营养器官的相互联系及其变态.ppt

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1、,植物的营养器官根、茎、叶，从生理功能上看，各自都有自己独特而重要的作用，不同器官，由于行使不同功能，长期对于不同环境适应及相互作用，表现在组成的组织类型、量、空间分布与外部特征等形态结构上的差异。一株植物是一个整体，各营养器官彼此间又是相互联系和统一的，结构上都是由皮组织系统、基本组织系统和维管组织系统构成的，功能上相互影响和协调统一，表现出整体性；它们既有区别，又有联系。植物的功能决定了器官的形态，形态适应于功能和特定的环境。,主要知识点：1.植物营养器官功能的协调性表现在哪些方面？2.植物营养器官结构上是如何连续成一个整体的？3.什么是植物器官生长的相关性，主要体现在哪些方面？4.植物叶

2、片在不同生态条件下形态结构发生哪些相应的变化？5.什么是营养器官的变态？根、茎和叶的变态有哪些主要类型？,第一节 营养器官的相互联系,一、营养器官之间维管组织系统的联系植物是一个整体，营养器官之间的各种组织彼此相连，表皮与表皮相连、皮层与皮层相连、中柱与中柱相连，但根与茎的初生维管组织排列不同，在连接上需要过渡和转换。主茎维管束分枝通过皮层进入枝，茎或枝的维管束斜出到边缘然后伸展到叶柄，通过叶柄，组成反复分枝的叶脉。,茎与根的过渡区根、茎、叶营养器官的形态、结构、功能不是孤立的，而相互联系、相互影响的。根维管组织的初生结构特点：木质部是外始式、初生木质部与韧皮部相间排列。茎维管组织的初生结构特

3、点：木质部是内始式、外韧维管束、环状排列。要把这两结构统一起来，必须形成一过渡区，通常存在于下胚轴。现以根四原型维管组织转变为茎的四个外韧维管束为例：维管组织开始转变时，根的四个初生木质部束每一束由内向外逐次分裂为2束，并分别朝左、右两侧扭转，旋转180，每一与相邻初生木质部的一股逐渐汇合，并渐以后生木质部的一端靠近韧皮部，最后和韧皮部内侧相接，从而形成四个外韧维管束，初生木质部成熟方式由外始式转变成内始式。,根,下胚轴（过渡区）,茎,根茎过渡区,枝与叶之间维管束的联系主茎与枝的联系是通过枝迹，在茎中，木质部在内、韧皮部在外；在枝中，木质部在上、韧皮部在下。茎与叶结构上的联系是通过叶迹。总之，

4、根、茎、叶各营养器官的维管系统是互相贯通的，保证了矿质和有机物的输导。,二 营养器官之间主要生理功能的相互联系,1 水的吸收输导蒸腾,2 有机物的制造输导储藏,3 地下与地上部分的相关,4 顶芽与侧芽,(一)植物体内水分的吸收、输导和蒸腾植物靠根、根毛区来完成吸收水分。(1)主动吸水：靠根压吸水，进入表皮、皮层、内皮层、中柱鞘、导管。(2)被动吸水：靠叶片蒸腾作用，提高细胞吸水力。质外体：细胞壁、胞间隙、木质部中的导管、根内皮层、质外体不连续的自由扩散（溶液、溶质）共质体：所有细胞的细胞质和胞间连丝，是连续的整体。根系的吸水活动与茎的输导和叶的蒸腾都有密切关系。,(二)植物体内有机营养物质的制

5、造、运输、利用和贮藏1.叶子是进行光合作用的重要场所，合成葡萄糖，运输时转变成蔗糖，有机物除自身利用外，大量运输到根、茎、花果、种子中。2.运输：有机物的运输，是通过韧皮部的筛管进行的，筛管上、下贯穿于植物体内，形成连续的长途运输途径。此外，可通过活细胞的胞间连丝，及传递细胞进行短途运输。3.有机物运输的方向有一定规律：A:营养物质向生长中心分配，（幼嫩的新陈代谢强的器官），如茎尖、根尖、幼叶。B:就近原则：供应临近叶的器官。离近消耗能量少。C：同侧原则：靠叶同侧先利用。4.有些植物具有贮藏大量有机物的能力。将叶片制造的有机物积蓄于块茎、块根、贮藏器官及结实器官中。,营养器官之间主要生理功能的

6、相互联系总体是水分由根吸收经茎传导至叶散失；养分由叶制造，经韧皮部运到植物体各部分。这中间不仅各营养器官之间生理功能是紧密联系，互相联合的，而且在以水分和有机物为中心的这两条运输途径之间，彼此也是息息相关，相互影响的。,三、营养器官的生长相关性（一）生长相关性：植物体各器官之间，存在着互相促进和互相抑制的关系。根系的发育受到叶的光合活动影响。地下部分与地上部分的生长相关性根冠（根条）比率。,（二）主干与分枝的生长相关性顶端优势 当主干的顶芽生长活跃时，下面的腋芽往往休眠而不活动，如顶芽被摘去或受伤，腋芽就迅速萌动生长而形成侧枝。这种顶芽对腋芽的生长的抑制作用称“顶端优势”。如果树、棉花摘心，可

7、促进果枝发育。,第二节 营养器官的变态,一些植物的营养器官由于长时期适应于不同的环境条件，使器官在形态结构及生理功能上发生变化，成为该种植物的遗传特性，这种现象称为变态。,变态的概念,一根的变态(一）贮藏根：主要适应于贮藏大量营养物质。分肉质直根和块根。1.肉质直根:主要由主根发育而成，所以每株只有一个肉质直根，见于二年生或多年生草本双子叶植物，如萝卜、胡萝卜、甜菜。有次生生长和三生结构。,肉质直根,2.块根：是由不定根或侧根经过增粗生长而形成的，因此在一株上可形成多个块根。如：甘薯、大丽花等，也有次生生长和三生结构。,（二）气生根：生长在地面以上空气中的根。1.支柱根：玉米从茎节上生出不定根

8、伸入土中，成为支持植物体的根；榕树的树干上，也可产生许多不定根，故有“一树成林”的美称。2.攀援根：一些腾本植物，如凌霄、常春藤的茎细长柔弱。不能直立，从茎的一侧，产生许多不定根，易固着在山石、墙壁表面攀援上升。3.呼吸根：红树、水松等生在海岸和沼泽，产生支根，适宜输送和贮藏空气。,气生根支持根,Prop roots of corn（Zea Mays）,Buttress root of fig（Ficus 榕属）板状根,气生根攀援根,Climbing root 常春藤,气生根呼吸根,寄生根：如莬丝子、列当的茎缭绕在寄主茎上，它们的不定根形成吸器，吸取寄主体内营养和水分。,寄生根,（一）地上茎的

9、变态1.茎刺：有些植物如柑橘、山楂、皂荚的部分地上茎变态为刺，常位于叶腋，由腋芽发育而成，不易剥落，具保护作用。而蔷薇、月季等茎上有刺，是茎表皮突出物，称皮刺。2.茎卷须：藤本植物变为卷曲的细丝，用于缠绕其它攀缘生长，如：黄瓜、南瓜、葡萄。3.叶状茎：叶子退化或早落，茎变为扁平或针状，长期为绿色，代叶行使光合作用。如：文竹、天门冬、假叶树、竹节蓼。,二、茎的变态,4.小鳞茎：大蒜花序内产生的小球体具肥厚的小鳞片称小鳞茎或珠芽。长大后脱落条件适宜发育成新植株。百合地上枝的叶腋内也常形成紫色的珠芽，另外珠芽蓼也产生珠芽。5.小块茎：薯蓣、秋海棠的腋芽常成肉质小球，但不具鳞片，类似块茎，称为小块茎。

10、6.肉质茎：肥大多汁，不仅能贮藏水分和养料，还可进行光合作用。如仙人掌科植物。7.葡蔔茎：茎细长，葡蔔地面而生，顶端生根出芽，并在节上长根，如草莓。,地上茎变态,1 肉质茎,2 茎刺,3 茎卷须,叶状茎,茎刺茎卷须,葫芦腋须,地上茎的变态,叶状茎肉质茎,假叶树,小鳞茎,（二）地下茎的变态生于地下，与根相似。变为贮藏或营养繁殖的器官，但仍保持茎的基本特征（节、节间和芽，叶一般退化成鳞片）。1.根状茎：外形与根相似，但横向生于土壤中，有明显的节和节间，节上有退化的叶和腋芽。节上还可长出不定根。如芦苇、白茅、姜、菊芋、莲藕等。2.块茎：马铃薯地下茎前端积累养料膨大成块茎。每一芽眼相当于茎节，芽眼内有

11、芽，相邻两个芽眼之间称节间，块茎内部结构由外至内：周皮、皮层、外韧皮部、形成层、木质部、内韧皮部及髓、双韧维管束。3.鳞茎：由肥厚的肉质鳞叶包围的圆盘状地下茎。如：洋葱、大蒜、百合等单子叶植物都具有鳞茎。洋葱鳞茎基部有一个节间缩短的呈扁平形态的鳞茎盘，其上部中央生有顶芽，四周由鳞叶层层包裹着，鳞叶的叶腋处有腋芽。鳞茎盘下端产生不定根。4.球茎：球状地下茎，如茡荠、慈菇、芋等，有明显的节和节间顶端有顶芽。,根状茎:如姜、藕、狗牙根等,地下茎,块茎：如马铃薯,鳞茎：如洋葱、百合、大蒜,球茎:如荸荠、芋头等,鳞茎球茎,（一）苞叶和总苞生在花下面的变态叶称为苞片。苞片多而密生在花序外围的称为总苞。苞片

12、一般较小、绿色，但也有的较大、呈各种颜色。苞片和总苞的主要作用是保护花芽和果实。其他作用（1）区分种属。如菊科植物的总苞在花序的外围，其形状和轮数即可作为分类依据。（2）吸引昆虫传粉。如鱼腥草、珙桐、三白草等具花瓣状的总苞。（3）利于果实散布。如苍耳的总苞呈束状包住果实，上生细刺，易附着动物体上散布。,三、叶的变态,（二）鳞叶：叶的功能特化或退化成鳞片状称为鳞叶。鳞叶的存在有两种情况：木本植物鳞芽外的鳞叶，常呈褐色，具茸毛或黏液，有保护芽的作用，也称芽鳞。地下茎上的鳞叶，有肉质和膜质两种。肉质鳞叶出现在鳞茎上，鳞叶肥厚多汁，富含养分，有的可食用，如洋葱、百合的鳞叶。洋葱除肉质鳞叶外，还有膜质鳞

13、叶包被。膜质鳞叶如球茎（荸荠、慈姑）、根茎（藕、竹鞭）上的鳞叶，呈褐色干膜质，是退化的叶。,（三）叶卷须：由叶的一部分变成卷须状，适于攀援生长，如豌豆羽状复叶先端的一些叶片变成卷须，菝葜的托叶变成卷须。,菝葜,（四）捕虫叶：食虫植物的叶变成适宜捕食昆虫的特殊结构。捕虫叶有囊状，如狸藻；盘状，如茅膏菜；瓶状，如猪笼草。狸藻的捕虫叶膨大成囊状，每囊有一开口，并由一活瓣保护。活瓣只能向内开启，外表面具硬毛。小虫触及硬毛时，活瓣开启，小虫随水流入后活瓣关闭。囊壁上腺体分泌的消化液消化小虫后再由囊壁吸收。茅膏菜的捕虫叶呈半月状或盘状，上表面有许多顶端膨大并能分泌黏液的触毛，能粘住昆虫，同时触毛能自动弯曲

14、，包围虫体并分泌消化液，将虫体消化并吸收。猪笼草的捕虫叶叶柄很长，叶呈瓶状，瓶顶端有盖，盖的腹面光滑而具蜜腺，分泌消化液。瓶盖通常敞开，当昆虫一旦爬至瓶口时，极易滑入瓶内，遂为消化液消化并吸收。,（五）叶状柄：有些植物的叶片不发达，而叶柄转变为扁平的片状，并具叶的功能。如相思树、金合欢属某些种类等。,金合欢属植物,（六）叶刺：由叶或叶的部分（托叶）变成刺，称为叶刺。叶刺腋（即叶腋）中有芽，以后发育成短枝，枝上具正常的叶。如小檗长枝上的叶变成刺；刺槐的托叶变成刺，刺位于托叶的部位极易分辨。另仙人掌的刺也是叶刺。叶刺都有维管束与茎相通，皮刺是表皮变态，无维管束。,叶刺,叶刺,仙人掌,小檗,四同功器

15、官和同源器官按器官的来源和生理功能是否相同，将变态器官分二类。同源器官：凡是外形与功能都有差别，而来源相同的变态器官，如：茎卷须、根状茎、鳞茎等都茎的变态。同功器官：外形相似，功能相同，但来源不同的变态器官。如茎刺与叶刺；茎卷须与叶卷须；块茎与块根等。,千姿百态的叶,小结：植物的生长发育体现了营养器官结构的联系与同一性。根、茎、叶都是由表皮、皮层薄壁组织和维管组织共同构成一个统一的整体，彼此相互联系。植物体内维管组织，从根中通过过渡区和茎相连，再通过枝迹和叶迹与枝叶相连，构成完整的维管系统，以保证植物生命活动所需的水分、矿质元素和有机物质的输导和转移。植物器官的生长和发育在一定程度上受其他器官

16、生理活动的影响，通常植物的营养生长明显地收到开花、结果的抑制；根系的发育往往受到叶光合作用强弱的影响，器官之间这种互相促进或互相抑制的关系，称为生长的相关性。顶芽与侧芽、主根与侧根等的生长也表现出这种相关性。,植物的各种器官中，叶的形态结构最易随生态环境的不同而发生变异，光照强度和有效水分对叶片的解剖结构有明显的影响。通常将植物的叶分为旱生和水生、阳地和阴地等不同生态类型的叶，其内部结构为适应不同环境也有明显的差异。植物营养器官的变态是植物长期适应某种特殊环境条件而产生的，也是自然界环境对植物选择的一个结果。植物的根、茎、叶如果在形态结构和生理功能上发生了显著的变异，经历若干世代以后，这种变异成为该物种的正常遗传特性，这种现象称为变态，该器官称变态器官。根据变态器官的来源和生理功能是否相同，将营养器官分为同功器官和同源器官。,思考题：,1.植物根、茎、叶之间的维管组织是怎样形成一个连续整体的？2.从植物生长的相关性方面解说“根深叶茂”的科学道理。3.不同生态型叶片是如何做到结构与功能的统一的？4.营养器官的变态主要有哪些类型？举出一些常见的实例。5.怎样区分块茎与块根、枝刺与叶刺、茎卷须与叶卷须？6.请举出一些同功器官与同源器官的实例。7.举例说明营养器官变态与植物生态适应间的关系。8.叙述叶的形态结构与生态条件的关系。,