药用植物学教案

药用植物学教案（样本）第一章植物细胞和组织第一节植物细胞一．概述1．概念细胞不仅是植物结构单位,也是功能单位。2．细胞的形状大小二、植物细胞的基本结构植物细胞虽然大小不同，形状多样，但是一般有相同的基本结构。植物细胞的基本结构包括：1.细胞壁2．细胞膜3．细胞质4．细胞核（一）细胞膜生活在细胞原生质外表，都有一层膜包围，称为细胞膜或质膜。细胞膜由磷脂和蛋白质组成，其功能是维持胞内环境的稳定，调节、控制物质或信息在细胞内外的运输。（二）细胞质及其细胞器细胞质是细胞核外围的原生质。可分为胞基质和细胞器。胞基质是包围细胞器的细胞质部分。细胞质内的细胞器种类很多。现分述如下：1．质体（重点内容）质体是植物细胞特有的细胞器，幼期未分化成熟的，成为前质体。分化成熟的质体可根据其颜色和功能不同，分为叶绿体（Chloroplast）、有色体（Chromoplast）和白色体（leucoplast）三种主要类型。叶绿体绿色光合作用有色体黄-红色积累脂类和淀粉白色体无色合成淀粉，脂肪，蛋白质⑴叶绿体高等植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞内，含有叶绿素。电镜观察表明：叶绿体外有光滑平滑的双层单位膜，内膜向内叠成内囊体，存在基粒片层和基质片层。在个体发育上，叶绿体来自前质体，由前质体发育成叶绿体。⑵有色体有色体含有类胡萝卜素。类胡萝卜素包括：叶黄素（黄色）、胡萝卜素（红色），部分植物的花瓣，成熟的果实，胡萝卜的贮藏根，衰老叶片都存在有色体。有色体的形状有球形和不规则形状。⑶白色体白色体不含色素，存在于甘薯、马铃薯等植物的地下贮藏器官中。按照功能不同，可以分为：造粉体、造油体和造蛋白质体。在植物发育过程中，质体可以相互转化。2．线粒体3．核糖核蛋白体4．内质网自学5．高尔基体6液泡由单位膜构成的细胞器。液泡的膜称为液泡膜，液汁称为细胞液。幼期细胞，液泡很小，但随着细胞生长，液泡长大。小液泡逐渐合并为大液泡，位于细胞中央。功能：渗透调节、贮藏、消化。（三）细胞核细胞核为生活细胞中最显著的结构，细胞内的遗传物质DNA，几乎都存在于核内，为细胞的控制中心。（自学）1．细胞核的形态2．结构与功能（四）细胞壁（重点内容）细胞壁是植物细胞特有的结构，它是由原生质体分泌的物质构成的，一般认为是无生命的.1．细胞壁的结构细胞壁是在细胞分裂、生长和分化过程中形成的。由于功能不同，细胞壁的结构和成分变化很大。细胞壁可以分为：胞间层初生壁次生壁①胞间层由相邻的两个细胞向外分泌的果胶构成，果胶为多糖物质，胶粘而柔软，能将相邻两个细胞粘连在一起。②初生壁初生璧是细胞生长（增长体积）时所形成的壁层，由相邻细胞分别在胞间层两面沉积壁物质而成。初生壁的成分是：纤维素、半纤维素、果胶质初生壁的特点是壁薄、有弹性、可随细胞的生长而扩大面积。但有时初生壁也局部增厚。如柿胚乳细胞，能储藏营养物质，供种子萌发需要。③次生壁次生壁是在细胞停止增大体积后，在初生璧内表面增加厚的壁层，次生壁主要成分为：纤维素此外还有：木质素次生壁厚，一般为5-10μm，质地坚硬，机械强度大。植物细胞一般有初生壁，但不都产生次生壁，只有那些在生理上分化成熟后原生质体消失的细胞，才在分化过程中产生次生壁，如纤维、导管、管胞等。④纹孔细胞壁形成次生壁时并非全面地增厚。在一些位置上不沉积次生壁物质，这种未增厚的区域成为纹孔。形成纹孔时相邻两个细胞壁上的纹孔往往精确地发生，形成纹孔对。纹孔对中间的胞间层和两侧的初生壁，合称纹孔膜。由次生壁围成的纹孔腔穴，叫做纹孔腔。纹孔可以分为：单纹孔、具缘纹孔、半缘纹孔单纹孔简单，纹孔口和底同大，纹孔腔为上下等径，圆筒形。具缘纹孔在纹孔腔周围向细胞内延伸。⑤胞间连丝胞间连丝是穿过细胞壁的细胞质细丝。相邻细胞一般有胞间连丝相连，使整个植物体连成统一整体，传递物质和信息，但也传递病毒。2、细胞壁的特化有些细胞由于在植物体中担负的功能不同，原生质常分泌一些性质不同的物质，增加到细胞壁中，或存在于细胞壁的外表面，使细胞壁的组成物理性质和功能发生变化。常见特化有：①木质化木质是三种醇类化合物脱氢形成的高分子聚合物，木质素渗透到细胞壁中，加大细胞壁的硬度，增强细胞的支持力量。②角质化角化是指细胞外壁为角质所渗透，在外表形成膜。为脂类化合物，不透水，但可透光。夹竹桃叶的横切面，示厚的角质层，其它叶的横切面，示角质层较薄。③木栓化栓化为木栓质（脂类化合物）渗入细胞壁引起的变化。栓化后，细胞失去透水，通气能力。原生质体最终解体成为死细胞。④矿质化细胞壁渗入矿物质而引起的变化，最常见的矿物质有碳酸钙和二氧化硅等。矿化能增强细胞壁的机械强度，提高抗倒伏和抗病虫能力。三植物细胞的后含物植物细胞在代谢过程中，产生的代谢中间产物，贮藏物质和废物等。这些称为后含物。常见的贮藏物质有：淀粉、脂肪、蛋白质。（一）淀粉淀粉是植物细胞中最普遍的贮藏物质。贮藏的淀粉常呈颗粒状，称为淀粉粒。光合作用产生的葡萄糖，运输到造粉体中，由造粉体将它们再合成为贮藏淀粉。在淀粉粒中，中间有脐，围绕脐形成许多同心的层次--轮纹。淀粉有单粒、复粒和半复粒。单粒为有一个脐和许多轮纹围绕。复粒有2个以上脐和各自轮纹。半复粒是在复粒基础张上外围有共同的轮纹。淀粉粒主要存在于种子的胚乳，人参、甘薯等地下肉质根。（二）蛋白质贮藏蛋白质以多种形式存在于细胞质中。禾本科植物籽粒糊粉层中，存在糊粉粒。蓖麻、油桐的胚乳糊粉粒内，除无定形蛋白质外，还含有蛋白质拟晶体和非蛋白质的球状体。（三）油和脂肪植物细胞中，油和脂肪或多或少都存在，但通常是存在油料植物种子或果实中，由造油体合成。如花生、大豆、油菜的子叶，蓖麻的胚乳，都含有大量脂肪，可用苏丹Ⅲ染色。人工做的蓖麻种子，含有脂肪的染色层。（四）晶体和硅质小体在植物细胞内，常可见到各种形状的晶体，晶体常为草酸钙的，形状多样，常沉积在液泡内。晶体常认为是代谢的废物。禾本科、莎草科植物茎，叶表皮细胞内常含有二氧化硅的晶体。四、植物细胞的分裂（自学了解内容）第二节植物组织一、植物组织的概念高等植物的植物体是由多细胞组成的。多细胞植物，为了适应环境，其体内分化出许多生理功能不同、形态结构相应发生变化的细胞组合，这些细胞组合之间有机配合，紧密联系，形成各种器官。这些形态结构相似，担负一定生理功能的细胞组合，称为组织。二、植物组织的分类（一）分生组织（二）成熟组织(一)分生组织位于植物的生长部位，具有持续或周期性分裂能力的细胞群，称为分生组织。分生组织的细胞排列紧密，细胞壁薄，细胞核相对较大，细胞质浓，细胞器丰富。根据分生组织在植物体内的位置不同，可将分生组织分为顶端分生组织、侧分生组织和居间分生组织三类:1、顶端分生组织顶端分生组织存在于根尖和茎尖的分生区部位，由短轴或近于等径的胚性细胞构成，细胞排列紧密，能较长时期地保持旺盛的分裂能力。2、侧分生组织侧分生组织包括维管形成层和木栓形成层，它分布于植物体的周围，平行排列于所在器官的边缘。侧分生组织细胞的形状为长轴形和等径状，其功能是使植物体变粗。3、居间分生组织居间分生组织分布于成熟组织之间，进行一段时间的分裂活动后失去分裂能力，完全分化为成熟组织。例如，水稻、小麦的节间基部都有居间分生组织存在。此外，也可根据来源将分生组织分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织三类：原分生组织位于根尖和茎尖的顶端，由一群胚性的原始细胞组成，能长期地保持分裂能力。初生分生组织由原分生组织的细胞分裂而来，一方面初生分生组织的细胞可继续分裂，另一方面开始初步分化，逐渐向成熟组织过渡。初生分生组织有原表皮、基本分生组织和原形成层三种。次生分生组织也就是侧分生组织，由已分化成熟的薄壁组织细胞恢复分裂能力转变而来，有维管形成层和木栓形成层两类:(二)成熟组织（永久组织）分生组织分裂产生的细胞，经生长、分化后，逐渐丧失分裂能力，形成各种具有特定形态结构和生理功能的组织，这些组织称为成熟组织。根据生理功能的不同，成熟组织可再分为数种。1、保护组织保护组织覆盖于植物体的外表，由一至几层细胞组成，主要有防止水分过分蒸发，抵抗病虫害的侵袭等作用。植物体内的保护组织有初生保护组织-表皮和次生保护组织-周皮两种。（1）表皮表皮由原表皮分化而来，通常是一层细胞组成的，但也有少数植物有几层细胞构成的复表皮。表皮除表皮细胞外，在幼茎和叶上还有气孔器、表皮毛或腺毛等结构。表皮细胞行状扁平，排列紧密，无细胞间隙，细胞的外壁增厚，形成角质膜。气孔器由2个保卫细胞围成，禾本科植物的保卫细胞旁侧还有一对副卫细胞。表皮毛有多种类型，它们能增强表皮的保护作用；腺毛则有分泌作用。（2）周皮周皮是次生分生组织形成的，它由木栓层、木栓形成层和栓内层组成。木栓层细胞之间无细胞间隙，细胞壁较厚且高度栓化，形成不透水、绝缘、隔热等特性，对植物有较强的保护作用。周皮存在于裸子植物和被子植物的双子叶植物中，这些植物能进行增粗生长。2、薄壁组织薄壁组织是构成植物体的基本成分，在植物体内所占的比例最大，因此也称基本组织。薄壁组织的细胞间隙较大，细胞壁薄，有较大的液泡，它们的分化程度较浅，在一定的条件下，部分细胞可转化成其它组织。根据薄壁组织的功能不同可再分为以下几类：（1）吸收组织根尖外层的表皮，其细胞壁和角质膜均薄，且部分细胞的外壁突出形成根毛，具有明显的吸收作用。（2）同化组织能够进行光合作用的薄壁组织，它们的细胞中含有叶绿体，例如叶肉细胞。（3）贮藏组织根、茎、果实和种子的薄壁细胞中常贮藏有大量的淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质，这类薄壁组织称为贮藏组织，如水稻、小麦种子的胚乳细胞。（4）通气组织湿生和水生植物体内的薄壁组织有特别发达细胞间隙，它们形成较大的气腔或贯连的气道，特称为通气组织。这类通气结构有利于气体交换，或适应于水中的漂浮生活，如水稻、莲等植物体内就有发达的通气组织。3、机械组织机械组织是巩固、支持植物体的组织，机械组织的共同特点是其细胞壁局部或全部加厚，根据机械组织细胞的形态及细胞壁的加厚方式，可分为厚角组织和厚壁组织两类：(1)厚角组织厚角组织是初生的机械组织。它是由活细胞构成，常含有叶绿体，可进行光合作用。此种组织的细胞是引长的，两端呈方形、斜形或尖形，彼此重叠连结成束。厚角组织细胞壁的成分主要是纤维素，也含有较多的果胶质，细胞壁增厚不均匀，增厚部分常位于细胞的角隅，故有一定的坚韧性，并具有可塑性和延伸性，既可支持器官的直立，又适应于器官的迅速生长，普遍存在于正在生长或经常摆动的器官之中，植物的幼茎、花梗、叶柄和大叶脉的表皮内侧均有厚角组织分布。厚角组织有时成束纵向集中在器官的边缘，使器官外表出现棱角，增强了支持力量，如芹菜、南瓜的茎。(2)厚壁组织此类组织细胞的细胞壁呈不同程度的木质化加厚，细胞腔很小，成熟细胞一般没有生活的原生质体。厚壁组织又可分为纤维和石细胞两类：4、输导组织输导组织是被子植物体内的一部分细胞分化成的管形结构，它贯穿于植物体各器官之间,专门运输水溶液和同化产物。根据它们运输的主要物质不同，可将输导组织分为两大类；即运输水溶液和溶解在水中的无机盐的导管和管胞，以及运输溶解状态的同化产物的筛管和伴胞。（1)导管导管存在于木质部，是被子植物所特有的，由许多长管状，细胞壁木化的死细胞纵向连接而成。组成导管的每一个细胞称为导管分子。导管分子的端壁解体，形成穿孔。根据导管发育先后和次生壁木化增厚的方式不同，可将导管分为以下五个类型：a、环纹导管：每隔一定距离有一环状木化增厚的次生壁，加在导管里面的初生壁上。b、螺纹导管：其木化增厚的次生壁呈螺旋状加在导管内的初生壁上。c、梯纹导管：木化增厚的次生壁呈横条突起，似梯形。d、网纹导管：木化增厚的次生壁呈突起的网状，网眼为未增厚的初生壁。e、孔纹导管：导管壁大部分木化增厚，未增厚的部分则形成许多纹孔。环纹导管和螺纹导管在器官形成过程中出现较早，一般存在于原生木质部中，它们的口径较小，输水能力较弱。梯纹导管直径较大，出现于器官停止生长的部分，网纹导管与孔纹导管的次生壁坚固，直径更大，输导效率提高，它们出现于器官组织分化的后期，即后生木质部和次生木质部中，为被子植物主要的输