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植物生产与环境第1章课件


第1章 植物体的结构与功能
第一节 植物细胞的结构和功能 第二节 植物的组织与功能

第三节 植物的营养器官 第四节 植物的生殖器官

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第一节 植物细胞的结构和功能
一、植物细胞的概念 二、植物细胞的形状和大小 三、细胞生命活动的物质基础 四、植物细胞的基本结构 五、植物细胞的繁殖

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一、植物细胞的概念
? 细胞是植物体结构和功 能的基本单位。 ? 1665年英国物理学家虎 克发现细胞(Cell)。 ? 德国生物学家施莱登和 施旺共同创立了细胞学 说,确认细胞是一切动 植物体的基本结构单位。 细胞可分为两大类型: 原核细胞和真核细胞。

二、植物细胞的形状和大小
? 植物细胞的形状是多 种多样的。细胞形状 的多样性,反映了细 胞形态与其功能相适 应的规律。 ? 植物细胞的大小差异 悬殊。最小的支原体 细胞直径为0.1μm; 绝大多数的细胞体积 都很小。

三、细胞生命活动的物质基础
? 构成细胞的生活物质称为原生质,它是细胞结 构和生命活动的物质基础。 ? 组成原生质的化学元素主要有碳、氢、氧、氮 等4种,约占全重的90%;其次有少量硫、磷、 钠、钙、钾、氯、镁、铁等,约占全重的9%; 此外还有极微量的元素,如钡、硅、矾、锰、 钴、铜、锌、钼等。 ? 组成原生质的化合物可分为无机物和有机物两 类。无机物主要是水,此外还有CO2和O2等气 体、无机盐以及许多离子态的元素。有机物主 要有蛋白质、核酸、脂类、糖类和极微量的生 理活性物质。

四、植物细胞的基本结构
植物细胞包括细胞壁、细胞膜、细 胞质和细胞核等部分,其中细胞膜、细 胞质和细胞核总称为原生质体。
细胞壁 细胞膜 细胞质

细胞核
核 仁

液 泡

(一)细胞壁 1.细胞壁的结构 细胞壁是植物细胞所特有的结构。细 胞壁结构大体分为三层:胞间层、初生壁和次生壁。 2.细胞壁的功能 ?保护原生质体,减少蒸 腾,防止微生物入侵和机 械损伤等。 ?支持和巩固细胞的形状; ?参与植物组织的吸收、运 输和分泌等方面的生理活 动。 ?在细胞生长调控、细胞识 别等重要生理活动中也有 一定作用。

(二)细胞膜(质膜) 1.组成与结构 细胞膜主要由脂类物质和蛋白质组成,此外 还有少量的糖类以及微量的核酸、金属离子和水。 2.生物膜 细胞膜的种类很多,除质膜外,还包括细胞内膜, 如核膜和各种细胞器的膜,这些膜通称为生物膜。
镶嵌、 流动性 膜结构

3.功能 质膜起着屏障作 用,能维持稳定的细胞 内环境,可调节膜内外 物质的浓度,有选择地 使物质通过或排出废 物。 质膜具有胞饮作 用、吞噬作用和胞吐作 用。

(三)细胞质 细胞膜以内,细胞核以 外的原生质统称为细胞质。细 胞质包括细胞基质和细胞器。 1.细胞基质:又称基质、透 明质等。主要化学成分为 水、无机盐,溶于水中的 气体、糖类、氨基酸、核 苷酸等小分子物质,也含 有蛋白质、核糖核酸等一 些生物大分子。 2.细胞器:细胞质内具有一 定形态、结构和功能的小 单位。

(四)细胞核 ?细胞核是细胞的重要组成 部分,是细胞的控制中 心。细胞核的结构可分为 核膜、核仁和核质三部分。 ?细胞核中可贮存和复制 DNA,合成和向细胞转运 RNA;形成细胞质的核糖 体亚单位;控制植物体的遗 传性状,通过指导和控制蛋 白质的合成而调节控制细胞 的发育。

五、植物细胞的繁殖
(一)无丝分裂 (二)有丝分裂 ? 有丝分裂是一个连续的过程,分为间期、前期、 中期、后期和末期五个时期。 ? 有丝分裂的意义:通过有丝分裂形成的子细胞 的染色体数目与母细胞相同,由于染色体是遗 传物质的载体,因此,每一子细胞就有着和母 细胞相同的遗传性,从而使子代和亲代之间保 持了遗传的稳定性。

(三)减数分裂 ? 减数分裂的过程与有 丝分裂基本相似。 ? 所不同的是,减数分 裂包括了连续两次的 分裂,但染色体只复 制一次,这样,一个 母细胞经过减数分裂 可以形成四个子细胞, 每个子细胞染色体数 目只有母细胞的一半, 因此,这种分裂叫做 减数分裂。

第二节 植物的组织与功能
一、组织的概念 二、组织的类型

一、组织的概念
? 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。 ? 根据组织的细胞 种类,可分为分 生组织和成熟组 织两大类。
分生组织

成熟组织

成熟组织

成熟组织

二、组织的类型
(一)分生组织 1.概念 是指具有 持续分裂能力的 细胞群。 2.类型 顶端分生组织 侧生分生组织 居间分生组织

(二)成熟组织
1.概念 成熟组织是由分生组织分裂产生的细胞,经过 生长、分化而形成特定的形态结构和稳定的生理功能。

2.类型

(三)复合组织和组织系统

第三节 植物的营养器官
一、根的形态与功能 二、茎的形态与功能 三、叶的形态与功能 四、植物营养器官的变态

一、根的形态与功能
(一)根的形态 ? 根分为主根、侧根, 不定根。主根和侧 根为定根。 ?一株植物所有根的 总体叫根系。根系 可分为直根系和须 根系。

(二)根的结构 1.根尖的结构 根 尖是指根的最顶 端到着生根毛的 部位。 根尖从顶端 起依次分为根冠、 分生区、伸长区、 根毛区四区。

2.双子叶植物根的结构 (1)初生结构 根的初生结构由外向内依次为表 皮、皮层和维管柱三部分。

(2)次生结构 双子叶植 物根的次生结构从外 向内依次为: 周皮——木栓层、木 栓形成层、栓内层。 韧皮部——初生韧皮 部、次生韧皮部。 形成层。 木质部——次生木质 部、初生木质部。

3.禾本科植物根的结构 禾本科植物根的基本 结构也可分为表皮、皮层、维管柱三个部分, 但不产生维管形成层和木栓形成层,不能进 行次生生长。

4.侧根的形成 侧根开始发生时,中柱鞘某些部 位几个细胞的原生质变浓,液泡变小,细胞恢 复分裂活动。首先进行切向分裂,增加细胞层 数,继而进行各个方向的分裂,产生一团细胞, 形成侧根原基,其分化方向以向顺序进行,其 顶端逐渐分化为生长点和根冠。最后,由于新 的生长点的不断分裂、生长和分化而向外突出, 穿过母根的皮层和表皮成为侧根。

(三)根的生理功能
支持与固定作用

吸收作用
根 的 生 理 功 能 输导作用

繁殖作用
分泌作用 贮藏作用 合成与转化作用

二、茎的形态与功能
(一)茎的形态及特征 1.茎的形态 种子植 物的茎多数呈圆柱 形、三棱形、方柱 形或扁平柱形。通 常植物地上部分具 有主茎和侧枝,茎 有节、节间、叶腋 和枝条等。

2.茎的生长习性 茎的生长方式有四种:直立 茎、缠绕茎、攀缘茎和匍匐茎。

3.芽 芽是处于幼态而未伸展的枝、花 或花序。按不同的分法分别可分为: (1)定芽和不定芽 定芽又可分为顶芽 和腋芽。 (2)叶芽、花芽和混合芽。 (3)鳞芽和裸芽。 (4)活动芽和休眠芽。

4.分枝与分蘖 种子植物的分枝方式,一般有单 轴分枝、合轴分枝和假二叉分枝三种类型。 分蘖是禾本科植物的特殊分枝方式,它是 从靠近地面的茎基部产生分枝,并在其基部产 生不定根,这种特殊的分枝方式叫分蘖,如小 麦、水稻等。

(二)茎的结构 1.双子叶植物茎的初生结构 自外向内分为表皮、皮层 和维管柱三部分。 ? 表皮:是幼茎最外面的一 层细胞。表皮上有气孔、 腺毛。表皮对茎的内部起 着保护作用。 ? 皮层:位于表皮和维管柱 之间。靠近表皮部位常有 一至数层厚角细胞,对幼 茎具有机械支持作用。幼 茎呈绿色,能进行光合作 用。 ? 维管柱:位于皮层以内, 由维管束、髓和髓射线三 部分组成。

2.双子叶植物茎 的次生结构 双子 叶植物茎的次生结 构由外向内包括: 木栓层、木栓形成 层、栓内层、皮层 (有或无)、初生 韧皮部、次生韧皮 部、形成层、次生 木质部、初生木质 部、髓(有或无) 和维管射线。

3.单子叶植物茎的结构特点 以禾本科植物为例。 ①多数没有次生结构。 ②表皮细胞常硅质化。有的还有蜡质覆盖,如甘蔗、高 粱等。 ③皮层和维管柱之间没有明显的界限,维管束分散排列 于茎内。每个维管束由韧皮部和木质部组成,没有形 成层。所以,禾本科植物茎的增粗受到一定的限制。

(三)茎的主要生理功能

支持作用
输导作用

茎 的 生 理 功 能

繁殖作用

贮藏作用 光合作用

三、叶的形态与功能
(一)叶的形态 1.叶的组成 植物的叶一般由叶片、叶柄和托叶三部分 组成。具有叶片、叶柄和托叶三部分的叶为完全叶; 有些叶只有一个或两个部分,称为不完全叶。禾本科 植物的叶有些不同,其叶由叶片和叶鞘组成,并有叶 舌和叶耳。

一般植物的叶

禾本科植物的叶

2.叶片的形态 各种植物叶片 的形状多种多 样,大小不同, 形态各异。

(二)叶的结构 1.双子叶植物叶的结构 双子叶植物的叶片由表皮、叶 肉和叶脉三部分组成。
表皮 叶肉

2.单子叶(禾本科)植物叶的结构 以禾本科植物的 叶片为例,其叶片也由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。

3.单子叶与双子叶植物叶的结构的不同 ①表皮细胞从正面观察呈长方形,细胞的外 壁除含角质外,还含有硅质。 ②从横切面看,上表皮中有许多呈扇形排列 的泡状细胞(运动细胞),与叶片的卷曲 与开张有关。 ③气孔器分布在上下表皮上,成纵行排列, 保卫细胞为哑铃形,其外侧各有一个近似 菱形的副卫细胞。 ④禾本科植物叶肉组织没有明显的栅栏组织 和海绵组织。 ⑤叶脉为平行排列,在维管束与上下表皮之 间有发达的机械组织,每个维管束的外围 具有由一层或两层大型薄壁细胞或厚壁细 胞组成的维管束鞘。

(三)叶的主要生理功能
光合作用 叶 的 生 理 功 能 蒸腾作用 吸收作用

繁殖作用

四、植物营养器官的变态
(一)根的变态 1.贮藏根 通常分为肉质 直根(如萝卜、胡萝卜 等)和块根(如甘薯等) 两种。 2.气生根 可分为支持根 (如玉米)、攀缘根 (如常青藤)和呼吸根 (如榕树)三种。 3.寄生根 有些寄生植物 如菟丝子、列当等茎缠 绕在寄主的茎上,它们 的根形成吸器,侵入寄 主体内,产生寄生根。

(二)茎的变态 1.地上茎变态 有五种变态:茎刺、茎卷须、叶状茎、小 鳞茎和小块茎等。如山楂的茎刺,南瓜、黄瓜的茎卷须, 天门冬的叶状茎,大蒜的小鳞茎和秋海棠的小块茎等。 2.地下茎变态 地下茎的变态有根状茎、块茎、鳞茎和球 茎等类型。如其中根状茎有竹、莲、芦苇等,块茎有马 铃薯等,鳞茎有洋葱、百合等,球茎有荸荠、芋等。

(三)叶的变态 常见叶的变态有:鳞 叶、苞叶、叶刺、叶卷须 和捕虫叶等。如洋葱、百 合的鳞叶,玉米的苞叶, 刺槐、仙人掌的叶刺,豌 豆的叶卷须,猪笼草的捕 虫叶等。

第四节 植物的生殖器官
一、花的形态与发育 二、果实的发育与结构 三、种子的发育与结构

一、花的形态与发育

(一)花的组成与 形态 1.花的组成 一朵 典型的花由花梗和 花托、花萼、花冠、 雄蕊、雌蕊等部分 组成。

2.禾本科植物的花 禾本科植物的花与一般花的形态不同, 如下图的小麦花。

3.花序 花序可分为无限花序和有限花序两大类。 无限花序:开花顺序是花轴基部的花先开,渐及上部,花轴顶 端可继续生长、延伸;若花轴很短,则由边缘向中央依次开花。
总状花序 伞房花序 隐头花序 穗状花序 无限花序 头状花序 伞形花序

圆锥花序 葇荑花序

有限花序: 其开花顺序与无限花序相反,是顶端或中心的花 先开然后由上向下或由内向外逐渐开放。
单歧聚伞花序二岐聚伞花序

有限花序
多岐聚伞花序

(二)花的发育 1.雄蕊的结构与发育 花药的结构与发育、花粉粒的结构与发育。

生殖核 营养核

营养殖核

2.雌蕊的结构与发育 与发育。

胚珠的结构与发育和胚囊的结构

(三)开花、传粉和受 精 1.开花 当花粉粒和胚 囊成熟后或其中之一 成熟,花被展开,雌 雄蕊暴露出来的现象 叫开花。 2.传粉 植物开花后, 花药破裂,成熟的花 粉粒传到雌蕊柱头上 的过程,叫传粉。 3.受精 雌雄配子(即 卵和精子)相互融合 的过程,叫做受精作 用。

二、果实的发育与结构
(一)果实的发育
柄→果柄 花托→果实的一部分或不发育 花萼→凋谢或宿存 花冠→凋谢 雄蕊→凋谢 柱头(凋谢) 雌蕊 花柱(凋谢) 子房壁→果皮 子房



果 实

胚珠

珠被→种皮 卵×精子→胚 中央细胞×精子→胚乳

(二)果实的结构 1.真果的结构 由子 房发育而成的果实 称为真果,真果的 外面为果皮,内含 种子。果皮由子房 壁发育而来,可分 为外果皮、中果皮 和内果皮。 2.假果的结构 植物的 果实,除子房外,还 有花的其他部分参与 果实的形成和发育, 称为假果。

(三)果实的类型 被子植物的果实大体分为三类:单果、聚 合果和复果。 1.单果 花朵中仅有一枚雌蕊所形成的果实,称 为单果。它又分为肉质果和干果。 2.聚合果 聚合果是由一朵花中的离生单雌蕊发 育而成的果实,许多小果聚生在花托上。 3.复果 有些植物的果实是由整个花序发育而成 的,称为复果,又称聚花果,如凤梨、无花 果、桑葚等果实。

三、种子的发育与结构
被子植物的花经过传粉、受精之后,胚珠逐渐 发育成种子,种子包括胚、胚乳和种皮三部分,它 们分别由合子、 初生胚乳核和珠 被发育而来。 (一)胚的发育 (二)胚乳的发育 (三)种皮的发育

(四)种子的结构与类型
种子由胚(包括胚

芽、胚轴、胚根、子
叶)、胚乳(或无)和

种皮三部分组成。根据
种子成熟时胚乳的有 无,可将种子分为无胚

乳种子和有胚乳种子两
类。

(五)果实和种子的传播 1.借风力传播 2.借水力传播 3.借人与动物活动传播 4.借果实自身机械力传播


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