植物学讲义

1第一章植物细胞和组织第一节植物细胞一、细胞学说：时间：1838-1839提出人：德国植物学家施莱登和动物学家施旺中心含义：一切生物有机体都由细胞组成，细胞是生物体结构和功能的基本单位。意义：将整个生物界统一起来。植物细胞的全能性：植物体上的每个细胞都有发育为完整个体的潜能，这种能力即细胞的全能性。二、植物细胞的形状和大小影响植物细胞形状和大小的因素：遗传因素（位置、功能）和环境因素。三植物细胞的基本结构细胞壁细胞膜植物细胞原生质体细胞质—细胞器+细胞质基质后含物细胞核（一）原生质体概念：由原生质构成的一切细胞结构的总称，由细胞膜、细胞质和细胞核组成(形态概念）。原生质：构成生物细胞的一切生活物质，是细胞结构和功能的物质基础（物质概念）。1细胞膜（原生质膜）（1）亚显微结构单位膜：在电镜下由3层结构组成一个单位的膜。组成：蛋白质+磷脂双分子层+蛋白质（2）膜的分子结构-流动镶嵌模型构成膜的蛋白质和磷脂具有一定的流动性（3）特点：具有选择透性（4）细胞膜的功能：控制细胞与外界的物质交换，保持相对稳定的内环境；接受和传递遗传信息；参与细胞识别；抗病菌；胞饮等2细胞核（1）数量、形状、位置与细胞种类、活动等有关。（2）细胞核的结构核膜：双层膜，有核孔，作用-控制细胞核与细胞质之间的物质交流和信息交换。核仁：折光强的小球体，作用-合成与贮存RNA的场所。核质：透明胶状物，由染色质和核液组成。染色质主要成分是DNA和蛋白质，是细胞内的主要遗传物质。染色质与染色体的区别：同一种物质在不同时期的2种形态。2（3）细胞核的功能：储存和传递遗传信息，调节和控制细胞的各种生理活动。3细胞质-包括细胞器和细胞质基质2部分细胞器：细胞质内具有一定的形态结构和特定生理功能的微结构（微器官）。叶绿体质体（植物体特有的）有色体白色体叶绿体：色素-叶绿素、叶黄素、胡萝卜素结构（幻灯片18）-双层膜、基粒（由类囊体组成的柱状单位）、基质片层和基质作用：光合作用的场所。光反应在基粒上进行，暗反应在基质中进行。有色体：色素-叶黄素、胡萝卜素结构：双层膜，无内部结构作用：积累淀粉、脂类、传粉等白色体：不含色素，主要作用合成和储存淀粉、脂类3种质体之间的转化线粒体结构：双层膜+基质，内膜内突形成嵴（上有嵴粒）作用：呼吸代谢的场所。内质网结构：单层膜形成的网状管道系统。类型-粗糙型，光滑型作用：粗糙型主要合成运输蛋白质；光滑型主要合成运输类脂和多糖细胞质膜—内质网—核外膜相邻细胞高尔基体：结构-单层膜形成的囊状结构，边缘形成小泡。作用：合成、加工运输分泌物（多糖及糖蛋白）。液泡（植物细胞特有的）：结构-单层膜内部为细胞液，含多种成分作用-贮藏（糖、酸、丹宁、晶体、花色素（又称为花青素或花青苷）（酸性显红、碱性显蓝、中性显紫）；参与各种代谢；维持细胞形状，利于物质交换。微梁系统：微管和微丝微管：由微管蛋白组成的空心管状结构微丝：由类肌动蛋白和肌球蛋白组成的实心丝状结构作用：二者构成细胞内的骨架系统，起支撑作用，维持细胞的形状；控制细胞器的运动并与细胞分裂等有关核糖体：又称核糖核蛋白体组成：大亚基+小亚基成分：RNA和蛋白质作用：蛋白质合成的场所分布：粗糙型内质网、核外膜、叶绿体、线粒体等2）细胞质基质：细胞质内无特殊结构的胶体系统特点：处在不断的运动状态，运动方向与微管和微丝的排列方式有关。功能：保持稳定的内环境；是细胞器之间物质运输的介质；是各种生化反应的场所，为细胞器提供原料。3（二）细胞壁1层次：胞间层-在细胞壁的最外面，主要成分为果胶特点：有强的亲水性和可塑性初生壁-在胞间层内侧，在细胞停止生长前由原生质体分泌形成，主要成分为纤维素、半纤维素和果胶。特点：薄，有较大的可塑性次生壁-在初生壁内侧，是细胞停止生长后形成的。主要成分为纤维素，还有少量半纤维素和木质。特点：厚，硬2附属结构：初生纹孔场：初生壁上具有小孔的凹陷区域。胞间连丝：穿过细胞壁连接相邻细胞的原生质细丝，是细胞之间物质和信息联系的桥梁。纹孔：次生壁形成时，初生壁上完全不被次生壁覆盖的区域。3细胞壁的超微结构：基本骨架是微纤丝葡萄糖-纤维素-微团-微纤丝-大纤丝-细胞壁4细胞壁的作用：支持和保护，并使细胞维持一定的形状。（三）后含物后含物：即细胞内的代谢产物，分布于原生质体内或细胞壁上。细胞内主要的后含物有淀粉粒、晶体、糊粉粒和油脂。小结：1.内膜系统：细胞中除细胞膜外由膜构成的所有结构的总称真核细胞原核细胞细胞体积大小核膜有无核仁有无细胞器有无染有无42.动物细胞与植物细胞的主要区别3真核细胞与原核细胞的主要差异复习题1解释概念：细胞学说、细胞的全能性、原生质体、单位膜、细胞器、胞间连丝、纹孔、内膜系统2说明植物界表现出万紫千红的原因3植物细胞为什么能维持一定的形状？4画出植物细胞结构模式图，注明各个部分的名称，并说明各部分的结构特点及功能。第二节植物细胞的增殖一、有丝分裂（间接分裂）1.概念：细胞分裂过程中出现染色体和纺锤丝，分裂后子细胞内染色体数目不变的分裂方式。2细胞周期：（1）概念：分生型细胞从上次细胞分裂结束开始到下次细胞分裂结束为止所经历的时期。间期---G1、S、G2（2）细胞周期分裂期前、中、后、末3各期特点间期：G1-合成RNA、蛋白质、及各种酶，核仁增大。S-DNA复制、蛋白质合成，DNA增加一倍。G2-RNA、蛋白质合成分裂期：包括核分裂和胞质分裂核分裂：从染色体出现到子核形成，分为前、中、后、末（幻灯片44）胞质分裂：在2个子核之间形成新的细胞壁，将一个母细胞分裂为2个子细胞的过程。成膜体：即在2个子核之间由密集的纺锤丝形成的桶状区域，与细胞板形成有关。4有丝分裂的特点及意义：色体植物细胞动物细胞细胞壁有无液泡有无质体有无中心体无有星体无有5分裂过程出现染色体和纺锤丝，子细胞染色体数目与母细胞相同，保证了细胞在遗传上的稳定性。二无丝分裂（直接分裂）分裂过程不出现染色体和纺锤丝，子细胞染色体数目不一定与母细胞相同，不能保证细胞在遗传上的稳定性。三、减数分裂1概念：是产生有性生殖细胞的分裂方式，细胞连续分裂2次，而染色体只复制一次，结果产生的子细胞染色体数目比母细胞减少一半。间期-G1、S、G22细胞周期第一次分裂-前1、中1、后1、末1分裂期第二次分裂-与有丝分裂类似第一次分裂：前期1：细线期-染色体细长，线状，每条染色体由2条染色单体组成偶线期（联会期）-同源染色体配对分别来自父母本，形态相似的染色体粗线期-染色体缩短，同源染色体上的非姊妹染色单体发生片段交换。双线期-发生交叉的染色单体分开，呈现各种形状终变期-染色体缩到最短，核膜、核仁消失、出现纺锤丝。中期1：同源染色体排列在赤道面上后期1：同源染色体分开到2极，每极染色体数目只有原来的一半末期1：子核出现第二次分裂与有丝分裂类似经2次分裂后一个母细胞形成4个子细胞，每个子细胞染色体数目减半。3减数分裂的意义减数分裂产生的子细胞（配子），染色体数目减半，有性生殖时2个配子结合形成合子，恢复了亲本染色体的数目，保证了子代与亲代之间在遗传上的稳定性。同时由于来自父母本的染色体可能发生基因重组，从而使后代发生变异，促进了生物界的进化。有丝分裂与减数分裂的比较相同点：都有间期和分裂期；都出现染色体和纺锤丝；染色体都复制一次。不同点：减数分裂有丝分裂发生范围生殖细胞体细胞6同源染色体联会有无染色体片段交换有无分裂次数21子细胞数42子细胞染色体数减半不变第三节植物细胞的生长和分化一细胞生长1概念：细胞生长是指细胞体积的增大和干重的增加。2影响细胞生长的因素：遗传和环境二细胞分化1概念：多细胞生物细胞在形态结构、生理功能和生化特性上的特化2影响细胞分化的因素：遗传和环境3特点：生物越高级细胞分化越精细。复习题1.解释概念有丝分裂、细胞周期、胞质分裂、成膜体、无丝分裂、减数分裂、联会、细胞生长、细胞分化2说明有丝分裂和减数分裂的生物学意义3比较有丝分裂和减数分裂的异同4一个生物体为什么能不断长大并进行生殖产生后代？第四节植物组织一、概念：具有相同来源的同一类型或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位。二、类型：从组成上分-简单组织和复合组织从发育程度分-分生组织和成熟组织（一）分生组织1概念：具有持续分裂能力的细胞群。2类型：从不同侧面分为不同类型（1）按位置分顶端分生组织：位于根、茎顶端作用：使根、茎伸长并产生分枝，形成繁殖器官特点：细胞小，核大，无液泡，分裂能力强。侧生分生组织：位于根、茎侧方，在器官边缘作用：使器官增粗居间分生组织：位于分化组织之间作用：使器官伸长特点：分裂时间有限（2）按来源的性质分原生分生组织：来自胚细胞特点：有持续而强的分裂能力7初生分生组织：来自原生分生组织特点：细胞边分裂边分化次生分生组织：由成熟组织脱分化后形成的组织（二）成熟组织1概念：由分生型细胞衍生出来的细胞经过生长和分化形成的组织即成熟组织2类型(1)保护组织表皮特点：位于器官的表面，由单层薄壁细胞组成，细胞排列紧密，无细胞间隙，无叶绿体，细胞外壁有角质膜。作用：保护，根表皮起吸收作用附属结构：表皮毛，气孔周皮：位于加粗生长的器官表面，代替表皮起保护作用栓内层-木栓形成层-木栓（2）薄壁组织（基本组织）特点：分布广，占比例大。细胞体积大，细胞壁薄，有液泡，有细胞间隙，具有潜在分裂能力。类型：同化组织-含叶绿体贮藏组织-含营养物质贮水组织-有大液泡（旱生植物如仙人掌）通气组织-细胞间隙大（水生植物如荷花）特殊的薄壁细胞—传递细胞（转输细胞或转移细胞）特点：细胞壁内突生长，有发达的胞间连丝作用：短距离运输（3）机械组织作用：支持类型：厚角组织、厚壁组织厚角组织：特点-细胞壁在角隅处增厚，属于初生性增厚，常含叶绿体，不影响细胞的生长，一般分布在生长器官，多呈束状，使器官表面形成棱。厚壁组织：细胞壁次生性增厚并木质化，是死细胞。类型：石细胞和纤维石细胞：特点-有多种形态，次生壁厚，木质化，细胞腔小，分布在植物体的各个器官。纤维：细胞细长梭形，次生壁厚，木质化细胞腔很小。呈束状，使器官有大的抗压能力和弹性，是主要的支持组织（4）输导组织（维管组织）作用：长距离运输组成：木质部，韧皮部木质部：作用-运输水分和无机盐组成-导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞韧皮部：作用-运输有机物组成-筛管、伴胞、筛胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞维管束-由木质部和韧皮部组成的束状结构5）分泌组织（分泌结构）81概念：合成、贮藏、排出、运输特殊物质的组织或结构。2类型：外部分泌结构和内部分泌结构外部分泌结构：特点-分泌物排出体外类型-腺表皮、腺毛、蜜腺、排水器等内部分泌结构：特点-分泌物不排出体外类型-分泌细胞、分泌腔、分泌道、乳汁管幻三组织系统1概念：一个植物体上或一个器官上的一种或几种组织在结构和功能上组成一个单位2分类：皮组织系统（皮系统）：表皮和周皮，包在器官外面维管组织系统（维管系统）：木质部和韧皮部，分布在基本组织系统中基本组织系统（基本系统）：薄壁组织、厚角组织、厚壁组织复习题1解释概念：组织、分生组织、基本组织、维管束、分泌组织、组织系统2说明各类组织的特点及作用注意厚壁组织与厚角组织；导管与筛管的区别第二章根第一节根的形态（自学）一、根的生理功能及经济利用二、根和根系的类型第二节根的发育及结构一、根的顶端分生组织及根尖分区（一）根的顶端分生组织原生分生组织（生长点或生长锥）顶端分生组织表皮--原表皮初生分生组织原形成层——维管柱基本分生组织——皮层、根冠（二）根尖分区1根冠：位于根的先端，由薄壁细胞组成，保护内部的分生区，并与根的向地性生长有关。2分生区（根的顶端分生组织）：细胞具有分裂能力通过细胞分裂分化形成根的各种结构。3伸长区：细胞停止分裂，显著伸长，并开始分化4成熟区（根毛区）：细胞停止伸长，分化成熟，表皮细胞突起生长形成根毛，是吸收能力最强的区域。细胞的分裂方向平周分裂（切向分裂）：细胞分裂方向与器官表面平行，结果使器官增粗或增厚。垂周分裂（径向分裂）：细胞分裂方向与器官表面垂直，结果使器官增粗或面积扩大9横向分裂：细胞分裂方向与器官纵轴垂直，结