植物学-植物细胞与组织2

第二节植物细胞的增殖一、细胞周期（cellcycle）有分裂能力的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的一个完整过程称为一个细胞周期典型的细胞周期包括间期和细胞分裂期两部分。间期包括一个DNA合成期（S期）及S期前后两个间隙期（G1期，G2期）。细胞分裂期则包括核分裂和胞质分裂两个主要过程。1、分裂间期：从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂开始的一段时间G1期：RNA含量增加，酶合成，周期调控蛋白合成，细胞器数量增加S期：DNA复制，组蛋白合成，核小体组装G2期：微管蛋白及其他与分裂相关物质的合成，能量准备2、分裂期（M期）：细胞分裂，出现染色体及纺锤丝，DNA以染色体的形式平均分配到两个子细胞中3、细胞周期的时间不同物种、不同组织细胞周期所经历的时间不同；一般来说，DNA含量高，则细胞周期持续时间较长；周期中各个时期的长短一般以S期最长，M期最短，G1和G2期变动较大。4、G0期细胞、周期细胞与终端分化细胞：有些细胞在形成之后不再进行DNA的复制，即细胞周期停止于G1期，脱离了细胞周期，不再进行分裂，称为G0期细胞。但在一定条件下，可恢复分裂能力，重新进入细胞周期。有些细胞能连续分裂，从不进入G0期，称周期细胞。还由一些细胞不可逆地脱离了细胞周期，失去分裂能力，为终端分化细胞。二、有丝分裂（mitosis）：真核细胞分裂最普遍的形式，在有丝分裂过程中，细胞形态，尤其是细胞核形态发生明显变化，出现染色体和纺锤丝，故称有丝分裂。包括核分裂和胞质分裂两个步骤。核分裂为连续过程，根据染色体形态的变化特征可分为前期、中期、后期和末期。1、核分裂：（1）前期：染色质凝缩成染色体，核仁解体，核膜破裂，纺锤体开始形成（2）中期：染色体排列到赤道板上，纺锤体完全形成（3）后期：各个染色体的两条染色单体分开，分别由赤道移向细胞两极（4）末期：形成二个子核，胞质开始分裂。染色体分解，核仁、核膜出现。2、胞质分裂：两个新的子核之间形成新细胞壁，把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程，称为胞质分裂。核分裂后期，在子细胞核形成的同时，纺锤丝在赤道面中央密集并向四周扩展，微管以平行方式排列成圆柱状结构，称为成膜体。在成膜体围起来的中间部分，来自高尔基体或内质网的小泡(带有细胞壁前体物质)在赤道面上彼此融合形成细胞板，将细胞质从中间隔开，细胞板逐渐向四周扩展，直到与母细胞的细胞壁相连接，完全把母细胞分隔成二个子细胞。胞质分裂图解3、有丝分裂的特点及生物学意义：（1）每次分裂前必须进行一次染色体的复制；（2）染色体分裂为两条子染色体，平均分配到两个子细胞中；（3）保证每一个子细胞具有与母细胞相同数量和类型的染色体；（4）保证每一代的子细胞与母细胞具有相同的遗传物质，保证了细胞遗传的稳定性。三、无丝分裂（amitosis）：1、分裂时核内不出现染色体，也不形成纺锤丝2、分裂形式：横缢、纵缢、碎裂、出芽等3、分裂过程：核仁一分为二，细胞核延长，核仁向两端移动，核中间缢缩断裂成两个子核，随后在两子核之间形成新壁，成为2个子细胞4、优点：消耗能量少，分裂速度快5、缺点：不能保证母细胞的遗传物质平均地分配到两个子细胞中四、减数分裂（meiosis）：与有性生殖相关的性母细胞分裂方式特点：连续两次的分裂（减数分裂I&II)DNA只复制一次产生四个子细胞（四分体）1、第一次分裂（减数分裂I）：（1）前期Ⅰ：时间长，变化复杂，依据染色体的形态变化，可分为5个阶段；A、细线期：细胞核内出现细长、丝状染色体，每条染色体含有两条染色单体，核和核仁继续增大。B、偶线期(合线期)：细胞内的同源染色体(形状,大小,长度相似的两条染色体)两两配对，称为联会，每对有4条染色单体构成一个单位，称为四联体。C、粗线期：染色体缩短变粗，四联体的染色单体交叉纽合，并发生横断和染色体片段的互换，改变原有基因的组合。D、双线期：交叉的染色单体开始分开，但在1或几点上仍然相连，使染色体呈现出X、V、8、0、+等形状。E、终变期：染色体缩至最短，核膜核仁消失，出现纺锤丝。（2）中期Ⅰ：成对同源染色体移到赤道面上，细胞质中形成纺锤体。有丝分裂：染色体在赤道面上排列不成对，单独减数分裂：染色体在赤道面上成对排列（3）后期Ⅰ：成对同源染色体彼此分开，向两极移动，移向两极的染色体数只有原来的一半。（4）末期Ⅰ：染色体变为染色质，核膜核仁出现形成两个子核，细胞板也相继形成将母细胞分隔成两个子细胞。2、第二次分裂（减数分裂II）：分裂之前没有DNA的复制前期Ⅱ：时间短，染色体出现，核膜核仁消失中期Ⅱ：染色体排在赤道板上，纺锤体形成后期Ⅱ：每条染色体的两条染色单体分开，移向两极末期Ⅱ：子核出现，并各自形成一个子细胞一个母细胞经过一次染色体的复制和两次连续的分裂，形成了4个单倍体的子细胞3、减数分裂的生物学意义：（1）减数分裂导致了性细胞（配子）的染色体数目减半；（2）在以后有性生殖过程中，两个配子结合形成合子，合子染色体数目又恢复到亲本的水平；（3）有性生殖的后代始终保持亲本的固有染色体数目和类型；（4）同源染色体的联会、交叉和片段交换导致遗传重组类型的产生。减数分裂与有丝分裂特征比较第三节植物组织一、组织与器官的概念1、组织（tissue）：指在个体发育中，具有相同来源的（即由一个或同一群分生细胞生长、分化而来的）同一类型的或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位。简单组织：由一种类型细胞构成的组织复合组织：由多种类型细胞构成的组织2、器官（organ）：指由不同组织按一定规律组成的结构。种子植物可以分为六大器官：根，茎，叶，花，果实和种子二、植物组织的类型（一）分生组织（meristem）：是一群具有分裂能力的细胞的集合，能不断进行细胞分裂，增加细胞的数目，使植物不断生长。特点：细胞小，排列紧密，无细胞间隙，细胞壁薄，细胞核大，无明显的液泡1、按在植物体上的位置分：（1）顶端分生组织（apicalmeristem）（2）侧生分生组织（lateralmeristem）（3）居间分生组织（intercalarymeristem）（1）顶端分生组织：位置：位于根、茎及其分枝的顶端作用功能：使根、茎不断伸长，并在茎上形成侧枝和叶。茎顶端分生组织最后还将产生生殖器官细胞特征：小而等径，薄壁，核位于中央并占较大体积，液泡小而分散，原生质浓厚，无后含物（2）侧生分生组织：位置：根茎侧面靠近边缘的位置，包括形成层和木栓形成层作用功能：使根茎不断增粗。木栓形成层的活动使长粗的根茎 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面或受伤的器官表面形成新的保护组织细胞特征：细胞大多呈长梭形，原生质体高度液泡化，细胞质不浓厚，分裂活动具周期性注意：在没有加粗生长的单子叶植物中，没有侧生分生组织；草本双子叶中活动微弱或根本不存在侧生分生组织（3）居间分生组织：位置：位于茎、叶柄、子房柄、花柄、花序轴等器官的成熟组织之间；是顶端分生组织在上述器官中局部区域的保留作用功能：能使上述器官伸长活动特点：细胞持续分裂活动的时间短，分裂一定时间后，所有细胞都转变为成熟组织2、按来源的性质分：原分生组织，初生分生组织，次生分生组织（1）原分生组织（promeristem）：位置：位于根、茎最前端，由没有分化的、最幼嫩的、终生保持分裂能力的胚性细胞所组成(即由胚胎遗留下来的最早的分生组织)细胞特征：体积小，核相对较大，细胞质浓厚，多为等径的多面体功能：使根、茎和枝不断伸长（2）初生分生组织（primarymeristem）：位置：位于根、茎的顶端，由原分生组织刚刚衍生的细胞所组成，在原分生组织的下方特点：细胞在形态上出现了最初的分化，细胞仍然具有很强的分裂能力，但没有原分生组织那样旺盛，因此是一种边分裂，边分化的组织，是由分生组织向成熟组织过渡的组织功能：产生根和茎的初生构造分为：原表皮、基本分生组织和原形成层（3）次生分生组织（secondarymeristem）：特点：是由已经成熟的组织细胞，经过脱分化恢复分裂能力形成的分生组织位置：存在于根、茎的形成层和木栓形成层中；特别是木栓形成层是典型的次生分生组织分为：木栓形成层和维管形成层注意：1、原分生组织和初生分生组织分裂的结果使器官伸长，次生分生组织分裂结果使器官增粗。2、凡是由根尖、茎尖的初生分生组织细胞分裂、分化形成的成熟组织，都称初生组织。凡是由形成层等次生分生组织的细胞所产生的成熟组织都叫次生组织。3、把1、2两种分类方法结合起来看：顶端分生组织包括原分生组织和初生分生组织，而侧生分生组织一般属于次生分生组织，特别是木栓形成层是典型的次生分生组织。（二）成熟组织（maturetissue）：指由分生组织衍生的大部分细胞，逐渐丧失分裂能力，进一步生长和分化，形成的其它各种组织。按功能分为：（1）保护组织（protectivetissue）（2）薄壁组织（parenchyma）（3）机械组织（mechianicaltissue）（4）输导组织（conductingtissue）（5）分泌组织（secretorytissue）1、保护组织：概念：覆盖于植物体表起保护作用的组织功能：减少体内水分蒸腾，控制植物与环境的气体交换，防止病虫害侵袭和机械损伤等类型：根据来源及形态结构的不同可分为表皮和周皮（1）表皮（epidermis）：来源：由初生分生组织细胞分化而成位置：覆盖在幼嫩器官的表面结构特征：一般只有一层细胞，彼此紧密嵌合，无胞间隙，外壁加厚并覆盖一层角质膜；有些在角质膜外还覆盖有蜡质(蜡被,呈白霜状）表皮包括各种类型细胞，其结构和功能各不相同：A、气孔器：气体进出植物体的门户。双子叶植物气孔由两个肾形保卫细胞构成；单子叶植物气孔器由两个副卫细胞和两个亚铃形保卫细胞构成。保卫细胞中含叶绿体，细胞壁不均匀增厚（内侧壁厚），与气孔开关有关B、表皮毛：是指许多植物的部分表皮细胞向外突出延长，形成的各种毛状附属结构。功能：加强表皮保护作用—减少水分蒸腾，免遭动物采食。还有分泌、散布种子等作用。表皮存在时间：1、只有初生生长（无加粗生长）的草本植物表皮终生起作用；没有次生生长的器官——叶、花和果实的表皮到器官死亡为止。2、具加粗生长的根茎表皮会因器官的增粗而破坏，其保护功能由次生保护组织周皮所取代。（2）周皮（periderm）：来源：由侧生分生组织——木栓形成层形成位置：位于有加粗生长的根茎表面组成：木栓层、木栓形成层和栓内层木栓层：具多层细胞，细胞扁长方形，按半径线整齐排列，无胞间隙，壁厚且强烈栓质化，成熟后原生质体解体，细胞腔内充满空气；不透水、不透气、不导热、质地轻、具弹性，抗腐蚀。木栓形成层：次生分生组织栓内层：1～2层生活的薄壁细胞，壁没有栓质化，细胞按半径线整齐排列（依此与皮层细胞相区别）皮孔：为突出周皮的裂缝(通气结构)2、薄壁组织（parenchyma）：是构成各器官最基本的组织，也是进行各种代谢活动的重要组织，在植物体内占有最大体积，故也称基本组织。结构特点：壁薄，仅有初生壁；胞间隙发达；常为等径的多面体细胞；具生活的原生质体，液泡较大；分化程度较低，在创伤愈合、形成不定根、不定芽及嫁接愈合时，薄壁组织可脱分化转变为分生组织；也参与侧生分生组织——形成层和木栓形成层的发生（1）同化组织（assimilatingtissue）：营光合作用的薄壁组织特点：细胞中含有大量叶绿体，能进行光合作用合成有机物质部位：植物体的一切绿色部分—叶肉、嫩茎等（2）贮藏组织（storagetissue）：贮藏大量营养物质的组织特点：细胞内充满贮藏的营养物质部位：存在于各类贮藏器官中—块根、块茎、球茎、鳞茎、果实、种子等；根茎皮层和髓及其它薄壁组织也有贮藏功能。（3）贮水组织（aqueoustissue）：贮藏水分的组织特点：细胞较大，具较大的中央大液泡，可贮存大量水分备用部位：多存在于旱生植物的肉质植物体内（4）通气组织（aerenchyma）：具有大量细胞间隙的薄壁组织水生植物的根茎薄壁组织有较大的胞间隙，形成气腔或气道，在体内形成一个相互贯通的通气系统，使生于水下的器官得到氧气。（5）吸收组织：根尖表皮细胞壁和角质膜均薄，部分细胞向外突出形成根毛，行吸收功能，故称为吸收组织。（6）传递细胞（tansfercell）：特点：细胞壁具内突生长(增加质膜面积)，细胞质浓厚，富含线粒体，有发达的胞间连丝(有利于代谢物质的运输与传递)。部位：多出现于溶质大量集中的，与短途运输有关的部位，如小叶脉输导组织的附近(叶肉和输导分子之间的桥梁)，茎节部的维管束中，分泌结构中，种子的子叶、胚乳、胚柄等部位。3、机械组织（mechanicaltissue）：对植物体具有支持作用和加固作用的组织细胞特点：细胞多成束存在，且排列紧密；细胞壁局部或全部加厚。（1）厚角组织（collenchymatissue）：组成：细胞壁为纤维素和果胶质。特点：支持能力较弱，为活细胞，含有叶绿体；不木质化，呈不均匀增厚，一般在角隅处增厚，也有在切向壁和细胞间隙处增厚的。分布：双子叶植物地上部分幼嫩器官的支持组织，在表皮下成环或成束存在，如伞形科植物的棱角处。厚角组织（2）厚壁组织（sclerenchymatissue）：组成：细胞壁为纤维素、木质素。特点：为死细胞，次生壁全面增厚，具层纹和纹孔，成熟后细胞腔变小。分类：纤维和石细胞。原生质体死亡，形成中空细胞腔生活的原生质体原生质体全面增厚较坚硬的次生壁，常木质化局部增厚较柔软的初生壁壁加厚情况厚壁组织厚角组织石细胞（stonecell）：细胞较短，形状多样，壁极度增厚强烈木质化，成熟时成为仅具坚硬厚壁的死细胞(具强大支持作用)。壁上有许多单纹孔，因壁厚而呈明显的管状纹孔道(有时还有分枝)。单个散生或聚集成簇，也可连续成片分布于茎、叶、果实和种子中，有增加器官硬度和支持的作用。纤维（fiber）：两头尖细梭形的细长细胞，壁强烈次生增厚，但有的不木质化，有的强烈木质化；纹孔较石细胞稀少，呈缝隙状；成熟时原生质体解体，细胞腔狭窄，但旱生植物纤维具生活的原生质体。广泛存在于植物体各部分，排列紧密，无细胞间隙，并聚集成束，成为植物体内的坚强支柱4、输导组织（conductingtissue）：植物体内担负物质运输，兼起支持作用的组织。分为运输水分和无机盐的木质部(xylem)和运输有机营养物质的韧皮部(phloem)（1）木质部：由导管分子、管胞、纤维、薄壁细胞等组成，前两者是厚壁的管状细胞，无生活的原生质体，壁上有环纹、螺纹、梯纹、网纹和孔纹等木质化增厚。管胞（tracheid）：细胞狭长，两端尖细，壁较厚，不具穿孔的管状死细胞；上下二细胞的端部紧密重叠，水分通过管壁上的纹孔依次向上运送。裸子植物和蕨类植物只有管胞，无导管；被子植物中也有管胞，但含量少，不起主要作用。次生壁增厚，常形成环纹、螺纹、梯纹、网纹和孔纹等类型。导管分子（vesselelement）：导管分子的端壁上形成一个或几个大的孔称为穿孔，具穿孔的端壁特称穿孔板，具有一个穿孔的叫单穿孔，具有几个穿孔的复穿孔，导管分子以端壁纵向连接而成导管导管管径较管胞粗大，又以穿孔直接沟通，因此，导管比管胞具较高运水效率被子植物所特有，存在于木质部中导管细胞穿孔的形成过程根据导管发育先后和次生壁木化增厚的方式不同，可分为：（2）韧皮部：由筛管分子(sieve-tubeelement)、筛胞(sievecell)、伴胞(companioncell)、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成。A、筛管分子：为多数薄壁长棱柱状活细胞纵向连接而成（称筛管分子），细胞成熟后，胞核消失。其上下两端横壁由于不均匀孔状纤维质增厚而成筛板，其上具筛孔，彼此相连。上下两细胞的细胞质成丝状联络索，通过筛孔上下相连，彼此贯通，形成同化产物运输的通道，周围有胼胝质鞘包围。筛管分子的侧壁上有许多特化的初生纹孔场，称为筛域，与相邻细胞进行物质交换。B、伴胞：每个筛管分子旁有一或几个细长、两端尖锐，并高度特化的薄壁细胞，称为伴胞，其原生质浓厚，有明显的核和丰富的细胞器，呼吸旺盛。与筛管由同一个母细胞分裂而来（大子细胞形成筛管分子，小的发育为伴胞）。筛管寿命仅1或2～3年，筛管死后，伴胞也随之死亡，即所谓“同生共死”。伴胞功能：为筛管提供能量筛管与伴胞的发育C、筛胞：蕨类植物和裸子植物运输有机物的细胞。其细胞壁只有筛域，没有筛板。D、韧皮纤维：木质化程度较弱，较坚韧E、韧皮薄壁细胞：常含有结晶和各类贮藏物，主要起贮藏和横向运输的作用维管组织：木质部和韧皮部的组成中分别以具有输导功能的管状分子——导管分子、管胞，和筛管分子或筛胞为主，所以形态学上，将木质部和韧皮部称为维管组织。5、分泌组织（secretorytissue）植物体内有些细胞可产生一些特殊物质，如蜜汁、黏液、挥发油、树脂、乳汁等，并把它们排出体外或积存在体内，这种现象称为分泌，能产生分泌物质的细胞或细胞组合称为分泌结构。外分泌结构：将分泌物排到植物体外的分泌结构，大多分布于植物体的外表，如腺毛、腺鳞和蜜腺等。内分泌结构：将分泌物贮藏在植物体内的分泌结构，常见的有分泌细胞、分泌腔、分泌道和乳汁管。植物组织的发生、分化以及组织之间的关系同化组织贮藏组织贮水组织通气组织吸收组织传递细胞厚角组织厚壁组织表皮细胞气孔器表皮附属物木质部韧皮部外分泌结构内分泌结构薄壁组织机械组织初生保护组织输导组织分泌组织石细胞纤维木栓形成层木栓层栓内层成熟组织衍生细胞分生组织生长分化导管管胞筛管筛胞三、维管植物的三大组织系统1、皮组织系统2、基本组织系统3、维管组织系统植物整体或器官上的一种或几种组织，在结构和功能上组成的一个单位，称为组织系统皮组织系统：包括表皮和周皮，覆盖于整个植物体的表面，形成一个连续的保护层。基本组织系统：由各类薄壁组织、厚角组织和厚壁组织构成，是植物体各部分的基本组成。维管组织系统：由输导组织木质部和韧皮部构成，贯穿于整个植物体内，把植物体各部分有机地连接在一起。植物整体的结构表现为维管系统包埋于基本系统之中，而外面又覆盖着皮系统，在结构和功能上组成一个有机的统一整体，相互协作，相互依存，共同完成植物的生命过程。作业：1、本章讨论的是真核细胞，请你查找本 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