植物分类学知识点

植物学自学指导 形态解剖部分 第一章种子与幼苗 (一)种子结构 植物学上的种子是指由胚珠经过受精发育而成的繁殖器官。其基本结构由:种皮﹑胚和胚乳三部分组成;其中胚是植物新个体的原始体。 种皮:一般坚韧,为种子的保护层;其上常可见到种脐和种孔。禾本科植物的种皮与果皮愈合,不易分开。 —胚芽:一般为生长点与幼叶构成,(有些植物无幼叶)。禾本科植物的胚芽外面 有胚芽鞘包围着。 胚—胚轴:是连接胚芽﹑胚根和子叶的轴(包括上胚轴和下胚轴)。 —胚根:由生长点与根冠所组成。禾本科植物的胚根外面有胚根鞘。 —子叶:双子叶植物的胚有子叶两片,单子叶植物的只有一片子叶。 胚乳:是储藏营养物质的组织。禾本科植物的胚乳分为糊粉层和淀粉储藏组织。(有些植物的胚乳在种子发育早期为胚所吸收,形成无胚乳种子,其营养物质储藏在子叶中)。 (二)种子的主要类型: 依据种子成熟时胚乳的有无和种子中的子叶数目,将种子分为四类: 双子叶植物有胚乳种子:如蓖麻﹑番茄。 单子叶植物有胚乳种子:如水稻﹑小麦。 双子叶植物无胚乳种子:如花生﹑菜豆。 单子叶植物无胚乳种子:较少见,如慈姑。 (三)种子的萌发: 1.种子的萌发的条件: 内在条件是具有成熟健全的胚;外在条件包括适宜的温度﹑充足的水分和足够的氧气。 2.种子萌发:在种子获得适宜的环境条件后,种子的胚由休眠状态转为活动状态,开始生长形成幼苗,这个过程称为种子的萌发。胚各结构的萌发顺序和形成的相应器官为: 稍后突破种皮 地上茎﹑叶 上胚轴伸长———茎的基部 胚—胚轴 下胚轴伸长或不伸长———根茎过渡区 最先突破种皮 胚根主根 (四)幼苗类型 依据种子萌发后,子叶是否顶出土面,可将幼苗分为子叶出土幼苗、子叶留土幼苗和子叶半出(留)土幼苗等类型。 1 第二章植物细胞和组织 (一)植物细胞 植物体的结构,即由细胞构成组织,由同一或不同组织构成器官,由器官构成植物体。因此细胞是:构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。 I.细胞学说 是由德国植物学家M. J. Schleiden. 和T. Schwann二人于1838—1839年间提出的。 II.细胞的形态:细胞的大小,主要受到下列三因素控制: (1)细胞核的控制能力;(2)细胞表面积的限制;(3)细胞代谢速率的影响。 显微结构:光学显微镜下看到的结构(0.1毫米——0.2微米) 超微结构:电子显微镜下看到的结构(0.2微米——1.4埃)。又称亚显微结构。 III.植物细胞的基本结构与各部分的功能: 原生质体:细胞膜﹑细胞质﹑细胞核。 生活的植物细胞的基本结构 细胞壁:包围在原生质体的外围。 (I)原生质体: 原生质体:一个细胞内分化了的原生质。 原生质:构成细胞的生活物质的总称。 1.细胞膜(质膜):生活细胞的原生质体表,都有一层由脂类和蛋白质等构成的具有选择透性的薄膜包围,它将细胞与外界分开,在植物细胞中它和它外围的细胞壁紧密相连。 功能:控制胞内外物质交换;稳定胞内环境;接受信息等。 2.细胞质:是质膜以内、细胞核以外的原生质。它由半透明的胞基质和分布其中的细胞器组成。 胞基质:细胞质中除了细胞内膜结构单位和非膜结构的实体以外,其余没有分 化的均质的胶体部分。 细胞质 细胞器:细胞质内具有特定形态结构与功能的亚细胞结构。 根据是否具有生物膜及组成生物膜的单位膜层数,可将细胞器分为:具双层膜结构﹑单层膜结构和无膜结构三种类型。 A.具双层膜结构: (1)质体:是植物细胞中特有的细胞器之一,它具有自主的遗传物质。 功能:合成和积累同化物质,是细胞的光合作用中心。 类型: 按所含色素与行使的功能不同,可分为三种主要类型: 叶绿体:含叶绿素和少量类胡萝卜素,绿色,进行光合作用,制造有机物。 质体有色体:含类胡萝卜素,红或橙黄色。 造粉体:合成积累淀粉。 白色体:不含可见色素,白色,它可分下列三种—造油体:合成积累脂肪 造蛋白体:合成积累蛋白质。 (2)线粒体: 功能:进行有氧呼吸,产生能量,是细胞的呼吸中心。 外膜 双层膜 内膜:向内褶,形成嵴,嵴的表面有酶。 基质:呈液态,存在于内外室之间,内含DNA、蛋白质,脂类、核糖体等。 B.单层膜结构: (1)内质网:由单层膜围成的互相沟通的网状管道系统,它有分枝与核膜或相邻细胞的内质网相连。 功能:与蛋白质、脂类、多糖、激素等的合成与运输有关,也是多种细胞器的来源。 粗糙型内质网:膜的外表结合有核糖体。 光滑型内质网:膜的外表无核糖体。 (2)高尔基体:由多个至几十个扁圆形的囊泡相叠而成,在囊的边缘稍膨大且有穿孔,其周围形成许多小泡分离到细胞质中。 功能:合成多糖,参与细胞壁的形成;运输蛋白质、脂类等;还有分泌功能。 (3)液泡:是植物细胞特有的细胞器之一,内含细胞液。 液泡膜:属选择透性膜。 细胞液:多种有机物、酶和无机物的水溶液。 功能:贮藏营养物质、调节PH值,还有分解消化和渗透调节的作用。 (4)溶酶体:单层膜构成的内含多种水解酶的泡状结构。 功能:分解作用,即异体吞噬、自体吞噬和自溶作用。 (5)圆球体:由单层膜围成的含水解酶和脂肪酶的泡状结构。 功能:与脂肪代谢有关。 (6)微体:单层膜围成的球状或哑铃状的颗粒。它分为: 过氧化物酶体:进行光呼吸。 乙醛酸循环体:将脂肪分解转变为糖类。 C.无膜结构: (1)核糖核蛋白体(核糖体或核蛋白体):由RNA和蛋白质组成的两个近半球形,且大小不等的亚单位共同形成的球形小颗粒。 功能:合成蛋白质。 (2)微管:由两种微管蛋白(α和β球状蛋白)围成的中空的小管。 功能:构成细胞器的支架;构成细胞分裂的纺锤丝;参与细胞壁的形成和生长;与胞基质及细胞器的运动有关等。 3.细胞核:生活细胞大多数都具有一个细胞核。 (1)细胞核的结构与功能 细胞核的结构:由核膜、核仁、核质等部分组成。 核膜:由两层单位膜组成。是细胞核外面与细胞质保持界限和联系的选择透性膜;它由双层膜构成,且外膜与内质网相连,表面常分布有核糖体。 功能:具有保护核物质和控制核内外物质交流的作用。 核孔:在细胞核核膜上,由核内外膜联合形成的圆孔,且内具有一些特殊构造。 功能:控制细胞核与细胞质的物质传输的作用。 核仁:核内一或几个小球体,折光率更强,含RNA、蛋白质等。 功能:合成细胞质的核糖体亚单位的场所。 核质:核被膜与核质之间的原生质。它又分为—— 染色质:被碱性染料染色,着色较深的物质。 ——功能:细胞分裂时转变成染色体,是遗传物质的载体。 核液:为不被碱性染料着色的部分。 细胞核的功能:是细胞的遗传和代谢的控制和指令中心。 (II)细胞壁: 是植物细胞特有的,包被在细胞膜外围的、具有一定厚度和弹性的壁层,是支持和保护细胞的固态结构。 1、细胞壁的分层及其功能 注:生活细胞,一般只有胞间层和初生壁,而无次生壁。 2、纹孔和胞间连丝 (1)纹孔: 初生纹孔场:细胞形成初生壁时,在一些位置不沉积壁物质而在细胞壁上形成的凹陷区域。纹孔:细胞形成次生壁时,在一些位置不沉积壁物质而形成的一些间隙,这种在次生壁形成的过程中细胞壁不增厚的部分被称为纹孔。 纹孔对:由相邻两个细胞间成对出现的纹孔构成的结构。 单纹孔:纹孔的次生壁在纹孔腔的边缘终止而不延伸,用显微镜正面观 察纹孔为一个同心圆。 纹孔主要类型 具缘纹孔:纹孔的次生壁在纹孔腔的边缘向细胞内延伸,形成穹形延伸 物,拱起在纹孔腔上,其顶部的开口明显比较小。用显微镜正 面观纹孔为三个同心圆。 (2)胞间连丝:穿过相邻两个细胞细胞壁的细胞质的细丝,它连接相邻两个细胞的原生质 体。 (3)纹孔和胞间连丝的功能: 纹孔有利于细胞间的物质交流,胞间连丝是细胞之间物质运输和信息传导的通道,这两种结构,便把多细胞的植物体连成统一的整体。 IV.植物细胞的后含物: 后含物为植物细胞在代谢过程中产生的,存在于细胞质中的一些非原生质物质,它包括代谢中间产物、废物和储藏物质等。如淀粉、蛋白质、脂肪、单宁、色素等。 1.淀粉:以颗粒状存在于细胞质中,由白色体积累淀粉所产生,通常呈椭圆形。 淀粉粒结构脐:是最初积累淀粉的起点。 轮纹:围绕脐的周围,为积累淀粉的同心层次。 单粒:是只有一个脐及许多轮纹围绕脐点周围的淀粉粒。 淀粉粒类型复粒:有两个以上的脐及各脐周围围绕许多轮纹的淀粉粒。 半复粒:外围有共同轮纹包围的“复粒”。 检验:淀粉遇碘—碘化钾溶液变成紫兰色。 2.蛋白质:贮藏的蛋白质是无生命的,这与原生质的组成的蛋白质根本不同。常呈不定形的颗粒存在,又称糊粉粒。主要造蛋白体与液泡有关。 检验:蛋白质遇碘—碘化钾溶液变成黄色。 3.脂肪:常呈油滴状分散于细胞质中。是含热量高,贮藏形式较经济的营养物质。主要在造油体和圆球体中形成。 检验:脂肪遇苏丹Ⅲ或苏丹Ⅵ变成橙红色。 V.植物细胞的分裂: 细胞数目的增加是通过细胞分裂来完成的。植物细胞分裂通常有三种:既有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。 1.细胞分裂的原因: (1)细胞表面积的增大落后于体积的增大;(2)由于体积的增大,导致核质平衡关系失调。 2.细胞周期:一个细胞周期通常分为四个时期:既G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期)和M(分裂期)。其中G1、S、G2又合称为间期。 进入G1期细胞,一般有三种前途:(1)形成增殖细胞;(2)形成非增殖细胞;(3)形成不育细胞。 3.有丝分裂: 是在细胞分裂过程中,出现有丝分裂像(染色体像和非染色体(纺锤体)像)的一种分裂方式。 有丝分裂是一个连续的动态过程,其各个时期的主要特点如下: (1)前期:核内的染色质细丝螺旋化,形成粗短的染色体;前期末,核仁解体,核膜破裂,开始形成纺锤体(即有核两极的微管组成的纺锤状细丝)。 (2)中期:纺锤丝在两极集中,而中间散开;纺锤丝有的通连两极(称为连续丝),有的从一极与着丝点相连(称为着丝点牵丝)。染色体的着丝点都排列在赤道面上。这时是观察染色体形态和数目的最好时期。 (3)后期:染色体的着丝点分裂,两条子染色体相背分离,分别移向细胞的两极,这时两极的染色体数目相等(均为2N)。 (4)末期:到达两极的染色体发生与前期相反的过程,重新出现核仁、核膜,并在两极形成两个子核。 与此同时,在赤道面上的纺锤丝(中间丝)与微管结合成桶状的成膜体,随后高尔基体、内质网小泡与成膜体融合成圆桶状的细胞板,细胞板以离心方式向外扩展‘最终将一个母细胞分隔为两个子细胞。 4.无丝分裂:分裂过程不出现有丝分裂象的一种分裂方式。 无丝分裂依其核的形态变化,可分为横缢、出芽等多种方式。 5.细胞分裂方向: 细胞在植物体内的分裂方向,是以植物体的纵轴作为参照物来定义的。通常有三个主要的分裂方式: (1)切向分裂(平周分裂): 细胞分裂后形成的新壁与植物体的纵轴的圆周切线平行或与半径垂直的分裂方式。分裂结果是增加植物体或器官径向的细胞层次,使植物体增粗。 (2)径向分裂(垂周分裂): 细胞分裂后形成的新壁与植物体的纵轴的圆周切线垂直或与半径平行的分裂方式。分裂结果是不增加植物体或器官径向的细胞层次,而增加切向细胞的数量扩大圆周的长度,以适应植物体的增粗生长。 (3)横向分裂(垂轴分裂): 细胞分裂后形成的新壁与植物体的纵轴相垂直的分裂方式。分裂结果是增加植物体或器官的长度,促进植物体的纵向生长。 VI.植物细胞生长和分化概念: 细胞生长:细胞体积和重量的增长过程。 细胞分化:许多来源相同的细胞演变成形态、结构和功能彼此不同的细胞群的过程。 细胞脱分化:生物体内某些成熟细胞,在一定条件下,又可恢复到具有分裂能力的细胞状态,重又进行细胞分裂,这种现象称为脱分化。 细胞全能性:生物体内,每个生活细胞都有发育成整株植物的遗传上的潜在能力。