淺談植物體形態(tài)結(jié)構(gòu),功能與其環(huán)境的適應(yīng)性

1、淺談植物體形態(tài)結(jié)構(gòu),功能與其環(huán)境的適應(yīng)性伊寧市第八中學(xué)生物教研組:帕提曼.玉山結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)包括兩層意思:一是有一定的結(jié)構(gòu)就必然有與之相對(duì)應(yīng)功能的存在;二是任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來完成。例如葉的表皮是無色透明的,表皮細(xì)胞排列緊密,向外一面的細(xì)胞壁上有透明而不易透水的角質(zhì)層。表皮的這種結(jié)構(gòu)的存在,即利于陽光透過,又能防止葉內(nèi)水分過多地散失,還能保護(hù)葉內(nèi)部不受外來的傷害;而陽光透入,防止水分散失,保護(hù)葉內(nèi)組織,又需要一定的結(jié)構(gòu)來完成,這就是表皮。一、分生組織位于植物的生長(zhǎng)部位,具有持續(xù)或周期性分裂能力的細(xì)胞群,稱為分生組織。分生組織的細(xì)胞排列緊密,細(xì)胞壁薄,細(xì)胞核相對(duì)較大,細(xì)胞質(zhì)濃,細(xì)胞

2、器豐富。根據(jù)分生組織在植物體內(nèi)的位置不同,可將分生組織分為頂端分生組織、側(cè)分生組織和居間分生組織三類;此外,也可根據(jù)來源將分生組織分為原分生組織、初生分生組織和次生分生組織三類。原分生組織位于根尖和莖尖的頂端,由一群胚性的原始細(xì)胞組成,能長(zhǎng)期地保持分裂能力。初生分生組織由原分生組織的細(xì)胞分裂而來,一方面初生分生組織的細(xì)胞可繼續(xù)分裂,另一方面開始初步分化,逐漸向成熟組織過渡。初生分生組織有原表皮、基本分生組織和原形成層三種。次生分生組織就是側(cè)分生組織,由已分化成熟的薄壁組織細(xì)胞恢復(fù)分裂能力轉(zhuǎn)變而來,有維管形成層和木栓形成層兩類。細(xì)胞的特點(diǎn):外形細(xì)小,近于等徑,細(xì)胞排列緊密、無胞間隙、細(xì)胞核大、薄

3、壁、液泡細(xì)小、多、細(xì)胞質(zhì)濃厚、生活力強(qiáng)。1.頂端分生組織:頂端分生組織存在于根尖和莖尖的分生區(qū)部位,由短軸或近于等徑的胚性細(xì)胞構(gòu)成,細(xì)胞排列緊密,能較長(zhǎng)時(shí)期地保持旺盛的分裂能力。2.側(cè)分生組織:側(cè)分生組織包括維管形成層和木栓形成層,它分布于植物體的周圍,平行排列于所在器官的邊緣。側(cè)分生組織細(xì)胞的形狀為長(zhǎng)軸形和等徑狀,其功能是使植物體變粗。3.居間分生組織:居間分生組織分布于成熟組織之間,進(jìn)行一段時(shí)間的分裂活動(dòng)后失去分裂能力,完全分化為成熟組織。例如,水稻、小麥的節(jié)間基部都有居間分生組織存在。二、成熟組織分生組織分裂產(chǎn)生的細(xì)胞,經(jīng)生長(zhǎng)、分化后,逐漸喪失分裂能力,形成各種具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能

4、的組織,這些組織稱為成熟組織。根據(jù)生理功能的不同,成熟組織可再分為數(shù)種。1.保護(hù)組織:保護(hù)組織覆蓋于植物體的外表,由一至幾層細(xì)胞組成,主要有防止水分過分蒸發(fā),抵抗病蟲害的侵襲等作用。植物體內(nèi)的保護(hù)組織有初生保護(hù)組織表皮和次生保護(hù)組織周皮兩種。(1表皮:表皮由原表皮分化而來,通常是一層細(xì)胞組成的,但也有少數(shù)植物有幾層細(xì)胞構(gòu)成的復(fù)表皮。表皮除表皮細(xì)胞外,在幼莖和葉上還有氣孔器、表皮毛或腺毛等結(jié)構(gòu)。表皮細(xì)胞行狀扁平,排列緊密,無細(xì)胞間隙,細(xì)胞的外壁增厚,形成角質(zhì)膜。氣孔器由2個(gè)保衛(wèi)細(xì)胞圍成,禾本科植物的保衛(wèi)細(xì)胞旁側(cè)還有一對(duì)副衛(wèi)細(xì)胞。表皮毛有多種類型,它們能增強(qiáng)表皮的保護(hù)作用;腺毛則有分泌作用。(2周

5、皮:周皮是次生分生組織形成的,它由木栓層、木栓形成層和栓內(nèi)層組成。木栓層細(xì)胞之間無細(xì)胞間隙,細(xì)胞壁較厚且高度栓化,形成不透水、絕緣、隔熱等特性,對(duì)植物有較強(qiáng)的保護(hù)作用。周皮存在于裸子植物和被子植物的雙子葉植物中,這些植物能進(jìn)行增粗生長(zhǎng)。2.薄壁組織:薄壁組織是構(gòu)成植物體的基本成分,在植物體內(nèi)所占的比例最大,因此也稱基本組織。薄壁組織的細(xì)胞間隙較大,細(xì)胞壁薄,有較大的液泡,它們的分化程度較淺,在一定的條件下,部分細(xì)胞可轉(zhuǎn)化成其它組織。廣泛分布于植物體的柔軟部位,直接和植物營(yíng)養(yǎng)有關(guān)。薄壁組織的特點(diǎn):是生活細(xì)胞,細(xì)胞壁薄,等徑,含有液泡,有細(xì)胞間隙。薄壁組織是分化程度較低的一類組織,在一定條件下可恢

6、復(fù)分生能力,轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂屑?xì)胞分生能力的次生分生組織,參與側(cè)生分生組織的發(fā)生;薄壁組織還具有較大的可塑性,可形成愈傷組織,在一定條件下具有發(fā)育成整個(gè)植株的全能性。根據(jù)薄壁組織的功能不同可再分為以下幾類:(1同化組織:細(xì)胞含有大量的葉綠體,又稱綠色組織,葉、幼莖皮層細(xì)胞,其作用主要是進(jìn)行光合作用。(2貯藏組織:貯藏有大量的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、根、莖的皮層、髓部、果肉、種子等。地下的塊根、塊莖、鱗莖、花生、大豆、蓖麻、百合等。(3貯水組織:細(xì)胞大,細(xì)胞壁薄,液泡大,在液泡中貯藏大量的水分。如旱生性的肉質(zhì)植物,如仙人掌,落地生根,景天,蘆薈。(4通氣組織:濕生和水生植物體內(nèi)的薄壁組織有特別發(fā)達(dá)細(xì)胞間隙,

7、它們形成較大的氣腔或貫連的氣道,特稱為通氣組織。這類通氣結(jié)構(gòu)有利于氣體交換,或適應(yīng)于水中的漂浮生活,如水稻、蓮等植物體內(nèi)就有發(fā)達(dá)的通氣組織。(5傳遞細(xì)胞:傳遞細(xì)胞是一種特化的薄壁細(xì)胞,它們具有內(nèi)突生長(zhǎng)的細(xì)胞壁和發(fā)達(dá)的胞間連絲。這種內(nèi)突生長(zhǎng)的細(xì)胞壁是由非木質(zhì)化的次生壁向細(xì)胞腔內(nèi)突生長(zhǎng)而成。傳遞細(xì)胞的這種結(jié)構(gòu)有利于它的短途運(yùn)輸功能。細(xì)胞質(zhì)膜緊貼這種多褶的胞壁內(nèi)突物,使細(xì)胞的吸收、分泌以及與外界交換物質(zhì)的面積大大增加。它大多出現(xiàn)在溶質(zhì)大量集中的、與短途運(yùn)輸有關(guān)的部位,例如小葉脈的輸導(dǎo)分子周圍、莖節(jié)、子葉節(jié)和花序軸節(jié)部的維管組織中;某些植物子葉的表皮,胚乳的內(nèi)層細(xì)胞等處都有傳遞細(xì)胞的分化;在營(yíng)分泌功能

8、的各種細(xì)胞中,也發(fā)現(xiàn)有傳遞細(xì)胞存在。3.機(jī)械組織:機(jī)械組織是鞏固、支持植物體的組織,機(jī)械組織的共同特點(diǎn)是其細(xì)胞壁局部或全部加厚,根據(jù)機(jī)械組織細(xì)胞的形態(tài)及細(xì)胞壁的加厚方式,可分為厚角組織和厚壁組織兩類。(1厚角組織:厚角組織是初生的機(jī)械組織。它是由活細(xì)胞構(gòu)成,常含有葉綠體,可進(jìn)行光合作用。此種組織的細(xì)胞是引長(zhǎng)的,兩端呈方形、斜形或尖形,彼此重疊連結(jié)成束。厚角組織細(xì)胞壁的成分主要是纖維素,也含有較多的果膠質(zhì),細(xì)胞壁增厚不均勻,增厚部分常位于細(xì)胞的角隅,故有一定的堅(jiān)韌性,并具有可塑性和延伸性,既可支持器官的直立,又適應(yīng)于器官的迅速生長(zhǎng),普遍存在于正在生長(zhǎng)或經(jīng)常擺動(dòng)的器官之中,植物的幼莖、花梗、葉柄和

9、大葉脈的表皮內(nèi)側(cè)均有厚角組織分布。厚角組織有時(shí)成束縱向集中在器官的邊緣,使器官外表出現(xiàn)棱角,增強(qiáng)了支持力量,如芹菜、南瓜的莖。(2厚壁組織:此類組織細(xì)胞的細(xì)胞壁呈不同程度的木質(zhì)化加厚,細(xì)胞腔很小,成熟細(xì)胞一般沒有生活的原生質(zhì)體。厚壁組織又可分為纖維和石細(xì)胞兩類。4.輸導(dǎo)組織:輸導(dǎo)組織是被子植物體內(nèi)的一部分細(xì)胞分化成的管形結(jié)構(gòu),它貫穿于植物體各器官之間,專門運(yùn)輸水溶液和同化產(chǎn)物。根據(jù)它們運(yùn)輸?shù)闹饕镔|(zhì)不同,可將輸導(dǎo)組織分為兩大類;即運(yùn)輸水溶液和溶解在水中的無機(jī)鹽的導(dǎo)管和管胞,以及運(yùn)輸溶解狀態(tài)的同化產(chǎn)物的篩管和伴胞。(1導(dǎo)管:導(dǎo)管存在于木質(zhì)部,是被子植物所特有的,由許多長(zhǎng)管狀,細(xì)胞壁木化的死細(xì)胞縱

10、向連接而成。組成導(dǎo)管的每一個(gè)細(xì)胞稱為導(dǎo)管分子。導(dǎo)管分子的端壁解體,形成穿孔。具有一個(gè)穿孔的叫單穿孔,具有幾個(gè)穿孔的復(fù)穿孔。這些穿孔致使導(dǎo)管成為中空連續(xù)的長(zhǎng)管,減少了水分運(yùn)輸?shù)淖枇?。根?jù)導(dǎo)管發(fā)育先后和次生壁木化增厚的方式不同,可將導(dǎo)管分為以下五個(gè)類型:a、環(huán)紋導(dǎo)管:每隔一定距離有一環(huán)狀木化增厚的次生壁,加在導(dǎo)管里面的初生壁上。b、螺紋導(dǎo)管:其木化增厚的次生壁呈螺旋狀加在導(dǎo)管內(nèi)的初生壁上。c、梯紋導(dǎo)管:木化增厚的次生壁呈橫條突起,似梯形。d、網(wǎng)紋導(dǎo)管:木化增厚的次生壁呈突起的網(wǎng)狀,網(wǎng)眼為未增厚的初生壁。e、孔紋導(dǎo)管:導(dǎo)管壁大部分木化增厚,未增厚的部分則形成許多紋孔。環(huán)紋導(dǎo)管和螺紋導(dǎo)管在器官形成過程

11、中出現(xiàn)較早,一般存在于原生木質(zhì)部中,它們的口徑較小,輸水能力較弱。梯紋導(dǎo)管直徑較大,出現(xiàn)于器官停止生長(zhǎng)的部分,網(wǎng)紋導(dǎo)管與孔紋導(dǎo)管的次生壁堅(jiān)固,直徑更大,輸導(dǎo)效率提高,它們出現(xiàn)于器官組織分化的后期,即后生木質(zhì)部和次生木質(zhì)部中,為被子植物主要的輸水組織。5.分泌組織:凡能產(chǎn)生分泌物質(zhì)的細(xì)胞或細(xì)胞組合,稱為分泌結(jié)構(gòu)。根據(jù)分泌物是否排出體外,通常又將分泌結(jié)構(gòu)分為外分泌結(jié)構(gòu)和內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)兩大類。(1外分泌結(jié)構(gòu): 將分泌物排到植物體外的分泌結(jié)構(gòu)稱為外分泌結(jié)構(gòu)。它們大多分布于植物體的外表,如腺毛、腺鱗和蜜腺等。(2內(nèi)分泌結(jié)構(gòu): 將分泌物貯藏在植物體內(nèi)的分泌結(jié)構(gòu),稱為內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)。常見的有分泌細(xì)胞、分泌腔、分泌道和乳汁管。三、植物體內(nèi)的組織系統(tǒng)分生組織、薄壁組織、保護(hù)組織、機(jī)械組織、輸導(dǎo)組織、分泌細(xì)胞