被子植物的营养器官Word文档格式.docx

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三、芽：

芽的结构及其适应意义，芽的类型

四、茎的分枝和分蘖，枝条的形态特征及分枝方式

五、茎尖分区及其生长状态，分生区，伸长区和成熟区。

茎尖顶端分生组织的分裂、分化特点（叶芽的分化）。

六、茎的结构：

〈一〉双子叶植物茎的初生结构〈二〉双子叶植物茎的次生生长和次生结构〈三〉禾本科植物茎的解剖结构　

七、与根、叶维管组织的联系

叶：

一、叶的主要生理功能：

光合作用，蒸腾作用，繁殖作用

二、叶的发生和生长

三、叶的基本形态：

〈一〉叶的形态组成：

叶片、叶柄、托叶〈二〉完全叶与不完全叶〈三〉叶的类型〈四〉叶序，单叶和复叶

四、叶的解剖结构：

〈一〉叶柄的结构〈二〉叶片的结构：

表皮、叶肉、叶脉〈三〉禾本科植物的叶：

叶的形态，叶片的解剖结构

五、叶片结构与生态条件关系

六、叶的生活周期和落叶

营养器官的变态：

一、根的变态

二、茎的变态

三、叶的变态

四、同功器官和同源器官的概念

本章重点和难点

重点：

根的结构，茎的结构，叶的解剖结构。

难点：

根、茎、叶的形态结构与生理功能之间的关系。

本章教学方式：

教师课堂教学和学生网上自学相结合。

教师课堂教学时可用CAI课件。

植物细胞和组织是组成植物体的基础。

高等植物中出现了由许多组织组成的，具有显著形态特征和特定生理功能的部分，称为器官。

被子植物的主要器官有根、茎、叶、花、种子和果实。

其中花、种子和果实与植物的繁殖有关，称为生殖器官；

而根、茎、叶担负植物营养物质的吸收、制造和运输等生理功能，因此称为营养器官。

营养器官由种子发育而来，当种子萌发时，胚根突破种皮形成根系，而胚芽则发育成茎、叶。

第一节根

一、根与根系的类型

（一）定根和不定根

1．定根：

定根是指主根和侧根。

当种子萌发时，胚根突破种皮，向下生长形成的根称为主根。

主根生长到一定长度，就在一定部位产生分支，形成侧根，侧根上仍能产生新的分支。

主根和侧根都有一定的发生位置，因此又称定根。

2．不定根：

植物除能由种子产生定根外，还能从茎、叶、老根和胚轴上产生根，这些根产生的位置不固定，统称不定根，不定根也可能产生侧根。

（二）直根系和须根系

1．直根系：

凡主根粗壮发达，主根和侧根有明显区别的根系称为直根系，如棉花、油菜等双子叶植物。

2．须根系：

主根不发达或很早就停止生长，由茎基部产生的不定根组成的根系。

如水稻、小麦、玉米等大多单子叶植物的根系。

侧根、不定根的产生扩大了根的吸收面积，增强了根的固着能力。

同时，直根系的植物，因其主根发达，根往往分布在较深的土层中，形成深根系，而须根系的植物主根一般较短，不定根以水平扩展占优势，分布于土壤表层，形成浅根系。

二、根的生理功能

根是植物适应陆地生活，一般分布于地下的营养器官。

一株植物地下所有的根总称为根系。

根系的主要生理功能是吸收土壤中的水和溶解在水中的无机营养物，并能固定植物，同时，根还能合成多种氨基酸。

此外，有些植物的根系还有储藏营养物和利用不定芽来繁殖的作用。

三、根的结构

（一）根尖及其分区

从根的纵向看，根由根尖和次生根（老根）组成，根尖是指根的顶端到根毛处的一段，其上为次生根（老根）。

根尖是根生命活动最活跃的部位，根的生长、组织的形成以及水分和物质的吸收主要由根尖来完成。

根尖从顶端起可依次分为根冠、分生区、伸长区和成熟区四个部分。

各区的生理机能不同，细胞的形态结构也不同，除根冠与分生区之间的界限较明显外，其它各区细胞分化是逐渐过渡的，并无严格界限。

1．根冠：

位于根的顶端，由多层排列疏松的薄壁细胞组成。

从外形上看，根冠象一帽状物套在分生区的外方，有保护幼嫩的分生区不受擦伤的作用。

根冠外层细胞的外壁有粘液覆盖，使根尖易于在土壤颗粒间推进，减少阻力。

此外，根冠还与根的向地性生长有关。

根冠细胞中常含有淀粉体，且多集中分布在细胞下方。

一些水生植物和对重力不敏感的攀援植物根冠细胞中往往没有淀粉体。

因此多数人认为，细胞中淀粉体的分布可能与根的向地生长有一定的关系。

淀粉体有平衡石的作用，它们把重力传至质膜，质膜是感受重力的敏感部位，进而引起一系列生化反应和向地性有关物质的产生和移动，最后导致根的向地性生长。

根冠表层细胞脱落后，由分生区细胞产生新的细胞补充，从而使根冠保持一定的形状和厚度。

2．分生区：

分生区大部分被根冠包围，是根内产生新细胞、促进根尖生长的主要部位，也称生长点。

分生区由一群排列紧密、细胞壁薄、细胞核相对较大，细胞质丰富、无明显液泡，且具分裂能力的分生组织组成。

分生区的前端由具有持续分裂能力的原分生组织组成，其排列和分裂活动具有分层特性。

后面为初生分生组织。

初生分生组织由原分生组织分裂而来，细胞分裂能力逐渐减弱，并进行初步分化，最外层的初生分生组织称为原表皮，中央部分是原形成层，两者之间为基本分生组织。

上述三部分起源于原分生组织的不同层次。

根分生区的原分生组织和初生分生组织位于根的顶端部位，因而又称为顶端分生组织。

在许多植物根尖分生组织中心，有一群分裂活动很弱的细胞群，它们合成核酸和蛋白质的速度缓慢，线粒体等细胞器较少，称为不活动中心。

由于不活动中心的存在，人们认为，根尖顶端的原始分生组织的范围较大，其细胞分布于半圆形不活动中心边缘。

不活动中心可能是合成激素的场所，也可能是贮备的分生组织。

3．伸长区：

伸长区基本上由初生分生组织组成，但向着成熟区分裂活动愈来愈弱，分化程度则逐渐加深，细胞普遍伸长，出现明显液泡。

在靠近成熟区的原形成层部位有筛管和导管出现。

由于伸长区细胞迅速同时伸长，再加上分生区细胞的分裂、增大，致使根尖向土层深处生长，有利根的吸收作用。

4．成熟区（根毛区）：

成熟区位于伸长区上方，此区内部细胞已停止伸长，形成了各种成熟组织。

成熟区表面密被根毛，因此该区又称根毛区。

根毛是表皮细胞向外形成的管状结构，其长度和数目因植物而异。

根毛的形成扩大了根的吸收面积，所以成熟区是根吸收能力最强的部位。

因此，在农、林和园艺工作中，带土移栽或在移栽植物时充分灌溉和修剪部分枝叶，其目的就是减少根尖损害和植物蒸腾，防止过度失水，提高成活率。

（二）双子叶植物根的结构

1．双子叶植物根的初生结构

根的初生结构就是成熟区的结构，它由初生分化组织分化而来，因而得名。

根的初生结构由外至内明显地分为表皮、皮层和维管柱三个部分。

（1）表皮：

表皮包围在成熟区的外方，常由一层细胞组成，细胞排列紧密，由原表皮发育而来，细胞的长轴与根的纵轴平行。

表皮细胞的细胞壁不角化或仅有薄的角质膜，适于水和溶质通过，部分表皮细胞的细胞壁还向外突出形成根毛，以扩大根的吸收面积。

对幼根来说，表皮的吸收作用显然比保护作用更重要，所以根的表皮是一种吸收组织。

（2）皮层：

皮层位于表皮与中柱之间，由多层体积较大的薄壁细胞组成，细胞排列疏松，有明显的细胞间隙。

皮层薄壁细胞由基本分生组织发育而来，有些植物细胞内可贮藏淀粉等营养物质成为贮藏组织。

水生和湿生植物在皮层中可形成气腔和通气道等通气组织。

皮层最内一层排列紧密的细胞成为内皮层，在其细胞的径向壁和横壁上有一条木化和栓化的带状加厚区域，称为凯氏带。

内皮层的这种特殊结构，阻断了皮层与中柱间通过胞间隙和细胞等质外体运输途径，进入中柱的溶质只能通过内皮层细胞的原生质体，从而使根对物质的吸收具有选择性。

（3）维管柱：

维管柱也称中柱，是指内皮层以内的中轴部分，由原形成层分化而来，中柱由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞组成，少数植物的根内还有髓。

a、中柱鞘：

位于中柱最外层，通常由1-2层排列整齐的薄壁细胞组成，少数植物有多层细胞，中柱鞘有潜在的分裂能力，可产生侧根、木栓形成层和维管形成层的一部分。

b、初生木质部：

初生木质部位于根的中央，主要由导管和管胞组成，横切面上呈辐射状，有几个辐射角就称为几原型的木质部。

一般来说，多数植物根中木质部的辐射角是相对稳定的，如棉花根为四原型的木质部。

但少数植物因根的粗细不同也可发生变化，如花生的主根为四原型，侧根为二原型。

初生木质部辐射角外侧的导管先分化成熟，主要由环纹、螺纹导管组成，称为原生木质部，内方较晚分化成熟的导管主要是梯纹、网纹和孔纹导管，称为后生木质部。

初生木质部这种由外向内逐渐成熟的方式称为外始式。

根出生木质部的这种发育方式，缩短了水分横向输导的距离，提高了输导效率。

c、初生韧皮部：

初生韧皮部形成若干束分布于初生木质部辐射角之间，也有原生韧皮部和后生韧皮部之分。

原生韧皮部在外，一般由筛管组成，常缺少伴胞；

后生韧皮部位于内方，主要由筛管和伴胞组成，只有少数植物有韧皮纤维存在。

d、薄壁细胞：

薄壁细胞分布于初生韧皮部与初生木质部之间，在次生生长开始时，其中一层由原形成层保留下来的薄壁细胞，将来发育成维管形成层的主要部分。

少数植物中央有髓，也由薄壁细胞组成。

2．双子叶植物根的次生结构

大多数双子叶植物的根在完成初生生长形成初生结构后，开始出现次生分生组织----维管形成层和木栓形成层，进而产生次生组织，使根增粗。

这种由次生分生组织进行的生长，称为次生生长，所形成的结构称为次生结构。

（1）维管形成层的发生和活动

根的次生生长开始时，在成熟区初生韧皮部内侧与初生木质部内凹部分之间，由原形成层保留下来未分化的薄壁细胞恢复分裂能力形成维管形成层片层。

随后，各段维管形成层逐渐两侧扩展，直到与中柱相接。

此时，正对原生木质部外面的中柱鞘细胞也恢复分生能力，成为维管形成层的另一部分，并与先前产生的相衔接。

至此，维管形成层成为一连续波浪状的形成层环。

维管形成层形成后，主要进行切向分裂，向内产生新细胞，分化后形成新的木质部，加在出生木质部的外方，称为次生木质部；

向外分裂所产生的细胞形成新的韧皮部，加在初生韧皮部的内方，称为次生韧皮部。

次生木质部和次生韧皮部的组成成分，基本上与初生木质部和初生韧皮部相同。

在靠近初生韧皮部内侧的维管形成层发生较早，分裂活动也较快，结果使维管形成层由波浪状环逐渐发展成圆形的环。

维管形成层除产生次生木质部和次生韧皮部外，在正对初生木质部辐射角处，由中柱鞘发生的维管形成层则分裂形成射线。

射线由径向排列的薄壁细胞组成，是根内的横向运输系统。

（2）木栓形成层的发生及活动

随着次生组织的增加，中柱不断扩大，到一定的程度，势必引起中柱鞘以外的皮层、表皮等组织破裂。

在这些外层组织破坏前，中柱鞘细胞恢复分裂能力，形成木栓形成层。

木栓形成层形成后，进行切向分裂，向外和向内各产生数层新细胞。

外面的几层细胞发育成为木栓形成层；

内层的细胞则形成栓内层，在加上木栓形成层本身，三者合称周皮。

周皮的形成使外面的皮层和表皮得不到水和养料，最终相继死亡脱落。

在多年生植物根中，每年都产生新的木栓形成层，进而形成新周皮，以适应维管形成层的活动，而老周皮则逐年死亡，形成树皮，木栓形成层的发生位置，逐年内移，最后可深入到次生韧皮部的薄壁细胞中发生。

四、禾本科植物根的结构

禾本科植物的根同样也由表皮、皮层和维管柱三部分组成，但各部分结构均有其特点，特别是不产生形成层，没有次生生长和次生结构。

表皮为最外一层细胞，也有根毛形成，但禾本科植物表皮细胞寿命一般较短，当根毛枯死后，往往解体而脱落。

位于表皮和中柱之间，靠近表皮几层为外皮层，细胞在发育后期常形成栓化的厚壁组织，在表皮、根毛枯萎后，代替表皮行使保护作用。

外皮层以内为皮层薄壁细胞，数量较多，水稻