- 周云龍《植物生物學》(第3版)筆記和課后習題(含考研真題)詳解
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- 9608字
- 2021-04-26 14:52:46
第一章 植物細胞與組織
1.1 復習筆記
一、植物細胞的形態與結構
1.植物細胞的形狀與大小
(1)形狀
球形或近球形、多面體形(十四面體形狀)、長管狀、扁平狀、長方形。
(2)大小
直徑多為幾微米至幾十微米,不同部位細胞大小差異大。
2.植物細胞的基本結構


圖1-1 植物細胞結構圖解
(1)原生質體
①質膜(plasma membrane)
質膜又稱細胞膜(cell membrane),是指在電子顯微鏡下可見的包圍在細胞周圍的膜。
a.膜的結構
第一,脂雙層(lipid bilayer)
磷脂類物質是質膜的骨架,脂雙層的疏水脂肪酸鏈作為屏障,使膜兩側的水溶性物質(包括離子與親水的小分子)不能自由通過,以維持細胞正常結構和細胞內環境穩定。
第二,膜蛋白
執行膜的重要功能,作為酶或生物學活性物質的受體。
第三,膜糖
膜糖與蛋白質結合成糖蛋白參與細胞識別。
第四,細胞膜的流動性——流動鑲嵌模型(fluid mosaic model)
膜是處在動態變化之中的。
b.質膜的功能
第一,調節物質進出原生質體,控制細胞與外界環境之間的物質交換。
第二,調控細胞壁微纖絲的合成與集聚,質膜上的纖維素合酶復合體催化纖維素的合成(纖維素微纖絲的沉積方向受到膜內微管分布方向的制約)。
第三,質膜上的受體轉導環境、激素等信號,從而調控新陳代謝以及細胞生長和分化。
②細胞質(cytoplasm)
細胞質是指除細胞核以外,細胞膜以內的物質和結構,包括透明、黏稠、能流動的基質和分散在其中的各種細胞器。
a.細胞器(orgennalle)
細胞器是指細胞基質中具有一定形態和功能的結構。
第一,質體(plastid)
質體是植物細胞特有的細胞器,分為葉綠體、有色體與白色體。
ⅰ.葉綠體(chloroplast,又稱光合器)
形狀:板狀、帶狀、杯狀、囊狀、星形、扁平的橢圓形(高等植物)等。
功能:葉綠體是光合作用的場所。
色素:葉綠體含有葉綠素和類胡蘿卜素,通常呈現綠色。葉綠體中色素與光合作用有關。
膜:葉綠體由單位膜組成的雙層被膜包圍(外被膜和內被膜)。外被膜通透性較大;內被膜對物質透過的選擇性較強,是細胞質和葉綠體基質間的功能屏障。
基質:主要由可溶性蛋白(酶)和其他活躍的代謝物質組成,還含有淀粉粒、葉綠體自身的DNA(環狀雙鏈)、RNA和核糖體。
類囊體(thylakoids):又稱片層,是指單位膜封閉形成的扁平小囊。基粒類囊體由幾十個類囊體有規律地垛疊在一起;基質類囊體較大,單個穿插在兩個基粒之間,使類囊體腔彼此連通,成為連續的封閉膜囊的三維結構。類囊體膜是光合作用中進行光反應(電子傳遞和光合磷酸化)的結構基礎。
ⅱ.有色體(chromoplast)
有色體可以合成類胡蘿卜素、積累脂質??沙庶S色、橙色或紅色等不同顏色。
ⅲ.白色體(leucoplast)
白色體不含色素,主要功能是積累淀粉、蛋白質及脂肪,可分為造粉體或淀粉體(貯藏淀粉)、蛋白體(貯藏蛋白質),造油體(貯藏脂質)3類。
ⅳ.質體的發育
原質體在光下合成葉綠素,發育成葉綠體;在暗中,質體內部會形成一些管狀的膜結構,不能合成葉綠素,成為黃化的質體,經光照又能合成葉綠素,轉變成為葉綠體。
原質體可發育成白色體,在光照下也不會變綠。有色體可由葉綠體發展而成,也可由原質體發育而成。
第二,線粒體(mitochondria)
ⅰ.大小及形狀
直徑0.5~1μm,長1~2μm,呈球狀、顆粒狀或短桿狀。
ⅱ.結構
線粒體由內、外兩層膜包裹,囊內為基質,膜間有腔,外膜平整光滑,內膜向內折入形成嵴,基質中有環狀的DNA分子和核糖體。
ⅲ.功能
線粒體是細胞呼吸及能量代謝的中心。
第三,內質網(endoplasmic reticulum,ER)
ⅰ.定義
內質網是指細胞質內由一層膜構成的許多片狀扁囊腔或管狀腔,彼此相連,在細胞質中形成的一種網狀系統。
ⅱ.分類
糙(粗)面內質網(RER),表面附有核糖體,參與蛋白質的合成和運輸。
光(滑)面內質網(SER),膜上無核糖體,參與多種脂質和糖類的合成。
第四,高爾基體(Golgi body,又稱高爾基器或高爾基復合體)
ⅰ.大小及形狀
常由4~8個排列較為整齊的扁囊堆疊而成,扁囊的直徑在1μm左右。
ⅱ.極性
扁囊彎曲呈凸起的一面稱為形成面或順面;扁囊彎曲呈凹陷的一面稱為成熟面或反面。
ⅲ.功能
高爾基體與內質網參與細胞的分泌活動;合成細胞壁的非纖維素類多糖;參與蛋白質的糖基化。
第五,溶酶體(lysosomes)
ⅰ.結構
溶酶體是由單層膜包裹形成的小囊泡狀細胞器。
ⅱ.功能
溶酶體內含多種水解酶,可催化蛋白質、多糖、脂質以及DNA和RNA等大分子的降解,消化細胞中的貯藏物質,分解細胞中受到損傷或失去功能的細胞結構的碎片,使組成這些結構的物質重新被細胞所利用。
第六,微體(microbody)
ⅰ.大小及形狀
由一層單位膜構成的球狀細胞器,直徑0.5~1.5μm。
ⅱ.結構
微體由內質網的小泡形成。
ⅲ.過氧化物酶體
過氧化物酶體是指含有過氧化氫酶等的微體,存在于葉片的細胞中,參與光呼吸過程,也將細胞在代謝活動中產生的對細胞有毒的過氧化物分解。
ⅳ.乙醛酸循環體
乙醛酸循環體是指含有乙醛酸循環酶系的微體,在種子萌發時將子葉等貯藏的脂肪轉化為糖類。
第七,液泡(vacuole)
ⅰ.結構
由單層液泡膜形成,內部充滿細胞液。
ⅱ.細胞液
液泡中的液體,溶有多種溶質。
ⅲ.功能
液泡中所含的植物次生代謝物質能防止動物對植物的傷害;液泡具有溶酶體的性質,在細胞器等結構的更新中起作用;液泡是儲存細胞中代謝廢物的場所,減輕草酸、重金屬對細胞的毒害;液泡中含有溶質,形成一定的滲透勢,與植物細胞吸收水分有關。
第八,細胞骨架
ⅰ.微管
微管參與細胞壁的形成,決定細胞分裂的方向并參與細胞壁的加厚,維持細胞的形狀,還與某些細胞的鞭毛、纖毛的運動有關。
ⅱ.微絲
微絲使細胞具有穩定的結構,并參與胞質環流。
ⅲ.中間纖維
中間纖維具有骨架功能和信息功能,與細胞分化有關。
第九,核糖核蛋白體(核糖體)
核糖體的化學成分是核糖核酸(RNA)和蛋白質,由1個大亞基和1個小亞基組成,是細胞中蛋白質合成的中心。
b.細胞基質
細胞基質是指細胞質除細胞器以外的液體部分。
③細胞核
a.核膜
第一,核膜
由內、外兩層膜組成,外膜外附有核糖體,內膜與染色質緊密接觸,兩層膜之間為膜間腔。核膜上有整齊排列的核孔,是核內、外物質交換的通道。
第二,核纖層
核纖層與細胞有絲分裂中核膜的崩解和重組有關。
b.染色質(chromatin)
第一,核基因組(genome)
核基因組是指染色體組上所有基因。
第二,真核細胞染色質的主要成分
染色質的主要成分是DNA和蛋白質,也含少量RNA。
c.核仁
第一,組成:富含蛋白質和RNA。
第二,功能:產生核糖體中的RNA(rRNA)。
d.核基質
第一,結構
核基質是纖維狀的網,布滿于細胞核中,網孔中充以液體,網的成分是蛋白質。
第二,功能
核基質是核的支架,染色質附著于核基質之上。核基質也可能是DNA復制的基本位點,并與基因表達調控有關。
(2)細胞壁
①細胞壁的化學成分
a.纖維素
纖維素是細胞壁中最重要的成分,是由多個葡萄糖分子脫水縮合形成的長鏈。
b.果膠質、半纖維素
果膠質、半纖維素是細胞壁的基質多糖,與纖維素分子交聯構成了三維網狀的細胞壁。
c.木質素
木質素具較強的剛性,增加細胞壁的機械強度。
d.蛋白質
第一,結構蛋白
ⅰ.伸展蛋白
伸展蛋白又稱伸展素,起控制纖維素微纖絲的滑動、增加細胞壁的強度和剛性、控制細胞壁的伸展、調節植物形態建成等作用,并且與植物的防御和抗病、抗逆等功能有關。
ⅱ.膨脹素
膨脹素又稱擴張素、擴張蛋白,可以解開細胞壁的多糖網絡,促進細胞伸長。
第二,酶蛋白
e.鈣調素(CaM)
細胞壁是植物細胞中最大的鈣庫。鈣調素具有促進細胞增殖的作用。
②細胞壁的層次
a.胞間層(中層)
胞間層位于相鄰細胞的細胞壁之間,主要成分是果膠質,使相鄰的細胞彼此粘連。
b.初生壁
第一,定義
初生壁是指在細胞生長過程中和細胞停止生長前于胞間層內側所形成的細胞壁。
第二,組成
纖維素、半纖維素、果膠質、糖蛋白。
c.次生壁
第一,定義
次生壁是指細胞不再生長時細胞壁繼續發育形成的新增的細胞壁。
第二,組成
纖維素、果膠質、木質素。
③細胞壁的功能
細胞壁具支持和保護的功能,參與細胞識別、促進細胞分裂增殖以及調控植物發育。
④胞間連絲與紋孔
a.初生紋孔場
生紋孔場是指細胞的初生壁上的一些較薄的區域。初生紋孔場上有一些小孔,其中有胞間連絲穿過。
b.胞間連絲(plasmodesmata)
胞間連絲是指穿過細胞壁溝通相鄰細胞的細胞質絲。胞間連絲能允許大、小分子從中通過。
c.紋孔
紋孔存在于次生壁上,既可在初生紋孔場上形成,也可在細胞壁無初生紋孔場處發育,分為單紋孔和具緣紋孔。
⑤細胞壁的形成與發育
細胞有絲分裂時在兩個子細胞間形成細胞板,后發育形成細胞壁,細胞壁上的纖維素微纖絲在質膜表面上合成。
(3)后含物
①定義
后含物是指植物細胞中的貯藏物質和代謝產物。
②種類
后含物的種類包括糖類、蛋白質、脂質(脂肪、油、角質、蠟質、木栓質等)、鹽類的晶體、某些有機化合物(單寧、樹脂、生物堿等)等。
二、植物細胞的增殖
1.細胞周期(cell cycle)
細胞周期是指在有絲分裂中,連續分裂的細胞從一次有絲分裂結束到下一次有絲分裂結束所經歷的全部過程。

圖1-2 細胞周期圖解
(1)分裂間期
①定義
間期(interphase)是指從一次有絲分裂結束到下一次有絲分裂開始的一段時間。
②間期細胞核成分
核膜、核仁、染色質。
③間期劃分
a.復制前期(Gap1)——G1期
第一,定義:G1期是指從有絲分裂結束到復制期之前的時期。
第二,細胞變化:DNA含量增加,合成有關蛋白質與酶,線粒體、核糖體增多,內質網更新擴大,高爾基體、溶酶體增多。
b.復制期(sythesis phase)——S期
第一,定義:S期是指細胞核中DNA復制開始到DNA復制結束的時期。
第二,細胞變化:DNA復制和組蛋白等染色體蛋白質的合成。
c.復制后期(Gap2)——G2期
第一,定義:G2期是指從S期結束到有絲分裂開始前的時期。
第二,細胞變化:進行物質與能量的準備,并合成微管蛋白以及與細胞分裂有關的物質。
(2)分裂期
已復制的DNA以染色體的形式平均分配到2個子細胞中。
(3)細胞周期
不同物種、不同組織的細胞周期所經歷的時間不同。在恒定條件下,各種細胞周期的時間相對恒定。
(4)周期性細胞、終端分化細胞和G0期細胞
①G0期細胞
一旦成熟,即脫離細胞周期,不再分裂的細胞,如花粉粒中的營養細胞。
②周期性細胞
a.通常不進行細胞分裂,但在發育的一定階段恢復分裂活動,重新進入細胞周期的細胞,如莖的皮層細胞。
b.在受到創傷或在體外培養中能分裂產生未分化的愈傷組織的細胞。
c.能夠連續分裂,從不進入G0期的細胞,如植物根尖、莖尖的原分生組織細胞。
③終端分化細胞
植物體內一些不可逆地脫離了細胞周期,失去分裂能力的細胞,如韌皮部中的篩管分子。
2.有絲分裂
有絲分裂是指一種真核細胞分裂產生體細胞的過程,在分裂中細胞核中出現染色體與紡錘絲。
(1)有絲分裂的過程
①細胞核分裂
a.前期
核中出現染色體。染色體變短變粗,核仁解體消失。前期較晚時,核膜破碎成零散小泡,出現紡錘體。
b.中期
染色體濃縮變短,都排列到紡錘體中央,著絲粒位于細胞中央同一個平面,即赤道面上。著絲粒分裂為兩個。中期染色體縮短到最小程度,是觀察與研究染色體的好時期。
c.后期
著絲粒彼此分開,形成兩個獨立的染色體,染色體成為相同的兩組,分別向著兩極移動。
d.末期
分離的兩組染色體分別抵達兩極,動粒微管消失,極微管進一步延伸,兩組染色體距離加大。染色體外圍核膜重新形成,染色體伸展延長,成為染色質。核仁出現。

圖1-3 植物細胞的有絲分裂過程圖解
A~D.前期 E.中期 F~G.后期 H.末期
②細胞質分裂
a.時期
細胞質分裂發生在細胞分裂的晚后期和末期。
b.過程
殘留的紡錘體微管在細胞赤道面中央密集,平行排列成一圓桶狀,稱為成膜體。在成膜體圍起來的中間部分,高爾基體分泌的小泡融合形成了細胞板。自細胞板形成起始,成膜體內緣發生微管的解聚,外緣發生微管的聚合,成膜體向外擴展,細胞板隨之向外延伸。
(2)染色體與紡錘體
①染色體
染色體是細胞在有絲分裂時遺傳物質存在的特定形式,是細胞間期染色質結構緊密包裝的結果。
有絲分裂中期,染色質中的DNA長鏈經螺旋、盤繞,成為染色體。每條染色體含兩條并列的、相同的染色單體,每條染色單體含一條DNA雙鏈,兩條染色單體在著絲粒部位結合。
②紡錘體
a.定義
紡錘體是指在有絲分裂時,細胞中出現的由大量微管組成的、形態為紡錘狀的結構。
b.紡錘絲
紡錘絲是指形成紡錘體的細絲狀微管。
c.極間絲
極間絲又稱極微管,是指在紡錘體中從紡錘體的一極伸向另一極的微管。
d.著絲點絲
著絲點絲又稱染色體牽絲、動粒微管,是指與染色體的著絲粒相連的紡錘絲。
e.中間微管
中間微管是指紡錘體中既不與著絲粒相連,也不與細胞兩極相連的微管。
③染色體數目
二倍體是指體細胞中含有兩個染色體組的植物個體。
3.無絲分裂
(1)定義
無絲分裂又稱直接分裂,是指在分裂中核內不出現染色體與紡錘體的分裂。
(2)無絲分裂的形式
橫縊式(常見)、芽生、碎裂、劈裂等。
4.減數分裂
(1)減數分裂的過程
①減數分裂第1次分裂(減數分裂Ⅰ)
a.前期Ⅰ
第一,細線期
染色體開始出現,呈細絲狀。此時每條染色體有兩條染色單體,在著絲粒處相連。該時期染色體逐漸縮短變粗。
第二,偶線期(合線期)
核中同源染色體兩兩配對,形成聯會復合體(SC)。
第三,粗線期
SC進一步成熟,染色體縮短變粗。此時同源染色體之間可發生染色體區段的交換。

圖1-4 染色體區段交換中的基因重組
A.交換前的一對同源染色體 B.交換后發生了基因重組
第四,雙線期
染色體繼續縮短變粗。此時交叉明顯,最終SC消失。
第五,終變期
染色體縮至最小長度,細胞核中的核仁、核膜消失。
b.中期Ⅰ
染色體排在細胞的赤道板上,形成紡錘體。
c.后期Ⅰ
同源染色體分開,每對同源染色體分別進入兩極,每極中染色體數目只有原來的一半。各對非同源染色體自由組合地進入赤道板兩側。
d.末期Ⅰ
染色體漸變為染色質,核仁、核膜出現。染色體數目是母細胞的一半。
②減數分裂的第2次分裂(減數分裂Ⅱ)
從減數分裂Ⅰ到減數分裂Ⅱ,細胞沒有進行DNA復制,很快進入第2次分裂,減數分裂二分體中每一染色體的兩條染色單體分別進入細胞兩極,最終形成單倍體的子細胞。

圖1-5 減數分裂過程圖解
(2)減數分裂發生的產物——配子
配子作為減數分裂產物,染色體數目減半。
三、植物細胞的生長與分化
1.植物細胞的生長
根尖、莖尖細胞的生長多表現為細胞沿與器官長軸平行的方向伸長。這些細胞剛完成分裂時,細胞質中幾乎沒有液泡,在生長過程中,細胞出現了小液泡,然后多個小液泡逐步增大,合并成中央液泡,最終可成為一個大的中央液泡,細胞體積增加。
2.植物細胞的分化
細胞分化是指在多細胞植物的個體發育中,細胞的后代在形態、結構和功能上發生差異的過程。
(1)植物細胞分化的現象
①極性
極性是指植物細胞出現的形態、結構和生理上的兩極差異。
②不等分裂
建立了極性的細胞會發生不等分裂,如根的原表皮層、植物的受精卵的第一次分裂等。
③位置效應
細胞處在整個植物體中的位置決定著其分化的方向,細胞的分化受到其周圍細胞的影響。
(2)細胞分化的本質和影響因素
①細胞分化的本質
細胞分化的實質是基因的差別表達,在不同的細胞中產生不同的結構蛋白、執行不同的功能。
②分化細胞的基因
a.管家基因
管家基因是指所有細胞中均需要表達的基因,其產物為維持細胞的基本結構和代謝活動所必需。
b.組織特異性基因
組織特異性基因又稱奢侈基因,是指在不同細胞組織中有不同的表達的基因,其產物賦予不同類型細胞不同的形態和功能。
③影響細胞分化的因素
植物激素對細胞分化有調節作用,外界環境(如溫度、光照等)通過激素而發生作用。質外體對細胞分化發育的調控有重要作用。
3.細胞的全能性
植物細胞的全能性是指植物體的每一個生活細胞都具備母體的全套基因,具有在一定條件下發育成完整植株的能力。
4.細胞的死亡
(1)壞死性死亡
壞死性死亡是指由某些外界的物理、化學或生物因素引起的非正常死亡。
(2)細胞編程性死亡
細胞編程性死亡又稱細胞凋亡,是指細胞在一定條件下根據自身的程序主動結束其生命過程,是基因程序性活動的結果,是正常的生理性死亡。
四、植物組織
1.組織與器官的概念
(1)組織
組織是指在植物體中,來源相同、形態結構相似或不同、行使相同生理功能的細胞群。組織是植物體中的功能單位。
(2)器官
器官是指由不同的組織按一定的規律構成的結構。種子植物體的六大器官為根、莖、葉、花、果實和種子。
2.植物組織的類型
(1)分生組織
①定義
分生組織是指植物體中具有分裂產生新細胞能力的細胞群。
②分生組織的部位及類型
按照分生組織在植物體中存在的部位,可將其分為3種類型。
a.頂端分生組織
頂端分生組織是指植物根尖、莖端等的分生組織,是在胚胎中形成的,細胞是等直徑的,體積較小,細胞核相對較大,細胞質濃厚,液泡不明顯,頂端分生組織的中央母細胞屬于胚性細胞。
b.側生分生組織
側生分生組織是指在植物的根、莖等器官中,靠近表面與器官長軸平行的方向上的呈桶形分布的分生組織。側生分生組織往往由已分化的細胞恢復分裂能力轉變為分生組織,包括形成層和木栓形成層。
c.居間分生組織
居間分生組織是指在植物發育的過程中,在已分化的成熟組織間夾著一些未完全分化的分生組織,屬于初生分生組織。
③分生組織的性質、來源和類型
a.原分生組織
原分生組織是從胚胎中保留下來的,處于未分化狀態,具有持久的分裂能力,位于根、莖頂端的最前端。
b.初生分生組織
初生分生組織具有一定的分裂能力,分布在根、莖頂端,處于原分生組織與成熟組織之間,在形態上已出現了初步分化,可分成原表皮、基本分生組織和原形成層。
c.次生分生組織
次生分生組織由已分化的細胞恢復分裂能力,轉變成為分生組織。
(2)成熟組織
成熟組織又稱永久組織,是指由分生組織分裂而來的細胞失去了分裂能力,發生了分化形成的組織。
①保護組織
保護組織是指覆蓋于植物體表起保護作用的組織,能減少植物失水,防止病原微生物侵入,控制植物與外界的氣體交換。
a.表皮
第一,位置
位于幼根、幼莖、葉及花、果等表面的結構。
第二,結構
植物表皮大多為一層細胞組成,表皮細胞大多扁平,形狀不規則,彼此緊密鑲嵌,排列緊密成一細胞薄層,細胞質少,液泡大,占據細胞中央部分。
b.周皮
裸子植物和雙子葉植物的根、莖等器官在加粗生長開始后,表皮漸被周皮替代,由周皮行使保護功能。周皮是復合組織,由多層細胞組成,包括木栓層(次生保護組織)、木栓形成層(次生分生組織)和栓內層(次生薄壁組織)。
②薄壁組織(基本組織)
a.細胞特點
細胞壁較薄,一般只有初生壁而無次生壁;細胞質少,液泡較大,常占據細胞的中央;細胞排列松散,有細胞間隙。
b.薄壁組織的類型
第一,同化組織
細胞質中含葉綠體,能進行光合作用,分布于葉片、葉柄和幼莖、幼果等部位。
第二,貯藏組織
細胞較大,近等徑,細胞質內貯藏大量后含物,也可在液泡中貯藏糖、有機酸等物質,分布于果實、種子的胚或子葉,以及根、莖等。
第三,通氣組織
水生與濕生植物體內的薄壁組織有發達的細胞間隙,在體內形成寬闊的氣腔或貫通的氣道,成為發達的通氣系統,儲存大量空氣,以適應濕生、水生環境,稱為通氣組織。
③機械組織
機械組織是指在植物體中起支持作用的組織,細胞有不同程度的加厚,能夠抗張、抗壓、抗曲折,在植物體中起支持作用。
a.厚角組織
厚角組織的細胞是活細胞,含葉綠體,可脫分化。細胞為長形,壁加厚不均勻,角隅處增厚。細胞壁屬初生壁性質,含水量高,硬度不強,延展性較強,含纖維素、果膠質,也有其他成分,不木質化,能隨細胞生長而延伸。常分布在幼嫩莖或葉柄等器官的表皮內方,呈環狀或束狀,具支持作用,能適應這些器官的延展。
b.厚壁組織
厚壁組織是植物體的主要支持組織,細胞壁全面次生加厚。成熟的厚壁組織細胞為死細胞,具有較強的支持能力。
第一,纖維
細胞細長,兩端尖,常成束或環狀排列。細胞壁厚,內腔很小。木質部中的木纖維木質化,在細胞壁的纖維素微纖絲間沉積了木質素;韌皮部的纖維沒有發生木質化,或僅有輕度木質化,其細胞壁的柔韌性好。
第二,石細胞
相對較短,有多種形態,近等直徑,呈不規則分支,或星狀,單一存在或成團分布于植物的根、莖、葉、果皮和種皮中。
④輸導組織
輸導組織是植物體內長距離輸導水分、無機鹽和有機物的管狀組織。輸導水分和無機鹽的結構為管胞和導管;輸導有機物的有篩管和伴胞或篩胞。
a.管胞
第一,形成
管胞幼時為生活細胞,后在細胞發育成熟過程中不僅形成木質化的次生壁,細胞壁上有紋孔,且原生質體解體消失,變為死細胞。
第二,特點
細胞兩端尖斜,沒有穿孔。管胞分子以尖斜的兩端彼此穿插連接,水溶液通過管胞細胞壁上的紋孔對進行運輸。輸導能力低于導管。
第三,功能
運輸水分與無機鹽的功能、支持作用。
第四,管胞次生壁的加厚式樣
環紋、螺紋、梯紋、網紋、孔紋5種類型。
b.導管分子
第一,形成
導管分子為長管狀細胞,幼時為生活細胞,后在發育成熟過程中細胞壁發生次生加厚和原生質體的解體,變為死細胞。
第二,特點
導管分子細胞兩端的初生壁溶解,形成了穿孔,穿孔分為單穿孔或復穿孔。
第三,導管
導管是指幾個或多個導管分子彼此末端相連、相通,組成的一條長管道。
第四,導管細胞壁的次生加厚方式
環紋、螺紋、梯紋、網紋和孔紋5種方式。
c.篩管
第一,定義
篩管是指由無細胞核的生活細胞縱向連接而成的運輸有機物的管狀結構,組成單位是長形的篩管分子。
第二,特點
篩管分子幼時具細胞核、細胞質、液泡、線粒體、高爾基體、質體、內質網和細胞骨架,發育成熟的篩管分子沒有細胞核,液泡膜被破壞,只保留少量線粒體、質體和內質網等細胞器,且產生了一種與運輸有機物有關的P-蛋白。
第三,結構
篩管分子側壁上一些較薄的區域為篩域,其上有胞間連絲集中分布。在細胞壁兩端的篩域特化形成篩板,其上有較大的孔,稱為篩孔。穿過篩孔的原生質絲比胞間連絲粗大,稱為聯絡索。聯絡索溝通了相鄰的篩管分子,能有效地輸送有機物。
d.伴胞
第一,定義
伴胞是指與篩胞相伴而生的長形活細胞。
第二,形成
伴胞位于篩管的側旁,和篩管是從分生組織的同一個母細胞分裂發育而成。該分生組織經過一次或幾次縱分裂,其中較大的形成篩管分子,較小的形成伴胞。一個篩管分子常伴生有幾個伴胞。伴胞則有細胞核,與篩管間有發達的胞間連絲。
第三,功能
伴胞與篩管共同完成有機物的運輸。
e.篩胞
篩胞是指細胞端壁不形成篩板的運輸有機物的管狀細胞。它僅在細胞側壁上有篩域,而細胞質中沒有P-蛋白,其旁側沒有伴胞。有機物的運輸通過篩胞間的篩域完成的。
⑤分泌組織
分泌組織是指植物體中由產生分泌物質的細胞構成的組織。
a.外分泌結構
分布于植物體表的分泌結構。包括花中的蜜腺、蜜槽,葉或幼莖表面的腺毛、排水器,鹽生植物的鹽腺等。
b.內分泌結構
存在于植物體內,分泌物存留于體內的分泌結構。常見結構類型有分泌腔、分泌道、乳汁管和分泌細胞等。
第一,分泌腔:由多細胞組成的貯藏分泌物的腔室。
第二,分泌道:管狀結構,如樹脂道。
第三,乳汁管:分泌乳汁的管狀結構,由一個細胞發育為一個多核的巨大無節乳汁管,或由許多長形細胞的橫壁溶解形成多核連通的有節乳汁管。乳汁、樹脂等有保護作用,在植物受傷時,從傷口滲出的乳汁有助于傷口的封閉。
第四,分泌細胞:分布于植物體內、具有分泌能力的較大細胞。
(3)復合組織
①定義
復合組織是指植物體內一些不同的組織按照一定的方式與規律密切結合,共同執行一定的生理功能所形成的組織。
②維管組織的組成
a.韌皮部
韌皮部由篩管、伴胞、韌皮纖維與韌皮薄壁細胞共同構成,其功能是運輸有機物質(如糖類、氨基酸等)及其他含氮化合物等。韌皮部的運輸是雙向的,也有支持作用。
b.木質部
木質部由管胞、導管、木纖維和木薄壁細胞共同構成,其主要功能是在植物體中運輸水分和無機鹽,即由植物的根將所吸收的水分和無機鹽單向地運輸到莖、枝和葉等各個部分,有一定的支持作用。
(4)組織系統
①定義
組織系統是指植物體中的一種或幾種組織在結構和功能上緊密結合組成的一個單位。
②維管植物中的組織系統
a.皮組織系統
位于植物體表,包括表皮和周皮,對植物體各個發育時期起保護作用。
b.基本組織系統
包括薄壁組織、厚壁組織和厚角組織,為植物體各部分的基本組成。
c.維管組織系統
由輸導組織及其周圍的機械支持組織組成,在植物體中行使輸導水分、無機鹽、有機養料的功能和一定的支持功能。