高中生物競賽課件【知識(shí) 精講精研 】 第一節(jié)：植物細(xì)胞壁及植物組織

一、植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)

1.細(xì)胞壁的層次結(jié)構(gòu)胞間層：是細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞時(shí)形成的，是相鄰細(xì)胞共有的一層薄膜，其主要成分是果膠質(zhì)，其特性是柔軟和膠粘，并有可塑性。因此胞間層在細(xì)胞間可起緩沖作用。初生壁：是在細(xì)胞生長過程中形成的細(xì)胞壁層次，主要成分是

纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)，通常較薄、柔軟而有彈性，能隨細(xì)胞生長而擴(kuò)展。次生壁：細(xì)胞體積停止增大后加在初生壁內(nèi)表面形成的壁層，其主要成分為纖維素和半纖維素，并常有木質(zhì)素、木栓質(zhì)等物質(zhì)填充其中細(xì)胞壁半纖維素：存在于纖維素分子間，相互連接，構(gòu)成了堅(jiān)硬的細(xì)胞相互連接的網(wǎng)絡(luò)。果膠：連接相鄰細(xì)胞壁，并形成細(xì)胞外基質(zhì)，將纖維素包埋在水合膠中。具有保水作用，果膠多糖降解形成的片段可作為信號(hào)調(diào)控基因表達(dá)。木質(zhì)素：主要位于纖維素纖維之間，它的作用是抵抗壓力。蛋白質(zhì)：占細(xì)胞壁干重的10%。它們主要是結(jié)構(gòu)蛋白和酶蛋白。富含羥脯氨酸的糖蛋白，定名為伸展蛋白。有助于植物抗病和抗逆性。真菌感染、機(jī)械損傷能引起伸展蛋白增加。紋孔和胞間連絲

初生紋孔場：初生壁上常有一些凹陷區(qū)域，其內(nèi)有許多胞間連絲通過，這個(gè)區(qū)域稱為初生紋孔場。紋孔：就是在細(xì)胞壁上，未經(jīng)次生加厚而留下的凹陷。相鄰兩細(xì)胞的紋孔通常成對(duì)存在，合稱紋孔對(duì)。紋孔對(duì)中的胞間層和兩邊的初生壁，合稱紋孔膜。紋孔的腔，稱為紋孔腔。胞間連絲：穿過細(xì)胞壁上的小孔連接相鄰細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)絲稱為胞間連絲，胞間連絲多分布在初生紋孔場上，細(xì)胞壁的其他部位也有胞間連絲。初生紋孔場、孔紋和胞間連絲的存在，都有利于細(xì)胞與環(huán)境以及細(xì)胞之間的物質(zhì)交流，尤其是胞間連絲，它把所有生活細(xì)胞的原生質(zhì)體連接成一個(gè)整體，從而使多細(xì)胞植物在結(jié)構(gòu)和生理活動(dòng)上成為一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)體。2.細(xì)胞壁的生長和特化

(1)木質(zhì)化：木質(zhì)素填充到細(xì)胞壁中的變化稱木質(zhì)化。細(xì)胞壁木質(zhì)化后硬度增加(2)角質(zhì)化：是細(xì)胞壁上增加角質(zhì)的變化。角質(zhì)是一種脂類化合物。角質(zhì)化細(xì)胞壁不易透水。這種變化大都發(fā)生在植物體表面的表皮細(xì)胞，角質(zhì)常在表皮細(xì)胞外形成角質(zhì)膜，以防止水分過分蒸騰、機(jī)械損傷和微生物的侵襲。(3)栓質(zhì)化：細(xì)胞壁中增加栓質(zhì)(suberin)的變化叫栓質(zhì)化，栓質(zhì)也是一種脂類化合物，栓質(zhì)化后的細(xì)胞壁失去透水和透氣能力。因此，栓質(zhì)化細(xì)胞的原生質(zhì)體大都解體而成為死細(xì)胞。栓質(zhì)化的細(xì)胞壁富于彈性，日用的軟木塞就是栓質(zhì)化細(xì)胞形成的。栓質(zhì)化細(xì)胞一般分布在植物老莖、枝及老根外層，以防止水分蒸騰，保護(hù)植物免受惡劣條件侵害。根凱氏帶中的栓質(zhì)是質(zhì)外體運(yùn)輸?shù)钠琳稀?/p>

(4)礦質(zhì)化：細(xì)胞壁中增加礦質(zhì)的變化叫礦質(zhì)化。最普通的有鈣或二氧化硅，多見于莖葉的表層細(xì)胞。礦化的細(xì)胞壁硬度增大，從而增加植物的支持力，并保護(hù)植物不易受到動(dòng)物的侵害。禾本科植物如玉米、稻、麥、竹子等的莖葉非常堅(jiān)利，就是由于細(xì)胞壁內(nèi)含有SiO2的緣故。二、后含物（二）、蛋白質(zhì)植物組織分生組織成熟組織原分生組織初生分生組織次生分生組織頂端分生組織側(cè)生分生組織居間分生組織按性質(zhì)和來源分按位置分類1.保護(hù)組織2.薄壁組織3.機(jī)械組織4.輸導(dǎo)組織5.分泌結(jié)構(gòu)簡單組織復(fù)合組織：維管組織三、植物組織（l）原分生組織：由胚細(xì)胞保留下來的，具有持久分裂能力。其分裂產(chǎn)生的細(xì)胞一部只分裂不分化，一部分分化為初生分生組織。一般位于根、生長點(diǎn)的莖最頂端，（2）初生分生組織：位于根端和莖端的原分生組織的后方，是原分生組織細(xì)胞分裂后經(jīng)有限生長或衍生而來的組織。它是一種邊分裂、邊分化的組織，也可看做是由分生組織向成熟組織過渡的組織。

（3）次生分生組織：是由成熟組織的細(xì)胞，脫分化后重新轉(zhuǎn)變而來的分生組織。（a）頂端分生組織：位于莖與根主軸的和側(cè)枝的頂端，多數(shù)沿根莖的長軸方向進(jìn)行橫向分裂，使根和莖不斷伸長。根據(jù)分化程度不同，分為原分生組織和初生分生組織。由頂端分生組織活動(dòng)引起的生長稱為初生生長。（b）側(cè)生分生組織：位于根和莖的側(cè)方周圍部分，靠近器官的邊緣。多為長的紡錘形細(xì)胞。有發(fā)達(dá)的液泡。以切向分離為主。包括形成層和木栓形成層。屬于次生分生組織，其細(xì)胞分裂引起根莖長粗。（c）居間分生組織：已分化的成熟組織中夾著一些未分化的分生組織（頂端分生組織），稱為居間分生組織。雨后春筍、小麥、玉米拔節(jié)、韭菜蔥割去葉子上后還能迅速生長，都是居間組織活動(dòng)的結(jié)果。成熟組織的概念：分生組織衍生的大部分細(xì)胞，逐漸喪失分裂能力，進(jìn)一步生長和分化，形成的行使特定功能的各種組織，稱為成熟組織，也稱永久組織。成熟組織的四個(gè)要點(diǎn)：喪失分裂能力經(jīng)進(jìn)一步生長和分化具有特定形態(tài)和結(jié)構(gòu)行使特定功能?！坝谰谩笔窍鄬?duì)的。分化程度淺的組織可以恢復(fù)分裂能力而形成次生分生組織。不同成熟組織的分化程度相差極大，有的分化程度高，功能相當(dāng)專一的組織，已永久失去分裂能力。如厚壁組織細(xì)胞。據(jù)功能不同分為：保護(hù)組織、薄壁組織、機(jī)械組織、輸導(dǎo)組織和分泌結(jié)構(gòu)五大類。保護(hù)組織分布：植物器官外表面，包括表皮和周皮兩個(gè)類型作用：保護(hù)、吸收、控制氣體交換1)表皮：表皮細(xì)胞：一層細(xì)胞，排列緊密，外壁有角質(zhì)層氣孔：保衛(wèi)細(xì)胞附屬物：表皮毛、腺毛、臘被等表皮細(xì)胞保衛(wèi)細(xì)胞氣孔周皮的形成：木栓形成層細(xì)胞進(jìn)行切向分裂，向外分化出木栓層，向內(nèi)分化出栓內(nèi)層，這樣木栓層、栓內(nèi)層和木栓形成層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)層就稱為周皮。

周皮的功能：主要體現(xiàn)在木栓層，其特征決定了木栓具有高度不透水性，并有抗壓、隔熱性和彈性，抗有機(jī)溶劑和多種化學(xué)藥品的特性，對(duì)植物體起到有效保護(hù)作用。2）.周皮木栓形成層在原來表皮氣孔的下方不形成，而是形成大量的薄壁細(xì)胞，細(xì)胞間隙大，可通氣，稱為皮孔皮孔lenticel：色木槭皮孔山楊皮孔薄壁組織

位置及來源：又稱基本組織，存在于根和莖的皮層、髓部，葉的葉肉，花瓣，果實(shí)，塊根、塊莖等處。是初生分生組織分裂分化而來的。由薄壁細(xì)胞組成。分為同化組織、儲(chǔ)藏組織、貯水組織和通氣組織。

功能：是植物體進(jìn)行各種代謝活動(dòng)的主要組織，如光合作用、呼吸作用、貯藏作用及各類代謝物的合成和轉(zhuǎn)化都主要由它進(jìn)行。發(fā)育方向：薄壁組織是分化潛力最大的成熟組織。幾乎所有的薄壁組織都有脫分化的潛能，兩種情況：第一、不經(jīng)分裂直接特化為其它組織，如其中產(chǎn)生的厚壁組織及厚角組織；還可轉(zhuǎn)化為其他細(xì)胞，分泌細(xì)胞等。第二、恢復(fù)分裂能力，經(jīng)分裂、分化而成為其他成熟組織。薄壁組織——

種類同化組織：植物體綠色部分的基本組織中，葉肉組織是最典型的同化組織。特點(diǎn)是細(xì)胞內(nèi)具有葉綠體。貯藏組織：貯藏大量營養(yǎng)物質(zhì)的薄壁組織，為最典型的薄壁組織。存在于各類貯藏器官，如塊根、塊莖、球莖、鱗莖、果實(shí)和種子中，根、莖的皮層和髓。通氣組織：具有大量胞間隙的薄壁組織。存在于水生和濕生植物，如睡蓮等的根、莖、葉中薄壁組織有大的間隙，在體內(nèi)形成一個(gè)相互貫通的通氣系統(tǒng)，使葉光合作用而產(chǎn)生的氧氣能通過它進(jìn)入根中。通氣組織還與在水中的浮力和支持作用有關(guān)。貯水組織：由貯藏大量水分的細(xì)胞構(gòu)成的組織，多見于肉質(zhì)植物。這些細(xì)胞較大，液泡內(nèi)他大量粘性汁液（具結(jié)合水）。機(jī)械組織：對(duì)植物體起主要支持作用的組織。根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同，可分為厚角組織和厚壁組織。厚角組織厚壁組織（纖維、石細(xì)胞）壁加厚方式初生壁性質(zhì)局部（不均勻）加厚次生壁全面（均勻）加厚細(xì)胞壁成份以纖維素為主，無木質(zhì)素以纖維素為主具木質(zhì)素生活狀態(tài)成熟細(xì)胞為活細(xì)胞，可繼續(xù)長成熟狀態(tài)為死細(xì)胞無生長能力發(fā)育方向具正常原生質(zhì)體具脫分化潛能無進(jìn)一步分化潛能輸導(dǎo)組織植物體水分、無機(jī)鹽和有機(jī)物的運(yùn)輸

木質(zhì)部(管胞或?qū)Ч?：運(yùn)輸水分和無機(jī)鹽的和

韌皮部（篩管和伴胞或篩胞：運(yùn)輸有機(jī)物質(zhì)的。管胞：死細(xì)胞。存在于所有維管植物中，管飽是大多數(shù)蕨類植物和裸子植物中唯一的輸導(dǎo)水分和無機(jī)鹽的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)管：被子植物既具有導(dǎo)管又具有管胞，但主要以導(dǎo)管輸送水分被子植物以伴胞和篩管輸送有機(jī)物，蕨類植物和多數(shù)裸子植物以篩胞輸送營養(yǎng)物質(zhì)。①木質(zhì)部：包含管胞和導(dǎo)管分子、纖維、薄壁細(xì)胞等。

管胞和導(dǎo)管分子都是厚壁的伸長細(xì)胞，成熟時(shí)都沒有生活的原生質(zhì)體，次生壁均具有各種式樣的木質(zhì)化增厚，在壁上呈現(xiàn)出環(huán)紋、螺紋、梯紋、網(wǎng)紋、孔紋的各種類型。管胞和導(dǎo)管分子在結(jié)構(gòu)和功能上并不完全相同。導(dǎo)管是由許多長柱形的細(xì)胞縱行連接而成。這些細(xì)胞幼時(shí)是生活的，成熟后原生質(zhì)體解體消失，相接的根壁形成穿孔，成為一連通的管道。四周的細(xì)胞壁木質(zhì)化，并不均勻地加厚，因而形成各種類型的導(dǎo)管。

管胞是單個(gè)細(xì)胞，末端楔形，壁厚且木質(zhì)化，其上具有緣紋孔，但不形成穿孔。在器官中縱向連接時(shí)，上下二細(xì)胞的端都緊密地重疊，水分通過管胞壁上的紋孔，從一個(gè)細(xì)胞流向另一個(gè)細(xì)胞。導(dǎo)管專營輸導(dǎo)功能，管胞除具輸導(dǎo)功能外，還兼有支持的功能。裸子植物運(yùn)輸水分和無機(jī)鹽的主要是管胞，但也有個(gè)別種類為導(dǎo)管，如買麻藤等。被子植物輸送水分和無機(jī)鹽的主要是導(dǎo)管，但也有個(gè)別種類為管胞，如水青樹等。導(dǎo)管及管胞的主要類型如下圖所示。

管胞的主要類型和篩胞（左）及導(dǎo)管分子的類型（右）

（左）A環(huán)紋管胞B螺紋管胞C梯紋管胞D孔紋管胞E篩管1．紋孔2．篩域

（右）A環(huán)紋B螺紋C梯紋D網(wǎng)紋E孔紋②韌皮部：也是一種復(fù)合組織，包含篩管分子或篩胞、伴胞、薄壁細(xì)胞、纖維等不同類型的細(xì)胞，其中與有機(jī)物的運(yùn)輸直接有關(guān)的是篩管分子或篩胞。篩管分子只具初生壁，壁的主要成分是果膠和纖維素。在它的上下端壁上分化出許多較大的孔，稱篩孔，具篩孔的端壁特稱篩板。粗的原生質(zhì)聯(lián)絡(luò)索穿過篩孔使上下鄰接的篩管分子的原生質(zhì)體密切相連。篩管分子的側(cè)壁具有許多特化的初生紋孔場，稱為篩域，其上的孔較一般薄壁細(xì)胞壁上初生紋孔場的孔大，比胞間連絲更粗的原生質(zhì)絲在此通過，這使篩管分子與側(cè)鄰的細(xì)胞有更密切的物質(zhì)交流。篩管分子具有生活的原生質(zhì)體，但細(xì)胞核在發(fā)育過程中最后解體，液泡膜也解體，細(xì)胞質(zhì)中保留有線粒體、質(zhì)體、P一蛋白體和一部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。P一蛋白體是大部分被子植物的篩管分子中特有的結(jié)構(gòu)。篩管分子側(cè)面通常與一個(gè)或一列伴胞相毗鄰，如右圖所示，伴胞是與篩管分子起源于同一個(gè)原始細(xì)胞的薄壁細(xì)胞，伴胞具有細(xì)胞核和各類細(xì)胞器，與篩管分子相鄰的壁上有稠密的篩域。篩管的運(yùn)輸功能與伴胞的代謝緊密相關(guān)。裸子植物和蕨類植物中，一般沒有篩管，運(yùn)輸有機(jī)物的分子是篩胞，它與篩管分子的主要區(qū)別在于篩胞的細(xì)胞壁上只有篩域，原生質(zhì)體中也沒有P一蛋白體。

分泌組織定義：具有分泌功能的細(xì)胞構(gòu)成的組織。分泌物種類及作用：植物分泌物的種類繁多，有糖類、揮發(fā)油、有機(jī)酸、生物堿、丹寧、樹脂、油類、蛋白質(zhì)、酶、殺菌素、生長素及多種無機(jī)鹽等。它們在植物體內(nèi)起著多種作用。許多植物的分泌物具有重要的經(jīng)價(jià)值，如橡膠、生漆、芳香油、蜜汁等。外分泌組織結(jié)構(gòu)定義：分泌物排出體外的分泌結(jié)構(gòu)稱外分泌結(jié)構(gòu)。腺表皮：具有分泌功能的表皮細(xì)胞。細(xì)胞特征為：細(xì)胞質(zhì)濃厚，分泌糖、氨基酸、酚類等化合物以組成的柱頭液，利于傳粉和控制花粉萌發(fā)。矮牽牛、漆樹花的柱頭是腺表皮，細(xì)胞成乳頭狀突起。腺毛：具有分泌功能的表皮毛狀附屬物。由頭部和柄部構(gòu)成，頭部由單個(gè)或多個(gè)分泌細(xì)胞組成。柄由具分泌功能的薄壁細(xì)胞組成。如煙草體表面的腺毛。蟄毛：是單個(gè)分泌細(xì)胞，似一個(gè)基部膨大的毛細(xì)管，頂部封閉為小圓球狀。與皮膚接觸時(shí)，圓球頂部原有的縫線破裂，露出鋒利的邊緣，刺進(jìn)皮膚，泡狀基部將蟻酸和組織胺等擠進(jìn)傷口。排水器：植物將體過剩的水分排出到體表的結(jié)構(gòu)。其過程為吐水。排水器由水孔、通水組織和維管束組成，水孔位于葉尖或葉緣，為無關(guān)閉功能的變態(tài)的氣孔。通水組織是水孔下一團(tuán)排列疏松的變態(tài)葉肉組織，無葉綠體。水分多余時(shí)，水通過小葉脈未端的管胞，流經(jīng)通水組織的胞間隙，從水孔排出，形成吐水。許多植物有的吐水現(xiàn)象。蜜腺：分泌糖液的外分泌結(jié)構(gòu)，存在于蟲媒植物花部。分泌花蜜，這類蜜腺稱花蜜腺。植物營養(yǎng)體地上部分（如莖、葉、葉柄等）部位的蜜腺稱花外蜜腺?？赡芘c植物進(jìn)化過程中為招引螞蟻，以避免其他食草害蟲的危害有關(guān)。②內(nèi)部的分泌結(jié)構(gòu)：

是指分泌物不排到體外的分泌結(jié)構(gòu)，包括分泌細(xì)胞、分泌腔或分泌道以及乳汁管。

1、分泌細(xì)胞：為生活或非生活細(xì)胞，細(xì)胞腔內(nèi)積聚特殊分泌物。薄壁細(xì)胞，單個(gè)分散，通常體積較大。如樟樹、臘梅科、仙人掌科、豆科等植物。（2）裂生型：因細(xì)胞中層溶解，細(xì)胞相互分開形成。如松柏類木質(zhì)部的樹脂道和漆樹韌皮部的漆汁道，完整的分泌細(xì)胞襯在分泌道的周圍。2、分泌腔或分泌道：是植物體內(nèi)貯藏分泌物的腔或管道，有三種（1）溶生型：部分細(xì)胞解體后形成。如柑橘葉子及果皮中的黃色透明小點(diǎn)，腔周圍有損壞的胞。（3）裂溶生型：上面二種方式相結(jié)合，如芒果屬葉莖中的分泌道。3、

乳汁管分泌乳汁的管狀細(xì)胞。有節(jié)乳汁管：由一個(gè)細(xì)胞隨植物體的生長不斷伸長和分枝而形成，長可達(dá)幾米。如夾竹桃、桑科和大戟科植物的乳汁管。無節(jié)乳汁管：由許多管狀細(xì)胞在發(fā)育過程中彼此相連，連接壁融化消失而形成。如菊科、罌粟科、番木瓜科、芭蕉科、橡膠樹屬等植物的乳汁管。乳汁管特征：乳汁管的壁是初生壁，無木質(zhì)化，其成熟細(xì)胞為多核，液泡與細(xì)胞之間無明確界線，原生質(zhì)體包圍著乳汁。第二節(jié)復(fù)合組織和組織系統(tǒng)

復(fù)合組織：

植物個(gè)體發(fā)育中由多種類型細(xì)胞構(gòu)成的組織，稱復(fù)合組織。如表皮、周皮、木質(zhì)部、韌皮部、維管組織等。

一、維管組織

（1）

定義：又稱為維管束，由木質(zhì)部和韌皮部組成。韌皮部：包括篩管(或篩胞)、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞、韌皮纖維共同構(gòu)成。作用是運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和起支持作用。木質(zhì)部：包括管胞、導(dǎo)管、木薄壁細(xì)胞、木纖維。作用是運(yùn)輸水分，和起支持作用。（2）維管類型根據(jù)木質(zhì)部和韌皮部之間是否有形成層有限維管：無形成層，不能增粗，如單子葉植物。無限維管：有形成層，如裸子和雙子葉植物。

有限外韌維管束：無形成層外韌維管束（韌皮部排列在外）無限外韌維管束：有形成層。雙韌維管束：木質(zhì)部的內(nèi)、外方均有韌皮部。周木維管束：木質(zhì)部圍繞韌皮部。同心維管束周韌維管束：韌皮部圍繞木質(zhì)部