1、植物与植物生理 第一章 植物细胞与组织 显微镜的发明300多年前 世界上最早的显微镜Robert Hooke 软木蜂窝状的小格子“细胞”1838年Schleiden 1839年Schwann细胞是组成植物体的基本单位光学显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜显微镜的发展细胞的基本概念 1855年,Virchow 细胞学说可以归纳为以下两点:1 所有生物都由细胞和细胞的产物组成;2 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。细胞是生物体结构和功能的基本单位P4l 细 胞 是 生 命 活 动 的 功 能 单 位,一 切 代 谢 活 动 均以细胞为基础;l 特化的细胞分工合作,共同完成复杂的生命活动l 细
2、胞是生殖和遗传的基础与桥梁;具有相同的遗传语言;l 细胞是生物体生长发育的基础;l细 胞 是 生 命 的 基 本 结 构 单 位,所 有 生 物 都 是 由细胞组成的;植物细胞的形状与大小P4 植物体由细胞构成(单细胞或多细胞)细胞的大小通常在20-50m之间 细胞的形态多样,球形、多面体、立方体、长形等第一节 植物细胞的形态与结构植物细胞的基本结构细胞壁细胞壁 (cell wall)(cell wall)细胞细胞原生质体原生质体细胞质细胞质细胞核细胞核质膜质膜原生质体原生质体(protoplast)(protoplast)细胞质细胞质细胞核细胞核细胞器细胞器细胞膜或质膜细胞膜或质膜 质膜:原
3、生质体表面的一层薄膜,脂类和蛋白质 质质 膜膜 的的 功功 能能 1.屏障作用 2.物质运输:“选择透性”2.细胞识别 3.信号转导 4.内吞外排 载体蛋白 主动运输钠钾泵(动物细胞)主动运输质子泵(植物细胞)直接消耗ATP主动运输协同运输 间接消耗ATP细胞核(nuclear)通常一个细胞只有一个细胞核,偶有双核或多核 细胞核一般圆球形,直径约10-20m细细胞胞核核核膜核膜:染色质染色质:是细胞核中遗传物质是细胞核中遗传物质存在的主要形式,其主要成分存在的主要形式,其主要成分是是DNADNA和蛋白质和蛋白质核仁核仁:含大量含大量RNARNA和蛋白质,是和蛋白质,是合成核糖体合成核糖体RNA
4、RNA的场所的场所外膜核孔内膜核基质核基质:染色质和核仁都被液态染色质和核仁都被液态的核基质所包围的核基质所包围。细胞质细胞质 细胞质基质细胞质基质胞基质胞基质 细胞器细胞器 后含物后含物 细胞器细胞器:细胞质中具有一定:细胞质中具有一定 形态构造和功能的结构形态构造和功能的结构细细胞胞器器质体线粒体高尔基器内质网微体圆球体核糖体、溶酶体、液泡、微管、微丝等质体:质体:与糖类合成和储藏有关与糖类合成和储藏有关质体质体有色有色体体叶绿体叶绿体白色体白色体叶绿体:叶绿体:膜、类囊体膜、类囊体 和基质和基质光合作用光合作用叶绿体的显微及超微结构叶绿体的显微及超微结构基质基质基质类囊体基质类囊体基粒基
5、粒叶绿体膜叶绿体膜细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体叶绿体中核糖体叶绿体中核糖体 有色体有色体:形状多样,只含有叶黄素和胡萝卜素,存在于花瓣和果实中,胡萝卜根中也有。能积聚淀粉和脂类l白色体:白色体:不含色素,呈无色颗粒状,普遍存在于植物体各部分的储藏细胞中。储藏淀粉的称为造淀粉体造淀粉体,储藏蛋白质的称为造蛋白体造蛋白体,储藏脂类的称为造油体造油体线粒体线粒体脊脊 基质基质呼吸作用呼吸作用线粒体三维结构图解线粒体三维结构图解 线粒体线粒体 内质网内质网:细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管腔细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管腔,彼此彼此相通形成一个隔离于细胞基质的管道系统相通形成一个隔离
6、于细胞基质的管道系统糙面内质网糙面内质网光面内质网光面内质网 细胞内的通讯系统、细胞内的通讯系统、运输、合成运输、合成植物内质网功能区模型图高尔基体 是一些聚集的扁平的小囊和小泡。分泌糖和蛋白质,最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。液泡液泡:细胞代谢产物的储藏场所细胞代谢产物的储藏场所 细胞液细胞液l被一层液泡膜所包被,膜内充满细胞液,主要有水分、糖、单宁、有机酸、植物碱、花色素、无机盐等。l液泡中含有花色素(主要是花青素),致使花瓣具有鲜艳的颜色。花青素随pH不同其色泽可变,碱性时呈兰色,中性时呈紫色,酸性时呈红色l渗透调节;贮藏;消化溶酶体
7、是单层膜小泡,内含多种水解酶,可催化物质分解。微体:单层膜微体:单层膜过氧化物酶体过氧化物酶体与叶绿体和线粒与叶绿体和线粒体配合体配合,与植物的光呼吸有关与植物的光呼吸有关乙醛酸体乙醛酸体脂肪酸的转化脂肪酸的转化圆球体:圆球体:脂肪的储藏和水解脂肪的储藏和水解细胞基质(胞基质)细胞质中除细胞器以外的胶状物质称为细胞基质,各种细胞器分布其中,含丰富蛋白质,可运动,与细胞代谢密切相关细胞质的运动和液泡的形成细胞质的运动和液泡的形成细胞壁(cell wall)l包围在原生质体外的坚韧外壳l保护、支持作用l吸收、蒸腾、运输、分泌l细胞识别l参与细胞生长调控细胞壁组成组成:胞间层 初生壁 次生壁 成分:
8、成分:果胶类物质 纤维素、半纤维素、木质素 多种酶类 和糖蛋白胞间层初生壁初生壁 次生壁次生壁初生纹孔场初生纹孔场细胞分化过程中细胞壁的变化初生壁初生壁次生壁次生壁胞间层胞间层胞间连丝 细胞壁生长时并非均匀增厚,在初生壁上有一些较薄的区域叫初生纹孔场初生纹孔场,其上有许多小孔,细胞的原生质细丝通过这些小孔,与相邻细胞相连 穿过细胞壁,沟通相邻细胞的原生质细丝,称为胞间连丝胞间连丝细胞间的联系 胞间连丝:贯穿和沟通细胞之间的原生质丝 胞间连丝是细胞原生质体间进行物质运输和信号传导的桥梁纹孔场及纹孔 纹孔场:初生壁上的一些非常薄的区域 纹孔:次生壁形成时在纹孔场不被次生壁物质覆盖,形成的凹陷区域
9、单纹孔:纹孔呈圆筒形 具缘纹孔:纹孔口小,纹孔腔大,纹孔呈圆锥形 纹孔膜:两个纹孔间的胞间层和两层初生壁形成纹孔膜 相邻两细胞之间的纹孔多成对存在,称纹孔纹孔对对后含物(一)贮藏的营养物质 1、淀粉形式:以颗粒状态存在,称为淀粉粒淀粉粒鉴定:用碘碘化钾溶液染色时,通常呈蓝黑色形成淀粉粒时,先从一个点(脐点脐点)开始,向外层层沉积,形成许多同心的层次轮纹轮纹(直链淀粉和支链淀粉交替沉积而成)2、蛋白质 形式:拟晶体,其晶体与无机盐结晶不同,常呈方形,因此叫拟晶体拟晶体 糊粉粒:由一层膜包裹成的圆球状颗粒 鉴定:贮藏蛋白质遇碘呈黄色 湖粉粒集中分布于种子的胚乳和子叶中3、脂肪(fat)和油类(oi
10、l)形式:以固体或油滴的形式存在于细胞质中,常存在于种子、胚和分生组织细胞中 鉴定:用苏丹III或苏丹染成橙红色(二)生理活性物质 含量很少,但对细胞生命活动起着非常重要作用的物质,统称为生理活生理活性物质性物质 酶、维生素、植物激素、杀菌素等 保证细胞内一切生化反应的正常进行;调节和控制植物生长、发育、繁殖以至遗传、变异等一系列生命活动过程(三)其它物质 糖类、有机酸、单宁、花青素、植物碱、精油、晶体等 植物细胞内的晶体主要是草酸钙晶体,稀碳酸钙晶体,存在于液泡中 单晶:棱柱状或角锥状 针晶:针状,常聚集成束 簇晶:球状,由许多单晶联合形成,每个单晶的尖端都突出于晶簇的表面质体线粒体高尔基体
11、内质网核糖核蛋白体液泡溶酶体圆球体微体微管微丝叶绿体有色体白色体粗糙型内质网光滑型内质网过氧化物酶体已醛酸体细胞质基质细胞器质膜细胞质细胞核核膜核质核仁染色质核基质原生质(生活物质)后含物(代谢产物)贮藏的营养物质生理活性物质其它物质淀粉脂肪蛋白质维生素、生长素、酶无机盐、生物碱、单宁、有机酸、晶体等原生质体细胞 壁胞间层初生壁次生壁植物细胞 细胞的类别 原核细胞、真核细胞l 原核细胞 遗传的信息量小,遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 细胞内没有核膜和具有专门结构与功能的细胞器的分化 原核细胞和真核细胞原核细胞真核细胞细胞大小较小,约 110um较大,约 10100um细胞核无成形核,无核膜
12、,无核仁核具一定形态,有核膜核仁染色体有一条 DNA,不与蛋白质结合2 条以上 DNA,与蛋白质、RNA 结合成染色体细胞器无细胞器,只有少量膜片层和核糖体有各种具膜或不具膜的细胞器细胞壁主要是肽聚糖,不含纤维素主要由纤维素、半纤维素和果胶组成 l植物细胞和动物细胞叶绿体线粒体细胞壁细胞膜液泡细胞质光面内质网细胞核粗面内质网高尔基体高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛l植物细胞和动物细胞 特特 征征 动物细胞动物细胞 植物细胞植物细胞质体(叶绿体)质体(叶绿体)细胞壁细胞壁大的中央液胞大的中央液胞其它其它无,异养营养无,异养营养 有,自养营养有,自养营养 无无 有(纤
13、维素和果胶质)有(纤维素和果胶质)无无 有(代谢调节作用)有(代谢调节作用)溶酶体、中心体溶酶体、中心体 乙醛酸循环体、胞间连丝乙醛酸循环体、胞间连丝分裂时的收缩环分裂时的收缩环 分裂时的细胞板分裂时的细胞板第二节 植物生命活动的物质基础 一、原生质的概念一、原生质的概念 细胞内具有生命活动的物质,称原生质。细胞内具有生命活动的物质,称原生质。原生质是构成原生质是构成原生质体原生质体的物质。的物质。原生质的基本组成成分是:原生质的基本组成成分是:水、蛋白质、核酸、脂类、糖类和无机盐。水、蛋白质、核酸、脂类、糖类和无机盐。1 1、蛋白质、蛋白质蛋白质蛋白质是由许多是由许多氨基酸氨基酸通过通过肽键
14、肽键相连,相连,形成的高分子形成的高分子含氮化合物含氮化合物组成蛋白质的元素:组成蛋白质的元素:主要有主要有C C、H H、O O、N N和和S S。有些蛋白质还含有少量有些蛋白质还含有少量磷或金属元磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼,素铁、铜、锌、锰、钴、钼,有些蛋白有些蛋白质还含有质还含有碘碘 。氨基酸氨基酸 组成蛋白质的基本单位组成蛋白质的基本单位 存在存在自然界自然界的氨基酸有的氨基酸有300300余种,余种,但组成但组成植物体植物体蛋白质的氨基酸仅有蛋白质的氨基酸仅有 2020种种蛋白质在植物细胞中的功能 构成细胞的结构物质 生物催化剂酶的作用N 端端 C端端胰凝乳蛋白酶的一级结构和
15、空间结构胰凝乳蛋白酶的一级结构和空间结构植物细胞的增殖n 细胞分裂的作用 一些单细胞生物,如衣藻,一次细胞分裂可形成两个新生物体。多细胞生物,也是由一个细胞受精卵或合子经过多次分裂和分化发育形成l 细胞分裂是细胞繁殖的一种形式。n 细胞分裂的作用l 生物的生长也依赖于细胞分裂,细胞分裂还导致了多细胞生物的组织分化和生长发育l 一个多细胞生物完全长大以后,仍然需要细胞分裂的过程。这种分裂生成的新细胞可用于替代不断衰老或死亡的细胞,维持细胞的新陈代谢,或者用于生物组织损伤的修复。n 细胞分裂的作用 有分裂能力的细胞,从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的一个完整过程称为一个细胞周期n 细胞周期 典
16、型的细胞周期可包括间期和细胞分裂期两部分。间期包括一个DNA合成期(S期)及S期前后两个间隙期(G1期,G2期)。细胞分裂期则包括有丝分裂和胞质分裂两个主要过程。细胞周期的持续时间u不同物种、不同组织细胞周期所经历的时间不同u温度条件的影响非常显著,如向日葵根尖分生组 织细胞,25时7.8h,2012.5h,1523.2h,1046hu细菌在适宜条件下,每20min分裂一次细胞分裂(cell division)的方式 无丝分裂 有丝分裂 减数分裂 复制前期(复制前期(G1期)期)间期间期 复制期(复制期(S期)期)(interphase)复制后期(复制后期(G2期)期)前期前期(prophas
17、e)中期中期(metaphase)核分裂核分裂 后期后期(anaphase)末期末期(telophase)胞质分裂胞质分裂(cytokinesis)有丝分裂(mitosis)体细胞和某些性细胞分裂的方式特点:在间期每个染色体复制成两条相同的染色单体,在分裂时有规律地分配到 两个子细胞核中。有丝分裂的过程(mitosis)分裂的前期、中期、后期和末期分裂的前期、中期、后期和末期前期前期 a-e有丝分裂有丝分裂末期末期 j中期中期 f后期后期g-i纺锤体组成无丝分裂 在两个新的子核之间形成新细胞壁,把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程,称为胞质分裂 核分裂后期,在子细胞核形成的同时,纺锤丝在赤道面中
18、央密集并向四周扩展,微管以平行方式排列成圆柱状结构,称为成膜体成膜体 在成膜体围起来的中间部分,来自高尔基体或内质网的小泡(带由细胞壁前体物质)在赤道面上彼此融合形成细胞板细胞板,将细胞质从中间隔开 细胞板逐渐向四周扩展,直到与母细胞的细胞壁相连接,完全把母细胞分隔成二个子细胞。有丝分裂的生物学意义:每次分裂前染色体复制一次 染色体平均分配到两个子细胞中 子细胞染色体数与母细胞相同 保证了细胞遗传的稳定性无丝分裂无丝分裂无丝分裂方式有:横缢、纵缢、出芽等无丝分裂 分裂时核内不出现染色体,也不形成纺锤丝 分裂形式:横缢、纵缢、碎裂、出芽等 分裂过程:核仁一分为二,细胞核延长,核仁向两端移动,核中
19、间缢缩断裂成两个子核,随后在两子核之间形成新壁,成为2个子细胞 优点:消耗能量少,分裂速度快 缺点:不能保证母细胞的遗传物质平均地分配到两个子细胞中减数分裂 与有性生殖相关的性母细胞分裂方式 连续进行两次的分裂 DNA只复制一次 产生四个子细胞(四分体)子细胞染色体数只有母细胞的一半M中期:成对的同源染色体移到赤道面上,细胞质中形成纺锤体有丝分裂:染色体在赤道面上的排列不成对,单独减数分裂:染色体在赤道面上成对排列M后期:成对的同源染色体彼此分开,分别向两极移动,移向两极的染色体数只有原来的一半M末期:染色体变为染色质,核膜核仁出现形成两个子核,细胞板也相继形成将母细胞分隔成两个子细胞减数分裂
20、减数分裂 I前期前期 I后期后期 I中期中期 I末期末期 I第二次分裂(分裂)分裂之前没有DNA的复制 前期:时间较短,染色体出现,核膜核仁消失 中期:染色体排在赤道板上,纺锤体形成 后期:每条染色体的两条染色但体分开,移向两极 末期:子核出现,并各自形成一个子细胞 一个母细胞经过一次染色体的复制和两次连续的分裂,形成了4个单倍体的子细胞减数分裂减数分裂 II前期前期 II后期后期 II中期中期 II末期末期 II减数分裂的生物学意义:减数分裂导致了性细胞(配子)的染色体数目减半 在以后的有性生殖过程中,两个配子结合形成合子,合子的染色体数目又恢复到亲本的水平 有性生殖的后代始终保持亲本的固有
21、染色体数目和类型 同源染色体的联会、交叉和片段交换导致遗传重组类型的产生减数分裂与有丝分裂特征比较有丝分裂减数分裂发生部位体细胞中生殖细胞中分裂过程一次核分裂(前、中、后、末 4 期),细胞分裂一次两次连续的核分裂,细胞分裂两次染色体前期无联会,染色单体不交换,后期染色单体移向两极前期有联会现象,染色单体交换,后期同源染色体移向两极,后期染色单体移向两极分裂结果形成 2 个子细胞形成 4 个子细胞核相变化子细胞染色体仍为 2n子细胞染色体为 n植物细胞的全能性(植物细胞的全能性(totipotencytotipotency)指植物体的每一个活细胞都有一套完整的基因组,并具有发育成完整植株的潜在
22、能力植物细胞的生长、分化与 组织形成植物细胞生长和发育细胞体积和重量不可逆增加的过程,是 植物个体生长的基础植物细胞的生长和发育植物细胞的生长和发育植物细胞分化 执行不同功能的细胞在其形态、结构和功能上表现出各种变化和特化的过程(cell differentiation)细胞分化 细胞在形态、结构和功能上的特化过程,称为细胞分化细胞分化 分化常是可逆的,分化细胞逆转为不分化细胞,称为脱分化脱分化 植物的个体发育是植物细胞不断分裂、生长和分化的结果 在系统发育上,植物越进化,细胞分化越剧烈分工越细致,植物体结构也越复杂 细胞分化的基因表达与调控,是当今发育生物学研究的热点和中心问题之一植物的组织
23、和组织系统 在植物体中,具有相同形态和功能的细胞群称为组织组织(tissue)仅由一种细胞类型构成的组织叫简单组织简单组织 由多种类型细胞构成的组织叫复合组织复合组织 由不同的组织按一定的规律排列构成了器器官官(organ)植物组织的类型 分生组织:具分裂能力的细胞群 成熟组织:由分生组织衍生的细胞,经过生长、分化形成的其它各种组织,也称为永久组织永久组织薄壁组织、保护组织、机械组织、输导组织和分泌组织分生组织 概念:植物体内具有持续或周期性分裂能力的细胞群称为分生组织分生组织 类型:按在植物体上的位置分:顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织顶端分生组织t位置:位于根、茎及其分枝的顶端t作用功
24、能:使根、茎不断伸长,并在茎上形成侧枝和叶。t细胞特征:小而等径,薄壁,核位于中央并占较大体积,液泡小而分散,原生质浓厚,无后含物侧生分生组织 位置:根茎侧面靠近边缘的位置,包括形成层和木栓形成层 作用功能:使根茎不断增粗。木栓形成层的活动形成树皮起保护作用 细胞特征:细胞大部分呈长梭形,原生质体高度液泡化,细胞质不浓厚。分裂活动具明显周期性 注意:在没有加粗生长的单子叶植物中,没有侧生分生组织。草本双子叶中活动微弱或根本不存在居间分生组织 位置:位于茎、叶柄、子房柄、花柄、花序轴等器官的成熟组织之间;是顶端分生组织在上述器官中局部区域的保留 作用功能:能使上述器官伸长 活动特点:细胞持续分裂
25、活动的时间短,分裂一定时间后,所有细胞都转变为成熟组织成熟组织 概念:由分生组织衍生的细胞,经生长、分化,形成的其它各种组织,称为成熟组织注意:成熟程度是相对的,并非一成不变,如薄壁组织有时能进一步特化为另一种组织;有时成熟组织也可脱分化成分生组织 类型:按功能分为保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织和分泌组织保护组织 概念:覆盖于植物体表起保护作用的组织 功能:减少体内水分蒸腾,控制植物与环境的气体交换,防止病虫害侵袭和机械损伤等 类型:分为表皮和周皮表皮:位置:覆盖在幼嫩器官的表面结构特征:一层细胞,彼此紧密嵌合,无胞间隙,外壁加厚并覆盖一层角质膜;有的还有蜡质(蜡被,呈白霜状)气孔器W
26、气孔:窄缝状开口W保卫细胞:气孔两侧肾形或哑铃形的特殊细胞,细胞中含叶绿体,细胞壁不均匀增厚(内侧壁厚),与气孔开关有关W副卫细胞:有些在保卫细胞外还特化出二个或多个和表皮细胞不同的细胞,协助气体交换和水分蒸腾表皮附属物:表皮细胞向外突出延长,形成各种毛状附属物,又叫表皮毛加强表皮的保护作用减少水分蒸腾,免遭动物采食。还有分泌、散布种子等作用。棉花是重要纺织原料周皮 来源:由侧生分生组织木栓形成层形成 位置:位于有加粗生长的根茎表面 组成:木栓形成层向外分裂细胞分化形成木栓层,向内分裂细胞分化成栓内层。木栓层、木栓形成层和栓内层合称周皮(树皮)木栓层:具多层细胞,栓质化,成熟后原生质体解体,细
27、胞腔内充满空气不透水、不透气、不导热、质地轻、具弹性,抗腐蚀木栓形成层:侧生分生组织栓内层:12层活的薄壁细胞,壁没有栓质化皮孔:为突出周皮的裂缝(通气结构)周皮及皮孔结构薄壁组织 是构成各器官最基本的组织,在植物体内占有最大体积,故也叫基本组织 结构特点:壁薄,胞间隙大;细胞等径活细胞,液泡较大 分化程度较低,在创伤愈合、形成不定根、不定芽及嫁接愈合时,薄壁组织可脱分化转变为分生组织;也参与侧生分生组织形成层和木栓形成层的发生同化组织:H 营光合作用的薄壁组织,称为同化组织H 特点:细胞含有大量叶绿体,行光合作用合成有机物质H 部位:存在于植物体的一切绿色部分叶肉、嫩茎等贮藏组织贮藏大量营养
28、物质的组织称为贮藏组织特点:细胞内充满贮藏的营养物质部位:存在于各类贮藏器官中块根、块茎、球茎、鳞茎、果实、种子等;根茎皮层和髓及其它薄壁组织也有贮藏功能贮水组织贮藏水分的组织特点:细胞较大,具较大的中央大液泡,可贮存大量水分备用多存在于旱生植物的肉质植物体内通气组织H 具有大量细胞间隙的薄壁组织称为通气组织H 水生植物的根茎薄壁组织有较大的胞间隙,形成气腔或气道,它们在体内形成一个相互贯通的通气系统,使生于水下的器官得到氧气吸收组织H 根尖表皮细胞向外突出形成根毛,行吸收功能,故称为吸收组织 传递细胞 细胞特点:细胞壁向内凹陷,细胞质浓厚,富含线粒体,有发达的胞间连丝(有利于物质的运输与传递
29、),故称传递细胞传递细胞 在植物体内广泛存在,如小叶脉的脉端,茎节部的维管束中,分泌结构中,种子的子叶、胚乳、胚柄等 部位机械组织 对植物体具有支持作用和加固作用的组织(相当于水泥建筑中的钢筋骨架)细胞特点:细胞壁局部或全部加厚,起机械支持的作用细胞多成束存在,且排列紧密,起加固的作用厚角组织 细胞为长柱形,壁不均匀加厚通常在细胞的角隅处加厚,故称厚角组织有些植物是细胞的切向壁加厚 活细胞,细胞壁不含木质素,故有一定的坚韧性、可塑性和伸展性,既有支持作用,又不妨碍幼嫩器官的迅速生长;存在于植物的幼茎、叶柄、叶、花柄等器官表皮下方 在器官形成过程中,厚角组织出现较早,是正在生长的茎叶的支持组织厚
30、壁组织细胞壁均匀加厚,常木质化;死细胞a.石细胞:细胞较短,壁极度增厚、木质化,死细胞(具强大支持作用)。分布于茎、叶、果实和种子中,有增加器官硬度和支持的作用 厚角组织厚壁组织壁加厚情况局部增厚较柔软的初生壁全面增厚较坚硬的次生壁,常木质化原生质体生活的原生质体原生质体死亡,形成中空的细胞腔b.b.纤维两头尖细梭形的细长细胞,壁强烈增厚,成熟时原生质体解体,细胞腔狭窄,但旱生植物纤维具生活的原生质体广泛存在于植物体各部分,排列紧密,并聚集成束,成为植物体内的坚强支柱根据所处位置,可分为木纤维和韧皮纤维两类:木纤维:存在于木质部中,较短,坚硬而缺少弹性,脆而易断,不宜作纺织原料,但可造纸或作人
31、造纤维 韧皮纤维:存在于韧皮部中,细胞壁极厚,富含纤维素,坚韧而有弹性,是良好的工业原料(其工业价值取决于细胞长度和细胞壁含纤维素的程度)输导组织导管和管胞导管导管:由许多管状死细胞以端壁连结而成由许多管状死细胞以端壁连结而成管胞:细胞狭长,两端尖细,上下二细胞的端部紧密重叠,水分通过管壁上的纹孔依次向上运送裸子植物和蕨类植物只有管胞,而无导管;被子植物中有导管和管胞b.导管分子导管分子的端壁上形成一个或几个大的孔称为穿孔穿孔,导管分子以端壁纵向连接而成导管导管管径较管胞粗大,又以穿孔直接沟通,因此,导管比管胞具较高运水效率存在于被子植物木质部中筛管和筛胞筛管:由运输有机物的管状细胞连结而成,
32、具有筛板和P蛋白,存在于被子植物中。筛胞:由运输有机物的管状细胞连结而成,无筛板和P蛋白,存在于裸子植物中。上下两细胞的细胞质通过筛孔彼此相连,与胞间连丝相似,但较粗大,特称联络索联络索a.筛管分子a.筛管分子筛管分子的侧壁上有许多特化的初生纹孔场,称为筛域筛域,与相邻细胞进行物质交换 a.筛管分子a.筛管分子b.伴胞与筛管由同一个母细胞分裂而来(大子细胞形成筛管分子,小的发育为伴胞)筛管寿命仅1或23年,筛管死亡后,伴胞也随之死亡,即所谓“同生共死”b.伴胞伴胞功能:为筛管提供能量 运输物质,有些双子叶植物中伴胞发育成了传递细胞c.筛胞裸子植物和蕨类植物中一般没有筛管,完成有机物质运输功能的
33、是筛胞筛胞与筛管分子的区别:原生质体中无无P蛋白体,细胞壁上只有筛域而无筛板,筛胞之间以侧壁上的筛域相通,进行物质运输分泌组织植物体内有些细胞可产生一些特殊的物质,如蜜汁、黏液、挥发油、树脂、乳汁等,并把它们排出体外或积存在体内,这种现象称为分泌分泌,凡是能产生分泌物质的细胞或细胞组合称为分泌结构分泌结构外部的分泌结构:腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器内部的分泌结构:分泌细胞、分泌腔(道)、乳汁管外部的分泌结构:将分泌物分泌到体外的分泌结构 a.腺表皮 某些部位的表皮细胞具分泌功能,称腺表皮,分泌物直接分泌到细胞表面 油菜、烟草等柱头表皮细胞形成乳头状突起,分泌糖、氨基酸、酚类等物质,黏着花粉,促进
34、和控制花粉萌发 b.腺毛 表皮附属物中具有分泌作用的毛状体,称腺毛 腺毛常有一个头部和一个柄部,头部由单或多个分泌细胞组成,柄由无分泌功能的薄壁细胞组成c.蜜腺分泌蜜汁的腺体,存在于虫媒植物的花、茎、叶、叶柄、花梗等处生长于花部的称为花蜜腺花蜜腺生长于茎、叶、花梗等营养体部位上的称为花外蜜腺花外蜜腺蜜腺由一到数层细胞质浓厚的薄壁细胞组成,且经常与维管组织相连接,当维管韧皮部发达时,蜜中糖分含量可高达50%,若木质部发达,则糖含量降至8%分泌蜜汁是对虫媒传粉的适应,蜜源植物又具有较高的经济价值d.排水器 叶缘或顶端具将体内过多水分排出体外的结构称排水器排水器,由水孔和通水组织组成;其排水过程称为
35、吐水吐水 水孔位于叶尖叶缘,是变态的气孔,保卫细胞失去关孔能力 通水组织是水孔下一团变态的叶肉组织,不含叶绿体,排列疏松,能把木质部运来的水分通过水孔排到叶表面内部的分泌结构:将分泌物积聚在体内的分泌结构a.分泌细胞 具分泌能力的特化细胞,散生于其它细胞之中,体积明显较周围细胞为大,分泌物积聚于细胞腔内 依分泌物质分为油细胞(樟科等)、黏液细胞(仙人掌科等)、含晶细胞(桑科等)、单宁细胞(蔷薇科等)、及芥子酶细胞(十字花科等)等b.分泌腔和分泌道 体内贮藏分泌物的腔或管道,形成方式主要有二种:溶生的:起初部分细胞中形成芳香油,随后细胞破裂解体,形成腔隙,内含物释放到溶生的腔内 裂生的:分泌细胞
36、间的中层溶解,细胞分开形成腔隙,分泌物分泌到腔内,如松柏类的树脂道,漆树的漆汁道 裂溶生的:由上两种方法结合而形成,如芒果叶分泌道c.乳汁管:植物体内能分泌乳汁的管状结构c1.无节乳汁管:由一个细胞发育而成,随植物生长而延伸分枝,贯穿于植物体内,如大戟属植物c2.有节乳汁管:由许多分泌乳汁的管状细胞彼此相连且连接壁融化消失而成,如菊科、罂粟科等有些植物体中有节乳汁管和无节乳汁管同时存在,如橡胶树初生韧皮部中为无节乳汁管,次生韧皮部中为有节乳汁管乳汁成分十分复杂,有橡胶(橡胶树)、蛋白质、淀粉、糖类(菊糖)、植物碱(罂粟碱、吗啡碱、尼古丁)、酶(木瓜蛋白酶)、单宁等植物组织的发生、分化以及组织之
37、间的关系同化组织贮藏组织贮水组织通气组织吸收组织传递细胞厚角组织厚壁组织表皮细胞气孔器表皮附属物木质部韧皮部外分泌结构内分泌结构薄壁组织机械组织初生保护组织输导组织分泌组织石细胞纤维木栓形成层木栓层栓内层成熟组织衍生细胞分生组织生长分化导管管胞筛管筛胞组织系统皮组织系统基本组织系统维管组织系统组织系统 皮组织系统:包括表皮和周皮,覆盖于整个植物体的表面,形成一个连续的保护层 基本组织系统:由各类薄壁组织、厚角组织和厚壁组织构成,是植物体各部分的基本组成 维管组织系统:由输导组织木质部和韧皮部构成,贯穿于整个植物体内,把植物体各部分有机地连接在一起 植物整体的结构表现为维管系统包埋于基本系统之中,而外面又覆盖着皮系统,它们在结构上和功能上组成一个有机的统一整体,相互协作,相互依存,共同完成植物的生命过程