长层，如木兰属，梨属；
b、疏松的非栓质化细胞组成，到生长季末，则成较紧密排列而有栓质化的细胞层，如接骨木；
c、补充组织分层，栓质化与非栓质化组织相间排列，形成一至数层cell的封闭层，如洋槐等冬天封闭，春天又冲破。
复皮层——金丝桃、桃金娘、柳叶菜、蔷薇科的根或地下茎的一种特殊保护组织，是由一部分栓质化细胞和一部分非栓质化细胞相间排列而成，有贮藏能力，是生活的组织。
叠生木栓——单子叶植物如芦荟，椰子，通过内部的薄壁组织几次平周分裂产生。
四、机械组织mechanicaltissue
机能——是对植物起主要支持作用的组织，它有很强的抗压、抗张和抗曲挠能力。
植物能有一定的硬度、枝干能挺立，树叶能平展，能经受狂风暴雨及其它外力侵袭，都与这种组织有关。
特征——部分或全部细胞型强烈加厚，根据细胞结构不同（壁增厚的方式和细胞的形态），分为厚角组织和厚壁组织。
1、厚角组织collenchyma
在茎、叶柄、叶片、花柄等部位，根中一般不存在。
分布于器官的外围，或直接在表皮下或与表皮只隔几层薄壁细胞。
连续成圆筒或分离成束，在具肋状突起处明显，如叶柄、茎、叶片的叶腺等部位。
细胞壁不均匀加厚，并是初生物质的。
含有原生质体，是生活细胞，具有一定的分裂潜能，常含叶绿素，可进行光合作用。
加厚一般在细胞角隅外，也有在切向壁或靠胞间隙处。
成分：
壁除纤维素外，还含有大量的果胶和半纤维素，不含木质。
由于果胶有强烈的亲水性，因此壁中含有大量水分，在光镜下，增厚的壁显示特殊的珠光，很易与其它组织相区别，酒精脱水会使厚角组织收缩很厉害，增厚的壁会变薄，同时珠光也消失。
主要是正在生长的茎和叶的支柱组织。
a、一方面由于厚角组织的细胞为长柱形，相互重叠排列，初生壁虽较薄，但许多细胞壁的磁增厚部分集中在一齐形成柱状或板状，因而使它有较强的机械强度。
b、另一方面，厚角组织分化较早，壁的初生性质，使它能随周围细胞延伸而扩展，不妨碍植物的生长。
因此厚角组织既有支柱作用，又不妨碍幼嫩器官的生长。
类型：
a、角隅厚角组织angularcollenchyma（其厚角为组织），为最普通的类型，加厚在角隅处，如曼陀罗属、南瓜属、桑属、榕属、酸横属、蓼属等。
b、板状厚角组织lamellarcollenchyma（片状原角组织），加厚在切向壁，如细辛属、大黄属、地榆属、泽兰属，接骨木属、鼠李属等。
c、腔隙厚角组织lacunarcollenchyma与角隅型相似，但有胞间隙，如夏枯草属、salvia、锦葵属、蜀葵属、菊科多种植物。
2、厚壁组织Sclerenchyma
是植物体中一些重要的支持组织，由次生加厚的细胞壁组成的组织，它们在细胞完成伸展生长时，初生壁上沉积了次生壁。
a、壁全面增厚，并可有层纹和纹孔，细胞腔很小。
b、加厚部分是次生壁，在cell停止生长后进行。
c、成熟后为死cell。
分类：
根据形状分为纤维和石细胞。
①纤维fiber
两端尖的细长细胞，外壁增厚，胞腔狭窄，加厚物质是纤维素和木质部，纹孔少数，常呈裂隙状。
a、广泛分布于种子植物根、茎、叶，而且也可在某些植物果实中（丝瓜络）。
b、可在木质部、韧皮部或髓层的薄壁组织中，特别是叶子中，可结合维管组织形成鞘或束鞘。
c、可单独存在，但普遍地是形成束状或网络状或连续中空的柱。
通常根据纤维在植物体所处位置分为韧皮纤维和木纤维
长度
胞腔
纹孔
结构
木纤维
较短（也可很长）
较大
较多，易见，多式纹孔
多木质化
韧皮纤维
较长（初生韧皮纤维较长，次生韧皮纤维较短，所以皮类药材可见完整纤维）
较小
稀少，裂隙状
纤维化或木质化
△木纤维xylemfiber
与木质部其它组成分子一样，来自同一分生组织，共同组成木质部。
典型木纤维具有木质化的次生壁，大小、形态壁结构各有很大差异。
演化：
从系统演化看，认为木纤维是由低等维管植物的管胞演化而来，它们从管胞进化时，壁增厚，具缘纹孔逐渐变小变少，最后进化成单纹孔。
a、管胞：
壁薄，腔大，典型的具缘纹孔，数目多，长度较小。
b、纤维管胞：
是从典型的管胞至典型的木纤维之间过渡类型，壁增厚，腔减小，具不典型的（退化）具缘纹孔，数目减少，细胞长度增加，纹孔口长度通常超过纹孔室直径。
c、木纤维：
壁厚，腔窄小，单纹孔，数目少，细胞长。
因典型木纤维与韧皮纤维相似，故又称韧型纤维。
d、分隔纤维：
纤维管胞与韧型纤维都可能具有分隔，它们是在次生壁沉积以后形成的，如金丝桃属、姜。
这些分隔纤维可能长期保存有原生质，贮有丰富的淀粉、油类或树脂。
有的植物（葡萄）木质部和韧皮部都有分隔纤维。
△木质部外纤维
发生于木质部以外，主要是韧皮纤维，所以有将此类统称为韧皮部纤维。
a、皮层纤维——许多单子叶茎的基本组织中发生一连续的中空管，由基本组织发生。
b、维管束帽或鞘——单子叶纤维形成帽状或鞘，包围维管束，这些纤维有的来自形成层，有的来自基本组织。
c、周围纤维（环管纤维）——有些藤本（南瓜、马兜铃）皮层内侧有成环的纤维环，它们大都发生于韧皮部的外部位。
d、初生韧皮纤维——位韧皮部外侧，不成环，从韧皮部起源。
e、韧皮纤维——位于韧皮部（初生韧皮部或次生韧皮部）
a、硬纤维——单子叶叶中纤维高度木质化，质地坚硬粗糙，如龙舌兰、剑麻、凤尾兰等。
b、软纤维——多是木质部外纤维，可能木质化或束木质化，质地柔软，易弯曲，（硬纤维与软纤维是商业上的分类）
c、晶鞘纤维——是一束纤维外侧包围着许多草酸钙分晶的薄壁细胞所组成的复合体总称，如甘草、黄柏等。
另外有“嵌晶纤维”——纤维次生壁外层密嵌细小的草酸钙方晶（如南五味子根）
表：
厚角组织与厚壁组织区别
厚角组织
柔韧
初生壁
不木质化
有活跃的厚生原体
可诱导分生
不均匀加厚
厚壁组织
坚硬
次生壁
成熟后无原生质体
无分生能力
均匀加厚
②石细胞sclereid，stonecell
形状——是植物体内特别硬化的厚壁cell，形状主要是近乎等径的，长度一般不超过宽度的3-4倍，但也有变化，如长形、芒状，毛状等。
a、石细胞是薄壁cell经细胞增厚并木质化而成，因
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