植物生物学-植物的营养器官：根、茎、叶共115张.ppt

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1、植物的营养器官 根、茎、叶,生物竞赛辅导,第一节 根(root),种子萌发时胚根首先突破种皮向下生长，关键是尽快吸收水分。一、生理功能 吸收功能 固定和支持功能 输导功能 合成、储藏和繁殖功能,二、根和根系的类型根的类型主根（main root）：由胚根形成。侧根(lateral root)：主根、侧根和不定根上的支根。来源于母根中柱鞘或内皮层。不定根(adventitious root)：来源不固定，由茎、叶或胚轴上生出。,根系(root system)的类型直根系：有明显主根和侧根区别的根系。须根系：主根不发达，无有明显主根和侧根区别的根系。直根系多为深根系。须根系多为浅根系。,三、根的发

2、育顶端分生组织的分裂、生长、分化原始细胞：在植物的分生组织中，一些经过不断更新始终保留在分生组织中具有分生能力的细胞称为原始细胞。根尖(root tip):是指根的顶端到着生根毛的一段。根冠(root cap)：分生区(meristematic zone)伸长区(elongation zone)成熟区(maturation zone),顶端分生组织,分生区,伸长区,根冠,成熟区,3、伸长区：细胞分裂逐渐停止，细胞体积扩大，细胞 沿根的长轴方向伸长。,4、成熟区（根毛区）：细胞停止伸长，并且多已分化成熟，表皮常产生根毛。,1、根冠：是根特有的组织，由不规则的薄壁细胞组成，对分生区起保护作用。作用

3、参照资料。,2、分生区：位于根冠内方的顶端分生组织,包括原分生 组织和初生分生组织。,根毛：是根的表皮细胞外壁向外延伸的 管状结构，为根特有的结构，具 吸收和固着作用。,四、根的初生结构,由根的初生分生组织分裂衍生而来的细胞，经过生长，形成根的初生结构。表皮：由原表皮发育而来。皮层：由基本分生组织发育而来。维管柱：由原形成层发育而来。（中柱）,外皮层皮层薄壁细胞内皮层,中柱鞘初生木质部初生韧皮部髓部（单子叶植物，少数双子叶植物）,表皮 由一层表皮细胞组成，表皮细胞壁薄，角质层薄，不具气孔，部分细胞细胞壁外突生长，形成根毛。皮层 外皮层为紧靠表皮的一层或几层细胞，细胞较小，排列紧密，无胞间隙。在

4、一定时期，能代替表皮起保护功能。皮层薄壁细胞占皮层的绝大部分，细胞体积大，排列疏松，有明显的胞间隙。内皮层为皮层最内的一层，细胞排列整齐紧密，无胞间隙。最明显的特征是其上具有凯氏带的结构。凯氏带（casparian strip）：内皮层细胞的细胞壁的横壁和径壁上，常有一条栓质化和木质化的带状增厚。凯氏带可控制水分和溶质的横向运输。,维管柱：内皮层以内的部分，包括中柱鞘、初生维管组织，有的有髓。,蚕豆幼根中柱放大,1、中柱鞘：维管柱最外的一层（也有的有2层、多层）细胞，由原形成层发育而来，具潜在的分生能力。由此可产生部分维管形成层、木栓形成层、不定芽、侧根和不定根。,2、初生维管组织：包括初生木

5、质部和初生韧皮部，各自成束，相间排列。,初生木质部：外始式发育。原生木质部在外，后生木质部在内。木质部脊：二原型、三原型、多原型。,初生韧皮部：外始式发育。原生韧皮部在外，后生韧皮部在内。成束。在同一根中的束数与木质部的脊数相同，相间排列。,表皮,韧皮部,中柱鞘,内皮层,凯氏带,薄壁细胞,皮层薄壁细胞,内皮层,中柱鞘,外皮层,表皮,初生木质部,薄壁细胞,初生韧皮部,内皮层,中柱鞘,后生韧皮部,原生韧皮部,后生木质部,原生木质部,薄壁细胞,双子叶植物根与单子叶植物根初生结构的差异单子叶植物根内皮层细胞，常具五面增厚，只有外切向壁仍保持薄壁。单子叶植物根少数内皮层细胞，仍保持初生发育阶段的结构，即

6、细胞具凯氏带，但壁不增厚，称为通道细胞（passage cell）。单子叶植物根初生木质部常为多原型。单子叶植物根中央常具髓。,五、侧根的形成侧根的来源 侧根起源于母根的中柱鞘，内皮层也可能以不同程度参与侧根的形成。（内起源）过程：形成根原基，突破表皮。与母根关系,二原型根：正对初生韧皮部。正对初生韧皮部与初生木质部之间三、四原型根：正对初生木质部。多原型根：正对初生韧皮部。,六、根的次生生长和次生结构,维管形成层：初生木质部和初生韧皮部之间的一种侧生 分生组织，由薄壁细胞反分化而来。,木栓形成层：由中柱鞘等细胞恢复分生能力，形成的一 种侧生分生组织。,次生生长：由于维管形成层和木栓形成层的活

7、动，使植 物根进行加粗生长或形成周皮的过程，称为 次生生长。,次生结构：由次生生长所产生的次生组织形成的结构。包括次生维管组织和次生保护组织。,六、根的次生生长和次生结构维管形成层的发生初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞,形成条状形成层初生木质部正对的中柱鞘细胞,连接成环维管形成层的活动主要进行切向分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部。还进行径向分裂和其它方向的分裂，使形成层周径扩大。在次生韧皮部和次生木质部之间产生新的组织，使维管组织内有轴向和径向之分。,薄壁细胞,中柱鞘,1、形成层的发生：开始由中柱鞘细胞恢复分生能力而形成。以后的发生逐渐内移，可深达次生韧皮部。,2、木栓形成层的

8、活动：向外形成大量木栓层，向内形成栓内层。,木栓、栓内层与木栓形成层合称周皮。周皮的作用：次生保护组织，起保护作用。,（三）木栓形成层的发生和它的活动,植物根部与土壤微生物之间的共生现象根瘤 根部与细菌的共生现象。根毛分泌物吸引根瘤菌 根瘤菌分泌物刺激根毛卷曲、膨胀 根瘤菌侵入根毛，进入皮层细胞 根瘤菌分泌物刺激皮层细胞 皮层细胞分裂，使局部体积膨大，形成根瘤。功能：固氮作用。（根瘤菌含有固氮酶-钼蛋白和钼铁蛋白）,七、根瘤和菌根,菌根 根部与真菌的共生现象。类型：外生菌根：菌丝不进入细胞内。内生菌根：菌丝进入细胞内。混生菌根：又称内外生菌根。功能：真菌提供所吸收的水分、无机盐和转化的有机 物

9、质；种子植物提供制造的有机养料。菌根还可以起到促进根细胞的输导和吸收；促 进根细胞储藏物质的分解等作用。,八、根的变态（一）贮藏根1、肉质直根：由主根发育而来。萝卜：次生木质部发达。胡萝卜：次生韧皮部发达。甜菜：三生结构。除初生、次生结构外，甜菜的中柱 鞘细胞还可产生新的形成层，称额外形成层，它分裂产生大量的薄壁细胞和新的维管组织。2、块根：由侧根或不定根发育而来。,甜菜根的发育,（二）气生根支柱根攀缘根呼吸根（三）寄生根：寄生植物叶退化，根伸入寄主体内，吸取寄主的营养。,气生根,寄生根,一、茎的生理功能 输导功能 支持功能 储藏和繁殖功能,第二节 茎,外部形态特征,节：着生叶的部位。节间：节

10、之间的部分。顶芽和侧芽：枝条：着生叶和芽的茎。叶痕：叶脱落留下的痕迹。维管束痕：叶痕内，维管束的痕迹。芽鳞痕：顶芽是鳞芽的枝条萌发时，芽鳞片脱落留下的痕迹。皮孔：茎内外气体交换的通道。,分为长枝和短枝。,二、茎的形态,芽芽的概念：处于幼态而未伸展的枝、花或花序的原始体。枝芽的结构：,叶原基,幼叶,腋芽原基,生长锥,芽的类型 按在植物体上位置分：顶芽、腋芽和不定芽。按芽鳞有无分：裸芽和被芽（鳞芽）。按芽将形成的器官性质分：枝芽、花芽和混合芽。按芽的生理活性分：活动芽和休眠芽。,裸芽,鳞芽,茎的生长习性1、直立茎 直立、背地生长，如大多数木本植物。2、缠绕茎 柔软，茎本身缠绕它物上升生长，如菜豆

11、3、攀援茎 柔软，由特有的结构，攀援它物上升生长，如爬山虎具吸盘。4、匍匐茎 沿地面蔓延生长，节上生长不定根，如甘薯,茎的分枝单轴分枝:主干是由顶芽不断向上生长而成。合轴分枝：顶芽生长一定时期后停止生长，由下面侧芽代替顶芽生长，每年交替进行。假二叉分枝：具对生叶的植物，一种特殊的合轴分枝方式。二叉分枝：低等植物的一种分枝方式。顶端分生组织一分为二。禾本科植物的分蘖 禾本科植物特殊的，在靠近地表的很短区域内，产生大量不定根和腋芽的分枝方式。,一级分蘖，蘖位2,一级分蘖，蘖位1,二级分蘖,主茎,三、茎的发育顶端分生组织（原套原体学说，初生分生组织）叶和芽的起源 外起源：叶和芽的起源于茎尖分生组织表

12、面第一层或第二、三层细胞，即起源于茎尖表面，这种起源叫外起源。,双子叶茎的初生结构 表皮：皮层：维管柱：,维管束髓髓射线,初生木质部初生韧皮部束中形成层,四、茎的初生结构,表皮,初生木质部,皮层,初生韧皮部,束中形成层,髓射线,维管束,表皮 茎的表皮由一层表皮细胞组成，是主要起保护作用的初生保护组织。表皮细胞最显著的特征是其外切向壁明显增厚，并且角质化。皮层 表皮内方，由多层薄壁组织细胞组成。常不形成内皮层，并且在幼茎内，近表皮的皮层细胞常含叶绿体。维管柱 由维管束、髓和髓射线三部分组成。,维管束：茎内的维管组织即初生木质部和初生韧皮部常结合成束，称维管束。,初生木质部：由导管、管胞、木薄壁细

13、胞和木纤 维组成。发育方式内始式。初生韧皮部：由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧 皮纤维组成。发育方式外始式。,茎内维管束有下列几种类型：外韧维管束、内韧维管束、双韧维管束、周木维管束、周韧维管束。并可根据初生木质部和初生韧皮部之间有无形成层分为有限维管束和无限维管束。,周韧维管束,无限维管束,双韧维管束,内韧维管束,外韧维管束,周木维管束,维管束的类型：代表木质部，代表韧皮部,2,3,1,1、初生木质部 2、初生韧皮部 3、束内形成层,髓：茎中央由薄壁细胞组成的中心部分。髓射线：位于皮层和髓之间，具横向运输作用的薄壁细胞。也称初生射线。,单子叶植物茎的初生结构453页 可分为实心茎和空心茎（中央

14、具髓腔）两种。现以玉米茎为例，说明其结构。表皮：由两种表皮细胞组成长细胞和短细胞。短细胞又可分为栓细胞和硅细胞。基本组织：由于玉米茎内维管束散生，因此无皮层和维管柱的明显分界。维管束：外有维管束鞘；维管束由外向内，先是韧皮部，后是木质部，没有形成层，故为有限维管束。韧皮部的分化为外始式；木质部的分化为内始式。,表皮,基本组织,维管束,五、茎的次生生长和次生结构 双子叶植物茎的次生结构 维管形成层的来源 束中形成层和束间形成层两部分。束中形成层由初生分生组织保留而来，在韧皮部和木质部之间。束间形成层由初生结构中的髓射线中的薄壁组织恢复分生能力而来。,初生韧皮部,维管形成层,初生木质部,束间形成层

15、,束中形成层,皮层,表皮,初生韧皮部,初生木质部,束间形成层,束中形成层,皮层,表皮,维管束,纺锤状原始细胞射线原始细胞,维管形成层,横裂、纵裂、缩短,切向分裂,径向分裂、侧向分裂等,径向分裂,次生木质部次生韧皮部,扩大维管形成层环的周径,韧皮射线木射线,形成层的细胞可分为纺锤状原始细胞和射线原始细胞两种。,维管形成层的季节性活动早材和晚材：早材：温带的春季或热带的湿季；形成层活动旺盛，形成的次生木质部细胞，径大而壁薄，质地疏松，颜色浅，称早材或春材。晚材：温带的夏末、秋初或热带的旱季；形成层活动减弱，形成的次生木质部细胞，径小而壁厚，质地紧密，颜色深，称晚材或秋材。年轮线和年轮：年轮线：当年

16、早材与上年晚材之间的界限。年轮：两个年轮线之间的次生木质部，即一年中形成的早材和晚材。心材和边材：心材：次生木质部的内层，较早形成的木材。边材：靠近维管形成层的次生木质部，是新形成的木材。,韧皮部,木射线,髓,形成层,晚材,早材,韧皮纤维,木栓形成层的来源和活动 木栓形成层第一次的形成，因不同植物有所差异，可起源于表皮、皮层的各部分。其活动时间一般较短，以后，发生位置逐渐内移。木栓形成层的活动将形成次生保护组织周皮。树皮和皮孔 树皮可指维管形成层以外的所有结构。可包括外树皮和内树皮两部分。外树皮指新的木栓层以外的所有组织。因为得不到水分和营养，逐渐干燥、脱落，因此，又称硬树皮或落皮层。内树皮指

17、新的木栓形成层以内的部分，是一些生活的组织构成，又称软树皮。皮孔是树皮上的气体交换通道，可分为具封闭层的和不具封闭层的两种。,裸子植物和单子叶植物茎的次生结构 裸子植物：主要是木质部和韧皮部的区别，还有就是树脂道。单子叶植物：没有次生结构。木质茎和草质茎草质茎：一般不木质化，大部分或全部是初生结构，一般柔软、绿色。,茎的变态地上茎的变态类型 叶状茎 昙花、文竹、天冬草等 茎卷须 黄瓜、南瓜、葡萄等 枝 刺 山楂、皂荚等 肉质茎 仙人掌等地下茎的变态类型 根状茎 竹、姜、莲等 块 茎 马铃薯等 球 茎 荸荠、芋、慈菇等 鳞 茎 洋葱、水仙、百合等,二、茎的变态（一）地上茎的变态 茎刺 茎卷须 叶

18、状茎 小鳞茎、小块茎,茎刺,茎卷须,（二）地下茎的变态根状茎：地下横走的茎，上有节和节间。叶长 退化成鳞叶，并有腋芽。块茎：根状茎先端膨大而成。上有芽眼、芽眉 等结构。鳞茎：茎扁平，称鳞茎盘。上有鳞叶。球茎：球形的地下茎。具明显节与节间，叶退 化成膜质鳞叶。,根状茎,块茎,洋葱的鳞茎,慈姑的球茎,第三节 叶（leaf）,一、叶的生理功能光合作用蒸腾作用（transpiration）根系吸水的动力；矿质元素随蒸腾液流上升；降低叶片的表面温度。吸收、繁殖作用,叶的组成 叶片：叶的主要部分。叶柄：承受叶片，将叶片展布在各空间 位置上，并与茎相连。托叶：叶的附属物，结构似叶片。完全叶：三者都有的叶。不

19、完全叶：三者缺少一或二部分的叶。,二、叶的形态,叶片的形态叶形叶尖叶基叶缘禾本科植物的叶 叶片、叶鞘、叶颈、叶舌、叶耳。,脉序（venation）叶脉在叶片内有规律的脉纹分布。网状脉：羽状网脉 掌状网脉 平行脉：直出脉 弧形脉 射出脉 侧出脉 叉状脉：,羽状网脉 掌状网脉,射出脉,叉状脉,弧形脉,侧出脉,单叶和复叶 单叶指叶柄上只有一个叶片；叶柄上着生多个叶片，称复叶。复叶可分为：羽状复叶 掌状复叶 三出复叶 单身复叶,叶轴和小枝的区别 叶轴顶端没有顶芽。小叶的叶腋处无腋芽。叶轴脱落。叶轴上的小叶在同一平面上。,叶序和叶镶嵌叶序：叶在茎上的排列方式。可分为：互生、对生和轮生。叶镶嵌：同一枝上的

20、叶，以镶嵌状态的排列方式而互不重叠的现象。异形叶性 同一植株不同叶形的现象。,三、叶的发育叶原基的形成 顶端生长，迅速伸长 边缘生长，形成雏形 居间生长。叶肉的分化，形成了栅栏组织和海绵组织的区别叶脉的分化是向顶的。,四、叶的结构被子植物叶的一般结构：异面叶：由于叶片两面受光的情况不同，叶片有明显上下面之分，两面的结构也不同。等面叶：叶片两面受光情况差异不大，无明显背腹之分。,表皮：由一层表皮细胞组成，有上下表皮之分，表皮细胞角质化。表皮上有气孔，气孔可分为以下类型：无规则型：无副卫细胞。不等型：有三个大小不等的副卫细胞。平列型：每个保卫细胞侧面有一至多个副卫细胞，它 们的长轴与气孔长轴平行。

21、横列型：有两个副卫细胞，副卫细胞的共同壁与气孔 的长轴呈直角。,无规则型 不等型,叶肉；叶内的绿色组织。异面叶中有栅栏组织和海绵组织的分化。栅栏组织细胞长柱形，细胞长轴与叶表面垂直，含叶绿体较多。海绵组织细胞不规则，排列疏松，胞间隙较大，含叶绿体较少。叶脉：叶内的维管束。维管束的木质部在上方，韧皮部在下方。外有维管束鞘。较大的叶脉两侧有机械组织。,栅栏组织,海绵组织,木质部,韧皮部,机械组织,单子叶植物叶的特点表皮：由长、短两种细胞组成，长细胞细胞壁不仅角质化，并且硅质化；短细胞又分为硅细胞和栓细胞。禾本科植物气孔的保卫细胞哑铃形。上表皮有特殊的薄壁细胞，称泡状细胞。（这种细胞被认为与叶内卷和

22、折叠有关。当叶片蒸腾失水过多时，泡状细胞变得松弛，而能使叶子折叠或内卷，以减少蒸腾；当蒸腾减少时，它们又吸水膨胀，于是叶片又平展。）叶肉；无栅栏组织和海绵组织的分化。叶脉：维管束鞘很有特点。C3植物：两层，外层薄壁，内层厚壁。C4植物：一层，薄壁。与外围叶肉细胞形成花环状结构。,维管束鞘,泡状细胞,松针的结构 表皮细胞细胞壁较厚，角质层发达，内方有几层厚壁细胞，称下皮。叶肉细胞的细胞壁，向内凹陷，叶绿体沿皱折分布，叶肉内方有明显内皮层。叶内有树脂道。维管束一或二。,表皮,下皮,叶肉,树脂道,维管束,内皮层,五、叶的生态类型旱生植物和水生植物的叶：旱生植物的叶（叶小而厚，或多绒毛，表皮细胞的细胞

23、壁厚，角质层发达，可能有气孔下陷。栅栏组织层次多，机械组织发达；肉质植物，含有储水的薄壁细胞。）水生植物的叶（叶片小而薄，或分裂成丝状，表皮细胞的外壁不角质化或角质化很薄，没有气孔，没有栅栏组织和海绵组织的分化，通气组织发达，木质部退化，机械组织不发达）阳地植物和阴地植物的叶阳地植物的叶（倾向旱生叶）阴地植物的叶（叶片大而薄，栅栏组织发育的不明显，细胞间隙发达，叶绿体较大，叶绿素多）,六、落叶和离层 落叶树：全树的叶同时脱落。常绿树：落叶有先后，新叶发生后，老叶才脱落。离层是指叶将脱落时，在叶柄基部，有一部分薄壁细胞开始分裂，产生一群小形细胞，这群细胞的细胞壁胶化，细胞呈游离状态，因此支持力量

24、较薄弱，这一区域称离层。叶脱落后，在离层下会形成由栓质、伤胶等保护物质形成的保护层。,第四节 营养器官间的相互联系,一、营养器官间维管组织的联系叶迹：茎内维管束向外弯曲，穿过皮层，到达 叶柄基部的一段。叶隙：叶迹上方的空隙，由薄壁细胞填充，称 为叶隙。枝迹：枝隙：,叶迹,叶隙,叶的变态苞片和总苞：花或花序下的变态叶。鳞叶：包括芽鳞和鳞茎等地上茎上的鳞叶。叶卷须：与茎卷须区别：茎卷须发生在叶腋处或与花枝相当的位置，叶卷须下有芽。捕虫叶：食虫植物的特殊变态叶。叶状柄：叶片退化，叶柄转变成扁平的片状。叶刺：与茎刺区别：茎刺发生在叶腋，上有分枝生叶，有叶痕。叶刺无上述结构，但基部有芽。,珙桐的总苞,猪笼草的捕虫叶,金合欢属的叶状柄,同功器官：来源不同，形态和功能相同的器官。同源器官：来源相同，形态和功能不同的器官。,