高中生物競(jìng)賽輔導(dǎo)第一章植物形態(tài)解剖

1、1第一章第一章植物形態(tài)解剖植物形態(tài)解剖第一章第一章植物形態(tài)解剖植物形態(tài)解剖一、基礎(chǔ)知識(shí)一、基礎(chǔ)知識(shí)在中學(xué)生物教學(xué)大綱中，已經(jīng)簡(jiǎn)單介紹了種子植物根、莖、葉、花、果實(shí)和種子的基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)國際生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽（IBO）綱要和全國中學(xué)生生物學(xué)競(jìng)賽大綱（試行）的要求，有關(guān)種子植物組織和器官解剖的知識(shí)在各級(jí)競(jìng)賽中均要求掌握并能靈活運(yùn)用，因此必須在原有的中學(xué)基礎(chǔ)上拓展和提高?，F(xiàn)分述如下：（一）植物的組織（一）植物的組織1分生組織是由具分裂能力的細(xì)

2、胞組成，位于植物生長的部位，根和莖的生長和加粗都與之有直接關(guān)系。組成分生組織的細(xì)胞，其主要特點(diǎn)是：細(xì)胞體積較小，排列緊密，壁薄，細(xì)胞核相對(duì)較大，細(xì)胞質(zhì)較濃，一般沒液泡或僅有分散的小液泡。細(xì)胞體積較小，排列緊密，壁薄，細(xì)胞核相對(duì)較大，細(xì)胞質(zhì)較濃，一般沒液泡或僅有分散的小液泡。根據(jù)分生組織在植物體中的位置，可分為頂端分生組織、側(cè)生分生組織和居間分生組織。（1）頂端分生組織：位于莖與根主軸的和側(cè)枝的頂端，它們的分裂活動(dòng)可以使根和莖不斷伸長，并

3、在莖上形成側(cè)枝和葉，使植物體擴(kuò)大營養(yǎng)面積。莖的頂端分生組織最后還將產(chǎn)生生殖器官。（2）側(cè)生分生組織：位于根和莖的側(cè)方周圍部分，靠近器官的邊緣。它包括形成層和木栓形成層。形成層的活動(dòng)能使根和莖不斷增粗，以適應(yīng)植物營養(yǎng)面積的擴(kuò)大。木栓形成層的活動(dòng)是使長粗的根、莖表面或受傷的器官表面形成新的保護(hù)組織。側(cè)生分生組織主要存在于裸子植物和木本雙子葉植物中。草本雙子葉植物中的側(cè)生分生組織只有微弱的活力或根本不存在，在單子葉植物中側(cè)生分生組織一般不存在

4、，因此，草本雙子葉植物和單子葉植物的根和莖沒有明顯的增粗生長。（3）居間分生組織：是夾在多少已經(jīng)分化了的組織區(qū)域之間的分生組織，它是頂端分生組織在某些器官中局部區(qū)域的保留。典型的居間分生組織存在于許多單子葉植物的莖和葉中，如水稻、小麥等禾谷類作物，在莖的節(jié)間基部保留居間分生組織，所以當(dāng)頂端分化成幼穗后，仍能借助于居間分生組織的活動(dòng)，進(jìn)行拔節(jié)和抽穗，使莖急劇長高。蔥、蒜、韭菜的葉子剪去上部還能繼續(xù)伸長，這也是因?yàn)槿~基部的居間分生組織活動(dòng)的

5、結(jié)果。落花生由于雌蕊柄基部居間分生組織的活動(dòng)，而能把開花后的子房推入士中。居間分生組織與頂端和側(cè)生分生組織相比，細(xì)胞持續(xù)活動(dòng)的時(shí)間較短，分裂一段時(shí)間后，所有的細(xì)胞都完全轉(zhuǎn)變成成熟組織。根據(jù)分生組織的來源和性質(zhì)不同，又可分為原分生組織，初生分生組織和次生分生組織。（l）原分生組織：是直接由胚細(xì)胞保留下來的，一般具有持久而強(qiáng)烈的分裂能力。植物從個(gè)體發(fā)育開始直到生命終結(jié)為止，原分生組織連續(xù)地進(jìn)行分裂。原分生組織位于根、莖生長點(diǎn)的最頂端。（2）

6、初生分生組織：是由原分生組織剛衍生的細(xì)胞組成，這些細(xì)胞在形態(tài)上已出現(xiàn)了最初的分化，但細(xì)胞仍具有很強(qiáng)的分裂能力，因此，它是一種邊分裂、邊分化的組織，也可看作是由分生組織向成熟組織過渡的組織。（3）次生分生組織：是由成熟組織的細(xì)胞經(jīng)歷生理和形態(tài)上的變化，脫離原來的成熟狀態(tài)（即反分化），重新轉(zhuǎn)變而成的分生組織。如果把兩種分類方法對(duì)應(yīng)起來看，則廣義的頂端分生組織包括原分生組織和初生分生組織，而側(cè)生分生組織一般屬于次生分生組織類型，其中木柱形成層

7、是典型的次生分生組織。2成熟組織分生組織衍生的大部分細(xì)胞，逐漸喪失分裂的能力，進(jìn)一步生長和分化，形成的其他各種組織，稱為成熟組織或永久組織。成熟組織按功能分為保護(hù)組織、薄壁組織、機(jī)械組織、輸導(dǎo)組織和分泌結(jié)構(gòu)。（1）保護(hù)組織：是覆蓋于植物體表起保護(hù)作用的組織，它的作用是減少體內(nèi)水分的蒸騰，控制植物與環(huán)境的氣體交換，防止病蟲害侵襲和機(jī)械損傷等，保護(hù)組織包括表皮和周皮。（2）薄壁組織：是植物體進(jìn)行各種代謝活動(dòng)的主要組織，光合作用、呼吸作用、貯

8、藏作用及各類代謝物的合成和轉(zhuǎn)化都主要由它進(jìn)行。薄壁組織占植物體積的大部分，如莖和根的皮層及髓部、葉肉細(xì)胞、花的各部，許多果實(shí)和種子中，全部或主要是薄壁組織；其他多種組織，如機(jī)械組織和輸導(dǎo)組織等，常包埋于其中。薄壁組織是植物體組成的基礎(chǔ)，是基本組織的主要組成部薄壁組織是植物體組成的基礎(chǔ)，是基本組織的主要組成部分。分。此外，基本組織通常還包括厚角組織和厚壁組織。薄壁組織的細(xì)胞具有薄的初生壁，細(xì)胞體積較大，且具有發(fā)達(dá)的細(xì)胞間隙，細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)生

9、活的時(shí)間較長，細(xì)胞分化程度較低，在一定部位和一定條件下，可以轉(zhuǎn)化成為次生分生組織。根據(jù)薄壁組織的功能不同，又可分為同化組織、貯藏組織、貯水組織和通氣組織。（3）機(jī)械組織：是對(duì)植物體起主要支持作用的組織。根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同，可分為厚角組織和厚壁組織兩類。①厚角組織：其細(xì)胞最明顯的特征是細(xì)胞壁具有不均勻的增厚，而且這種增厚是初生壁性質(zhì)的。壁的增厚通常在幾個(gè)細(xì)胞鄰接處的角隅上面特別明顯，故稱厚角組織。但也有些植物的厚角組織是細(xì)胞的弦向壁特別厚

10、。厚角組織與薄壁組織具有許多相似性，除細(xì)胞壁的初生性質(zhì)外，厚角組織也是生活細(xì)胞，也經(jīng)常發(fā)育出葉綠體，細(xì)胞亦具有分裂的潛能，在許多植物中，它們能參與木栓形成層的形成。厚角組織分布于莖、葉柄、葉片、花柄等部位，根中一般不存在。厚角組織的分布具有一個(gè)明顯的特征，即一般總是分布于器官的外圍，或直接分布于表皮下，或與表皮只隔開幾層薄壁細(xì)胞。在莖和葉柄中厚角組織往往成連續(xù)的圓筒或分離成束，常在具有脊?fàn)钔黄鸬那o和葉柄中有棱的部分特別發(fā)達(dá)，例如在薄荷的

11、方莖中，南瓜、芹菜有棱的莖和葉柄中。在葉3第一章第一章植物形態(tài)解剖植物形態(tài)解剖泌結(jié)構(gòu)可分成外部的和內(nèi)部的分泌結(jié)構(gòu)兩大類。①外部的分泌結(jié)構(gòu)：其普通的特征，是它們的細(xì)胞能分泌物質(zhì)到植物體的表面。常見的類型有腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器等。②內(nèi)部的分泌結(jié)構(gòu)：是指分泌物不排到體外的分泌結(jié)構(gòu)，包括分泌細(xì)胞、分泌腔或分泌道以及乳汁管。（二）根的結(jié)構(gòu)（二）根的結(jié)構(gòu)1根尖的結(jié)構(gòu)從根的頂端到著生根毛的一段叫做根尖，它由根冠、生長點(diǎn)（又叫分生區(qū)）、伸長區(qū)和根

12、毛區(qū)（又叫成熟區(qū)）四部分構(gòu)成，這四部分結(jié)構(gòu)由于初中教材中較詳細(xì)地做了介紹，這里就不再重復(fù)。2根的初生結(jié)構(gòu)在根毛區(qū)或根毛區(qū)以上的橫切面上，由外向內(nèi)依次是表皮、皮層和中柱。因?yàn)樗鼈兌际怯筛某跎稚M織經(jīng)過生長分化所形成的，故稱為根的初生結(jié)構(gòu)。（1）表皮：包圍于根的最外面，細(xì)胞近似長方柱形，長徑與根的縱軸平行，細(xì)胞壁薄，內(nèi)含大液泡，排列整齊，無胞間隙，一部分表皮細(xì)胞形成根毛。表皮具有吸收作用和保護(hù)作用。（2）皮層：位于表皮和中柱之間，一般由

13、多層大型薄壁細(xì)胞組成。在根的結(jié)構(gòu)中皮層所占體積很大，排列疏松，胞間隙較大。它的功能是將表皮所吸收的水分和無機(jī)鹽類轉(zhuǎn)運(yùn)到中柱里去；同時(shí)將中柱內(nèi)的有機(jī)養(yǎng)料輸送出來。此外，在皮層細(xì)胞內(nèi)，常常發(fā)現(xiàn)有很多淀粉粒和其他營養(yǎng)物質(zhì)，所以皮層還有貯藏作用。皮層的最內(nèi)層細(xì)胞，即緊靠中柱的一層細(xì)胞，稱為內(nèi)皮層，細(xì)胞排列緊密，沒有胞間隙，其主要特征是細(xì)胞壁以特殊方式增厚，其中一種方式是每個(gè)細(xì)胞的徑向壁和橫向壁局部增厚成為帶狀，并且栓質(zhì)化。這種圍繞細(xì)胞一周的特殊

14、結(jié)構(gòu)，叫做凱氏帶。另一種增厚的方式是大多數(shù)內(nèi)皮層細(xì)胞的徑向壁、橫壁與內(nèi)切向壁（向著維管柱的一面）均顯著增厚并栓質(zhì)化，只有外切向壁不增厚。從橫切面看，內(nèi)皮層細(xì)胞的加厚胞壁呈馬蹄形，因而失去了透水和通氣的能力。但其中有少數(shù)細(xì)胞仍保留著薄壁狀態(tài)，成為水分和養(yǎng)料內(nèi)外交流的唯一通道。內(nèi)皮層細(xì)胞壁的特殊增厚，對(duì)于控制根內(nèi)液體流動(dòng)的方向具有重要的意義。內(nèi)皮層的結(jié)構(gòu)如下圖所示。內(nèi)皮層的結(jié)構(gòu)內(nèi)皮層的結(jié)構(gòu)（左）根部分橫切面，示內(nèi)皮層的位置，（左）根部分橫切

15、面，示內(nèi)皮層的位置，在內(nèi)皮層的壁上可見凱氏帶在內(nèi)皮層的壁上可見凱氏帶（右）（右）3個(gè)內(nèi)皮層細(xì)胞的立體圖解，個(gè)內(nèi)皮層細(xì)胞的立體圖解，標(biāo)示凱氏帶在細(xì)胞壁上的位置標(biāo)示凱氏帶在細(xì)胞壁上的位置（3）中柱（維管柱）：內(nèi)皮層以內(nèi)所有的組織統(tǒng)稱為中柱。它由中柱鞘、木質(zhì)部和韌皮部所組成。有些植物，例如許多單子葉植物，在中柱的中央有薄壁細(xì)胞（或厚壁細(xì)胞）組成的髓。中柱鞘是中柱的最外層組織，向外緊貼著內(nèi)皮層。它是由原形成層的細(xì)胞發(fā)育而成，長期保持著潛在的分生

16、能力，通常由一層薄壁細(xì)胞組成，也有由兩層或多層細(xì)胞組成的，有時(shí)也可能含有厚壁細(xì)胞。維管形成層（部分的）、第一次木栓形成層、不定芽、側(cè)根和不定根，都可能由中往鞘的細(xì)胞產(chǎn)生。雙子葉植物和單子葉植物根的橫切面圖解雙子葉植物和單子葉植物根的橫切面圖解中柱鞘以內(nèi)是初生維管束，主要包括初生木質(zhì)部和初生韌皮部?jī)刹糠?。根的初生木質(zhì)部一般位于中往的中心，并且有幾個(gè)輻射狀的棱角（即木質(zhì)部脊，由原生木質(zhì)部構(gòu)成），在橫切面上呈星芒狀。木質(zhì)部脊的數(shù)量對(duì)同種植物是