《植物学》课程学习辅导(三)
第四章 根
一、教材主要内容
1.根的形态及其在土壤中的分布
根由于发生的部位不同,而分为主根、侧根和不定根。一株植物地下部分所有根的总体。称为根系。根据这三类根在根系中的存在与否和发育程度,而将根系分为直根系和须根系。根据根系在土壤中深入和扩展的情况,分为深根系和浅根系。
2.根的结构
根尖的结构 根尖分为根冠、分生区、伸长区和根毛区四个部分。根尖以上部位为根的成熟区。
根的初生结构 根的初生结构由表皮由表皮、皮层和维管柱三部分组成。表皮仅—层细胞,位于根的根毛区的最外面。皮层由许多层薄壁细胞组成。分内皮层和外皮层,内皮层细胞的壁上具凯氏带。维管柱由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部组成。初生木质部包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。初生韧皮部包含筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞。按照发育的先后,初生木质部分为原生木质部(较早的)和后生木质部(较晚的)。初生木质部在发育过程中是由外向内渐次成熟的(即外始式)。植物的根,依初生木质部束的数目不同,分为二原型、三原型、四原型、五原型、六原型和多原型等类型。初生韧皮部也是以外始式方式发育,即原生韧皮部在外,后生韧皮部在内。侧根起源于中柱销,其位置常与根的类型有关。
根的次生结构 次生结构有两部分,一是次生维管组织(包括形成层,次生木质部和次生韧皮部);一是周皮(包括木栓形成层、木栓和栓内层)。前者由形成层的活动所形成,后者由木栓形成层的活动所形成。次生木质部和次生韧皮部的组成成分,基本上与初生本质部和初生韧皮部相同,但出现了维管射线。
3.根瘤与菌根
豆科等植物的根与根瘤菌共生,形成了根瘤,植物的根与真菌共生。形成了菌根是高等植物与微生物共生的两种常见的类型
4.根的生理功能
根主要有四个方面的功能:从土壤中吸收水、二氧化碳和无机盐;合成氨基酸等物质;固着和支持植物地上部分;贮存有机养料。
二、 教材重点
1.根尖的结构
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。
二、教材难点
凯氏带的作用,是本章教材难点。我们知道,内皮层细胞,在其径向壁和横向壁上,有木质化和栓质化的带装加厚,叫凯氏带。凯氏带的作用是控制根内水分、无机盐的横向输导。为什么凯氏带具有这种作用呢?这就需要了解植物体内物质运输的途径。植物体内物质运输的途径一般有两条,一条是自由空间途径。这是由胞间隙、细胞壁以及细胞壁与原生质之间凯氏带上,这样,根内物质到了内皮层后,不可能通过自由空间途径、只能通过共质体途径进行运输。这样,水分和无机盐必须经过细胞质膜,才能进入微管柱。由于细胞质膜具有半透性膜选择性渗透的特点,就能控制和调节根内横向物质的运输。
第五章 茎
一、 教材主要内容
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,一面进一步分化,在伸长区之后,依次形成各种成熟的组织,构成茎的初生结构,是为成熟区。
二、 教材重点
本教材重点是茎的结构,对这部分内容要着重掌握以下几点:
1.什么是初生结构和次生结构
初生结构 由茎的顶端分生组织通过细胞分裂所产生的细胞,长大分化形成的各种结构叫初生结构。顶端分生组织包括原分生组织和初生分生组织,由它们形成的初生结构是表皮、皮层和维管柱,在形成初生结构的过程中,茎进行顶端生长。所有种子植物的茎,都具有初生结构。
次生结构 由茎的侧生分生组织通过细胞分裂所产生的细胞,长大分化而形成各种结构叫作次生结构。侧生分生组织包括形成层和木拴形成层,由它们形成的次生结构是次生木质部、次生韧质部和周皮。在形成次生结构过程中,茎进行加粗生长。在双子叶植物中,木本种类和一部分草本种类具有次生结构,而单子叶植物的绝大多数,都汲有次生结构。
2.茎的初生结构和次生结构的具体组成
教材介绍了双子叶植物、裸子植物和单子叶植物茎的结构。可以挑茎为例,掌握双子叶植物的初生结构和次生结构的具体组成.以玉米为例,掌握单子叶植物茎的初生结构的具体组成。而裸子植物茎的结构,可分析它与双子叶植物本本茎的异同点,不要求掌握它的具体组成。
3.茎的初生结构和次生结构中维管组织的比较
二者的组成基本相同,均具木质部、形成层和韧皮部。木质部和韧皮部的组成成分也彼此相似,木质部均具导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维,韧皮部均具筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维。但二者相比,有以下两点不同。
(1) 次生结构中出现了维管射线,而初生结构则无。维管射线由形成层中的射线原始细胞分裂形成,是新产生的组织,它的形成,使维管束内有了轴向和径向系统之分。 (2)次生结构中以次生木质部为主,次生韧皮部所占的比例较小。而在初生结构中二者差别不大。次生本质部多于次生韧皮部的原因有两点。一是形成层活动时,向内方所形成的本质部细胞远比向外方形成的韧皮部细胞为多。二是新的次生维管组织总是增加在旧韧皮部的内方,老的韧皮部因内方的生长币遭受压力最大,越是在外面的韧皮部,就越早被破坏,到相当时候,老韧皮部就遭受按压,丧失作用。尤其是初生韧皮部,很早就被破坏了,以后就依次轮到外层的次生韧皮部,而木质部则无这种情况。
4.要区分髓射线和维管射线
髓射线和维管射线均为薄壁组织,功能也都是横向输导和贮藏。但要注意二这的来源、位置和树木的不同。髓射线为初生结构,位于维管束之间,它的数目是一定的;维管射线为次生结构,位于维管束之内,它的数目随着次生结构的形成而增加。
5.了解年轮的形成原因
年轮的形成与形成层的活动状况有关。由于一年中气候条件不同,形成层由活动有盛有衰,这就使其所形成的细胞有大有小,细胞壁有薄有厚。因此,不同季节所形成的次生木质部的形态出现差异,因而出现年轮。必须至于,并非所有的植物都有年轮,有年轮的植物也并不都是一年产生一个年轮,少数种类一年生几个年轮。 6.要区分周皮和树皮
周皮和树皮是两个不同的概念,它们有各自的组成成分。周皮通常由木栓、木栓形成层和拴内层组成;树皮通常指伐木时从树干上剥下来的皮,它包含韧皮层、皮层、周皮以及周皮外方破毁的一些组织。周皮是解剖学的一个概念,而树皮在解剖学上很少用到。
第六章 叶
一、教材重点内容
1.叶的形态
叶的组成部分一般由叶片、叶柄和托叶三部分组成。
叶的发育过程 开始于茎尖分生区的叶原基。叶原基在发育过程中,其细胞逐渐由原分生组织过渡到初生分生组织。在叶原基形成幼叶的过程中,先是顶端生长,然后是边缘生长,从而形成叶片、叶柄和托叶几个区域。 叶片的大小和形状 叶的形状是指叶片形状、叶缘、叶基、叶尖、叶脉、单叶、复叶和叶序等内容,不同种类的植物,常有很大的不同。
2.叶的结构
被子植物叶的一般结构 叶的结构主要是叶片的结构,被子植物的叶片由表皮;叶肉和叶脉三部分组成。表皮分为上表皮和下表皮,一般由一层细胞组成。在表皮上分布有气孔,气孔—般由两个肾形的保卫细胞组成。叶肉是叶片最发达、最重要的组织,由含有许多叶绿体的薄壁细胞组成,在有背腹之分的两面叶中、叶肉组织分为栅拦组织和海绵组织。叶脉由维管束和机械组织组成。 禾本科植物叶的结构 与一般被子植物基本相同。但表皮有长方形和方形两种细胞,气孔的保卫细胞为哑铃形,在保卫细胞外侧还有副卫细胞。在叶肉方面,没有明显栅栏组织和海绵组织之分,为等面叶。
松柏类植物叶的结构 由表皮、叶肉和维管束组成。在叶肉中还有树脂道。
3.叶的生态类型
旱生植物、水生植物、阳地植物、阴地植物的叶在结构上各有特点,形成了不同的叶的生态类型。
4.叶的生活期和落 叶
植物在将落叶时,在叶柄基部形成离层。形成离层的外因是日照的改变,内因是形成了一种促进脱落的化合物——脱落酸。
5.叶的生理功能
光合作用和蒸腾作用。
二、教材重点
1. 叶的形态部分
是本章的第一个重点。这部分的教材内容很多,主要有叶形、叶缘、叶尖、叶基、叶脉、单叶与复叶、叶序等。叶的这些形态知识,是被子植物分类标准的一个重要组成部分。学习时,对其中的每一个形态术语,必须掌握准确;对各个不同的形态术语,必须清楚地区别。要作到这一点,应该联系实际,观察各种植物叶的不同形态,这样就会准确而牢固地掌握这部分知识。
2.被子植物叶的一般结构
是本章教材的另一个重点。叶的功能.