植物生物學(xué)授課教案_第1頁(yè)
植物生物學(xué)授課教案_第2頁(yè)
植物生物學(xué)授課教案_第3頁(yè)
植物生物學(xué)授課教案_第4頁(yè)
植物生物學(xué)授課教案_第5頁(yè)
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楚雄師范學(xué)院課程教案課程名稱:植物生物學(xué)課程代碼:0500000144課程性質(zhì):必修課開課單位:化學(xué)與生命科學(xué)系主講教師:梁曉華教師職稱:副教授2007年8月植物生物學(xué)課程基本情況(一)授課專業(yè):生物技術(shù)、科學(xué)教育(二)學(xué)時(shí)學(xué)分:總學(xué)時(shí)72周4學(xué)時(shí),4學(xué)分(三)使用教材:楊繼主編《植物生物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,2007年3月版。(四)教學(xué)參考書1.周云龍著:《植物生物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時(shí)萬(wàn)著:《植物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學(xué)》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。(五)教學(xué)方法:課堂講授,啟發(fā)式教學(xué),課堂討論,提問(wèn)式教學(xué),師生互動(dòng)。(六)教學(xué)手段:多媒體教學(xué)(七)考核方式:閉卷考試,口試。(八)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的培養(yǎng)方法:

1、注意講清本課程中的基本概念和基本理論,在保持課程的科學(xué)性及系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上,應(yīng)突出重點(diǎn)、難點(diǎn),并努力反映本學(xué)科的新成就,新動(dòng)向,注意理論的實(shí)踐性和地區(qū)性。

2、教學(xué)過(guò)程中要充分利用實(shí)物、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件等,使理論與實(shí)際相結(jié)合,同時(shí)擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

3、有一部分內(nèi)容要求學(xué)生自學(xué)。學(xué)生自學(xué)部位不占總學(xué)時(shí),但仍然是大綱要求掌握內(nèi)容。學(xué)生自學(xué)部分,采用由教師提示,學(xué)生課后自學(xué)并提出問(wèn)題,老師課后解答的方式。

4、必要時(shí)對(duì)重點(diǎn)章節(jié),可在講授基礎(chǔ)上,提出一些新問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生查閱資料,并進(jìn)行課后分小組討論,作出書面作業(yè),以培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力等。5、期中考采用口試的方法以提高學(xué)生的表達(dá)能力。6、實(shí)驗(yàn)課單獨(dú)開設(shè),對(duì)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練,同時(shí)在考核中結(jié)合操作考試,以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。(九)學(xué)習(xí)規(guī)范要求:嚴(yán)格考勤,注重學(xué)生課堂表現(xiàn)及課堂參與情況;每個(gè)章節(jié)后的作業(yè)要求全部作出書面作業(yè),每周交作業(yè)一次,記入平時(shí)成績(jī)(占總成績(jī)的10%)。緒論教學(xué)時(shí)數(shù):2學(xué)時(shí)教學(xué)目的與要求:掌握植物生物學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容、基本任務(wù),領(lǐng)會(huì)植物生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位,以及植物在自然界、人類生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的意義。教學(xué)重點(diǎn):植物生物學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容、基本任務(wù),領(lǐng)會(huì)植物生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位。教學(xué)難點(diǎn):地球上植物的產(chǎn)生;植物生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位以及植物在自然界、人類生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的意義。方法手段:談話法、啟發(fā)式教學(xué),課堂討論。本章主要閱讀文獻(xiàn)資料:1.周云龍著:《植物生物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時(shí)萬(wàn)著:《植物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學(xué)》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)植物在自然界和人類生活中的作用第二節(jié)地球上植物的產(chǎn)生第三節(jié)植物與植物生物學(xué)(拓展)植物科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史和當(dāng)代植物科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)(拓展)學(xué)習(xí)植物生物學(xué)的目的、要求和方法第一節(jié)植物在自然界和人類生活中的作用一、植物是自然界中的第一性生產(chǎn)者,即初級(jí)生產(chǎn)者二、植物在維持地球上物質(zhì)循環(huán)的平衡中起著不可替代的作用三、植物為地球上其他生物提供了賴以生存的棲息和繁衍場(chǎng)所四、植物在調(diào)節(jié)氣溫、水土保持,以及在凈化生物圈的大氣和水質(zhì)等方面均有極其重要的作用第二節(jié)地球上植物的產(chǎn)生一、地球上原始生命誕生的時(shí)間在距今37-38億年前。二、無(wú)機(jī)小分子有機(jī)小分子有機(jī)高分子多分子體系原始生命三、原始生命誕生之初—距今19億年前,地球表面是水生細(xì)菌和藍(lán)藻生物的世界(原核生物時(shí)代);(一)大約4億年前,維管植物出現(xiàn)。(二)生物進(jìn)化的歷史進(jìn)程前寒武紀(jì)——34億年前:?jiǎn)渭?xì)胞原核生物20億年前:?jiǎn)渭?xì)胞真核藻類8億年前:多細(xì)胞生物寒武紀(jì):生物大爆發(fā),藻類、蕨類植物古生代——奧陶紀(jì)和志留紀(jì):植物由水生到陸生的進(jìn)化泥盆紀(jì):裸蕨植物時(shí)代石炭紀(jì):蕨類植物時(shí)代二疊紀(jì):裸子植物繁茂中生代—裸子植物時(shí)代三疊紀(jì):侏羅紀(jì):白堊紀(jì):恐龍滅絕、昆蟲和有花植物分化新生代—被子植物時(shí)代第三紀(jì):昆蟲與被子植物繼續(xù)繁盛分化、出現(xiàn)鳥類和大量哺乳動(dòng)物第四紀(jì):靈長(zhǎng)類一支進(jìn)化為人類第三節(jié)植物與植物生物學(xué) 一、植物特征:(一)具有固著生活方式(二)具有細(xì)胞壁(纖維素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))(三)有含葉綠體,能進(jìn)行光合作用,合成有機(jī)物質(zhì)。自養(yǎng)生物(四)具有永久分生組織、不斷生長(zhǎng)、分化,在植物個(gè)體發(fā)育中一直保持分裂能力、生長(zhǎng)、分化,形成器官(五)成熟細(xì)胞中有中央大液泡二、植物學(xué):是研究植物形態(tài)結(jié)構(gòu)、生殖、系統(tǒng)發(fā)育與分類的科學(xué)三、植物生物學(xué):以植物為主要對(duì)象,從不同層次(生態(tài)系統(tǒng)、生物群落、居群、個(gè)體、器官、組織、細(xì)胞、分子)研究植物體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能,研究植物生長(zhǎng)發(fā)育的生理與生化基礎(chǔ),研究植物與環(huán)境之間的相互關(guān)系及相互作用,研究植物多樣性的產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程與機(jī)制,以揭示植物個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中的基本規(guī)律的科學(xué)(拓展)植物科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史和當(dāng)代植物科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)一、植物科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史(一)、本草學(xué)階段:16世紀(jì)末以前,以實(shí)用為目的(二)、博物學(xué)階段:16世紀(jì)末至1859年,意大利西沙爾比諾以生殖器官作為分類基礎(chǔ),使植物學(xué)和實(shí)用的本草區(qū)別開來(lái)。主要是大量采集描述,指導(dǎo)思想是神創(chuàng)論。(三)、生物科學(xué)階段:1859—1953年,指導(dǎo)思想是進(jìn)化論,注重進(jìn)化關(guān)系,力求建立符合自然演化結(jié)果的系統(tǒng)關(guān)系(四)、生命科學(xué)階段:1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),研究從器官細(xì)胞水平進(jìn)入到分子水平,也即進(jìn)入到探索生命現(xiàn)象本質(zhì)的階段二、當(dāng)代植物科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)方向(一)兩極分化又相互融合:1.在微觀領(lǐng)域從分子水平探索生物的結(jié)構(gòu)、過(guò)程與機(jī)理,以揭示生物界的高度統(tǒng)一性;2.在宏觀領(lǐng)域研究生物圈與大氣圈、水圈、巖石圈的相互作用,及宇宙射線作用與無(wú)重力世界中的生命行為(二)各分支學(xué)科交叉滲透、相互推動(dòng)(三)從定性走向定量(四)從實(shí)驗(yàn)走向證明(五)在解決人類面臨的重大問(wèn)題中植物學(xué)將發(fā)揮重要作用:如發(fā)展designcrop等(拓展)學(xué)習(xí)植物生物學(xué)的目的、要求和方法一、學(xué)什么(一)基本的概念和定義(二)植物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)(三)功能和意義(四)生物學(xué)過(guò)程二、如何學(xué)習(xí)植物生物學(xué)三、把握生命的層次個(gè)體→器官→組織→細(xì)胞→細(xì)胞器→分子→原子分子生物學(xué);進(jìn)化生態(tài)宏觀生物學(xué)四、植物生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)要通過(guò)觀察、對(duì)比、分析、實(shí)驗(yàn)等,并在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上和實(shí)際聯(lián)系起來(lái),才會(huì)對(duì)植物學(xué)的知識(shí)有一個(gè)比較完整和比較深刻的理解。五、生物是活的東西一定要用活的眼光來(lái)學(xué)習(xí),如在植物發(fā)育的不同階段,有不同的形態(tài)、生理特征等本章要點(diǎn):植物生物學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容、基本任務(wù);植物生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位以及植物在自然界、人類生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的意義。教學(xué)內(nèi)容的深化和拓寬:植物科學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史和當(dāng)代植物科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì);學(xué)習(xí)植物生物學(xué)的目的、要求和方法。本章思考題:1.地球上的生命是如何產(chǎn)生的?在現(xiàn)今的環(huán)境條件下,生命起源的過(guò)程還會(huì)在地球表面發(fā)生嗎?2、為什么在太陽(yáng)系中只有地球上有豐富多樣的生命?這與植物有什么關(guān)系?3.你認(rèn)為“五界系統(tǒng)”的劃分合理嗎?還有其他更好的劃分方法嗎?4、什么是植物?你如何區(qū)分動(dòng)物和植物?5、在你的生活經(jīng)歷中,是否有一些植物吸引了你得特別注意?是否有一些植物生命活動(dòng)的現(xiàn)象你覺(jué)得有趣但又不知道問(wèn)什么?教學(xué)總結(jié)與反思:拓展教學(xué)內(nèi)容后效果好,增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,擴(kuò)大和加深了學(xué)生的知識(shí)面。第一章植物體的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)—細(xì)胞教學(xué)時(shí)數(shù):10學(xué)時(shí)。教學(xué)目的與要求:識(shí)記細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程,分析植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,綜合應(yīng)用構(gòu)成植物體的各種類型組織的結(jié)構(gòu)特征及它們之間的關(guān)系和生理機(jī)能。教學(xué)重點(diǎn):細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)、細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)及細(xì)胞器的種類及功能、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。植物細(xì)胞分裂的特點(diǎn);植物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程及各時(shí)期的細(xì)胞形態(tài)特征。植物組織的概念、分類和各類組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn):細(xì)胞壁的基本構(gòu)造及化學(xué)組成、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。植物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程及各時(shí)期的細(xì)胞形態(tài)特征,植物體生長(zhǎng)、發(fā)育的內(nèi)因。植物組織的概念、分類和各類組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。方法手段:談話法、啟發(fā)式教學(xué),課堂討論。本章主要閱讀文獻(xiàn)資料:1.周云龍著:《植物生物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時(shí)萬(wàn)著:《植物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學(xué)》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)細(xì)胞是構(gòu)成植物體的基本單位,植物細(xì)胞的形狀、大小、結(jié)構(gòu)及后含物,原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。第二節(jié)植物細(xì)胞的周期與增殖細(xì)胞周期,有絲分裂,無(wú)絲分裂,減數(shù)分裂。第三節(jié)植物細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和組織形成組織與器官的概念,植物組織的類型,組織系統(tǒng)。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)一、顯微鏡的發(fā)明(一)300多年前Leeuwenhoek制造出世界上最早的顯微鏡。1665年RobertHooke用自制的顯微鏡觀察軟木切片,發(fā)現(xiàn)軟木由很多“小室”構(gòu)成,形似蜂窩狀的小格子,他稱其為“cell”,這就是細(xì)胞。(二)1838年德國(guó)植物學(xué)家Schleiden,1839年德國(guó)動(dòng)物學(xué)家Schwann先后發(fā)現(xiàn)細(xì)胞是組成生物體的基本單位。二、細(xì)胞的基本概念(一)1855年,德國(guó)醫(yī)生和細(xì)胞學(xué)家Virchow指出,細(xì)胞來(lái)自于細(xì)胞。(二)細(xì)胞學(xué)說(shuō)可以歸納為以下兩點(diǎn):1所有生物都由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物組成;2新的細(xì)胞必須經(jīng)過(guò)已存在的細(xì)胞分裂而產(chǎn)生。(三)細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位;(四)細(xì)胞是生命的基本結(jié)構(gòu)單位,所有生物都是由細(xì)胞組成的;(六)細(xì)胞是生命活動(dòng)的功能單位,一切代謝活動(dòng)均以細(xì)胞為基礎(chǔ);(七)特化的細(xì)胞分工合作,共同完成復(fù)雜的生命活動(dòng);(八)細(xì)胞是生殖和遺傳的基礎(chǔ)與橋梁;具有相同的遺傳語(yǔ)言;(九)細(xì)胞是生物體生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立說(shuō)明了動(dòng)、植物有機(jī)界的統(tǒng)一性。恩格斯曾給予高度評(píng)價(jià),把它列為十九世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一。三、植物細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)(一)植物細(xì)胞的形狀與大小1、植物體由細(xì)胞構(gòu)成(單細(xì)胞或多細(xì)胞)2、細(xì)胞的大小通常在20-50mm之間植物細(xì)胞的大小差異很大,通常以μm——微米來(lái)計(jì)算,1μm=10-6m,1?=10-4μm=10-10m,1nm=10-9m,細(xì)胞的直徑一般為20-50μm,由于細(xì)胞如此之小,因此,肉眼一般不能直接分辨出來(lái),必須要在顯微鏡下才能觀察。但西紅柿、西瓜的果肉細(xì)胞直徑較大,可達(dá)1mm,肉眼可見。苧麻的纖維長(zhǎng)度為55cm。在同一植物體內(nèi),不同部位細(xì)胞的體積有明顯的差異,這種差異往往與各部分細(xì)胞的代謝活動(dòng)及細(xì)胞功能有關(guān)。一般講,生理活躍的細(xì)胞常常較小,而代謝活動(dòng)弱的細(xì)胞,則往往較大,例如根、莖頂端的分生組織細(xì)胞,就比代謝較弱的各種儲(chǔ)藏細(xì)胞明顯的要小。3、細(xì)胞的形態(tài)多樣,球形、多面體、立方體、長(zhǎng)形等由于植物體是多細(xì)胞體,細(xì)胞彼此間相互擠壓,呈多面體,長(zhǎng)寬近于相等,根尖、莖尖生長(zhǎng)錐中的分生組織細(xì)胞近于等徑,細(xì)胞的形狀為14面體。但這種理想化的細(xì)胞形狀很難見到。一般看到的有球形、橢球形、多面體、紡錘形、柱狀體等等。細(xì)胞的形狀由它所處的位置和執(zhí)行的功能有關(guān),是由遺傳因素也就是細(xì)胞核控制的。四、植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)(一)原生質(zhì)體原生質(zhì)體的概念:構(gòu)成生活細(xì)胞的除細(xì)胞壁以外所包含的各部分。原生質(zhì)的概念:構(gòu)成原生質(zhì)體的主要物質(zhì)稱為原生質(zhì)。細(xì)胞中具有生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。原生質(zhì)是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),細(xì)胞內(nèi)的一切代謝活動(dòng)都在原生質(zhì)內(nèi)進(jìn)行。包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。細(xì)胞質(zhì)又包括細(xì)胞器和胞基質(zhì)1、質(zhì)膜(plasmamembrane):又稱為生物膜,是原生質(zhì)體表面的一層薄膜,由脂類,蛋白質(zhì)和糖等組成。質(zhì)膜厚度為75-100?,質(zhì)膜橫斷面在電鏡下呈現(xiàn)“暗-明-暗”三條平行帶,暗帶為蛋白質(zhì)分子組成,明帶為脂類物質(zhì)組成,稱為單位膜。質(zhì)膜具有“選擇透性”,因而能控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的交換。質(zhì)膜的功能:(1)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸(2)能量轉(zhuǎn)換(3)代謝調(diào)節(jié)(4)細(xì)胞識(shí)別(5)抗逆性(6)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(7)纖維素的合成和微纖絲的組裝2、細(xì)胞質(zhì):包括細(xì)胞器和胞基質(zhì)(1)胞基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)稱為細(xì)胞基質(zhì),電子顯微鏡下為無(wú)特殊結(jié)構(gòu)的細(xì)胞質(zhì)部分,細(xì)胞骨架和各種細(xì)胞器,以及細(xì)胞核都包埋于其中。化學(xué)成份:小分子化合物包括水、無(wú)機(jī)鹽、溶解的氣體、糖類、氨基酸及核苷酸;大分子化合物包括蛋白質(zhì)、RNA和酶類。理化性質(zhì):活細(xì)胞的胞基質(zhì)處于不斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài),它能帶動(dòng)其中的細(xì)胞器,在細(xì)胞內(nèi)做有規(guī)則的持續(xù)流動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)稱胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)。功能:是細(xì)胞之間物質(zhì)運(yùn)輸和信息傳遞的介質(zhì);細(xì)胞代謝的重要場(chǎng)所;為各類細(xì)胞器行使功能提供必需的原料。(2)細(xì)胞器:散布于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原生質(zhì)微結(jié)構(gòu)或微器官。第一:質(zhì)體(Plastid):與糖類合成和儲(chǔ)藏有關(guān)(分成葉綠體(chloroplast),有色體(chromoplast)和白色體(leucoplast)三種)葉綠體chloroplast:綠色,植物體綠色部分如葉片、嫩莖皮層細(xì)胞可找到葉綠體。高等植物的葉綠體形狀大小比較接近,呈卵形而略扁,直徑為4-10μm,厚度為1-2μm。在低等植物中,葉綠體有各種形狀,如杯狀、帶狀和各種不規(guī)則形狀。葉綠體的構(gòu)造:具雙層膜:內(nèi)膜和外膜。膜內(nèi)充滿無(wú)色溶膠狀態(tài)的基質(zhì),基質(zhì)中有基粒,基粒由圓盤狀類囊體疊合而成,稱基粒片層,基粒有膜,基粒之間有基質(zhì)片層相聯(lián)系?;;蚧|(zhì)有光合作用所需的各種酶,分別完成光合作用中不同的化學(xué)反應(yīng),光反應(yīng)在基粒上進(jìn)行,暗反應(yīng)在基質(zhì)中進(jìn)行。有色體chromoplast:含黃素和胡蘿卜素及類胡蘿卜素,呈橙紅、橙黃的顏色。存在于植物的花瓣、果實(shí)和根中,如番茄、辣椒果實(shí),胡蘿卜根。有色體形狀多樣:球形、橢圓形、紡錘形等,能積聚淀粉和脂類物質(zhì),使植物的果實(shí)、花瓣呈現(xiàn)鮮艷的顏色,吸引動(dòng)物、昆蟲,有利于傳粉和果實(shí)種子的傳播。白色體leucoplast:不含色素,呈顆粒狀,多見于幼嫩或不見光的組織細(xì)胞中,多見于貯藏器官如塊根、塊莖,番薯、馬鈴薯,植物種子的胚。莖頂?shù)姆稚M織中,質(zhì)體因無(wú)色,稱前質(zhì)體,有的含原葉綠素,見光變綠。白色體近球形,在細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中能積累淀粉,稱為淀粉體(amyloplast),或參與油脂的形成,稱為造油體(elaioplast),儲(chǔ)藏蛋白質(zhì)的稱為蛋白體。三種質(zhì)體在一定的條件下可以發(fā)生轉(zhuǎn)變。第二:線粒體(mitochondrium)由雙層單位膜構(gòu)成,外面一層稱外膜,內(nèi)膜向內(nèi)形成管狀突起稱“嵴”,呈隔板狀,在嵴上附有很多功能與呼吸作用有關(guān)的酶,由于“嵴”的形成增大了內(nèi)膜的表面積,“嵴”與“嵴”之間是一些可溶性的蛋白質(zhì)稱基質(zhì)matrix,由蛋白質(zhì)、類脂組成。線粒體是細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用的重要場(chǎng)所,其呼吸釋放出大量能量——把糖、蛋白質(zhì)、脂肪等(含能物質(zhì))氧化產(chǎn)生CO2和水——這一過(guò)程中產(chǎn)生能量被傳遞到含磷的分子中,形成含高能量的三磷酸腺苷ATP,并透過(guò)膜傳遞到細(xì)胞的其他部分,提供各種代謝活動(dòng)的需要。線粒體是釋放能量的中心,被形容為“細(xì)胞的動(dòng)力工廠”第三:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)由膜組成的一系列片狀的囊腔和管腔,彼此相通形成一個(gè)隔離于細(xì)胞基質(zhì)的管道系統(tǒng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有兩種,在膜的外側(cè)附有有許多核糖體顆粒的,稱為粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(roughER),在膜的外側(cè)不附有核糖體的,稱為光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SmoothER)。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是核糖體集中分布的場(chǎng)所,而核糖體是合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器,因而推測(cè)粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要合成和運(yùn)輸脂類和多糖。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可與核膜的外膜、質(zhì)膜相連,甚至通過(guò)細(xì)胞壁的胞間連絲而與相鄰細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)生聯(lián)系。因此有人認(rèn)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)構(gòu)成一個(gè)細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓艿老到y(tǒng)。第四:核糖體ribosom又稱核糖核蛋白體,長(zhǎng)圓形或球形,直徑為15-25nm,主要成份是RNA和蛋白質(zhì),大量分布在細(xì)胞質(zhì)中和附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的外表面。核糖體是細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的中心。在執(zhí)行蛋白質(zhì)合成功能時(shí),多個(gè)核糖體常串聯(lián)在一起,形成多核糖體。由轉(zhuǎn)移核糖核酸t(yī)RNA將胞基質(zhì)中的氨基酸運(yùn)至核糖體處,在那里按信使核糖核酸mRNA模板將氨基酸合成各種蛋白質(zhì)。核糖體被喻為“蛋白質(zhì)的的裝配機(jī)器”。第五:高爾基體是一些聚集的扁的小囊和小泡。是細(xì)胞分泌物的加工和包裝場(chǎng)所,最后形成分泌泡將分泌物排出體外。高爾基體還與植物分裂時(shí)的新細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的形成有關(guān)。第六:液泡(vacuole):細(xì)胞代謝產(chǎn)物的儲(chǔ)藏場(chǎng)所被一層液泡膜(tonoplast)所包被,膜內(nèi)充滿細(xì)胞液(cellsap),主要有水分、糖、單寧、有機(jī)酸、植物堿、花色素、無(wú)機(jī)鹽等。液泡中含有花色素(主要是花青素anthocyanidin),致使花瓣具有鮮艷的顏色?;ㄇ嗨仉SpH不同其色澤可變,堿性時(shí)呈蘭色,中性時(shí)呈紫色,酸性時(shí)呈紅色。滲透調(diào)節(jié);貯藏;消化。細(xì)胞學(xué)家把細(xì)胞質(zhì)中凡是由單層膜所包圍的小泡,稱為液泡系(vacuome),包括液泡、溶酶體、圓球體、微體等。第七:溶酶體是單層膜小泡,由高爾基體斷裂而產(chǎn)生,內(nèi)含多種水解酶,可催化蛋白質(zhì)、核酸、脂類、多糖等生物大分子,消化細(xì)胞碎渣和從外界吞入的顆粒。第八:微體(micribady):?jiǎn)螌幽じ鶕?jù)所含酶的不同分為:過(guò)氧化物酶體和乙醛酸體兩種。過(guò)氧化物酶體:存在于高等植物的綠色細(xì)胞內(nèi),常與葉綠體、線粒體相配合,參與乙醇酸循環(huán),將光合作用產(chǎn)生的乙醇酸轉(zhuǎn)化成已糖。乙醛酸循環(huán)體:油料作物(蓖麻、向日葵)種子萌發(fā)時(shí),與圓球體和線粒體配合,把儲(chǔ)藏脂肪轉(zhuǎn)化成糖類。第九:圓球體(spherosome):半單位膜功能:脂肪的儲(chǔ)藏和水解。第十:細(xì)胞骨架(cytoskeleton)微絲(microfilament,MF):細(xì)絲狀結(jié)構(gòu),直徑6—8nm。微管(microtubule,MT):細(xì)長(zhǎng)、中空的管狀結(jié)構(gòu),外徑25nm。中間纖維(intermediatefilament,IF):細(xì)長(zhǎng)管狀結(jié)構(gòu),直徑10nm。功能:在細(xì)胞中起支架作用,保持細(xì)胞一定的形狀。也可能與細(xì)胞壁的增厚有關(guān)。與細(xì)胞的移動(dòng)和細(xì)胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)有密切關(guān)系。第十一:內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembranesystem)具膜的細(xì)胞器與核膜一起,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,彼此相關(guān),甚至相通,組成一個(gè)復(fù)雜的膜系統(tǒng),成為一個(gè)功能上連續(xù)統(tǒng)一的細(xì)胞內(nèi)膜,稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。物質(zhì)貯藏、運(yùn)輸、交換。有利于能量的轉(zhuǎn)換、傳遞。有利于信息的管理、代謝活動(dòng)的進(jìn)行。3、細(xì)胞核通常一個(gè)細(xì)胞只有一個(gè)細(xì)胞核,偶有雙核或多核。細(xì)胞核一般圓球形,直徑約10-20mm。細(xì)胞核由核膜、核質(zhì)和核仁等部分組成。(1)核膜:為核最外的一層與細(xì)胞質(zhì)分界的薄膜。結(jié)構(gòu):由內(nèi)外二層膜構(gòu)成,膜上有許多小孔,稱核孔。功能:核膜是核和細(xì)胞質(zhì)之間的屏障和通道。核孔和膜的非孔部分具有不同程度的通透性,可以進(jìn)行物質(zhì)和信息的交流。(2)染色質(zhì):是細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)存在的主要形式,其主要成分是DNA和蛋白質(zhì)。(3)核仁:含大量RNA和蛋白質(zhì),是核糖體RNA的合成、加工及核糖體亞單位的裝配場(chǎng)所。(4)核基質(zhì):染色質(zhì)和核仁都被液態(tài)的核基質(zhì)所包圍。(二)細(xì)胞壁(cellwall)1、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu):胞間層,初生壁,次生壁。(1)胞間層intercellularlayer:又稱中膠層。相鄰兩細(xì)胞共有的一層薄膜,主要成份為果膠質(zhì)(果膠酸鈣和果膠酸鎂),將相鄰細(xì)胞鏈接起來(lái)。在酸堿溶液中果膠酸酶能夠分解果膠質(zhì)。麻類作物拔下后要放在水里浸泡,叫“漚麻”,就是利用細(xì)菌產(chǎn)生的果膠酶將纖維細(xì)胞間的果膠質(zhì)溶解成分離的纖維細(xì)胞。(2)初生壁primarywall:細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中,原生質(zhì)體分泌出纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)附加在中膠層的兩面,構(gòu)成初生壁,也即,初生壁是細(xì)胞停止生長(zhǎng)以前所形成的細(xì)胞壁部分。初生壁薄,厚1-3μm,富有彈性,可塑空間大,適應(yīng)細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)體積增大。(3)次生壁secondarywall:細(xì)胞停止生長(zhǎng)后,原生質(zhì)體分泌纖維素、半纖維素、木質(zhì)素附加在初生壁上,使細(xì)胞腔越來(lái)越小。電子顯微鏡下,次生壁可以分成三層:外層,中層,內(nèi)層。次生壁質(zhì)地堅(jiān)硬,有較強(qiáng)的機(jī)械支持作用。纖維和石細(xì)胞等典型具次生壁的細(xì)胞,細(xì)胞壁有5層結(jié)構(gòu):胞間層、初生壁和三層次生壁。并不是所有細(xì)胞都有次生壁加厚,常見的有纖維、導(dǎo)管、管胞、石細(xì)胞停止增大體積后,有次生壁加厚。2、細(xì)胞壁的成分:細(xì)胞壁的主要組成物質(zhì)可分為構(gòu)架物質(zhì)和襯質(zhì)。構(gòu)架物質(zhì)主要是纖維素(C6H10O5),纖維素分子聚合成微纖絲,微纖絲交織成網(wǎng),構(gòu)成了細(xì)胞壁的基本構(gòu)架。100個(gè)纖維素分子組成1個(gè)分子團(tuán),20個(gè)分子團(tuán)組成一條微纖絲。襯質(zhì)填充于微纖絲“網(wǎng)”的空隙中。由微纖絲再聚集成較粗的纖絲,稱大纖絲,大纖絲間也充滿襯質(zhì)。細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中,細(xì)胞可擴(kuò)展,細(xì)胞中壁可加厚,由原生質(zhì)體合成的物質(zhì),木質(zhì)素、角質(zhì)、栓質(zhì)、硅質(zhì)可滲入到微纖絲組成的構(gòu)架中去。初生壁的微纖絲交織成疏松的網(wǎng)狀,網(wǎng)眼中有水、果膠質(zhì)、半纖維素、木質(zhì)素、角質(zhì),呈溶解狀態(tài),使初生壁柔軟,具有彈性。次生壁的微纖絲排列近于平行,方向不一致,風(fēng)外層垂直于中軸,中層與中軸成一定交角。3、細(xì)胞壁的亞顯微結(jié)構(gòu):電鏡下,構(gòu)成細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)單位是微纖絲(microfibril),由纖維素分子束(微團(tuán))聚合而成。微纖絲相互交織成網(wǎng)狀,構(gòu)成細(xì)胞壁的基本框架,果膠、木質(zhì)、栓質(zhì)等填充于微纖絲“網(wǎng)”的空隙中。微纖絲再聚集成較粗的纖絲,叫大纖絲(macrofibril)。微纖絲是在質(zhì)膜表面合成的,其在細(xì)胞壁上的沉積方向由分布在質(zhì)膜內(nèi)的微管決定;微纖絲排列方向的不同就形成了不同的細(xì)胞壁層次。4、胞間連絲(plasmodesmata)細(xì)胞壁生長(zhǎng)時(shí)并非均勻增厚,在初生壁上有一些較薄的區(qū)域叫初生紋孔場(chǎng)(primarypitfield),其上有許多小孔,細(xì)胞的原生質(zhì)細(xì)絲通過(guò)這些小孔,與相鄰細(xì)胞相連。穿過(guò)細(xì)胞壁,溝通相鄰細(xì)胞的原生質(zhì)細(xì)絲,稱為胞間連絲。胞間連絲是細(xì)胞原生質(zhì)體間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)傳導(dǎo)的橋梁。電鏡下,胞間連絲是直徑40nm的管狀結(jié)構(gòu),相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜通過(guò)胞間連絲相互連接起來(lái),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也相連。通過(guò)胞間連絲結(jié)合在一起的原生質(zhì)體,稱共質(zhì)體(symplast)。共質(zhì)體以外的部分,稱質(zhì)外體(apoplast),包括細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙和死細(xì)胞的細(xì)胞腔。共質(zhì)體運(yùn)輸:通過(guò)胞間連絲的物質(zhì)運(yùn)輸稱為共質(zhì)體運(yùn)輸;質(zhì)外體的運(yùn)輸:通過(guò)細(xì)胞壁和胞間隙的物質(zhì)運(yùn)輸稱為質(zhì)外體運(yùn)輸。5、紋孔pit:次生壁加厚時(shí),在初生壁上紋孔場(chǎng)的部位則不加厚,形成的凹陷區(qū)域稱為紋孔。相鄰兩個(gè)細(xì)胞的紋孔通常是成對(duì)出現(xiàn)的,稱紋孔對(duì)。紋孔膜:將一對(duì)紋孔隔開的薄膜稱紋孔膜,紋孔膜實(shí)際上就是胞間層+兩側(cè)初生壁。紋孔口:紋孔在細(xì)胞腔的開口。紋孔腔:從紋孔到紋孔膜之間的空腔。單紋孔:紋孔腔呈圓柱形,如纖維、石細(xì)胞、薄壁組織。具緣紋孔:紋孔周圍的次生壁離開初生壁隆起成一拱形結(jié)構(gòu),使紋孔具有隆起的邊緣,紋孔腔呈圓錐形。紋孔塞:裸子植物管胞上具緣紋孔,紋孔膜的中央加厚膨大形成。紋孔道:由具緣紋孔至紋孔膜之間的垂直空間,紋孔塞緣:紋孔塞周圍。具緣紋孔有三個(gè)同心圓:最內(nèi):紋孔口邊緣。中間:紋孔塞邊緣。最外:紋孔緣邊緣。6、細(xì)胞間隙intercellularspace:在細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中,細(xì)胞壁的中膠層(胞間層)部分溶解,形成一些空隙,稱為細(xì)胞間隙。具物質(zhì)運(yùn)輸、通氣、貯藏氣體的作用。(三)植物細(xì)胞的后含物1、貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(1)淀粉(starch):形式:以顆粒狀態(tài)存在,稱為淀粉粒(starchgrain)。鑒定:用碘—碘化鉀溶液染色時(shí),通常呈藍(lán)黑色。形成淀粉粒時(shí),先從一個(gè)點(diǎn)(臍點(diǎn))開始,向外層層沉積,形成許多同心的層次——輪紋(直鏈淀粉和支鏈淀粉交替沉積而成)。單粒淀粉粒:只有一個(gè)臍點(diǎn)。復(fù)粒淀粉粒:有2個(gè)以上臍點(diǎn),每個(gè)臍點(diǎn)有各自的輪紋。半復(fù)粒淀粉粒:2個(gè)以上臍點(diǎn),各臍點(diǎn)除有本身的輪紋外,還有共同的輪紋包圍。(2)蛋白質(zhì):擬晶體,其晶體與無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶不同,常呈方形,因此叫擬晶體(crystalloid);湖粉粒:由一層膜包裹成的圓球狀顆粒。(3)脂肪(fat)和油類(oil)形式:以固體或油滴的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中,是細(xì)胞中含能量最高而體積最小的貯藏物質(zhì),常存在于種子、胚和分生組織細(xì)胞中。2、生理活性物質(zhì)含量很少,但對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)起著非常重要作用的物質(zhì),統(tǒng)稱為生理活性物質(zhì)。包括酶、維生素、植物激素、殺菌素等。保證細(xì)胞內(nèi)一切生化反應(yīng)的正常進(jìn)行;調(diào)節(jié)和控制植物生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖以至遺傳、變異等一系列生命活動(dòng)過(guò)程。3、其它物質(zhì)糖類、有機(jī)酸、單寧、花青素、植物堿、精油、晶體等。植物細(xì)胞內(nèi)的晶體主要是草酸鈣晶體,稀碳酸鈣晶體,存在于液泡中。單晶:棱柱狀或角錐狀。針晶:針狀,常聚集成束。簇晶:球狀,由許多單晶聯(lián)合形成,每個(gè)單晶的尖端都突出于晶簇的表面。第二節(jié)植物細(xì)胞的周期與增殖一、細(xì)胞周期有分裂能力的細(xì)胞,從一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的一個(gè)完整過(guò)程稱為一個(gè)細(xì)胞周期。典型的細(xì)胞周期可包括間期和細(xì)胞分裂期兩部分。間期包括一個(gè)DNA合成期(S期)及S期前后兩個(gè)間隙期(G1期,G2期)。細(xì)胞分裂期則包括有絲分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)主要過(guò)程。細(xì)胞周期的持續(xù)時(shí)間:不同物種、不同組織細(xì)胞周期所經(jīng)歷的時(shí)間不同。一般來(lái)說(shuō),凡DNA含量高,細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。溫度條件的影響非常顯著,如向日葵根尖分生組織細(xì)胞,25℃時(shí)7.8h,20℃12.5h,15℃23.2h,10℃46h。細(xì)菌在適宜條件下,每20min分裂一次。周期中各個(gè)時(shí)期的長(zhǎng)短一般以S期最長(zhǎng),M期最短,G1和G2期變動(dòng)較大。如紫露草根尖細(xì)胞的周期約20h,間期約17.5h(G1期4h,S期10.8h,G2期2.7h),M期2.5h(前期1.6h,中期0.3h,后期及末期0.6h)。G0期細(xì)胞、周期細(xì)胞與終端分化細(xì)胞:有些細(xì)胞在形成之后不再進(jìn)行DNA的復(fù)制,即細(xì)胞周期停止于G1期,脫離了細(xì)胞周期,不再進(jìn)行分裂,可視為G0期細(xì)胞。但在一定條件下,可恢復(fù)分裂能力,重新進(jìn)入細(xì)胞周期。有些細(xì)胞能連續(xù)分裂,從不進(jìn)入G0期,屬周期細(xì)胞。還由一些細(xì)胞不可逆地脫離了細(xì)胞周期,失去分裂能力,為終端化細(xì)胞。二、有絲分裂有絲分裂是真核細(xì)胞分裂最普遍的形式。在有絲分裂過(guò)程中,細(xì)胞的形態(tài),尤其是細(xì)胞核的形態(tài)發(fā)生明顯的變化,出現(xiàn)了染色體(chromosome)和紡錘絲(spindlefiber),有絲分裂由此得名。1、核分裂核分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程,從細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)染色體開始,經(jīng)一系列的變化,最后分裂成二個(gè)子核(daughternucleus)為止。為了解說(shuō)上的便利,一般將這整個(gè)的連續(xù)過(guò)程人為地劃分成幾個(gè)時(shí)期,這就不可避免地在談到一方時(shí),要牽涉到另一方,而不能截然劃分。根據(jù)細(xì)胞核形態(tài)的變化,一般把它分成以下幾個(gè)時(shí)期:(1)間期(interphase)間期是從前一次分裂結(jié)束,到下一次分裂開始的一段時(shí)間,它是分裂前的準(zhǔn)備時(shí)期。處于間期的細(xì)胞,在形態(tài)上一般沒(méi)有十分明顯的特征,細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)像前面描述的那樣,呈球形,具有核膜、核仁,染色質(zhì)不規(guī)則地分散于核液中。然而,間期細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)很濃、細(xì)胞核位于中央并占很大比例、核仁明顯,反映出這時(shí)的細(xì)胞具有旺盛的代謝活動(dòng)。經(jīng)細(xì)胞化學(xué)測(cè)定,間期細(xì)胞進(jìn)行著大量的生物合成,如RNA的合成,蛋白質(zhì)的合成,DNA的復(fù)制等,為細(xì)胞分裂進(jìn)行物質(zhì)上的準(zhǔn)備。同時(shí),細(xì)胞內(nèi)也積累足夠的能量,提供分裂活動(dòng)的需要。根據(jù)在不同的時(shí)期合成的物質(zhì)不同,一般把整個(gè)間期分為三個(gè)階段:復(fù)制前期(G2期)、復(fù)制期(S期)和復(fù)制后期(G2期)。G2期從細(xì)胞前一次分裂結(jié)束到DNA合成開始,在此時(shí)期,主要進(jìn)行RNA和各類蛋白質(zhì)的合成,其中包括多種酶的合成。當(dāng)細(xì)胞開始進(jìn)行DNA的復(fù)制,就意味著進(jìn)入S期,在此期中,DNA的復(fù)制和組蛋白的合成基本完成。接著進(jìn)入G2期,在此期中,某些合成作用仍在繼續(xù)進(jìn)行,但合成速度明顯下降。G2期結(jié)束后,細(xì)胞便進(jìn)入分裂期(M期),分裂期又包括前期、中期、后期和末期四個(gè)時(shí)期。(2)前期(prophase)從前期開始,細(xì)胞真正進(jìn)入了分裂時(shí)期。前期的特征是細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)染色體,隨后核膜和核仁消失,同時(shí)紡錘絲開始出現(xiàn)。在前期的稍后階段,細(xì)胞核的核仁逐漸消失,最后核膜瓦解,核內(nèi)的物質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)彼此混合。同時(shí),細(xì)胞中出現(xiàn)了許多細(xì)絲狀的紡錘絲。(3)中期(metaphase)中期的細(xì)胞特征是染色體排列到細(xì)胞中央的赤道面(equatorialplane)上,紡錘體非常明顯。(4)后期(anaphase)后期的細(xì)胞特征是染色體分裂成二組子染色體(daughterchromo-some),在紡錘絲牽引下,二組子染色體分別朝相反的兩極運(yùn)動(dòng)。(5)末期(telophase)末期是染色體到達(dá)兩極,直至核膜、核仁重新出現(xiàn),形成新的子核。2、胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂是在二個(gè)新的子核之間形成新細(xì)胞壁,把一個(gè)母細(xì)胞(mothercell)分隔成二個(gè)子細(xì)胞(daughtercell)的過(guò)程。在一般情況下,核分裂和胞質(zhì)分裂在時(shí)間上是緊接著的,但是在有些情況下,核分裂后不一定立即進(jìn)行胞質(zhì)分裂,而是延遲到核經(jīng)過(guò)多次重復(fù)分裂后再形成細(xì)胞壁,例如經(jīng)常在種子的胚乳發(fā)育過(guò)程中所看到的那樣。甚至,有時(shí)只有核的分裂而不形成新的細(xì)胞壁,從而形成一個(gè)多核的細(xì)胞,如某些低等植物和被子植物的無(wú)節(jié)乳汁管。胞質(zhì)分裂通常在核分裂后期,染色體接近兩極時(shí)開始,這時(shí)紡錘體出現(xiàn)了形態(tài)上的變化,在二個(gè)子核之間連續(xù)絲中增加了許多短的紡錘絲,形成了一個(gè)密集著紡錘絲的桶狀區(qū)域,稱為成膜體(phragmoplast)。在電子顯微鏡下顯示出,成膜體中有許多含有多糖類物質(zhì)的小泡,由細(xì)胞內(nèi)向赤道面運(yùn)動(dòng),并在那里聚集,接著相互融合,釋放出多糖類物質(zhì),構(gòu)成細(xì)胞板(cellplate),將細(xì)胞質(zhì)從中間開始隔開。同時(shí),小泡的被膜相互融合,在細(xì)胞板兩側(cè),形成新的質(zhì)膜。在形成細(xì)胞板時(shí),成膜體由中央位置逐漸向四周擴(kuò)展,細(xì)胞板也就隨著向四周延伸,直至與原來(lái)母細(xì)胞的側(cè)壁相連接,完全把母細(xì)胞分隔成二個(gè)子細(xì)胞。這時(shí),細(xì)胞板就成為新細(xì)胞壁的胞間層的最初部分。20世紀(jì)80年代初,科學(xué)家用免疫熒光定位技術(shù)觀察到整個(gè)有絲分裂過(guò)程中微管的動(dòng)態(tài)變化,發(fā)現(xiàn)與染色體相似,微管的形成和分布也有一個(gè)周期性的變化規(guī)律:在間期細(xì)胞中,微管在質(zhì)膜下環(huán)繞細(xì)胞的長(zhǎng)軸成環(huán)狀排列,并較均勻分散,稱為周質(zhì)微管。到早前期,微管集中到細(xì)胞中部赤道面的位置,在原生質(zhì)體的外周,環(huán)繞細(xì)胞核緊密平行地排列成一個(gè)環(huán),稱早前期帶,同時(shí),其他部位的微管基本消失。以后,隨細(xì)胞分裂的進(jìn)行,早前期帶逐漸松解、消失,繼而出現(xiàn)紡錘體微管和后期的成膜體微管。微管在細(xì)胞周期中的這種變化規(guī)律稱微管周期(microtubulecycle)。在微管周期中早前期帶的位置精確地標(biāo)出了以后細(xì)胞板出現(xiàn)的位置,也就是說(shuō),早前期帶在較早的時(shí)期就決定了細(xì)胞的分裂方向。而在植物的發(fā)育過(guò)程中,細(xì)胞的分裂方向與以后組織的分化和器官的形成有密切的相關(guān)性。因此,對(duì)植物發(fā)育中微管的作用、影響微管的合成和分布的因素、進(jìn)而控制微管的研究已成為植物細(xì)胞學(xué)上重要的研究領(lǐng)域之一。3.有絲分裂的特點(diǎn)和意義在有絲分裂過(guò)程中,每次核分裂前必須進(jìn)行一次染色體的復(fù)制,在分裂時(shí),每條染色體裂為二條子染色體,平均地分配給兩個(gè)子細(xì)胞,這樣就保證了每個(gè)子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同數(shù)量和類型的染色體。決定遺傳特性的基因既然存在于染色體上,因此,每一子細(xì)胞就有著和母細(xì)胞同樣的遺傳性。在子細(xì)胞成熟時(shí),它又能進(jìn)行分裂。在多細(xì)胞的植物生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期,出現(xiàn)無(wú)數(shù)的細(xì)胞分裂,而每一個(gè)細(xì)胞以后的分裂,基本上又按上述的方法進(jìn)行。因此,有絲分裂保證了子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同的遺傳潛能,保持了細(xì)胞遺傳的穩(wěn)定性。三、無(wú)絲分裂無(wú)絲分裂又稱為直接分裂或非有絲分裂。它的分裂過(guò)程較簡(jiǎn)單,分裂時(shí),核內(nèi)不出現(xiàn)染色體,不發(fā)生像有絲分裂過(guò)程中出現(xiàn)的一系列復(fù)雜的變化。無(wú)絲分裂有多種形式,最常見的是橫縊式分裂,細(xì)胞核先延長(zhǎng),然后在中間縊縮、變細(xì),最后斷裂成二個(gè)子核。另外,還有碎裂、芽生分裂、變形蟲式分裂等多種形式,而且,在同一組織中可以出現(xiàn)不同形式的分裂。無(wú)絲分裂與有絲分裂相比,速度較快,耗能較少。物理化學(xué)和細(xì)胞化學(xué)證明無(wú)絲分裂產(chǎn)生的二個(gè)子核,具有質(zhì)上的區(qū)別。四、減數(shù)分裂植物在有性生殖的過(guò)程中,都要進(jìn)行一次特殊的細(xì)胞分裂,這就是減數(shù)分裂。在減數(shù)分裂過(guò)程中,細(xì)胞連續(xù)分裂二次,但染色體只復(fù)制一次,因此,使同一母細(xì)胞分裂成的4個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)只有母細(xì)胞的一半,減數(shù)分裂由此而得名。減數(shù)分裂的全過(guò)程包括二次緊相連接的分裂過(guò)程,每次分裂都與有絲分裂相似,根據(jù)細(xì)胞中染色體形態(tài)和位置的變化,各自劃分成前期、中期、后期和末期,但減數(shù)分裂整個(gè)過(guò)程,尤其是第一次分裂比有絲分裂復(fù)雜得多。1.第一次分裂(簡(jiǎn)稱分裂Ⅰ)(1)前期Ⅰ這一時(shí)期發(fā)生在核內(nèi)染色體復(fù)制已完成的基礎(chǔ)上,整個(gè)時(shí)期比有絲分裂的前期所需時(shí)間要長(zhǎng),變化更為復(fù)雜。根據(jù)染色體形態(tài),又被分為5個(gè)階段:細(xì)線期(leptotene)細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)、線狀的染色體,細(xì)胞核和核仁繼續(xù)增大。在一些植物中,細(xì)長(zhǎng)的染色體還經(jīng)過(guò)一度纏繞、縮短變粗,使輪廓清晰可見。這時(shí),每條染色體含有二條染色單體,它們僅在著絲點(diǎn)處相連接。偶線期(zygotene)也稱合線期。細(xì)胞內(nèi)的同源染色體(即來(lái)自父本和母本的二條相似形態(tài)的染色體)兩兩成對(duì)平列靠攏,這一現(xiàn)象也稱聯(lián)會(huì)(synapsis)。如果原來(lái)細(xì)胞中有20條染色體,這時(shí)候便配成10對(duì)。每一對(duì)含4條染色單體,構(gòu)成一個(gè)單位,稱四聯(lián)體(tetrad)。粗線期(pachytene)染色體繼續(xù)縮短變粗,同時(shí),在四聯(lián)體內(nèi),同源染色體上的一條染色單體與另一條同源染色體的染色單體彼此交叉組合,并在相同部位發(fā)生橫斷和片段的互換,使該二條染色單體都有了對(duì)方染色體的片段,從而導(dǎo)致了父母本基因的互換,但每個(gè)染色單體仍都具有完全的基因組。雙線期(diplotene)發(fā)生交叉的染色單體開始分開,由于交叉常常不止發(fā)生在一個(gè)位點(diǎn),因此,使染色體呈現(xiàn)出X、V、8、0等各種形狀。終變期(diakinesis)染色體更為縮短,達(dá)到最小長(zhǎng)度,并移向核的周圍靠近核膜的位置。以后,核膜、核仁消失,最后并出現(xiàn)紡錘絲。(2)中期Ⅰ各成對(duì)的同源染色體雙雙移向赤道面。細(xì)胞質(zhì)中形成紡錘體。這時(shí)與一般有絲分裂中期的區(qū)別在于有絲分裂前期因無(wú)聯(lián)會(huì)現(xiàn)象,所以中期染色體在赤道面上排列不成對(duì)而是單獨(dú)的。(3)后期Ⅰ由于紡錘絲的牽引,使成對(duì)的同源染色體各自發(fā)生分離,并分別向兩極移動(dòng)。這時(shí),每一邊的染色體數(shù)目只有原來(lái)的一半。(4)末期Ⅰ到達(dá)兩極的染色體又聚集起來(lái),重新出現(xiàn)核膜、核仁,形成二個(gè)子核;同時(shí),在赤道面形成細(xì)胞板,將母細(xì)胞分隔為兩個(gè)子細(xì)胞。由上可知,這兩個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目,只有母細(xì)胞的一半。然后,新生成的子細(xì)胞緊接著發(fā)生第二次分裂。也有新細(xì)胞板不立即形成,而連續(xù)進(jìn)行第二次分裂的。2.第二次分裂(簡(jiǎn)稱分裂Ⅱ)分裂Ⅱ一般與分裂Ⅰ末期緊接,或出現(xiàn)短暫的間歇。這次分裂與前一次不同,在分裂前,核不再進(jìn)行DNA的復(fù)制和染色體的加倍,而整個(gè)分裂過(guò)程與一般有絲分裂相同,分成前、中、后、末4個(gè)時(shí)期,前期較短,而不像分裂Ⅰ那樣復(fù)雜。前期Ⅱ核內(nèi)染色體呈細(xì)絲狀,逐漸變粗短,至核膜、核仁消失。中期Ⅱ每個(gè)細(xì)胞染色體排列在赤道面上,紡錘體明顯。后期Ⅱ每條染色體的二條染色單體隨著著絲點(diǎn)的分裂而彼此分開,由紡錘絲牽向兩極。末期Ⅱ移向兩極的染色單體各組成一個(gè)子核,并各自形成一個(gè)子細(xì)胞。至此,整個(gè)減數(shù)分裂過(guò)程正式完成。由上可見,減數(shù)分裂中一個(gè)母細(xì)胞要經(jīng)歷兩次連續(xù)的分裂,形成4個(gè)子細(xì)胞,每個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)只有母細(xì)胞的一半。染色體的減半實(shí)際上是發(fā)生在第一次分裂過(guò)程中。減數(shù)分裂的生物學(xué)意義:減數(shù)分裂具有重要的生物學(xué)意義。減數(shù)分裂是與生物的有性生殖相聯(lián)系的,它發(fā)生在特殊的細(xì)胞中,通過(guò)減數(shù)分裂導(dǎo)致了有性生殖細(xì)胞(配子)的染色體數(shù)目減半,而在以后發(fā)生有性生殖時(shí),二個(gè)配子相結(jié)合,形成合子,合子的染色體重新恢復(fù)到親本的數(shù)目。這樣周而復(fù)始,使有性生殖的后代始終保持親本固有的染色體數(shù)目和類型。因此,減數(shù)分裂是有性生殖的前提,是保持物種穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。同時(shí),在減數(shù)分裂過(guò)程中,由于同源染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)、交叉和片段互換,從而使同源染色體上父母本的基因發(fā)生重組,從而產(chǎn)生了新類型的單倍體細(xì)胞,這就是有性生殖能使子代產(chǎn)生變異的原因。第三節(jié)植物細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和組織形成一、植物細(xì)胞的生長(zhǎng)概念:植物細(xì)胞的生長(zhǎng)是細(xì)胞體積增大但細(xì)胞數(shù)量不增加。植物細(xì)胞生長(zhǎng)有兩種方式:一是細(xì)胞伸長(zhǎng),是細(xì)胞吸水膨脹的結(jié)果;二是細(xì)胞實(shí)質(zhì)性生長(zhǎng),細(xì)胞的鮮重與干重隨著體積的增加而增加。在液泡連合成中央大液泡的同時(shí),也發(fā)展出各種細(xì)胞器,如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、質(zhì)體、細(xì)胞壁增厚等。二、植物細(xì)胞的分化概念:細(xì)胞分化就是分生組織細(xì)胞在其成熟的過(guò)程中發(fā)生與其同一來(lái)源的相鄰細(xì)胞不同的變化。被子植物分化出70多種組織,這些組織都是細(xì)胞分化的結(jié)果。細(xì)胞分化建立在細(xì)胞分裂的基礎(chǔ)上,能夠進(jìn)行細(xì)胞分裂的細(xì)胞稱為“分生組織細(xì)胞”。細(xì)胞分化包括形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的變化,形成了細(xì)胞功能專門化的結(jié)構(gòu),如纖維、導(dǎo)管、篩管等。細(xì)胞分化的動(dòng)力:精卵結(jié)合,形成合子,發(fā)展成整株植物,構(gòu)成植物的每一個(gè)生活細(xì)胞都帶有父母本的全套遺傳信息,具備發(fā)成整株植物的潛在能力?,F(xiàn)代組織培養(yǎng)證明了這一點(diǎn)。但對(duì)于具有相同遺傳信息的細(xì)胞又分化出結(jié)構(gòu)與功能很不相同的各種器官和組織,都是未解決的問(wèn)題。細(xì)胞的分化肯定和遺傳有關(guān),此外與外界環(huán)境,體內(nèi)位置,細(xì)胞極性,生長(zhǎng)素和細(xì)胞分階段裂素的水平有關(guān)。三、組織(tissue):在植物體中,具有相同來(lái)源的細(xì)胞(由一個(gè)細(xì)胞或同一群有分裂能力的細(xì)胞)分裂、生長(zhǎng)與分化形成的細(xì)胞群稱為組織。間單組織(simpletissue):由一種類型細(xì)胞構(gòu)成的組織。復(fù)合組織(compoundtissue):由多種類型細(xì)胞構(gòu)成的組織。(一)植物組織的類型分生組織(meristematictissueormeristem)和成熟組織(maturetissue)。1、分生組織(1)具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞群。存在植物體的某些部位。(2)分生組織的類型:按在植物體上的位置分:頂端分生組織(apicalmeristem):位于莖與根的主軸和側(cè)枝的頂端,它們的分裂活動(dòng)可以使根和莖不斷伸長(zhǎng),并在莖上形成側(cè)枝和葉,使植物體擴(kuò)大營(yíng)養(yǎng)面積。莖的頂端分生組織最后還將產(chǎn)生生殖器官。頂端分生組織細(xì)胞的特征是:細(xì)胞小而等徑,具有薄壁,細(xì)胞核位于中央并占有較大的體積,液泡小而分散,原生質(zhì)濃厚,細(xì)胞內(nèi)通常缺少后含物。側(cè)生分生組織(lateralmeristem):側(cè)生分生組織位于根和莖的側(cè)方的周圍部分,靠近器官的邊緣。它包括維管形成層(cambium)和木栓形成層(corkcambium)。維管形成層的活動(dòng)能使根和莖不斷增粗,以適應(yīng)植物營(yíng)養(yǎng)面積的擴(kuò)大。木栓形成層的活動(dòng)是使長(zhǎng)粗的根、莖表面或受傷的器官表面形成新的保護(hù)組織。側(cè)生分生組織的細(xì)胞與頂端分生組織的細(xì)胞有明顯的區(qū)別,例如形成層細(xì)胞大部分呈長(zhǎng)梭形,原生質(zhì)體高度液泡化,細(xì)胞質(zhì)不濃厚。而且它們的分裂活動(dòng)往往隨季節(jié)的變化具有明顯的周期性。居間分生組織(intercalarymeristem):是夾在多少已經(jīng)分化了的組織區(qū)域之間的分生組織,它是頂端分生組織在某些器官中局部區(qū)域的保留。典型的居間分生組織存在于許多單子葉植物的莖和葉中,例如竹子、水稻、小麥等禾谷類作物。按來(lái)源性質(zhì)分:原分生組織(promeristem):原分生組織是直接由胚細(xì)胞保留下來(lái)的,一般具有持久而強(qiáng)烈的分裂能力,位于根端和莖端最前的位置。初生分生組織(primarymeristem):由原分生組織剛衍生的細(xì)胞組成,這些細(xì)胞在形態(tài)上已出現(xiàn)了最初的分化,但細(xì)胞仍具有很強(qiáng)的分裂能力,因此,它是一種邊分裂、邊分化的組織,也可看作是由分生組織向成熟組織過(guò)渡的組織。次生分生組織(secondarymeristem):次生分生組織是由成熟組織的細(xì)胞,經(jīng)歷生理和形態(tài)上的變化,脫離原來(lái)的成熟狀態(tài)(即反分化),重新轉(zhuǎn)變而成的分生組織。注意:原分生組織和初生分生組織分裂的結(jié)果使器官伸長(zhǎng),次生分生組織的分裂結(jié)果使器官增粗。凡是由根尖、莖尖的初生分生組織細(xì)胞分裂、分化形成的成熟組織,都稱初生組織。凡是由形成層等次生分生組織的細(xì)胞所產(chǎn)生的成熟組織都叫次生組織。把①、②兩種分類方法結(jié)合起來(lái)看:頂端分生組織包括原分生組織和初生分生組織,而側(cè)生分生組織一般屬于次生分生組織,特別是木栓形成層是典型的次生分生組織。2.成熟組織(permanent)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(zhǎng)和分化,形成的其它各種組織。成熟組織的類型:按其功能可分為:保護(hù)組織(protectivetissue)、薄壁組織(parenchyma)、機(jī)械組織(mechianicaltissue)、輸導(dǎo)組織(conductingtissue)、分泌組織(secretorytissue)。(1)保護(hù)組織:覆蓋于植物體表起保護(hù)作用,包括表皮(epidermis)和周皮(periderm)。①表皮:表皮細(xì)胞:一層板狀細(xì)胞,排列緊密,無(wú)細(xì)胞間隙(除氣孔外)。表皮外常覆蓋有角質(zhì)膜。電鏡下角質(zhì)膜可分為兩層:角質(zhì)和蠟質(zhì)(角質(zhì)層)角質(zhì)膜角質(zhì)和纖維素(角化層)氣孔器:氣孔器——?dú)怏w進(jìn)出植物體的門戶。由二個(gè)特殊的保衛(wèi)細(xì)胞和它們間的開口——?dú)饪坠餐M成。保衛(wèi)細(xì)胞成腎形或啞鈴形,含葉綠體,具特殊不均勻增厚的細(xì)胞壁,通過(guò)改變細(xì)胞的形態(tài),而使氣孔開放或關(guān)閉。表皮毛:單細(xì)胞或多細(xì)胞的表皮毛,具有保護(hù)及防止水分喪失的功能。腺毛:具分泌功能的表皮毛。非腺毛:不具分泌功能。毛的形態(tài)、類型,表皮的結(jié)構(gòu),角質(zhì)膜的紋飾等均可作為植物分類的鑒別依據(jù)。根表皮:根表皮具薄的細(xì)胞壁和薄的角質(zhì)層。某些根表皮細(xì)胞外壁向外延伸,形成管狀突起,形成根毛,增加了根的吸收面積,主要與水分和無(wú)機(jī)鹽吸收有關(guān),因而又稱為吸收組織。表皮存在時(shí)間:僅有初生生長(zhǎng)(無(wú)加粗生長(zhǎng))的草本植物的表皮終生起作用;沒(méi)有次生生長(zhǎng)的器官——葉、花和果實(shí)的表皮到器官死亡為止。具加粗生長(zhǎng)的根莖表皮會(huì)因器官的增粗而破壞,其保護(hù)功能由次生保護(hù)組織周皮所取代。②次生保護(hù)組織——周皮存在于加粗生長(zhǎng)的根和莖的表面。由木栓形成層分裂形成:木栓層木栓形成層周皮栓內(nèi)層皮孔(lentical):周皮上的通氣結(jié)構(gòu)(2)薄壁組織又稱基本組織,是進(jìn)行各種代謝活動(dòng)的主要組織。具薄的細(xì)胞壁,較少特化,細(xì)胞常呈等徑的多面體,具生活的原生質(zhì)體,具有限的分裂能力。具發(fā)達(dá)的細(xì)胞間隙。薄壁組織按功能分為:同化組織:營(yíng)光合作用的薄壁組織,稱為同化組織。特點(diǎn):細(xì)胞含有大量葉綠體,行光合作用合成有機(jī)物質(zhì)。部位:存在于植物體的一切綠色部分—葉肉、嫩莖等。貯藏組織貯藏大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的組織稱為貯藏組織。特點(diǎn):細(xì)胞內(nèi)充滿貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。部位:存在于各類貯藏器官中—塊根、塊莖、球莖、鱗莖、果實(shí)、種子等。根莖皮層和髓及其它薄壁組織也有貯藏功能。貯水組織貯藏水分的組織,特點(diǎn):細(xì)胞較大,具較大的中央大液泡,可貯存大量水分備用,多存在于旱生植物的肉質(zhì)植物體內(nèi)。通氣組織具有大量細(xì)胞間隙的薄壁組織稱為通氣組織,水生植物的根莖薄壁組織有較大的胞間隙,形成氣腔或氣道,它們?cè)隗w內(nèi)形成一個(gè)相互貫通的通氣系統(tǒng),使生于水下的器官得到氧氣。傳遞細(xì)胞(transfercell):20世紀(jì)60年代末,在電鏡下發(fā)現(xiàn)了一類特殊的薄壁細(xì)胞——傳遞細(xì)胞(傳輸細(xì)胞或轉(zhuǎn)移細(xì)胞)。細(xì)胞壁具有內(nèi)突生長(zhǎng),與物質(zhì)迅速傳遞密切相關(guān)的一類特化的薄壁細(xì)胞。(3)機(jī)械組織對(duì)植物體具有支持作用和加固作用的組織(相當(dāng)于水泥建筑中的鋼筋骨架)。細(xì)胞特點(diǎn):①細(xì)胞壁局部或全部加厚,起機(jī)械支持的作用。②細(xì)胞多成束存在,且排列緊密,起加固的作用。厚角組織(collenchyma):細(xì)胞的初生壁具不均勻的增厚。在細(xì)胞的角隅上增厚特別明顯。故稱厚角組織。有些細(xì)胞弦向壁也特別厚?;瘜W(xué)成分:纖維素、果膠和半纖維素。具生活的原生體,具分裂潛能。分布于莖、葉柄、葉片和花柄等部位的表皮下,連續(xù)成筒或分離成束。生長(zhǎng)莖和葉的支持組織。厚壁組織具均勻增厚的、常木質(zhì)化的次生壁,成熟后原生質(zhì)體死亡。分為石細(xì)胞(sclereidorstonecell)和纖維(fiber)。石細(xì)胞:等徑或不規(guī)則,細(xì)胞壁很厚、強(qiáng)烈木質(zhì)化的次生壁,具紋孔道。分布于莖、葉、果實(shí)和種子中,增加器官的硬度和支持作用。纖維:二端尖細(xì)成梭狀的細(xì)長(zhǎng)細(xì)胞,長(zhǎng)度是寬度的許多倍。細(xì)胞壁的次生壁增厚,紋孔稀少成縫狀,成熟時(shí)原生質(zhì)體一般消失。少數(shù)纖維可保留原生質(zhì)體。分布成熟植物體各部分,常相互重疊排列。根據(jù)所處位置,可分為木纖維和韌皮纖維兩類:木纖維:存在于木質(zhì)部中,較短,堅(jiān)硬而缺少?gòu)椥?,脆而易斷,不宜作紡織原料,但可造紙或作人造纖維。韌皮纖維:存在于韌皮部中,細(xì)胞壁極厚,富含纖維素,堅(jiān)韌而有彈性,是良好的工業(yè)原料(其工業(yè)價(jià)值取決于細(xì)胞長(zhǎng)度和細(xì)胞壁含纖維素的程度)。(4)輸導(dǎo)組織分為運(yùn)輸水分和無(wú)機(jī)鹽的木質(zhì)部(xylem)和運(yùn)輸有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的韌皮部(phloem)。木質(zhì)部①組成分子:導(dǎo)管分子、管胞、木纖維、木薄壁細(xì)胞。管胞和導(dǎo)管分子:具厚壁的伸長(zhǎng)細(xì)胞,成熟后無(wú)原生質(zhì)體,次生壁具各種式樣的木質(zhì)加厚。管胞為單個(gè)細(xì)胞,上下相鄰細(xì)胞通過(guò)端部楔形的管胞壁上的紋孔相通。另兼有支持的功能。大多數(shù)蕨類和裸子植物植物通過(guò)管胞輸導(dǎo)水分。壁增厚,紋孔變窄,成為木纖維(支持)管胞端壁溶解,成為導(dǎo)管(輸導(dǎo))導(dǎo)管分子端壁在發(fā)育過(guò)程過(guò)程中溶解,形成一個(gè)或幾個(gè)穿孔(perforation),具穿孔的端壁特稱為穿孔板(perforatedplate)。②導(dǎo)管(vessel):許多導(dǎo)管分子縱向連接成細(xì)胞列,通過(guò)穿孔直接溝通,這樣的導(dǎo)管分子連稱為導(dǎo)管。韌皮部組成分子:篩管分子(sieve-tubeelement)和篩胞(sievecell)、伴胞(companioncell)、韌皮薄壁細(xì)胞和韌皮纖維。①篩管分子:只具初生壁,主要成分為果膠和纖維素。端壁具篩孔,該端壁稱為篩板(sieveplate),上下兩細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)通過(guò)篩孔彼此相連,與胞間連絲相似,但較粗大,特稱聯(lián)絡(luò)索,在聯(lián)絡(luò)索周圍由胼胝質(zhì)鞘包圍。在衰老或休眠的篩管中,篩板上積累大量胼胝質(zhì),形成墊狀的胼胝體封閉篩孔;休眠解除時(shí)消失。篩域(sievearea):篩分子的細(xì)胞壁上簇生小孔的區(qū)域。篩管:篩管分子通過(guò)篩板連接成縱向的細(xì)胞行列。胼胝質(zhì)(cellose):分布于聯(lián)絡(luò)索周圍的葡聚糖。篩管分子具生活的原生質(zhì)體,缺乏細(xì)胞核,成熟時(shí)液泡膜破裂。細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體存在。但缺乏核糖體、高爾基體、微管和細(xì)胞核。P-蛋白:成熟篩管分子中沿細(xì)胞壁分布并通過(guò)篩域或篩板上的篩孔的蛋白質(zhì)體系。②伴胞:與篩胞由同一細(xì)胞衍生的,與篩管分子緊密相連的一種特化的薄壁細(xì)胞。具濃厚的細(xì)胞質(zhì),結(jié)構(gòu)上類似分泌細(xì)胞。參與物質(zhì)向篩管分子的運(yùn)輸。③篩胞:蕨類植物和裸子植物運(yùn)輸有機(jī)物的細(xì)胞。其細(xì)胞壁只有篩域,沒(méi)有篩板。④韌皮纖維:木質(zhì)化程度較弱,較堅(jiān)韌。⑤韌皮薄壁細(xì)胞:儲(chǔ)存和橫向運(yùn)輸作用。維管組織木質(zhì)部和韌皮部的組成中分別以具有輸導(dǎo)功能的管狀分子——導(dǎo)管分子、管胞,和篩管分子或篩胞為主,所以形態(tài)學(xué)上,將木質(zhì)部和韌皮部稱為維管組織。(6)分泌結(jié)構(gòu)(secretorystructure)分泌現(xiàn)象:某些植物細(xì)胞能合成一些特殊的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物,并把它們排出體外、細(xì)胞外或積累于細(xì)胞內(nèi)。植物分泌物的種類多種多樣。根據(jù)分泌物是否排出體外,分泌結(jié)構(gòu)分為外部分泌結(jié)構(gòu)和內(nèi)部分泌結(jié)構(gòu)。①外分泌結(jié)構(gòu):②內(nèi)部的分泌結(jié)構(gòu):二、組織系統(tǒng)(tissuesystem)皮組織系統(tǒng):包括表皮和周皮,覆蓋于整個(gè)植物體的表面,形成一個(gè)連續(xù)的保護(hù)層?;窘M織系統(tǒng):由各類薄壁組織、厚角組織和厚壁組織構(gòu)成,是植物體各部分的基本組成。維管組織系統(tǒng):由輸導(dǎo)組織木質(zhì)部和韌皮部構(gòu)成,貫穿于整個(gè)植物體內(nèi),把植物體各部分有機(jī)地連接在一起。植物整體的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為維管系統(tǒng)包埋于基本系統(tǒng)之中,而外面又覆蓋著皮系統(tǒng),它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上和功能上組成一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一整體,相互協(xié)作,相互依存,共同完成植物的生命過(guò)程。本章要點(diǎn):植物細(xì)胞的一般構(gòu)造、細(xì)胞壁的基本構(gòu)造及化學(xué)組成、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)、細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)及細(xì)胞器的種類及功能、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。別植物細(xì)胞分裂、分化的特點(diǎn),植物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程及各時(shí)期的細(xì)胞形態(tài)特征,搞清植物體生長(zhǎng)、發(fā)育的內(nèi)因。真核和原核細(xì)胞、動(dòng)物和植物細(xì)胞之間的區(qū)別。植物組織的概念、分類和各類組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);搞清各類組織在植物體中的分布。教學(xué)內(nèi)容的深化和拓寬:顯微鏡的發(fā)明,細(xì)胞學(xué)說(shuō),植物細(xì)胞中的后含物。增加了原核細(xì)胞與真核細(xì)胞進(jìn)行了對(duì)比、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的對(duì)比等。本章思考題:1.真核細(xì)胞與原核細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上有哪些不同?2、如何理解細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的概念?3.植物細(xì)胞壁是由哪些成分構(gòu)成的?它們與細(xì)胞壁的功能有何關(guān)系?4、何為細(xì)胞周期?細(xì)胞周期中各個(gè)階段的主要活動(dòng)有哪些?5、有絲分裂與減數(shù)分裂有哪些異同?6、如何理解細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化?7、薄壁細(xì)胞、厚壁細(xì)胞和厚角細(xì)胞的主要差異是什么?教學(xué)總結(jié)與反思:拓展教學(xué)內(nèi)容后效果好,增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,擴(kuò)大和加深了學(xué)生的知識(shí)面。第二章植物的類群及其生活史特點(diǎn)教學(xué)時(shí)數(shù):15學(xué)時(shí)教學(xué)目的與要求:掌握植物各類群的基本特征,植物分類的方法,分類的基本單位和階層系統(tǒng),植物命名法;識(shí)記植物分類的雙名法以及植物分類的基本單位和階層系統(tǒng)。教學(xué)重點(diǎn):植物各類群的基本特征,植物分類的方法,分類的基本單位和階層系統(tǒng),植物命名法。教學(xué)難點(diǎn):各類群生活史;植物分類的方法,分類的基本單位和階層系統(tǒng)。方法手段:談話法、啟發(fā)式教學(xué),課堂討論。本章主要閱讀文獻(xiàn)資料:1.周云龍著:《植物生物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,2004年9月版;2.陸時(shí)萬(wàn)著:《植物學(xué)》(第2版),高等教育出版社,1991年4月版;3.潘瑞熾著:《植物生理學(xué)》(第5版),高等教育出版社,2004年6月版。教學(xué)內(nèi)容:第一節(jié)細(xì)菌和藍(lán)藻第二節(jié)綠藻、紅藻和褐藻第三節(jié)粘菌和真菌第四節(jié)苔蘚植物第五節(jié)蕨類植物第六節(jié)裸子植物第七節(jié)被子植物第一節(jié)細(xì)菌和藍(lán)藻細(xì)菌形態(tài)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、繁殖方法、生態(tài)習(xí)性、在植物界的地位、代表植物、經(jīng)濟(jì)用途藍(lán)藻(一)主要特征藻體形態(tài)—單細(xì)胞,非絲狀群體,絲狀體。不具鞭毛細(xì)胞結(jié)構(gòu)—細(xì)胞壁為肽聚糖,原核,周質(zhì)中有膜狀片層系統(tǒng)光合色素—葉綠素a,β胡蘿卜素和藍(lán)藻黃素,藻膽素光合產(chǎn)物—藍(lán)藻淀粉、藍(lán)藻顆粒體、脂質(zhì)顆粒等異行胞—絲狀藍(lán)藻細(xì)胞列中的一種特殊細(xì)胞(壁厚,顆粒物質(zhì)溶解,淡黃綠色或透明狀),功能:營(yíng)養(yǎng)繁殖,固氮繁殖方式—營(yíng)養(yǎng)繁殖:細(xì)胞直接分裂、斷裂和形成段殖體;少數(shù)種類無(wú)性繁殖:外生孢子、內(nèi)生孢子;厚壁孢子生境和分布—淡水、海水,潮濕地面、樹皮、巖面、墻壁(二)分類及經(jīng)濟(jì)價(jià)值食用:地木耳(地軟、地達(dá)菜)NostoccommuneVauch.發(fā)菜NostocflagelliformeBorn.EtFlah.固氮:約150種能固氮,中國(guó)約30種,使稻增產(chǎn)7~15%放氫:缺氧條件下,固氮酶催化放氫形成水華:魚腥藻、微囊藻等能形成水華第二節(jié)綠藻、紅藻和褐藻一、真核藻類概述(一)藻體的形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài):?jiǎn)渭?xì)胞、各式群體、絲狀體、葉狀體、管狀體大?。簬讉€(gè)微米——幾米(海帶)——百米(巨藻)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)明顯組織分化少數(shù)種類有表皮層、皮層和髓的分化,如海帶植物體通常稱為原植體(thallus)(二)細(xì)胞結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁:大多數(shù)具細(xì)胞壁,僅隱藻、裸藻、多數(shù)金藻無(wú)2、細(xì)胞核:均具真核,有核膜、核仁,出現(xiàn)染色體3、細(xì)胞器:具質(zhì)體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡等4、光合器(載色體):杯、盤、帶、星、塊、網(wǎng)狀等多種形態(tài);綠藻和輪藻形成簡(jiǎn)單的基粒,其余藻類不形成基粒5、光合色素:①葉綠素類:葉綠素a、b、c、d4種;②類胡蘿卜素類:5種胡蘿卜素和多種葉黃素③藻膽素類:紅藻、隱藻和甲藻中含藻膽素6、葉綠體:含葉綠素a、b,呈綠色的光合器7、色素體:含葉綠素c或d,呈褐、黃褐或紫紅色的光合器(三)生殖結(jié)構(gòu)單細(xì)胞(單室)多細(xì)胞(多室)孢子囊或配子囊,無(wú)不育細(xì)胞壁層藏精器和藏卵器(輪藻),有不育細(xì)胞壁層(四)鞭毛和眼點(diǎn)除紅藻門外真核藻類的營(yíng)養(yǎng)體或生殖細(xì)胞多具鞭毛鞭毛的結(jié)構(gòu)均為(9+2)型模式尾鞭型鞭毛:鞭毛表面光滑茸鞭型鞭毛:鞭毛表面有很多橫生的纖細(xì)茸毛眼點(diǎn):游動(dòng)細(xì)胞的光感受器,圓形或橢圓形,由類嗜鋨脂滴組成(五)繁殖1、營(yíng)養(yǎng)繁殖:細(xì)胞分裂、藻體斷離、繁殖小枝2、無(wú)性生殖:產(chǎn)生無(wú)性孢子—游動(dòng)孢子、不動(dòng)孢子等3、有性生殖:同配生殖;異配生殖;卵式生殖:合子或受精卵脫離母體,產(chǎn)生新藻體;合子或受精卵不發(fā)育成胚。(六)真核藻類的生活史合子減數(shù)分裂:合子萌發(fā)時(shí)進(jìn)行減數(shù)分裂,具核相交替配子減數(shù)分裂:形成配子時(shí)進(jìn)行減數(shù)分裂,具核相交替孢子減數(shù)分裂:形成孢子時(shí)進(jìn)行減數(shù)分裂有孢子體和配子體兩種植物體,即具世代交替同形世代交替;孢子體和配子體外形相似異形世代交替:配子體和孢子體在外形上不同1、綠藻門8600余種,分布廣藻體:?jiǎn)渭?xì)胞、群體、絲狀體、葉狀體、管狀體等細(xì)胞壁由纖維素構(gòu)成含葉綠素a、b,葉綠體中有一至多個(gè)蛋白核儲(chǔ)藏物質(zhì)主要為淀粉少數(shù)種類的營(yíng)養(yǎng)體和多數(shù)種類的孢子或配子多具2條或4條頂生等長(zhǎng)的鞭毛,少數(shù)1、8或多條,尾鞭型90%分布于淡水或潮濕土表等處,10%海產(chǎn)2、褐藻門褐藻植物體是多細(xì)胞的,有的有組織分化。細(xì)胞有壁,分為兩層,內(nèi)層是纖維素的,外層是藻膠組成的。同時(shí)在細(xì)胞壁內(nèi)還含有褐藻糖膠。載色體含有葉綠素a和c、β-胡蘿卜素和6種葉黃素。葉黃素中有1種叫墨角藻黃素,使藻體呈褐色。細(xì)胞光合作用積累的貯藏食物,主要是褐藻淀粉和甘露醇。褐藻的精子和游動(dòng)孢子一般具2條不等長(zhǎng)側(cè)生鞭毛,向前方伸出的1條較長(zhǎng),是茸鞭型;向后方伸出的1條較短,是尾鞭型的。3、紅藻門植物體多數(shù)是多細(xì)胞的,少數(shù)是單細(xì)胞的。某些種類有一定的組織分化。細(xì)胞壁內(nèi)層為纖維素質(zhì)的,外層是果膠質(zhì)的。載色體中含有葉綠素a和d、β-胡蘿卜素和葉黃素類,此外,還有藻膽素和藻藍(lán)素,故藻體多呈紅色。紅藻細(xì)胞中貯藏紅藻淀粉和紅藻糖。第三節(jié)粘菌和真菌一、粘菌(一)主要特征及代表種類的生活習(xí)性、形態(tài)和生活史特點(diǎn)。一類介于動(dòng)物和真菌之間的生物。(二)營(yíng)養(yǎng)體:生長(zhǎng)期或營(yíng)養(yǎng)期為一團(tuán)裸露的原生質(zhì)團(tuán),多核,無(wú)胞壁,可作變形運(yùn)動(dòng),亦稱變形體。(三)無(wú)性生殖:繁殖期形成多細(xì)胞的孢子囊構(gòu)造并產(chǎn)生具有纖維質(zhì)細(xì)胞壁的孢子。(四)分類:約500種,分三綱:黏菌綱(約450種)、集胞菌綱和根腫菌綱。(五)粘菌生境和營(yíng)養(yǎng)方式:粘菌生長(zhǎng)在陰濕土壤、木塊、腐朽植物體、糞便等上面,細(xì)胞沒(méi)有壁,單核或多核。(六)代表種類粘菌:似絨泡菌,是一團(tuán)象變形蟲樣運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞質(zhì)。吸收死亡的有機(jī)體、細(xì)菌和孢子。二、真菌(一)主要特征1、營(yíng)養(yǎng)體(1)少數(shù)單細(xì)胞,多數(shù)由菌絲組成菌絲體。(2)低等真菌菌絲無(wú)隔,僅受傷或生殖時(shí)產(chǎn)生全封閉式隔膜。(3)高等真菌菌絲均有隔膜,隔膜上有各種類型小孔。(4)某些真菌在環(huán)境不良或繁殖時(shí),菌絲密結(jié)成菌絲組織體。(5)根狀菌索:細(xì)長(zhǎng)如根,尖端可生長(zhǎng)延伸,并產(chǎn)生子實(shí)體。(6)子座:墊狀。(7)菌核:顏色深、質(zhì)地堅(jiān)硬的核狀體,耐高低溫及干旱,條件適宜時(shí)萌發(fā)產(chǎn)生子實(shí)體。2、營(yíng)養(yǎng)(異養(yǎng)型)腐生:從動(dòng)植物尸體或其它有機(jī)質(zhì)取得營(yíng)養(yǎng)。寄生:菌絲變態(tài)成吸器從活的有機(jī)體獲取營(yíng)養(yǎng)。共生:如菌根。專性腐生。專性寄生。兼性腐生。兼性寄生。(三)細(xì)胞結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁:幾丁質(zhì),有些具纖維素或β—葡聚糖。2、原生質(zhì)體:具真核,細(xì)胞質(zhì)中有線粒體、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡等細(xì)胞器,此外還具有膜邊體,伏魯寧體等結(jié)構(gòu)。3、有些真菌具9+2型鞭毛。(四)繁殖

1、營(yíng)養(yǎng)繁殖:細(xì)胞分裂、菌絲斷裂、芽孢子、厚壁孢子等。2、無(wú)性生殖:游動(dòng)孢子、孢囊孢子、分生孢子等。3、有性生殖配子配合:+、-配子融合(同配、異配、卵配)。配子囊配合:+、-配子囊接觸融合。配子囊接觸配合:+配子囊中配子的核移入-配子囊中。體配(體細(xì)胞配合):2個(gè)營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞或1個(gè)孢子與營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行配合。(五)分布分布極廣,水、氣、土中無(wú)處不有。很多種類寄生于動(dòng)物、植物和人體中。有些種類與藻類及微管植物共生。二、真菌的主要分類群鞭毛菌亞門——菌絲無(wú)隔。接合菌亞門——菌絲無(wú)隔。子囊菌亞門——菌絲具隔。擔(dān)子菌亞門——菌絲具隔。半知菌亞門——菌絲具隔,尚未發(fā)現(xiàn)有性階段。(一)鞭毛菌亞門(Mastigomycotina)1、主要特征:(1)營(yíng)養(yǎng)體:少數(shù)單細(xì)胞,大多是分枝的絲狀體。菌絲無(wú)隔,多核,但繁殖時(shí)菌絲產(chǎn)生隔膜形成孢子或配子囊。細(xì)胞壁;纖維素或幾丁質(zhì)。(2)無(wú)性生殖:游動(dòng)孢子,1或2條鞭毛。(3)有性生殖:同配、異配、卵配或配子囊接觸配合,產(chǎn)生卵孢子;有性過(guò)程質(zhì)配核配相繼進(jìn)行,無(wú)n+n階段。大多水生、兩棲生、少數(shù)陸生、腐生、寄生。2、代表種類:水霉屬(Saprolegnia):常生淡水池塘,腐生或寄生于魚卵、魚的鰓蓋或破傷的皮部,對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖有危害。(二)接合菌亞門(Zygomycotina)1、主要特征:營(yíng)養(yǎng)體:無(wú)隔多核菌絲組成菌絲體。細(xì)胞壁:幾丁質(zhì)和殼聚糖。無(wú)性生殖:孢囊孢子、厚垣孢子、節(jié)孢子。有性生殖:配子囊配合,產(chǎn)生接合孢子,有性過(guò)程質(zhì)配核配相繼進(jìn)行,無(wú)n+n階段。2、代表種類:根霉屬(Rhizopus):腐生菌。葡枝根霉能產(chǎn)生果膠酶,可發(fā)酵豆類和谷類食品;米根霉可用作糖化菌生產(chǎn)酒曲。(三)子囊菌亞門(Ascomycotina)1、主要特征:營(yíng)養(yǎng)體:極少單細(xì)胞,多由菌絲組成菌絲體。菌絲:有隔,隔膜具孔。細(xì)胞壁:幾丁質(zhì)。無(wú)性生殖:分生孢子,也有節(jié)孢子、厚垣孢子。有性生殖:配子囊接觸配合,也有體配;有性過(guò)程形成子囊,子囊中產(chǎn)生子囊孢子;有性過(guò)程質(zhì)配與核配有間隔,有明顯的n+n階段。大多存在子實(shí)體:產(chǎn)生和容納有性孢子的組織結(jié)構(gòu)。子實(shí)體也稱子囊果,有三種類型—閉囊殼、子囊殼、子囊盤。2、子囊、子囊孢子和子囊果的形成過(guò)程3、代表種類酵母菌屬(Saccharomyces):單細(xì)胞,不產(chǎn)生子囊果;生水果表皮、發(fā)酵的果汁和土壤中。青霉屬(Penicilium):生于水果的傷口處,淀粉性食物及釀酒原料上。主要以分生孢子繁殖。蟲草屬(Cordyceps):子囊孢子秋季侵入鱗翅目幼蟲體內(nèi),發(fā)育成菌絲并充滿蟲體,次年春天從幼蟲頭部長(zhǎng)出有柄的棒狀子座,故稱冬蟲夏草。(四)擔(dān)子菌亞門(Basidiomycotina)1、主要特征:營(yíng)養(yǎng)體:有隔菌絲組成菌絲體。初生菌絲體:由擔(dān)孢子萌發(fā)產(chǎn)生的單核單倍體菌絲體。次生菌絲體:質(zhì)配后形成的雙核(n+n)菌絲體,為營(yíng)養(yǎng)體。三生菌絲體:由次生菌絲體特化形成,細(xì)胞雙核,并形成各類子實(shí)體。雙核細(xì)胞主要以鎖狀聯(lián)合方式發(fā)育成次生菌絲體。無(wú)性生殖:節(jié)孢子、芽殖、分生孢子。有性生殖:體配,n+n階段長(zhǎng),有性孢子為擔(dān)孢子。多產(chǎn)生子實(shí)體(擔(dān)子果):形狀多樣。2、代表種類傘菌目(Agaricales)半知菌亞門(Deuteromycotina)未發(fā)現(xiàn)有性階段,故稱半知菌。菌絲具隔。無(wú)性生殖:分生孢子。四、真菌的經(jīng)濟(jì)意義以及與人類的關(guān)系食用真菌:蘑菇、香菇、木耳、銀耳、猴頭等。藥用真菌:靈芝、豬苓、蟲草等。工業(yè)用途:廣泛應(yīng)用于釀酒、面包、化工、造紙、制革等工業(yè),也用于提取生長(zhǎng)素、抗生素等。第四節(jié)苔蘚植物一、苔蘚植物的主要特征(一)植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)1、配子體2、小型、綠色、單倍體3、葉狀體:有背腹之分,有或無(wú)組織分化,具單細(xì)胞假根4、莖葉體:有類似莖、葉的分化,單或多細(xì)胞假根5、孢子體不能獨(dú)立生活,寄生在配子體上6、孢蒴:生蒴柄頂端,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,產(chǎn)生孢子7、蒴柄:8、基足:伸入配子體組織內(nèi),吸收養(yǎng)料(二)有性生殖器官和生殖過(guò)程1、生殖器官(1)多細(xì)胞結(jié)構(gòu),具多個(gè)不育細(xì)胞構(gòu)成的保護(hù)壁層(2)精子器:棒狀或球形;精子長(zhǎng)形彎曲,具2條鞭毛2、頸卵器:瓶狀,由細(xì)長(zhǎng)頸部和膨大腹部組成(1)有性生殖和胚的形成(胚的形成參看圖10-1)(2)卵式生殖:受精時(shí)精子需在有水的條件下游至頸卵器,從頸溝進(jìn)入,與腹部卵融合(3)受精卵首先發(fā)育成胚→孢子體(三)生活史1、孢子減數(shù)分裂,配子體發(fā)達(dá)的異形世代交替2、孢子萌發(fā)產(chǎn)生綠色的絲狀體——原絲體→配子體(四)分布和生境1、23000種左右,遍布世界各地2、多陸生,極少水生3、多生陰濕環(huán)境,樹干、樹葉,有些生裸露巖面4、南極大陸非常繁茂5、對(duì)SO2敏感,可作大氣污染的監(jiān)測(cè)植物二、分類概況和代表植物(一)分類概況分為苔綱、角苔綱和蘚綱。苔蘚植物三綱的主要特征比較:項(xiàng)目苔綱角苔綱蘚綱1、配子體形態(tài)葉狀體或莖葉體,葉2或3列,有背腹之分,兩側(cè)對(duì)稱葉狀體莖葉體,葉多螺旋排列,輻射對(duì)稱2、假根單細(xì)胞單細(xì)胞多細(xì)胞,單列,具分枝3、中肋無(wú)無(wú)絕大多數(shù)葉具中肋4、葉綠體數(shù)多數(shù)少,1至數(shù)個(gè)多數(shù)5、蛋白核無(wú)有無(wú)6、原絲體不發(fā)達(dá),1原絲體生1配子體同苔綱發(fā)達(dá),1原絲體生多配子體7、孢子體組成孢蒴、蒴柄、基足孢蒴、基足孢蒴、蒴柄、基足8、蒴柄孢蒴成熟之后伸長(zhǎng)無(wú)孢蒴成熟之前伸長(zhǎng)9、孢蒴裂式多為縱裂自上而下二瓣裂多為蓋裂10、孢蒴中軸無(wú)具纖細(xì)中軸多具中軸11、蒴蓋無(wú)無(wú)有12、蒴齒無(wú)無(wú)有13、環(huán)帶無(wú)無(wú)有14、彈絲有具假?gòu)椊z無(wú)(二)主要代表植物1、苔綱:葉狀體,有的種類則有莖、葉的分化,但多為背腹式。孢子體的構(gòu)造比蘚類簡(jiǎn)單,孢蒴無(wú)蒴齒,多數(shù)種類亦無(wú)蒴軸,孢蒴內(nèi)除孢子外具有彈絲。孢子萌發(fā)時(shí),原絲體階段不發(fā)達(dá)。地錢(MarchantiapolymorphaL.)地錢是雌雄異株植物,當(dāng)有性生殖的時(shí)候,在雄株植物體的中肋上生出雄生殖托,雄生殖托圓盤狀,具有長(zhǎng)柄。雄生殖托內(nèi)生有許多精子器腔,每1腔內(nèi)生1個(gè)精子器。雌生殖托傘形,下垂8—10條指狀芒線,在兩芒線間生有1列倒懸的頸卵器,每行頸卵器的兩側(cè)各有1片薄膜將其遮住,稱蒴苞,頸卵器成瓶狀,具有頸部及腹部和1個(gè)短柄。2、蘚綱:植物體有莖、葉的區(qū)別,為無(wú)背腹之分的莖葉體。有的種類的莖常有中軸分化,葉在莖上的排列多為螺旋式,故植物體呈輻射對(duì)稱。有的葉具有中肋,孢子體構(gòu)造比苔類復(fù)雜,蒴柄堅(jiān)挺,孢蒴內(nèi)有蒴軸,無(wú)彈絲,成熟時(shí)多為蓋裂。孢子萌發(fā)后,原絲體時(shí)期發(fā)達(dá),每1原絲體常形成多個(gè)植株。葫蘆蘚(FunariahygrometricaHedw.)葫蘆蘚為雌雄同株植物,雌、雄生殖器官分別生在不同的枝上。產(chǎn)生精子器的枝,頂端葉形較大,而且外張,形如一朵小花,是為雄器苞,雄器苞中含有許多精子器和側(cè)絲,精子器成熟后,頂端裂開,精子逸出體外。產(chǎn)生頸卵器的枝,枝頂端如頂芽,其中有頸卵器數(shù)個(gè)。頸卵器瓶狀,頸部細(xì)長(zhǎng),腹部膨大,腹下有長(zhǎng)柄著生于枝端。頸部壁由1層細(xì)胞構(gòu)成,腹部壁由多層細(xì)胞構(gòu)成。頸部?jī)?nèi)有1串頸溝細(xì)胞,腹部?jī)?nèi)有1個(gè)卵細(xì)胞,頸溝細(xì)胞與卵細(xì)胞之間有1個(gè)腹溝細(xì)胞。孢子體的主要部分是孢蒴,孢蒴的構(gòu)造可分為3個(gè)部分:頂端為蒴蓋,中部為蒴壺,下部為蒴臺(tái)。蒴壺和蒴蓋相臨處,外面有由表皮細(xì)胞加厚構(gòu)成的環(huán)帶內(nèi)側(cè)生有蒴齒。蒴齒能行干濕性伸縮運(yùn)動(dòng),孢子借蒴齒的運(yùn)動(dòng)彈出蒴外。孢蒴成熟后,孢子散出蒴外,在適宜的環(huán)境中萌發(fā)成為原絲體。原絲體是由綠絲體、軸絲體和假根構(gòu)成。葫蘆蘚每一個(gè)孢子發(fā)生的原絲體,可以產(chǎn)生幾個(gè)芽。每一個(gè)芽都能形成1個(gè)新植物體。當(dāng)植物體生長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期后,又能在不同的枝上形成雌、雄生殖器官,進(jìn)行有性生殖。第五節(jié)蕨類植物一、蕨類植物的主要特征蕨類植物屬于孢子植物、頸卵器植物、維管植物、有胚植物、莖葉體植物、高等植物。(一)孢子體1、形態(tài)和營(yíng)養(yǎng)器官(1)根多數(shù)具不定根,少數(shù)具假根。(2)莖具氣生莖和根狀莖。(3)葉根據(jù)進(jìn)化水平分:小型葉:具1條葉脈,無(wú)葉柄和葉隙,原始。大型葉:葉脈具分枝,具葉柄和葉隙,進(jìn)化。根據(jù)功能分:營(yíng)養(yǎng)葉:僅能進(jìn)行光合作用,制造營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。孢子葉:可產(chǎn)生孢子囊和孢子,具生殖作用。同型葉:植物體具一種有營(yíng)養(yǎng)和生殖兩種功能的葉。異型葉:植物體具營(yíng)養(yǎng)葉和孢子葉兩種不同的葉。2、維管組織木質(zhì)部中多數(shù)無(wú)導(dǎo)管,韌皮部無(wú)伴胞;多數(shù)種類僅有初生結(jié)構(gòu),無(wú)維管形成層。3、中柱是維管植物莖的初生結(jié)構(gòu)中的復(fù)合組織。包括中柱鞘、初生木質(zhì)部、初生韌皮部和髓等。(1)原生中柱:最簡(jiǎn)單、最原始的類型;無(wú)髓;中央為木質(zhì)部,周圍為韌皮部;可分為單中柱、星狀中柱和編織中柱。多體中柱:具2個(gè)以上的原生中柱。(

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