植物解剖学

植物解剖学

一、植物界

（一）植物的类型

1、木本植物：茎内木质发达，多年生植物

（1）乔木：植株一般高大，主干显著而挺立

（2）灌木：植株矮小，无显著主干，近地面处枝干丛生，与乔木主要区别在生长型

（3）半灌木：外形类似灌木，但地上部分为一年生

2、草本植物：茎内部木质不发达，茎干柔软，植株矮小

（1）一年生植物：在一个生长季内完成全部的生活史

（2）两年生植物：在两个生长季内完成生活史，第一年仅长出营养器官，越冬后第二年结实直至枯萎死亡

（3）多年生植物：生存期超过两年以上的植物，地上部分每年生长季末死亡，地下部分为多年生

不论草本或木本，凡茎干不能直立，匍匐地面或攀附生长的，统称藤本植物

（二）部分氮循环

固氮作用：由微生物将大气中游离的氮固定成为植物能利用的形式（氨态或者硝态）的过程

氨化作用：蛋白质通过呼吸或者动植物尸体的分解释放出铵离子的过程

硝化作用：将铵态氮转变为硝态氮的过程，硝酸盐是植物能够直接吸收和利用的主要氮源

反硝化作用：由反硝化细菌将硝态氮还原成为游离氮或氧化亚氮的过程

二、植物细胞和组织

（一）植物细胞的结构

1、质体：一类与碳水化合物合成与贮藏密切相关的细胞器，为植物细胞特有结构，根据所含色素不同可分为叶绿体、有色体、白色体

（1）有色体：只含叶黄素与类胡萝卜素，能积聚淀粉和脂质

（2）白色体：不含色素，起淀粉和脂质合成中心的作用，可特化为合成淀粉的淀粉体和合成脂质的造油体

（3）质体的发生：由幼小细胞中的前质体发育而来。前质体较小，无色，能够分裂，双层膜结构,光照下发育成叶绿体，黑暗中发育成白色体，有色体一般认为是由白色体或叶绿体转变而来

2、圆球体：半单位膜，脂肪积累的场所，有些具有溶酶体性质

3、细胞壁

（1）胞间层：又称中层，存在于细胞壁最外面，主要成分是果胶

（2）初生壁：主要成分是纤维素、半纤维素和果胶，含有少量结构蛋白，有较大可塑性

（3）次生壁：细胞停止生长后积累于初生壁内侧，主要成分为纤维素，含有少量半纤维素，并常含有木质大部分，具次生壁的细胞在成熟时原生质体死亡

（4）纹孔和胞间连丝：纹孔主要有单纹孔和具缘纹孔，某些裸子植物有纹孔塞初生纹孔场

（5）细胞壁的亚显微结构：构成细胞壁的结构单位是微纤丝，微纤丝由纤维束分子（微团）聚合，微纤丝再聚集成大纤丝，大纤丝可在光镜下看到微纤丝的沉积方向受微管影响

4、后含物

（1）淀粉：在细胞中以颗粒状态存在，称淀粉粒，由质体合成

单粒淀粉粒：只有一个脐点

复粒淀粉粒：具有两个以上的脐点，各自有单独的轮纹环绕

半复粒淀粉粒：两个以上脐点，有共同的轮纹

（2）蛋白质：无定形的蛋白质通常被一层单位膜包裹成圆球状，称为糊粉粒

（3）脂肪和油滴

（4）晶体：无机盐结晶，最常见的是草酸钙，分单晶、针晶和簇晶，晶体在液泡中形成

5、胞质分裂：由纺锤丝构成的成膜体及上面分布的含有多糖的小泡形成细胞板和新的细胞膜。小泡主要来自高尔基体

微观周期：周质微管（间期）—早前期带（前期）—成膜体微管（后期）早前期带在较早的时期就决定细胞分

裂方向

（其余关于结构和分裂的部分详见细胞生物学）

（二）植物的组织和组织系统

1、分生组织

（1）按在植物体上的位置分类

①顶端分生组织：位于茎根主轴和侧枝顶端，其分裂活动可使根茎不断伸长并在茎上形成侧枝和芽，茎的顶端分生组织还将产生生殖器官

细胞特征：细胞小而等径，具薄壁，核较大，液泡小而分散，原生质浓厚，常缺少后含物

②侧生分生组织：位于根茎侧方周围，靠近器官边缘，包括形成层和木栓形成层。主要存在于裸子植物和木本双子叶植物等包含次生生长的植物中

细胞特征：细胞大部分呈长梭形（形成层）原生质高度液泡化，细胞质不浓厚，随季节有明显的周期性

③居间分生组织：夹杂在已分化的组织区间，是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。典型的居间分生组织存在于许多单子叶植物的茎叶中，在茎节间基部保留茎间分生组织，所以当顶端分化成幼穗后，仍能借助居间分生组织的活动进行拔节和抽穗，使茎急剧长高

（2）按来源和性质分类

①原分生组织：是直接由胚细胞保留下来的，一般有持久而强烈的分裂能力，位于根端和茎端较前的部分

②初生分生组织：由原分生组织刚衍生的细胞组成，已具最初分化，但仍保留很强的分裂能力

③次生分生组织：由成熟组织的细胞脱分化重新转变成的分生组织

2、成熟组织

（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

①表皮：又称表皮层，是幼嫩器官或组织表面层细胞，是植物与外界环境的直接接触。通常只具一层细胞，但不只是由一类细胞组成。表皮排列紧密，不存在除气孔的外其他细胞间隙，为生活细胞，一般不具叶绿体，但常有有色体和白色体。植物气生部分表皮细胞外层往往较厚，并且具角质层。

角质层包括两层，位于外面的角质层（角质和蜡质组成）和位于里面的角化层（角质和纤维素组成）

气生表皮上有许多气孔。气孔由两个保卫细胞构成，内含叶绿体，内侧细胞壁增厚

②周皮：是取代表皮的次生保护组织，存在于有加粗生长的根茎表面，由木栓形成层形成。木栓形成层向内形成栓内层，向外形成木栓层，三层合成周皮

木栓层：具多层细胞，在横切面中细胞成长方体，紧密排列成整齐的径向排列。细胞壁较厚，且强烈栓质化，成熟时原生质体死亡，腔中通常充满空气

栓内层：具薄壁的生活细胞，常只有一层厚

在周皮某些部位会外突形成具发达间隙的补充组织，他们突破周皮形成皮孔，是通气结构

（2）薄壁组织：基本组织的主要组成部分，进行各类代谢的主要组织，占植物体大部分。具有薄的初生壁，是一类较不分化的成熟组织，细胞形状常呈等径多面体，具活的原生质体，一般具有发达的细胞间隙，有一定分裂能力，可转变为分生组织。因功能不同可分为同化组织、储藏组织、储水组织和通气组织

传递细胞：细胞壁内突生长而特化的一类能够迅速传递物质的生活细胞

（3）机械组织：对植物体起主要的支持作用，可分为厚角组织和厚壁组织两类

①厚角组织：为细胞壁不均匀初生増厚的生活细胞，细胞壁含有大量果胶和半纤维素，不含木质。厚角组织常发生叶绿体，具有分裂潜能，在许多细胞中能参与木栓形成层的形成。厚角组织一般存在于地上部分，根中不存在，且一般分布于器官外围，既具有支持作用又不影响植物生长，可以转变成厚壁组织

②厚壁组织：具有均匀增厚且常木质化的次生壁，细胞成熟时原生质体通常死亡，可分为石细胞和纤维

石细胞：多为等径或略微伸长的细胞，具有很厚的、强烈木质化的次生壁，壁上有很多圆形单纹孔，细胞成熟时质体通常消失，有增加器官硬度和支持的作用

纤维：两端尖细成梭状的细长细胞，细胞壁明显次生增厚但木质化程度不一，为成熟植物中主要的支持组织（4）疏导组织：植物体中担负物质长途运输的主要组织

①木质部：包含管胞、导管、纤维和薄壁细胞。水分的运输依靠木质部

管胞：后壁的伸长细胞，成熟时无原生质体，次生壁木质化增厚。所有维管植物（包括蕨类植物、裸子植物以