一、植物学的含义:
植物学:是研究植物界和植物体的生活和发展规律的科学。
植物学研究的目的和任务:是用观察和实验的方法,去掌握植物体的生长发育及植物界规律,从而达到充分利用改造植物,满足人民生活的需要,为社会主义服务。
二、植物界及植物的多样性
1、种类多
地球上现有的生物已知的有200多万种,其中植物:50万种。包括:藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物。由这些种类繁多的植物构成庞大的植物界。
2、分布极为广泛
从高山至平原、从海洋至陆地、从赤道至南北极、到处都有植物的分布。
3、植物体的大小、形态结构、生活习性各不相同
如:单细胞植物、群体、多细胞植物、绿色植物、非绿色植物。
由以上三个方面我们可以说,自然界中生长的植物是多种多样的,因此形成了复杂的植物界。
三、植物在自然界和国民经济中的意义
1、合成有机物提供生命所需要的物质、能量和氧气。
2、促进自然界的物质循环。
3、在国民经济中,植物是人类生产和生活不可缺少的物质资源四、植物学的发展简史
植物学的产生和发展,与人类的生产实践是分不开的,它是在类的实践中产生,并在实践中不断发展和完善。古时候的人类,在采集野生植物的过程中,逐渐认识了植物,并且学会了栽培植物。随着农、牧业的发展,积累了有关植物的形态特征和生活习性的知识。
我国是研究植物最早的国家之一。早在二千多年前,周代的诗经已记载了200多种植物。汉代(公元前200多年)的《神农本草经》记载药用植物365种。北魏贾思勰《齐民要术》,概述了当时农、林、果树和野生植物的栽培利用,提出了豆类植物可以肥田及嫁接技术。明代李时珍从1552-1578年,花费了27年的时间编著了《本草纲目》一书,分以三十年的深入实践,详细记载了1892种药物,其中1094种是植物,现已译成英、法、德、日、俄等文字,这是世界植物分类和药学方面的重要文献。清代吴其《植物名实图考》和《植物名实图考长编》,是我国植物学的又一巨著。总之,我国古代植物学萌芽很早,成绩也很大,但由于长期封建制度的束缚,而只限于记载和描述阶段,发展很慢。
新中国建立以后,由于崭新的社会制度的建立,生产力得到迅速的发展。植物学也和其他学科一样,迅速发展起来,取得了巨大的成果。
例如:①中国科学院植物研究所已成为亚洲蕨类标本的收藏中心之一;②近二十年来,我们发现了750个新种,33个新属和四个新种;③在出版上,编写了很多有学术价值的专著,主要有《中国植物志》《中国植被》《新生代植物化石》等。其中正在编写的《中国植物志》是一部80卷几百分册的巨著,目前已出版十多卷,它是我国植物学的重要文献,它的出版是对世界植物区系和地理分布的巨大贡献。④1965年我国在世界上和一次人工合成具有生命的蛋白质--结晶胰岛素,开辟了人工合成蛋白质的新纪元。⑤1993年6月我国又成功地用基因工程方法研制出一种新型的人胰岛素,这标志着我国人胰岛素研究工作达到了新的水平。⑥各省都进行了植物资源的普查,我省在普查的基础上编写出《黑龙江省树木志》、《黑龙江省植物检索表》为我省的经济发展奠定了基础。其它方面不一一例举。
第一章植物的细胞与组织
第一节植物细胞
一、植物细胞的概念
1、细胞的发现:1665年英国人胡克(ROBRTHOOKE)用自制的复式显微镜观察了软木的结构(木栓),发现软木是由蜂巢式的小室构成,定名为细胞(CELL)。胡克看到的细胞实际上是一个没有任何内容物的细胞空壳。
2、细胞学说的建立:十九世纪,约1840年前后
德国植物学家,施莱登,以植物为材料
行研究
德国动物学家,施旺,以动物为材料证明:①所有的植物和动物是由细胞组成的。②所有的细胞都是细胞分裂一融合而来。③精和卵都是细胞④一个细胞可以分裂形成组织和器官
从而发表了细胞学说:确认细胞是一切动植物体的基本结构单位。细胞学说的建立说明了动、植物有机界的统一性。恩格斯曾给予高度的评价,把它列为十九世纪自然科学的三发现之一。
植物细胞:细胞是组成植物体结构和功能的基本单位。
二、植物细胞的形状和大小
1、形状:细胞在游离状态下呈球形(表面积最小),但在植物体内,由于所处的位置和生理功能不同,在形态上表现出多种多样。如长筒形(导管);园柱形(叶肉细胞);梭形(形成层细胞);多面体;星形等。
2、大小:细胞的大小差异很大,一般是很微小的,平均直径在20-100UM,所以只有在显微镜下才能看到。
但有些细胞更小:球状细菌直径0.5UM
有些细胞较大:成熟的西瓜果肉细胞1MM
苎麻的纤维细胞长达550MM
这些细胞我们用肉眼都能看到。
三、植物细胞的构造
(一)原生质体
原生质体:是细胞内所有有生命活动部分的总称,是分化的原生质。
植物细胞内的生命物质--原生质
原生质的概念
细胞内具有生命活动的物质称为原生质。
原生质的化学组成
组成原生质的物质可分为有机物和无机物质两类:
①无机物:有水、溶于水中的气体、无机盐等
②有机物:
组成原生质的有机物有蛋白质、核酸、脂类、糖类以及微量生理活性物质,如:酶、激素、维生素、抗菌素等。
1、细胞质
幼嫩的细胞:充满在细胞壁和细胞核之间。
成熟的细胞:紧贴细胞壁形成一薄层。
质膜
细胞质细胞器
胞基质(1)质膜:是细胞质最外面紧靠细胞壁的一层界膜,它是原生质体的最外部分。
功能:具有选择透性,控制细胞与外界环境的物质交换。
胞内膜:细胞内存在的膜系统,称为胞内膜。
生物膜:质膜与胞内膜统称为生物膜。
生物膜的结构:单位膜学说、流体镶嵌学说
生物膜的功能:
①是细胞和细胞器按室分工的保障,使细胞各种生命活动有条不紊地进行。
②控制细胞内外物质的交换。
③在原生质体内起运输的作用。
④扩大了原生质内部的表面积,为各种生理活动提供了场所。
(2)细胞器
指存在于细胞质中的具有一定的形态、特定生理功能以及特殊化学组成的微结构,称为细胞器。
①线粒体:是一种球形、线形或杆状的小体。直径0.2-1微米;长约1-2微米。
功能:是呼吸作用的场所,是细胞内能量代谢的中心。
②质体:是绿色细胞所特有的细胞器,分布在细胞质中。是一类合成和积累同化产物的细胞器。
根据质体所含色素和生理机能的不同,质体可分为三种:
A:叶绿体:存在于植物所有绿色部分的细胞里,以叶肉细胞为最多。是细胞内的一种绿色质体,内含叶绿素及类胡萝卜素。
形状:扁椭园形;直径:5-8微米。功能:是进行光合作用的场所。
B:白色体:是细胞内不含有任何色素的无色质体。在质体中是最小的一种,通常存在于幼嫩的细胞和根、茎、叶、种子等无色的细胞中。形状:球形或纺锤形
功能:不同类型组织中的白色体其功能有所不同。可分为造粉体、造油体、造蛋白体。
C:有色体:是含有类胡萝卜素的质体。能常存在于花、果实和细胞中,但有些营养器官也含有,如胡萝卜的肉质根中。
以上三种质体在一定的条件下可以相互转化:白色体、脱分化、有色体叶绿体。.
③内质网
是充满在细胞质中的一个膜系统,这是由单层膜围成的管、泡或池,并相互连结成网状,称为内质网。
内质网的一些分枝内与核膜相连,外与质膜相连。
类型:平滑内质网、粗糙内质网
功能:A合成蛋白质和脂类。
B进行细胞间物质的运输和信息的传递。
C是许多细胞器的来源(液泡、高尔基体、微体等)。
④核糖体
无膜质包被,为15-25微米的球形颗粒,为布在内网表面或游离于细胞质中。
成分:大约由40%的蛋白质和60%的核糖核酸组成。
功能:是合成蛋白质的场所。
⑤高尔基体
高尔基体是由数个单层膜围成的扁平园盘状的囊相迭而成,囊的边缘膨大肥厚,并且或多或少出现穿孔,当穿孔扩大时,囊的边缘更显得象网状结构。在网状结构的外侧,局部区域向外突出形成小泡(VESILE),同时在高尔基体周围也存在一些大泡。
功能:
A:参与细胞的分泌作用。
B:参与多糖的合成和运输及质膜、细胞壁的形成。
⑥溶酶体
由单层膜围成的小泡,直径为0.25-0.3微米,呈球形或长园形,内含多种水解酶,大约60多种。
如:酸性磷酸酶、核糖核酸酶、蛋白酶、脂酶等。
功能:
A:通过膜的内陷,消化细胞质的某些组分。
B:对细胞贮藏物质的利用、消除多余及衰老的原生质体结构、导致原生质体解体志特定作用。
⑦微体由单层膜围成的小体,直径为0.2-1.5微米。它的大小、形状与溶酶体相似,但两者所含有的酶不同。可分为:A:过氧化体存在于绿色细胞中,与叶绿体相伴存在,参与光呼吸及甘氨酸的形成。
B:乙醛酸体参与脂肪的代谢。
⑧园球体
由单膜围成,比微体更小,直径约为0.1-1微米。园球体来源于内质网,内部有细微的颗粒结构。
功能:贮藏脂肪的场所。
⑨微管
是直径约为0.025微米的中空圆筒,横断面一周由13条原纤丝--蛋白质亚单位组成。长度不一,一般可达几个微米。
功能:
A、参与细胞壁的形成,以及与细胞及细胞器的运动有关。
B、微管与细胞更微小的微丝等相互交织,形成细胞的微梁系统,起细胞内的支架作用。
C、微管能在细胞内随着不同条件迅速地装配或解聚,是一种不太稳定的细胞器。
⑩液泡
是由单层膜包被所形成的细胞器,是植物细胞所特有的结构。
液泡的动态:幼小的细胞---成熟的细胞
细胞液:液泡里的水溶液称为细胞液。
细胞液的成分:主要成分是水,此外还溶有各种无机盐和有机物。如:硝酸盐、磷酸盐、糖类、有机酸、植物碱、单宁、色素、晶体等。因此,可使细胞具有酸、甜、苦、涩等味道。
功能:
A:贮藏营养物质如糖、有机酸、无机盐。
B:与细胞的吸水有关,并形成膨压,使细胞保持紧张状态,有利于各种生理活动的进行。
C:代谢废物的积累与转化。
D:参与细胞的分化、结构更新等过程。
(3)胞基质在电子显微镜下也看不出有特殊结构的细胞质部分,称为胞基质。细胞器和细胞核都存在于胞基质中。胞基质的化学成分:水、无机盐、溶解的气体、糖类、氨基酸、核苷酸、蛋白质、核糖核酸等。
功能:为细胞代谢和细胞器之间物质运输提供场所和介质,同时为各类细胞器提供必需的营养和原料。
2、细胞核呈球形或椭园形,直径5-20微米,存在于细胞质中。
(1)成分:主要是核蛋白(由核酸和蛋白质组成)核酸主要是DNA,也有少量的RNA。
(2)结构核膜:为双层膜,存在有核孔。核孔是细胞民细胞核进行物质传递的通道。
核质:由染色质和核液组成。
核仁:为存在于核质中的球状小体,生活细胞内有一个或几个核仁,由核糖核酸和磷蛋白组成。核仁的作用是合成rRNA,并与蛋白质结合经核孔输送到细胞质,再形成核糖体
(3)功能
细胞核是遗传物质(DNA)存在和复制的场所,由此决定
蛋白质的合成从而控制细胞的整个生命过程。因此细胞核被认为
是细胞的控制中心,在细胞的遗传和代谢方面起主导作用。
(二)细胞壁
是位于原生质体外面的保护层,是植物细胞特有的结构。
功能:①决定细胞的形态和功能,对细胞起着保护和巩固的作用。
②与植物的吸收、运输、蒸腾、分泌等生理活动有密切关系。
1、结构
(1)胞间层:为相邻细胞所共有的一层,成分主要是果胶质。
作用:将相邻细胞粘合在一起,并具有一定的可塑性,能缓冲细胞间的压力。
(2)初生壁:是植物细胞在生长过程中,原生质体分泌的壁物质填加在胞间层的两侧,所形成的薄壁称为初生壁。
成分:纤维素、半纤维素、果胶质
特点:很薄,质地柔软,有较大的可塑性,能适应细胞的生长。许多类型的细胞(如分生组织细胞),只有初生壁而不再产生次生壁。
(3)次生壁:有些细胞当停止生长以后,原生质体继续分泌壁物质填加在初生壁的内侧,所形成的厚壁叫次生壁。
成分:主要是纤维素
特点:很厚,无弹性,较坚韧。
次生壁形成后,常常有其它物质填充其中,使细胞壁的性质发生不同的变化,从而适应一定的生理机能。细胞壁的次生变化:
角质化:角质(脂类物质)
木栓化:木栓质(也是脂类化合物)
木质化:木质素(丙酸苯酯类聚合物)
矿质化:矿质(钙、硅、镁、钾等不溶性化合物),主要是二氧化硅和碳酸钙。
2、纹孔及胞间连丝
纹孔:指细胞壁在形成过程中,次生壁的增厚不均匀,有些地方不增厚,仅具原有的胞间层和初生壁,于是在细胞壁上形成许多较薄的区域,这种较薄的区域叫纹孔。
相邻细胞的纹孔常常相对存在,称为纹孔对。
胞间连丝:相邻细胞的原生质呈细丝通过纹孔相连,这些贯穿细胞壁而联系相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。
(三)细胞后含物
存在于细胞质和液泡内的各种代谢产物,统称为后含物。
1、淀粉:淀粉是植物细胞中最常见的一种贮藏营养物质,多以淀粉粒的形式存在于细胞质中。淀粉粒是由造粉体(白色体的一种类型)积累淀粉后转变而成。
2、脂肪:以小油滴的形式存在于细胞质中。
3、蛋白质:贮藏蛋白质无生命的,它和构成原生质的蛋白质不同,前者只能为后者提供养料。贮藏蛋白质是以无定形或结晶状态存在于细胞质中。蛋白质晶体有不同的形状,但常常呈方形,如马铃薯块茎近外围的薄壁细胞中就有这种方形结晶的存在。无定形蛋白质常被一层膜包裹成园球状的颗粒,称糊粉粒。因此,糊粉粒是蛋白质的一种贮藏形式。例如:禾谷类植物种子胚乳最外一层细胞中,含有大量的糊粉粒,特称为糊粉层。
综上所述,高等植物细胞是由细胞壁和原生质体组成。细胞壁是包被着原生质体的外壳。原生质体是细胞内有生命活动部分的总称,原生质体在生命活动过程中可产生多种多样的后含物。原生质体可分为:细胞质和细胞核。细胞质的最外层是质膜,它是生物膜的一种,质膜内充满了不具结构特征的液状胶体,为胞基质。胞基质内分布着不同类型的细胞器,如:线粒体、质体、内质网等十种。
第二节植物细胞的繁殖与分化
一、植物细胞的繁殖细胞的繁殖是以分裂的方式进行无丝分裂(直接分裂)细胞的分裂有丝分裂(间接分裂)减数分裂(一)无丝分裂(二)有丝分裂可分为五个时期:
1、间期:进行DNA的复制、RNA和蛋白质的合成。
2、前期:染色质经螺旋化变粗形成染色体,核膜、核仁消失,形成纺锤体。
3、中期:染色体排列在赤道板上,纺锤体加明显,纺锤丝和着丝点相连。
4、后期:染色体着丝点分裂,两条染色单体彼此分离,形成独立的染色体,然后分别向两极移动。
5、未期:染色体解螺旋形成染色质,核膜、核仁出现,形成两个子核;胞质分裂,形成两个子细胞。
整各有丝分裂的全过程需经历1--2小时左右。
(三)减数分裂(成熟分裂)
1、减数分裂的过程
2、减数分裂的意义:
①有性生殖时,经减数分裂形成的子细胞染色体数目比母细胞减少一半,并来进一步发育成性细胞。能过雌、雄性细胞的结合,染色体又恢复原来的数目。因此,始终保持了染色体相对的稳定性,从而保持了种和特性。
②减数分裂时,由于染色体发生了遗传物质的交换,这对于植物的遗传与变异及产生植物的多样性具有重要的意义。以上可以看出:减数分裂在植物进化中具有非常重要的意义。(四)染色体的数目及多倍体的概念
1、染色体的数目
每种植物细胞里的染色体数目和形状都是一定的,如普通小麦42条;玉米20条;人46条等。每种植物细胞的染色体不但数目和形状是一定的,而且可分成一定的组,这个组称为基本染色体组。每个基本染色体组所含有的染色体数目,称为基本染色体组基数,常用“X”表示。一般来讲,植物体细胞含有父本和母本各提供的一组染色体,即有两个基本染色体组,属于二倍体,可用“2N”表示。如水稻是二倍体,其体细胞中含有24条染色体,则2N=24,N=X=12。
2、多倍体
多倍体植物:指自然界中,有些植物的体细胞中含有三倍或三倍以上的基本染色体组,这些植物称为多倍体植物。如:普通小麦就是六倍体(6X),含42条染色体,基本染色体组基数是7。
二、细胞的分化与脱分化
(一)分化是指分裂后产生的新细胞,在生长过程中,在形态、结构和功能上发生特化而互异的过程,称为细胞分化。
(二)脱分化
是指已分化的细胞失去现有的结构、功能的典型特征而逆转到幼态的过程,称为脱分化。
第三节植物的组织
一、组织的概念
我们把形态、构造、功能相同,并且具有同一起源的细胞群叫组织。
二、植物组织的类型
(一)分生组织
分生组织是植物体内内有分裂能力的细胞群。
细胞特征:细胞壁薄、细胞质浓、细胞核较大而位于中央,一般没有液泡或液泡很小,细胞体积小而排列紧密。
分生组织依据在植物体内分布位置不同,可分为:
1、顶端分生组织位于根、茎的顶端
2、侧生分生组织位于根、茎的内侧如:形成层
3、居间分生组织是夹在成熟组织区域之间的分生组织,它是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。居间分生组织多在单子叶植物的茎和叶中常见。
分生组织依据来源不同,可分为:
原分生组织、初生分生组织、次生分生组织三种类型
(二)成熟组织(永久组织)
由分生组织分裂后产生的细胞,经过生长、分化所形成的组织统称为成熟组织。成熟组织一般不具有分裂能力,但分化程度较低的少数组织具有恢复分裂的潜在能力。
由于形态、构造和机能不同,成熟组织又可分为下列类型:
1、保护组织
存在于植物体表面,由一层或数层细胞构成。
功能:防止体内水分过渡的蒸腾、机械损伤和病虫侵害,起保护作用
保护组织又可分为:表皮、木栓层两种
(1)表皮
(2)木栓层
2、基本组织(薄壁组织)
特点:细胞壁薄、液泡大、细胞排列疏松有较大的细胞间隙。基本组织是分化程度较低的组织,这种组织在一定的部位和一定的条件下能恢复分裂能力,转变为分生组织。
根据基本组织的生理功能不同,又可分为以下五类:
①同化组织
②贮藏组织
③吸收组织
④通气组织
⑤传递细胞:是一类特化的薄壁细胞,这种细胞的细胞壁向内突出细胞腔,形成许多不规则的突起,从而使质膜内陷和折叠,增加原生质的表面积,这类细胞与的迅速传递和短途运输密切相关,因而称为传递细胞。
传递细胞普遍存在于叶的小叶脉中,在导管和筛管的周围。
3、机械组织
是一类支持和巩固植物体的组织,在根、茎内很发达。
细胞特征:细胞壁增厚
根据细胞壁增厚的方式不同,可分为:
(1)厚角组织:为初生机械组织,细胞细长,为活细胞,细胞内含有叶绿体,细胞壁增厚不均匀,常在角隅处增厚。有潜在的分裂能力。
如:幼茎、花梗、叶柄表皮的内则都含有厚角组织。
(2)厚壁组织:为次生机械组织,细胞壁全面增厚,细胞腔小,无原生质,是死细胞,具有较强的支持作用。
纤维:细胞狭长,两端尖锐
厚壁组织
石细胞:细胞短而宽,具有很厚并木栓化的细胞壁。
4、输导组织
是由一些管状细胞上下连接而成,常和机械组织一起组成束状,贯穿在植物体各器官内,担负输导水分、无机盐和有机物的作用。
根据构造和功能不同,可分为两类:
(1)导管和管胞:为死细胞功能:运输水和无机盐。导管:环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹。管胞:也可分为环纹、螺纹、梯纹等。(2)筛管和伴胞:为活细胞
筛管的功能:运输有机物。
成熟的筛管细胞其细胞核消失,许多细胞器(如线粒体、内质网等)退化,液泡被重新吸收,原生质体中出现特殊的蛋白质(P-蛋白)的粘液,成为一种特殊的无核生活细胞。
筛管分子具有:筛板、筛孔
伴胞:
5、分泌组织
凡是能产生、贮藏、输导分泌物的细胞或细胞群称为分泌组织。
常见的有:腺毛、蜜腺、乳汁管、树脂道等。
三、维管束的概念及类型
是指高等植物体内由初生木质部和初生韧皮部及其周围与之结合的机械组织所构成的束状结构,称为维管束。
维管束的类型:
无限维管束:双子叶植物、裸子植物的维管束中,在木质部和韧皮部之间存在有形成层,由于形成层的活动能产生新的木质部和韧皮部,这种维管束叫无限维管束。
有限维管束:单子叶植物的维管束内没有形成层,这种给维管束叫有限维管束。
第二章种子的形态与结构
种子是种子植物所特有的繁殖器官,它和植物繁衍后代有着密切联系,植物界的所有种类并不都是以种子繁殖的只有种子植物才能产生种子
种子:是种子植物由胚珠发育而成的繁殖器官。
第一节种子的形态
一、种子的大小,差异悬殊,大的种子如椰子直径为15—20CM,小的种子如粉末。
二、种子的形状,多种多样
三、种子的颜色,千差万别
第二节种子的结构
一、种子的基本结构
(一)种皮
种皮是种子外面的保护层,作用是保护种子的内部结构。
种皮通常有二层,外层叫外种皮;内层称为内种皮。但的种子种皮只有一层,称为种皮。
种皮上存在的胚胎时期的痕迹:种脐、种孔
(二)胚乳
胚乳是种子贮藏营养物质的部分,贮藏的营养物质是种子胚发育成幼苗的物质基础。
营养物质的种类:淀粉、脂肪、蛋白质。但不同的种子,三种营养物质的含量不同,因此,可将植物的种子分为以下三种类型:
淀粉类种子:小麦、玉米等禾谷类植物种子
脂肪类种子:花生、芝麻、油菜等植物的种子
蛋白质类种子:大豆、豌豆等植物的种子。
(三)胚
胚是种子的最重要部分,是新植物体的原始体。
胚的结构:可分为胚芽、胚轴、胚根、子叶四部分。
二、种子的主要类型
据种子的构造不同,通常把种子分为以下几种类型:
(1)双子叶无胚乳种子
如:豆类、瓜类、白菜、萝卜、桃、梨、苹果等植物的种子。
以菜豆为例:
种皮
胚芽
菜豆胚轴
胚胚根
子叶:二片
(2)双子叶有胚乳种子
如:蓖麻、荞麦、茄、番茄、辣椒、葡萄等植物的种子。
以蓖麻为例:
外种皮:坚硬、有花纹、存在种阜、种
种皮孔。
蓖麻种子内种皮:白色膜质。
胚芽
胚胚轴
胚根
子叶
第二节种子的结构
一、种子的基本结构
(一)种皮
种皮是种子外面的保护层,作用是保护种子的内部结构。
种皮通常有二层,外层叫外种皮;内层称为内种皮。但的种子种皮只有一层,称为种皮。
种皮上存在的胚胎时期的痕迹:种脐、种孔
(二)胚乳
胚乳是种子贮藏营养物质的部分,贮藏的营养物质是种子胚发育成幼苗的物质基础。
营养物质的种类:淀粉、脂肪、蛋白质。但不同的种子,三种营养物质的含量不同,因此,可将植物的种子分为以下三种类型:
淀粉类种子:小麦、玉米等禾谷类植物种子
脂肪类种子:花生、芝麻、油菜等植物的种子
蛋白质类种子:大豆、豌豆等植物的种子。
(三)胚
胚是种子的最重要部分,是新植物体的原始体。
胚的结构:可分为胚芽、胚轴、胚根、子叶四部分。
二、种子的主要类型
据种子的构造不同,通常把种子分为以下几种类型:
(1)双子叶无胚乳种子
如:豆类、瓜类、白菜、萝卜、桃、梨、苹果等植物的种子。
以菜豆为例:
种皮
胚芽
菜豆胚轴
胚胚根
子叶:二片
(2)双子叶有胚乳种子
如:蓖麻、荞麦、茄、番茄、辣椒、葡萄等植物的种子。
以蓖麻为例:
外种皮:坚硬、有花纹、存在种阜、种
种皮孔。
蓖麻种子内种皮:白色膜质。
胚芽
胚胚轴
胚根
子叶
第三章根的形态与结构根的功能:
1、吸收作用:从土壤中吸收水和无机盐。
2、将植物固定在土壤中。
3、根能合成某些重要的物质,调节地上部分的生长。
如氨基酸、激素、植物碱等
4、有些植物的根还具有繁殖和贮藏作用。
第一节根的形态
(一)根的种类
主根:由种子的胚根直接生长而形成的根。
侧根:由主根上产生的分枝,以及由分枝上再产生的分枝。
不定根:在茎、叶、胚轴及老根上产生的根叫不定根。
(二)根系的种类
一株植物地下部所有根的总体,叫根系。
1、直根系:主根发达粗状,向下生长,在主根上产生较细的侧根,主根与侧根区别明显的根系称为直根系。
2、须根系:主根不发达或早期停止生长,在茎的基部产生许多粗细相似的不定根,由不定根群形成的根系叫须根系。
(三)根系在土壤中的分布
根系在土壤中的分布是非常发达的,表现在:
1、入土深:如须根系植物小麦:入土深达1.5-2M
直根系植物棉花:入土深达3M
苜蓿:入土深达3.5-4.5M
2、水平分布广:如:西瓜、南瓜的根系可以扩展5M以上。果树:根土壤中的分布范围比树冠大4-5倍
12年生的红桔:树冠4米,根系的扩展范围9米
3、具有发达的分枝
一株小麦的根全部连成一条直线,长约500-600米,如果加上根毛,可达20公里。
根系在土壤中的分布往往受外界环境的影响,一般土壤肥沃,结构疏松,含水适当,光照充足时根系发达,地上部分生长健壮。
二、根结构
(一)根尖及其分区
什么叫根尖:从根的最尖端到着生根毛的部分叫根尖。
无论是主根、侧根、不是不定根都有根尖,长度只有数厘米,但却是根部生命活动最活跃的部分。根的生长、组织的形成,以及根的吸收作用主要是由根尖来完成的。
根尖可分为四个部分:
1、根冠
由薄壁细胞组成,形似帽状,套在根的顶端,起保护作用。
2、分生区
位于根冠的上方,长约1-2OMM,大部分被根冠包裹,属于分生组织。
3、伸长区
位于分生区的上方,长约数毫米。是由分生区产生的细胞发展而来。这部分细胞逐渐失去分生能力,细胞内出现较大的液泡,细胞的体积迅速伸长,同时根内各种成熟组织开始分化形成,向成熟区过渡。
4、成熟区(根毛区)
位于伸长区的上方,是由伸长区发展而成。这部分细胞的体积不在伸长,已分化成各种成熟组织。此区的表面密生根毛,根毛的长度0.5-1CM,平均直径为10微米。根毛的数量很多,每平方毫米达数百条,如玉米420条,苹果300条。根毛的寿命只有数天或十几天,当老的根毛死亡时,由邻接的伸长区形成新的根毛,使根毛区始终维持一定的长度,并随着根尖的向前生长,根毛区的位置也不断向前推进,有利于根的吸收作用。
(二)双子叶植物根的结构1、根的初生构造(成熟区构造)初生构造:由初生分生组织(根尖的分生区)所形成的构造叫初生构造。把根的成熟区作一横切,从横切面上由外向内可分为:表皮、皮层、中柱三大部分。(1)表皮:一层细胞
(2)皮层:表皮以内,中柱鞘以外的部分,叫皮层。
作用:贮藏营养物质,把根毛吸收的水分和无机盐运输到中柱。
皮层可分为三部分:
①外皮层:皮层的最外一层细胞。
②皮层薄壁细胞:一般由几层或十几层薄壁细胞组成。
③内皮层:皮层最内一层细胞叫内皮层。内皮层存在有凯氏带,因此,内皮层在植物吸收、运输水分和无机盐的过程中起着极为重要的作用。
凯氏带:根的内皮层细胞在侧壁和上下壁局部,常因木质化和木栓化增厚,成带状环绕细胞一圈,这种带状增厚叫凯氏带。
(3)中柱:皮层以内的部分叫中柱。由下列几部分组成:
中柱鞘:通常由一层薄壁细胞组成。少数植物由多层薄壁细胞组成,如:桑、柳等。
维管束:由初生木质部和初生韧皮部组成。
髓:少数双子叶植物的根在中柱的中央部分,为薄壁细胞组成,称为髓。如蚕豆、茶等。但多数双子叶植物根的构造中无髓。
2、根的次生构造
(1)形成层的产生及活动
初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁细胞,与初生木质部辐射角相对的中柱鞘细胞。
(2)木栓形成层的产生及活动
在形成层活动的同时,中柱鞘细胞恢复分裂,形成木栓形成层。木栓层+木栓形成层+栓内层=周皮根的次生构造由外向内:周皮、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部、射线。
(三)禾本科植物根的结构也是由表皮、皮层、中柱三部分组成。与双子叶植物根相比较有以下区别:
1、根中维管束初生木质部辐射角数目般在6束以上。
2、禾本科植物根不能产生形成层,根的增粗有限。
3、不能形成木栓形成层,生长后期,靠近表皮的数层皮层细胞,常转变为厚壁细胞,起支持和保护作用;水稻根的皮层形成气腔;内皮层发生五面壁增厚,在横切面上呈马蹄形,存在通道细胞。
4、有髓,在根发育的后期髓转变为厚壁细胞,以增强中柱的支持和巩固作用。
(四)侧根的形成
1、侧根形成的部位
根毛区与木质部辐射角相对的中柱鞘细胞恢复分裂能力而产生。有些植物(禾本科植物)韧皮部相对的中柱鞘细胞;十字花科、茄科植物,对着木质部和韧皮部之间的中柱鞘细胞产生。
2、侧根的形成过程
中柱鞘细胞→侧根的分生区和根冠→根的原始体→侧根
第三节根瘤和菌根
一、根瘤的产生及意义
根瘤:指豆科植物的根上所形成的各种形状和颜色的瘤状突起。
根瘤的形成:根瘤细菌
意义:两者的共生关系。
二、菌根
菌根:某些种子植物的根与土壤中的真菌共生,这种根称为菌根。
菌根的类型:外生菌根、内生菌根。
第四章茎的形态与结构茎的要生理功能:1、支持作用:支持着叶、花、果实,使叶片获得充分的阳光以进行光合作用,同时有利于花的传粉以及果实和种子的传播。2、输导作用:3、有些植物的茎还具有贮藏和繁殖作用。第一节茎的形态
(一)茎的外部形态及类型
1、外部形态:一般为园形水稻、玉米
有的植物为三棱形莎草
也有的植物为四棱形唇形科植物
2、枝条:当年生具有叶和芽的茎叫枝条。
枝条的形态特征:具有节、节间、叶痕、叶迹、芽鳞痕、皮孔。
3、茎的类型
根据茎的生长习性可分为四种:
①直立茎
②缠绕茎
③攀缘茎
④匍匐茎
根据茎的质地可分为二种:
①木本茎:木质化程度高,茎坚硬。
乔木:木本植物中主干粗大明显。
灌木:没有主干或主干不明显,分枝几乎从地面开始。
②草本茎:木质化程度较低。
一年生:在一个生长季节内完成开花结实过程。
二年生:植物的生命过程需要两个生长季节才能完成。甜菜
多年生:生活期超过三年以上。
(二)芽的概念和名称
芽:未发育的枝或花和花序的原始体。根据芽在茎、枝条上着生的位置、性质、结构和生理状态具有不同的名称:
1、定芽和不定芽
2、叶芽、花芽、混合芽
3、鳞芽和裸芽
4、活动芽和休眠芽
(三)分枝与分蘖
1、分枝
①单轴分枝:主茎的顶芽活动始终占优势,形成直立的主干,侧芽所形成的分枝,生长弱于主干,这种分枝方式叫单轴分枝。
②合轴分枝:主茎的顶芽生长到一定时期便死亡或生长缓慢,或分化成花芽,于是顶芽下的一个腋芽萌发成新枝代替顶芽继续生长,形成一段主轴;不久新形成的一段主轴的顶芽又依次为下部的腋芽代替面向上生长,又产生一段主轴,如此多次重复,形成由许多侧枝接合而成的茎干,这种分枝方式称为合轴分枝。
特征:主轴实际上是一段很短的主茎与各级侧枝连合而成,故主干弯曲,株形比较开展,花芽较多,有利于繁殖。
如:番茄等
③假二叉分枝:顶芽死亡或不发育,在近顶芽下面的对生腋芽同时发育出两个分枝,后各分枝重复这种方式,叫假二叉分枝。如:丁香、石竹等。
2、分蘖是禾本科植物的特殊分枝方式。
分蘖:禾本科植物在生长的初期,在它们近地面的几个节上由腋芽生出分枝,同时在这些节上产生不定根。这种分枝方式叫分蘖。
产生分蘖的节叫分蘖节。
分蘖可分为:一级分蘖、二级分蘖、有效分蘖、无效分蘖
第二节茎的构造
一、芽的构造叶芽的构造:芽轴:芽的中轴生长锥:芽轴顶端的园锥状突起叶原基:生长锥周围的突起,
将来发育成叶。
腋芽原基:位于叶腋内的突起幼叶:未展开的叶
二、双子叶植物茎的构造
1、初生构造
由茎顶端的分生组织,通过细胞分裂、伸长和分化所形成的构造叫初生构造。
将茎尖的成熟区做一横切,在横切面上,从外向内可分为:表皮、皮层、中柱三部分。
①表皮
②皮层
③中柱是皮层以内所有组织的总称。它是由维管束、髓、髓射线三部分组成。大多数植物茎内没有中柱鞘或中柱鞘不明显。因此,皮层和中柱之间无明显的界线。
维管束:在茎的横切面上呈环状排列。
初生木质部:位于内
初生韧皮部:位于外侧无限维管束
形成层:位于两者之间
甘薯、烟草、马铃薯、南瓜等(茄科)茎的维管束,为双韧维管束。
髓:位于茎的中央部分,由薄壁细胞组成。具有贮藏养料的作用。有些植物的髓,在茎形成时,于早期髓细胞解体消失形成中空。如蚕豆、南瓜。
髓射线:各维管束之间的薄壁组织叫髓射线。在横切面上呈辐射状排列,外与皮层相接,内与髓相接
作用:物质的横向运输和贮藏养料。
2、次生构造
(1)形成层的产生与活动
①形成层的形成:
束内形成层+束间形成层=形成层环
②形成层的活动:
次生韧皮部:向外加在初生韧皮部的内侧,由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞组成。
次生木质部:向内加在初生木质部的外侧,由导管、管胞、木质纤维、木质薄壁细胞组成。
维管射线:
③年轮的形成:
多年生木本植物茎的次生木质部中常可看到一圈圈的园环,叫年轮。
春材(早材):导管多而大,壁较薄,色浅而疏松。
晚材(秋材):导管少而小,细胞壁较厚,色深而紧密
④边材与心材:
心材:很多树木,木材的中心部分,常被树胶、树脂及色素等物质所填充,因而颜色较深,质地较坚硬,这部分木材叫心材。
心材已经失去输导能力,但对植物体具有较强的支持作用,因其含水量少,不易腐烂,材质较好。
边材:心材以外的木材叫边材。其颜色较浅。
心材的数量是随着茎的增粗而逐渐由边材转变而增加。
(2)木栓形成层的形成及活动
茎的木栓形成层:最初是由皮层外部的薄壁细胞转变而成。但有些植物是由表皮细胞(苹果、柳)、厚角组织(大豆、花生)转变而成,甚至在初生韧皮部发生(茶)。
木栓层+木栓形成层+栓内层=周皮
栓内层:茎的栓内层细胞含有叶绿体,故为绿色。
皮孔:进行气体交换的通道。
树皮:历形成的周皮和夹于其间的各种死亡组织,合称为周皮。习惯上,将形成层以外的部分叫树皮。
综上:双子叶植物茎的次生构造,自外而内依次为:周皮、皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部、维管射线、髓射线、髓。
三、单子叶植物茎的结构
以禾本科植物茎的结构为例来说明:
1、表皮一层细胞,有些表皮细胞的壁发生木栓化或硅化。
2、厚壁组织和薄壁组织
①厚壁组织:表皮以内为厚壁组织,为数层细胞,细胞体积小,细胞壁厚。
②薄壁组织:厚壁组织以内为薄壁细胞所充满。
水稻、小麦茎杆中央的薄壁组织,由于在发育初期就已解体,故形成空腔,叫髓腔。
3、维管束:
维管束的数目很多,并散生在薄壁组织中,它们的排列方式有两种类型:
①管束排列成内外两环:小麦、水
②散生于薄壁组织中,靠近边缘的维管束较小,排列紧
密,靠近中央的维管束较大,排列较稀。
韧皮部:向着茎内,由筛管和伴胞组成。
木质部:向着茎心,呈“V”字形,V字形上部有两个大的孔纹导管,下部有一个或两个环纹或螺纹导管和气腔。
维管束鞘:
总结双子叶与单子叶植物茎结构上的区别:
1、双子叶植物茎能够产生形成层和木栓形成层,因此茎能不断的增粗,并产生大量的次生构造;单子叶植物的茎不能产生形成层和木栓形成层,茎的增粗有限。
2、双子叶植物茎在初生构造中表皮细胞发生角质化,多年生木本植物表皮脱落;而单子叶植物茎表皮除了角质化外不发生木栓化或硅化,不脱落。
3、双子叶植物茎的初生构造中,可明显的分为表皮、皮层、中柱三部分;而单子叶植物茎无三部分之分。
4、双子叶植物茎的维管束为无限维管束,维管束在茎中排列成一轮;而单子叶植物茎维管束散生,为有限维管束,存在维管束鞘。
5、单子叶植物维管束中木质部呈“V”形;而双子叶植物木质部无这样的结构。
第五章叶的形态与结构
叶起源于茎尖生长锥周围的叶原基。叶的功能:
1、进行光合作用,制造有机物。2、进行蒸腾作用和气体交换。3、有些植物的叶还有繁殖和贮藏的作用,如:落地生根、白菜等。
第一节叶的形态
一、叶的组成:
叶片、叶柄、托叶三部分。
完全叶:凡是由叶片、叶柄、托叶三部分组成的叶叫完全叶。如大豆、苹果、梨、桃等。
不完全叶:缺少其中一部分或两部分的叶叫不完全叶。如:甘薯、向日葵的叶缺托叶;莴苣、白菜的叶缺托叶和叶柄。
1、叶片:叶片是叶的主要部分,通常为绿色宽大而扁平,叶的各种生理机能主要是由它来完成的。在叶片上分布有许多粗细不等的脉纹,叫叶脉。叶脉是叶中的维管束,它的作用是支持叶片的伸展、输导水分和养料。
2、叶柄:叶柄是叶片与茎相接的中间部分。
作用:支持叶片,并能转动以改变叶片的位置和方向,使叶片不致互相重叠,更好的接受阳光;叶柄又是叶片和茎之间输送水分和营养物质的通道。
3、托叶:是位于叶柄和茎相连接处的绿色小叶,常成对分离而生。
禾本科植物的叶:
叶片、叶鞘两部分组成。有些植物还具有叶耳、叶舌。
二、叶片的形状
不同种类的植物叶片的形状差异很大,即使是同一植物不同部位的叶,其叶片的形状也不同。叶片的形状主要是以叶片的几何形状为基础,以叶片的长度和宽度的比例及最宽处所在的位置来确定。可分为披针形,卵形、线形等。
三、叶缘
叶片的边缘叫叶缘。叶缘可分为:
全缘:叶缘完整无缺。如:丁香波状缘:叶缘凹凸成波浪形。如:茄
牙齿缘:桑
锯齿缘:桃
缺刻:叶缘凹凸很深。
四、叶脉的类型1、网状脉:叶片上有一条或数条主脉,由主脉分出较细的侧脉,由侧脉分出更细的小脉,各小脉交错连结成网状,叫网状脉。
网状脉可分为:
羽状网脉:只有一条主脉,苹果、杨、柳。
掌状网脉:由叶柄顶端射出数条主脉。棉花、葡萄、南瓜。
2、平行脉:
叶片中央有一条主脉,在主脉两侧有许多侧脉,各脉彼此平行或近于平行,叫平行脉。
平行脉可分为:
直出平行脉(小麦)、弧状脉(车前、玉簪)、横出脉(香蕉、美人蕉)、射出脉(棕榈、蒲葵)。
五、单叶和复叶
1、单叶:一个叶柄上只生一个叶片。
2、复叶:在一个叶柄上生有两个或两个以上叶片,这样的叶叫复叶。复叶的叶柄叫总叶柄;总叶柄上着生的叶叫小叶;小叶的叶柄叫小叶柄。
复叶根据小叶排列的方式可分为以下上类型:
①三出复叶:大豆
②掌状复叶:大麻
③羽状复叶:分为:奇数、偶数两种。
④单身复叶:柑桔单叶与复叶有时很容易混淆,它们的区别如45六、叶序叶在茎上的排列方式,叫叶序。
可分为:互生、对生、轮生三种类型。
第二节叶的结构
一、双子叶植物叶片的结构表皮、叶肉、叶脉三部分。1、表皮:可分为上表皮、下表皮2、叶肉:上、下表皮之间的绿色薄壁组织称为叶肉。双子叶植物的叶肉分化为:栅栏组织、海绵组织两部分。两面叶:双子叶植物的叶肉分化为栅栏组织和海绵组织,因而叶的上下两面的颜色深浅不同,这样的叶叫两面叶。3、叶脉木质部:上方
粗大的叶脉韧皮部:下方
形成层:两者之间
机械组织:位于木质部和韧皮部的外围
木质部
较细的叶脉
韧皮部
以上可以看出:叶脉愈细,结构就愈简单,叶脉愈分愈细,结构也就越来越简单,首先是形成层和机械组织消失,其次是木质部和韧皮部逐渐简化至消失,最后只剩下筛管分子和1-2个管胞面终断在叶肉细胞中。
二、禾本科植物叶片的结构
由叶片、叶肉、叶脉三部分组成。
1、表皮:可分为上、下表皮,上表皮上存在有运动细胞。气孔是由两个哑铃形保卫细胞围合而成,存在付卫细胞。
2、叶肉:无栅栏组织和海绵组织的分化。叶肉细胞为园柱形,在叶中排列成整齐的纵行,细胞间隙小。叶肉细胞形成特有的结构,即:峰、谷、腰、环。
3、叶脉木质部:上方
叶脉韧皮部:下方
维管束鞘:存在有两种类型:一类是由单层细胞组成,细,内含大型叶绿体。
如:玉米、高梁、甘蔗等;另一类是由两层细胞组成。外层的细胞壁薄,细胞较大,含有叶绿体。内层细胞壁厚,细胞较小,不含叶绿体,如:小麦、水稻等。
总结:双子叶植物与禾本科植物叶片结构上的区别:
1、表皮细胞:禾本科植物叶的表皮细胞除了角质化外,还存在木栓化和硅化;而双子叶植物的表皮细胞只角质化。
2、运动细胞:禾本样植物叶的上表皮存在有运动细胞;而双子叶植物无。
3、气孔:禾本科植物的气孔是由两个哑铃形保卫细胞围合而成,存在有付卫细胞,气孔的数目在上下表皮的分布没有差异;而双子叶植物的保卫细胞呈半月形,无付卫细胞,气孔多分布在下表皮。
4、叶肉:禾本科植物没有栅栏组织和海绵组织的分化,叶为等面叶;而双子植物有栅栏组织和海绵组织的分化,叶为两面叶。
5、叶脉中的形成层和维管束鞘:
第六章营养器官的变态
器官变态:指植物的个别器官适应一定特殊环境,在形态、结构和生理机能上发生了很大的变化,这种变化已成为该种植物的特征特性,并能正常的遗传,这种变化叫器官变态。
一、根的变态
(一)肉质直根
由主根和胚轴膨大而成的变态根,为肉质直根。主根膨大部分有侧根,而胚轴膨大部分没有侧根。如:萝卜、胡萝卜、甜菜等。
(二)块根
由侧根或不定根膨大呈块状,为块根。
如:甘薯、大丽花
(三)支持根玉米
(四)寄生根
是高等寄生植物所形成的一种从寄主体内吸收养料的变态根,为寄生根。如:菟丝子
二、茎的变态
(一)地上茎的变态
1、肉质茎:
2、茎卷须:
3、茎剌:
(二)地下茎的变态
1、根状茎
根状茎是一种外形似根的地下茎。
根状茎与根的区别:有明显的节与节间,顶端有芽,节上生有不定根和鳞片状的退化叶,退化叶的叶腋处有腋芽。
2、块茎
是由地下茎的顶端膨大而成。如:马铃薯
3、鳞茎
鳞茎是一个节间极短的地下茎变态。如:洋葱中央的基部为一扁平而节间极短的鳞茎,又叫鳞茎盘。
4、球茎是肥而短的地下茎。三、叶的变态1、鳞叶
鳞叶有多种类型,如:芽鳞片为褐色,包在鳞芽的外面;肉质鳞叶,着生在鳞茎上,可食用;膜质鳞叶,着生在地下茎的节上。
2、苞片和总苞
苞片:生于花下面的变态叶,称为苞片。
总苞:位于花序基部的苞片总体,称为总苞。
3、叶卷须
4、叶剌
包括:叶剌(小檗)、托叶剌(剌槐)。
上述各种不同器官变态,从来源和功能看,可分为两类型:同功器官:指来源不同,但形态和功能相同,这样的器官叫同功器官。如甘薯的块根与马铃薯的块茎就是一对同功器官。
同源器官:指来源相同,但形态功能不同,这样的变态器官叫同源器官。如:马铃薯的块茎与葡萄的卷须就是一对同源器官。
第七章植物的生殖器官的形态与结构
植物的花、果实和种子这三种器官与植物的有性生殖有关,因此称为生殖器官。植物借助于生殖,使它们的种族得以延续和发展。
第一节花的发生和组成部分
一、花芽分化
花芽分化:指茎尖分生组织分化形成花和花序的过程,叫花芽分化。
穗分化:禾本科植物茎尖分化为花序(穗)的过程叫穗分化。
花芽分化过程:
1、首先是生长锥伸长,如:小麦、水稻、棉花、苹果
2、伸长的生长锥的进一步变化有两种情况:
①生长锥发育为一朵花时,则生长锥逐渐增宽、变平。
②生长锥发育为花序时,则增大成半圆形或圆锥形。
3、小花的分化,是在宽大变平的生长锥由外向内依次出现若干轮突起,分别为花萼原基、花冠原基、雄蕊原基、雌蕊原基。有些植物如油菜、龙眼最后分化花冠原基。
二、花的组成
典型的花可分为:花萼、花冠、雄蕊、雌蕊四部分。它们分别着生在花柄顶端略微膨大的花托上。
花:是植物适应有生殖的变态枝条。
(一)花柄和花托
(二)花被
花被:花萼和花冠合称为花被。
两被花:一朵花中同时具有花萼和花冠的花。油菜、大豆
单被花:只有花萼或花冠的花。大麻、桑
无被花:没有花被的花。杨、柳
1、花萼
花萼位于花的最外轮,由数枚睛组成。萼片的外形似叶,通常为绿色,能进行光合作用;但有些植物的花萼具有鲜艳的颜色,形似花冠,如一串红、耧斗菜等。在开花前,花萼包在花的最外面,具有保护幼花的作用。花萼一只有一轮,但也有两轮的,如棉花等,外轮叫付萼,内轮叫花萼。根据组成花萼的各个萼片的离合情况,可分为:离萼:油菜合萼:大豆、花生根据开花后花萼是否脱落,可分为:落萼:白菜、油菜宿萼:茄2、花冠花冠位于花萼的内方,由若干个花瓣组成。
作用:①保护作用。
②吸引昆虫进行传粉。
花冠的类型:根据组成花冠的花瓣的离合情况,花冠可分为:
(1)离瓣花冠:
一朵花中的花瓣彼此完全分离,离瓣花冠;这种花叫离瓣花。有以下几种类型。
①蔷薇形花冠:由五个分离的花瓣排列成五星辐射状。
②十字形花冠
③蝶形花冠
(2)合瓣花冠:
一朵花中的花瓣,基部互相连合或全部连合,叫合瓣花冠。这种花叫合瓣花。连合的部分叫花冠筒,分离的部分叫花冠裂片。常见的有以下几种类型。
①漏斗状花冠
②钟状花冠:花冠筒较短而广,向上展开呈钟状。
③唇形花冠:花冠筒较长,花冠裂片成上下二唇形。④筒状花冠:花冠筒较长,上下粗细相似呈筒状,花冠裂片向上展开,向日葵。
⑤舌状花冠:花冠筒较短,花冠裂片向一侧延伸成舌状。莴苣的花序全部为舌状花。(三)雄蕊由花丝和花药两部分组成。
花药通常具有2-4个花粉囊,囊内产生大量的花粉粒。
雄蕊根据其离合情况,有以下几种类型:
1、离生雄蕊:花中全部雄各自分离,叫离生雄蕊。
①二强雄蕊益母草芝麻
②四强雄蕊十字花科植物
2、合生雄蕊:花中雄蕊形成不同程度的连合。有几下几种类型:
①单体雄蕊棉花、山茶
②二体雄蕊大豆
③多体雄蕊蓖麻、金丝桃
④聚药雄蕊菊科植物,南瓜
(四)雌蕊位于花的中央,是花的重要组成部分。
心皮:组成雌蕊的变态叶。
腹缝线、背缝线
柱头:接受花粉,促进花粉粒的萌发。
雌蕊花柱:是花粉管进入子房的通道。
子房:内生胚珠,受精后发育成果实。
不同的植物,雌蕊中心皮的数目和离合、子房的位置、胎座的类型不相同。
1、雌蕊的类型
根据雌蕊中心皮的数目和离合,雌蕊可分为以下几种类型:
①单雌蕊:一朵花中只有一个雌蕊,并由一个心皮组成。
豆类、桃、李。
②离生雌蕊:一朵花中有数枚雌蕊,每个雌蕊是由一个心皮组成。草梅、八角、芍药
③合生雌蕊:一朵花中只有一个雌蕊,这个雌蕊是由二个或更多个心皮连合构成,又称为复雌蕊。油菜、棉花、小麦。
2、子房的位置
根据子房在花托上着生的位置以及和花托连合情况,子房可分为以下类型。
①上位子房:上位子房的花有两种情况:上位子房下位花;上位子房周位花。
②中位子房:甜菜马齿苋
③下位子房:南瓜苹果
3、胎座的类型
胎座:子房中胚珠着生的部位叫胎座。有以下几种类
①边缘胎座:豆类
②侧膜胎座:油菜、萝卜、黄瓜
③中轴胎座:番茄、茄、苹果
④特立中央胎座:石竹、马齿苋
⑤基生胎座和顶生胎座:向日葵(基生)、桃(顶生)。三、禾本科植物花结构的特点
外稃:中脉常伸成芒。
内稃:
小花鳞片:两枚
雄蕊:3-6枚
雌蕊:一枚
外颖:
小穗内颖:
小花:一至数朵
小穗轴:
四、花与植株的性别
(一)花的性别
两性花:一朵花中同时具有雄蕊和雌蕊的花。
单性花:只有雄蕊或雌蕊的花。可分为:雌花、雄花。
无性花:没有雄蕊和雌蕊的花。向日葵边缘的花。
(二)植株的性别
单性花植物可分为:
雌雄同株:玉米、蓖麻
雌雄异株:杨、柳、菠菜。可分为:雄株、雌株
杂性同株:荔枝、柿。
五、花序:有些植物的花是单独着生于叶腋或枝顶,叫单生花。如:桃棉等。但大多数植物是许多花共同着生在一个总花柄上(花轴),这样就形成了花序。花序:花在花轴上有规律的排列方式。苞片:有的花在花柄基部下侧有一变态叶,叫苞片。
总苞:在花序基部集生的苞片,合称为总苞。
根据花轴的生长和分枝方式,开花顺序及花轴的长短,花序分为两大类:
(一)无限花序:
花轴顶端可以继续生长,花由花轴下部先开,渐及上部;或花轴较短,其边缘的花先开,渐及中央。常见的无限花序又有以下几种:
①总状花序:萝卜、油菜
②穗状花序:车前
③伞房花序:苹果、梨
④伞形花序:葱、韭
⑤柔荑花序:杨、柳
⑥头状花序:向日葵
⑦隐头花序:无花果
(二)有限花序
花序顶端或中央的花先形成,开花顺序是由上而下,由内而外,因而花轴的伸长受到限制。
蝎尾状螺状二歧
第二节花药和花粉粒的发育与结构
一、花药的发育与结构
药隔:存在药隔维管束
花药表皮
花粉囊纤维层
花粉粒:存在于药室内
成熟花药的横切面:表皮、纤维层、药隔、药隔管束、药室、花粉粒。
花药的发育:
幼小花药是一群具有分裂
能力的细胞
四棱形
分化出孢原细胞
壁细胞造孢细胞花粉母细胞
纤维层中层绒毡层减数分裂形成四分体
二、花粉粒的发育与结构
1、发育:
禾谷类作物、油菜、向日葵:花粉粒发育至三核时,开始
散粉。
大多数植物,如:桃、梨,至二核时,便开始传粉。
2、结构
外壁:较厚,缺乏弹性而较硬,表面光滑,或形成不同的花纹及突外壁上存在萌发孔,萌发孔的数目为1-多个,如水稻、小麦1个、油菜3-4个。外壁含大量的孢粉素及胡萝卜素、萝
卜素、脂类、蛋白质等,具有一定的色彩和粘性另外,外壁的透性强。
内壁:薄,富有弹性,由纤维素、果胶、半纤维素、蛋白质组成。
营养细胞:
二个精子:
外壁
花粉粒壁
内壁
二核花粉粒营养细胞
生殖细胞
不同的植物,花粉粒的大小、形状、颜色、花纹和萌发孔的数目与排列各不相同,可作为鉴别植物的依据。
花粉粒含有蛋白质、糖类、脂肪、生长素、类胡萝卜素和酶等,这些物质对保持花粉粒的生活力及花粉粒的萌发和花粉管的生长有着重要的作用。
第三节胚珠和胚囊的发育与结构
一、胚珠的发育与结构
1、成熟胚珠的结构:
珠心、珠被、珠孔、珠柄、合点、胚囊
2、发育:67
3、胚珠的类型:
直生胚珠:胚珠直立,珠孔、合点和珠柄列成一直线,珠孔位于珠柄相对的一端。
倒生胚珠:胚珠倒悬,珠孔向下,接近胎座,珠心与珠柄几乎平行,并且珠柄与靠近它的珠被贴生。
弯生胚珠:珠孔向下,合点和珠孔的连线呈弧形,珠心和珠被弯曲。
二、胚囊的发育与结构
1、发育:
周缘细胞(覆盖细胞)
孢原细胞长大减数分裂
造孢细胞胚囊母细胞四分体
直接发育(小麦、水稻)
三个消失一个发育
八核胚囊单核胚囊
2、结构:
卵细胞(N)一个
助细胞(N)二个
成熟胚囊极核(N)二个或中央细胞(2N)一个
反足细胞(N)三个或多数
第四节开花、传粉和受精
一、开花:
1、什么叫开花:当花中花粉粒和胚囊(或其中之一)成熟时,花被展开,雌雄蕊暴露出来,这种现象叫开花。
2、开花期:一株植物,从第一朵花到最后一朵花开毕经历的时间,称为开花期。
开花期的长短决定于植物的特性,也与所处的环境密切相关。一般小麦3—6天;早稻5-7天;晚稻7-10天;苹果、梨6-12天;番茄1-几个月。
二、传粉
什么叫传粉:指成熟的花粉粒,借助于外力传到雌蕊柱头上去的过程,称为传粉。
传粉有两种方式:
(一)自花传粉
成熟的花粉粒落到同一朵花的柱头上,叫自花传粉。
但在生产上把同株异花间的传粉也称为自花传粉;果树栽培上将同一品种不同植株同的传粉也称为自花传粉。
小麦、水稻、豆类都是自花传粉。
典型的自花传粉方式是闭花传粉,如:豌豆、大麦等。
(二)异花传粉
指不同花朵之间的传粉叫异花传粉。
作物栽培上指不同植株间的传粉;果树栽培上指不同品种间的传粉。如:玉米、油菜、向日葵、苹果、梨、西瓜、南瓜等
异花传粉时,花粉需要外力作为媒介才能传到柱头上,依据媒介不同,可将花分为
虫媒花:依靠昆虫进行传粉的花。苹果
风媒花:依靠风力进行传粉的花。玉米
虫媒花的特征:花较大,花被鲜艳,具有香味和蜜腺,花粉粒较大粗糙有花纹,有粘性。
风媒花的特征:花丝细长,易受风力摆动散出花粉;花粉粒干燥,数量多,外壁光滑,适于风力传播;雌蕊柱头大,常呈羽毛状,便于接受花粉;花小,花被不鲜艳。
异花传粉的意义:从生物学的角度,产生较强生活力和适应性的后代。
异花传粉与自花传粉只是相对的:70
(三)植物对异花传粉的适应
1、单性花:玉米、瓜类
2、雌雄蕊异熟:向日葵、苹果等
3、雌雄蕊异长:荞麦
4、自花不孕:向日葵、荞麦
三、受精作用
指雌雄配子(卵和精子)互相融合的过程叫受精作用。
(一)粉粒的萌发和花粉管的生长
(二)受精过程及其意义
双受精:被子植物在有性生殖过程中,花粉管中的两个精子分别和卵细胞及极核融合受精的过程叫双受精。
双受精的意义:
1、保持了物种的相对稳定性。
2、形成双重遗传性的合子,对选育新品种和生物的进化具有重要作用。
3、产生三倍体胚乳,并作为营养物质被胚吸收,使子代的生活更强,适应性更广。
(三)受精的选择性和多精入卵
受精的选择性:指植物在传粉、受精的整个过程中,各个阶段都具有选择作用,这种现象叫受精的选择性。
多精入卵:指两个以上的精子进入一个卵细胞,这种现象叫多精入卵虽然在植物界存在有多精入卵的情况,但通常只有一个精子和卵细胞融合受精,其它精子无效。但也有少数情况,即多余的精子和助细胞或反足细胞受精形成多胚现象;或两个以上精子与卵细胞融合,产生多倍体。
第五节种子和果实的形成、结构和类型
一、受精后花各部分的变化
二、种子的形成、结构与类型
(一)种子的形成
1、胚的发育
由合子开始至胚的形成叫胚的发育。
合子形成后首先要经过一段时期的休眠,休眠的长短因植物而异;小麦16-18小时,水稻4-6小时,苹果5-6天。
当合子通过休眠后,便开始分裂。合子的分裂标志着胚发育的开始,也是植物个体发育的开始。
①双子叶植物胚的发育
胚芽
胚胚轴
胚根
子叶
发育过程:
连续分裂
横裂柄细胞柄
合子连续分裂
胚细胞球形胚心形胚胚
②单子叶植物胚的发育
单子叶植物如小麦、水稻等胚的发育初期,与双子叶植物胚的发育基本相似,但柄细胞不进行分裂,形成一个单细胞的泡状结构,胚发育的后期与双子叶植物具有明显的区别:
横裂基细胞一侧生长较快,形成一
合子连续分裂片子叶。另一侧发育较
胚细胞球形胚慢,形成胚芽、胚芽鞘、胚根、胚根鞘、胚轴
2、胚乳的发育胚乳是由受精后的极核或中央细胞(初生胚乳核)发育而成。胚乳的发育存在两种类型:(1)核型胚乳:小麦、水稻、玉米、油菜、棉花、苹果(2)细胞型胚乳烟草、芝麻、番茄
外胚乳:少数植物的珠心组织随种子的发育而进一步发育,形成一种类似胚乳的贮藏组织,叫外胚乳。
3、种皮的发育
假种皮:由珠被或胎座发育而成的结构。
三、无融合生殖和多胚现象
不经雌雄性细胞结合而形成胚,这种现象叫无融合生殖。
(一)单倍体无融合生殖
1、单倍体孤雌生殖:卵细胞不经受精而发育成胚。
2、单倍体无配子生殖:助细胞或反足细胞直接发育成胚。
(二)二倍体无融合生殖
由胚囊母细胞或珠心组织的某些细胞直接发育成二倍体的胚囊,在这种胚囊中可产生培体无融合生殖。可分为:
1、二倍体孤雌生殖
2、二倍体无配子生殖。
3、不定胚和多胚现象
不定胚:由珠心或珠被细胞直接发育形成的胚称为不定胚。
多胚现象:指一粒种子中有两个以上胚,这种现象称为多胚现象。柑桔类植物的种子中有4-5个胚。四、果实的形成、结构和类型(一)果实的形成当植物完成受精作用后,子房同的胚珠进一步发育形成种子,子房壁进一步发育形成果皮,果皮包被着种子。因此,整个子房便发育形成果实。在通常情况下,植物的结实一定要经过受精作用,受精是促成结实的重要条件之一。但也存在有特殊情况:
单性结实:指有些植物不经受精作用,子房也能发育成果实,这种现象叫单性结实。
单性结实的结果,必然产生无籽果实。
如:香蕉、柑桔、风梨等。
(二)果实的来源与构造
真果:单纯由子房形成的果实叫真果。
假果:除了子房参于果实形成以外,花托、花萼、花冠甚至整个花序也参于果实的形成,这种果实叫假果。
外果皮
果皮:中果皮
真果:内果皮
种子
(三)果实的类型
果实按形态和构造不同,可分为三大类:
1、单果:指一朵花中只有一个雌蕊,由这个雌蕊形成的果实叫单果。
单果因果皮的性质不同,又可分为以下两类
(1)肉果:果实成熟后,果皮通常肉质多汁
①核果:外果皮薄,中果皮肉质,内果皮坚硬木质化成为果核,内含一粒种子。桃、李、杏。
②浆果:外果皮薄,中果皮、内果皮肉质多汁。柿、葡萄、番茄
③柑果:外果皮革质,有挥发油腔;中果皮疏松,具有桔络(维管束),内果皮薄,每个心皮的内果皮形成一个囊瓣,内有肉质多汁的表皮毛。柑桔等④瓠果:下位子房发育成的假果,花托和外果皮结合成坚硬的果壁,中果皮、内果皮肉质,胎座很发达。瓜类⑤梨果:由下位子房发育成的假果,果实部分大部分由花筒发育而成,子房发育的部分很少,位于果实的中央。由花筒发育的部分和外果皮、中果皮为肉质,内果皮革质。如:苹果、梨等
(2)干果:果实成熟后,果皮干燥。又可分为:
①裂果:果实成熟后,果皮开裂。根据开裂方式不同又可分为:
荚果:由单雌发育而成,子房一室,成熟时沿腹缝线和背缝线两面开裂。如大豆、也有不开裂的,如花生。
骨突果:由单雌蕊或离生雌蕊发育而成,子房一室,成熟时仅沿背缝线或腹缝线开裂。如芍药、飞燕草
角果:由两个心皮的复雌蕊发育而成,子房原为一室,由于形成假隔膜而为两室,成熟时沿两个缝线自上而下开裂,种子附着在假隔膜的两侧。
又可分为:长角果:白菜、萝卜
短角果:独行菜
蒴果:由两个以上皮的复雌蕊形成的果实,有一室或多室,成熟时有各种不同的开裂方式。如:棉花、烟草、石竹等
②闭果:果实成熟时,果皮不开裂。有以下几种类型:
瘦果:由一室子房形成,含一粒种子,果皮和种皮分离。如向日葵
颖果:由一室子房形成,含一粒种子,果皮与种皮紧密愈合,不易分离。如小麦、玉米等禾本科植物。
翅果:果皮延伸成翅。如榆、槭
坚果:果皮坚硬,含一粒种子,仅于胎座处相连。如榛子、粟分果:果实由两个或两个以上心皮组成,每个心皮发育成一个小果,内含一粒种子,成熟时各小果彼此分离,但小果并不开裂,如苘麻。伞形科植物又称为双悬果。
2、聚合果:一朵花中有许多聚生在花托上的离生雌蕊,每一个雌蕊形成一个小果,许多小果共同着生在一个花托上,形成一个果实,这种果实叫聚合果。如:草梅、悬钩子。
3、聚花果:整个花序发育成为一个果实,这种果实叫聚花果(复果)。如:菠萝、无花果。