植物概述(三)
6.形态和结构植物形态学是研究植物的外部形态、结构、组成和发育(包括个体发育和系统发育)的科学 。
(1)细胞作为真核生物,植物细胞具有真核生物的共同特征:真正的细胞核被核膜和膜状细胞器包围 。
植物由细胞壁和原生质组成,原生质可分为细胞膜、细胞质和细胞核 。
细胞膜又称质膜,由磷脂双层和包埋其中的糖蛋白组成,将原生质体与外界环境隔开,介导物质进出原生质体 。
包括细胞质基质和细胞器,植物细胞中是否存在核糖体等有无膜结构的细胞器,质体、线粒体等双膜细胞器,内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等单膜细胞器;核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等的膜结构 。共同构成了植物细胞的内膜系统 。在活的植物细胞中,细胞质总是在运动,可以观察到细胞器和悬浮在细胞质基质中的各种物质在有序运动,这就是所谓的细胞质循环 。
细胞核由核膜、核仁、核基质、染色质、核纤维层、核膜核糖体等组成 。它通过控制细胞产生蛋白质的时间和种类来控制细胞的生命活动 。它将遗传信息作为DNA储存在染色质中,并在细胞分裂时传递给子细胞 。储存在细胞核中的所有遗传信息被称为核基因组 。
质体(质体基因组)和线粒体(线粒体基因组)也含有DNA,其中储存了一些遗传信息 。
植物的细胞壁由纤维素、半纤维素、果胶和其他化学物质组成 。细胞壁可分为三层 。细胞间层是细胞壁的最外层,是相邻细胞共同的一层,在分裂过程中最早形成 。在初生壁的胞间层内侧,初生壁和胞间层都是柔软的,可以随着细胞的生长而膨胀 。次生壁是细胞体积停止增大后形成的,含有木质素,常见于起支持和运输作用的细胞中,但并非所有细胞都有次生壁 。
细胞增殖的方式叫做细胞分裂 。作为真核生物,植物的细胞增殖方式与大多数真核生物相同,有丝分裂也是体细胞分裂和无丝分裂的主要方式 。减数分裂被用作产生生殖细胞的分裂方法 。像动物一样,植物的有丝分裂是开放的,而真菌和一些原生动物(包括一些非植物藻类)的有丝分裂是封闭的 。
(2)组织植物组织主要包括基础组织、维管组织和真皮组织(又称保护组织) 。
基本上,微观结构可以分为薄壁微观结构、厚角微观结构和厚壁微观结构[15]:541,后两者也通常被称为机械微观结构 。薄壁组织是最常见的基本组织,只有初生壁在光合作用、储水和传输中起作用 。薄壁组织具有全能性,与伤口愈合和不定根密切相关 。
角质组织和厚壁组织起支持作用 。前者细胞壁部分增厚,常出现在茎、叶柄等部位,为活细胞 。后者的细胞壁被次生壁完全增厚,为死细胞,由纤维细胞和石细胞两种类型的细胞组成 。
维管组织包括木质部和韧皮部,木质部包括导管、管胞(少数被子植物、裸子植物和蕨类植物)、木纤维和木薄壁细胞,韧皮部包括筛管、筛细胞(裸子植物和蕨类植物)、伴生细胞、韧皮部纤维和韧皮部薄壁细胞;根吸收的水分和矿物质通过植物的木质部分向上输送,光合作用的产物通过韧皮部向下输送 。
皮肤也叫保护组织,包括表皮和周皮 。表皮的最外层是初级保护组织,存在于叶、花、果实、种子和未成熟的茎和根的表面 。周皮是次生保护组织,存在于成熟的茎和根中,代替表皮起保护作用 。
(3)器官植物器官包括根、茎、叶三个营养器官和花、果、种子三个生殖器官 。它们的形态和结构是传统植物形态学研究的重点,在传统植物分类学中,相关特征常被用作区分物种的证据 。虽然分子生物学证据在现代得到了广泛的应用,但形态学证据在不方便使用分子生物学方法的领域仍然得到了广泛的应用 。
植物的根通常位于土壤中,其主要功能是吸收、运输和固定支撑 。气生根、贮藏根等异常根也具有合成、贮藏和呼吸作用 。真正的根最早是在维管植物中产生的,苔藓植物和藻类具有相似的结构,称为假根,只起到固定的作用,没有其他功能 。植物的主根是由种子中胚根的发育形成的 。主根垂直插入土壤 。当它长到一定长度时,侧根由主根的中柱鞘结构产生,侧根上可以进一步产生更多的侧根 。在除主根和侧根以外的部位产生的根,如茎、叶、下胚轴或老根,称为不定根 。
植物的茎通常在地面以上,向下与根相连,向上结叶、花、果,具有运输和支撑的作用 。它有节点和节间 。节是叶子和芽附着的位置 。芽可根据位置分为顶芽和侧芽,也可根据将来要发育的器官分为分枝芽、花芽和混合芽 。
植物的叶片是光合作用产生有机物的营养器官,其主要功能是光合作用和蒸腾作用 。大多数真双子叶植物和木兰科植物的叶子可分为三部分:叶子、叶柄和托叶 。大多数单子叶植物和一些真正的双子叶植物有扩大的叶基,在茎周围形成叶鞘;在禾本科植物中,叶鞘延长节间的长度 。对于大多数植物来说,叶子是最重要的部分,一般是绿色的薄片,有利于扩大阳光和气体接触的面积,从而有利于光合作用和蒸腾作用 。
异常的茎叶还具有其他功能,如土豆的块茎、洋葱的鳞茎、唐菖蒲的鳞茎都具有贮藏功能,而龙舌兰属植物的茎和景天属植物的叶则具有蓄水功能 。
真正的茎叶最早产生于石松属植物,而类似茎叶的结构在苔藓植物中已经出现,但由于没有维管组织,不能视为真正的茎叶 。其中,具有叶状结构的称为“叶状体”,具有茎状和叶状结构的称为“准茎叶体” 。
植物的根、茎和叶都有韧皮部和木质部,它们在各个器官中相互连接 。
种子只存在于种子植物中,而花和果实只存在于被子植物中 。苔藓和蕨类植物一般用孢子繁殖;除了孢子繁殖,藻类还进行营养繁殖和合子繁殖 。
7.组成器官植物有六大器官:根、茎、叶、花、果实和种子 。茎是植物的中轴 。或者直挺挺地匍匐在水中,茎上有枝条,枝条顶端有分生组织,供顶端生长 。茎通常分化为短节和长节间 。茎可以运输养分和水分,并在一定范围内支持叶、花和果实的分布和形成空 。有些茎还具有光合作用、营养储存和繁殖的功能 。它是维管植物的营养器官之一 。为光合作用和蒸腾作用合成有机物,为根系从外界吸收水分和矿质营养提供动力 。花是具有生殖功能的异常短枝 。水果主要用作传播种子的媒介 。种子具有繁殖和繁殖的功能,种子也具有适合繁殖或抵抗不利条件的各种结构,为植物的种族延续创造了有利条件 。
(1)根根是植物的营养器官,通常位于地表以下,负责吸收土壤中的水分和溶解离子,支持和储存合成的有机物质 。根(气生根和无梗根除外)由薄壁组织、维管组织、保护组织、机械组织和分生组织细胞组成 。
【生物部分包括什么? 生物包括哪些】根可分为四个区,顶部为帽状结构——根冠,上方为分生组织区和伸长区,上方为根毛的根毛区 。
根冠位于根的顶端分生组织之外 。外细胞壁的高粘稠度可以减少根系向下生长时与土壤的摩擦力,起到保护作用 。同时,细胞内的粉末还能保证根系的向地性,即其向重性 。
分生组织是位于根冠内部的顶端分生组织 。分生组织细胞可以连续分裂 。一方面,它们中的一小部分用于形成根冠细胞,而大部分通过细胞生长和分化回去形成各种根结构 。另一方面,保持其原始音量 。
伸长区细胞由分生区细胞发育而来,分裂能力减弱,细胞伸长轴拉长 。伸长会导致初生韧皮部和初生木质部的损伤,从而产生腔隙 。
根区细胞是成熟细胞 。毛发由表皮的毛母细胞产生,能有效增加植物根部的吸收面积 。树木根系吸收面积可达400 m 。
(2)阀杆茎是植物的营养器官之一 。是大多数植物可见的主干 。当然,比如仙人掌的畸形茎 。茎与根相连,根吸收的水分和矿物质通过木质部分向上输送到各个营养器官,光合产物通过韧皮部向下输送 。茎是植物胚胎的胚胎 。下胚轴的茎,确切地说,是子叶下的部分 。
最早有茎的植物是现已灭绝的裸蕨Kuei,而现存的植物是松叶蕨,它没有真正的根和叶 。因此,在维管植物(维管植物)中,最早的器官是茎,根叶是由茎进化而来的 。
有些植物的茎不仅专门用来支撑和运输,而且还用来结枝叶 。我们称之为异常茎 。
常见的有仙人掌的块茎、洋葱的鳞茎、荸荠的鳞茎、姜的根茎、草莓的茎、葡萄的蔓(茎蔓)、茎(枝)特化为叶的芦笋等 。
(3)树叶叶是高等植物的营养器官,其侧缘由植物茎的叶原基发育而来 。叶片含有叶绿素,是植物进行光合作用的主要场所 。同时,植物的蒸散是通过叶片的气孔实现的 。
叶子只出现在真正的茎上,也就是说只有维管植物才有叶子 。所有高等植物如蕨类植物、裸子植物和被子植物都有叶子 。相比之下,苔藓、藻类、真菌和地衣没有叶子 。在这些菌体中只能找到类似于叶子的结构,但只能作为安乃近 。
一片完整的叶子由三部分组成:叶片、叶柄和托叶 。
叶片是指叶片上完全平坦的主体结构 。它尽可能地吸收阳光,通过气孔调节植物体内的水分和温度 。
叶柄是连接叶和茎节的部分 。
托叶着生于叶柄基部或腋的两侧,微小和早落 。不同的植物种类,托叶有不同的形状 。比如豌豆有大的叶片状托叶,而洋槐和酸枣的托叶是针状的,山樱桃的托叶是羽状的 。它的功能是保护嫩叶 。
叶子的形状和结构由于功能的改变而改变 。比如仙人掌的皮刺,有玉叶的金花的大萼片,开花植物的心皮 。
(4)花卉花生放在花托上,花瓣(或花被)在最外面,植物的生殖器官、雄蕊和雌蕊包裹在中间 。花朵鲜艳的颜色和诱人的香味都是为了吸引昆虫 。在昆虫的帮助下,完成传粉的过程,达到家庭传播的目的 。大多数草和树的花颜色暗淡,没有香味,不能吸引昆虫授粉 。这种植物通常依靠风来完成授粉过程 。根据植物的不同,大多数植物每年都会开几百朵花,少数植物,比如郁金香,一年只开一朵花 。花期长短也相差很大 。
花萼位于萼片的最外圆,通常为绿色,但有些植物呈花瓣状 。
花冠位于花萼内轮,由花瓣组成,花瓣薄而软,常有颜色吸引昆虫帮助授粉 。
雄蕊群是花中雄蕊的总称 。花药附着在花丝的顶端,花粉在那里形成 。花粉含有雄配子 。
雌蕊群是花中雌蕊群的总称,可由一个或多个雌蕊群组成 。组成雌蕊的生殖器官称为心皮,心皮中含有子房,子房中有胚珠(含有雌配子) 。雌蕊可以由多个心皮组成 。在这种情况下,如果每个心皮分离形成一个单独的雌蕊,它被称为离心雌蕊,而如果心皮是合生的,它被称为复合雌蕊 。雌蕊的粘性顶端称为柱头,是花粉的受体 。花柱连接柱头和子房,是花粉粒萌发后花粉管进入子房的通道 。
(5)水果果实由花的雌蕊发育而成,大多数植物的种子都包裹在果实中 。草莓的“果实”是从花托上长出来的,这是个例外 。果实内部的种子数量不一,有的只有一粒种子,有的有很多种子 。果实成熟后,有的富含水分,有的则变干 。含水的果实通常颜色鲜艳,可以吸引动物吃,把种子带走很远 。种子排出后,会生根发芽 。有些豆类等植物果实成熟后会爆出来,把种子射到附近等待发芽 。有些水果重量很轻,风一吹就会被风带到很远的地方,从而完成传宗接代的任务 。有些植物的果实,表面有毛刺,会粘在路过的动物身上,被动物带走 。当它从动物身上脱落时,种子会在原地生根发芽 。
受精后雌蕊子房单个发育形成的果实称为真果,如桃、大豆等 。通常只有子房被称为真果,如桃、大豆等 。
子房加上花的其他部分(花萼、花被、花轴等)形成的果实 。)被称为假水果,如苹果、梨等 。涉及花萼和花萼,如草莓,果实大多扩大和肉质花托 。
(6)种子种子植物的胚珠是受精后生长的结构,一般由种皮、胚和胚乳组成 。胚是种子最重要的部分,它在发芽后长成一个新的个体 。胚乳含有营养物质 。
由种皮发育而来,具有保护胚和胚乳的功能 。裸子植物的种皮由外层、内层(肉质层)和中间层(石质层)组成 。苏铁和银杏,外层肉质层厚,成熟时有色素;许多针叶树的外层不发达 。一般内层有收缩的趋势,在成熟的种子里是一层纸一样的薄层,衬在中间层 。
从胚胎到受精卵 。它由胚芽、下胚轴、子叶和胚根组成 。裸子植物的胚沿着种子的中心纵轴排列 。不同种类的种子有不同的子叶,从1到18不等 。常见的有两种,如苏铁、银杏、红豆杉、香榧、北美红杉、麻藤、麻黄等 。
裸子植物的胚乳是一个单倍体的雌配子体,发育一般,多储存淀粉或脂肪,也有一些模糊的粉末颗粒 。胚乳一般为淡黄色,少数为白色,银杏成熟种子中的胚乳为绿色 。
被子植物胚乳双受精过程中,一个精子与胚囊中的极核融合,发育成多倍体 。大多数被子植物在种子发育过程中有胚乳形成,但一些成熟种子很少或没有胚乳,因为它们的胚乳在发育过程中被胚分解和吸收 。成熟种子一般分为胚乳种子和无胚乳种子 。无胚乳种子的胚很大,胚体各部分都含有大量的营养物质,尤其是子叶 。
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