《药用植物学》笔记

植物学笔记（一）种子植物的形态结构和功能（二）植物类群（三）被子植物的分类（四）植物与环境第一编种子植物的形态与解剖第一节种子的结构一、种子的结构：植物的种类不同，其种子在大小、形状和颜色等方面有着较大的差别。但其基本结构都是一致的。都是由胚、胚乳和种皮三部分组成。二、胚的结构：胚是种子中最重要的部分，新的植物体就是由胚生长发育而成的。胚是由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。三、胚根、胚芽、胚轴和子叶的形态：胚根和胚芽的体积很小，胚根一般为圆锥形，胚芽常具雏叶的形态；胚轴位于胚根和胚芽之间，并与子叶相连，一般很短；依据子叶着生的位置将胚轴分为上胚轴和下胚轴，即子叶着生点至第一片真叶之间，称上胚轴，而子叶着生点到胚根之间，称下胚轴。子叶与一般正常叶的功能是不同的，有储藏养料的作用，或能从胚乳中吸收、转化营养物质供胚生长时使用。四、在被子植物种子因叶数目不同分为：分为双子叶植物和单子叶植物。（双子叶植物和单子叶植物是被子植物的二个大类。有关这些内容将在以后章节中谈到）。在裸子植物中，子叶数目也很不一致，有两个的如侧柏；有二至三个的如银杏，还有多个的如松树。五、种子萌发：胚根和胚芽突破种皮，胚根发育成幼苗的主根，胚芽发育成茎、叶部分，胚轴发育成茎的一部分，使胚迅速形成幼苗。六、胚乳：胚乳是种子贮藏营养物质的地方，供种子萌发时胚的生长之用。胚乳的大小在不同的种子中也不同，有些种子胚乳体积较大，占种子的大部分，这类种子叫有胚乳种子。（如玉米、小麦的谷粒和蓖麻的种子）。而有些植物的种子，成熟时不具有胚乳，这类种子叫无胚乳种子，如花生、豆类及瓜类的种子。七、种皮：种皮是种子外面的保护结构，其性质、厚度随植物种类而异。成熟种子的种皮上常常可以见到种脐，它是种子脱离果实时留下的痕迹(就是种柄和株柄相脱离的地方)。种孔是原来胚珠的珠孔留下的痕迹。有的种皮上可以明显见到种脊，种阜，如蓖麻。第二节种子的主要类型一、有胚乳种子：这类种子由种皮、胚和胚乳组成。双子叶植物中的蓖麻、烟草、番茄、柿等植物的种子和单子叶植物中的小麦、水稻、玉米、高梁和洋葱等植物的种子，都属于这个类型。(一)双子叶植物有胚乳种子：这类种子的结构以蓖麻种子为例加以说明。蓖麻种子的种皮坚硬光滑、具花纹。种子的一端有海绵状突起，称为种阜，由外种皮延伸而成，有吸收作用，利于种子萌发。种子被种阜遮盖，种脐不甚明显。在种子的腹面中央，有一长条状隆起，称为种脊，其长度与种子几乎相等。剥去种皮可见到白色胚乳。胚乳占种子体积的大部分，内含大量的脂肪。胚包藏于胚乳之中，其两片子叶大而薄，上面有显著脉纹。两片子叶的基部，有很短的胚轴，连接胚芽、胚根和子叶，胚轴上方是胚芽，下方是胚根，番茄的种子也属于双子叶植物有以下乳种子。(二)单子叶有胚乳种子：这类种子的结构以小麦种子为例加以说明。小麦籽实或糙米的外面，除种皮外，尚有果皮与之合生，果皮较厚，种皮较薄，二者不易分离，植物学上称为颖果。从小麦籽粒纵切面(通过腹沟做正中切面)可清楚看到胚和胚乳的相对位置，果皮种皮之内，绝大部分是胚乳，胚很小，仅位于籽实基部的一侧。小麦的胚乳可分为两部分，靠外层是含大量糊粉粒的糊粉层，其内为含丰富淀粉的胚乳细胞。胚较小，由胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分组成。胚芽在上方，胚根在下方，中间由很短的胚轴相连，在其内侧，有明显的盾状太子叶一片，与胚轴相连，叫盾片，在其与胚乳相接近的一面，有一层排列整齐的柱形上皮细胞，当种子萌发时，能分泌酶类，分解胚乳所贮藏的养料，并转运给胚利用。胚芽由数片幼叶包围着茎尖的生长锥组成，胚芽之外包被着一个鞘状物，称胚芽鞘。位于胚轴下方的胚根外围也包被一鞘状物，称胚根鞘，起保护作用二、无胚乳种子1.双子叶无胚乳种子：菜豆种子的结构菜豆的种皮有各种颜色，表面具斑纹或无。种子的一侧中央有一椭圆形的斑痕，称为种脐。种脐一端有一圆孔，称为种孔，是种子萌发时水分进入种子的通道，胚根首先从这里突出种皮向外伸长。种脐另一端有一瘤状突起，称为种瘤。种瘤下边有一明显棱脊，称为种脊。胚中子叶两片，肥厚、乳白色，贮藏丰富的营养物质。胚轴较短。子叶着生于胚轴两侧。胚轴上方为胚芽，被夹在两片子叶之间，胚轴下方为胚根。2．棉花种子的结构棉籽外面黑色的硬壳是种皮，种皮上的毛状物是表皮毛，也就是棉絮(纤维)。棉花的种脐和种孔位于较尖的一端。钝圆的一端较薄，晒种时这部分薄壁细胞被破坏，种子萌发时此处成为吸水和氧气的重要通道。剥去种皮，有一层乳白色的薄膜，这是胚乳的遗迹。膜内就是胚，二片子叶呈折叠状，胚芽、胚轴包被在子叶之间，胚根的尖端露于子叶外边。第三节种子的萌发和幼苗的形成(一)种子的休眠有些植物的种子在成熟后，如果条件适合就能萌发，但也有些植物的种子却不能立即萌发，需要隔一段时间才能发芽，种子的这一特性，叫做种子的休眠。(二)种子的寿命种子的寿命是指种子的生活力在一定环境条件下保持的最长期限。超过这个期限，种子的生活力就会丧失，也就失去了萌发的能力。二、种子萌发的条件种子的萌发，除了种子本身要具有健全的发芽力以及解除休眠期以外，也需要一定的环境条件：充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。三、种子萌发的过程发育成熟的种子，在适宜的环境条件下开始萌发。经过一系列生长过程，种子的胚根首先突破种皮，向下生长，形成主根。与此同时，胚轴的细胞也相应生长和伸长，把胚芽或胚芽连同子叶一起推出士面，胚芽伸出土面，形成茎和叶。子叶随胚芽一起伸出土面，展开后转为绿色，进行光合作用，如棉花、油菜等。待胚芽的幼叶张开行使光合作用后，子叶也就枯萎脱落。至此，一株能独立生活的幼小植物体也就全部长成，这就是幼苗。四、幼苗的类型(一)子叶出土的幼苗双子叶植物无胚乳种子如大豆、棉花、油菜和各种瓜类的幼苗，以及双子叶植物有胚乳种子如蓖麻，都属于这种类型。这类植物的种子在萌发时，胚根首先突破种皮，伸人士中，形成根系。然后下胚轴加速伸长，将子叶和胚芽推出士面，所以幼苗的子叶是出士的。(二)子叶留土的幼苗双子叶植物无胚乳种子，如蚕豆、豌豆、荔枝、柑桔和有胚乳种子如核桃、橡胶树及单子叶植物种子如小麦、玉米、水稻等幼苗，都属于这一类型。这类种子萌发的特点是上胚轴伸长，而下胚轴却不伸长。所以子叶并不随胚芽伸出士面，而是留在土壤中，直到养料耗尽而死去。如蚕豆种子萌发时，胚根先突出种皮，向下生长，形成主根，由于上胚轴的伸长，胚芽不久就被推出士面，而下胚轴的伸长不大，所以子叶不会被推出士面，而始终埋在土里。第四节植物组织的类型具有相同生理功能和形态结构的细胞群，叫组织。植物的组织有分生组织、薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织。分生组织是具有持续细胞分裂能力的组织，位于植物体生长的部位。依性质和来源的不同，分生组织分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织。依位置来分，分为顶端分生组织，侧生分生组织和居间分生组织。薄壁组织是进行各种代谢活动的主要组织，占植物体积的大部分。根据生理功能的不同，分为同化组织、贮藏组织、通气组织、贮水组织等。它们共同结构特点是：细胞壁薄，有细胞间隙，原生质体中有大的液泡，细胞体积比分生组织大得多，但大多仍为等直径的形状。保护组织是覆盖于植物体表面，起保护作用的组织，其功能是减少体内水分的蒸腾，控制植物体与环境的气体交换，防止病虫害侵袭和机械损伤等。保护组织包括表皮和周皮。输导组织是植物体内担负物质长途运输的组织。主要特征是细胞呈长管形，细胞间以不同的方式相互联系，在整个植物体的各器官内成为一连续的系统。根据运输物质的不同，输导组织又分为两类，一类是输导水分和溶于水中矿物质的导管和管胞。一类是输导营养物质的筛管和筛胞。机械组织是对植物起主要支持作用的组织。细胞大都为细长形，其主要特点是都有加厚的细胞壁。常见的机械组织和后角组织。分泌组织能够分泌蜜汁、粘液、挥发油、树脂、乳汁等物质的组织，叫分泌组织。分泌组织分为外部分泌结构和内部分泌结构。在六类组织中，分布最广泛的、体积最大的是薄壁组织和输导组织。但薄壁组织结构简单，容易掌握，而输导组织结构复杂，不易理解，特别是导管和导管分子、筛管和筛管分子、导管和管胞的区别，不好掌握。（一）导管分子和导管导管分子是一个死细胞。成熟时没有生活的原生质，次生壁具有各种各样的木质化增厚，端壁溶解消失形成穿孔。许多个导管分子以细胞的顶端对顶端连接起来就形成了导管。（二）筛管分子和筛管筛管分子是一个活细胞（成熟时细胞核消失），端壁形成筛板。许多个筛管分子以细胞的顶端对顶端连接起来就形成了筛管。筛管为被子植物所特有。（三）导管和管胞导管分子和管胞都是厚壁伸长的死细胞，但管胞是个单个细胞，末端尖锐，端壁没有穿孔，上下连接的管胞靠侧壁上的纹孔传递水分。（四）筛管和筛胞筛管分子的端壁有筛板，筛板上有筛孔，上下连接的筛管分子以穿过筛孔的原生质丝互相连接。管胞的端壁不特化成筛板，侧壁上具有筛域，纵行相接的筛胞靠筛域互相传送营养物质。筛域上的原生质丝通过的空，远比筛板上的小。裸子植物没有筛管，只有筛胞。第五节根1、关于根尖的结构应该从两个方面来深入理解(一)从功能和结构统一的角度来理解根尖四部分的结构特点。例如根冠的功能是保护根尖，与此相适应的是细胞排列疏松，容易脱落，或者破碎成粘液，以减少磨擦，而分生区的细胞又能不断进行分裂，产生新细胞来补充。再如分生区的功能是不断产生新细胞，使根尖细胞的数目不断增加，与此相适应的是细胞排列紧密，细胞体积小，细胞核大，细胞质浓厚，为等直径多面体细胞，分裂能力强。伸长区和根毛区的结构特点同样也适应于各自的功能。(二)从发展的角度来理解根尖的结构。根尖的各个部分不是固定不变的，而是按照原来的顺序向前推进发展的。分生区的细胞进行有丝分裂，不断产生新细胞，而分生区靠近根尖顶端的那部分细胞经过分裂间期后，又会继续分裂，保持着分生区的结构和功能。而分生区距根尖顶端较远的那部分细胞，逐渐停止分裂，纵向伸长，并开始分化，逐渐变为伸长区、而原来的伸长区，表皮细胞长出新的根毛，内部细胞发生进一步的分化，发展成新的根毛区。原来根毛区的根毛，陆续死亡脱落，于是原来的根毛区就成为根的成熟部分了。2.根的初生结构要以维管柱为重点，详细了解初生结构各个组成部分。并在此基础上，理解皮层及凯氏带的功能；理解初生木质部和初生韧皮部外始式发育方式的意义。初生木质部分为原生木质部和后生木质部，要注意二者的导管类型互不相同。3.根的次生结构（一）要详细了解形成层、次生木质部、次生韧皮部、木栓形成层、木栓和栓内层的组成。（二）要注意次生木质部和次生韧皮部不同于初生维管组织的特点。其特点主要有以下三点：1）排列位置：次生木质部居内，次生韧皮部居外，相对排列，而初生微观、维管组织的初生木质部与初生韧皮部相间排列。2）次生结构中以次生木质部为主，次生韧皮部所占比例很小。而在初生结构中，二者的多少是相同的。3）在次生维管组织中，出现了维管射线，这是初生结构所没有的。第六节茎1.茎的形态外形茎分为节和节间，节上生有叶，茎的顶端和节上叶腋处都生有芽。芽芽实际上是处于幼态而未伸展的枝，花或花序，也就是枝、花或花序尚未发育的雏体。芽开展后形成枝、花或花序。按芽着生的位置、性质、构造和生理状态等标准，可把芽分为许多类型。按位置分：顶芽、侧芽和不定芽；依性质分：叶芽、花芽和混合芽，依构造分：鳞芽和裸芽，依生理状态分：活动芽和休眠芽等。生长及习性茎是顶端生长，但有的植物有加粗生长，少数植物还有居间生长。茎因生长习性的不同，而分为直里立茎、攀缘茎、缠绕茎和匍匐茎。分技高等植物茎的分枝有二叉分枝、单轴分枝、合轴分枝、假二叉分枝等四种方式，其中以合轴分枝较为进化。禾本科植物的分蘖禾本科的分枝特殊，由茎基部一定的节（分蘖节）上产生腋芽和不定根，由腋芽形成的枝条叫分蘖，分蘖又可产生新的分蘖。2.茎尖及其发展茎尖结构茎尖分为分生区、伸长区和成熟区三个部分。分生区是茎尖顶端半球形的结构，其顶端部分是原生分生组织，由原生分生组织形成原表皮层、基本分生组织和原形成层，三者构成初生分生组织。初生分生组织所产生的细胞长大分化，并沿茎的纵轴方向延伸，构成了伸长区。细胞一面伸长，一