植物的結(jié)構與機能

1、第六章植物的結(jié)構與機能第一節(jié)植物組織一、組織的概念及組織的形成組織是一些在個體發(fā)育中來源相同，形態(tài)結(jié)構相似，共同擔負著一定生理功能 的細胞群組成的結(jié)構和功能單位。在個體發(fā)育中，組織的形成是植物體內(nèi)細胞分裂生長和分化的結(jié)果。二、組織的類型（一）簡單組織和復合組織根據(jù)組織構成的細胞類型可將組織分為簡單組織和復合組織。1、簡單組織：是由一種類型的細胞構成的，如營養(yǎng)組織是由一類薄壁細胞構成的。2、復合組織：是由多種類型的細胞構成的，如周皮、木質(zhì)部、韌皮部、維管束等， 其中之一都由三類以上的細胞構成。（二）分生組織和成熟組織根據(jù)發(fā)育程度、結(jié)構、功能不同，可將組織分為分生組織和成熟組織兩大類。1、分生組織

2、：具有持續(xù)分裂能力的細胞群構成的組織。在種子植物中限制在植物體 的某些部位。成熟組織：分生組織衍生的大部分細胞，逐漸喪分裂能力，進一步生長和分化，形 成各種其它組織，稱為成熟組織，有時也稱永久組織。但成熟和永久程度是相對的。1、分生組織按在植物體上的位置分：（1）頂端分生組織：位于根尖、莖尖。細胞特點：小而等徑，薄壁，核大，液泡小而分散，原生質(zhì)濃。（2）側(cè)生分生組織：位于植物體周圍包括維管形成層和木栓形成層。細胞特點：長的紡綞形細胞，與器官長軸平行，有較為發(fā)達的液泡。（3）居間分生組織：夾在成熟組織之間的未完全分化的分生組織，位于禾本科植物 的節(jié)間、葉柄、花序軸基部等。按來源分（1）原生分生組

3、織：位于生長點的最先端，由胚性細胞組成。（2）初生分生組織：由原生分生組織衍生，分為原表皮，基本分生組織、原形成層。（3）次生分生組織：薄壁細胞轉(zhuǎn)化而來，如木栓形成層，束間形成層。2、成熟組織（1）保護組織：覆蓋于植物體表，起保護作用的組織。稗表皮：包括表皮細胞、氣孔器、表皮毛等，為初生保護組織。稗 周皮：包括形成層、木栓形成層、栓內(nèi)層，為次生保護組織。（2）營養(yǎng)組織（薄壁組織或基本組織）牌 吸收組織：根毛區(qū)的表皮細胞和根毛。稗 同化組織：葉肉細胞及植物體其它綠色部分的細胞，含大量葉綠體。差 貯藏組織：細胞內(nèi)充滿淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)。差通氣組織：胞間隙非常發(fā)達，或部分薄壁細胞解體成氣腔。稗

4、 傳遞細胞：細胞壁內(nèi)突，物質(zhì)短途運輸。（3）機械組織將 植物體內(nèi)的支持組織。分厚角組織和厚壁組織。厚角組織：細胞壁局部（角隅）增厚，仍為初生壁。生活細胞。將 厚壁組織：細胞壁全面加厚木化或不木化，為次生壁。分為纖維和石細胞。纖維 又分為韌皮纖維和木纖維。（4）輸導組織稗輸導水分和無機鹽的：股導管：端壁穿孔，原生質(zhì)體解體。類型有環(huán)紋、螺紋、梯紋、網(wǎng)紋、孔紋導管。役管胞：端壁不穿孔，較原始。也有五種類型（同導管）。輸導有機養(yǎng)料稗篩管：端壁成具有篩孔的篩板，有原生質(zhì)體，其旁有伴胞。差篩胞：端壁不成篩板，比較原始，為蕨類植物、裸子植物唯一的輸導有機養(yǎng)料的 通道，無伴胞。（5）分泌結(jié)構稗 外分泌結(jié)構：分

5、泌物排出體外，有腺毛、腺鱗、蜜腺等。稗 內(nèi)分泌結(jié)構：分泌物貯藏在植物體內(nèi)，有分泌細胞、分泌腔、乳汁管等。三、維管組織和組織系統(tǒng)1、維管組織是由木質(zhì)部和韌皮部組成的。2、維管束是由原形成層分化而來，以輸導組織為主的復合組織，是由木質(zhì)部和韌皮 部或形成層組成的束狀結(jié)構。維管束類型依形成層有無分：差有限維管束（閉合維管束），如玉米莖的維管束無形成層。將 無限維管束（開放維管束），如椴樹莖的維管束有形成層。依木質(zhì)部和韌皮部的位置分稗外韌維管束：如一般種子植物的莖。稗雙韌維管束：如瓜類、茄類、甘薯等的莖。稗 周韌維管束：如蕨類植物的根狀莖、大黃的莖等。差 周木維管束：如鳶尾的根狀莖，芹菜等的莖。善 輻射

6、維管束：如幼根的維管柱。3、組織系統(tǒng)在植物體中，各器官由一些復合組織進一步在結(jié)構和功能上組成有機的復合單位， 稱為組織系統(tǒng)。通常將植物體中各類組織歸納為三種組織系統(tǒng)。即：皮組織系統(tǒng)：包括表皮、周皮，覆蓋于植物體表，起保護作用。維管組織系統(tǒng)：包括木質(zhì)部、韌皮部或形成層，貫穿植物整體，輸導水分、無機鹽 和有機養(yǎng)料。基本組織系統(tǒng)：簡稱基本系統(tǒng)，主要包括各類薄壁細胞的營養(yǎng)組織和機械組織，位 于皮系統(tǒng)和維管系統(tǒng)之間，是植物體內(nèi)組織的基本成分。第二節(jié)根、莖和葉J- I、根J- 一、根的生理功能和經(jīng)濟利用根的生理功能1、主要功能是吸收2、固著和支持3、輸導4、合成多種氨基酸、激素、植物堿等5、儲藏和繁殖根的

7、用途食用：甘薯、蘿卜、甜菜、胡蘿卜等藥用：人參、大黃、當歸等工業(yè)原料：甜菜制糖，甘薯制淀粉和酒精觀賞：根雕、盆景露根處理二、根和根系的類型潘（一）主根、側(cè)根和不定根主根 初生根側(cè)根次生根二級側(cè)根 三生根定根和不定根：具相同的構造和功能，都能產(chǎn)生側(cè)根。（二）根系類型：直根系和須根系根系：植物個體全部根的總體直根系：大部分的雙子葉植物和裸子植物須根系：大部分的單子葉植物三）根系在土壤中的分布深根系和淺根系：一般直根系多為深根系，而須根系多為淺根系，但植物根系在土壤中的分布深度常因下列因素的影響植物種類生長發(fā)育情況土壤條件人為影響三、根的初生長和初生結(jié)構（一）根尖及其分區(qū)根尖：從根的頂端到著生根毛的

8、部分根冠分生區(qū)伸長區(qū)成熟區(qū)根冠保護生長點薄壁分泌粘液平衡石編程性死亡分生區(qū)善12mm，由原分生組織和初生分生組織組成。存初生分生組織：原表皮、基本分生組織和原形成層組成。芯 原生分生組織：具不活動中心伸長區(qū)稗 長幾毫米，是分生區(qū)向成熟區(qū)的一種過渡稗細胞顯著伸長體積增大并開始分化稗原生木質(zhì)部的環(huán)紋導管和原生韌皮部的篩管相繼出現(xiàn)稗是根尖伸長的主要原因成熟區(qū)稗 細胞停止生長出現(xiàn)各種成熟組織稗表皮通常有根毛產(chǎn)生稗根毛的多少與植物種類有關根毛產(chǎn)生過程役 根毛壽命很短，10-20天。但根毛區(qū)能保持一個穩(wěn)定的長度（二）根的初生結(jié)構初生結(jié)構；初生生長；伸長生長內(nèi)外切向壁；左右徑向壁；上下橫向壁平周分裂；垂周分

9、裂；橫分裂初生結(jié)構；初生生長；伸長生長內(nèi)外切向壁；左右徑向壁；上下橫向壁平周分裂；垂周分裂；橫分裂原表皮發(fā)育而來，一層表皮上往往特化形成根毛具薄的角化層有時表皮細胞特化形成傳遞細胞熱帶蘭科植物和一些附生的天南星科植物為多層，稱為根被皮層芯基本分生組織發(fā)育而來稗貯藏營養(yǎng)物質(zhì)稗外皮層：有時也會形成傳遞細胞稗皮層薄壁細胞：可貯藏營養(yǎng)物質(zhì)，胞間隙較大。稗 內(nèi)皮層：細胞較小，排列緊密，凱氏帶稗由根毛進入維管柱的輸導途徑維管柱-善中柱鞘：具潛在分裂能力，可形成側(cè)根、不定根、不定芽及部分維管形成層和木栓 形成層。善初生木質(zhì)部房初生韌皮部稗薄壁細胞：具潛在分裂能力初生木質(zhì)部稗 輻射狀排列，輻射角先端先成熟序原

10、生木質(zhì)部，環(huán)紋、螺紋導管稗后生木質(zhì)部，導管直徑較大，差外始式發(fā)育牌原型：二、三、四、五、六原型，七束以上稱多原型。同種植物不同品種或同一植 株的不同根上，原型會發(fā)生變化。初生韌皮部善外始式發(fā)育稗與木質(zhì)部相間排列稗由篩管、伴胞、韌皮薄壁細胞組成單子葉植物根的結(jié)構特點表皮：壽命短，根毛枯死即解體、脫落皮層：外13層后期轉(zhuǎn)為厚壁機械組織；內(nèi)皮層五面加厚；通道細胞正對木質(zhì)部角維管柱：多原型；中心部分多為髓，但也有無髓的；無形成層出現(xiàn)，無次生結(jié)構。（三）側(cè)根的發(fā)生起源于中柱鞘的一定部位，內(nèi)皮層可不同程度的參與側(cè)根的形成。內(nèi)起源根原始體的形成：位置與原型有關，二原型初韌和初木之間，或正對初韌；三四原型，正

11、對初木；多原型，正對初韌主根受損或切斷可促進側(cè)根的產(chǎn)生和生長四、根的次生生長和次生結(jié)構導（一）維管形成層的產(chǎn)生和活動形成層平周分裂向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)部，向外產(chǎn)生次生韌皮部一般次木多于次韌形成層垂周分裂擴大本身周徑，適應加粗（二）木栓形成層的產(chǎn)生和活動最早的木栓形成層起源中柱鞘木栓形成層活動產(chǎn)生周皮，外方組織因營養(yǎng)斷絕而死亡。新的木栓形成層在周皮以內(nèi)次生韌皮部中產(chǎn)生。（三）根的次生結(jié)構周皮次生韌皮部次生木質(zhì)部維管形成層維管射線：木射線；韌皮射線。推3 1 弱子葉植物根中組貌站化的過程五、根瘤和菌根共生：兩種生物生活在一起相互利用的關系稱為共生。根中常見共生現(xiàn)象有根瘤和菌根。（一）根瘤為豆科植物和土

12、壤中的根瘤菌形成的共生體。根瘤的形狀、大小、顏色因植物種類而不同。根瘤菌的侵入途徑除豆科植物外，自然界還有100多種植物能形成根瘤，但不是根瘤菌而是放線菌， 除豆科植物外根瘤菌只能與榆科的Parasponia屬共生結(jié)瘤。就是豆科植物也不是都 能結(jié)瘤的。（二）菌根為植物根和土壤中的真菌形成的共生體。外生菌根內(nèi)生菌根內(nèi)外生菌根共生真菌能加強根的吸收能力，把菌絲吸收水分和無機鹽等供給綠色植物使用，同 時還能產(chǎn)生植物激素和維生素B等刺激根系發(fā)育，分泌水解酶類促進根周圍有機物 質(zhì)的分解。高等植物把有機養(yǎng)料提供給真菌。六、根的變態(tài)必 根在長期發(fā)展過程中，為了行使特殊的功能，其形態(tài)結(jié)構發(fā)生了顯著的變異，這種

13、 變異非病理的或偶發(fā)的，而是該物種的正常遺傳特性，這種現(xiàn)象稱為變態(tài)，該器官 稱為變態(tài)器官。中（一）貯藏根肉質(zhì)直根：蘿卜、胡蘿卜、甜菜塊根：甘薯（二）氣生根支柱根：玉米、榕樹攀援根：常春藤、絡石、凌霄呼吸根：水松、紅樹寄生根：也稱吸器，如菟絲子II、 莖J- 一、莖的基本形態(tài)量（一）莖的外形一般圓柱形，但有些植物會呈三角形（莎草）、方形（蠶豆，薄荷）、扁平柱狀（曇 花、仙人掌）節(jié)：莖上著生葉的部位節(jié)間：兩節(jié)之間的部分（一）莖的外形根和莖在外形上的區(qū)別：莖：有節(jié)和節(jié)間，節(jié)上生葉，葉腋有腋芽頂端有頂芽。而根無上述結(jié)構。枝或枝條：著生葉和芽的莖。莖就是枝上除去葉和芽所留下的軸狀部分。長枝：節(jié)間顯著伸長

14、的枝條短枝：節(jié)間短縮，各個節(jié)間緊密相連甚至難于分辨的這種枝條。（一）莖的外形節(jié)部膨大（禾本科、蓼科）；節(jié)部縮小節(jié)間膨大（藕）葉痕：維管束痕：芽鱗痕：枝痕：皮孔：節(jié)部膨大（禾本科、蓼科）；節(jié)部縮小節(jié)間膨大（藕）葉痕：維管束痕：芽鱗痕：枝痕：皮孔：（二）芽的類型及構造芽：是幼態(tài)未伸展的枝、花或花序。芽的構造：以葉芽為例稗 生長錐；葉原基；幼葉；腋芽原基；此外還有芽鱗片。稗花芽：生長錐的周圍產(chǎn)生花各組成部分的原始體或花序的原始體。芽的類型按生長位置分：、 定芽：頂芽：生于莖或枝頂端側(cè)芽：（或腋芽）（生于葉腋）不定芽：生于老根、老莖、葉等處依性質(zhì)分稗葉芽（枝芽）：發(fā)育形成營養(yǎng)枝的芽。稗 花芽：發(fā)育形成

15、花或花序的芽，外形較肥大。稗 混合芽：形成枝、葉和花（花序），外形較肥大。依結(jié)構分稗 鱗芽（被芽）：具芽鱗保護，多數(shù)溫帶木本植物所具有。差 裸芽：沒有芽鱗保護，為草本植物和熱帶潮濕環(huán)境下木本植物所具有。依生理活動狀態(tài)分稗活動芽：當年生長季節(jié)萌發(fā)的芽。稗 休眠芽：當年生長季節(jié)不活動，暫時處于休眠狀態(tài)的芽?；顒友亢托菝哐渴軆?nèi)外因素的影響，也可發(fā)生轉(zhuǎn)變。（三）莖的生長習性和分枝1、莖的生長習性芯 直立莖：莖背地性生長，直立，大多數(shù)植物為此類型。稗 纏繞莖：莖幼時較柔軟，不能直立，以莖本身纏繞于它物上升。左旋；右旋。稗 攀援莖：以特有結(jié)構攀援它物上升。以卷須攀援；以氣生根攀援；以葉柄攀援；以鉤刺攀援；

16、以吸盤攀援。稗 匍匐莖：莖細長柔弱，沿地面蔓延生長。莖的分枝股 單軸分枝：也叫總狀分枝，主干總是由頂芽不斷向上伸展而成，主干極明顯。多數(shù) 裸子植物和部分被子植物屬此類。善合軸分枝：絕大多數(shù)被子植物屬此類。稗 假二叉枝：具對生葉的植物。如丁香。二、莖尖及其發(fā)育中（一）莖的頂端分生組織無類似根冠的結(jié)構，由許多幼葉包住，產(chǎn)生葉原基和芽原基。原分生組織和初生分生組織組成；初生分生組織由原表皮、基本分生組織和原形成 層組成。原套原體學說：解釋莖尖分生組織的結(jié)構（二）葉原基和芽原基葉和芽是由葉原基和芽原基逐步發(fā)育來的裸子植物和大部分被子植物：表面第二層和第三層細胞平周分裂；有些單子葉植物 由表層細胞平周分裂，后里面的細胞進行各個方向的分裂，形成葉原基。芽原基：先由外一二層細胞垂周分裂形成殼狀區(qū)，以后由殼狀區(qū)的二三