生物竞赛植物学培训部分.docx

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生物竞赛植物学培训部分

第一部分种子植物的形态解剖

第一节：

植物组织

一、组织：

•

（1）概念:

•在个体发育中，由来源相同和执行同一功能的一种或多种类型细胞集合而成的结构单位。

•

（2）类型：

•a:

根据组织的发育程度、形态结构及其生理功能的不同，通常将植物组织分为分生组织和成熟组织两大类；

•b:

根据细胞类型多少可分为简单组织（由一种类型细胞组成）和复合组织（由多种类型细胞构成）。

（一）分生组织（meristem）

•

（1）概念：

存在于高等植物体内的特定部位的细胞群，在植物体一生中持续的保持强烈的分裂能力、不断增加新细胞到植物体中，另一方面使自己“永存”下去。

分生组织的细胞经过分裂、生长、分化而形成其他各类组织，直接关系到植物的生长和发育。

•

•

（2）部位：

根尖、茎尖、茎内形成层。

（3）分生组织细胞特点：

分生组织的细胞排列紧密、一般无细胞间隙；细胞壁薄、主要由果胶和纤维素构成；细胞核相对较大，细胞质浓、细胞器丰富，但一般没有液泡。

•（4）分生组织的类型:

•（A）根据分生组织在植物体中的存在位置分：

1—顶端分生组织2—侧生分生组织3—居间分生组织

（a）顶端分生组织（apicalmeristem）

•顶端分生组织位于根和茎主轴和侧枝的顶端等部位，能较长期地保持旺盛的分裂能力。

它们的活动使茎和根不断伸长，并在茎上形成侧枝和叶，使植物体扩大营养面积。

当有花植物发育到一定阶段，茎的顶端分生组织可转化为产生花或花序的分生组织由此产生生殖器官。

（b）侧生分生组织（1ateralmeristem）

侧生分生组织位于根和茎的侧方周围部分，靠近器官的边缘。

它包括形成层和木栓形成层，形成层可逐年活动，产生新的细胞，使根和茎不断增粗；木栓形成层的分裂活动，使长粗的根和茎外周或受伤器官表面形成新的保护组织。

侧生分生组织活动的结果，使裸子植物和木本双子叶植物的根和茎得以增粗。

它们的分裂活动随季节变化具有明显的周期性。

草本双子叶植物和单子叶植物中的侧生分生组织一般不存在，因此没有明显的增粗生长。

（c）居间分生组织（intercalarymeristem）

•　居间分生组织位于以分化的组织区域之间，是顶端分生组织在某些器官的局部保留。

其细胞的分裂仅局限于一定时空，便转变为成熟组织。

居间分生组织的细胞核大，细胞质浓，有一定程度的液泡化，主要进行横向分裂，使器官纵向伸长。

禾本科单子叶植物茎的每个节间的基部都具有居间分生组织。

•如水稻、小麦等拔节抽穗，竹类植物的雨后春笋，韭菜、葱叶子剪掉后的快速生长，以及花生子房的“入土结实”等，都与居间分生组织的活动有关。

（B）按来源、发育程度和性质分

•（a）原分生组织

原分生组织直接由胚细胞保留下来的位于茎尖或根尖的分生组织最前端的原始细胞。

原分生组织的细胞体积较小、细胞核相对较大、细胞质浓、细胞器丰富，有很强的持续分裂（不分化）或潜在分裂能力。

是产生初生分生组织和其它组织的最初来源。

•（b）初生分生组织

　　初生分生组织位于根端和茎端的原分生组织的后方，是原分生组织细胞分裂后经有限生长刚衍生而来的组织（原表皮、原形成层、基本分生组织）。

初生分生组织的细胞分裂能力仍较强，是分生组织向成熟组织的过渡（边分裂、边分化）。

•（c）次生分生组织

次生分生组织是由某些成熟组织经脱分化、重新恢复分裂能力而来的组织。

次生分生组织包括木栓形成层和维管形成层，主要分布于根茎器官的内侧，与根茎的逐年增粗直接相关。

（5）不同分类标准组织间的关系：

顶端分生组织：

原分生组织和初生分生组织（初生生长）

居间分生组织：

顶端分生组织衍化遗留的初生分生组织；

侧生分生组织：

次生分生组织（次生生长）

（二）成熟组织

（1）概念：

分生组织衍生的大部细胞，逐渐丧失分裂的能力，进一步生长和分化，形成的其他各种组织，称为成熟组织，有时也称永久组织。

是植物生长和成熟的基础，是形态、结构和生理功能各不相同的组织，也是植物体内分布最广、占比例最大的组织。

（2）类型：

成熟组织可以按照功能分为保护组织、基本组织、机械组织、输导组织、分泌组织。

根据成熟组织的细胞来源和组成特征，可将其分为简单组织和复合组织。

（1）保护组织

覆盖于植物体表，起保护作用的组织，它的作用是能减少植物失水，防止病原微生物的侵入，还能控制植物与外界的气体交换。

保护组织可分为表皮（初生保护组织）和周皮（次生保护组织）。

①表皮：

由初生分生组织（原表皮）发育而来，主要分布于叶与幼嫩的列根、茎及花果的表面。

表皮一般都是一层细胞。

表皮细胞开头扁平，排紧密，无细胞间隙，一般不含叶绿体，无色透明含有较大液泡。

地上部分叶、茎等表皮层外面有角质层，其上还可覆盖一层蜡质，可防止过分失水，也可以保护植物免受侵害。

叶表皮上有气孔，是气体出入的门户。

气孔由两个保卫细胞组成。

保卫细胞有叶绿体。

禾本科植物保卫细胞旁侧，还有一对副卫细胞。

外生物：

表皮上还有普遍存在的表皮毛或腺毛，它们的开头类型甚多。

表皮毛的存在加强了保护作用。

有的植物具有分泌功能的表皮毛，可以分泌出芳香油、黏液、树脂、樟脑等物质。

此外，根的表皮和根毛具有吸收的作用。

②周皮:

（表皮脱落后的次生保护组织）

周皮由木栓形成层形成，向内分化为木栓、向外分化为栓内层，因次木栓层、木栓形成层和栓内层合称周皮。

木栓层细胞径向扁平，排列紧密，无胞间隙，细胞壁较厚并高度栓化，原生质体解体，细胞腔中充满空气。

因此，木栓层具有不透水、绝缘、隔热、耐腐蚀、质轻等特性。

在周皮某些部位衍生出具有发达细胞间隙的组织它们突破周皮形成皮孔（通气结构）.

周皮是次生分生组织形成的，它由木栓层、木栓形成层和栓内层组成。

（2）薄壁组织（基本组织）

植物体各种器官都具有薄壁组织,是进行各种代谢活动的组织。

是一类较不分化的成熟组织。

薄壁组织细胞的共同特点是：

细胞壁薄，细胞排列疏松，有明显的细胞间隙，液泡较大，核相对较小。

根据生理功能不同，薄壁组织又可分为同化组织、吸收组织、贮藏组织、通气组织、传递细胞。

•①吸收组织吸收组织位于根尖稍后方的根毛区的表皮层上，其细胞壁薄且外壁向外突出形成毛状结构——根毛，是一类从外界吸收水分和溶于水的无机养分的组织。

•②同化组织　同化组织位于植株的绿色部位，尤其是叶肉中，是利用水和CO2进行光合作用制造有机物质的组织。

同化组织的细胞中含有大量的叶绿体，液泡化程度较高，具有发达的胞间隙。

•③储藏组织

储藏组织是储藏淀粉、蛋白质、脂肪以及某些特殊物质如单宁、橡胶等次生代谢物质的组织。

主要分布于块根、块茎、果实、种子，以及根茎的某些结构中，如甘薯块根、马铃薯块茎的薄壁细胞储藏淀粉粒，蓖麻种子的胚乳细胞储藏糊粉粒，花生种子的子叶细胞储藏油滴等。

　④通气组织

　　通气组织是水生植物和湿生植物中的一种能贮存和输导气体的薄壁组织。

在水湿生植物的根茎叶结构的发育过程中，部分细胞程序性死亡，形成相互贯通的气道、气腔，储藏着大量空气，有利于光合作用、呼吸作用过程中气体的交换。

（水稻、莲）

⑤传递细胞

传递细胞是一类细胞壁显著向内生长、胞间连丝发达、短途运输物质能力强的薄壁细胞。

植物体中的传递细胞分布广泛，常见于物质短途运输强烈的部位，如叶表皮腺细胞、木质部或韧皮部薄壁细胞、维管束鞘、花药绒毡层、珠被、胚囊中的助细胞、反足细胞及子叶表皮细胞、胚乳细胞等。

（3）机械组织:

机械组织为植物体内的支持组织。

它有很强的抗压、抗张和抗曲挠的性能。

机械组织的特性是细胞局部或全部不同程度加厚。

机械组织可分为厚角组织和厚壁组织两类。

①厚角组织：

（支持力较弱）

厚角组织是长轴形的活细胞，一般比薄壁细胞长，细胞壁上有不规则（局部）但均匀的增厚，在横切面上可以看出增厚的部分多在细胞的角隅处（幼茎、叶柄（芹菜））

②厚壁组织：

细胞壁全面次生增厚，厚壁组织支持能力比厚角组织强，是植物体的主要支持组织。

厚壁组织具有均匀增厚的次生壁，常木质化、细胞腔狭小，无原生质体（死细胞）。

可分为石细胞和纤维。

a.石细胞这类细胞形状不规则，多为短轴型细胞，细胞壁强烈增厚并木质化，石细胞分布很广（梨的果肉、种子硬壳）

b.纤维:

纤维细胞是两端尖细成棱状的细长细胞，长度一般比宽大许多倍。

植物体主要支持结构。

（4）输导组织

输导组织是植物体内长距离输导水分和有机物的组织，其中输导水分和无机盐的结构（木质部）为导管和管胞，输导有机物的主要结构（韧皮部）有筛管和伴胞或筛胞。

茎的横切面结构

①导管:

是由许多管状的细胞壁木质化的死细胞的端壁连接而成的。

构成导管的每一个细胞称导管分子。

导管在发育过程中伴随着细胞壁的次生加厚与原生质体的解体，导管分子两端初生壁被溶解，形成了穿孔。

多个导管分子以末端的原穿孔相连，组成了一条长的管道，称导管。

导管细胞壁的增厚方式不同，通常呈环纹导管、螺纹导管、梯纹导管、网纹导管和孔纹导管等类型。

（从被子植物出现，运输效率高！

）

②管胞：

两端斜尖，径较小，壁较厚，不具穿孔的管状死细胞。

管胞的细胞壁在发育中形成厚的木质化的次生壁，在发育成熟时原生质体消失。

所以它们除运输水分与无机盐的功能外，还有一定的支持作用。

次生壁加厚不均匀也形成了环纹管胞和螺纹管胞（幼嫩器官）、梯纹管胞和孔纹管胞（老器官中）等类型.

（大多数裸子植物和蕨类植物缺乏导管，只有管胞，因此被子植物更适应陆地生活！

）

•1、导管与管胞的主要差别？

•A:

是否是死细胞

•B:

次生壁加厚方式

•C:

穿孔板的有无@

•D:

细胞的长宽比

•2、柏木不可能具有的结构？

•A:

筛胞

•B:

导管分子@

•C:

纤维

•D:

管胞

③筛管：

运输有机物的结构，其组成单位是长形活细胞，称为筛管分子，多个筛管分子以顶端相连而成筛管。

筛管分子只具初生壁。

壁的主要成分是果胶和纤维素。

在它的上下端壁上分化出许多较大的孔，称筛孔。

具筛孔的端壁特化为筛板。

筛管侧壁有许多特化的初生纹孔场叫筛域。

穿过筛孔原生质丝比胞间连丝粗大，称联络索（胼胝质鞘包围）。

联络索沟通了相邻的筛管分子，能有效地输送有机物。

在被子植物的筛管中，还有一中特殊的蛋白，称P-蛋白。

伴胞与筛管毗邻，伴胞和筛管都起源于薄壁细胞，因此，筛管和伴胞在功能上是密切相关，共同完成有机物的运输。

裸子植物和蕨类植物，一般没有筛管，运输有机物的分子是筛胞（两端无筛板以筛域联系），输导能力差。

•3、筛管分子的特征：

•A:

筛板@

•B:

细胞壁木质化

•C:

细胞壁胼胝质@

•D:

死细胞

（5）分泌组织

某些植物体内有些细胞常分泌一些特殊物质，如挥发油、树脂、乳汁、密汁和其他液汁等，这些细胞称为分泌细胞。

分泌细胞有的单个分散，有的集中分布或特化成一定结构称为分泌结构。

根据分泌物是否排出体外，分泌结构可分成外分泌结构和内分泌结构两大类。

①外分泌结构

大都分布在一些植物体的表面，分泌物排到体外。

常见类型有腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器。

在棉花、蚕豆、薄荷等植物的幼茎和叶片上分布有腺毛。

②内分泌结构

分泌物不排到体外的分泌结构，包括分泌细胞（芳香油）、分泌腔、分泌道（树脂、漆液）和乳汁管（橡胶）。

4、大多数植物代谢活动主要在哪种组织中进

行？

A:

表皮组织B:

厚壁组织C:

薄壁组织@D:

厚角组织

二、组织系统

★体现内部结构的连续性与统一性！

•

（1）概念：

一个植物整体上、或一个器官上的一种组织或几种组织在结构和功能上组成一个单位叫组织系统。

•

（2）类型：

皮组织系统（表皮和周皮）、维管组织系统（木质部和韧皮部）、基本组织系统（薄壁组织、厚角组织、厚壁组织）

•（3）特点：

维管系统包埋于基本系统，外面覆盖着皮系统。

三、植物体内的维管系统

在高等组织的器官中，有一种输导组织细胞为主体，与机械组织细胞和薄壁组织细胞组成的复合组织，称为维管组织。

维管组织在高等植物体内常以束状存在，称为维管束。

维管束贯穿于植物体各器官中，组成一个复杂的、具有输导和支持作用的维管系统。

复合组织

（1）维管组织

•木质部和韧皮部：

木质部一般由导管、管胞、木纤维和木质薄壁细胞组成。

韧皮部则包括筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞。

主要行输导作用、木纤维有支持作用，木薄壁细胞有储藏功能、韧皮纤维具有抗曲挠作用、韧皮薄壁纤维具有储藏和横向运输功能。

•木质部和韧皮部都是由输导组织、基本组织和机械组织等几种组织紧密配合而成的，称为复合组织。

木质部和韧皮部的主要组成分子都是管状结构。

因此，通常将木质部和韧皮部，或将其中之一称为维管组织。

维管组织的形成，在植物系统进化过程中，对于适应性陆生生活有着重要的意义。

（2）维管束

维管束是在蕨类植物和种子植物中，由木质部和韧皮部组成的束状结构，它是由原形成层分化而来，在不同种类的植物或不同的器官内，原形成层分化木质部和韧皮部的情况不同，也就形成不同类型的维管束。

可将维管束分为下列几种：

（a）有限维管束：

无束中形成层，大多数单子叶植物。

（b）无限维管束：

有束中形成层，裸子、双子叶植物。

（c）外韧维管束：

初生韧皮部在外，初生木质部在内。

（d）双韧维管束：

初生木质部夹在内外韧皮部之间。

（e）同心维管束：

木质部围绕韧皮或韧皮围绕木质。

维管束类型

A周木维管束（芹菜茎）B周韧维管束

C外韧维管束（种子植物）D双韧维管束

5、水稻茎的维管束属于：

A:

双韧维管束B:

周韧维管束C:

外韧无限维管束D:

外韧有限维管束@