植物的形态与功能.ppt

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1、1 植物的结构、生殖和发育2 植物的营养3 植物的调控系统温带落叶林温带落叶林亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林热带雨林热带雨林热带荒漠热带荒漠植物概述植物概述植物概述 陆生植物包括苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物4大类，从结构与功能方面体现了从低等向高等的进化顺序。本篇以被子植物为代表，讨论植物的形态、功能和发育等问题。植物的结构与功能n 植物体由各种器官组成 陆生适应性进化导致被子植物形成了生长在土壤中的根系和生活在空气中的茎（枝条）系统两部分。根、茎、叶与植物营养物质的吸收、合成、运输和贮藏密切相关，被称为营养器官。茎顶芽茎顶芽节节节节节间节间节节种皮种皮茎茎根系根系侧根侧根主根主根

2、根尖及分生组织根尖及分生组织子叶子叶叶叶表皮表皮韧皮部韧皮部木质木质部部皮层皮层茎横切面茎横切面茎尖分生组织茎尖分生组织根冠根冠根尖横切面根尖横切面 植物的根系通常有两类：直根系和须根系 直根系主根明显，主根上生出侧根，这类根系固着能力很强。一些植物的主根可以贮存糖类等有机营养物质。大部分单子叶植物和一些草本植物的根为须根系，即在胚轴或茎的基部丛生大量须状根。须根系具有与土壤更多的接触表面积。直根系直根系须根系须根系植物的结构与功能表皮表皮根毛根毛皮层皮层内皮层内皮层中柱鞘中柱鞘根根 冠冠分生区分生区伸长区伸长区根毛区根毛区植物的结构与功能植物的结构与功能植物的结构与功能 茎上着生叶的位置叫节

3、 两节之间的部分叫节间 在茎的顶端和节上叶腋内着生有芽，顶芽是枝的主要生长点，腋芽具有发育成营养枝或繁殖枝的潜力 每一个营养枝都具有自身顶芽、叶和腋芽，而繁殖枝着生花。植物的结构与功能 茎具有趋光和背地生长特性 有些植物的茎形态特殊，称为茎的变态 匍匐茎、根状茎、块茎、鳞茎地上茎的变态类型地上茎的变态类型 叶状茎叶状茎 昙花、文竹、天冬草等昙花、文竹、天冬草等 茎卷须茎卷须 黄瓜、南瓜、葡萄等黄瓜、南瓜、葡萄等 枝枝 刺刺 山楂、皂荚等山楂、皂荚等 肉质茎肉质茎 仙人掌等仙人掌等地下茎的变态类型地下茎的变态类型 根状茎根状茎 竹、姜、莲等竹、姜、莲等 块块 茎茎 马铃薯等马铃薯等 球球 茎茎

4、荸荠、芋、慈菇等荸荠、芋、慈菇等 鳞鳞 茎茎 洋葱、水仙、百合等洋葱、水仙、百合等植物的结构与功能匍匐茎（草莓）匍匐茎（草莓）根状茎（鸢尾）根状茎（鸢尾）土豆（块茎）土豆（块茎）根根根状茎根状茎节节植物的结构与功能植物的结构与功能 叶柄、叶鞘、叶脉 单子叶植物通常为平行的叶脉，双子叶植物为网状叶脉。叶的形态多种多样，通常体现在排列方式（叶序）、复叶的类型、叶形、叶缘和叶脉的形态等各个方面。叶卷须叶卷须叶叶 刺刺捕虫叶捕虫叶植物的结构与功能 具有相同来源的同一类型或不同类型细胞群组成的结构和功能单位称为组织。基本组织系统主要由具同化（如光合作用）、贮藏、通气和吸收功能的薄壁细胞组成，还包括具机械

5、支持功能的厚壁细胞和厚角细胞。被子植物的三大组织即：表皮组织、维管组织和基本组织表皮组织系统是覆盖和保护植物的一层排列紧密的表皮细胞。维管组织系统具有输导水分及养分和机械支持的功能。根据结构和功能的特点，还可以把植物的组织分为分生组织、薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织等六类。分生组织具有进行细胞分裂的能力，通常位于植物体的生长部位。其他五类组织是在器官发育过程中，由分生组织衍生的细胞分化发展而成，又称为成熟组织。典型的叶片由表皮、叶肉和叶脉3部分组成。双子叶植物双子叶植物单子叶植物单子叶植物植物的结构与功能叶片横切叶片横切叶表面叶表面植物的结构与功能植物的结构与功能叶毛叶毛角质

6、层角质层栅栏组织栅栏组织 维管束鞘维管束鞘韧皮部韧皮部叶叶脉脉下表皮下表皮 角质层角质层气气 孔孔 上表皮上表皮气气 腔腔 木质部木质部海绵组织海绵组织n 特定功能的细胞 常见的植物细胞类型包括薄壁细胞、厚角细胞、厚壁细胞、管胞与导管分子、筛分子等。薄壁细胞普遍存在于植物体的各个部分，细胞壁很薄，细胞间隙较大，大多缺少次生壁，原生质体中常有中央大液泡，细胞多为等径或长形。薄壁细胞是植物进行光合作用、呼吸作用、贮藏作用、分泌作用等重要生理过程的场所。薄壁细胞具有很强的分生潜能，受刺激后可恢复分生能力。厚角细胞最显著的结构特征是细胞壁不均匀增厚，这种增厚是初生壁性质的，不含木质素。厚角细胞常成束重

7、叠排列，具有较强的机械强度，在茎和叶柄中主要起机械支持作用。由于其具初生壁性质，它们能随周围细胞延伸而扩展，因此，它们既有支持作用，又不限制幼嫩器官生长。厚壁细胞具有均匀加厚的次生壁，次生壁是细胞生长后期细胞壁纤维素中沉积了木质素的结果。木质化的厚壁细胞比厚角细胞更坚硬，支持作用更强。功能上成熟的厚壁细胞都停止延长和生长，大多成为缺少原生质体的死细胞。纤维细胞细长，常聚集成束。石细胞形状不规则，细胞壁加厚。高等植物体木质部中两类伸长的、具有次生壁的输水细胞。成熟时是缺乏原生质体的死细胞，厚厚的细胞壁上布满了纹孔。导管分子端壁上具有穿孔，导管分子通过端壁上的穿孔连接形成连续的管状结构，称为导管。

8、管胞两端尖细，无明显端壁穿孔，通过尖细侧壁的重叠连接，并通过侧壁上纹孔输送水分及矿物质。管胞的输水效率要比导管低。高等植物韧皮部中运输糖类等有机营养物的细长管状生活细胞，成熟时其原生质体内无细胞核。筛管分子端壁上密布簇生的小孔（筛孔），密布着簇生的小孔的端壁区域称为筛板。筛管分子之间通过筛板纵向连接形成筛管，行使输送有机营养物质的功能。筛管分子还常常与伴胞紧密相连。伴胞是一种特化的薄壁细胞，有细胞核和浓厚细胞质，筛管分子和伴胞间存在发达胞间连丝，它们可能与控制和传递物质进入筛管有关。植物的结构与功能n 植物的生长和生殖 无限生长、生活期 一年生植物、两年生植物、多年生植物 植物之所以能够无限生

9、长是因为在植物体的生长部位具有分生组织。在成熟的植物体内，总保留一部分不分化并具有分裂能力的细胞，从分生组织分裂产生的细胞中，有的能持续分裂，保持着很强的分裂能力，它们被称为原生分生组织；有的生长并初步分化，形成初生分生组织，这些初生分生组织以后逐渐失去分裂能力，形成植物器官中的其他成熟组织。植物的生长方式取决于分生组织所处的位置。顶端分生组织初生生长 纵向生长 侧生分生组织次生生长加粗生长 侧生分生组织通常是一些已分化细胞恢复了分裂能力，又称次生分生组织，根、茎的加粗生长则属于次生生长。根的初生生长发生在根尖。4个部分：根冠：薄壁细胞组成、细胞壁粘液化、外层细胞不断死亡脱落、内侧顶端分生组织

10、不断分裂出的细胞。分生区：又叫生长锥、顶端分生组织细胞组成、细胞分裂能力强。伸长区：细胞停止分裂、体积增大，使根尖纵向生长和延伸、细胞初步分化形成未成熟的木质部导管和未成熟的韧皮部筛管。成熟区：又称为根毛区、各种细胞已经分化成熟，形成各种成熟的组织。成熟区成熟区伸长区伸长区分生区分生区根冠根冠成熟区及成熟区及横切面部分横切面部分根的次生生长根的次生生长根的初生结构：从外向内为表皮、皮层和维管柱初生维管柱包括一层中柱鞘细胞、初生木质部和初生韧皮部。皮层细胞可以贮存有机养分和让水分及矿物质横向通过。内皮层细胞初生壁上径向栓质化环带状加厚，称为凯氏带，是控制皮层与维管柱之间物质交流的通道。根的次生生

11、长：维管形成层和木栓形成层是造成根次生加粗生长的侧分生组织。侧根的形成：成熟区的中柱鞘细胞进行平周和垂周分裂茎的顶端分生组织位于茎的最顶端，由具有强烈和持久分裂能力的细胞组成帽状的细胞群组成。茎的顶端分生组织通过平周分裂和垂周分裂，形成原表皮、原形成层和基本分生组织，以后它们分别分化成为皮组织系统、维管组织系统和基本组织系统。产生于茎的顶端分生组织两侧的叶原基，而芽则产生于叶腋处的芽原基。植物茎的分枝是由叶腋处的芽原基产生的双子叶茎的初生结构次生结构茎的顶端分生组织衍生出的细胞经过分裂、延长生长和分化，形成由表皮、皮层和维管柱3部分组成的茎的初生结构。双子叶植物：维管束环状，环的内部为髓，外部

12、为皮层，在维管束间为细的髓射线。每一个维管束中，木质部通常面向髓排列在内侧，而韧皮部通常面向皮层排列在维管束的外侧。表皮形成层维管柱髓木质部韧皮部表皮皮层 维管柱单子叶植物：维管束散生。单子叶植物茎双子叶植物茎表皮表皮基本基本组织组织维管束维管束表皮表皮维管束维管束皮层皮层髓髓表皮表皮基本基本组织组织维管束维管束单子叶植物茎的结构单子叶植物茎的结构玉米茎玉米茎小麦茎小麦茎大部分单子叶植物仅有初生生长，没有次生结构。双子叶植物的茎除了初生生长外，还具有次生生长。植物的年轮 心材和边材心材和边材 年轮年轮心材心材边材边材周皮周皮木射线木射线周皮周皮树皮树皮韧皮韧皮射线射线次生韧皮部次生韧皮部次生木

13、质部次生木质部边材边材年轮线年轮线秋材秋材心材心材春材春材植物的有性生活周期 植物的繁殖方式包括营养繁殖、无性生殖和有性生殖3种方式。植物营养体的一部分从母体分离开直接形成新个体的繁殖方式称为营养繁殖。也有的学者将营养繁殖归入无性生殖。植物的无性生殖是指一些具有生殖功能的细胞不经过两性的结合，直接发育成新个体的过程。无性生殖中具有生殖功能的细胞称为孢子。有性生殖是指通过两性细胞的结合形成新个体的过程。这些性细胞称为配子，为单倍体。两个配子结合形成二倍体的合子，由合子再发育形成新的个体。营营养养繁繁殖殖无无性性繁繁殖殖有性繁殖有性繁殖n 被子植物的生活史和世代更替 孢子体世代与配子体世代（无性世

14、代与有性世代）交替出现，这就是植物生活史中的世代交替现象。被子植物的配子体世代（单倍体世代）不发达，雌、雄配子体不能独立生活，都寄生在孢子体上，且特化成花的一部分。n 花的结构 被子植物进入到生殖生长阶段时，茎的顶端一些分生组织不再形成叶原基和芽原基，转而形成花原基或花序原基。因此，花是一种特化的节间很短的变态的枝。一朵完整的花包括花托、花被、雄蕊群和雌蕊群。完全花、不完全花 两性花、单性花 雌雄同株、雌雄异株雄蕊雄蕊花药花药花丝花丝花瓣花瓣柱头柱头花柱花柱子房子房雌蕊雌蕊 花托花托花萼花萼胚珠胚珠n 传粉与受精虫媒虫媒鸟鸟 媒媒风风 媒媒n 传粉与受精 一个精子与卵结合形成受精卵并成为二倍体

15、的合子，合子将来发育成为产生新个体的胚；另一个精子与中央细胞极核结合，成为三倍体的受精极核并进一步发育成为胚乳。这种双受精是被子植物特有的现象，也是植物有性生殖中最进化的形式。减减数数分分裂裂营养细胞营养细胞生殖细胞生殖细胞精子细胞精子细胞雌配子雌配子体胚珠体胚珠精子精子双受精双受精卵细胞卵细胞雌配子体雌配子体中央极核中央极核精子精子受精卵受精卵受精极核受精极核花粉管的萌发花粉管的萌发 在胚发育之前胚乳的发育便开始了 合子通常经过一段休眠后开始发育成胚。种皮种皮子叶子叶胚芽胚芽胚轴胚轴残存残存胚乳胚乳胚根胚根胚柄胚柄胚乳胚乳种皮种皮子叶子叶胚芽鞘胚芽鞘胚芽胚芽胚根胚根胚柄胚柄双子叶植物种子单子

16、叶植物种子n 种子与果实的形成 子房发育成果实，子房壁成为果皮。被子植物中除子房外，其他部分如花托、花萼等也参与果实形成。被子植物的传粉也启动了包括生长素、赤霉素、细胞分裂素等植物激素的产生和增加植物的结构与功能花柄花柄花托花托胚珠胚珠子房子房花柱花柱柱头柱头花丝花丝花药花药花冠花冠花萼花萼萼片萼片n 种子与果实的形成 根据花中雌蕊的数目和花序的情况可以将果实分为3类外果皮外果皮中果皮中果皮种种 子子内果皮内果皮果实结构图果实结构图水力传播自身开裂与弹力传播风力传播人与动物活动及取食传播风力传播n 种子萌发是生活周期的继续 度过休眠且具有生活力的种子在足够水分与氧气、一定温度条件下就开始萌发。有些种子的萌发还需要一定的光照条件。种子从萌发到发育成幼苗是一个复杂的过程子叶留土植物的萌发子叶留土植物的萌发子叶子叶子叶出土植物的萌发子叶出土植物的萌发子叶子叶植物的营养n 水分的吸收与运输l 植物根系从土壤中吸收的水分首先通过根部的皮层进入到中柱的木质部，然后通过根与茎相互连通的木质部中的导管与管胞，向上输送，经过叶柄到达叶片。水分进入叶肉细胞后在细胞表面蒸发，通过叶片的气孔逸出。n 水分的吸