植物生物学课件
1.1植物細胞的形態與結構1.1.1植物細胞的形狀與大小不同植物其細胞的大小不同。植物細胞的形狀取決於其生理功能。1.1.2植物細胞的結構細胞壁(cellwall)原生質體(protoplast)顯微結構:光學顯微鏡下呈現的細胞結構。亞顯微結構(或超微結構):電子顯微鏡下看到更精細結構。1.1.2.1細胞壁
植物細胞區別於動物細胞的特徵之一,是植物細胞特有的結構,它是由原生質體分泌的物質構成的。一、植物細胞壁的化學組成纖維素分子(cellulose)
:形成微纖絲,構成細胞壁的基本骨架木質素(lignin):增加細胞壁的強度與抗降解,參與次生壁形成。果膠質(pectin):參與細胞壁複雜網架的形成。半纖維素(hemicellulose):介導微纖絲彼此連接或介導微纖絲與其它基質成分(果膠質)連接。蛋白質:包括結構蛋白和酶蛋白。二、細胞壁的結構胞間層middlelamella:位於細胞壁的最外面,主要成分是果膠。初生壁primarywall:原生質體分泌形成,主要成分是纖維素、半纖維素和果膠、糖蛋白和酶類。次生壁secondarywall:在初生壁內側積累的壁層,主要成分纖維素、半纖維素和木質素,可分為外、中、內三層。胞間層初生壁次生壁次生壁初生壁三、細胞壁的生長包括表面積的增加的壁的增厚微纖絲沿各個方向排列,受質膜內側的微管控制。纖維素合成在細胞表面合成,由質膜上的酶催化。細胞壁基質由高爾基小泡運送。初生壁四、胞間連絲和紋孔1.初生壁與初生紋孔場和胞間連絲初生紋孔場(primarypitfield):初生壁生長的不均勻增厚,初生壁上非常薄的區域。紅辣椒果皮細胞,示初生紋孔場胞間連絲(plasmodesma):
由質膜包圍的直徑狹窄的通道,內質網貫穿其中。原生質體間物質運輸和信號轉導的橋樑。
實現細胞間由信號介導的物質選擇性的轉運;
實現細胞間的電傳導;
在發育過程中,胞間連絲結構的改變可以調節植物細胞間的物質運輸。
柿胚乳細胞,示胞間連絲
2.次生壁與紋孔、紋孔對紋孔(pit)次生壁形成時,初生紋孔場不被次生壁覆蓋,結果形成許多凹陷的區域。結構包括紋孔腔和紋孔膜
半具緣紋孔具緣紋孔單紋孔紋孔腔紋孔膜具緣紋孔單紋孔初生壁次生壁胞間層五、植物細胞壁的功能控制原生質體大小。含有多種酶,與細胞物質吸收、轉動和分泌。接受和處理病原菌侵襲釋放的化學信號,並將信號傳遞到質膜。支持和保護原生質體,同時還能防止細胞吸脹而破裂。細胞壁的特化有些細胞由於在植物體中擔負的功能不同,原生質常分泌一些性質不同的物質,增加到細胞壁中,或存在於細胞壁的外表面,使細胞壁的組成物理性質和功能發生變化。常見特化有:角質化:細胞壁中增加角質的過程。
栓質化:細胞壁中增加木栓質的過程。
礦質化:細胞壁中增加礦質的過程。
1.1.2.2原生質體
原生質體是細胞內所有有生命活動部分的總稱一、質膜(plasmamembrane)二、細胞器(organelle)三、細胞質基質(cytoplasmicmatrix)四、細胞核(nucleus)一、質膜(plasmamembrane)1.質膜的結構2.質膜的功能是細胞質最外面緊靠細胞壁的一層界膜,它是原生質體的最外部分。細胞質膜和其他細胞器表面包被的膜的基本結構和功能都基本一致,統稱為生物膜。
三層結構(7.5nm):兩側是高電子密度的暗帶(2nm),主要成分為蛋白質;中間夾一個低電子密度的明帶(3.5nm),主要成分是類脂。單位膜結構1.質膜的結構質膜的流動鑲嵌模型磷脂雙分子層是組成生物膜的基本結構成分蛋白分子以不同方式鑲嵌在脂雙層分子中或結合在其表面,膜蛋白是賦予生物膜功能的主要決定者質膜的流動性2.質膜的功能調節物質進出原生質體協調細胞壁物質的合成和組裝進行植物激素和與細胞生長、分化有關的環境信號的傳導1.質體(plastid)2.線粒體(mitochondrium)3.內質網(endoplasmicreticulumorER)4.高爾基體(Golgiapparatus)5.溶酶體(lysosome)6.圓球體(spherosome)7.微體(microbody)8.液泡(vacuole)9.核糖體(Ribosome)1.質體plastid葉綠體(chloroplast)有色體(chromoplast)白色體(leucoplast)植物細胞特有結構,與碳水化合物的合成和貯藏有關。葉綠體含有葉綠素,由葉綠體膜,類囊體(thylakoid)和基質(stroma)構成。吸收和利用光能,進行光合作用的場所。番茄細胞中的有色體含有黃色或橙色的類胡蘿蔔素,使許多植物的花、老葉、果實和根呈黃色、橙色或紅色。有助於吸引昆蟲和其他動物。有色體白色體不含色素的質體合成澱粉(造粉體)合成脂肪(造油體)合成蛋白質(造蛋白質體)質體類型顏色功能葉綠體綠色光合作用有色體黃-紅色積累脂類和澱粉白色體無色合成澱粉,脂肪,蛋白質造粉體有色體葉綠體前質體白色體在植物發育過程中,質體可以相互轉化。質體的發育2.線粒體線粒體由雙層膜包被,內膜向中心腔內折疊成脊(cristae),是細胞進行呼吸的場所。其膜上和基質中都存在有多種用於呼吸作用的酶。線粒體和葉綠體的內共生起源學說3.內質網三維膜系統,橫切面為平行雙層膜結構,兩層膜之間有空腔。光面內質網(sER):無核糖體,為細胞內外糖類和脂類的合成和轉運場所糙面內質網(rER):附著有大量核糖體,合成膜蛋白和分泌蛋白功能:細胞內的通訊系統;細胞內物質運輸的通道;細胞中合成膜的重要場所;相鄰細胞的內質網通過胞間連絲而貫通。4.高爾基體
由數個單層膜圍成的扁平圓盤狀的囊相迭而成。參與細胞的分泌作用,參與多糖的合成和運輸及質膜、細胞壁的形成。5.溶酶體lysosome單層膜,含多種酸性水解酶。主要功能:進行細胞內的消化作用,催化蛋白質、多糖、核酸等大分子的降解。6.圓球體(spherosome)膜(非單位膜)包被的球狀小體,直徑0.1-1µm。圓球體是貯藏細胞器,其內含有脂肪酶,可將脂肪水解成甘油和脂肪酸。7.微體(microbody)
單層膜包被的細胞器,直徑05-1.5µm,具有顆粒狀的結構,有時含有蛋白質晶體。過氧化物酶體(peroxisome):與葉綠體、線粒體相配合,參與乙醇酸迴圈,把光合作用產生的乙醇酸轉化成己糖。乙醛酸體(glegoxysome):存在種子中,可將脂肪水解成甘油和脂肪酸。8.液泡vacuale由單層膜包被,膜內充滿著細胞液,是植物細胞所特有的結構細胞液的成分:主要成分是水,此外還溶有各種無機鹽和有機物。功能:貯藏營養物質如糖、有機酸、無機鹽;與細胞的吸水有關,並形成膨壓,使細胞保持緊張狀態,有利於各種生理活動的進行;代謝廢物的積累與轉化;參與細胞的分化、結構更新等過程。主要成分是RNA和蛋白質,由大小兩個亞基組成。可以以游離狀態存在於細胞內,或附著於糙面內質網上,在細胞核、線粒體和葉綠體中也存在。是合成蛋白質的中心。9.核糖體三、細胞質基質cytoplasmicmatrix無特殊結構,細胞器和細胞核,以及維持細胞形態的細胞骨架都存在於其中。化學成分:水、無機鹽、溶解的氣體、糖類、氨基酸、核苷酸、蛋白質、核糖核酸等。功能:為細胞代謝和細胞器之間物質運輸提供場所和介質,同時為各類細胞器提供必需的營養和原料。
細胞質骨架(cytoskeleton)真核細胞中的蛋白質纖維網架體系;包括微管和微絲。
微管(microtubule):由微管蛋白組裝成的長管狀細胞器,平均外徑24nm,內徑15nm。生理功能:細胞形狀的維持有關。細胞壁的形成和生長有關細胞的運動及細胞內細胞器的運動有密切關係。
微管微絲(microfilament)主要成分為肌動蛋白,直徑為7nm。生理功能:與微管共同構成細胞內的支架,支持和網路各種細胞器;參與細胞壁物質的沉積、花粉管的頂端生長、細胞分裂後核的移動及細胞質環流等。
微絲細胞質骨架:微管(綠色)和微絲(紅色),細胞核(藍色).(三)細胞核1.核被膜(nuclearenvelope)2.染色質(chromatin)3.核仁(nucleolus)4.核基質(nuclearmatrix)1.核被膜(nuclearenvolope)雙層核膜核孔複合體核纖層(nuclearlamina):位於內膜與染色體之間的一層蛋白質網路結構。2.染色質(chromatin)指間期細胞核內由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性複合結構,是間期細胞遺傳物質存在的形式。染色體(chromosome):指細胞在有絲分裂或減數分裂過程中,由染色質聚縮而成的棒狀結構。ChromosomalStructureinnucleus
染色質與染色體是在細胞週期不同的功能階段可以相互轉變的的形態結構
染色質與染色體具有基本相同的化學組成,但包裝程度不同,構象不同。(3)核仁(nucleolus)核內合成和貯藏RNA的場所4.核基質(nuclearmatrix)蛋白質網,網孔中充滿液體,是核內各結構的支架。細胞核的功能功能:儲存的傳遞遺傳資訊,控制蛋白質的合成調節細胞的生理活動,在細胞的遺傳和代謝方面起主導作用。1.1.2.3後含物ergasticsubstance細胞原生質體代謝的產物:包括貯存物質和代謝廢物包括糖類(carbohydrate)蛋白質(protein)、脂肪(fat)及其有關的物質,還有成結晶的無機鹽和其他有機物,如丹寧、樹脂和植物堿等。澱粉(starch)形成澱粉粒質體合成臍點和輪紋三種類型:單粒澱粉粒、複粒澱粉粒和半複粒澱粉粒。蛋白質貯藏蛋白質呈固體狀態,生理活性穩定,與原生質體中呈膠體狀態的有生命蛋白質在性質上不同。呈晶體或無定形。糊粉粒積累在液泡中。脂肪含能量最高而體積最小的貯藏物質。脂肪:常溫下為固體。油類:常溫下為液體後含物1.2.1細胞週期(cellcycle)
細胞由一次分裂結束到下一次分裂完成所經歷的整個歷程,包括:分裂間期interphase分裂期mitosis
分裂間期(interphase)
分裂間期是從前一次分裂結束到下一次分裂開始的一段時期。在此時期主要進行DNA和蛋白質的合成,是分裂前期的準備和積累時期.1.複製前期(G1期):細胞增長,生物合成2.複製期(S期):合成DNA和組蛋白3.複製後期(G2期):合成有絲分裂的有關結構(二)分裂期(Mitoticphase)核分裂karyokinesis:細胞核一分為二,產生兩個在形態和遺傳上相同的子細胞核,一般包括前期、中期、後期和末期。胞質分裂cytokinesis:是在兩個新的子核之間形成新的細胞壁,將一個母細胞分隔成兩個子細胞,通常發生在核分裂後期。(三)細胞週期的時間不同物種或不同組織的細胞週期經歷的時間不同。細菌的細胞週期:20min紫露草:20h同種細胞的週期時間相對恒定(四)週期細胞、終端分化細胞與G0期細胞週期細胞:始終處於細胞週期。終端分化細胞:永久失去分裂能力,脫離細胞週期。G0期細胞:暫時脫離細胞週期,在發育階段可恢復分裂能力。1.2.2細胞分裂celldivision1.2.2.1有絲分裂mitosis1.2.2.2無絲分裂amitosis1.2.2.3減數分裂meiosis是生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎1.2.2.1有絲分裂
普遍存在的細胞分裂方式,又稱為間接分裂。在細胞核中出現染色體(chromosome)和紡錘絲(spindlefiber)。(一)有絲分裂的過程1.核分裂:在形態上表現為一系列變化,分為:前期(prophase)中期(metaphase)後期(anaphase)末期(telophase)2.胞質分裂(1)前期propase①出現染色體:由染色質凝聚而成②核膜、核仁消失③出現紡錘絲:由微管排列而成,形態為紡錘形核膜著絲點染色單體母細胞前期(2)中期metaphase所有染色體的著絲點都排列在赤道板上紡錘體spindle明顯紡錘絲一個染色單體中期(3)後期anaphase①著絲點分裂②姐妹染色單體分開,成為兩個子染色體,並分別向兩極移動。染色體後期(4)末期telophase①染色體變成染色質,②核膜、核仁重現,③紡錘體消失,④在赤道板位置出現細胞板,並擴展成分隔兩個子細胞的細胞壁細胞板末期2.胞質分裂cytokinesis成膜體phragmoplast:微管在兩個子核間密集形成的桶狀結構。其作用是引導細胞壁的生長。細胞板cellplate:由來源於高爾基體的小泡(含有半纖維素、果膠質)彙集到赤道面,融合後形成。(二)有絲分裂的特點和意義特點:1、核分裂和胞質分裂兩個階段中,細胞核的變化最大;2、每次核分裂必須進行一次染色體的複製;3、有紡錘絲和染色體的出現。意義:由於染色體複製,子細胞與母細胞具有相同的遺傳物質,保持了細胞遺傳的穩定性。1.2.2.2無絲分裂amitosis
無絲分裂,是指間期核不經任何有絲分裂時期,直接分裂,形成兩個子細胞。特點:細胞分裂時,核內不出現染色體。不能保證遺傳的穩定性。分裂方式:橫縊式分裂最為常見。還有出芽、縱縊等不同方式。意義:低等植物中常見,也見於高等植物中,其意義仍在探討中。1.2.2.3減數分裂meiosis
發生在有性生殖過程中,性母細胞DNA複製一次,分裂兩次,產生4個子細胞,染色體數目只有母細胞的一半。在種子植物中,減數分裂發生在花粉母細胞形成單核花粉粒(小孢子)和胚囊母細胞形成單核胚囊(大孢子)時期。第一次分裂——減數分裂I:前期I、中期I、後期I、末期I。第二次分裂——減數分裂II:前期II、中期II、後期II、末期II。(一)減數分裂的過程核膜染色質前期I減數分裂I前期I交叉配對的同源染色體減數分裂I前期I①細線期leptotene:染色體線狀,交纏在一起②偶線期zygotene:同源染色體配對-聯會③粗線期pachytene:染色體變短,結合緊密,同源染色體的非姊妹染色單體之間發生交換④雙線期diplotene:聯會的同源染色體相互排斥、開始分離⑤終變期diakinesis:染色體顯著變短,並向核周邊移動,在核內均勻散開,紡錘絲出現減數分裂的特殊過程主要發生在前期I減數分裂I中期I:核膜、核仁消失,配對的同源染色體移向赤道面,紡錘體形成。後期I:同源染色體發生分離,向兩極移動,兩極的染色體數目只有原來的一半。減數分裂I中期I後期I赤道板末期I:核膜核仁出現,形成兩個子核;胞質分裂形成兩個子細胞,子細胞染色體數目只有母細胞的一半。減數分裂I末期I減數分裂II從減數分裂Ⅰ到減數分裂Ⅱ,細胞沒有進行DNA複製,不存在間期或極短的間期,便進入減數分裂Ⅱ。減數分裂Ⅱ實際是一次普通的有絲分裂。最終形成4個單倍體的子細胞。減數分裂II前期II減數分裂II中期II後期II減數分裂II末期II減數分裂的結果
(二)減數分裂的生物學意義:減數分裂是有性生殖的前提減數分裂保證了有性生殖生物在世代交替中染色體數目的恒定減數分裂是遺傳變異產生的主要原因細線期終變期雙線期粗線期偶線期中期I末期I晚後期I早後期I間期前期II四分體中期II後期II末期II子細胞發生細胞染色體複製次數細胞分裂次數子細胞數聯會與互換同源染色體分離染色體分裂次數染色體數目體細胞1次(間期)無1次(後期)1次2個2n2n4個1次(第二次後期)有(第一次後期)有(第一次前期)生殖細胞1次(第一次間期)無2次2nn有絲分裂減數分裂
細胞分裂的過程:
複製前期(G1期)間期複製期(S期)(interphase)複製後期(G2期)
前期(prophase)
中期(metaphase)
核分裂後期(anaphase)
末期(telophase)
胞質分裂(cytokinesis)
①細線期leptotene:染色體線狀,交纏在一起②偶線期zygotene:同源染色體配對③粗線期pachytene:染色體變短,結合緊密,同源染色體的非姊妹染色單體之間發生交換同源染色體交叉重組染色體著絲粒微管kinetochoremicrotubule:一端與紡錘體的極連接,另一端結合到著絲點上極性微管polarmicrotubule:從紡錘體中一極伸向另一極的微管,它們不與著絲粒連接functionof
spindlefiberlineupchromosomespull/pushchromosomesseparatesisterchromatids
概念:細胞生長指細胞體積和重量的不可逆的增加。包括細胞縱向的延長和橫向的擴展,細胞鮮重和幹重的增長。1.3.1植物細胞的生長CellGrowth1.3.2植物細胞的分化celldifferentiation1.概念:個體發育過程中,細胞在形態、結構和功能上的特化過程稱為細胞分化。2.細胞分化的實質:組織特異性基因在時間和空間上差異表達的結果。其表達主要由調控蛋白所啟動。3.細胞分化的意義:細胞功能趨向專門化,有利於提高各種生理功能的效率;分化是進化的表現。1.3.3植物組織PlantTissues組織的概念組織(tissue):指植物體內在個體發育中有相同來源,且相互密切聯繫共同完成一種或幾種生理功能的細胞群。組織的類型根據其組成成分可劃分為:–
簡單組織simpletissue:由一種類型細胞構成的組織。–
複合組織complextissue:由多種類型細胞構成的組織。按其發育特點可劃分為:–
分生組織meristem/meristematictissue–
成熟組織maturetissue根據其功能和結構特點可劃分為:–
分生組織meristem、薄壁組織parenchymatissue、保護組織protectivetissue、輸導組織conductingtissue、機械組織mechanicaltissue和分泌組織secretorytissue1.3.3.1分生組織meristem1.分生組織的概念
指植物體內保留的具有持久分裂能力的組織。2.分生組織組成細胞的特點
細胞壁薄、體積小、原生質濃厚、細胞核大、液泡不明顯。分生組織的類型(按位置分):1.頂端分生組織2.側生分生組織3.居間分生組織1.頂端分生組織:(apicalmeristem)分佈於根、莖頂端,使根、莖伸長生長。2.側生分生組織(lateralmeristem):包括維管形成層和木栓形成層,分佈於雙子葉植物和裸子植物根、莖側面,形成植物體的次生結構,使根莖加粗。原形成層3.居間分生組織(intercalarymeristem):位於植物節上,頂端分生組織被成熟組織隔離而保留下來的部分,使器官伸長。按來源和性質分:(1)原分生組織(promeristem)直接由植物胚胎裏的細胞分裂保留下來的組織。(2)初生分生組織(primarymeristem)由原分生組織衍生細胞組成,已出現了分化,仍具有分裂能力。分為:原表皮基本分生組織原形成層(3)次生分生組織(secondarymeristem)由成熟組織經反分化成為具分裂能力的細胞。分為:維管形成層和木栓形成層。1.3.3.2成熟組織permanenttissue分生組織衍生的大部分細胞,逐漸喪失分裂能力,進一步生長和分化,形成的其他各種組織按功能分為:保護組織(protectivetissue)薄壁組織(parenchyma)機械組織(mechianicaltissue)輸導組織(conductingtissue)分泌組織(secretorytissue)1.保護組織protectivetissue(1)表皮epidermis:植物幼體或草本植物的外層的細胞層。角質層氣孔表皮毛(2)周皮覆蓋於植物體表,起保護作用。表皮外常覆蓋有角質層cuticle
角質層表皮細胞葉肉細胞單細胞或多細胞的表皮毛,具有保護及防止水分喪失。氣孔stoma——氣體進出植物體的門戶。由二個特殊的保衛細胞和它們間的開口共同組成。保衛細胞成腎形或啞鈴形,含葉綠體,具特殊不均勻增厚的細胞壁,通過改變細胞的形態,而使孔口開放或關閉。氣孔保衛細胞副衛細胞根表皮主要與水分和無機鹽吸收有關。具薄的細胞壁和薄的角質層。根毛:根表皮細胞外壁向外延伸,形成管狀突起。增加根的吸收面積。根表皮木栓形成層
屬於側生分生組織(次生分生組織)。木栓層由多層細胞徑向排列,細胞橫切面呈長方形,細胞壁厚且強烈栓質化,成熟時原生質體死亡,細胞腔中充滿空氣栓內層生活的薄壁細胞,通常一層。(2)周皮periderm:取代表皮的次生保護組織,存在於有加粗生長的根和莖的表面。表皮木栓細胞木栓形成層栓內層周皮上的附屬物:皮孔(lentical)周皮形成時具分生能力的細胞形成了木栓形成層,此形成層向外產生許多填充細胞,有比較發達的細胞間隙。由於補充細胞的積累,結果將表皮突破形成皮孔。皮孔是氣體交換的通道。皮孔木栓形成層補充細胞2.薄壁組織parenchymatissue是植物體進行光合作用、呼吸作用、貯藏作用、分泌作用等重要生理過程的場所。具薄的細胞壁,較少特化,細胞常呈等徑的多面體,具生活的原生質體,具有限的分裂能力。具發達的細胞間隙。薄壁組織①吸收組織(absorptivetissue)——其主要生理功能是從外界吸收水分和營養物質,並將吸收來的物質運送到器官的其他組織中去。②同化組織(assimilativetissue)——其主要生理功能是進行光合作用,製造有機物,供給植物的各項生命活動。③儲藏組織(storagetissue)——其主要生理功能是貯藏營養物質,如澱粉、蛋白質、脂肪等⑤傳遞細胞(transfercell)——其主要生理功能是吸收與分泌,行使物質短途運輸的作用。④通氣組織(aeranchyma)——細胞間隙發達,形成通氣系統。主要存在於水生和濕生植物。3.機械組織mechanicaltissue
具有加厚的細胞壁,是植物體內的機械支持組織。主要包括:(1)厚角組織collenchymatissue(2)厚壁組織sclerenchymatissue(1)厚角組織厚角組織(collenchyma)細胞為長梭狀的生活細胞,具分裂潛能,細胞壁初生壁具不均勻增厚,在細胞的角隔上增厚特別明顯。薄壁細胞厚角細胞增厚的初生壁薄的初生壁紋孔厚角組織主要分佈於莖、葉柄、葉片和花柄等部位的表皮下,連續成筒或分離成束。是莖和葉的支持組織分佈於葉柄中的厚角組織厚角細胞(2)厚壁組織厚壁組織細胞:①具均勻增厚的次生壁,細胞腔很小;②分化成熟的細胞中無原生質體。石細胞(sclereidorstonecell)
纖維(fiber)等徑或不規則,細胞壁很厚、強烈木質化,具紋孔道分佈於莖、葉、果實和種子中,增加器官的硬度和支持作用。石細胞次生壁初生壁二端尖細成梭狀的細長細胞,長度是寬度的許多倍。細胞壁的次生壁增厚,紋孔稀少成縫狀,成熟時原生質體一般消失。少數纖維可保留原生質體。分佈成熟植物體各部分,常相互重疊排列。纖維4.輸導組織植物體中長距離運輸水分和有機物的組織導管韌皮部(1)管胞tracheid細胞特點::伸長的管狀細胞,具有尖銳的側壁。細胞壁的次生壁木質化加厚,佈滿紋孔,成熟時,原生質體解體。作用:運輸水分和無機鹽;支持作用。(2)導管分子vesselelement細胞特點:中空、長管狀細胞,成熟時原生質體解體;次生壁木質化增厚;端壁消失,形成穿孔。作用:輸導水分及無機鹽。導管分子中的穿孔板(3)篩管sievetube細胞特點:長形細胞,成熟時細胞核退化,細胞質仍保留;端壁形成篩板,具有篩孔;側壁有許多特化的初生紋孔場(篩域);存在p-蛋白。作用:運輸有機物。篩板篩域篩域箭頭所指即為p-蛋白(4)伴胞companioncell細胞特點:細胞質濃厚,具有細胞質,和篩管並列作用:輔助篩管運輸有機物。(5)篩胞sievecell細胞特點:細胞兩端尖銳,端壁不形成篩板,無細胞核,細胞質中沒有p-蛋白;通過篩域來進行物質傳輸。作用:運輸有機物。5.分泌結構glandularstructure蜜腺、蜜槽腺毛樹脂道乳汁管(三)複合組織complextissue由多種類型細胞構成的組織維管組織vasculartissue1.木質部xylem:從根部向上輸導水分和無機鹽2.韌皮部phloem:輸導光合產物中柱鞘皮層內皮層木質部韌皮部1.木質部由導管分子vesselelement、管胞tracheid、纖維和薄壁細胞等多種細胞構成的一種複合組織。導管分子射線細胞薄壁細胞纖維管胞管胞導管分子紋孔紋孔管胞纖維導管穿孔板2.韌皮部由篩管分子(sievetubeelement)或篩胞(sievecell)、伴胞(companioncell)、薄壁細胞和纖維等構成的一種複合組織。篩管和伴胞薄壁細胞纖維射線細胞維管組織維管束韌皮部木質部篩管伴胞韌皮纖維韌皮薄壁細胞導管管胞木纖維木薄壁細胞植物組織系統1.基本組織GroundTissues2.維管組織VascularTissues3.皮組織DermalTissues組織類型及其作用組織類型細胞類型功能基本組織薄壁組織厚角組織厚壁組織薄壁細胞厚角細胞厚壁細胞儲藏、光合作用等支持支持維管組織木質部韌皮部導管分子、管胞篩管分子、伴胞水分運輸、支持營養運輸皮組織表皮周皮表皮細胞木栓細胞保護保護第一章復習要點1.植物細胞的基本組成,包括細胞壁、細胞質、細胞核、細胞器的結構及主要功能。2.有絲分裂和減數分裂的過程以及各個時期的主要特點。3.掌握細胞的分化、植物組織的概念,薄壁組織、厚角組織、厚壁組織的概念、細胞特點及主要功能;導管分子和導管、篩管分子和篩管、導管和管胞、篩管和篩胞、伴胞等的概念;表皮和周皮的結構和功能。頂端分生組織葉肉細胞的同化薄壁組織大豆子葉的貯藏薄壁組織紅樹根的通氣組織傳遞細胞(transfercell)細胞壁具有內突生長,與物質迅速傳遞密切相關的一類特化的薄壁細胞。位於葉脈末梢等處。蜜腺營養器官(vegetativeorgan)擔負著植物體的營養生長,如根、莖、葉;生殖器官(reproductiveorgan)起著繁衍後代的作用,如花、果、種子。
成年植物的植物體上由多種組織組成、在外形上具有顯著形態特徵的特定功能、易於區分的部分,稱為器官(organ)。2.1根Root根的主要功能:吸收和輸導水分和無機鹽固著植株
Rootsareplant’sLinktotheundergroundenvironment.
根的其他生理功能:儲藏營養物和利用不定芽進行繁殖;某些氨基酸和植物堿的合成;根系分泌物造成的根系微生物可增強植物的代謝、吸收和抗病等。2.1.1根和根系主根mainroot:由種子中的胚根發育而成。側根lateralroot:主根的分支。不定根adventitiousroot:在主根和側根以外的部分產生的根。MainrootLateralroot鬚根系FibrousrootsystemsofMonocotsconsistofamassofsimilarlysizedroots.直根系TaprootsystemsofDiocotsHaveonelargeprimaryrootandManysmallerbranchroots根系RootSystem:植物根的總和。有關植物體發育的術語:營養生長vegetativegrowth:植物體營養器官的生長,包括:初生生長primarygrowth:基於頂端分生組織的活動,表現為根、莖的延長並產生分枝,所形成的結構稱為初生結構(primarystructure)。次生生長secondarygrowth:側生分生組織活動的結果,表現為根和莖的加粗生長,所形成的結構稱為次生結構(secondarystructure)。2.1.2根的初生生長和初生結構
2.1.2.1根尖及其分區根的生長和根內結構的形成都由根尖來完成根尖roottip:是指根的頂端到著生根毛的部位根尖的分區1.根冠2.分生區3.伸長區:細胞停止分裂,逐漸延伸、開始分化。4.成熟區根冠分生區伸長區成熟區2.1.2.2根的初生結構
內皮層維管形成層初生韌皮部初生木質部中柱鞘表皮皮層根毛1.表皮Epidermis2.皮層Cortex3.維管柱Vascularcylinder根初生結構的特點:1.表皮特化產生根毛;2.內皮層特異性的加厚,形成凱氏帶;3.維管柱:包括中柱鞘、初生維管組織,有的植物的根有髓;4.中柱鞘具有潛在的分裂能力;5.初生木質部與初生韌皮部相間排列;6.初生木質部與初生韌皮部均為外始式發育方式,原生在外,後生在內;7.原、後生木質部導管(或管胞)類型有差別。2.1.2.3側根的發生側根的來源——側根發生於根的內部組織中柱鞘。側根為內起源endogenousorigin。側根發生的位置——側根的發生與初生木質部和初生韌皮部的位置和束數有關,例如在三原或四原型的根中,側根發生在對著木質部的部位。2.1.3根的次生生長和次生結構2.1.3.1維管形成層vascularcambium的產生與活動
維管形成層中柱鞘原形成層2.1.3.2木栓形成層的發生及其活動
中柱鞘細胞恢復分裂能力,形成木栓形成層(phellogen)。木栓形成層進行平周分裂,向外產生木栓層(cork),向內產生栓內層(phelloderm),共同構成周皮(periderm)次生木質部居內,次生韌皮部居外,相對排列。出現維管射線。次生結構中次生木質部佔據大部分比例,次生韌皮部所占比例較少。2.1.3.3次生結構的特點根初生結構與次生結構的比較根的發育頂端分生組織原表皮表皮側根中柱鞘初生木質部和韌皮部原形成層皮層和髓基本分生組織木栓形成層次生木質部和韌皮部維管形成層周皮根冠rootcap保護分生組織分泌粘液,使根尖減少與土壤的摩擦細胞中含澱粉體,與根的向地反應有關分生區原分生組織初生分生組織:原表皮、基本分生組織、原形成層靜止中心關於細胞分裂、壁面、排列方向的一些術語:①:切向分裂(弦向分裂,tangentialdivision)是細胞分裂與根的圓周最近處切線相平行,也稱平周分裂(periclinaldivision),分裂的結果,增加細胞的內外層次,使器官加厚,他們的子細胞的新壁是切向壁。
②:徑向分裂(radialdivision)是細胞分裂與根的圓周最近處切線相垂直,分裂的結果,擴展細胞組成的圓周,使器官增粗,新壁是徑向壁。
③:橫向分裂(transversedivision)是細胞分裂與根軸的橫切面相平行,分裂的結果,加長細胞組成的縱向行列,使器官伸長,新壁是橫向壁。徑向分裂與橫向分裂也稱垂周分裂橫向面、徑向面和切向面橫向壁、徑向壁和切向壁表皮由原表皮發育而成,主要功能是吸收水分和礦物質,表皮細胞的外壁突出延伸成根毛,加大了根的吸收表面積。皮層多層薄壁細胞組成,貯藏澱粉和其他物質皮層cortex外皮層exodermis內皮層endodermis——凱氏帶
casparianstrip馬蹄形加厚和通道細胞passagecell。皮層內皮層皮層表皮外皮層維管柱中柱鞘pericycle初生木質部xylem初生韌皮部phloem髓pith中柱鞘皮層內皮層木質部韌皮部髓維管組織中柱鞘位於中柱最外層,外接內皮層,通常由一層薄壁細胞組成,少數植物可有二層或多層細胞。根的中柱鞘有潛在的分裂性能,可產生側根、木栓形成層和維管形成層等部分。
不定根:由莖、葉或老根上長出的根榕樹玉米爬山虎凱氏帶(casparianstrip):環繞內皮層細胞徑向壁和橫向壁上的栓質或木質化帶狀加厚部分。控制物質的轉輸。內皮層凱氏帶後生木質部StructureofendodermisunderTEM凱氏帶質膜胞間層液泡膜細胞壁皮層具凱氏帶的內皮層中柱鞘木質部凱氏帶內皮層細胞質無次生生長的根中,具五面型加厚(外切向壁不加厚),稱馬蹄形加厚。控制物質的轉輸。通道細胞passagecell:夾雜在厚壁的內皮層細胞中的薄壁組織細胞,往往與原生木質部相對,稱為通道細胞。單子葉植物根的初生結構雙子葉植物根的初生結構幼根結構成熟根結構原生木質部protoxylem:緊接中柱鞘內側的細胞先分化成環紋或螺紋導管組成後生木質部metaxylem:位於原生木質部內側的細胞後分化成梯紋、網紋或孔紋導管組成根的發育方式:外始式初生木質部初生韌皮部中柱鞘內皮層節node——莖上著生葉的部位。節間internode——相鄰兩節之間的莖段。芽bud——葉腋或莖頂端的枝條、花或花序的原始體。2.1莖的基本形態葉痕leafscar——葉子脫落後留下的痕跡維管束痕vascularscar——葉柄中的維管束斷裂後留下的痕跡皮孔lenticel——植物體和外界進行氣體交換的一種通道莖的形態與根的區別:節與節間,頂芽與腋芽,葉痕與維管束,皮孔等。2.2.2莖的頂端分生組織原分生組織初生分生組織:原表皮原形成層基本分生組織原分生組織葉原基原表皮原形成層基本分生組織表皮皮層原形成層髓初生木質部初生韌皮部
原體與頂端分生組織分區的關係1.原套;2.原體原始細胞層;3.周圍分生組織區;4.肋狀分生組織區;5.原體;6.葉原基原套:
1~2(3~4)層細胞只進行垂周分裂。原體:可以進行平周分裂以及其他各個方向的分裂。原套原體莖頂端原分生組織組成的原套-原體學說2.2.3莖的初生結構2.2.3.1雙子葉植物莖的初生結構1.表皮:由表皮細胞、氣孔器和毛狀附屬物組成。起保護作用。2.皮層:皮層薄壁細胞具葉綠體,具光合和貯藏作用;皮層厚角組織,支持作用;無內皮層的分化。3.維管柱:皮層以內的部分,由維管束、髓及髓射線組成。表皮皮層維管束髓2.2.3.2單子葉植物莖的結構只具初生結構,維管束由木質部和韌皮部組成,無形成層。維管束的排列方式:1.維管束無規則地分散在整個基本組織中,愈向外愈多,皮層和髓難以分辨。2.維管束排列成兩圈,中央為髓。玉米莖橫切散生式分佈水稻莖橫切兩輪式分佈單子葉植物莖的結構表皮:由表皮細胞、氣孔器和毛狀附屬物組成;保護作用。機械組織:表皮內方幾層厚壁細胞;支持作用基本組織:機械組織內方所有的薄壁細胞;外方的薄壁細胞含葉綠體。有些莖中央基本組織解體成大空腔——髓腔維管束2.2.4雙子葉植物莖的次生生長和次生結構次生生長secondarygrowth:莖的側生分生組織的細胞分裂、生長和分化的活動,使莖加粗。側生分生組織包括維管形成層和木栓形成層。1.維管形成層的來源及活動
形成層細胞射線原始細胞紡錘狀原始細胞紡錘狀原始細胞木質部母細胞韌皮部母細胞紡錘狀原始細胞木質部母細胞2.木栓形成層的產生與活動:
木栓形成層開始產生於表皮、皮層厚角組織或皮層薄壁細胞,以後產生的部位逐漸內移至初生韌皮部和次生韌皮部。周皮上的附屬物:皮孔(lentical)周皮形成時具分生能力的細胞形成了木栓形成層,此形成層向外產生許多填充細胞,有比較發達的細胞間隙。由於補充細胞的積累,結果將表皮突破形成皮孔。皮孔是氣體交換的通道。皮孔木栓形成層補充細胞次生韌皮部次生木質部三年椴樹莖橫切示莖的次生結構周皮年輪初生木質部及髓維管形成層韌皮射線木射線年輪:由於維管形成層的活動受氣候因素影響,表現出有節奏的變化而形成的多個同心環結構。每一年輪由早材和晚材組成。早材(earlywood):生長季早期形成的次生木質部。細胞徑大而壁薄。也稱春材。晚材(latewood):生長季後期形成的次生木質部。細胞徑小而壁厚,管胞數量增多。也稱秋材。早材晚材
指維管形成層以外的所有組織,包括狹義的樹皮及其內方正在執行其功能的次生韌皮部。樹皮莖的次生生長示意圖莖頂端分生組織束間薄壁細胞原形成層髓和皮層殘留分生組織基本分生組織原表皮次生木質部和韌皮部維管形成層束中形成層束間形成層殘留形成層初生木質部和韌皮部表皮維管束:多個維管束排列成環狀;縱向運輸。初生木質部束中形成層初生韌皮部皮層韌皮纖維韌皮部後生木質部原生木質部髓A.外韌維管束(collateralbundle):初生韌皮部在外方,初生木質部在內方。多數植物屬此類型。向日葵、苜蓿。B.雙韌維管束(bicollateralbundle):初生木質部的內外方都存在著初生韌皮部。葫蘆科、茄科、夾竹桃科。C.周韌維管束(amphicribralbundle):木質部在中央,外由韌皮部包圍。被子植物中大黃、酸模等莖及花絲中。D.周木維管束(amphivasalbundle):韌皮部在中央,外由木質部包圍。香蒲和鳶尾,蓼科和胡椒科莖中。
維管束的類型雙韌維管束周韌維管束周木維管束初生木質部組成:導管分子、管胞、木薄壁細胞、木纖維。位置:在維管束內方,接近髓。
原生木質部在最內方,最早分化,主要由螺紋、環紋加厚的管狀分子組成。
後生木質部在外方,主要由梯紋、網紋和孔紋加厚的管狀分子組成。發育:內始式發育。皮層韌皮纖維韌皮部後生木質部原生木質部髓初生韌皮部組成:由篩管分子、伴胞、韌皮薄壁細胞、韌皮纖維。位置:維管束外方。
原生韌皮部在外方,後生韌皮部在內方。發育:外始式發育。皮層韌皮纖維篩管後生木質部原生木質部髓髓射線為相鄰兩維管束間的薄壁細胞,常為單列或二列細胞;連接皮層和髓,進行橫向運輸。導管管胞導管射線射線形成層篩管韌皮部木質部玉米莖的外韌維管束初生木質部
常呈V形,主要由3-4個導管組成。原生木質部:V形尖端,最早分化成熟,主要由螺紋、環紋加厚的導管組成。後生木質部:V形兩側,較晚成熟,各有一個孔紋加厚的導管組成。內始式發育。初生韌皮部
維管束外方原生韌皮部在外方,常被擠壓而遭破壞。後生韌皮部在內方,後成熟的,細胞排列整齊,具篩管和伴胞。外始式發育維管束鞘一圈厚壁組織構成。皮層韌皮部木質部維管束鞘皮層初生木質部與初生韌皮部之間具有分裂能力的一層細胞發育形成束中形成層。與束中形成層相接的髓射線細胞恢復分生能力形成束間形成層;束間形成層與束中形成層相連形成維管形成層來源於束間薄壁細胞來源於原形成層Earlyformationoffascicularcambium葉的生理功能光合作用photosynthesis蒸騰作用transpiration:水分以氣體狀態從體內通過植物體表面散失到大氣中的過程吸收、貯藏和營養繁殖2.3.1葉的外部形態ExternalstructureofLeaves2.3.1.1葉的組成1.葉片blade:進行光合作用和蒸騰作用2.葉柄petiole:連接莖與葉片的結構部分,是莖葉間物質運輸的通道,能調節葉片的位置與方向3.托葉stipule:葉柄基部的一對附屬物,形狀多樣托葉stipule完全葉與不完全葉完全葉無托葉無葉柄抱莖葉,無葉柄禾本科植物葉的組成:葉片:條形,光合。葉鞘:葉片基部延伸成鞘狀裹莖,加強支持、保護腋芽和莖的居間生長。葉舌:是葉環處一向上突起的膜狀物使葉片向外伸展,防止病菌與昆蟲進入葉鞘。葉耳:葉舌兩側向外延伸的突起物,常有毛。葉耳葉舌葉鞘葉片莖葉舌葉耳葉鞘Grassleaf2.3.1.2葉的形態1.葉的形狀葉片形狀葉尖形狀葉基形狀葉緣形態線形披針形長圓形橢圓形卵形心形(1)葉片形狀倒披針形倒卵形倒心形匙形楔形鐮狀(1)葉片形狀耳形戟形三角形腎形盾形(1)葉片形狀漸尖急尖鈍尖截形驟尖倒心形微缺(2)葉尖形狀短尖漸尖倒心形微缺截形鈍急尖具小短尖驟尖(3)葉基形狀漸尖心形圓形偏斜箭頭形戟形截形急尖全緣細鋸齒細圓鋸齒具齒的重鋸齒波狀深波狀缺刻鋸齒(4)葉緣形狀葉裂的類型2.葉脈:葉肉內的維管組織,其在葉片中的分佈形式稱為脈序。羽狀脈網狀脈掌狀脈三出脈平行脈3.單葉和複葉單葉simpleleaf:一個葉柄只生一個葉片的葉。複葉compoudleaf:一個葉柄生有兩個或兩個以上的葉片。單葉Simpleleaves複葉compoundleaves如何區分單葉與複葉1.是否有頂芽。2.是否有腋芽。3.複葉中小葉與總葉柄在一個平面伸展,而單葉在小枝上以一定的角度伸向不同的方向。4.葉序:植物葉在莖上的排列方式。互生對生輪生2.3.2葉的發育葉原基的發生葉的發生與葉片的發育煙草葉的生長圖解1.葉原基;2-3.頂端生長成葉軸;4.邊緣生長;5.居間生長成成熟葉
2.3.3葉的解剖結構2.3.3.1雙子葉植物葉的一般結構2.3.3.2禾本科植物的葉1.葉柄petiole的結構:與莖的初生結構相似
2.葉片blade的結構:分為表皮epidermis、葉肉mesophyll
、葉脈vein三部分2.3.3.1雙子葉植物葉的一般結構1.表皮epidermis2.葉肉mesophyll3.葉脈vein2.3.3.2禾本科植物葉的結構小結:1、雙子葉植物葉片結構特點:由表皮、葉肉和葉脈三部分組成,葉肉有柵欄組織和海綿組織的分化。2、單子葉植物葉片結構特點①表皮由一層長短細胞縱向相間排列而成,有泡狀細胞,保衛細胞呈啞鈴形
。
②葉肉細胞無分化。
表皮epidermis複表皮角質層:保護、控制水分蒸騰、防止病菌侵入氣孔器:由保衛細胞和孔口構成表皮毛:起保護作用的表皮毛,具分泌功能的腺毛葉表面的初生保護組織葉肉mesophyll:位於上、下表皮之間,由含有大量葉綠體的薄壁細胞組成,是植物體進行光合作用的主要場所。柵欄組織palisade:排列整齊,細胞呈長柱形,細胞內含葉綠體大而多。海綿組織spongy:形狀不規則,排列不整齊,疏鬆具較多間隙,細胞內含葉綠體少。異面葉:具有海綿組織和柵欄組織分化的葉。等面葉:沒有葉肉組織分化的葉,或旱生植物中背、腹兩面都有柵欄組織的葉。葉脈leafvenation由分佈在葉片中的維管束及其周圍的有關組織組成,起支持和輸導作用。由表皮細胞、泡狀細胞、氣孔器和表皮毛等組成。表皮細胞——長細胞與短細胞;短細胞有矽細胞與栓細胞兩種,並相間縱向排列成行。泡狀細胞——在上表皮,由幾個大小不等的薄壁細胞組成,橫切面上可見中部的細胞大兩側的細胞小;泡狀細胞吸水膨脹或失水收縮能使葉片舒展或捲曲,故也稱運動細胞。氣孔器——保衛細胞呈啞鈴形
表皮毛表皮epidermis葉肉:上下表皮間的同化組織,無柵欄組織與海綿組織之分(等面葉)玉米葉橫切面維管束鞘氣孔表皮細胞葉綠體葉肉細胞保衛細胞氣室木質部韌皮部葉脈:葉片中的維管系統,由維管束和其週邊的維管束鞘組成;維管束結構與莖中相同。C3植物——維管束鞘由1-2層厚壁細胞組成,內含少量葉綠體。(小麥、水稻)C4植物——維管束鞘由一層薄壁細胞組成,內含大形葉綠體,維管束鞘細胞與其周圍的葉肉細胞緊密相連。(玉米、高梁)維管束鞘細胞C4植物葉片構造角質層氣孔保衛細胞海綿組織韌皮部上表皮柵欄組織木質部下表皮表皮細胞保衛細胞葉綠體核氣孔加厚的細胞壁保衛細胞表皮細胞氣孔
表皮毛其形狀和結構有多樣性,生理功能也不完全相同。機械組織:厚角組織維管組織:通常由木質部、韌皮部和維管束鞘組成,木質部近葉的上表皮,韌皮部近下表皮。葉脈的結構下表皮厚角組織厚角組織韌皮部上表皮木質部氣孔水稻葉表皮1.栓細胞;2.矽細胞;3.長細胞;4.保衛細胞;5.副衛細胞12345泡狀細胞蒸騰作用的生理意義
1.蒸騰作用是植物對水分吸收和運輸的一個主要動力;
2.蒸騰作用促進植物對礦物質的吸收和運輸;
3.蒸騰作用能降低植物體和葉片的溫度;
4.蒸騰作用的正常進行,氣孔開放,有利於光合作用中CO2固定。等面葉
植物界的所有種類,無論是低等或是高等,它們的生活週期包含兩個相互依存的方面:◆
維持其本身的生存◆
保持種族的延續
2.4.1花的組成和基本結構花柄(pedicel)花托(receptacle)花被(perianth)雄蕊群(androecium)雌蕊群(gynoecium)花冠雄蕊萼片雌蕊花托花柄(一)花柄pedicel和花托receptacle花柄是枝條的一部分,花托是其頂端膨大成各種形狀的部分,有密集的節,著生花,起支持和輸導的作用。不同形狀的花托花托的不同形態(二)花被perianth
花萼和花冠總稱花被。當花萼和花冠相似不易區分時也統稱花被,其每一特徵則稱花被片。花萼sepal:由若干萼片組成,保護幼花,並有光合等作用。花冠corolla:由若干花瓣(petal)組成,常呈鮮豔色彩或散發出香氣,有保護雌、雄蕊和招引昆蟲傳粉的作用。各種花冠類型雙被花(二被花)doubleperianthflower:一朵花中同時具有花萼和花冠單被花simpleperianthflower:僅有花萼沒有花冠或花萼和花冠分化不明顯無被花:一朵花中既沒有花萼,也沒有花冠無被花:楊樹A:雄花B:移去雄蕊的雄花1.花盤2.苞片3.雄蕊(三)雄蕊群androecium一朵花中雄蕊(stamen)的總稱,雄蕊一般可分為花藥(anther)和花絲(filament)。花絲的解剖結構花藥anther花粉囊:2個或4個,其內產生花粉。藥隔(四)雌蕊群gynoecium1.心皮carpel:心皮是具有生殖作用的變態葉,是組成雌蕊的基本單位。心皮邊緣癒合的部分稱為腹縫線.心皮中間相當於葉片中脈的部分稱背縫線.
2.雌蕊的類型:單雌蕊、離生雌蕊、複雌蕊。3.雌蕊的結構:柱頭stigma:雌蕊的頂端,接受花粉。花柱style:連接柱頭和子房的部分,也是花粉管進入子房的通道。子房ovary:胚珠著生的地方,胚珠內可產生卵細胞柱頭花柱子房花柱的橫切引導組織transmittingtissue:花柱中的一種特化組織,這種組織可以提供營養物質,以幫助萌發的花粉管長進子房.子房結構
子房壁Ovarywall:內外的表皮胚珠Ovule:由心皮內壁腹縫線處形成的突起發育而成。胎座Placenta:著生胚珠處的心皮壁形成肉質突起OvaryWall禾本科植物的花的組成花的類型完全花不完全花兩性花bisexualflower:具有雄蕊與雌蕊單性花unisexualflower:僅有雌蕊或僅有雄蕊無性花neutralflower:有花被無花蕊雜性花:兼有單性花和兩性花花的類型2.4.2小孢子的發生及雄配子體發育2.4.2.1花藥的發育1.發育初期:由頂端分生組織形成雄蕊原基。2.四棱形花藥期:3.孢原細胞的活動:4.花藥幼期:花藥幼期的結構:
表皮藥室內壁花粉囊壁中層絨氈層花粉母細胞基本組織和維管束藥隔4花粉囊花藥幼期的結構表皮:1層細胞,外切向壁有薄的角質層。藥室內壁endothecium:1層細胞,細胞壁具有纖維素加厚帶,也稱纖維層,與花粉囊的開裂有關。中層middlelayer:1-3層細胞,貯藏物,當花粉母細胞減數分裂時,其貯藏物質減少,細胞逐漸解體被吸收。絨氈層tapetum:1層細胞,具多核,富含營養物質。小孢子母細胞減數分裂時,絨氈層起到轉運營養物質到藥室的作用絨氈層合成胼胝質酶,分解包圍小孢子四分體的胼胝質壁,使小孢子分離絨氈層提供孢粉素,這是構成花粉粒外壁的主要物質絨氈層細胞內合成識別蛋白質,轉運到花粉粒的表面上,在花粉粒和柱頭的相互識別中起重要作用5.花藥成熟期:成熟花藥的結構:表皮花粉囊壁藥室內壁花粉粒藥室基本組織和維管束藥隔4花粉囊孢原細胞花粉母細胞四分孢子4個小孢子(單核花粉粒)成熟花粉粒2.4.2.2小孢子的產生生殖細胞營養細胞2.4.2.3花粉的發育
從四分體中游離出來的單核花粉粒需要進一步發育,才能成為成熟花粉粒。花粉粒的發育,包括營養細胞和生殖細胞的發育及花粉壁的形成.液泡生殖細胞去液泡有絲分裂單核花粉粒液泡營養細胞核花粉萌發孔未成熟花粉粒2.4.2.4成熟花粉粒(雄配子體)的結構1.花粉粒的形態:形態各種各樣,不同的植物有著各自的特點營養細胞花粉壁生殖細胞2.花粉粒的結構:成熟的花粉粒週邊是花粉壁,內含一個營養細胞、一個生殖細胞或二個精細胞。
2細胞花粉粒:營養細胞1,生殖細胞1
3細胞花粉粒:
營養細胞1,精細胞1,精細胞22.4.3胚珠的發育與雌配子體的形成2.4.3.1胚珠的結構與發育珠被珠心珠孔珠柄合點胚珠的發育2.4.3.2胚囊的發育1.胚囊母細胞的形成孢原細胞造孢細胞胚囊母細胞不經平周分裂形成孢原細胞胚囊母細胞珠心組織周緣細胞加入造孢細胞平周分裂形成2.胚囊的發育大孢子母細胞減數分裂減數分裂有絲分裂有絲分裂有絲分裂卵細胞孢原細胞(2N)周緣細胞(2N)造孢細胞(2N)形成珠心的一部分胚囊母細胞(2N)四分體(N)直接發育(水稻,小麥)分裂長大減數分裂單核胚囊(N)7細胞或8核胚囊(N)卵細胞1個(N)助細胞2個(N)中央細胞1個[含極核2個(N)]反足細胞3個(N)
3次有絲分裂一個發育3個消失3.大孢子發生的三種方式*胚囊(雌配子體)的結構
卵細胞(1個,n)8核7個細胞胚囊助細胞(2個,n)中央細胞(1個,含2極核,2n)反足細胞(3個,n)2.5.1傳粉與受精Pollinationandfertilization傳粉和受精2.5.1.1傳粉pollination概念:成熟的花粉粒借助一定的媒介力量傳到雌蕊柱頭上的過程。
1、自花傳粉(selfpollination):Pollenistransferredfromstamentostigmaonthesameplant.最典型的自花傳粉為閉花受精(cleistogamy)。如豌豆、大麥。兩性花雄蕊的花粉囊和雌蕊的胚囊必須同時成熟。柱頭對於本花的花粉萌發和雄配子體的發育沒有任何生理阻礙。2、異花傳粉cross-pollinationPollenistransferredfromthestamenofoneplanttothestigmaofadifferentplant花單性,而且雌雄異株;兩性花,但雄蕊和雌蕊不同時成熟;雌、雄蕊異長或異位;花粉落在本花柱頭上不能萌發,或不能完全發育以達到受精的結果。雌雄異位雌雄異長柳蘭:雄蕊成熟,柱頭未伸出。柳蘭:雄蕊已乾癟,柱頭才伸出。WindpollinationWaterpollinationInsectpollinationAnimalpollination傳粉生物學
pollinationbiology研究植物在傳粉過程中各種生態因數對傳粉時間和傳粉效率的影響.近年來,研究者在基因流動、花粉與柱頭的相互作用、交配選擇及其對進化作用的探討等方面進行了大量的工作。2.5.1.2受精作用fertilization
植物的雌、雄配子,即卵细胞和精子相互融合的过程花粉粒在柱頭上的萌發花粉管在雌蕊組織中的生長花粉管到達胚珠進入胚囊雙受精花粉粒在柱頭上的萌發花粉管在雌蕊組織中的生長花粉管的帽區,集中分佈有許多高爾基體小泡引導組織或通道細胞花粉管到達胚珠進入胚囊珠孔受精合點受精中部受精雙受精doublefertilization兩個精子分別與卵細胞和中央細胞結合,這種性細胞之間的雙融合過程,稱為雙受精,是被子植物的特有現象。助細胞精子核卵極核合子雙受精的結果精卵結合,形成二倍體的合子,發育為胚。精核與兩個極核結合,形成三倍體的初生胚乳核,發育成胚乳。雙受精的意義精卵結合把父、母本具有差異的遺傳物質重新組合,形成了兼有父母本雙重遺傳性的合子。(1)恢復了植物原有的染色體數,保持物種的相對穩定性;(2)形成新的遺傳性狀為產生新變異提供物質基礎。精子、極核結合,形成三倍體的初生胚乳核,同樣兼有父、母本的遺傳特性,生理上更活躍,發育成的胚乳作為營養物質供胚發育之用。2.5.2種子的形成FormationofSeeds種子的結構胚embryo:胚是植物新個體的原始體,包括子葉、胚芽、胚根和胚軸,是由受精卵發育來的。胚乳endosperm:種子內儲藏營養物質的場所,由受精的極核發育而成。種皮seedcoat:種子外面的保護結構,由珠被發育而成。胚的發育胚的發育順序:受精卵(合子)→
原胚
→
胚的分化
→
胚的成熟
頂細胞縱裂2個細胞四分體分裂縱裂球形胚球形胚兩側分裂生長較快形成二個突起(子葉原基)(心形胚)
兩子葉凹陷處分化出胚芽;胚柄與球形胚體連接的細胞分裂分化形成胚根;胚根與胚芽之間的部分分化出胚軸。由於胚軸和子葉的伸長使胚呈魚雷狀(魚雷胚)
子葉進一步伸長,並順著胚囊彎曲,形成馬蹄形的成熟胚。原胚階段胚分化階段胚成熟階段合子基細胞頂細胞胚柄胚柄球形胚心形胚在原胚以前(器官分化前)的細胞分裂無根本區別,但從原胚分化為成熟胚時,只形成一片子葉。合子
斜向分裂2個細胞斜向分裂4個細胞的原胚各個方向分裂棍棒形或倒梨形胚
(16-32細胞)頂端區(凹溝上面):形成盾片主要部分和胚芽鞘一部分器官形成區(凹溝胚的中間部分):細胞較小,形成胚芽鞘其餘部分和胚芽、胚根、胚根鞘,外胚葉等。胚柄細胞區(凹溝胚的基部):形成盾片下部和胚柄。單子葉植物胚的發育胚腹面出現凹溝(凹溝胚)(進入新發育期)形態上可分為:胚乳的發育1精子×2極核(次生核)初生胚乳核胚乳(三倍體)胚乳發育的三種類型:核型胚乳(nucleartype)細胞型胚乳(cellulartype)沼生目型胚乳(helobialtype)核型胚乳nucleartype初生胚乳核第一次核分裂及隨後的分裂不伴隨形成細胞壁,胚乳的發育有一個游離核時期,到一定階段後,核之間發生細胞壁,變成胚乳細胞。單子葉植物和多數雙子葉植物屬於這種類型。雙子葉植物核型胚乳發育過程的模式圖
游離的胚乳核胚乳細胞初生胚乳核細胞型胚乳cellulartype初生胚乳核第一次核分裂及隨後的分裂均伴隨著細胞壁的形成,在胚乳發育過程中無游離核時期(雙子葉合瓣花)。Degeneria胚乳的發育(細胞型)
1343456234541.內珠被2.外珠被3.合子4.胚乳細胞5.珠心6.退化的珠心沼生目型胚乳(helobialtype)初生胚乳核第一次分裂將胚囊分隔成兩室(2個細胞);較大的一個(珠孔室)的細胞核進行多次核分裂,較小的一個(合點室)的細胞核不分裂或只進行少數幾次核分裂(都不伴隨細胞壁的形成)。最後,在珠孔室的細胞核之間發生細胞壁,形成胚乳細胞。獨尾草屬胚乳的發育(沼生目型)
1321.合子2.珠孔室3.合點室游離核胚乳細胞游離核種皮的發育種皮由珠被發育而來。單珠被雙珠被種皮外層:厚壁組織中間:纖維、石細胞和薄壁細胞內層:薄壁細胞一層種皮雙層種皮荔枝龍眼假種皮種子種子假種皮假種皮:胚珠受精後,由珠柄或胎座發育而來,包在種子外面的部分。2.5.3果實的形成For
相关知识
大学植物生物学课件
植物生物学课件:实验7(花)
《园艺植物生物学》
《海藻生物学》PPT课件
环境生物学 CO2固定课件.ppt
昆虫学课件第三章昆虫的生物学
园艺植物的生物学特性
花生的生物学特性与特征精选课件
园艺植物的生物学特性课件
水生生物学第八章甲藻门课件
网址: 植物生物学课件 https://www.huajiangbk.com/newsview2592341.html
| 上一篇: 中国农大园艺学院观赏园艺系马超课 |
下一篇: 生物科技的植物生物学.pptx |
推荐分享
- 1君子兰什么品种最名贵 十大名 4012
- 2世界上最名贵的10种兰花图片 3364
- 3花圈挽联怎么写? 3286
- 4迷信说家里不能放假花 家里摆 1878
- 5香山红叶什么时候红 1493
- 6花的意思,花的解释,花的拼音 1210
- 7教师节送什么花最合适 1167
- 8勿忘我花图片 1103
- 9橄榄枝的象征意义 1093
- 10洛阳的市花 1039
