15-植物的结构、生殖与发育

皮层 —— 由薄壁细胞构成，从外到内分成三层：
外皮层：为紧邻表皮的一层细胞，常木栓化，可
取代表皮起到保护作用
皮层：由多层细胞构成，具有存储营养物质的功能
内皮层：由一层薄壁细胞构成，其径向和横向壁部
分加厚，木栓化或木质化，形成 “凯氏带”，使水溶
液只能透过内皮层细胞进入中柱，是控制皮层和中柱
之间物质交流的通道
分布：根、茎的韧皮部、叶脉 运输物质：有机营养物质 方向：双向
筛 管 的 纵 切 面
• 四、植物的系统
被子植物由三大组织系统构成，即表皮组织系统、维
源自文库
管组织系统和基本组织系统：
表皮组织系统 —— 是覆盖和保护植物的一层致密 的表皮细胞； 维管组织系统 —— 具有输导水分、养分和机械支 持功能； 基本组织系统 —— 主要由薄壁细胞构成，还包括 具有机械支持功能的厚角细胞和厚壁细胞
化，表皮细胞向外伸出指状
突起，是吸收水分和无机盐 的主要场所，形成表皮、皮 层、维管柱
II、根的初生结构
由根顶端分生组织 细胞分裂分化形成的结构，其生 长能使根变长，从根毛区的横切看，可分成三个部分： 表皮 —— 覆盖在根表面的一层细胞，其外壁薄，且形 成半球状突起、延长，最终形成管状根毛 功能：能穿过土壤颗粒的间隙与土壤颗粒紧密接触， 负责吸收水分和无机盐
吸水膨胀
扩散 气孔的 开关机理
失水收缩
被动 运输
2、叶肉 由薄壁细胞构成，内含叶绿体，约 30 ～ 40 个 / cell 可分为
栅栏组织 —— 由并列柱状细胞构成，上表皮下
海绵组织 —— 由形状不规则细胞构成，细胞间隙大，位
于下表皮上
功能：进行光合作用、储存营养物质 3、叶脉 主要是维管组织，通过叶柄与茎中的维管组织相连 功能：运输水、无机盐； 运输光合作用产生的有机物； 支持叶 片，使之能展开
裂 产生的结构，其生长导致根变粗，包括：
向内分裂，产生次生木质部 由形成层细胞 向外分裂，产生次生韧皮部
由中柱鞘细胞转化成的木栓形成层，分裂产生木栓、木 栓形成层和栓内层，构成 根的周皮 周皮取代表皮和皮层，起到保护作用
• 侧根的产生： 中柱鞘细胞进行平周和垂周分裂，形成根原基， 突入皮层，然后再分裂、分化出顶端分生组织和根冠， 在根毛区后伸入土壤 侧根与主根的维管柱保持贯通
分布 ——
木 纤 维 细 胞 横 切 面
石 细 胞 横 切 面
• 维管组织（vascular tissue） 高等植物特有的组织，实现了水、无机盐、营养物的 远距离运输，根据运输物质和分布部位的不同，可分两类： A、 导管
细胞特点 ：为死细胞，细胞壁木质化，细胞末端壁上有穿孔，
上下的导管细胞通过穿孔相通连连续的管状结构
机械组织是支持植物体的组织，根据细胞特化程度的不 同，可分为厚角组织和厚壁组织
A、厚角组织（collenchyma）
细胞特点： 细胞为活细胞，较长，细胞壁在各个角上有不均匀
增厚，但不木质化，是初生壁性质
功能： 常成束存在，具有较强的机械支撑能力，又具有初生壁
的性质，能随周围细胞的延伸而扩展，不会限制幼嫩组织的 生长
表皮组织（surface tissue）
细胞特点： 细胞扁平，形状不规则，细胞间犬牙交错，紧
密镶嵌，细胞质少，液泡大，细胞壁表面有角质或腊质 层
功能： 保护植物体免受伤害，防止水分的过度蒸发 实例： 叶的表皮组织
薄壁组织（parenchyma tissue）
是植物体中数量最多的组织，各器官均含有大量的薄
气室
叶的解剖结构示意图
• 二、植物的生殖
• 1、花 —— 被子植物最重要的生殖器官 当被子植物进入生殖生长的阶段时，茎的顶端的一些 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 —— 花是一种特化的节间很短的变态枝
• I、花的结构
一朵完整的花包括： 花托 —— 花被轮生于其上 花被 —— 包括 花萼，在花开放前对花蕾起保护作用 花冠，生长在花萼内，常有艳丽的颜 色，芳香的气味 雄蕊群、雌蕊群 —— 着生于花托上，是真正具有生殖 功能的部位。其中 雄蕊由花药和花丝构成； 雌蕊由柱头、花柱和子房构成
单子叶植物 —— 其维管束由韧皮部（外侧）、木质
部（内侧），中间无形成层，不规则排列，分散与皮层和髓 的薄壁组织中
双子叶植物——维管束由韧皮部（外侧）、形成层
（中间）、木质部（内侧），围绕髓周排成一个环形 功能：运输、机械支持 D、髓 细胞构成：由许多薄壁细胞构成 功能：储存营养
表皮
维管柱
分布 ：根、茎的木质部、叶脉 运输物质：水、无机盐 运输方向 ： 单向 ，根 茎 叶
导 管 细 胞 纵 切 面
B、筛管
细胞特点：
活细胞，成熟时无细胞核，细胞呈长形，两端壁上密 布着筛孔，又称筛板，筛管细胞之间通过筛板纵向连接成 筛管
与筛管细胞有发达的胞间连丝联系的伴胞，是一种特
化的薄壁细胞，具细胞核，细胞质浓厚，保证筛管细胞无 细胞核也能存活
结构特点：
茎上有节，节上长叶 顶端有芽，节上叶腋内也有芽
生长特性：
趋光性和背地性
变态：
• 3、叶（leaf） 生长在茎的节上，通过叶柄或叶鞘与茎相连，形态多 种多样
结构特点：
扁平，具有网状或平行的叶脉 表皮有气孔
功能：
光合作用合成有机物质 蒸腾作用
变态：
• 三、植物的组织
按照组成细胞是否具有分裂能力，植物组织可被分成两 大类：
功能：机械支持、运输
B、木栓形成层 —— 由皮层薄壁细胞脱分化形成 向外分裂分化，形成木栓层 向内分裂分化，形成栓内层
木栓层、木栓形成层和栓内层共同构成周皮，新老周 皮之间夹着死亡的皮层和韧皮部组织，就形成了具有不同 裂纹的树皮
功能：取代表皮起保护作用；具有大量的孔隙，是茎的 气体通道
双 子 叶 植 物 茎 的 次 生 结 构
65000 种，双子叶植物约 170000 种 单子叶植物和双子叶植物在根、茎、叶、花和种子 的结构上存在显著差异
二、植物体由各器官 构成
• 1、根（root） 功能： 从土壤中吸收水分和 无机盐 将植物固定于地面
储存营养物质
合成氨基酸、激素、 生物碱等 典型的双子叶植物结构
根系（root system）—— 根的总称，可分为两种：
• III、木材 由 次生木质部 构成，包括： 心材 —— 形成时间早，全部为死细胞，高度木质化， 导管被代谢产物填充失效 边材 —— 形成时间晚，木质化程度不高，导管具有运
输功能
• IV、年轮 春天细胞生长快，细胞体积大，排列疏松，形成早材 秋天细胞生长慢，细胞体积小，排列紧密，形成晚材 每一年次生木质部由早材渐变成晚材，就形成若干同心 的纹轮，即年轮（annual ring）
第三篇 植物的形态与功能
• §15 植物的结构、生殖和发育
• §16 植物的营养
• §17 植物的调控系统
第十五章 植物的结构、生殖与发育
• §15· 植物的结构和功能 1
• §15· 植物的生长和生殖 2
§15· 植物的结构与功能 1
• 一、什么是植物（plant）
• 1、植物的定义 植物是适合生活在陆地上的 多细胞 能进行光合作用 真核生物 由根、茎、叶组成
花的结构
• A、雄蕊群 —— 为特化的叶，又称为“小孢子叶”， 在花药部分形成小孢子，小孢子成熟后，发育成花粉
粒
花粉的成熟过程： 减数分裂 花药内的花粉囊中，有许多二倍体的小孢子母细胞
每个小孢子母细胞能形成 4 个单倍体的小孢子
有丝分裂
大细胞，以后 会发育成花粉管 小细胞，会再经过一 次有丝分裂，形成两个精 子细胞
存在部位： 幼年植物的根、茎；草本植物的根、茎；木本植物
的叶柄
幼 年 茎 的 横 切 面
B、厚壁组织（sclerenchyma）
细胞特点： 全部为死细胞，具有均匀加厚的次生壁，其
细胞壁的纤维素分子中沉积了木质素
功能： 坚硬，具有强支撑能力 种类 ——
纤维，细胞细长，两端尖细，常聚积成束
石细胞，细胞形状不规则 纤维常分布在植物茎的木质部和韧皮部中 石细胞分布在坚果的壳、果肉中
中柱 —— 由薄壁细胞和维管细胞构成，能分成三部分：
中柱鞘：内皮层内的一层薄壁细胞，具有分裂能力，
能产生侧根
初生木质部：位于中柱中央，呈放射状分布，负责将
水和无机盐运送到茎
初生韧皮部：位于两木质部之间，与其相间排列，负
责运送光合作用产物
初生木质部
初生韧皮部
皮层
III、根的次生结构 由位于初生木质部和初生韧皮部之间的 形成层细胞分
• 2、茎的结构与生长
I、初生结构 由茎顶端分生组织细胞分裂分化产生的结构，包括表
皮、皮层，初生维管组织和髓
A、表皮 细胞构成：一层排列紧密的表皮细胞，外壁较厚，上 有角质或腊质 功能：保护
B、皮层
细胞构成：由多层薄壁细胞构成，其中靠近表皮部分
有几层细胞的细胞壁加厚成厚角细胞
功能：机械支持
C、初生维管组织 构成：由多个分散的维管束构成，分散在皮层和髓之间， 其中单子叶植物和双子叶植物的初生维管组织有所不同：
直根系 —— 主根明显，从主根上生出次根，主次分明，
其固着能力强，有的还能储存营养物质
须根系 —— 主根退化，从茎的基部长出丛生的须根，
具有和土壤更多的接触表面积 其中，源于茎基部的根又称为“不定根”，如榕树 的气生根
根的变态：特别膨大，存
储营养物质
• 2、茎（stem） 茎一般生长在地面上，连接着叶和根，其上生长着叶、 花或果实
细胞种类 —— 按照细胞的活跃程度分：
常处于活跃状态的组织：
根尖、茎尖分生组织 —— 纵向生长 根、茎内部的形成层 —— 横向生长 处于潜伏状态的组织：腋芽内的分生组织
顶 芽
• 2、永久组织（permanent tissue）
按照组织的功能可分成四类，表皮组织、薄壁组织、
机械组织和输导组织
壁组织
细胞特点： 细胞壁薄，无次生细胞壁，细胞质少、液泡大，
细胞排列松散，有较大的细胞间隙，细胞等径或长形
功能： 储存营养物质，进行光合作用、呼吸作用、分泌作用，
具有很强的分生潜能，受刺激后能恢复分裂能力
实例: 叶肉细胞、果肉细胞
果 肉 细 胞 横 切 面
机械组织（mechanical tissue）
皮层
表皮
皮层
维管柱
髓
木质部 形成层
韧皮部
双子叶植物
单子叶植物
• II、次生结构 由形成层分裂分化产生的结构 —— 茎的加粗，只有双子
叶植物的茎有次生结构
A、维管形成层 —— 分生组织细胞构成的一完整环形，包括：
初生维管束中的形成层 髓线中部分薄壁组织部分细胞恢复分裂能力 形成层向外分裂分化，形成次生韧皮部，包括：筛管、 伴胞和韧皮纤维（木质化低，韧性强） 形成层向内分裂分化，形成次生木质部，包括：导管和 木纤维（高度木质化，坚硬）
• 3、叶的结构
典型的的叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分构成 1、表皮 分布：位于叶片的上下表面 细胞组成： 扁平、透明、彼此交错紧密相连，外侧有腊质或 角质，不含叶绿体的表皮细胞
半月型的保卫细胞，中含叶绿体，围成气孔
功能：保护叶片内部组织、气体交换、水分蒸腾
液泡
外壁薄 主动运输
内壁厚
叶绿体
§15· 植物的生长与生殖 2
• 一、植物的生长
特点：一生中能持续生长，是无限的 • 1、根的结构和生长 I、根尖 位于主根和侧根的尖端，是根的最幼嫩、生命活动
最旺盛的部分
功能：生长、延长；吸收水分、无机盐
结构 —— 所有根尖均由四个部
分构成：
根冠 —— 保护分生区 分生区 —— 由顶端分生 组织细胞构成，分裂能力强 伸长区 —— 细胞开始分 化，细胞长度增加 10 倍 根毛区 —— 细胞完成分
分生组织 —— 其细胞不分化，始终保留分裂能力
永久组织 —— 细胞分化，不能分裂，成为特定功能 的细胞群 1、分生组织（meristematic tissue）
细胞特点：
细胞未分化，具分裂能力，细胞小、细胞壁薄、细胞
质浓厚，无或仅有很小的液泡，细胞彼此紧密连接，无细胞 间隙
功能：分裂产生新细胞
表面有角质膜、有气孔
内部有疏导组织
具有雌和（或）雄配子囊，产生雌雄配子 在生殖方面 胚在配子囊中发育
• 2、植物界（plant kingdom）的分类
植物界包括苔藓植物（bryophyta）、蕨类植物
（fern）、裸子植物（gymnosperm）和被子植物
（angiosperm）这四大类型
其中，被子植物有约 235000 种，其中单子叶植物约