植物学基础教案.pdf
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1、植物学基础教案植物学基础教案一、课程的性质和任务、教学目标一、课程的性质和任务、教学目标植物学基础是教育部“一村一名大学生”计划农科种植类专业的一门基础课,它的目标和主要表现在两个方面,一方面,使学生在学习本课程期期间,掌握植物学的基础知识,技能技巧,为学好后续课程打下基础,另一方面,通过讲述知识训练、技能技巧来培养学生的科学素养,使他们求实创新,逐步形成善于质疑、乐于研究、勤于动手,努力求知的积极态度和情感。二、本课程的基本内容、重点、难点分析二、本课程的基本内容、重点、难点分析1课程的基本内容课程的基本内容本课程由种子与幼苗、植物细胞、植物的组织、根、茎叶、营养器官的变态以及植物的繁殖与繁
2、殖器官等八章组成。本课程从种子植物的形态结构和功能的角度,全面介绍了植物从种子萌发到新的种子形成的生长发育的全过程。其中,第一章“种子与幼苗”介绍了种子的结构和种子是怎样萌发成一棵幼苗的,本章为后续内容的讲解提供了一个植物整体的轮廓。第二章“植物细胞”、第三章“植物的组织”,从显微结构和亚显微结构的角度,为后续各种器官的讲解奠定了基础。第四章“根”、第五章“茎”、第六章“叶”,详细讲解了植物营养器官的形态结构和功能,这两章是二、三章的延伸,第七章“营养器官的变态”,则是从变态的角度,对第四章、六章的进一步阐述。第八章是介绍三种繁殖器官花、果实和种子的形态、结构、和功能,它们是二、三章的延伸,因
3、此,整个 8 章教材的内容,有着十分密切的内在联系。2 2课程的重点、难点内容分析课程的重点、难点内容分析下面我逐章进行分析第一部分第一部分各章的教材重点和难点各章的教材重点和难点第一章第一章种子与幼苗种子与幼苗本章由“种子的结构”、“种子的主要类型”、“种子的萌发和幼苗的形成”三节内容组成。其中,胚的基本结构和种子萌发的条件是本章教材的重点。一、胚的基本结构:一、胚的基本结构:胚是种子中最重要的部分,在掌握种子的结构中应着重掌握胚的结构。胚由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。胚根和胚芽的体积很小,胚根一般为圆锥形,胚芽常具雏叶的形态;胚轴位于胚根和胚芽之间,并与子叶相连,一般很短;依据子叶着
4、生的位置将胚轴分为上胚轴和下胚轴,即子叶着生点至第一片真叶之间,称上胚轴,而子叶着生点到胚根之间,称下胚轴。子叶与一般正常叶的功能是不同的,有储藏养料的作用,或能从胚乳中吸收、转化营养物质供胚生长时使用。二、种子萌发的条件二、种子萌发的条件种子萌发需要充足的水分,适宜的温度和足够的氧气。对这三个条件应深入了解其原因。(一)(一)充足的水分充足的水分 种子必须吸足水后才能萌发,原因有以下几点:1干燥的种皮不易透过空气,种皮经过水的浸泡,结构变得松软,氧气就容易进入,从而呼吸作用得以增强,促进种子萌发。松软的种皮,也为胚根,胚芽突破种皮创造了条件。2干燥的种子细胞中的原生质含水量很少,只有在吸足水
5、分后,各种生理活动才能正常地进行。3干燥的种子所贮藏的有机养料,无法被细胞利用;细胞中的各种酶在干燥的条件下也不能活动,只有细胞吸水后,各种酶的活动能力才能增强,从而将贮藏的养料进行分解,使其成为溶解状态,运送到胚,供胚利用。(二)适宜的温度二)适宜的温度种子萌发时,种子内的各种物质变化,都是在各种酶的催化作用下进行的,而酶的作用不仅需要水分,而且还需要一定的温度才能进行。所以适宜的温度是种子萌发的必要条件。在一定的范围内,提高温度可以加速酶的活动,温度降低,酶的作用也就减弱,低于最低温度时,酶的活动几乎完全停止,而且酶是一种蛋白质,温度过高就会遭到破坏,而失去其催化能力。由于以上原因可知。种
6、子萌发对温度的要求表现出最低温度、最高温度和最适温度。(三)足够的氧气(三)足够的氧气种子萌发时,一切活动需要能量。能量来源于呼吸作用,而呼吸作用需要氧气才能进行。种子在呼吸过程中,吸入氧气,将贮藏的有机物质逐渐氧化分解变成二氧化碳和水,并释放出能量。由于种子开始萌发时,呼吸作用的强度显著增加,因而需要足够的氧气供应。第二章第二章植物细胞植物细胞本章由“植物细胞的形态和结构”、“植物细胞的繁殖”两节内容组成。其中,“原生质体”和“有丝分裂”是本章教材的重点一、原生质体一、原生质体原生质体包括细胞质和细胞核两部分。(一)细胞质(一)细胞质由质膜、胞基质和细胞器三部分组成1 1质膜质膜细胞质与细胞
7、壁之间的膜为质膜。其厚度在 60 一 100 埃之间,这样的厚度在光学显微镜下难以看到,在电子显微镜下,质膜显出三层结构,内外两侧呈两个暗带。中间夹有-个明带。明带的主要成分是类脂,暗带主要成分为蛋白质。三层结构成为一个单位的膜,称为单位膜。质膜是一层单位膜,它的主要功能是控制细胞与外界物质的物质交换,这是因为质膜具有“选择透性”。2 2胞基质胞基质胞基质在电镜下看不出有什么结构,表现为有一定弹性和粘滞性的胶体溶液。胞基质不仅是细胞器之间物质运输的介质,而且,也是细胞代谢的一个重要场所。许多化学反应是在胞基质中进行的。同时,胞基质也不断为细胞器行使功能提供原料。3.细胞器细胞器是细胞质内具有一
8、定结构和功能的微结构和微器官,一般认为细胞器应包含质体、线粒体、内质网、高尔基体、核糖核蛋白体、液泡、溶酶体、圆球体、微管、微丝等。在各种细胞器中,应当着重掌握质体、线粒体、内质网和核糖核蛋白体等四类细胞器。质体质体分为叶绿体、有色体和白色体,是一类合成和积累同化产物的细胞器。其中,叶绿体是绿色质体,含有叶绿素、叶黄素和胡萝卜素。主要功能是进行光合作用。因而是最重要的质体。高等植物的叶绿体呈球形、卵形或透镜形,直径4 一 10 微米。而在低等植物藻类中,则有各种形状,如杯状、带状和各种不规则形状。高等植物的叶绿体,主要存在于叶肉细胞内,一个叶肉细胞中的叶绿体数目,常多达数百个。靠光学显微镜可以
9、看到它们的外形和大小。然而其内部结构则需在电镜下,才能显现出来、每个叶绿体的外面由双层膜包被,内部有由膜形成的许多个基粒,基粒之间有基粒间膜相联系。基粒和基粒间膜都分布在基质中,而基质则无一定的结构。在叶绿体的结构中,以基粒最为重要,基粒由若干个圆盘状的类囊体相互重叠而成。叶绿体中的色素及许多光合作用有关的酶定位于基粒上。由此可知基粒与光合作用有密切关系。线粒体线粒体是进行呼吸作用的主要细胞器。它们多呈球状,杆状、也有具分枝或其它形状的。其体积比质体小,直径一般为 0 5-1 0微米。长约 1-2 微米。在光学显徽镜下不易辨认,必须用特殊染料染色,才能显示出来。细胞中的线粒体数目很多,例如玉米
10、的一个根冠细胞中,有 100-3000 个线粒体。在电镜下,可见线粒体外有双层单位膜构成的膜。外膜包被整个线粒体,内膜在许多部位向内延伸,形成管状或片状的内褶,叫做嵴,在两层单位膜之间和中心腔内充满基质。线粒体是细胞进行呼吸作用的场所,在内层膜上和基质中有100 多种酶,其中绝大多数酶都参加呼吸作用。内质网内质网是分布于细胞质中。由膜构成的管道系统,管道以各种形状延伸和扩展,成为各类管、泡、腔交织的状态。有些内质网外面附有核糖核蛋白体,称为粗糙型内质网。另外一些内质网外面没有核糖核蛋白体附着,称为光滑型内质网。关于内质网的功能,一般认为它是一个细胞内的蛋白质、类脂和多糖的合成、贮藏及运输的系统
11、。粗糙型内质网与核糖体紧密结合,反映出它的功能是合成和运输蛋白质。光滑型内质网主要是合成及运输类脂和多糖。核糖核蛋白体简称核糖体,是直径为 170-230 埃的小颗粒。一个细胞中可以有几十万个核糖体。在细胞质中,它们有的以游离状态存在,也有的附着在粗糙型内质网表面上。此外,也存在于细胞核、线粒体、叶绿体中。核糖体是细胞中蛋白质合成的中心。细胞的内膜系统和各类细胞器不仅功能上密切联系,而且在结构和起源上也是相联系的。绝大部分细胞器都是由膜围成,各类细胞器的膜在成分和功能上虽具有各自的特异性,但它们基本结构是相似的,都是单位膜。可以认为细胞内各个细胞器是一个统一的、相互联系的膜系统在局部区域特化的
12、结果,这个膜系统称为细胞的内膜系统“内膜”是相对于包围在外面的质膜而言的。(二)细胞核(二)细胞核细胞核是活细胞中最显著的结构,体积较大,植物薄壁组织细胞中,细胞核的直径一般为 35-50 微米,因此,在光学显微镜下能完全显示出来。在活细胞中可以看到在细胞核外面有-后薄膜,与细胞质分界称为核膜。膜内充满均匀透明的胶状物质,称为核质。其中有一到几个折光性强的球状小体,称核仁。当细胞固定染色后,核质中被染成深色的部分,称染色质,其余染色浅的部分是核液。染色质是细胞中遗传物质存在的主要形式,在电镜下显出一些交织成网状的细丝,主要成分是 DNA 和蛋白质。当细胞进行有丝分裂时,这些染色质丝便转化成粗短
13、的染色体。由于细胞内的遗传物质主要集中在核内。因此,细胞核的主要功能是储存和传递遗传信息,在细胞遗传中起重要作用。此外,细胞核对细胞的生理活动,也起着重要的控制作用。二、有丝分裂二、有丝分裂关于有丝分裂,要掌握它的各个时期的主要特点,并弄清楚几个概念性的问题。(一)有丝分裂各个时期的主要特点:我们知道,细胞有丝分裂由分裂间期和分裂期两个时期组成,而分裂期又分为前、中、后、末四个时期。分裂间期的主要特点是完成的复制和相关蛋白质的合成。到了分裂期的前期,主要特点是核内染色质形成染色体,核膜核仁消失,而且细胞中出现了纺锤体,染色体散乱在纺锤体中。到了中期,主要特点是染色体用着丝点附在纺锤体上,并且有
14、规律地排列在赤道面上。进入后期,主要特点是每条染色体的着丝点一分为二,染色体上两个染色单体彼此分开,形成两条子染色体。而且细胞内的全部子染色体均匀地分成两组,分别被纺锤体中的纺锤丝拉向两极。到了末期,被拉到两极的染色体变成了长丝状的染色质,并且出现核膜、核仁,而且在赤道面位置上逐渐形成了细胞壁,形成了两个子细胞。(二)有丝分裂的几个概念性问题难点有丝分裂的开始和结束有丝分裂从哪开始?到哪儿结束?初学者往往认为是从分裂的前期开始,到末期结束。这当然不对,因为它把分裂间期忽略了。要了解细胞有丝分裂开始和结束,必须了解细胞周期的概念。细胞进行有丝分裂,具有一定周期性。连续分裂的细胞,从-次分裂完成时
15、开始,到下一次分裂完成时为止,是一个细胞周期。细胞周期包括两个时期,分裂间期和分裂期。一个连续分裂的细胞,当它形成两个子细胞后,子细胞的细胞核中,开始了染色体的复制,新的一次有丝分裂在子细胞形成时就开始了。染色质和染色体 我们说,二者是同一个物质,为什么这么说呢?因为染色质和染色体的主要成分是 DNA 和蛋白质,它们之间的不同,不过是同一物质在间期和分裂期的不同形态表现而已。染色质出现于间期,呈长丝状,染色体出现于分裂期中,呈较粗的柱状和杆状等不同形状,并有基本恒定的数目(因植物的种属不同而异)。染色体是由染色质浓缩而成的。第三章第三章植物的组织植物的组织本章由“细胞的分化和组织的概念”、“植
16、物组织的类型”两节内容组成。其中,六类组织的概念和结构特点、输导组织的组成,是本章教材的重点。一、六类组织的概念和结构特点一、六类组织的概念和结构特点。应该着重掌握各类组织的概念及其结构特点,以便能清楚地区分它们、尤其是概念,一定要准确。例如分生组织的概念,应该是具有持续细胞分裂能力的组织;而不单单是“具有细胞分裂能力的组织”。因为薄壁组织在特殊的情况下(如创伤)也能进行暂时性的细胞分裂,但不是持续的。机械组织的概念应该是对植物起主要支持作用的组织,而不单单是“对植物起支持作用的组织”。因为植物体内别的组织有的也起支持作用,如输导组织,但不是主要的,只有机械组织才起主要支持作用。再如输导组织的
17、概念,应该是担负物质长途运输的组织,而不是“担负物质运输的组织”,因为薄壁组织也担负短距离的物质运输。至于六类组织的结构特点,教材写的比较清楚,请大家仔细阅读掌握。二、输导组织的组成二、输导组织的组成在六类组织中,分布最广泛,体积最大的是薄壁组织和输导组织。但薄壁组织结构简单,容易掌握,而输导组织结构复杂,不易理解,特别是导管和导管分子,筛管和筛管分子。导管和管胞、筛管和筛胞的区别,不好掌握。(一)导管分子和导管 导管分子是一个死细胞。成熟时没有生活的原生质,次生壁具有各种式样的木质化增厚,端壁溶解消失形成穿孔。许多个导管分子以细胞的顶端对顶端连接起来就形成了导管。(二)筛管分子和筛管 筛管分
18、子是一个活细胞(成熟时细胞核消失),端壁形成筛板。许多个筛管分子以细胞的顶端对顶端连接起来就形成了筛管。筛管为被子植物所特有。(三)导管分子和管胞 导管分子和管胞都是厚壁伸长的死细胞,但管胞末端尖锐,端壁没有穿孔,上下连接的管胞靠侧壁上的纹孔彼此传递水分。(四)筛管分子和筛胞 筛管分子的端壁有筛板,筛板上有筛孔,上下连接的筛管分子以穿过筛孔的原生质丝互相连接。筛胞的端壁不特化成筛板,侧壁上具有筛域,纵行相接的筛胞靠筛域互相传送营养物质。筛域上的原生质丝通过的孔,远比筛板上的小。第四章第四章根根本章由“根的形态及其在土壤中的分布”、“根的结构”两节内容组成。其中,根尖的结构、根的初生结构、根的次
19、生结构,是本章教材的重点。一、根尖的结构一、根尖的结构关于根尖的结构应该从两个方面来深入理解:(一)从功能和结构统一的角度来理解根尖的结构。例如分生区的功能是不断产生新细胞,使根尖细胞的数目不断增加,与此相适应的是细胞排列紧密,细胞体积小,细胞核大,细胞质浓厚,为等直径多面体细胞。根冠、伸长区和根毛区的结构特点同样也适应于各自的功能。(二)从发展的角度来理解根尖的结构。根尖的各个部分不是固定不变的,而是按照原来的顺序向前推进发展的。分生区的细胞进行有丝分裂,不断产生新细胞,而分生区靠近根尖顶端的那部分细胞经过分裂间期后,又会继续分裂,保持着分生区的结构和功能。而分生区距根尖顶端较远的那部分细胞
20、,逐渐停止分裂,纵向伸长,并开始分化,逐渐变为伸长区、而原来的伸长区,表皮细胞长出新的根毛,内部细胞发生进一步的分化,发展成新的根毛区。原来的根毛区根毛陆续死亡脱落,于是就成为根的成熟部分了。二、根的初生结构二、根的初生结构要以维管柱为重点,详细了解初生结构各个组成部分。并在此基础上,理解内皮层及凯氏带的功能;理解初生木质部和初生韧皮部外始式发育方式的意义。初生木质部分为原生木质部和后生木质部,要注意二者的导管类型互不相同。三、根的次生结构三、根的次生结构(一)要详细了解形成层、次生木质部、次生韧皮部、木栓形成层、木栓和栓内层的组成。(二)要注意次生木质部和次生韧皮部不同于初生维管组织的特点。
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