植物学上期末复习总结.docx
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1、一、植物细胞细胞是生命活动的基本结构、功能和遗传单位。原核细胞:无核膜的细胞。真核细胞:有核膜的细胞原核细胞与真核细胞的区别真核细胞(eucaryotic cell)原核细胞(procaryotic cell)核膜(nuclear membrane)有无遗传物质2至数百个染色体;双链DNA一个首尾相连环状双链DNA,常有质粒细胞器有膜包被的细胞器缺少膜包被的细胞器核糖体80S核糖体70S核糖体无性生殖有丝分裂裂殖有性生殖融合未知体积大小细胞壁功能:细胞壁是植物细胞特有的结构。1、构成支撑植物体的骨架2、控制原生质体 大小,防止原生质体过度吸水引起质膜破裂3、细胞壁中含有多种酶,在细胞的物质吸收
2、、 运转和分泌等生理过程中起主要作用4、可以接受和处理病原菌侵袭释放的化学信号,并传 递到质膜,使细胞产生植物抗毒素或合成单宁等物质,抵御病原菌侵害。细胞壁成分:纤维素、半纤维素、木质素、果胶、糖蛋白。细胞壁各层(显微结构):胞间层:位于细胞壁最外面,是新细胞产生时在两个子细胞间形成的薄层,也称中层。 主要由果胶组成,有强亲水性和可塑性。是两个细胞所共有的。初生壁:纤维素、半纤维素、果胶、糖蛋白形成的精细网状结构。有弹性,在中层两边。 是细胞生长过程中原生质体分泌形成的。除以上成分外,还有多种酶类。次生壁:植物一部分细胞在停止生长后原生质体继续分泌纤维素沉积在初生壁上,形成 次生壁。主要由纤维
3、素、木质素等组成,其他物质填充。纹孔:分为具缘纹孔、半具缘纹孔和单纹孔,是初生壁上未增厚的薄壁区域,是细胞间 水分和物质交换的通道。胞间连丝:相邻细胞间在细胞壁上通过的原生质丝。细胞壁超微结构:纤维素组成基本纤丝,基本纤丝平行排列形成微纤丝,微纤丝聚集成大纤 丝。细胞壁特化:木化:细胞壁上增加木质。木质是一种亲水物质,可透水,起机械支持作用。使细胞硬(木栓层 周皮(木栓形成层I栓内层初生韧皮纤维 筛管伴胞 次生韧皮部( 韧皮纤维 韧皮薄壁细胞 韧皮射线维管形成层导管管胞 次生木质部(木纤维 木薄壁细胞 木射线初生木质部木栓层为几层栓化和木化的死细胞,木栓形成层是1层活细胞,栓内层是13层较大的
4、 薄壁细胞。维管射线:木射线与韧皮射线统称维管射线又称次生射线。侧根的发生及特点:在根的初生生长中,主根和不定根的根尖产生分枝形成侧根。侧根通常 起源于根毛区中柱鞘的一定部位。由于它发生于内皮层之内,故称为内起源。侧根的发生位 置与初生木质部和初生韧皮部的位置及束数相关。侧根的生长与主根相关,当主根被切断或 受损时,会促进侧根生长。根瘤:根瘤是植物根上形成的瘤状突起,在豆科植物中最为常见,是由于根瘤菌或其它微生 物与之共生而产生的。根瘤的产生提高了植物的固氮能力,还能增强土壤肥力。每种植物共 生的固氮菌不同,固氮途径不同。菌根:许多高等植物的根可以与土壤中某些真菌共生,与真菌共生的根称为菌根。
5、分为外生 菌根和内生菌根。二者间是互利共生关系。1、外生菌根形成紧密的丝状外套包在幼根表面, 少数可以侵入到皮层细胞间隙中,但不侵入细胞内,主要存在于木本植物中。2、内生菌根 侵入根细胞中,主要分布在具凯氏带的内皮层以外的皮层细胞内,主要存在于草本植物中。 3、有些植物的幼根,真菌菌丝不仅包在幼根表面,还侵入到皮层细胞间隙和皮层细胞内, 称为内外生菌根,如苹果、草莓。茎的功能:1、输导作用2、支持作用3、贮藏和繁殖4、部分植物的变态茎有光合、保护、 攀援等功能。芽的类型和结构:芽是处于幼态,尚未伸展的枝、花或花序。顶芽定芽按着生方式不同,在茎上有固定的着生位置腋芽并生芽叠生芽或柄下芽正芽副芽不
6、定芽:可生于老根老茎和叶上,特别是受创部位生长锥叶原基腋芽原基芽鳞按发育后形成器官不同花芽花萼花冠雄蕊、雌蕊(芽鳞混合芽卜力花V(幼叶I幼叶按有无芽鳞包被鳞芽裸芽按生理状态活动芽休眠芽芽与分枝的关系:分枝方式主要取决于顶芽和腋芽发育的差异,也与植物本身遗传特性及外 界环境有关。植物分枝类型:1、二叉分枝,原始的分枝方式,茎尖生长点一分为二,形成两个对生的 相同新枝,常见于苔薛和蕨类2、单轴分枝,主茎的顶芽活动始终占优势,有明显而发达的 主干,也称总状分枝,出材率最高,见于高大乔木。3、合轴分枝:主干的顶芽经过一段时 间生长后,停止生长或分化成花芽,由靠近顶芽的腋芽代替顶芽,发育成新枝,如此交替
7、。 大部分被子植物属此分枝,结实率最高。4、假二叉分枝,顶芽停止生长或分化成花芽后, 由顶芽下2个对生腋芽同时长成二叉状侧枝,是合轴分枝的一种特殊形式。如忍冬科。5、 禾本科植物的分枝方式是分薨,产生分枝的节称为分篥节,分廉节的位置称为薨位。枝条外部形态结构与特点:着生叶和芽的茎称为枝或枝条,一般为圆柱形,也有三棱柱形(如 莎草科)、四棱柱形(如唇形科)、多棱柱形或扁平叶状。茎上着生叶和芽的部位称为节,相邻两节之间称为节间,节间长度不同因此植物有长短 枝之分,长枝为长叶的营养枝,短枝为果枝。叶片与茎之间形成的夹角称为叶腋。叶腋内着 生的芽称为腋芽,着生于茎顶端的称为顶芽。叶片脱落后留下的痕迹称
8、为叶痕。叶痕中凸起 的小点是叶柄与茎相连的维管束断离后的痕迹,称为维管束痕。木本植物的茎表面可以见到 形状大小各异的点状凸起或裂缝结构,是茎内组织与外界气体交换的通道,称为皮孔。皮孔 的形态特征可以作为植物分类的鉴定指标。在老茎上通常看不到皮孔。具芽鳞的植物茎表面 可以看到紧密排列的环状痕迹,称为芽鳞痕,其数目可以判断枝条年龄。茎尖分区与细胞构特点:分生区:茎尖顶端由顶端分生组织形成的生长锥,由原分生组织及其衍生的初生分生组 织两部分组成。初生分生组织分化形成原表皮、基本分生组织和原形成层三部分。顶端分生 组织特点见原套原体学说和细胞组织分区概念。伸长区:位于分生区下方,细胞明显伸长并且液泡化
9、,是茎伸长生长的主要部位,长度 比根尖伸长区长,是初生分生组织和初生成熟组织的过渡区。成熟区:细胞停止伸长,各组织分化形成茎的初生结构。原套.原体学说:被子植物茎尖顶端的原分生组织由原套和原体两部分组成。原套位于茎尖 顶端的外部,细胞排列整齐,只进行垂周分裂,增加茎端的表面积而不增加细胞层数。单子 叶植物原套1层,双子叶植物2层。原体是原套内方一团排列不规则的细胞,可进行各方向 的分裂,增加体积使茎端扩大。一般认为原套的表层细胞分化成原表皮,其它组织并不是预 先决定的。该学说不适用于大多数裸子植物。细胞组织分区概念:把茎尖分为了若干区域:1、顶端原始细胞区,也称原套原始细胞区, 是茎先端的一群
10、原始细胞。2、中央母细胞区,也称原体原始细胞区,位于顶端原始细胞区 下面由其衍生而来,细胞染色浅,液泡化明显。3、周围分生组织区,上述两区细胞向侧面 衍生的细胞组成,细胞较小,细胞质浓厚,染色较深,细胞分裂活跃,在一定位置上,其分 裂结果是形成叶原基。该区与茎的伸长和增粗有关4、形成层状过渡区,被子植物中此区只 有少数植物有,整体呈浅盘状5、髓分生组织,位于中央部分以下、周围分生组织以内,其 细胞有规则地横向分裂呈纵向排列,故称肋状分生组织,细胞更为液泡化。周围分生组织和 肋状分生组织分化形成原表皮、基本分生组织和原形成层。外起源:叶原基和腋芽原基起源于茎顶端分生组织侧面的外层细胞,故称为外起
11、源。茎尖与根尖的区别:1、茎尖没有类似根冠的保护结构,由幼叶包被2、茎尖产生叶原基和 腋芽原基,结构较根尖复杂3、茎的伸长区比根要长得多茎的初生生长:见原套原体学说和细胞组织分区概念。表皮皮层( (初生韧皮部双子叶植物茎的初生结构: 维管束束中形成层维管柱( (初生木质部髓、 I 髓射线表皮:由原表皮发育而来,细胞一般呈扁长方体状,长轴与茎纵轴平行,排列紧密无胞间隙, 一般不含叶绿体,有的含花色素甘。细胞外切向壁常有厚角质层、气孔器、各种表皮毛或腺 毛,有的有蜡质。皮层:由基本分生组织发育而来。通常靠近表皮的细胞较小,为厚角组织,常成一圆环或束 状排列。内层是排列疏松、胞间隙明显的薄壁细胞,含
12、有叶绿体。有的外围还有厚壁组织, 有的有分泌腔、乳汁管,水生或湿生植物中还有气腔。茎中内皮层通常不明显。维管柱:皮层以内所有组织的统称。维管束:由原形成层发育而来,束状结构,在横切面上排列成环状。有外韧维管束(初生韧 皮部在外,初生木质部在内,以束中形成层为界组成内外相对排列)、双韧维管束(初生木 质部内方又分化出韧皮部)、周韧维管束(初生韧皮部包围初生木质部)、周木维管束(初生 木质部包围初生韧皮部)四种类型。初生韧皮部:由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成,主要功能是输导有机养料。成 熟方式与根中相同。初生木质部:由导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维组成,主要功能是输导水分和无机盐类, 并
13、兼具机械支持作用。初生木质部发育的内始式是茎初生结构的重要特征。先分化成熟的原 生木质部在内,由少量管腔较小的环纹、螺纹导管、管胞及木薄壁细胞组成,无木纤维。后 分化成熟的后生木质部在外,由管腔较大的梯纹、网纹或孔纹导管、管胞、木薄壁细胞及木 纤维组成。根与茎的初生结构有何异同:相同点:1、均由表皮、皮层、维管柱三部分组成,各部分的细胞类型在根、茎中也基 本相同2、根、茎中初生韧皮部发育顺序均为外始式。不同点:1、根表皮具根毛、无气孔,茎表皮无根毛而往往具气孔2、根中有内皮层, 内皮层细胞具凯氏带,维管柱有中柱鞘;而大多数双子叶植物茎中无显著的内皮层,不具凯 氏带,茎维管柱也无中柱鞘3、根中初
14、生木质部和初生韧皮都相间排列,各自成束,而茎中 初生木质部与初生韧皮部内外并列排列,共同组成束状结构4、根初生木质部发育顺序是外 始式,而茎中初生木质部发育顺序是内始式5、根中无髓射线,有些双子叶植物根无髓,茎 中央为髓,维管束间具髓射线。茎的次生生长:与根一样,大多数双子叶植物由于侧生分生组织(维管形成层和木栓形成 层)的活动,进行次生生长,产生次生结构。但二者次生分生组织的起源不同,形成的结构 有所差异。初生结构形成时,维管束的初生木质部与初生韧皮部间保留了一层原形成层细胞,即束 中形成层。次生生长开始即束中形成层开始活动,此时与束中形成层相连的髓射线薄壁细胞 恢复分裂能力,形成束间形成层
15、。束中形成层与束间形成层相互连接成一个完整的圆筒状维 管形成层,在横切面呈圆环状。维管形成层由纺锤状原始细胞和射线原始细胞组成。纺锤状原始细胞以平周分裂为主, 向内分裂分化成产生导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维,向外分裂分化产生筛管、伴胞、韧 皮薄壁细胞和韧皮纤维,二者速度不均等,形成的次生木质部远比次生韧皮部多。射线形原 始细胞分布于纺锤状原始细胞之间,与茎的长轴垂直排列(就是说是横着排列的)也以平周 分裂为主,向内产生木射线,向外产生韧皮射线,同时向内外分裂细胞以延长髓射线。维管 形成层的活动可以延续很长时间。木栓形成层是由紧接表皮的皮层细胞恢复分裂能力形成木栓形成层,进行平周分裂,向 内向
16、外分别产生栓内层和木栓层,三者共同构成周皮,行使保护功能。周皮上分布有皮孔。木栓形成层寿命有限,几个月后就转变为木栓层,每次新周皮的形成,其木栓层外的组织都 会相继死亡,逐渐积累形成树皮。 木栓层周皮( 木栓形成层(栓内层(含叶绿体)( 外层厚角组织皮层( 内层薄壁组织(分泌腔(部分植物)残留的初生韧皮纤维筛管轴向系统细胞分子伴胞韧皮薄壁细胞茎的次生结构:次生韧皮部/I韧皮纤维或石细胞径向系统细胞分子完全韧皮射线组成、髓射线与韧皮射线组成分泌结构(部分植物)维管形成层导管管胞次生木质部木纤维木薄壁细胞木射线 髓射线如何区分老根和老茎:1、老根没有皮层,老茎则有皮层残留2、老根木质部和韧皮部相间
17、 排列,无年轮样结构;老茎木质部发达,木质部韧皮部相对排列,有年轮。木材三切面:木材的横切面、径向切面和切向切面。横切面是与茎的纵轴垂直做的切面;径 向切面是通过茎的中心所作的纵切面;切向切面是不通过茎的中心所做的纵切面。横切面的特点:可以看到生长轮、早材与晚材、心材和边材及射线等结构。生长轮、早材与 晚材都呈环状排列,心材和边材呈同心圆排列。在横切面上,射线呈辐射状排列,单列射线 极少。径向切面的特点:年轮、早材、晚材、心材、边材及射线等结构呈现的形状、结构有所不同。 年轮呈纵向排列,其细胞组成分子导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞都为纵面观。径向切面 上射线细胞通常与茎的纵轴垂直呈横向排列,称
18、为横卧射线。有些植物还存在与茎的纵轴平 行排列的射线细胞称为直立射线。木材中射线细胞都横卧的,称为同型射线,否则称为异型 射线。切向切面的特点:年轮和射线较为显著。年轮常呈V字型,其细胞同为纵面观。射线呈梭 状纵向排列,呈现横切面观。生长轮:木材横切面上的同心圆环,同一年内早材与晚材构成一个生长轮,在温带及亚热带 的树木通常每年只形成一个生长轮,故又称年轮。早材:春季环境适宜,形成层活动旺盛,形成的导管腔大壁薄,木纤维少,材质较疏松。又 称春材。晚材:夏末秋初,形成层活动减弱,形成的导管腔小壁厚,木纤维多,材质致密,又称秋材。 环孔材:一个生长轮内,早材与晚材的导管腔相差很大,导管比较整齐地沿
19、生长轮呈环状排 列,这种木材称为环孔材。散孔材:早材与晚材的导管腔相差不大,导管散布于早材和晚材中,称为散孔材。心材:木材横切面上,靠近中央颜色较深、质地较硬的部分。边材:木材横切面上,外围颜色较浅、质地较软的部分。裸子植物木材构造与双子叶植物木材构造的区别:木质部和韧皮部的细胞组成不同。裸子 植物木质部由管胞和木射线组成,一般无导管,木薄壁组织很少,无典型木纤维。韧皮部主 要由筛胞、韧皮薄壁细胞及韧皮射线组成,无筛管和伴胞。1、裸子植物在横切面上没有大而圆的导管腔而是排列整齐的呈四边形或多边形的管胞, 木材结构比较均匀,称为无孔材。一些松柏类植物分布有树脂道,由一圈称为上皮细胞的分 泌细胞保
20、卫。木射线通常为单列射线。2、裸子植物径向切面上管胞呈两端封闭的长管状,胞壁上有呈正面观的具缘纹孔,即 双层同心圆。木射线无异型射线,都是同型射线。3、裸子植物在切向切面上,管胞壁上的具缘纹孔呈侧面观,为狭缝状。单子叶植物茎的特点:1、大多数单子叶植物不能进行次生生长,无次生结构2、维管束通 常散生在基本组织中,不呈环状排列。基本组织无皮层、髓、髓射线的分化。(气孔器表皮(表皮毛 I排水器 叶的组成:双子叶植物,栅栏组织 叶肉1I海绵组织(主脉 叶脉|I I各级侧脉表皮 单子叶植物J气孔器泡状细胞表皮毛排水器叶肉(无分化)、叶脉(平行脉)(最外角质层 表皮(无上下表皮) 下皮I内陷气孔叶肉(无
21、分化,常分布树脂道)维管组织内皮层转输组织叶的功能:1、光合作用2、蒸腾作用3、气体交换4、一定的吸收功能5、(部分植物)繁 殖功能双子叶植物叶的构造:叶片、叶柄、托叶。三部分均具备的叶,称为完全叶,否则就是不完叶尖叶缘全叶。叶基双子叶的叶脉为网状脉I叶脉叶柄托叶 叶片叶鞘单子叶植物叶的构造:叶枕单子叶植物的叶脉为平行脉叶舌(部分植物)、叶耳(部分植物)裸子植物叶的构造:除银杏、买麻藤等少数种类外,通常比较狭细,呈针状、条状或鳞片状。 旱生叶与水生叶的构造特点及与环境关系:旱生植物的发展方向为降低蒸腾和保持水分。 水生植物的发展方向为获得气体和接受阳光。这是其生活环境中水的多少造成的。1、降低
22、 蒸腾的措施有:叶片小而厚,表皮细胞外壁增厚且角质层发达,表皮上常具发达的表皮毛及 蜡被,形成复表皮或下皮层,气孔下陷或形成气孔窝;栅栏组织发达,多层,甚至上下表皮 都有栅栏组织分布,海绵组织和胞间隙不发达;叶脉密机械组织和输导组织发达。2、保持 水分的措施有:叶片肥厚多汁,有发达的贮水组织,细胞液浓度高,保水能力强。3、适应 水生的措施有:表皮细胞薄,角质层很薄或没有角质层,无表皮毛和气孔,这样有利于光照 和水中气体的接受,防止水流直接进入叶内;表皮细胞具叶绿体,能充分利用弱光进行光合 作用;叶肉不发达,细胞层次少,无栅栏组织和海绵组织的分化;胞间隙发达,形成通气系 统,利于气体交换;机械组
23、织和维管组织退化,导管不发达。阳生叶与阴生叶的构造特点及与环境关系:阳生植物接受的光强,空气比较干燥蒸腾作用 也强,阴生植物反之。因此阳生植物的叶倾向于旱生植物的特点,相似但不同,叶片较小而 厚,角质层较厚,气孔数目较多,栅栏组织和机械组织发达,胞间隙小。阴生植物叶片大而 薄,角质层薄,气孔数目较少,栅栏组织不发达,海绵组织发达,胞间隙发达,细胞中叶绿 体大而少,叶绿素含量高。同一种、乃至同一株植物在不同的生态环境下会表现出不同的适 应性特征。离层:叶片成熟前,叶柄基部的细胞分裂产生数层具分生组织状态的扁小细胞,形成离区。 离区发育时,其内的1至几层细胞形成离层,是造成叶死亡后脱落的直接原因。
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