种子植物形态解剖学.

种子植物形态解剖学

第一章植物细胞基本结构

第一节植物细胞

1. 细胞的结构和功能

1.1 原生质体

1.1.1 原生质体的概念：原生质体是由生命物质生质构成，它是细胞各类代谢活动的场所，是细胞最重要的部分。原生质体包括细胞核和细胞质两部分。

细胞器：

一般认为，细胞器是指细胞质内具有一定结构和功能的微结构和微器官。叶绿体、线粒体、内质网和高尔基体均为植物细胞的主要细胞器。

1.2 细胞壁

1.2.1 细胞壁的概念：细胞壁是包围在植物细胞原生质体外面的一个坚韧的外壳。它是原生质体生命活动的产物, 一般认为是没有生命的。它的主要功能是对原生质体起保护作用。最近, 越来越多研究证明, 细胞壁和原生质体之间有着结构和机能上的密切联系。

(1) 细胞壁的层次、形成时间和化学成分

细胞壁一个重要的特征就是分层，每层形成的时间和化学成分均不相同。

胞间层:

胞间层又称中层，存在于细胞壁的最外面，它的化学成分是果胶，具有把两个细胞粘连在一起的作用。胞间层为相邻的两个细胞共有，它形成最早，出现于细胞有丝分裂末期。

初生壁：

初生壁是细胞停止生长之前由原生质体分泌形成的细胞壁层，位于胞间层以内，主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。初生壁能随着细胞生长而延展。一些细胞初生壁是它们永久的细胞壁。

次生壁:

次生壁是细胞停止生长以后在初生壁内侧继续积累的细胞壁层。它的主要成分是纤维素和少量半纤维素，并常常含有木质、栓质等化学成分。所有植物细胞都有胞间层和初生壁，次生壁仅存在于部分细胞中，具有次生壁的大部分细胞由于壁的加厚和化学成分的改变使细胞与外界物质的交流受阻，乃至中断，这类细胞成熟以后原生质体随之解体，整个细胞也就死亡了。

1.2.2纹孔、初生纹孔场和胞间连丝

细胞壁生长并不是均匀增厚的。在初生壁壁上有一些明显凹陷的区域，称为初生纹孔场。在初生纹孔场上集中分布着许多小孔。细胞的原生质细丝就是通过这些小孔，与相邻细胞的原生质体相连形，这种穿过细胞壁沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。

当次生壁形成时，次生壁上有一些中断的部分，这些部分也就是初生壁完全不被次生壁覆盖的区域，称为纹孔。一个纹孔由纹孔腔和纹孔膜组成。纹孔分为单纹孔和具缘纹孔两种类型。

1.3 后含物

后含物是细胞代谢的产物，常见的后含物有淀粉，以淀粉粒的形式存在；脂类以油滴的形式存在；蛋白质以糊粉粒的形式存在；无机盐以晶体的形式存在。

第二节细胞的繁殖

植物细胞的繁殖是通过细胞分裂来完成的。细胞分裂有3种方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。

2.1有丝分裂

有丝分裂又称间接分裂，是真核细胞分裂最普遍的形式。有丝分裂包括核分裂和胞质分裂两个阶段。

2.1.1核分裂

核分裂是指从细胞核内出现染色体开始经过一系列变化，最后分裂形成2个子核为止。根据细胞核形态变化，一般把它分成几个时期。

(1) 间期：间期是从前一次分裂结束到下一次分裂开始的一段时间。在间期主要完成DNA和蛋白质的复制。根据在不同时期合成的物质不同，一般把整个间期分成3个阶段：复制前期(G1期)，主要进行蛋白质和RNA合成，其中包括多种酶的合成。复制期(S期)，主要进行DNA复制和组蛋白合成。复制后期(G2)。此期RNA和蛋白质的合成继续进行，同时合成微管蛋白，然后转入分裂期。

(2) 分裂期

前期：细胞核内出现染色体，随后核膜和核仁消失，同时纺锤丝开始出现。

中期：染色体排列在细胞中央的赤道面上，纺锤体非常明显。

后期：染色体着丝点一分为二，两组子染色体分别朝相反的细胞两极移动。

末期：染色体到达两极，纺锤丝消失，核膜、核仁出现。形成新的子核。

2.1.2 胞质分裂

染色体到达两极后，两极的纺锤丝消失，两个子核之间的纺锤丝在赤道面区域形成桶状的成膜体。来自高尔基体、内质网的小泡形成由一单层小泡组成的细胞板。小泡内的果胶物质形成新的细胞壁的胞间层，两侧的单层膜成为两个子细胞的质膜，穿于小泡之间的内质网与微管形成胞间连丝。细胞板扩展形成新的细胞壁，把一个母细胞分隔成两个子细胞。

2.1.3 有丝分裂的意义

有丝分裂过程中，每条染色体裂为两条子染色体，平均地分配给两个子细胞，这样就保证了每个子细胞具有与母细胞相同的染色体数目，也就是说染色体得到准确的复制和分配，从而保证了细胞性状的遗传。

2．2 减数分裂

减数分裂是一种染色体数目减半的、特殊有丝分裂过程。这个过程相当复杂，整个过程包括两次连续的细胞分裂过程。

2.3无丝分裂

无丝分裂也称直接分裂，是一种比较简单的分裂方式。分裂过程中核内不出现染色体，不发生向有丝分裂过程中一系列复杂的变化。无丝分裂有多种形式，最常见的是横缢式分裂，细胞核先延长，然后在中间缢缩、变细，最后断裂成两个子核。

第三节植物组织

细胞分化的结果导致植物体中形成多种类型的细胞，即导致植物组织的形成。因此，把具有相同来源的同一类型或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位称为组织。

1 分生组织

1.1分生组织的概念和特点

种子植物中具有分裂能力的细胞限制在植物体内的某些部位，这些细胞在植物一生中常持续地或周期性地保持强烈的分裂能力，一方面为植物体增加新细胞；另一方面它本身继续存在下去，这种具有持续分裂能力的细胞群称为分生组织。

1.2分生组织的类型

1.2.1按在植物体上所处的位置划分

(1) 顶端分生组织：

顶端分生组织位于根和茎的主轴及其分枝顶端，它们分裂活动的结果可使根和茎不断伸长。茎的顶端分生组织还将产生生殖器官。顶端分生组织细胞的特点：细胞排列紧密、细胞壁薄、细胞核大、原生质浓厚、几乎没有液泡。

(2) 侧生分生组织：

侧生分生组织位于根和茎侧方的周围部分，靠近器官边缘。它包括维管形成层和木栓形成层。该组织是一些细胞高度液泡化、细胞质不浓厚的薄壁细胞。他们的分裂活动往往随季节性的变化有明显的周期性。

(3) 居间分生组织：

居间分生组织是贯穿于茎、叶、子房柄、花梗等的器官成熟组织中，具有保持一定时期分裂能力的细胞群。

1.2.2按来源的性质划分

(1) 原生分生组织：

原生分生组织是直接由胚性细胞保留下来的，一般具有持久而强烈的分裂能力的细胞，分布于根尖和茎尖生长点的最先端。

(2) 初生分生组织：

初生分生组织由原生分生组织的细胞分裂衍生而来，位于分生组织后部。这些细胞在形态上出现了最初的分化，但细胞仍具有很强的分生能力。

(3) 次生分生组织：

次生分生组织是由成熟的薄壁细胞恢复分裂能力转变而成的分生组织。

2 成熟组织

2.1成熟组织的概念

分生组织衍生的细胞逐渐失去分裂能力，进一步生产和分化成各种其他组织, 称为成熟组织。

2.2成熟组织的类型

根据功能的差异，成熟组织可以分成保护组织、基本组织、机械组织、输导组织和分泌组织。

2.2.1保护组织

保护组织是覆盖于植物体表面起保护作用的组织，它的主要功能是减少体内水分蒸腾，控制植物与环境的气体交流，防止病虫害侵入等。保护组织包括表皮和周皮两种。

(1)表皮

表皮一般由一层细胞组成，不含叶绿体，与空气接触的壁常常加厚并具角质层。除此之外，表皮上还有气孔器，它由保卫细胞组成，中间留有间隙，称为气孔，是气体出入的门户。表皮上还存在着形态结构各异的表皮毛和腺毛。

(2)周皮

周皮是取代表皮的次生保护组织，存在于有加粗生长的根和茎的表面。它由木栓形成层细胞进行平周分裂，向外分化成木栓层，向内分化成栓内层，这三层合称周皮。周皮上有皮孔与外界进行气体交换。