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1、监测环境植物对有毒气体敏感的植物。主要在叶片上显示出受害的症状。利用它们来监测有毒气体的浓度，指示环境污染的程度。如:百日草、波斯菊、波菜、胡萝卜可监测 SO2；唐菖蒲、郁金香监测 HF；波斯菊、桃监测 CI2等。空气中SO2为浓度15PPM时，人才能嗅到；而SO2为浓度0.3PPM时，植物就会出现症状。2.2.2 植物对水土保持的作用2.2.3 植物为地球上其他生物提供的作用第二章 植物细胞和组织基本知识体系：本章主要包括细胞基础知识（细胞的发现、细胞学说、细胞的物质构成、细胞类型）真核细胞的构造（细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核的构造）植物细胞的后含物、细胞分裂生长和分化；以及植物组织的基本

2、概念，各种组织的特点和类型，复合组织的种类及组织系统的概念等内容重点：是真核细胞的一般结构及植物细胞的后含物组织的基本概念和不同组织种类的区别。难点：植物细胞分裂分化及植物体生长、发育概念的把握，维管束的种类及不同维管束类型的判断等。基本要求：了解细胞学说基本内容，搞清各种组织在植物中的分布 正确辨别植物细胞分裂分化特点 有丝分裂的各过程 细胞特征；掌握其核细胞的一般构造、功能；熟练掌握植物组织的概念、组织分类和各类组织的结构特点。1 细胞的化学组成1.1 水和无机盐 1.2 有机化合物1.2.1 糖类 糖是一大类有机化合物。绿色植物光合作用的产物主要是糖类，植物体内有机物运输的形式也是糖。糖

3、类在植物生命活动中重要性体现在：1）在细胞中，糖能被分解释放能量，是生命活动的主要能源；2）遗传物质核酸中也含有糖；3）糖还能与蛋白质结合成为糖蛋白，有多种生理功能；4）糖还是组成植物细胞壁的主要成分。糖类分子含C、H、O三种元素，三者的比例为1:2:1，即（CH2O）n ，因此糖被称为碳水化合物，如葡萄糖C6H12O6，但也有例外如脱氧核糖C5H10O4。糖一般有单糖（是最简单的糖，如葡萄糖、果糖、半乳糖、）、寡糖（为麦芽糖、乳糖）、多糖（如淀粉）等。1.2.2 脂类（lipid）是不溶于水而溶于非极性溶（如乙醚、氯仿和苯）的一大类有机化合物。脂类在植物生命活动中重要性体现在：1）构成生物膜

4、；2）脂类分子中贮藏大量的化学能，脂肪氧化时产生的能量是糖氧化时产生能量的二倍多；3）在很多植物种子中含有大量的脂类物质，为贮藏物质如茶子、油菜子等；4）脂类物质还能构成植物体表面的保护层，防止植物体失水。脂类包括中性脂肪、磷脂、类固醇和萜类等。1.2.3 蛋白质（protein）在植物的生命活动过程中，起着十分重要的作用，也与植物体的结构、性状和发育有密切的关系。蛋白质在植物生命活动中重要性体现在：1）植物新陈代谢的各种生物化学反应和生命活动过程如氧化还原反应、电子传递、光合作用、物质运输、生长发育、遗传与变异等都有蛋白质参与；2）生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶也是蛋白质；3）蛋白

5、质还参与基因表达的调节与控制，起到调节生命活动的作用；4）此外豆类和谷类的种子贮藏蛋白是供给植物生长发育的营养物质。蛋白质的基本结构单位为氨基酸。1.2.4 核苷酸和核酸 核酸是最重要的一类大分子。核酸分为脱氧核糖核酸（简称为DNA）主要存在于各种细胞的细胞核中，细胞质中也有少量的DNA，这些DNA存在于线粒体与叶绿素中；核糖核酸（简称为RNA）在细胞质中的含量较高。核酸是遗传信息的载体，可将遗传信息进行“转录”和“翻译”。组成DNA和RNA的基本单位是核苷酸。1.2.5 维生素维生素（vitamin）在生物体内含量很少，但缺少时生命活动就不能正常进行。很多维生素具有辅助酶的功能，参与某些酶催

6、化的生物化学反应。2 植物细胞的形态结构2.1 植物细胞的发现及学说细胞的发现：1665年虎克（英国物理学家）用自制显微镜观察了软木及其它植物组织，发现其中有许多蜂窝状小室，他称之为“cell”中文译为“细胞”实际上虎克看到的仅仅是死细胞的细胞壁。19世纪，30年代（1830年）（一百多年以后）布朗在兰科植物叶片的表皮细胞中发现了核与质，至此细胞的基本结构都发现了。它标志着人类对生物微观世界认识的开始。细胞学说的创立：1838年，德国植物学家施莱登第一个指示：“一切植物，如果它们不是单细胞的话，都完全由细胞集合而成。细胞是植物结构的基本单位。” 1839年，首次提出了“细胞学说”（cell t

7、heory）这一名词。2.2 植物细胞的形状与大小2.2.1 植物细胞的形状1）形态多样（立体）球状体、多面体、纺锤体和柱状体等。2）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呈球形。（如单细胞藻类和细菌）3）多细胞植物体，细胞排列紧密相互挤压而呈各种形态多面体。4）根据力学计算和实验观察指出，在均匀的组织中，一个典型的未经特殊化的薄壁细胞是十四面体。5）所处环境条件和所担负的生理功能不同，其形状不同。如担负运输水分和养料的细胞呈长柱形，连接成相通的“管道”。2.2.2 植物细胞的大小植物细胞之所以小，主要受两个因素的影响：A细胞核和细胞质体积之间的关系；B细胞相对表面积大小与物质迅

8、速交换和转运的关系。2.3 植物细胞的基本结构原生质体（protoplast）： 细胞膜 （cell membrane）、细胞核（nucleus）、细胞质（cytoplasm）细胞壁（cell wall）： 初生壁（primary wall）、次生壁（secondary wall）、胞间层2.4 原生质体构成原生质体的主要物质是原生质，而原生质是细胞内具有生命活性的物质，它是构成生活细胞的基本物质，即细胞是由原生质构成的，原生质是细胞结构和生命的物质基础。化学成分：除水之外主要是蛋白质、核酸、类脂、糖类（占细胞干重的90%以上），此外还有少量的无机盐和贮藏物质。在光学显微镜下，原生质体可以明显

9、分为细胞核（nucleus）和细胞质 （cytoplasm）。2.4.1 细胞核1）位置和形态：随细胞生长而变化A幼年：位于细胞中央，核较大呈圆球形B生长期：由于液泡形成，一般核随质一起移到靠壁的部位，呈半球形或C圆饼形。但细胞核总是存在于细胞质中，中央液泡的形成是成熟植物细胞的显著特征。2）结构：A核膜：包被在核的外面，由内向外二层单位膜所组成，二膜间隔为周腔 二膜愈合形成小孔为核孔（可开闭）核膜的功能：将核内遗传物质的质相分隔。B核质：染色质、C核液：均匀透明胶状物质。核液的功能：染色质和核仁悬浮于其中 。D核仁：是核质中一个到几个折光性较强的匀质球体，主要化学成分是蛋白质80%，RAN1

10、0%。少量的DNA和微量脂类。核仁的功能：是核内合成和贮藏RNA的场所。3）功能：由于细胞内的遗传物质DNA主要集中在核内，因此主要功能是贮存和传递遗传信息，在细胞遗传中起重要作用。其次对细胞的整个生理活动也起着重要调节和控制作用。如果除去细胞核，就会引起细胞代谢的不正常，很快导致细胞死亡。2.4.2 细胞质细胞壁与细胞核之间所有原生质。结 构： 质膜（位于细胞壁之内，紧贴细胞壁）、细胞器、细胞质基质（胞基质）。1） 质膜（plasma membrane）：包围在细胞质表面的一层薄膜，厚度7.5nm，75A。光学显微镜下无法识别，电子显微镜下，质膜可见明显的三层结构，两侧呈两个暗带（主要成分为

11、蛋白质），中间夹有一个明带（主要成分为类脂）。A特 点：质膜是一个不对称的结构、磷脂和蛋白质都具有一定的流动性，可以在同一平面上自由移动，使膜的结构处于断地变动状态。B功 能：主要功能是控制细胞与外界环境之间的物质交换具有选择透性；其次具有胞饮现象通过本身的内陷把细胞外部不能透过质膜的大分子物质包裹起来并转移到细胞内。另外还有一些重要的生理功能，如主动运输、接受和传递外界信息，抵御病菌感染，参与细胞间的相互识别等。2）细胞器：是散布在细胞质内有一定结构和功能的微结构或微器官。包括质体、线粒体、内质网、高尔基体、核糖核蛋白、液泡、溶酶体、圆球体、微体、微管和微丝。质体：双层膜构成，一般认为是由幼

12、小的前质体发育而来，因外界条件而异。（如图）包括：叶绿体（基粒、基粒间膜、基质）、白色体、有色体（胡萝卜素、叶黄素）。线粒体：双层膜构成，内膜折叠成嵴以扩大内膜表面积。在两膜之间及中心腔内是以可溶性的蛋白质为主的基质。在膜上和基质中，有100多种酶。功能：是细胞进行呼吸作用的场所，呼吸释放的能量，能透过膜转运到细胞的其它部分，提供各种代谢活动的需要。因此，线粒体被喻为细胞中的“动力工厂”。新陈代谢旺盛的部位，线粒体相对较集中。内质网：一层膜构成，网状管道系统，向外与质膜相连，向内与核外膜相连，甚至还能随同胞间连丝穿过细胞壁与相近细胞的内质网发生联系。粗糙型：膜的外面附有核糖核蛋白质颗粒；光滑型

13、：膜的外面不含核糖核蛋白质颗粒。合成并运转蛋白质；合成和运输类脂和多糖。参与细胞壁的纤维素的合成。高尔基体：一层膜构成。中间：一叠扁平的囊状结构，能形成小泡。外围：穿孔与边缘的小泡和管状结构相连成网状与细胞的分泌物功能相联系，细胞分泌物（主要为多糖和多糖蛋白质复合体）可以在高尔基体中合成，（但也可以来源其他部分如内质网），经高尔基体进一步加工，再由高尔基小泡将它们携带转运到目的地，主要用来提供细胞壁的形成和生长。因此，高尔基体被喻为蛋白质的“加工厂”。核糖核蛋白体简称为核糖体：非膜性结构的细胞器。主要成分：RNA和蛋白质部位：游离态存在，附着于粗糙型内质网膜上，此外，细胞核，线粒体，叶绿体中也

14、存在。蛋白质合成中心，氨基酸在它上面有规则地组装成蛋白质。因此核糖核蛋白体被喻为蛋白质的“装配机器”液泡：中央大液泡是成熟植物生活细胞的显著特征，也是动、植物结构区分之特征。一层膜构成，内充满细胞液（cell sap）（如图）细胞液成分：代谢产生的储藏物：如糖、有机酸、蛋白质、磷脂等。排泄物：草酸钙，花色素等。细胞液中各类物质的富集使细胞液保持相当的浓度，这对于细胞渗透压和膨压的维持以及水分的吸收有着很大的关系，使细胞保持一定的形状和进行正常的活动。同时高浓度的细胞液，使细胞在低温时不易冻结，干旱时不易失水，提高抗寒、旱能力。溶酶体：一层膜，水解酶类。圆球体：半层膜，脂肪积累场所微 体：一层膜

15、，与相似，氧化酶和过氧化氢酶类微管与微丝： 非膜结构，相互交积的网状结构，是细胞内骨骼状的支架，使细胞具有一定形状的微粱系统。3）胞基质：是一种无结构半透明的胶体，能不断运动，细胞器及细胞核都包埋于其中。带动细胞器作规则的持续的流动胞质运动，促进了细胞器之间生理上的相互联系而成为物质运输和信息传递的介质，也是细胞代谢的一个重要场所并为此提供原料。2.5 细胞壁位置：包围在原生质体外面的一个坚韧的外壳。2.5.1 细胞壁层次1）胞间层：又称中间层，存在于细胞壁的最外面或两相邻细胞之间，化学成分主要是果胶，具有较强的亲水性和可塑性。连接相邻两个细胞的作用。但果胶很易被酸或酶等溶解，从而导致细胞的相

16、互分离，如沤麻2）初生壁：是细胞停止生长前原生质体分泌形成的细胞壁层，存在于胞间层的内侧。一般很薄13um，质地柔软，可塑性大，能随细胞的生长而延展。纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白（少量）。如果没有新壁层的积累，初生壁便成为它们永久细胞壁。3）次生壁：是细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的细胞层。一般较厚约510um，质地坚硬，有3层结构。纤维素，少量半纤维素和木质素。因此，一个典型的具次生壁结构的细胞壁可看到层结构：胞间层、初生壁、三层次生壁。但是，不是所有的细胞都具有次生壁（胞间层与初生壁是所有植物细胞都具有的结构）大部分具有次生壁的细胞在成熟时原生质体死亡，残留的细胞壁起支持和保护植物

17、体的功能。如组成机械组织的厚壁组织、组成输导组织的导管、管胞等。2.5.2 纹孔和胞间连丝1）纹孔：细胞壁生长时并不是均匀增厚的（一般微管集中的地方增厚，内质网分布的地方不增厚）次生壁不增厚的地方，细胞壁较薄，称为纹孔。包括单纹孔和具缘纹孔。是细胞间水分和物质交换的通道。2）胞间连丝：通过纹孔和细胞壁，而贯穿于相邻两细胞之间的原生质丝。是细胞之间物质交换和信息联系的桥梁。综上所述：1、细胞的主要结构是原生质体，细胞壁对原生质体起保护作用。2、各类细胞器在结构、起源、发育以及功能上虽有所不同，但都是相互联系、相互依赖的，原生质体是作为一个整体单位而进行生命活动。3、相联系体现在绝大部分的细胞器都

18、是由膜所围成单位膜，形成了一个统一的相互联系的内膜系统（相对质膜而言）4、内膜系统是生物进化到一定阶段的产物，只有真核细胞才具有内膜系统，起着分隔化、区域化的作用，保证生化反应顺利、高效进行。5、内膜系统还与质膜相连，相邻细胞的内膜通过胞间联丝相互沟通，从而形成一个细胞内及细胞间物质与信息的运输系统，从而使多细胞有机体能成为协调的统一整体。2.6 植物细胞的后含物后含物是细胞原生体代谢作用的产物，有贮藏物和废物。结构：为非原生质的物质。有的在原生质体中，如液泡内，细胞质中，细胞器中等，有的存在于细胞壁上。成分：淀粉，蛋白质，脂肪和油类，及晶体状的无机盐（丹宁、树脂、树胶、植物碱等）。许多后含物

19、对人类有重要的经济价值。3 植物细胞的繁殖种子植物从受精卵胚幼苗根、茎、叶生长开花、结果，都是以细胞繁殖为前提，细胞繁殖就是细胞数目的增加。这种增加是通过细胞分裂来实现的。间期：是从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂开始的一段时间。间期细胞的特点：核：呈球形，位于中央，并占很大比例，具核膜，核仁（明显）,染色质不规则。质：很浓，反映出这时的细胞具有旺盛的代谢活动。细胞真正进入了分裂时期。A复制前期（gap1 ，简称G1）是从有丝分裂完成到开始DNA复制以前的间隔时期，是DNA复制的准备阶段，细胞主要进行RNA和蛋白质的合成，所以核仁明显增大。B复制期（synthesis phase,简称 S）为

20、DNA复制和组蛋白合成时期，到本期结束时DNA的含量增加一倍。C复制后期（gap2，简称G2）是从DNA复制完成到下一次分裂开始之间的这一段时期，在这一时期，DNA的合成终止，但蛋白质和RNA的合成仍然继续进行。3.2 有丝分裂（间接分裂）1）间期：前一次分裂结束下一次分裂开始，是分裂前的准备时期。能量的积累、RNA的合成，蛋白质的合成，DNA的复制为细胞分裂进行物质准备。2）前期：主要特点：细胞核内出现染色体（进入前期的标志），随后核膜、核仁消失，出现纺缍丝（由70-150根微管构成）3）中期：染色体在纺缍丝的牵引下，聚集在细胞中央的赤道板上（严格讲是着丝点在赤道板上），染色体变的短而粗，纺

21、缍体完全形成，非常明显。4）后期：染色体分裂成两组子染色体（着丝点处裂开），在纺缍丝的作用下分别移向相反的两极（染色体牵丝变短，连续丝变长）。5）末期：染色体到达两极，核膜，核仁重新出现，新子核形成，染色体重新解旋变成染色质细丝，分散在新核中。子核的出现，标志着细胞核分裂的结束。3.2.2 胞质分裂是在两个新的子核间形成新细胞壁，把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程。在两个子核之间连续丝中增加许多短而密的纺缍丝，形成了一个密集着纺缍丝的桶状区域称为成膜体。许多含多糖类物质小泡在此聚集，相互融合，释放多糖类物质构成细胞板，将细胞质从中间隔开。同时小泡的被膜相互融合，在细胞板的两侧形成新的质膜，并向

22、四周扩展与原母细胞的初生壁相连接，把一个母细胞分隔成二个子细胞。这时的细胞板就成为新细胞壁的胞间层的最初部分。至此，整个有丝分裂过程结束。3.3 无丝分裂（直接分裂）特点：无丝分裂过程较简单，分裂时，核内不出现染色体和纺缍丝，与有丝分裂相比，速度较快，耗能较少，二个子核质有区别。分裂过程：最常见的是横缢分裂。首先是细胞核的核仁，一分为二，接着核伸长，中部凹陷变细，最后断裂成为二个子核，并在子核间形成新的细胞壁。3.4 减数分裂生在生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂（又称成熟分裂）与有丝分裂相比：相同点：分裂过程中，出现纺缍丝和染色体不同点：DNA只复制一次，而细胞却要连续分裂二次，形成四个

23、子细胞。染色体数只有母细胞的一半。包括两次分裂，第一次分裂比有丝分裂复杂得多，第二次分裂与有丝分裂基本相同。4.2 植物细胞的分化1、细胞分化概念：是指一团相当一致的分生细胞，在其成熟过程中出现结构和功能上的差异（特异化）。2、分化表现：外貌的形态变化、内部的生理变化。生理变化是形态变化的基础，形态变化（更容易察觉）是生理变化的表现形式。3、细胞分化的结果 ：使得多细胞植物，各类细胞在功能上有着明确的分工，与之相适应的细胞在形态和结构上就表现出不同的特征，使得多细胞植物体内的细胞的功能趋向专业化，产生了许多生理功能不同细胞，从而大大提高了各种生理功能的效率。细胞分化是植物系统发育到一定阶段的产

24、物，是植物进化的一个突出的表现。如被子植物是最高等的植物，细胞分工最精细，结构最复杂，功能最完善，吸收、运输、贮藏、保护、支持等各种功能几乎都由专一的细胞类型分别承担。5 植物的组织和组织系统5.1 组织与器官的概念细胞的分化导致植物体中形成多种类型的细胞，人们一般把在个体发育中具有相同来源（即由同一个或一群分生细胞生长分化而来的）行使同一生理功能的同一类型或不同类型的细胞群组织。同一类型细胞构成的组织简单组织；多种类型细胞构成的组织复合组织。其中每一种组织具有一定的分布规律和行使一种主要的生理功能，但是这些组织的功能又是互相依赖和相互配合的。如叶子，主要为同化组织进行光合作用，但它表面覆盖着

25、保护组织（防机械损失、阻止水分蒸发）内部又有输导组织贯穿其中（供应水分、运走同化产物）。5.2 植物组织的类型植物组织包括：分生组织植物“永恒”组织和成熟组织永久组织：成熟组织包括：基本组织（薄壁组织）植物“易变组织”、保护组织植物的甲胄、机械组织植物“骨骼”、输导组织植物“血脉”、分泌结构植物的“内脏”。5.2.1 分生组织。5.2.1.1 依来源的性质分由能持续分裂能力的细胞组成的细胞群。分为原分生组织、初分生组织和次分生组织。1）原分生组织：直接由胚（受精卵）细胞保留下来的，具有强烈而持久分裂能力，位于根、茎端较前的部分（顶端）。细胞形态特点：细胞小而等径，壁薄，核大，质浓，液泡小而散，

26、缺少后含物。2）初生分生组织：由原分生组织刚衍生的细胞组成。细胞已出现了最初的分化，但仍具有分裂能力，边分裂边分化的过渡组织。原表皮最后形成表皮，原形成最后层形成初生维管，基本分生组织最后形成皮层。3）次生分生组织：由已成熟的组织细胞（薄壁组织）经生理和结构上的变化，脱离原来的成熟状态（反分化）重新恢复分裂能力转变而成的组织。如根的维管形成层，茎的束间形成层和木栓形成层等。5.2.1.2 依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。1）顶端分生组织：位于根、茎主轴和侧枝的顶端，包括原分生组织和初分生组织。分生结果：使根、茎不断伸长，并在茎上形成侧枝和叶，茎的顶端发育到一定阶段

27、，还形成生殖器官。2）侧生分生组织：位于根、茎侧方的分生组织，包括次生分生组织：形成层、木栓形成层、束间形成层。形成层活动使根、茎不断增粗。木栓形成层活动使增粗表面不断形成新保护组织。主要存在于裸子植物和木本双子叶植物中。根、茎叶没有明显增粗生长：草本双子叶植物侧生分生组织活动很微弱或根本不存在、单子叶植物侧生分生组织活动一般不存在。3）居间分生组织：位于成熟组织之间的分生组织，是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。多见于单子叶植物茎（茎间基部）叶内。使单子叶植物如小麦、水稻、竹子拔节、抽穗，韭菜切割后的重新生长等。（叶基部居间活动结果），但分裂活动的时间较短，一段时间后都成为成熟组织（花

28、生雌蕊柄基部居间分生组织活动能把开花后的子房推入土中）。5.2.2 成熟组织分生组织衍生的大部分细胞逐渐失去分裂能力，进一步生长和分化，形成的其他各种组织成熟组织（相对）。5.2.2.1 保护组织覆盖于植物体表起保护作用的组织，包括表皮和周皮。作用：减少体内水分的蒸腾；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。1）表皮：又称表皮层，是幼嫩的根、茎、叶、花、果等表面层细胞。来源：由初生分生组织的原表皮分化而来，一层生活细胞构成，不含叶绿体，但常有白色体和有色体，排列十分紧密，除气孔外无胞间隙，通常不只是由一类细胞组成，而是含有多种不同特征和功能的细胞。如表皮细胞，保卫细胞，表皮毛等。内部主要结构：气孔器：主要由保卫细胞气孔组成，有的有副卫细胞。表皮毛：表皮细胞衍生而成的一种结构。见图P52。协助表皮起保护作用；具有经济价值，如棉花就是种皮上的表皮毛；有利于根的吸收，如根的表皮毛根毛；能分泌芳香油，树脂，樟脑等。表皮存在的时间：依所在器官是否具有加粗生长而异。如有加粗（裸子、双子叶根、茎）表皮将被破坏，脱落由内方次生保护组织周皮取代2）周皮：是取代表皮的次生保