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绪章绪论
走进多彩的植物世界学习植物学,让我们理解欣赏植物的微观结构、探索植物的生命旅程,感受植物蓬勃的生命力,感恩植物为我们塑造美丽的家园,感悟人与自然和谐共生的生态观。
本节课的主要内容有:
1.简述植物在生物界中的地位及植物的特点;
2.以植物形态和种类为例,介绍植物适应环境形成的多样性;
3.通过植物学的形成和发展简史,说明植物学的理念来源于生活实践;
4.从衣食药住行,到山水林田湖草,阐述植物对人类及人类居住地球的呵护;
5.植物学的学习与考核方法。 -
●0.1走近植物界
植物科学已是当今世界最受关注的基础自然科学,是一门研究与探索植物形态结构和功能、生长发育的基本特性、植物的多样性,以及植物与人、环境之间的相互关系的科学。
一、植物在生物界的地位
1.植物在生物界的地位
在自然界中,生物是多种多样的,植物只是生物界中的一员。生物界的理论很多,归纳起来主要有两界、三界、四界、五界、六界和八界的分类系统。但习惯上,还是采用二界分类系统。
2.植物的基本特征
(1)植物细胞有细胞壁,具有较稳定的形态;(3)多数植物含有叶绿体,能进行光合作用;(3)大多数植物个体终生具有分生组织,在植物个体发育中能不断的产生器官。
二、植物的多样性
1.物种的多样性
地球上生物约200万种生物,其中属于植物界有50余万种。它们形态各异、大小悬殊,有的结构极其复杂,有的结构却非常简单。
2.生态环境的多样性
根据植物所处的生长环境,可以分为有水生植物和陆生植物。水生植物可分为浮水植物和沉水植物。陆生可分为阳性植物、阴性植物和耐阴植物等。
3.营养方式的多样性
有自养植物和异养植物。自养植物含有叶绿素,能够制造养料,也称绿色植物;异养植物也称非绿色植物,有寄生和腐生之分。
4.生殖方式的多样性
藻类、菌类、苔藓植物和蕨类植物均是以孢子进行繁殖,所以称孢子植物;裸子植物、被子植物都是以种子进行繁殖,故称为种子植物。
5.生命周期的多样性
植物寿命在不同种类中长短不一。草本植物有一年生、二年生和多年生。木本植物寿命较长,有的可达数百年或上千年。
三、植物科学发展简史
植物学的发展经历了3个时期。
1.描述植物学时期。18世纪前,以认识和描述植物为主,积累植物的基本资料和发展栽培植物,对农业栽培植物的发展起了重要的作用。
2.实验植物学时期。18-20世纪初,以实验方法为主,了解植物生命活动过程。18世纪瑞典科学家林奈创立植物分类系统和双名法,19世纪的达尔文的《物种起源》提出了进化论的观点,19世纪德国植物学家施莱登和动物学家施旺创立了细胞学说,恩格勒和普兰特提出了植物的自然分类系统,将植物界分为13个门。
3.现代植物学时期。自20世纪60年代以来,由于研究方法和实验技术的不断创新,植物学得到迅猛的发展。特别是在确认DNA是遗传的分子基础,并阐明了DNA的双螺旋结构之后,人们开始从分子水平研究植物。 -
●0.2感恩植物的呵护
四、植物在地球上的作用
从衣食药住行,到山水林田湖草,植物无时无刻不在呵护人类及人类居住的地球。
植物是人类生存的物质基础;植物促进了物质的循环,维持着生态系统的平衡;植物对环境的净化作用和监测作用;植物可以防风、固沙、减少水土流失的作用。
五、学习植物学目的与方法
本课程是农学、园艺、设施农业、植保、环境生态工程、风景园林等专业的专业基础课。植物学的学习是循序渐进。学习植物形态解剖部分,要把握结构与功能之间、植物与环境之间的关系。学习植物系统分类部分,要由简单到复杂、由低级到高级的进化观念,去理解植物的多样性。要善于运用观察比较和实验研究的方法,加强实验观察和技能训练。
考核的方法包括线上和线下。线上和线下学习成绩各占30%,期末考试占40%。
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第一章认识植物细胞
由于所有植物都是由单个或许多细胞构成的,植物细胞是构成植物体形态结构和生命活动的基本单位。因此,探索植物世界的旅程,要从植物细胞开始。
在这一章中,我们主要学习以下几部分内容:
一、植物细胞概述,包括细胞的发现及其意义和植物细胞的基本特征两部分内容。
二、植物细胞基本结构及功能,包括植物细胞结构概述、原生质体结构及组成、细胞壁的结构功能及后含物的相关知识。
三、细胞的增殖、生长和分化,包括细胞周期、有丝分裂、减数分裂、无丝分裂及细胞生长与分化。 -
●1.1恒河沙数-植物细胞概述
一、细胞的发现及其意义
细胞一般都很小,要用显微镜才能看到。因此,细胞的发展以及对细胞的了解,是和显微镜的发明和改进分不开的。1665年,英国学者虎克首次发现了植物细胞。1838~1839年,德国植物学家施来登和动物学家施旺提出了细胞学说并不断加以完善。现在,随着新仪器和新技术,如电子显微镜的产生和应用,我们可以将样品放大100万倍,因而对细胞结构的认识深入到了超微甚至分子水平,对生命的本质有了更清楚的认识。
根据现代细胞的概念,我们认为细胞具有以下特点: 细胞是生物有机体的基本结构单位;细胞也是代谢和功能的基本单位; 细胞还是有机体生长、发育的基础;细胞又是遗传的基本单位,具有遗传上的全能性。
二、植物细胞的基本特征
植物的细胞一般都比较小,其直径一般在10~100μm之间绝大多数植物细胞须在显微镜下才能分辨;也有一些植物细胞肉眼是可见的。
植物细胞的形状多种多样,有球状体、多面体、纺锤形和柱状体等。单细胞植物体或分离的单个细胞,因细胞处于游离状态,常常近似球形。多细胞植物体中,由于细胞间的相互挤压,使大部分的细胞成多面体。高等植物体内的许多细胞,其形状的特殊,更体现着形态和功能的统一。 -
●1.2一粒沙的天堂—植物细胞基本结构与功能(1)
一、植物细胞
植物细胞由原生质体和细胞壁两部分组成。细胞壁由原生质体分泌的非生活物质所构成,包被在原生质体的外侧,对原生质体有保护作用;原生质体是由生命物质—原生质所构成,它是细胞各类代谢活动进行的场所;此外,细胞中尚含有多种非生命的贮藏物质或代谢物质,我们统称为后含物。
二、原生质体
原生质是组成细胞生命物质的总称。原生质体是组成细胞的一个形态结构单位,是指活细胞中细胞壁以内各种结构的总称,是细胞各类代谢活动进行的主要场所,可分为质膜、细胞质和细胞核三部分。
1.质膜
质膜又称原生质膜、细胞膜,是原生质体最外面的一层透明薄膜,外与细胞壁接触,将细胞的内环境与外环境隔开。流动镶嵌模型描述质膜的分子结构,质膜有重要的生理功能。
2.细胞质
(1)胞基质
胞基质是细胞质中除细胞器以外的、较为均质的半透明胶状物质。
(2)细胞器
细胞器是细胞质中具有特定形态结构和功能的微器官,也称为拟器官或亚细胞结构。
①质体。质体是植物细胞特有的细胞器。根据所含色素和功能的不同,可将其分为叶绿体、白色体和有色体三种类型。
②线粒体。线粒体是进行呼吸作用的主要细胞器。它们多呈棒状、球状或分枝状。线粒体外具有双层膜结构,线粒体是细胞中物质氧化的中心,与能量转换有关。
③内质网。内质网是一个由单层膜围成的扁平的囊、槽、池或管,形成相互沟通的网状系统,可分为粗糙型内质网和光滑型内质网两类。
④ 高尔基体。高尔基体是由单位膜构成的扁平囊叠加在一起所组成。一个高尔基体常具4~8个囊,从囊的边缘可分离出许多小泡。高尔基体的主要功能,是在细胞内将内质网合成的物质运输到某些部位去。
⑤液泡。液泡是由单层单位膜包被、膜内充满着液体的细胞器。成熟的植物细胞具有中央大液泡,是植物细胞区别于动物细胞的另一个特征。液泡有重要的生理功能。
⑥溶酶体
⑦圆球体
⑧微体
⑨核糖体:核糖体呈颗粒状,无膜包围,是多肽链合成的场所。
⑩细胞骨架。真核细胞中由蛋白质纤维构成的网架系统,称为细胞骨架。细胞骨架由微管、微丝和中间纤维三者构成,具有重要作用。
3.细胞核
细胞核储存着细胞发育的遗传信息,通过基因表达控制着细胞的生命活动,并通过细胞分裂将遗传信息传递给子细胞。细胞核的结构包括核膜、核仁、核基质和染色质等。 -
●1.3一粒沙的天堂—植物细胞基本结构与功能(2)
二、细胞壁
细胞壁是植物细胞最外面的一层,也是植物细胞区别于动物细胞的又一显著特征。细胞壁有保护原生质体的作用,并在很大程度上决定了细胞的形态和功能。
1.细胞壁的结构和组成
构成细胞壁的物质种类很多,高等植物细胞壁的主要成分是多糖和蛋白质,多糖包括纤维素、半纤维素和果胶质。
2.细胞壁的层次结构
细胞壁从外向内依次可分为胞间层、初生壁和次生壁三层结构。
3.细胞壁的生长和特化
细胞壁的特化有以下四种类型:木质化、角质化、栓质化和矿质化。
4.纹孔和胞间连丝
(1)初生纹孔场
在初生壁上具有一些明显的凹陷区域,称为初生纹孔场。
(2)纹孔
次生壁加厚时,往往在原有的初生纹孔场处不形成次生壁,结果形成凹陷的区域,称为纹孔。可区分为两种常见的类型,即单纹孔和具缘纹孔。
(3)胞间连丝
相邻的细胞间有许多纤细的原生质丝穿过初生壁上的微细孔眼彼此联系,这种穿过细胞壁的原生质细丝称为胞间连丝。
三、后含物
后含物是植物细胞原生质体代谢过程中的产物,可以在细胞生活的不同时期产生和消失。
1. 淀粉
淀粉是植物细胞中最普遍的贮藏物质,贮藏淀粉常呈颗粒状,称为淀粉粒。
2.蛋白质
蛋白质以多种形式存在于细胞中。贮藏蛋白质常呈固体状态,可以形成结晶状、无定形或颗粒状结构—糊粉粒存在。
3.脂肪和油类
脂肪和油类是细胞中含能量最高的贮藏物质,在常温下脂肪呈固态,而油呈液态。
4.晶体
在植物细胞中,常可见到无机盐形成的各种形状的晶体。
5.次生代谢产物
植物次生代谢物质是植物体内合成的、在植物细胞的活动中没有明显或直接作用的一类化合物。 -
●1.4生生不息-细胞的增殖、生长和分化
细胞分裂对植物的生活和后代繁衍有重大意义。植物细胞的分裂包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂三种方式。对于高等植物来说,有丝分裂是植物体增加细胞数目的主要方式,减数分裂则是与有性生殖紧密伴随的产生性细胞的主要方式。
一、细胞周期
一个细胞从结束一次分裂开始,到下一次分裂完成为止的整个过程,称为细胞周期。
二、 有丝分裂
分裂过程中,因细胞核中出现染色体与纺锤丝,故称有丝分裂。人为的把它分为前期、中期、后期和末期等四个时期。
1.前期
染色体的出现是进入分裂前期的标志性特征。
2.中期
中期是染色体排列在细胞中央的赤道面上、纺锤体完全形成的时期。
3.后期
各个染色体的两条染色单体分离,是进入分裂后期的标志。
4.末期
末期是形成两个子核和胞质分裂的时期。
经过核分裂和胞质分裂,一个母细胞成为两个子细胞。有丝分裂中染色单体的分离保证了子细胞染色体的数目和与母细胞的相同,因此保持了细胞遗传的稳定性。
三、 减数分裂
减数分裂是与生殖细胞或性细胞形成有关的一种分裂,高等植物在开花过程中形成雌、雄性生殖细胞,卵细胞和精子,必须经过减数分裂。减数分裂是一种特殊的有丝分裂。
1.减数分裂的过程
(1)第一次分裂──减数分裂I
包括前期I、中期I、后期I、末期I共四个时期,其中前期经历时间最长,变化最大:
①前期I。又分以下五个时期:
细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。
②中期I。与有丝分裂一样。
③后期I。由于染色体牵丝的牵引,两条同源染色体分别向细胞两极移动,结果使细胞两极各有一组染色体。
④末期I。染色体解螺旋变细,但不完全伸展,仍然保持可见的染色体形态,每个子核中染色体数目只有母细胞的一半。
(2)减数第二次分裂──减数分裂II
在第一次分裂结束后,经过暂短的间期便开始了减数第二次分裂。它实际上就是一般的有丝分裂,最终形成四个结合在一起的子细胞,叫四分体。
四、无丝分裂
是较简单的一种细胞分裂方式‘在低等植物中较为常见。
五、生长与分化
通过细胞分裂所产生的子细胞,有的进入新的分裂过程,有的则进行生长和分化。细胞分化则是指在植物个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能上的特化过程。
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第二章探究植物组织
植物经过漫长的进化过程,逐渐由低等的单细胞植物体演化为高等的多细胞植物体。多细胞植物又继续进化出现了细胞间的分工,其体内分化出许多生理功能不同、形态结构相应发生变化的细胞组合,这些细胞组合被称为组织。
一、植物组织的概念与形成
我们把形态、结构相似,在个体发育中有相同来源的细胞群所组成的结构和功能单位,称为组织。组织是由同一个细胞,或是同一群分生细胞生长、分化而来的。由一种类型细胞构成的组织,称为简单组织;由多种类型细胞构成的组织,称为复合组织。
植物的每个器官都包含有多种不同类型的组织,其中每一种组织具有一定的形态结构和分布规律,行使特定的生理功能,植物组织之间存在着密切的关系,相互依存和配合,有机组合在一起,共同完成植物的各项生命活动。
二、植物组织的类型
植物组织的种类很多,通常按生长发育的程度,将组织分为分生组织和成熟组织两大类。
根据来源和性质,我们可以将分生组织分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织。
根据在植物体中分布的位置,分生组织又可以分为顶端分生组织、侧生分生组织和居间分生组织。
成熟组织又可分为薄壁组织、输导组织、机械组织、保护组织和分泌结构等,组织又可形成复合组织及组织系统。 -
●2.1植物组织初探-植物组织、分生组织
一、植物组织的概念与形成
我们把形态、结构相似,在个体发育中有相同来源的细胞群所组成的结构和功能单位,称为组织。
二、植物组织的类型
将组织分为分生组织和成熟组织两大类。
(一)分生组织
这些存在于特定部位、极少分化、保持分裂活动能力的细胞群称为分生组织。分生组织的细胞分裂活动,为植物体不断增加新细胞,提供形成各种成熟组织的材料,其自身在一定时间内持续保持分裂能力。
分生组织细胞代谢活跃,有旺盛的分裂能力;细胞排列紧密,细胞体积较小;细胞壁薄,不特化,由纤维素、果胶质构成;细胞核相对体积大,细胞质浓;原生质体分化程度较低或未分化,虽有较多的细胞器和膜系统,但液泡极小不明显,质体处于前质体阶段;缺乏贮藏物质。
根据来源和性质,我们可以将分生组织分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织。
根据在植物体中分布的位置,分生组织又可以分为顶端分生组织、侧生分生组织和居间分生组织。 -
●2.2成熟组织面面观之薄壁组织、输导组织
成熟组织
分生组织分裂产生的大部分细胞,经生长、分化后,逐渐丧失分裂能力,形成各种具有特定形态结构和生理功能的组织,称为成熟组织。
根据生理功能的不同,成熟组织可以分为薄壁组织、输导组织、机械组织、保护组织和分泌结构。
1、薄壁组织
其广泛分布在植物各个器官中,全部由生活的薄壁细胞所组成,故称薄壁组织。薄壁组织主要与植物的营养活动有关,是植物进行营养物质吸收、合成、转化、贮藏等功能主要场所。
薄壁组织的细胞间隙较大,细胞壁薄,有较大的液泡,细胞排列疏松,细胞分化程度较低,有潜在的分生能力,在一定的条件下,部分细胞可转化成分生组织,薄壁组织的这种特性是创伤修复,扦插、嫁接成活以及组织培养获得再生植株等的基础。
根据生理功能的不同,薄壁组织进一步可分为:吸收组织、同化组织、贮藏组织、通气组织和传递细胞等。
2、输导组织
输导组织是植物体内专门长距离运输水溶液和同化产物的组织。其细胞分化成管状分子,贯穿于各器官之间,并相互连接,形成一个复杂而完善的运输系统。根据运输的主要物质不同,可将输导组织分为两大类:一类是输导水分和无机盐的导管和管胞,另一类是运输同化产物的筛管和筛胞。 -
●2.3成熟组织面面观之机械组织、保护组织
3、机械组织
机械组织是植物体中起支持、巩固加强作用的组织,一般具有一定硬度和韧性,具有很强的抗压、抗张和抗曲折的能力。
根据细胞形态结构和细胞壁加厚方式的不同,机械组织可分为厚角组织和厚壁组织。
4、保护组织
保护组织位于植物体表面,由一至几层细胞组成,具有防止水分过度蒸腾,控制植物与环境的气体交换,抵抗机械损伤和病虫害侵袭等保护功能,维护植物体内正常的生理活动。保护组织有表皮和周皮两种。 -
●2.4成熟组织面面观之分泌结构及复合组织
5、分泌结构
有些植物在新陈代谢过程中,能合成一些特殊的有机物或无机物,聚积在细胞内、胞间隙、腔道中,或通过一定的细胞或细胞组成的结构排出体外,这种现象称为分泌。
植物分泌物的种类繁多,有挥发油、乳汁、蜜汁、树脂、糖类、单宁、生物碱、粘液、消化液、酶、杀菌素及盐类等。
将凡能产生特殊分泌物质的细胞或细胞组合,称为分泌结构。通常根据分泌结构的发生部位和分泌物的溢排情况,将分泌结构分为外分泌结构和内分泌结构两大类。
(1)外分泌结构
将分泌物排到体外的分泌结构称为外分泌结构。外分泌结构多分布于植物体表,如腺毛、腺鳞、蜜腺、盐腺、排水器等。
(2)内分泌结构
分泌物不排至植物体外,而是积聚于细胞内、胞间隙、腔穴或管道等处的分泌结构称为内分泌结构。常见的内分泌结构有分泌细胞、分泌腔、分泌道、乳汁管等。
三、复合组织和组织系统
(一)复合组织
由多种类型细胞构成的组织叫复合组织,如木质部、韧皮部、维管束等。
(二)组织系统
植物的各个器官或整个植物体,由一些复合组织在结构上和功能上进一步组成的复合单位,称为组织系统。
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第三章种子和幼苗
种子是种子植物特有的繁殖器官,随着种子的萌发,胚发育形成幼苗,进一步发育形成成年植株。在这一章主要讲述以下内容
一、种子的结构和类型
1.种子的形态
2.种子的结构
3.种子的主要类型
二、种子的萌发和幼苗形成
1.种子的寿命
2.种子的萌发和幼苗形成
(1)种子萌发的条件。
(2)幼苗形成
3.幼苗的类型
种子萌发时,根据子叶是否留在土中,将幼苗分为子叶出土幼苗和子叶留土幼苗。 -
●3.1绽放生命之初-种子和幼苗
一、种子的结构和类型
1.种子的形态
不同植物的种子在形态、大小、颜色等方面有较大的差异。
2.种子的结构
种子的形态、大小、颜色虽然多种多样,但它的内部结构是一致的,一般是由胚、胚乳和种皮三部分构成。
3.种子的主要类型
根据成熟种子内部胚乳的有无,将种子分为有胚乳种子和无胚乳种子。
二、种子的萌发和幼苗形成
1.种子的寿命
种子是有生活力的,所以它有一定的寿命。种子的寿命是指在一定条件下,所能保持生活力的最长期限。种子的寿命因不同植物差异很大。
2.种子的萌发和幼苗形成
(1)种子萌发的条件
在充足的水分、适宜的温度和足够的氧气的环境条件下开始萌发并形成幼苗,但是有少数植物种子的萌发除了以上条件外还需光照或是黑暗条件。
(2)幼苗形成
3.幼苗的类型
种子萌发时,根据子叶是否留在土中,将幼苗分为子叶出土幼苗和子叶留土幼苗。
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第四章植物的根
植物有六大器官,其中根、茎、叶属于营养器官,花、果实和种子属于繁殖器官。本章介绍的是植物的营养器官根。根是植物在进化过程中为了适应陆地生活形成的器官。根一般生长在土壤中,构成植物体的地下部分,“根深叶茂,本固枝荣”很形象的说明了根在植物生长中的重要作用。本章将介绍以下内容:
一、根的形态与功能
(一)根的功能
吸收和输导、固着和支持、合成和分泌、此外有些植物的根还具有一些特殊的功能,如贮藏、繁殖、攀缘等。
(二)根的形态
1、根的种类
根据发生部位不同,可分为定根和不定根两种。
2、根系的类型
分为直根系和须根系两类。
3、根系在土壤中的分布
根据根系分布的深浅可分为深根性和浅根性;根系在土壤中的分布,除因植物种类不同外,还受到环境条件特别是土壤条件的影响。
二、根尖及其分区
根尖从顶端起,依次分为四个部分:根冠、分生区、伸长区和根毛区
三、根的初生结构
(一)双子叶植物根的初生结构
双子叶植物根的初生结构由外至内明显地分为表皮,皮层和维管柱三个基本部分,分别来源于初生分生组织的原表皮、基本分生组织、原形成层。
(二)单子叶植物根的初生结构
单子叶植物根的基本结构与双子叶植物相似,亦分为表皮、皮层和维管柱3部分。但单子叶植物仅具初生生长和初生结构,不能产生次生分生组织,因而没有次生生长和次生结构。
(三)侧根的形成
侧根的形成有一定的规律,一般侧根起源于中柱鞘,内皮层可以不同程度的参与到侧根原基形成的过程中。
四、根的次生结构
根的次生生长是根的侧分生组织活动的结果。根的侧生分生组织包括维管形成层和木栓形成层。维管形成层经过不断的分裂、生长和分化形成次生维管组织,木栓形成层经过不断的分裂、生长和分化形成次生保护结构周皮。 -
●4.1根的功能与形态
根是植物在进化过程中为了适应陆地生活形成的器官。根一般生长在土壤中,构成植物体的地下部分,“根深叶茂,本固枝荣”很形象的说明了根在植物生长中的重要作用。
一、根的功能
1.吸收和输导作用
2.固着和支持作用
3.合成和分泌作用
二、根的形态
(一)根的种类
根据发生部位不同,可分为定根和不定根两种。
1、定根:从植物体固定的部位生长出来,包括主根和侧根。
2、不定根:发生位置不固定,一般由茎、叶、老根或胚轴上发生的根,如
(二)根系的类型
根系:是一株植物地下部分所有根的总和。分为直根系和须根系两类。
1、直根系:由胚根发育产生的主根及各级侧根组成,主根发达,较各级侧根粗壮而长,能明显的区分出主根和侧根。大多数双子叶植物和裸子植物根系属于此类型,如大豆、棉花、向日葵等。
2、须根系:是主根生长缓慢或停止,主要由不定根组成的根系。根系中各根大小粗细差不多,呈丛生状态。如小麦、水稻、葱、蒜等大多数单子叶植的物根系。
(三)根系在土壤中的分布
1、根据根系分布的深浅可分为深根性和浅根性,
2、根系在土壤中的分布,除因植物种类不同外,还受到环境条件特别是土壤条件的影响。 -
●4.2根尖及其分区
从种子萌发长出胚根,根的生长就已开始,根的生长主要包括根的初生生长和次生生长,初生生长主要集中在根尖。
(一)根尖
是指从根的顶端到着生根毛的这一段。不论主根、侧根还是不定根都具有根尖,根尖是根生命活动最活跃、最重要的部分,根的伸长生长、根对水分和矿质元素的吸收、根内各种组织的形成,主要在根尖进行。
(二)根尖的分区
根尖从顶端起,依次分为四个部分:根冠、分生区、伸长区和根毛区
1.根冠
位于根尖最前端。由薄壁细胞构成的帽状结构,故也叫根帽。
根冠的作用:(1)保护顶端的分生组织,并帮助正在生长的根顺利穿越土壤。
(2)根冠参与控制根的向地性反应
2.分生区
位于根冠的内方,是根的顶端分生组织,包括最前端的原分生组织和初生分生组织,整体如锥状,又名生长锥。
分生区主要由原分生组织和初生分生组织两部分来组成。
(1)原分生组织
位于分生区最前端。由原始细胞(即胚性细胞)和最初的衍生细胞构成。
(2)初生分生组织
是原分生组织衍化而来的,这些细胞在分裂的同时,在细胞形状、大小及液泡化等方面出现了差异,已出现了初步的分化,并分化成为原表皮、基本分生组织、原形成层3部分。原表皮将来发育成表皮、基本分生组织发育成皮层、原形成层发育成维管柱,三者共同构成根的初生结构。
3.伸长区
位于分生区上面,长2~10mm,是由分生区分裂的细胞初步分化而来,细胞分裂逐渐停止,细胞沿着根的长轴方向显著延伸,因此称为伸长区。
4.成熟区
由伸长区细胞分化形成,位于伸长区后方,细胞停止生长,并分化成各种成熟的组织。随着植物种类和环境不同,其全长从数毫米到数厘米。其显著特征是有根毛。根毛是表皮细胞外壁向外突出形成的顶端封闭的管状结构。根毛对吸收水分和无机盐有着重要作用。 -
●4.3根的初生结构(1)
由根尖的顶端分生组织细胞经过分裂、生长、分化形成成熟根的生长过程,称为根的初生生长,初生生长过程中形成的各种成熟组织称为根的初生结构。根的初生结构始于根毛区。
(一)双子叶植物根的初生结构
双子叶植物根的初生结构由外至内明显地分为表皮,皮层和维管柱三个基本部分,分别来源于初生分生组织的原表皮、基本分生组织、原形成层。
1.表皮
根最外面的一层薄壁细胞,由原表皮发育而成,水和无机盐可自由通过,许多表皮细胞向外突出形成根毛,扩大了根的吸收面积。
2.皮层:发达,是水分和溶质从根毛到中柱的横向输导途径;也是幼根贮藏营养物质的场所;
皮层由外向内分为3层:①外皮层②皮层薄壁细胞③内皮层。
内皮层:细胞排列整齐,径向壁和横向壁常具有一条木化和栓化的带状加厚,称为凯氏带。横切面上,凯氏带在相邻细胞的径向壁上呈点状,称凯氏点,此为凯氏带的横切面。
3.维管柱
维管柱又称中柱,是内皮层以内的柱状部分,由初分生组织的原形成层分化而来。包括中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和未分化的原形成层细胞4部分。 -
●4.4根的初生结构(2)
单子叶植物根的基本结构与双子叶植物相似,亦分为表皮、皮层和维管柱3部分。但单子叶植物仅具初生生长和初生结构,不能产生次生分生组织,因而没有次生生长和次生结构。
1.表皮 位于根的最外层,一层细胞;有的在根毛区枯死,解体而脱落,或分裂成多层细胞,细胞壁木栓化,形成根被。
2.皮层 由外而内通常分为外皮层、皮层薄壁细胞和内皮层三层。
内皮层:细胞呈五面加厚,即两侧径向壁,上下横向壁及内切向壁皆发生木质化和栓质化加厚。在横切面上,增厚部分呈马蹄形。
3.维管柱。外面有一层薄壁细胞组成中柱鞘,中柱鞘的根的发育后期常部分(如玉米)或全部(如水稻)发生木化。
4.髓 位于维管柱的中央,由发达的薄壁细胞组成,可贮藏营养物质;有的植物,如水稻等发育后期髓可成为木质化厚壁组织。
三、侧根的形成
侧根的形成有一定的规律,一般侧根起源于中柱鞘,内皮层可以不同程度的参与到侧根原基形成的过程中。
由于侧根起源于母根的中柱鞘,发于根的内部,这种起源方式称为内起源。 -
●4.5根的次生结构
多数单子叶植物的根,都只有初生生长和初生结构。而大多数双子叶植物和裸子植物,特别是多年生木本植物的根,初生生长结束后,某些薄壁细胞恢复分裂能力,产生次生分生组织,由次生分生组织的活动使根增粗和形成外围新的保护组织的过程称为次生生长,形成的结构称为次生结构。
根的次生生长是根的侧分生组织活动的结果。根的侧生分生组织包括维管形成层和木栓形成层。维管形成层经过不断的分裂、生长和分化形成次生维管组织,木栓形成层经过不断的分裂、生长和分化形成次生保护结构周皮。
由次生维管组织和周皮共同构成了根的次生结构。次生结构不断添加的结果是使根增粗。单子叶植物的根一般不加粗,少数则以较为特殊的方式进行。
1.维管形成层的发生和活动
(1)首先保留在初生韧皮部内侧的原形成层细胞恢复分裂能力,形成几个弧形片断的形成层。接着
(2)这些形成层片断两端的细胞也开始分裂,使形成层片断两端沿着初生木质部放射角扩展至中柱鞘处。
(3)此时对着原生木质部外的中柱鞘细胞脱分化,恢复分裂能力,成为形成层的一部分,从而使整个形成层连接为一圈,横切面上呈波浪式环状,这就是维管形成层,简称为形成层。
二、木栓形成层的产生及其活动
当形成层不断产生次生结构使中柱愈来愈粗,外围的皮层和表皮受挤而破裂脱落。根就产生新的次生保护组织,起保护作用。由根的中柱鞘细胞脱分化,进行径向分裂和切向分裂形成木栓形成层。木栓形成层向外分裂产生多层木栓细胞,称为木栓层;向内产生少数几层薄壁细胞,称为栓内层。栓内层、木栓形成层和木栓层构成了周皮。周皮是次生保护组织,在根加粗后,代替表皮起保护作用。
最早的木栓形成层发生于中柱鞘,以后可深入到次生韧皮部,少数植物的木栓形成层可由皮层甚至表皮形成,多年生植物的根部,逐年形成的老周皮覆盖在新的周皮外,形成较厚的死树皮。
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第五章植物的茎
茎是由胚芽发育而成,是联系根和叶,输送水、无机盐和有机养料的轴状结构。除少数生于地下外,茎一般是植物体生长在地上的营养器官。茎的顶端能无限地向上生长,与着生的叶形成庞大的枝系。
一、茎的功能及形态
(一)茎的功能
支持、输导、贮藏、繁殖、光合等。
(二)茎的外形
茎的形状、茎的分枝变化、节、节间和枝。
(三)芽的结构及类型
1、芽的概念和结构
2、芽的类型
3、茎的生长习性
4、茎的分枝类型
二、茎尖分区与茎的初生生长
(一)茎尖的分区
(二)茎的初生生长
三、茎的初生结构
(一)双子叶植物茎的初生结构
(二)单子叶植物茎的结构
(三)单子叶植物茎的初生加粗生长
四、双子叶植物茎的次生构造
(一)维管形成层的产生及活动
(二)木栓形成层的产生及活动
五、单子叶植物茎的次生结构 -
●5.1茎的功能及形态(1)
茎是由胚芽发育而成,是联系根和叶,输送水、无机盐和有机养料的轴状结构。除少数生于地下外,茎一般是植物体生长在地上的营养器官。茎的顶端能无限地向上生长,与着生的叶形成庞大的枝系。
一、茎的功能
1.支持作用 。
2.输导作用
3.贮藏作用
4.繁殖作用
5.光合作用
二、茎的外形
1.茎的形状
多数植物的茎呈圆柱形,少数呈三棱柱状如莎草、马铃薯等;方柱状如薄荷、蚕豆等;扁平状如仙人掌。
2.茎的分枝变化:
有些植物茎的分枝变为刺,如山楂、皂荚的茎刺,具有保护作用。有的植物一部分枝变为茎卷须,具攀缘作用,如南瓜、葡萄的卷须。其幼茎内的机械组织和输导组织不发达。
3.节、节间和枝
节:茎上着生叶的部位称为节。
节间:两个节之间的部分称为节间。
节与节间是茎与根在外形上的主要区别。
枝或枝条:着生叶和芽的茎称为枝或枝条。
长枝与短枝:在木本植物中,节间显著伸长的枝条称为长枝;节间缩短,各个节间紧密相接,甚至难以分辨的枝条称为短枝。梨和苹果的花多着生在短枝上,也称为花枝或果枝;长枝又称为营养枝。
叶痕:植物落叶后在茎上留下的叶柄痕迹称为叶痕。
维管束痕(也叫束痕):叶痕内的点线状突起,是叶柄与茎的维管束断离后留下的痕迹。
枝迹:花枝或小营养枝脱落留下的痕迹。
芽鳞痕:顶芽开放时,芽鳞片脱落后留下的痕迹。
有的茎上还可以看到
皮孔:木本植物老茎上的不同形状的小突起叫皮孔。这是木质茎内外交换气体的通道。 -
●5.2茎的功能及形态(2)
三、芽的结构及类型
(一)芽的概念和结构
芽是未发育的枝、花和花序的原始体。以后长成枝的芽称为叶芽,长成花或花序的芽称为花芽。
(二)芽的类型
1.依据在枝条上的位置,芽可分为定芽和不定芽。
(2)依据将要发育成的器官的性质,芽可分为叶芽、花芽和混合芽
(3)依据芽鳞有无,芽可分为裸芽和被芽(被芽也叫鳞芽)
(4)依据生理活动状态,芽可分为活动芽和休眠芽
四、茎的生长习性
植物的茎为了适应外界条件,形成了多种多样的生长习性。按茎的生长习性可以将茎划分为:直立茎、缠绕茎、攀援茎、匍匐茎和平卧茎
五、茎的分枝类型
分枝是植物长期进化过程中形成的一种增加吸收物质和承接阳光面积的适应性状。种子植物的分枝方式常见的有单轴分枝、合轴分枝和假二杈分枝3种类型。
六、禾本科植物的分蘖
一些禾本科植物如小麦、水稻分枝是由地面下或近地面的分蘖节上产生腋芽,以后腋芽形成具有不定根的分枝,这种分枝称为分蘖 -
●5.3茎尖分区及茎的初生生长
一、茎尖的分区
茎尖自上而下可分为分生区、伸长区和成熟区三个区,同时各区的结构也有不同的特点
1.分生区
位于茎尖的前端。茎端也称为枝端或苗端,为顶端分生组织。顶端分生组织包括原分生组织和初生分生组织,在原分生组织下面,随着不同分化程度的细胞出现,逐渐开始分化出原表皮、基本分生组织和原形成层3种初生分生组织。
2.伸长区
伸长区的特点是细胞迅速伸长,其内部由原表皮、基本分生组织和原形成层3种初生分生组织开始分化出茎的初生结构,并且细胞的有丝分裂活动逐渐减弱。
3.成熟区
成熟区内部的解剖特点是细胞的有丝分裂和伸长生长都趋于停止,各种组织已基本分化成熟,形成茎的初生构造。
二、茎的初生生长
茎的初生生长包括顶端生长和居间生长。 -
●5.4茎的初生结构(1)
(一)双子叶植物茎的初生结构
茎的顶端分生组织的活动使茎伸长,这个过程称为初生生长。初生生长中形成的初生组织称为初生结构。由外向内依次分为表皮、皮层和维管柱三部分。
1.表皮 表皮分布在茎的最外面,由原表皮分化而来,为初生保护组织。
2.皮层
皮层位于表皮内方,是表皮和维管柱之间的部分,由多层细胞组成,是由基本分生组织分化而来的。
3.维管柱
维管柱是皮层以内的中央部分,多数双子叶植物茎的维管柱包括维管束、髓和髓射线等部分,无显著的内皮层。
(1)维管束
维管束由原形成层分化而来,包括初生木质部、束中形成层和初生韧皮部组成的束状结构,束与束间以薄壁细胞相隔,排成一轮。初生木质部与初生韧皮部呈相对排列,共同成束。
(2)髓和髓射线
髓为薄壁细胞,位于维管束内侧,由基本分生组织产生的。细胞体积大,含有淀粉粒,具有贮藏物质的作用 -
●5.5茎的初生结构(2)
三、单子叶植物茎的结构
单子叶植物成熟茎的节间部分在横切面上分为3个部分:表皮、基本组织和维管束。
1.表皮:表皮细胞有长短之分。此外,表皮上还有少量的气孔器。
2.基本组织:主要有厚壁组织和薄壁组织组成,
3.维管束:根据茎中心是否中空,维管束在基本组织中有两种排列方式:
一种是实心茎,维管束散生于基本组织中,外部多,中心少,如玉米、高粱;另一种是空心茎,维管束排列较规则,一般成两圈,中央为髓。如小麦、水稻。
(二)单子叶植物茎的初生加粗生长
少数单子叶植物(如玉米、甘蔗和棕榈等)的茎,虽不能像树木的茎一样长粗,但也有明显的增粗。 -
●5.6茎的次生结构
维管形成层和木双形成层的产生及活动、单子叶植物茎的次生结构
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第六章植物的叶
一、叶的形色
双子叶植物的叶一般可分为叶片、叶柄和托叶3部分;禾本科植物的叶一般可分为叶片、叶鞘两部分。
植物叶的形态主要通过叶形、叶尖、叶基、叶缘、叶裂和叶脉等进行描述。植物的叶有单叶与复叶之分。叶在茎或枝条上有互生、对生、轮生、簇生和基生等类型。
植物的叶色有绿色叶、春色叶、秋色叶、常年异色叶。
二、叶的一生
叶是叶原基生长发育而成的,叶的生长发育包括顶端生长、边缘生长和居间生长。植物的叶是有一定寿命的。落叶是植物的自然现象,有利于植物进入休眠状态,以顺利渡过不良的环境。有些木本落叶植物在落叶之前,在叶柄基部产生离区,进而形成离层和保护层。
叶的主要生理功能包括:光合、蒸腾、吸收、繁殖、贮藏和分泌作用。
三、叶片的显微结构
双子叶植物的叶片是由表皮、叶肉和叶脉3部分组成的。表皮是叶面的初生保护组织,由表皮细胞、气孔器和表皮毛等附属物组成。叶肉是叶片进行光合作用的主要场所,是由含有大量叶绿体的薄壁细胞组成,有栅栏组织和海绵组织的分化,称为异面叶。叶脉分布于叶肉中,纵横交错成网状。主脉和较大侧脉结构相似,由机械组织、薄壁组织和维管束组成的。随着分枝,叶脉变细,结构简单。
与双子叶植物相比又有其特殊性。上表皮由表皮细胞、泡状细胞和气孔器组成的,禾本科植物的叶肉没有栅栏组织和海绵组织分化,称为等面叶。维管束为有限维管束,其维管束外有1层或2层细胞包围,形成维管束鞘。根据围绕叶脉的维管束鞘细胞的解剖结构与光合作用的关系,禾本科植物以可分为C3植物和C4植物。 -
●6.1叶的形色(1)
一、叶的组成
1.双子叶植物叶片的组成
植物的叶一般可分为叶片、叶柄和托叶3部分。依据是否具备这3部分,叶可分为完全叶和不完全叶。
2.禾本科植物叶片的组成
单子叶植物的叶一般可分为叶片、叶鞘两部分。有的具有叶环、叶舌、叶耳等结构。
二、叶的形态
认识植物从认识叶的形态开始。植物叶的形态主要通过叶形、叶尖、叶基、叶缘、叶裂和叶脉等进行描述。
1. 叶形
根据叶片的长度与宽度比例,最宽处所在的位置,以及表现的形象,将叶片区分为不同的形状,如卵形、椭圆形、圆形等。叶形是识别植物的重要依据之一。
2. 叶尖的类型:叶片的尖端形状,主要有渐尖、锐尖、尾尖、钝形等10类。
3、叶基的类型:叶基的形状主要有心形、耳垂形、箭形、楔形等9类。
4.叶缘的类型:叶片边缘称为叶缘。常见有全缘、锯齿状、牙齿状、钝齿状等6类。
5.叶裂的类型
根据裂片的深浅程度分为:浅裂、深裂和全裂。根据裂片的排列方式可以分为掌状裂和羽状裂。 -
●6.2叶的形色(2)
6.叶脉及脉序
(1)叶脉:在叶片上分布着粗细不同的维管束称为叶脉。
(2)脉序:叶脉在叶片上的分布形式或分枝方式称脉序。
植物的叶脉主要有网状脉、平行脉和弧形脉三种类型。
7.复叶的类型
植物的叶有单叶与复叶之分。
根据总叶柄的分枝、小叶的数目和着生的位置,复叶可分为以下4类:羽状复叶、掌状复叶、三出复叶、单身复叶。
8.叶序和叶镶嵌
(1)叶序:叶在茎或枝条上的排列方式。常见的叶序有:互生、对生、轮生、簇生和基生等5种类型。
(2)叶镶嵌:枝条上相邻两个节上的叶,不是相互重叠而是错开一定的角度,实现最大限度利用阳光。
三、叶色
植物的叶色包括绿色叶、春色叶、秋色叶、常年异色叶。 -
●6.3叶片的显微结构
一、双子叶植物叶片的显微结构
双子叶植物叶片的横切面上,可分为表皮、叶肉和叶脉3部分。
1.表皮:是叶面的初生保护组织,由表皮细胞、气孔器和表皮毛等附属物组成。
2.叶肉:根据形态的不同,可以分为栅栏组织和海绵组织,属于异面叶。
3.叶脉:主脉和较大侧脉结构相似,由机械组织、薄壁组织和维管束组成的;随着分枝,叶脉变细,结构简单。细脉中的维管束鞘的薄壁细胞,常具传递细胞的特征
二、禾本科植物叶片的结构
禾本科植物叶片的结构也包括表皮、叶肉、叶脉三个基本部分
1.表皮:上表皮由表皮细胞、泡状细胞和气孔器组成的,下表皮没有泡状细胞。表皮细胞有长细胞和短细胞之分。气孔器由一对哑铃形的保卫细胞和一对近似菱形或半球形的副卫细胞组成的。
2.叶肉:叶肉没有栅栏组织和海绵组织分化,属于等面叶。叶肉细胞的形状随植物的种类不同而不同。
3.叶脉:叶具有直出平行脉,各平行脉之间有细脉相连。
维管束为有限维管束,其维管束外有1层或2层细胞包围,形成维管束鞘。根据围绕叶脉的维管束鞘细胞的解剖结构与光合作用的关系,禾本科植物以可分为C3植物和C4植物。C4比C3植物利用CO2的能力强,光合效率高,称为高光效植物。 -
●6.4叶的一生
一、叶的发生与生长
1.叶的起始和形态发生
叶,是叶原基生长发育而成的,而叶原基是茎顶端分生组织周围一层到几层细胞分裂产生的。双子叶植物和单子叶植物来叶原基细胞的分裂有所不同。
2.叶的生长与发育
1.叶的生长发育过程
叶原基形成后,向下分化出托叶,向上分化出叶柄和叶片。叶的生长发育包括顶端生长、边缘生长和居间生长。
2.叶在3个轴的生长发育
基-顶轴:由叶的基部指向尖部;中-侧轴:从叶的主脉指向两侧边缘;背-腹轴:叶片的正反面。一系列基因活动沿着这3个轴向调控着叶的发育。
二、叶的功能
叶的主要生理功能包括:光合、蒸腾、吸收、繁殖、贮藏和分泌作用。
叶片的经济价值:食用、药用、观赏、绿化等。
三、叶的衰老与脱落
1.叶的衰老:植物的叶是有一定寿命的,不同植物叶的生活期可以是数月也可以是数年。
叶生活到一定时期便会从枝上脱落下来,称落叶。落叶是植物的自然现象,有利于植物进入休眠状态,以顺利渡过不良的环境。依据新叶和落叶的交替情况不同,分为落叶树、常绿树。
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第七章根茎叶之间的联系及其变态
1.根茎叶之间的联系
根茎叶之间维管组织的联系、根茎叶之间主要生理功能的相互联系
2.异样的根茎叶
异样的根、茎、叶 -
●7.1根茎叶之间的联系
植物各营养器官在结构上和生理上并不是孤立的,而是互相联系和互相影响的,体现着植物生活的整体性和生长相关性。
一、根茎叶之间维管组织的联系
根、茎、叶之间维管组织相互连接并贯穿于整个植物体,构成了植物的输导系统。
根的初生木质部在分化过程中是由外向内呈向心式逐渐成熟的,称为外始式。茎的初生木质部在分化过程中是由内向外逐渐成熟的,称为内始式。所以,在根、茎的交界处的维管组织发生分叉、转位及汇合连接在一起,此区域称为过渡区,多发生于下胚轴。
枝与叶维管束之间的联系是通过茎的维管束在茎节基部斜出并进入叶柄而完全的,因此在茎内就有叶迹和叶隙的产生。主茎和侧枝维管束之间的联系似叶,也相应有枝迹和枝隙的形成。
二、营养器官之间主要生理功能的相互联系
植物各器官不但在生理功能上分工合作,在形态结构上具有一定的整性。
植物体内水分主要是从根尖的根毛区吸收,水分沿着导管经过茎,最后到达叶,在水分的传导过程中,也相应促进了矿质盐类和其他溶质的输送,及时地供应了植物生长的需要。叶片是进行光合作用的重要场所。它们所制造的有机物,除少数供应本身利用外,都大量运输到根、茎、花、果、种子等器官中去。
植物在生长过程中还存在着相互促进或相互抑制的密切关系,这种关系称为生长相关性。包括根条比率和顶端优势。 -
●7.2异样的根茎叶
一、异样的根
根的变态包括贮藏根、气生根和寄生根。贮藏根有肉质直根和块根之分气生根因生理功能不同,又可分为支柱根、攀缘根和呼吸根。
二、异样的茎
茎的变态包括:地上茎的变态和地下茎的变态,而地下茎又分为根状茎、块茎、鳞茎和球茎;地上茎分为茎卷须、茎刺、叶状茎和肉质茎。
三、异样的叶
叶的变态主要包括苞片、鳞叶、叶卷须、叶刺和捕虫叶。
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第八章植物的花
花是植物体重要的生殖器官,这一章从以下几方面讲述。
一、花的赏析(1)
被子植物典型的花是由,花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群六部分组成。花柄的功能;花托的形状;花萼和花冠的组成、功能和类型。
二、花的赏析(2)
雌雄蕊群的概念、组成、功能及分类。
三、花的赏析(3)
花序的概念及分类;花的基本形态
四、花蕊里的秘密-雄蕊
重点讲述花药的发育及成熟花药的结构;花粉粒的发育及成熟花粉粒的结构。
五、花蕊里的秘密-雌蕊
讲述胚珠的发育,成熟胚珠的结构及胚珠的类型;胚囊的发育及成熟胚囊的结构。
六、种子的孕育
讲述开花特性;传粉的概念、类型及传粉媒介;受精的过程、双受精的概念及生物学意义。 -
●8.1花的赏析(1)
被子植物朵典型的花通常由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群六部分组成。
一、花柄
花柄也称花梗,是着生花的小枝,与茎相连,可以把花展示在枝条的显著位置上,花柄内有维管系统,并与茎枝的维管系统相连,因而花柄也是由茎向花输送养料、水分的通道。
二、花托
花托是花柄顶端膨大的部分,花的花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群各部分,依次由外向内生于花托上。花托的形状随植物种类而各异。
三、花萼
花萼位于花的最外轮,由若干萼片的组成。萼片多为绿色,呈叶片状,是一变态叶,可以进行光合作用,同时具有保护幼花幼果的作用。
根据萼片是否分离,把花萼分为离萼和合萼。 根据萼片是否留存,分为落萼和宿萼。
四、花冠
花冠位于花萼的内侧,由若干花瓣组成,根据花瓣的离合、花冠筒长短、花冠裂片形状和深浅等不同,把花冠分为以下类型。
(一)花冠类型
1.离瓣花冠:薇形花冠、十字形花冠、蝶形花冠
2.合瓣花冠:漏斗状花冠、钟状花冠、唇形花冠、管状花冠、轮状花冠、舌状花冠等。
(二)花瓣的排列方式
镊合状,覆瓦状、旋转状 -
●8.2花的赏析(2)
五、雄蕊群
雄蕊群是指一朵花中所有雄蕊的总称。
(一)雄蕊组成
包括花药和花丝两部分。
(二)雄蕊的类型
单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊、二强雄蕊、四强雄蕊、聚药雄蕊、离生雄蕊等。
六、雌蕊群
一朵花内所有雌蕊的总称为雌蕊群。雌蕊由1个或多个心皮卷合发育而成的,心皮是组成雌蕊的基本单位,是适应生殖的变态叶。
(一)雌蕊的组成
雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成。
(1)子房的位置:子房上位(下位花)、子房上位(周位花)、子房半下位(周位花)和子房下位(上位花)。
(2)胎座类型:边缘胎座、侧膜胎座、中轴胎座、特立中央胎座、顶生胎座、基生胎座
(二)雌蕊类型
根据心皮的数目和离合情况可把雌蕊分为三种不同的类型。单雌蕊、复雌蕊、离生雌蕊。 -
●8.3花的赏析(3)
一、花序
大多数植物的花是按一定的方式和顺序排列在总花柄上形成花序。
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:花序可分为无限花序和有限花序两大类:
(一)无限花序
无限花序也是花序的主轴在开花期间,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,这种花序称为无限花序。
无限花序根据其是否分枝又分为简单花序和复合花序。
1.简单花序,花序轴上直接长花,花轴不分枝,称为简单花序,包括:总状花序、穗状花序、肉穗花序、葇夷花序、伞形花序、伞房花序、头状花序、隐头花序等。
2.复合花序,花序轴具有分枝,分枝上着生简单花序,包括复总状花序、复穗状花序、复伞形花序、复伞房花序等。
(二)有限花序
开花顺序是由花序轴顶端,渐渐向基部,或中心先开花,边缘花后开,这类花序称为有限花序也称为聚伞花序。聚伞花序又包括单歧聚伞花序、二歧聚伞花序、多歧聚伞花序、轮伞花序。
二、花的基本形态
1.依据花的组成状况,把花分为完全花和不完全花
2.根据花被的有无,把花分为双被花、单被花和无被花
3.根据雌(雄)蕊的有无分类:把花分为两性花、中性花和单性花
4.依据花被的排列状况分:辐射对称花、两侧对称花、不对称花 -
●8.4花蕊里的秘密-雄蕊
一、花药的发育和结构
(一)花药的发育
花药发育不久,由于花药四个角隅处分裂较快,花药呈四棱形。以后在四棱处的原表皮下面分化孢原细胞。随后孢原细胞进行平周分裂,外层形成初生周缘细胞;内层为造孢细胞,花药中部的细胞逐渐分裂,分化药隔。
(二)花粉囊的发育
初生周缘细胞进行平周分裂和垂周分裂,由外至内依次分化形成药室内壁、中层和绒毡层,三者与花药表皮的相应部分共同组成花粉囊壁。造孢细胞也进行分裂形成花粉母细胞极少数植物的造孢细胞不再分裂,直接发育成花粉母细胞。
(三)花药的结构
花药是雄蕊的主要部分,由表皮、药隔和花粉囊三部分组成。
二、花粉粒的发育和结构
(一)花粉粒的发育过程
花粉母细胞减数分裂形成四分体,在四分体周围及各细胞之间均有胼胝质壁包围或分隔。随着胼胝质壁的溶解,子细胞彼此分离,成为4个各含一个细胞核的花粉粒,称为单核花粉粒或小孢子。小孢子经过分裂、生长、发育成为成熟的花粉粒。
(二)花粉粒的形态和结构
成熟的花粉粒由两层壁和2~3个细胞组成。
1.花粉粒的形态
花粉粒的形状多种多样的,有球形的、三角形的,椭圆形的等。
2.花粉粒的形态结构
花粉粒由花粉外壁、内壁,营养细胞及生殖细胞组成。 -
●8.5花蕊里的秘密-雌蕊
一、胚珠的发育和结构
1.成熟胚珠的结构:胚珠通过胎座着生在子房上,将来发育成种子。发育成熟的胚珠由珠柄、珠心、珠被、合点、珠孔等几部分组成。
2.胚珠的发育
3.胚珠的类型:直生胚珠、横生胚珠、弯生胚珠、倒生胚珠
二、胚囊的发育和结构
1.胚囊的发育
2.成熟胚囊的结构
胚囊是被子植物的雌配子体,由卵细胞、助细胞、极核和反足细胞组成的结构。被子植物的蓼型成熟胚囊通常由1个卵细胞、2个助细胞、3个反足细胞和1个中央细胞组成,即通常所说的八核七细胞胚囊。 -
●8.6种子的孕育
一、开花
开花指的是当植物发育到一定的阶段,雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊已经成熟,或二者之一已经成熟,花被展开,露出雄蕊和雌蕊,这种现象称为开花。
不同植物开花年龄、开花季节、开花时间及花期长短不同。
二、传粉
传粉是指成熟的花粉粒借助外力传到雌蕊柱头上的过程。
(一)传粉方式 常见有自花传粉和异花传粉。
1、自花传粉
自花传粉指的是成熟的花粉粒传到同一朵花的雌蕊柱头上的过程,如:豌豆、大豆、小麦、水稻等植物,都是自花传粉植物。
2、异花传粉
一朵花中的花粉传播到另一朵花的柱头上的过程称为异花传粉。异花传粉是植物界最普遍的传粉方式,如玉米、油菜、瓜类植物等,都是异花传粉植物。
(二)传粉媒介
(1)风媒花:以风为传粉媒介的植物,称为风媒植物,它们的花称为风媒花如小麦、柳树等。
(2)虫媒花:以昆虫为传粉媒介的植物称为虫媒植物,如油菜、向日葵等,它们的花称为虫媒花
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第九章果实和种子
果实和种子是被子植物的重要生殖器官,这一章重点讲述:
一、精细发育,借势传播
讲述真果和假果的发育结构;种子的胚、胚乳及种皮的发育;果实和种子的传播类型等。
二、繁华落尽,结果多姿
讲述果实按照来源不同分为肉质果和干果,干果根据成熟是否开裂有分为闭果和裂果;单性结实和无籽果实的概念及单性结实的类型。 -
●9.1精细发育,借势传播
一、种子的发育
(一)胚的发育
1.双子叶植物胚的发育
2.单子叶植物胚的发育
(二)胚乳的发育
核型胚乳、细胞型胚乳和沼生目型胚乳
(三)种皮的发育
二、果实的发育
1.真果:指的是是直接由子房发育而成的果实,由果皮和种子组成。
2.2.假果:假果的结构比较复杂,除由子房发育成的果实外,还有其他部分参与果实的形成。
三、果实和种子的传播
风力传播,水力传播,动物和人类的活动传播,果实弹力传播 -
●9.2繁华落尽,结果多姿
一、果实类型
根据果实来源不同,把果实分为单果、聚合果和复果三种类型。
(一)单果:肉质果和干果
1.肉质果:浆果、柑果、瓠果、梨果、核果
2.干果:裂果和闭果
(1)裂果:荚果、角果、蓇葖果、蒴果
(2)闭果:瘦果、坚果、颖果、翅果、分果
(二)聚合果
(三)复果
二、单性结实和无籽果实
一般情况下,受精后子房才能发育成果实。但有些植物不经过受精作用子房发育形成果实,这种现象叫单性结实。单性结实的果实内因胚珠没有受精而不能发育成种子,所以这类果实称为无籽果实。
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第十章植物界的类群
本章介绍了植物分类的方法、植物的命名法则、植物分类的单位和植物检索表及其应用。对植物界各基本类群的主要特征、分类和代表植物作了介绍。讨论了植物遵循从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等的规律。
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●10.1植物分类基础知识
一、植物分类的意义
二、植物分类的方法
在植物学的发展中,植物分类的方法大致可分为两种。一种是人为的分类方法,另一种是自然分类方法,传统的植物分类是以植物的形态特征为主要依据,即根据花、果实、茎、叶等器官的形态特征进行分类。分子生物学乃至计算机科学等学科的出现和发展,为植物分类学提供了更丰富的研究方法和技术,对于深入研究物种形成和系统演化,以及界定有争议的分类群等方面的研究有重要的指导作用。
三、植物分类的各级单位:界,门,纲,目,科,属,种种是分类的一个基本单位,也是各级单位的起点。品种(cultivar)不是植物分类学中的分类单位
四、植物的命名法则
1753年,林奈用两个拉丁单词作为一种植物的名称,第一个单词是该植物所在的属名,是名词,其第一个字母要大写;第二个单词为种加词,形容词(specific epithet);后边再写出定名人的姓氏或姓氏缩写(第一个字母要大写),便于考证,这就是植物的学名。这种命名植物的方法逐渐在国际上统一使用,称双名法。
五、植物检索表及其应用
检索表(key)是植物分类工作中,用于识别和鉴定植物的工具。
根据以上方法和原则,植物界通常被分为16个门, 根据它们的共同点又分为若干个类群。 -
●10.2裸子植物
凡是能产生种子的植物称为种子植物。
根据胚珠或种子外有无子房壁或果皮包裹,可将种子植物分为:裸子植物和被子植物。
裸子植物的胚珠和种子是裸露的。种子的出现使胚受到保护以及营养物质的供给,可使植物度过不利的环境。花粉管(pollen tube)的产生,可将精子送到卵。摆脱了水的限制,更适应陆地生活。裸子植物的孢子体发达,并占绝对优势,其配子体则十分简化,不能脱离孢子体而独立生活。绝大多数裸子植物为常绿树木,有形成层和次生结构。除买麻藤纲植物以外,木质部中只有管胞而无导管和纤维。韧皮部中有筛胞而无筛管和伴胞。大多数种类的雌配子体中尚有结构简化的颈卵器,少数种类如苏铁属(Cycas)植物和银杏(Ginkgo biloba),仍有多数鞭毛的游动精子。证明裸子植物是一群介于蕨类植物与种子植物之间的维管植物。它既是最高等的颈卵器植物,又是较原始的种子植物。裸子植物分为4个纲9目12科71属近800种。分别为苏铁纲、银杏纲、松杉纲、盖子植物纲。 -
●10.3被子植物分科(1)
被子植物是植物界最高级的一类植物。
被子植物最主要的特征。①具有真正的花,典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群四部分组成。②雌蕊由心皮组成,子房发育成果实,胚珠包括在子房中,种子包被在果实中。果实在成熟前,对种子起保护作用,种子成熟后,则以各种方式散布种子,或继续保护种子。③它们的孢子体,占绝对优势,而又高度分化。木质部中有了导管和纤维;韧皮部中有了筛管和伴胞。相反地它们雌雄配子体,则进一步分别简化为成熟的花粉粒和成熟的胚囊。这是对陆生生活的高度适应,是进化的表现。④双受精作用和3N胚乳的出现,为被子植物所特有,就更有利于其种族的繁殖。
被子植物分为两个纲:单子叶植物纲和双子叶植物纲。
双子叶植物纲木兰科、毛茛科、罂粟科、石竹科、蓼科、藜科、苋科、十字花科、葫芦科、锦葵科、大戟科、蔷薇科、豆科、杨柳科、壳斗科植物的特点和代表植物。 -
●10.4被子植物分科(2)
双子叶植物纲桑科、鼠李科、葡萄科、芸香科、木樨科、柿树科、胡桃科、榆科、槭树科、仙人掌科、伞形科、杜鹃花科、荚竹桃科、茄科、旋花科、玄参科、唇形科、菊科五加科植物的特点和代表植物。单子叶植物百合科、鸢尾科、石蒜科、禾本科、莎草科、兰科、天南星科植物的特点和代表植物。
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第十一章走进多彩的植物世界
植物是生物界中的一大类。。在人类居住的地球上,生存着50多万种植物。它们分布广泛,无所不在。地球上的植物物种千姿百态,丰富多彩,自成一个生机盎然的植物王国。植物王国的成员们各有特点,有的历经沧桑,弥足珍贵;有的身处劣境,却能随遇而安;有的鲜香能食,奉献美味;有的专做寄生者,危害四邻;有的善舞翩然,讨人喜爱;有的巧设机关,诱虫上当;有的刁钻古怪,与众不同;有的独一无二,成为世界之最。
它们用途广泛,可谓自然界的第一生产力。它们通过奇妙的光合作用,合成出有机物,为动物和人类提供赖以生存的食物;它们吸收二氧化碳和其他有毒气体,释放出氧气。许多植物物种被用来美化环境、提供绿荫、调整温度、降低风速、减少噪音和防止水土流失。植物还成为了人类社会的旅游产业重要组成部分,以园林、花田、雨林、森林等形式供游览观赏。植物也为人类的精神生活提供养分。一些植物被人类用来制成香水、香精等各种化妆品。
植物王国为人类做出的贡献不胜枚举,而深入探索神奇的植物王国,使之更好地为人类服务,是人类的使命,本章介绍观赏植物、药用植物、环保植物、食虫植物、各种奇花异草、芳香植物、各国国花、植物之最等方面逐一向大家展示植物王国不同“成员”的特点,透露它们的“隐私”和秘密。 -
●11.1观赏植物(1)
观赏植物具有一定的观赏价值,适用于室内外装饰、美化环境、改善环境并丰富人们生活的植物。观赏植物包括木本和草本的观花、观叶、观果、观姿的植物,以及适合于城市园林绿地、风景名胜区、森林公园和室内装饰用的植物。
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●11.2观赏植物(2)
主要讲授观赏植物对环境的保护和美化功能、观赏植物的分类与分布、生长发育规律、生态习性、游憩地观赏植物的选择应用和养护、观赏植物的繁殖;以及典型常见观赏植物的生物学特性、生态学特性和繁殖应用特点等。
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●11.3药用植物(1)
药用植物:是指医学上用于防病、治病的植物。其植株的全部或一部分供药用或作为制药工业的原料。
我国目前已知的中药资源种类和药用植物组织器官可以入药的部分和代表中药材。
藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类植物以及裸子植物的常见药用植物 -
●11.4药用植物(2)
被子植物中拥有大量药用植物。其资源的保护和开发利用将进一步受到重视。植物分类方法的进一步应用将有利于寻找和扩大药用植物的新资源。被子植物各科的常见药用植物。
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●11.5环保植物(1)
一、环境保护植物概念
环境保护植物是指抗污染植物和环境监测植物的总称,对生态环境的保护能起到积极作用。
二、环境保护植物的作用
㈠保护和改善环境:净化空气,防治污染;减弱噪音,消除尘埃;净化水源,保持水土;防风固沙,改良土壤。
㈡检测和指示环境污染:检测和指示空气质量;检测和指示环境污染。
三、环保植物的分类
(一)按环保植物的作用不同分可分为:1.防治环境污染植物,包括防治有害气体污染植物,防治空气中的灰尘污染植物,防治细菌污染植物,防治水源污染植物,防治放射性物质污染植物,防治噪声噪声污染植物。2.检测环境污染植物包括:监测水质污染植物,监测大气污染植物。
(二)按环保植物的形态不同可分为:1.常绿乔木类环保植物,2.落叶乔木类环保植物,3.灌木及藤蔓类环保植物,4.草花类环保植物。 -
●11.6环保植物(2)
四、环境保护植物的开发与利用
(一)环保植物开发与利用的现状
(二)环保植物开发与利用的原则:开发与保护并重的原则;遵循生态、景观、经济相协调的原则。
五、常见的环境保护植物 -
●11.7神奇的植物王国(1)
食虫植物是指具有捕食并消化昆虫而获得营养的自养型植物。介绍常见几种食虫植物:猪笼草,瓶子草,捕蝇草,茅膏菜,捕虫堇,狸藻。
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●11.8神奇的植物王国(2)
介绍自然界中几种奇花异草:卷柏—会走路的树;会迷魂的草—迷魂草;会笑的树—笑树;会跳舞的草;会唱歌花—音乐花;会害羞的植物以及致幻植物,奇花谱。
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●11.9神奇的植物王国(3)
芳香植物是指具有特殊香味的植物,是具有香气和可供提取芳香油的栽培植物和野生植物的总称。 常见几种常见的芳香植物。
国花是指以自己国内特别著名的花作为国家表征的花:中国——牡丹;美国——玫瑰;法国——鸢尾;新加坡——万代兰;澳大利亚——金合欢;俄罗斯——向日葵;埃塞俄比亚——马蹄莲;阿根廷——刺桐;埃及——睡莲;韩国——木槿;芬兰——铃兰;荷兰——郁金香。 -
●11.10神奇的植物王国(4)
适合室内栽种的植物吊兰、芦荟、仙人掌、绿萝、白掌、银皇后、铁线蕨、常春藤、文竹、富贵竹、发财树、君子兰、滴水观音、非洲茉莉
植物界的世界之最。包括花之最,树之最。
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第十二章实践篇:赏花观叶辨植物
本章带领同学们实际识别济南泉城公园、山东英才学院校园中的常见陆地观赏植物、温室植物,详细介绍了这些植物的分类地位,树形、枝干、花、果实的形态特征及其应用价值和文化价值,学用结合,能够加强同学们对《植物学》理论知识的掌握和植物的实际识别能力。
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●12.1陆地观赏植物(1)
本节详细地介绍了石榴、构树、垂柳、垂丝海棠等树形、枝干、花、果实的形态特征、生态习性、应用价值和文化价值。
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●12.2陆地观赏植物(2)
本节详细介绍了合欢、山楂、石楠、八宝景天、三角槭、木本绣球、金银忍冬、紫荆、红枫、萱草、绣线菊等常见植物的分类地位,树形、枝干、花、果实的形态特征及其应用价值和文化价值。
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●12.3陆地观赏植物(3)
本节详细介绍了小叶黄杨、金丝桃、日本晚樱、黄刺玫、朴树、君迁子、枫杨、大叶黄杨等常见植物的分类地位,树形、枝干、花、果实的形态特征及其应用价值和文化价值。
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●12.4陆地观赏植物(4)
本节详细介绍了黑心金光菊、松果菊、蜀葵、毛叶木瓜、莲、圆柏、火棘、杏、假龙头花、锦带花、玉玲花等常见植物的分类地位,树形、枝干、花、果实的形态特征及其应用价值和文化价值。
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●12.5陆地观赏植物(5)
本节详细地介绍了阔叶半枝莲、佛甲草、小球玫瑰、观赏甘薯、五彩苏、散尾葵、叶子花等植物的外部形态特征、生态习性、应用价值及文化价值。
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●12.6陆地观赏植物(6)
本节详述了兰猪耳、紫薇、木槿、凌霄花几种植物的形态特征、生态习性及利用价值。
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●12.7陆地观赏植物(7)
本节详述了牡丹、芍药、紫藤、棣棠、月季、蔷薇等植物的形态特征、生态习性、植物文化及园林应用。
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●12.8陆地观赏植物(8)
本节详述了龙爪槐、银杏、栾树、贴梗海棠、白蜡、油松、白皮松等几种植物的形态特征、生态习性及利用价值。
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●12.9温室观赏植物(1)
观赏温室包括沙生展室和热带展室,由于这两部分植物生存的环境差异很大,它们各自的特征也大不相同。
沙漠地区环境恶劣,少雨炎热,造就了许多著名的耐旱植物。如仙人掌,他们将叶片进化成针刺状,缩小叶片面积,以减少水分蒸发;如酒瓶兰将树干发育成“储水罐”,储水抗旱。同时,表皮形成很厚的角质层以减少水分挥发等。适者生存,恶劣的环境印证了植物生命的强大。我们在沙漠中看到的植物主要有两大类,仙人掌科植物和多浆植物(也叫多肉植物)。
1.仙人球之王——金琥
2.顶天立地——武伦柱
3.瞬间的美好——昙花
4.鬼斧神工——鬼切芦荟
5.名如其形——酒瓶兰
6.沙漠稻草人——硬叶丝兰
7.翡翠精灵——翠绿龙舌兰
8.丝丝蜜语——泷之白丝
9.没有叶子的树——绿玉树
10.霸气外露—霸王鞭
11.层恋叠翠——帝国缀化
12.舞动的红章鱼——红刺露兜
13.叶片上生命的诞生——落地生根
14.霸气十足——非洲霸王树
15.猴子的最爱——猴面包树 -
●12.10温室观赏植物(2)
热带的植物
热带的特点是终年高温,温度变化小,没有明显的四季变化,只有相对的热季和凉季之分或雨季、旱季之分。一年四季适宜植物生长,在这里大大小小的植物都可以找到它们生存繁衍的合适场所。在热带森林里,树木分层生长,在高大的树下有灌木、灌木下有草丛,层层叠叠,大自然的每一寸空间几乎都被利用了。这样得天独厚的环境,造就了热带植物与众不同的特点。
1.榕树
2.铁线蕨
3.桫椤
4.酒瓶椰
5.大叶伞
6.鹤望兰
7.马尾铁
8.龙血树
9.曼陀罗花
10.兰屿肉桂
11.凤凰木
12.栀子花
13.八角金盘
14.大果榕
15.鹅掌柴
16.鸡蛋花