植物学笔记自整

第一章植物细胞与组织

1 植物细胞的发现

1665年英国人胡克用自制的显微镜观察切成薄片的软木，发现软木有许多排列紧密的蜂窝状小室，他将其称为“细胞”（cell）。

细胞学说是1838—1839年由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出的。

内容为：植物和动物的组织都是由细胞组成的；所有的细胞都是由细胞分裂或融合而来；卵和精子都是细胞；一个细胞可以分裂而形成组织。

细胞学说被恩格斯评价为19世纪自然科学的三大发现之一。

2 植物细胞的基本形状

单细胞呈球形或近球形；

多细胞呈多面体形，由于不同细胞执行的功能不同，因而在形态上常常有很大差异。顶端分生组织细胞呈多面体形；导管、筛管分子呈长管状；表皮细胞呈扁平状。

植物细胞的体积小，表面积相对较大，有利于与外界的物质交换，较小的细胞体积有利于细胞内的物质运输和信息传递。

3 植物细胞的结构与功能

植物细胞为真核细胞，由细胞壁和原生质体组成，原生质体是细胞中有生命活动的物质形成的结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核等。组成原生质体的物质称为原生质，是由水和无机盐等无机物以及糖类、蛋白质、脂质、核酸、维生素等有机物组成的。植物细胞中还常有一些贮藏物质或代谢产物，称后含物。

植物细胞的基本结构：

细胞壁（胞间层、初生壁、次生壁）

质膜

植物细胞基质

原生质体细胞质细胞器（质体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、核糖体、

液泡、维管、微丝等）

后含物（淀粉粒、糊粉粒、蛋白质）

细胞核（核膜、核仁、染色质、核基质）

（1）细胞壁

定义：包围在植物细胞原生质体外面的由纤维素、半纤维素、果胶质或其他物质组成的结构。是植物细胞特有的结构。

①细胞壁的化学成分

高等植物细胞壁的主要成分是多糖，包括纤维素、果胶质和半纤维素，还有蛋白质、酶类等。

植物体内不同细胞的细胞壁成分不同，是由于在多糖组成的细胞壁中添加了其他的成分，如木质素，不亲水的角质、木栓质和蜡质等。

a纤维素：细胞壁中最重要的成分，是由多个葡萄糖分子脱水缩合形成长链。

长链分子之间形成的晶格结构为微团。

多条这样的长链构成了在电子显微镜下可看到的细丝，称微纤丝。

细胞壁就是由纤维素微纤丝构成的网状结构

b 果胶质、半纤维素等非纤维素多糖是细胞壁的基质多糖

c木质素具较高的刚性，它的存在增加了细胞壁的机械强度。木质素是较亲水的物质。

d 细胞壁蛋白质：结构蛋白、酶蛋白、功能不清楚的蛋白

结构蛋白：

1）伸展蛋白（伸展素）：与植物的防御和抗病抗逆功能有关。

功能：控制纤维素微纤丝的滑动，增加细胞壁的强度和刚性，控制细胞壁的伸展，调节植物形态建成等。2）膨胀素：一种引起植物细胞壁松弛的蛋白质，可以解开细胞壁的多糖网络，促进细胞伸长。

在植物细胞伸展，细胞壁修饰的过程中起着关键作用。

3）钙调素：一种能与钙离子结合的蛋白质，以离子键结合于细胞壁上，具有促进细胞增殖的作用。

②细胞壁的结构：

胞间层

植物细胞初生壁

次生壁

a 胞间层：又称中层，位于细胞壁的最外面，相邻细胞之间，主要由果胶质组成，多细胞植物依靠胞间层

使相邻细胞粘连在一起。

主要成分：果胶质。使相邻细胞粘连在一起。

果胶质可被果胶酶分解，果实成熟时，产生果胶酶将果胶质分解，果肉细胞彼此分离，使果实

变软。一些真菌侵入植物体时也分泌果胶酶以利菌丝侵入。

b 初生壁：植物细胞中紧贴胞间层的，主要由纤维素、半纤维素和果胶质组成的细胞壁。

果胶质使得细胞壁有延展性，使细胞壁能随细胞生长而扩大。

c 次生壁：在细胞停止生长，不再增加初生壁表面积后，由原生质体代谢产生的壁物质沉积在初生壁内侧

而形成的与质膜相邻的细胞壁。

主要成分：纤维素，少量半纤维素，常有木质素

次生壁较厚，质地较坚硬，有增强细胞壁机械强度的作用。

次生壁比初生壁坚韧，延展性差。

③细胞壁的功能：

a包围在原生质体外的坚韧外壳，具有支持和保护的功能

b参与细胞识别，促进细胞分裂增殖以及调控植物发育等重要作用。

c吸收、蒸腾、运输、分泌作用

④胞间连丝与纹孔

初生纹孔场：初生壁生长时由于不均匀增厚而在壁上形成的薄的区域，以后在此区域可发育成一个或几个纹孔。

胞间连丝：穿过细胞壁沟通相邻细胞的原生质细丝

胞间连丝使植物体中的细胞连成一个整体，所以植物体可分为两个部分：

a共质体：通过胞间连丝联系在一起的原生质体

b质外体：共质体以外的部分，包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔。

纹孔：次生壁上凹陷的结构，物质可通过纹孔在细胞间转运。

纹孔膜：细胞壁上的纹孔往往与相邻细胞上的纹孔相对，两个纹孔间的胞间层和两层初生壁组成纹孔膜。单纹孔和具缘纹孔的区别：

具缘纹孔的次生壁向着细胞内拱起，形成一个拱形的边缘，使纹孔腔变大，而单纹孔的次生壁没有这样拱形的边缘。

⑤细胞壁的形成与发育

细胞有丝分裂时在两个子细胞间形成细胞板，随后发育形成细胞壁。

（2）原生质体

定义：细胞壁以内有生命活动的物质形成的结构，包括质膜、细胞质、细胞核等。

①质膜

定义：在所有物质的原生质体表面都包围着一层极薄的由脂质和蛋白质组成的生物膜，称为质膜或细胞膜。质膜又称外被膜，细胞器的膜及核膜称内膜。外被膜和内膜合成生物膜。

在电子显微镜下质膜显出“暗—明—暗”三条带：两侧呈两个暗带，为蛋白质，中间夹一个明带，为脂质。单位膜：在电子显微镜下具有三层结构的膜，称为单位膜。

1）结构：（以脂质和蛋白质分子为主要组成成分）

脂双层：质膜的骨架是磷脂类物质。

亲水性的极性头部位于双分子层的外表，两层磷脂的疏水的尾部相对藏在内面。

对维持细胞的正常结构和细胞内环境的稳定有重要作用。

膜蛋白：载体蛋白、通道蛋白、酶、受体。

膜糖：糖蛋白、糖脂。糖蛋白与细胞识别现象有关。

2）特性：流动性、选择透性

3）功能：a调节物质进出原生质体，控制细胞与外界环境之间的物质交换。

b调控细胞壁微纤丝的合成与集聚，质膜上的纤维素合酶复合体催化纤维素的合成。

c质膜上的受体转导环境、激素等信号，从而调控新陈代谢以及细胞生长和分化。

d 具有选择透过性，稳定内环境，抵抗病菌侵入，参与细胞识别。

②细胞质

定义：除细胞核以外，细胞膜以内的物质和结构称细胞质，包括细胞质基质、细胞器和细胞骨架。

1细胞器：细胞质基质中具有一定形态和功能的结构。有质体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、微体、核糖体等。

1）质体：与糖类的合成及贮藏相关的细胞器，它是植物细胞特有的结构。根据所含色素的不同，将质体分为叶绿体、有色体、白色体三种。

叶绿体：

a 形态特征：呈椭圆形，具有双层膜，膜内有基粒

b 主要特征：含有叶绿素、类胡萝卜素，基质中含有DNA、核糖体，具有自己的遗传体系，存在于植物绿

色细胞中

c 主要功能：光合作用制造有机物的场所

有色体

a 形态特征：大小与叶绿体相当，形状不规则，具有双层膜，内无基粒

b 主要特征：含有类胡萝卜素，存在于植物花瓣、果实等部位，由前质体和叶绿体转化而来

c 主要功能：储存脂质，使成熟的花、果实呈鲜艳颜色吸引昆虫及动物传粉和传播种子

白色体

a 形态特征：无色颗粒状，具有双层膜，内无基粒

b 主要特征：不含色素，存在于植物贮藏细胞中

c 主要功能：积累淀粉、蛋白质、脂肪，分为造粉体、蛋白体、造油体

2）线粒体：在光学显微镜下需要用特殊的染色方法才能看到的细胞器。具有双层膜，是细胞呼吸和能量代谢的中心。

a 形态特征：呈圆球状、颗粒状或短杆状，具有双层膜，内膜向内折叠形成脊

b 主要特征：含有ATP复合酶合体，基质中有DNA、核糖体，具有自己的遗传系统

c 主要功能：细胞呼吸和能量代谢中心

3）内质网：细胞质中由一层细胞膜构成的许多囊状腔或管状腔，彼此相连，在细胞质中形成一种网状系统，称为内质网。根据表面是否附着有核糖体分为光面内质网和糙面内质网。

a 形态特征：单层膜，呈网状结构，表面或光滑（无核糖体）或粗糙（有核糖体）

b 主要特征：内与细胞核外膜相通，外与质膜相连，有些内质网表面附着有核糖体

c 主要功能：制造、包装、运输代谢产物；

构成了一个从细胞核到质膜，以及与相邻细胞相连接的管状通道，与细胞内和细胞间物质运

输有关。

光面内质网参与多种脂质和糖类的合成；糙面内质网参与蛋白质的合成和运输。

4）高尔基体：由排列整齐的扁囊堆叠而成，扁囊边缘有小泡和穿孔，具有单层膜。

a 形态特征：由排列整齐的扁囊堆叠而成，扁囊边缘有小泡和穿孔，具有单层膜

b 主要特征：具有极性，凸面称为形成面，凹面称为成熟面

c 主要功能：合成和分泌多糖类物质，参与细胞壁的形成

5）溶酶体：由单层膜包裹的小囊泡状细胞器，内部含有多种水解酶，能分解生物大分子。

a 形态特征：单层膜，小囊泡状

b 主要特征：含有多种水解酶

c 主要功能：分解生物大分子

6）微体：由一层单位膜构成的球状细胞，由内质网小泡形成，分为过氧化物酶体和乙醛酸循环体

a 形态特征：单层膜，呈球状

b 主要特征：由内质网的小泡形成，含有多种酶，分为过氧化物酶体和乙醛酸循环体

c 主要功能：参与光呼吸作用，分解脂肪

7）液泡：由单层液泡膜形成的细胞器，液泡内充满细胞液，是植物体特有的细胞器

a 形态特征：呈囊泡状，单层膜，内部充满细胞液

b 主要特征：植物体成熟时形成中央大液泡，占据细胞体积的大部分，植物特有的细胞器

c 主要功能：稳定细胞内环境，使细胞保持一定的形状和进行正常活动；

细胞代谢物质的贮藏场所；调节pH；在细胞器等结构的更新中起作用

8）核糖体

a 形态特征：颗粒状，无膜

b 主要特征：分布于细胞质、糙面内质网、叶绿体基质、线粒体基质中

c 主要功能：细胞中合成蛋白质的中心

9）圆球体：膜包裹着的圆球小体，染色反应似脂肪，一种储藏细胞

a 形态特征：圆球状

b 主要特征：具有溶酶体的性质，含有脂肪酶，能水解脂肪

c 主要功能：积累脂肪，储藏细胞

10）细胞质基质

功能：1）是细胞器之间物质运输和信息传递的介质

2）是细胞代谢的一个重要场所，许多生化反应如某些蛋白质的合成等都是在这进行

3）胞基质也不断为各类细胞器行使功能提供必需的原料

11）细胞骨架

稳定细胞形状，进行细胞运动和物质运输，包含微管、微丝和中间纤维。

功能：保持细胞形状，分隔固定细胞内部结构，物质运输，信号传递，参与细胞的运动、分化、增殖以及调节基因表达。

1）微管：中空长管状结构，由球状的微管蛋白亚基聚合组装而成，分布在细胞壁的附近

功能：a与含有细胞壁物质的小泡向细胞壁运送物质有关；

b与植物有丝分裂的染色体运动有重要关系；

c参与细胞壁的形成，决定细胞分裂的方向并参与细胞壁的加厚；

d维持细胞的形状；

e与某些细胞的鞭毛，纤毛运动有关。

2）微丝：实心纤维，由肌动蛋白、肌球蛋白、肌动蛋白结合蛋白组成

功能：a支架作用，维持细胞的形状，支持和网络各类细胞器

b主要功能是与微管配合，控制细胞器的运动

3）中间纤维：直径介于微管和微丝之间的中空管状纤维

功能：a骨架功能；b信息功能；c与细胞分化有关

3 后含物：植物细胞中的贮藏物质和代谢产物

1）淀粉（用碘—碘化钾溶液染色时，通常呈蓝黑色）

植物光合作用的产物以蔗糖等形式运入贮藏组织后在造粉体中合成淀粉，形成淀粉粒

2）蛋白质（遇碘呈蓝色）

液泡中积累的贮藏蛋白呈颗粒状，称糊粉粒

3）脂肪与油（用苏丹III或苏丹Ⅳ染成橙红色）

固体为脂肪，液体为油

4）晶体

草酸钙晶体

③ 细胞核

细胞核

功能：a 储存和传递遗传信息，在细胞遗传中起重要作用。

b 通过控制蛋白质的合成对细胞的生理活动起着重要的调节作用。

4、原核细胞和真核细胞的区别

（1）原核细胞：没有核膜包围着的细胞核，遗传物质分散在细胞质中某一区域，无核膜分隔；

DNA 不与或

很少与蛋白质结合；没有细胞器分化的一类原始细胞

由原核细胞构成的生物称为原核生物。主要有：支原体、衣原体、立克氏体细菌、放线菌和蓝藻。

（2）真核细胞：具有核膜包围着的细胞核，细胞质中分化出了具有细胞膜包围着的细胞器。

由真核细胞构成的生物称为真核生物。高等植物和绝大多数低等植物都是由真核细胞构成。

区别：

5 植物细胞分裂的方式

植物细胞通过细胞分裂进行增殖，分裂的方式有：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂，其中以有丝分裂为最

主要的分裂方式。

（1）细胞周期

定义：在有丝分裂中，连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的全部过程称为

细胞周期。细胞周期包括分裂间期和分裂期。

间期：从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂开始的一段时间称为分裂间期。

分为复制前期（G1期）、复制期（S 期）、复制后期（G2期）

间期的细胞有核膜、核仁、染色质 （DNA 的复制是在间期的S 期）

G1期：从有丝分裂结束到复制期之前的时期 RNA 合成

S 期：细胞核中DNA 复制开始到DNA 复制结束的时期 DNA 复制、组蛋白合成

G2期：从S 期结束到有丝分裂开始前的时期 微管蛋白合成，物质与能量的准备

核被膜 染色质:是细胞核中遗传物质存在的主要形式，其主要成分是DNA 和蛋白质 核仁:含大量RNA 和蛋白质，是核糖体RNA 的合成、加工及核糖体亚单位的装配场所 核基质:染色质和核仁都被液态的核基质所包围。

G0期细胞：有些细胞一旦成熟，就不再分离，即细胞周期停止与G1期，脱离了细胞周期，称为G0期细胞。周期性细胞：细胞能连续分裂，从不进入G0期，叫周期性细胞。

终端分化细胞：细胞不可逆地脱离了细胞周期，失去分裂能力，称为终端分化细胞。

（2）有丝分裂

定义：植物细胞分裂的最主要方式，在分裂中，细胞核中出现染色体与纺锤丝，故称为有丝分裂，包括核分裂和胞质分裂，分裂过程又分为前期、中期、后期、末期。

①细胞核分裂

前期：染色质螺旋化形成染色体，核膜、核仁消失

中期：纺锤体形成，染色体着丝点排列在赤道面上，染色体缩短到最小，为观察与研究染色体的最佳时期后期：着丝点分开，染色单体分别移向两极

末期：染色体解螺旋形成染色质，核膜、核仁重新出现

②胞质分裂

a 残留的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密集，平行排列成一圆桶状，称成膜体

b 在成膜体围起来的中间部分，高尔基体分泌的小泡融合形成细胞板

c 成膜体向外扩展，细胞板也向外延伸，直至与母细胞的侧壁相连，将母细胞分隔成两个子细胞

染色体和纺锤体

染色体的结构:染色单体着丝粒动粒微管动粒

纺锤体：有丝分裂时，细胞中出现的由大量微管组成、形态为纺锤状的结构。

微管类型：1.极性微管2.动粒微管3.中间微管

（3）无丝分裂

无丝分裂又称直接分裂，在无丝分裂中核内不出现染色体与纺锤体，没有像有丝分裂那样复杂的形态变化。常见的方式是横缢式，此外还有芽生、碎裂、劈裂等多种方式。

无丝分裂速度快，消耗能量少。原核生物细胞分裂的方式是无丝分裂。

（4）减数分裂

定义：与有性生殖过程密切相关的一种细胞分裂方式，DNA复制一次，细胞连续分裂两次，最后形成4个单倍体的子细胞，染色体数目比母细胞的减少一半。

功能：使植物一方面能接受双方亲本的遗传物质而扩大变异，增强适应性，另一方面能保证细胞中的染色体数目维持恒定，保证遗传的稳定性。

①细线期：出现染色体

②偶线期：也称合线期，同源染色体配对联会

前期I

③粗线期：染色单体区段交换

④双线期：染色体继续缩短变粗，交叉明显

⑤终变期：染色体缩短到最小、最粗，核膜、核仁消失

中期I：出现纺锤体，同源染色体配对，染色体排列在赤道面上

后期I：同源染色体分开，每对同源染色体分开后分别进入两极

末期I：核膜、核仁出现，染色体渐渐变为染色质

DNA复制，与有丝分裂相同

分为前期II、中期II、后期II、末期II

1 细胞有丝分裂的过程

答：有丝分裂是细胞分裂最常见的一种方式，一般可分为核分裂和胞质分裂两方面。核分裂时，在形态结构上表现出一系列的复杂变化，根据核的变化可分为前、中、后、末四个时期，前期核内的染色质高度螺旋化形成染色体，核仁解体，核膜破裂以及纺锤丝开始出现；中期主要特征是染色体聚集排列在赤道面上，纺锤体形成，此期染色体缩短到最小，是观察和研究染色体的最好时期；后期时各染色体的两条姐妹染色单体彼此分开，分别向细胞的两极移动；末期时到达两极的子染色体解螺旋变成染色质细丝，在染色质四周形成新的核膜，同时核仁出现，至此形成两个子核。在晚后期和早末期时，发生细胞质分裂，残留的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密集，平行排列成一圆桶状，称为成膜体；在成膜体围起来的中间部分，高尔基体分泌的小泡融合形成了细胞板；细胞板由中央向两侧扩展，直到与母细胞壁相接，将母细胞的细胞质分隔为两份。核分裂和胞质分裂结束后，两个子细胞形成。

2 有丝分裂和减数分裂的主要区别是什么？它们各有什么重要意义？

答：有丝分裂是一种最普遍的细胞分裂方式，有丝分裂导致植物的生长，而减数分裂是生殖细胞形成过程中的一种特殊的细胞分裂方式。在有丝分裂过程中，染色体复制一次，核分裂一次，每个子细胞有着和母细胞相同的遗传学。因此，有丝分裂的生物学意义在于它保证了细胞具有母细胞相同的遗传潜能，保持了细胞遗传的稳定性。在减数分裂过程中，细胞连续分裂两次，但染色体只复制一次，同一母细胞分裂形成的4个子细胞的染色体数目是母细胞的一半。通过减数分裂导致了有性生殖细胞的染色体数目减半，而在以后有性生殖中，两个配子结合成合子，合子的染色体重新恢复到亲本的数目。这样周而复始，使每一物种的遗传学具有相对的稳定性，这是减数分裂的第一个生物学意义。其次，在减数分裂过程中，由于同源染色体发生片段交换，产生了遗传物质的重组，丰富了植物遗传的变异性。

3 植物细胞的分裂方式有几种类型？各有何特点？

答：植物细胞分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。

有丝分裂又称间接分裂，是真核细胞分裂最常见的方式。在有丝分裂过程中，每次核分裂前必须进行一次染色体的复制，分裂时每条染色体的2条染色单体平均地分配到2个子细胞中，保证了每个子细胞具有与母细胞相同数目和类型的染色体，保证了细胞遗传的稳定性。

无丝分裂又称直接分裂，过程简单，分裂时核内不出现染色体，细胞核直接分裂成2个子核，这2个子核具有质的区别。

减数分裂是有性生殖过程中的一种特殊的细胞分裂方式。减数分裂过程中染色体复制1次，分裂2次，因此1个母细胞经过2次连续的分裂形成4个子细胞，每个子细胞的染色体数目只有母细胞的一半，染色体数目的减半发生在第一次分裂过程。

6 植物细胞的生长与分化

（1）细胞生长

细胞生长是指细胞体积和重量不可逆的增加，其表现形式为细胞鲜重和干重增长的同时，细胞发生纵向的延长或横向的扩展。

细胞生长方式有协同生长和侵入（插入）生长两种方式。

对单细胞植物而言，细胞生长就是个体的生长，多细胞植物的生长则依赖与细胞的生长和细胞数量的增加。植物细胞的生长包括原生质体生长和细胞壁生长

原生质体生长：液泡化程度增加，出现中央液泡，细胞器数量和分布变化

细胞壁生长：表面积的增加和细胞壁的增厚

（2）细胞分化

细胞分化是指细胞在生长过程中形态、结构和功能上产生差异，形成不同的细胞群。

植物细胞分化的现象

a 细胞液泡化并逐步形成大的中央液泡，细胞核被挤到细胞的边缘，位于细胞壁与液泡之间；

b 细胞质被挤成薄薄的一层；

c 不同细胞的质体分别发育为叶绿体、有色体、白色体；

d 具分泌功能的细胞出现了丰富的高尔基体；

e 相邻细胞之间的细胞壁在部分胞间层处形成了细胞间隙；

f 有些细胞在停止生长后细胞还继续增厚，形成了发达的次生壁；

g 随分化方向的不同，次生壁中添加的物质种类也有不同，有木质素、木栓质、角质等。

极性：植物细胞出现了形态、结构和生理上的两极差异，即极性。

不等分裂：细胞分裂通常分裂成两个相等的细胞，而建立了极性的细胞会发生不等分裂。

细胞分化的本质：基因的差别表达，在不同的细胞中产生不同的结构蛋白，执行不同的功能

管家基因：所有细胞中均需要表达的基因。其产物为维持细胞的基本结构和代谢活动所必需

组织特异性基因：又称奢侈基因，在不同细胞组织中表达不同，赋予不同类型细胞不同的形态和功能

（3）植物细胞的全能性

定义：指植物体每一个活细胞都具备母体的全套基因，具有在一定条件下发育成完整植株的能力。

脱分化：一些分化程度不是很高的细胞重新恢复分裂能力的过程。

愈伤组织：在植物受伤后或在植物组织培养过程中形成的一种未分化的薄壁组织。

（4）细胞的死亡

细胞死亡包括坏死性死亡和细胞编程性死亡或称细胞凋亡

坏死性死亡：由某些外界的物理、化学或生物引物引起的非正常死亡

细胞编程性死亡：一定条件下根据自身的程序主动结束其生命过程，是基因程序性活动的结果，是正常的生理性死亡

7 植物组织类型及其作用

组织：在植物体中，来源相同，形态结构相似或不同，行使相同生理功能的细胞群即为植物的组织。

组织是植物体中的功能单位，组织中仅有一种细胞类型的叫做简单组织，有多种细胞类型的叫做复合组织。由不同的组织按一定的规律构成了器官。种子植物体的六大器官为：根、茎、叶、花、果实、种子。

种子植物的组织可分为两大类：分生组织和成熟组织

分生组织：是指具有细胞分裂产生新细胞能力的细胞群

成熟组织：是指失去了细胞分裂能力，分化成为有一定形态结构，具有特定功能的细胞群。

按其不同的功能，成熟组织又可以分成：薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织、分泌组织等。

原分生组织 按来源分

初生分生组织 次生分生组织

顶端分生组织

按位置分 侧生分生组织（维管形成层、木栓形成层）

居间分生组织

（1）分生组织

按部位分：

① 顶端分生组织（原分生组织）

a 定义：植物根尖、茎端的分生组织，称为顶端分生组织。

b 特征：在胚胎中形成，细胞是等直径的，体积较小，细胞核相对较大，细胞质浓厚，液泡不明显，中央母

细胞为胚性细胞。

c 功能：使根和茎不断伸长，茎的顶端分生组织还形成侧枝、叶或生殖器官。

② 侧生分生组织（次生分生组织）

a 定义：在一些植物的根、茎等器官中靠近表面与器官长轴平行的方向上呈桶形分布的分生组织，往往由已

分化的细胞恢复分裂能力而转变为分生组织，属于初生分生组织，包括维管形成层和木栓形成层。

b 特征：的细胞多是长的纺锤形细胞，液泡较发达，细胞与器官长轴平行，细胞分裂方向对与长轴垂直。

c 功能：使根、茎增粗

维管形成层：使根、茎不断增粗，以适应植物营养面积的扩大。

木栓形成层：使长粗的根、茎表面或受伤的器官表面形成新的保护组织。

③ 居间分生组织（初生分生组织）

a 定义：在有些植物发育的过程中，在已分化的成熟组织间夹着一些未完全分化的分生组织，称为居间分生

组织。

b 特点：位于禾本科植物的节间、叶柄、花序轴基部等。

植物组织

c 功能：使植株快速生长，增高

按来源分

①原分生组织：位于根、茎生长点最先端，由胚性原始细胞和经胚性原始细胞分裂衍生的细胞组成，是其

他组织想源泉。

②初生分生组织：由原分生组织衍生而来，具有很强的细胞分裂能力，位于根茎的顶端，紧接着原分生组

织。初生分生组织由原表皮、基本分生组织、原形成层构成，其活动产生初生结构。③次生分生组织：由成熟组织细胞脱分化转化而成，分布于有次生生长的植物器官中，次生分生组织由木

栓形成层和维管形成层构成，其活动产生次生结构，引起所在器官的加粗生长。

（2）成熟组织

①保护组织

定义：覆盖于植物体表面起保护作用的组织，称保护组织。保护组织分为表皮和周皮。

功能：a减少植物失水；b防止病原微生物的侵入；c 控制植物与外界的气体交换

1）表皮（初生保护组织）

位于幼根、幼茎、叶及花、果等表面的表层细胞。

表皮细胞：大多扁平，形状不规则，紧密排列，细胞质少、液泡大，不含叶绿体

角质层：位于叶、幼茎表皮细胞与外界相邻一面的细胞壁上，能防止水分散失，防止病菌的侵害

气孔器：位于叶、幼茎表皮上，由2个保卫细胞和它们之间的气孔组成。保卫细胞有叶绿体，能调节气孔开闭，与蒸腾作用相关

表皮毛：具有保护和防止植物水分丧失的作用

根的表皮主要与吸收水分和无机盐有关，因此是一种吸收组织

2）周皮

裸子植物和双子叶植物的根、茎等器官在加粗生长开始后，表皮渐被周皮取代，由周皮行使保护功能，是取代表皮的次生保护组织，存在于加粗生长的根和茎的表面。

周皮包括木栓层（次生保护组织）、木栓形成层（次生分生组织）和栓内层（次生薄壁组织）

木栓层：强不透水性，并有抗压、隔热、绝缘、质地轻、具弹性等特性

木栓形成层：向外分化形成木栓层，向内分化形成栓内层

栓内层：薄壁的生活细胞

定义：由薄壁细胞组成的基本组织，在植物体中行使合成、分解、贮存等重要的生理作用。

细胞特征：壁薄、质少、液泡大、排列疏松、分化程度较低，较强的分生潜能，可脱分化形成分生组织同化组织：含叶绿体，能进行光合作用，分布于叶片、叶柄和幼茎、幼果等部位。

贮藏组织：细胞较大，细胞质内贮藏大量后含物，主要存在于贮藏器官中。

贮水组织：较大的液泡，溶质含量高，贮藏水分的功能。

通气组织：具明显间隙，在体内形成相互贯通的通气系统，储存大量空气。

传递细胞：细胞壁向内生长形成突起，细胞质浓厚，有线粒体，与相邻细胞之间有发达的胞间连丝，能迅速地从周围吸取物质，也能迅速地将物质向外转运。

吸收组织：具有从外界吸收水分和无机盐的功能，主要分布于植物根尖的根毛区。

③机械组织

定义：在植物体中起支持作用的组织称机械组织，其主要特点是细胞均有不同程度的加厚，能够抗张、抗压、抗曲折，在植物体中起支持作用。根据细胞壁加厚的方式分为厚角组织和厚壁组织。

1）厚角组织

细胞是活细胞，往往含叶绿体，可发生脱分化，细胞为长形，细胞壁加厚不均匀，角隅处增厚

通常分布在幼嫩茎或叶柄等器官的表皮内方，呈环状或束状，具支持作用，能适应这些器官的延展。

2）厚壁组织

植物体的主要支持组织，细胞壁全面次生加厚，成熟的厚壁组织细胞为死细胞，具有较强的支持能力。分为纤维和石细胞两类，纤维细胞细长，两端尖，石细胞相对较短。

纤维：细胞细长，两端尖，纤维细胞常成束或环状排列

石细胞：细胞较短，具有很厚的，高度木质化的次生壁

④输导组织

是植物体内长距离输导水分，无机盐和有机物的管状组织。

其中输导水分和无机盐的结构为导管或管胞；输导有机物的有筛管和伴胞和管胞。

1）管胞

管胞是运输水分和无机盐的长管状死细胞。

特点：细胞两端尖斜，没有穿孔。

输导能力低于导管，管胞除有运输水分与无机盐的功能外，还有一定的支持作用。

管胞次生壁加厚的样式：环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹。

一些蕨类植物和大多数裸子植物的输导组织为管胞。

长管状细胞，成熟细胞为死细胞，运输水分和无机盐。

与管胞的最大区别是细胞两端的初生壁溶解，形成穿孔，穿孔分为单穿孔和复穿孔。

几个或多个导管分子彼此末端相连、相通，组成了一条长管道，即导管。

导管次生壁加厚的样式：环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹。

导管分子的直径比管胞分子粗，导管分子输导水分和无机盐的效率大大高于管胞。

绝大多数被子植物的输导组织中均有导管，一些蕨类和部分裸子植物的输导组织中也有导管。

3）筛管

由无细胞核的生活细胞纵向连接而成的运输有机物的管状结构，称为筛管，其组成单位是长形的筛管分子。筛域：筛管分子侧壁上一些较薄的区域为筛域。其上有胞间连丝集中分布。

在细胞壁两端的筛域特化形成筛板，其上有较大的孔，称筛孔。

穿过筛孔的原生质丝比胞间连丝粗大，称联络索，联络索沟通了相邻的筛管分子，能有效地输送有机物。筛管主要存在于被子植物输导组织的韧皮部，有些蕨类植物也有筛管。

4）伴胞

与筛管相伴而生的长形活细胞，称为伴胞。

伴胞位于筛管的测旁，和筛管是从分生组织的同一个母细胞分裂发育而成，较大的形成筛管分子，较小的形成伴胞。

筛管分子无细胞核，而伴胞有细胞核，二者之间有发达的胞间连丝。伴胞与筛管共同完成有机物的运输。5）筛胞

细胞壁不形成筛板的运输有机物的管状细胞，称为筛胞。

仅在细胞侧壁上有筛域，没有P-蛋白，旁边也没有伴胞，有机物的运输是通过筛胞间的筛域完成的。

筛胞输导有机物的小于低于筛管。

筛胞存在于一些蕨类植物和裸子植物的输导组织中，被子植物中没有筛胞。

木质部：导管、管胞（死细胞），输导水、无机盐，单向运输

韧皮部：筛管、伴胞（活细胞），输导有机物，双向运输

①木质部：由导管分子、管胞、木纤维、木薄壁细胞组成的一种复合组织，主要运输水和无机盐，且具有

一定的支持作用

导管分子：死细胞，细胞两端的初生壁溶解，形成穿孔，导管分子通过穿孔相连形成导管

导管分子的管径比管胞大，具有较高的输水效率

管胞：运输水分和无机盐的长管状死细胞，细胞两端尖斜，没有穿孔，还具有支持作用

木纤维：高度木质化，死细胞，使木质部兼有支持的功能

木薄壁细胞：木质化，含有淀粉、结晶，具有贮藏功能

②韧皮部：由筛管分子或筛胞、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞组成的一种复合组织，运输有机物的组织。筛管：由无细胞核的生活细胞纵向连接而成的运输有机物的管状结构

筛胞：细胞壁上没有筛板和筛孔，原生质体中也没有P-蛋白体，主要通过侧壁上的筛域运输有机物

伴胞：与筛胞相伴而生的长形活细胞，有细胞核，与筛管共同完成有机物的运输

韧皮纤维：支持作用，不木质化或木质化程度低

韧皮薄壁细胞：贮藏和横向运输的作用，常含有结晶和各类贮藏物

维管组织：木质部和韧皮部组成

⑤分泌组织

定义：植物体中由产生分泌物质的细胞构成的组织，称分泌组织，分为外分泌结构和内分泌结构

1）外分泌结构

分布于植物体表的分泌结构，分泌物位于植物体表面。包括花中的蜜腺、蜜槽、叶或幼茎表面的腺毛、排水器、盐生植物的盐腺。

蜜腺：一种分泌糖液的外部分泌结构，存在于许多虫媒花植物的花部

腺毛：具有分泌功能的表皮毛状附属物

排水器：植物将体内过剩的水分排出体表的结构，由水孔、通水组织和维管束组成

2）内分泌结构

存在于植物体内，分泌物存留于体内的分泌结构。常见的有：分泌腔、分泌道、乳汁管和分泌细胞

分泌腔：由多细胞组成的贮藏分泌物的腔室。伞形科、菊科、漆树科等植物中有裂生的分泌腔。

分泌道：贮藏分泌物的管道。松树的茎、叶等器官中有裂生的树脂道。

乳汁管：分泌乳汁的管状结构

分泌细胞：分布于植物体内，具有分泌能力的较大细胞，其分泌物存聚于细胞腔中。分为油细胞、黏液细胞、单宁细胞、芥子酶细胞、含晶细胞。

⑥复合组织

定义：植物体内一些不同的组织按照一定的方式与规律密切结合，共同执行一定的生理功能，这样形成的组织称为复合组织。如维管植物中的维管组织就是一种复合组织

维管组织由韧皮部合木质部两部分组成，在植物体内主要执行运输水分、无机盐、有机物的功能和具有一定的支持作用。

维管组织常在植物体中呈束状排列，称为维管束。

在双子叶植物和裸子植物中，维管束中的韧皮部和木质部之间还有束中形成层；

单子叶植物和绝大多数蕨类植物的维管束中没有形成层。

8 植物的组织系统

植物体中的各种组织紧密结合，形成了不同类型的组织系统，分别执行一定的生理功能，从而使植物体形成一个统一的有机整体。

维管植物中的组织系统有：皮组织系统、基本组织系统、维管组织系统。

皮组织系统：位于植物体表，包括表皮和周皮，主要对植物各个发育时期起保护作用

基本组织系统：主要包括薄壁组织、厚壁组织、厚角组织，为植物体各部分的基本组成

维管组织系统：主要由输导组织及其周围的机械支持组织组成，在植物体中行使输导水分、无机盐、有机养料的功能和一定的支持功能

4 比较导管与筛管的异同点

答：相同点：①同为被子植物的输导组织；②均由长管状的细胞纵向连接而成。

不同点：①导管存在于木质部，而筛管存在于韧皮部；

②导管由细胞壁木质化的死细胞（导管分子）连接而成，而筛管由无细胞核的生活细胞连接

而成

③导管的主要功能是运输水分和无机盐，而筛管的主要功能是运输有机物。

5 比较导管与管胞的异同点

答：相同点：①同为输导水分和无机盐的长管状输导组织；②都存在于木质部；③均为死细胞；④次生壁加厚的方式都有环纹、螺纹、孔纹、网纹、梯纹。

不同点：①管胞的细胞两端尖斜，没有穿孔，而导管细胞两端有穿孔；

②导管的输导效率高于管胞；

③管胞是蕨类植物和裸子植物的唯一输水组织，导管是被子植物的主要输导组织。

6 比较筛管与筛胞的异同点

答：相同点：①均为生活细胞；②都存在于韧皮部；③都起着输导有机物的作用。

不同点：①筛管存在于被子植物中，筛胞存在于蕨类植物和裸子植物中；

②筛管由筛管分子纵向连接而成，筛胞是单独的细胞，没有相互连接；

③筛管端壁具筛板和筛孔，筛胞壁端不具筛板，侧壁和末端部分只有一些初步分化的小孔；

④筛管细胞质中有P-蛋白，筛胞细胞质中无P-蛋白；

⑤筛管周围有伴胞，筛胞旁侧无伴胞

⑥筛管的输导效率高于筛胞

7植物有哪些主要的组织类型？各具有什么功能？

答：植物组织分为分生组织和成熟组织两大类。

分生组织根据在植物体上的位置分为顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织；根据来源分为：原分生组织、初生分生组织、次生分生组织。

成熟组织根据功能分为保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织、分泌结构。

第二章植物体的形态结构和发育

1 种子的结构与类型

种子是种子植物的生殖器官，由子房中的胚珠受精后发育形成，包括胚、胚乳、种皮三部分。

种子的基本结构由胚、胚乳和种皮三部分组成，有些种子具有外胚乳或假种皮，可以帮助种子更好地传播以适应新一代植物体的生存。

（1）结构

1）胚

胚是构成种子最重要的部分，是新一代植物体的幼小孢子体，由受精卵发育形成，由胚根、胚轴、胚芽、子叶组成。

胚根：由根的顶端分生组织（生长点）和根冠组包。禾本科植物的胚根外套有胚根鞘

胚轴：连接胚根和胚芽的轴状结构。根据子叶着生点分为上、下胚轴

胚芽：由茎的顶端分生组织（生长点）和幼叶组成。禾本科植物的胚芽外套有胚芽鞘

子叶：茎的顶端分生组织，最早形成的叶性器官。双子叶植物具有两片子叶，单子叶植物只有一片子叶。

裸子植物有两到多片子叶。

2）胚乳

胚乳位于种皮和胚之间，是种子中贮藏营养物质的场所，由贮藏组织构成，供种子萌发时利用。有些植物的胚在发育过程中，胚乳的养料被胚吸收，转入子叶中贮藏，所以种子成熟时无胚乳存在，营养物质贮藏在子叶里。

种子中的胚乳或子叶含有丰富的营养物质，主要是糖类、脂质和蛋白质，以及少量的无机盐和维生素。

在柿的胚乳细胞中，营养物质以半纤维素的形式贮藏在胚乳的细胞壁中，称为具有厚壁的薄壁组织。

胚珠中的一部分珠心组织保留下来，形成类似胚乳的营养组织，称外胚乳。

外胚乳与胚乳来源不同，功能相同。

3）种皮

种皮是种子最外面的一层，具有保护功能，可以保护种子内的胚，避免水分的丧失，机械损伤和病虫害的侵入，有些植物的种皮还与控制萌发的机制有关。

种皮细胞内含有的色素使种子表面呈现不同的颜色。

种脐：种子成熟后与果实脱落时留下的痕迹

种孔：原来胚珠使其的珠孔，种子萌发时，胚根首先从种孔出突破种皮

种脊：种皮上略微突起的结构，一端可追溯到种脐，进入种子的维管束在此分布

（2）类型

根据成熟后是否具有胚乳，将种子分为两种类型：有胚乳种子和无胚乳种子。

1）有胚乳种子：双子叶植物有胚乳种子（蓖麻、油桐）

单子叶植物有胚乳种子（小麦、水稻）

2）无胚乳种子：双子叶植物无胚乳种子（蚕豆、瓜类）

单子叶植物无胚乳种子（慈姑、泽泻）

3）裸子植物都是有胚乳种子

种子的结构与类型

——生长点和根冠组成（禾本科植物胚根外有胚根鞘）——连接胚根和胚芽的短轴

——生长点和幼叶组成（禾本科植物胚芽外有胚芽鞘）——最早的叶性器官，贮藏营养物质，分为单子叶和双子叶