药用植物学宣贯.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,药用植物学,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,药用植物学,药用植物学宣贯,药用植物学：研究一门具有医疗保健作用的植物形态、组织、生理功能、分类鉴定、细胞组织培养、资源开发和合理利用的科学。,薄荷,人参,五味子,党参,几个相关概念,中 药在中医药理论指导下,用于防治疾,病和医疗保健的药物。,中药材天然来源未经加工或仅经过简单,加工的中药。,草 药一般指民间应用的药物，也有部,分是本草记载的药物。,中草药中药与草药的统称。,为什么学习药用植物学,1、植物与中药的关系,古代及现代本草对中药的记载：,药味,植物药,神农本草经,(,汉,)365 69%,新修本草,(,唐,)844 71%,证类本草,(,宋,)1518 74%,本草纲目,(,明,)1892 58%,中华本草,8980 87.4%,植物药所占比例,我国目前已知的中药资源种类,2、植物的复杂性,种类多，等级多。,形态多样。,生态多样。,植物的生长方式不同,3、中药的复杂性,多源性：药典中多源性中药占,44.4%,同名异物,同物异名,古今变化,地区习惯,伪充,药用植物学的内容,植物形态学：植物各器官的形态,植物解剖学：植物细胞、组织及器,官内部构造,植物分类学：运用植物学知识对,植物进行分门别类,植物学的发展,植物学：是研究植物形态结构、生殖、,系统发育与分类的科学,板蓝根,黄芪,生物的分界,瑞典的博物学家林奈（1735）两界系统,植物界,（Kingdom plant）：固着不动，自养。,动物界,（Kingdom animal）：能运动，异养。,1866年德国的著名生物学家海克尔（Haeckel）三界系统。,植物界（Kingdom plant）,动物界（Kingdom animal）,原生生物界（Kingdom protista）：包括原核生,物、原生生物、硅藻、粘菌和海绵等。,魏泰克的四、五阶系统,1959年，魏泰克（Whittaker）提出了,四界分类系统：,植物界,（Kingdom plant）,动物界,（Kingdom animal）,原生生物界,（,Kingdom protista,）,真菌界,（Kingdom fungi）：,不含叶绿素的真核菌类,十年后，魏泰克在他的四界系统的基础上，又提出了,五界系统,：,植物界,（Kingdom plant）,动物界,（Kingdom animal）,原生生物界,（Kingdom protista）,真菌界,（Kingdom fungi）,原核生物界,（Kingdom Monera）,魏泰克的五界系统影响较大，流传较广。,拉丁文词尾,举例,界,植物界 Regnum vegetable,门,-phyta,裸子植物门 Gymnospermae,纲,-opsida,银杏纲 Gingopsida,目,-ales,银杏目 Gingoales,科,-aceae,银杏科 Gingoaceae,属,银杏属,Gingo,种,银杏,Gingo biloba,L.,生物分类的阶层系统,在一个等级之下还可分别加入,亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属,等；另外，在科以下有时还加入,族、亚族,，在属以下有时还加入,组,或,系,等分类等级。,种：,是生物分类的基本单位，它是具有一定的自然分布区和一定的形态特征和生物特征的生物类群。同一种中的各个个体具有相同的遗传性状，而且可以彼此交配产生后代。,种是生物进化与自然选择的产物。,学习药用植物学、生药学的方法,1 培养,兴趣,（广东的,凉茶、靓汤,）。,2 准确掌握植物形态、植物解剖的名词,术语,3 重视实践技能操作，,理论知识,与,实验,及,野外,实习,相结合（,本科教育的药用植物学实习,）。,4查阅,工具书:,中国高等植物图鉴、中国植物志、,各地的植物志，不同版本的教材。,中国高等植物图鉴：简介,中国科学院植物研究所组织全国30余个单位的专家教授，花费19年，于1983年编纂而成。,全书共计8册，1057万字。,记载了我国高等植物近11000种。其中9082种配有黑白线条图。,中国植物志：简介,全书80卷126分册，于2004年10月全部出版完成。记载3万多种植物（301科3408属31142种）和9081幅图版，是迄今为止是目前世界上篇幅最大的植物志，也是关于中国维管束植物的最为完整的志书。,生物多样性和植物的分类及命名,根据分类学的记载，地球上生活着的生物约有,2百万种,。但是，根据每年都有新种被发现这一事实，可以断言，生物种数绝不止此。近年来在深海中，甚至3000m的深海热泉孔周围，都发现了以前没有记载的生物。,这就说明，生物界还有待人们的继续发掘。有人估计，现存生物的实际种数在,200万至450万,之间。鉴定这些物种，并将它们分门别类地进行系统的整理，这是分类学的任务。,生物多样性的概念,生物多样性包括多个层次或水平，如基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统、景观等。每一层次都具有丰富的变化，即都存在着多样性。其中研究较多、意义较大的主要有4各层次：,遗传多样性（genitic diversity）,遗传多样性亦称,基因多样性,，广义的概念是指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和。狭义的概念是指种内个体之间或一个群体内不同个体的,遗传变异,的总和。,物种多样性（species diversity）,物种多样性是指一定地区内物种的多样化。就全球而言，已被定名的生物种类约为140万种（或170万种），但至今对地球上的生物物种数尚未弄清。,生态系统多样性（ecological system diversity）,生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化，以及生态系统内的生境差异、生态过程变化的惊人的多样性。,景观多样性（landscape diversity）,景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或多样性。,双名法,：由瑞典植物学家,林奈,首创。在他的巨著,Species Plantarum,(,植物种志，1753,)中首次使用。,双名法的优点：,1、统一了全世界所有植物的名称，在国际上通用，便于科学交流。,2、提供了一个亲缘关系的大概，在植物学名中包括属名。,植物的命名,双名法：,用拉丁文给植物的种起名字，每一种植物的种名由两个拉丁词或拉丁化形式的词构成，第一个是,属名,，第二个词为,种加词,，第三个为,命名人,。,如，银杏的学名为,Ginkgo biloba,Linn.,命名中的一些规定：,1、属名,：,采用拉丁文的名词，单数，第一格（主格）。书写时第一个字母一律大写。,2,、种加词,：,多采用拉丁文的形容词，在拉丁文法上要求其性、数、格均与属名一致。注：种加词来源不拘，但不能与属名相同。,1.蓝藻门（Cyanophyta）,2.裸藻门（Euglenophyta）,3.绿藻门（Chlorophyta）,4.轮藻门（Charophyta）,5.金藻门（Chrysophyta）,6.甲藻门（Pyrrophyta）,7.红藻门（Rhodophyta）,8.褐藻门（Phaeophyta）,9.细菌门（Bacteriophyta）,10.粘菌门（Myxomycophyta）,11.真菌门（Eumycophyta）,12.地衣门（Lichens）,13.苔藓植物门（Bryophyta）,14.蕨类植物门（Pteridophyta）,15.裸子植物门,（Gymnospermae）,16.被子植物门,（Angiospermae）,植物界的基本类群,植物界通常被分为16个门（或15、14个门），根据它们的共同点又分为若干个类群：,藻类植物:,包括8个门。植物体结构简单，无根茎叶的分化，具光合色素，自养植物，多为水生。,菌类植物:,包括3个门。植物体与藻类植物相似，但不具光合色素，为异养植物。,地衣植物:,包括1个门。藻类与真菌植物的共生体。地衣生长于峭壁和岩石上，能分泌地衣酸，腐蚀岩石，为其他植物分布创造条件，因此地衣被称为先锋植物。,苔藓植物:,包括1个门。具茎叶分化，无真根，雌性生殖器官为颈卵器。,蕨类植物:,包括1个门。具根茎叶分化，具颈卵器。,裸子植物,:,包括,1,个门。具根茎叶分化，产生种子，种子裸露。,被子植物,:,包括,1,个门。具根茎叶分化，种子具果皮，形成果实。,藻类植物菌类植物地衣植物苔藓植物蕨类植物,裸子植物,被子植物,低等植物（无胚植物）,高等植物（有胚植物）,颈卵器植物,苔藓植物蕨类植物裸子植物,被子植物,维管植物,种子植物,孢子植物,低等植物的特征：,1、植物体结构简单，没有根茎叶的分化。,2、内部组织分化程度低，多没有组织分化。,3、生殖器官为单细胞，合子发育离开母体，不形成胚。,高等植物的特征：,1、植物体结构复杂，具根茎叶的分化。,2、内部组织分化达到较高级的程度。,3、生殖器官为多细胞，合子发育不离开母体，形成胚。,谢谢,第一节 植物细胞的形态,列文虎克（,1665):,发现并命名“,Cell”“,细胞”,列文虎克（,1632-1723),、马尔比基,(1628-1694),：用显微镜观察了真正的细胞。,施莱登,(1838),，施旺,(1839),：细胞学说（,Cell theory),。,细胞是有机体，动植物都是这些有机体的集合物，它们按照一定的规律排列在动、植物体内。,第二章 植物细胞,第一节 植物细胞的形态,显微镜的发明,300,多年前,Leeuwenhoek,世界上最早的显微镜,Robert Hooke,软木蜂窝状的小格子“细胞”,1838,年,Schleiden,1839,年,Schwann,细胞是组成生物体的基本单位,显微镜的发明打开了微观世界的大门,光学显微镜,透射电子显微镜,扫描电子显微镜,细胞的基本概念,1855,年，,Virchow,细胞学说可以归纳为以下两点：,1,所有生物都由细胞和细胞的产物组成；,2,新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而,产生。,细胞是生命活动的基本单位,细胞是生命活动的,功能单位,，一切代谢活动 均以细胞为基础；,特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动,细胞是,生殖和遗传,的基础与桥梁；具有,相同的遗传语言,；,细胞是生物体,生长发育,的基础；,细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是,由细胞组成的,；,原核细胞和真核细胞,典型的植物细胞,1.原生质体,2.细胞壁,植物细胞的形状与大小,植物体由细胞构成（单细胞或多细胞）,细胞的大小通常在,20-50,m之间,细胞的形态多样，球形、多面体、立方体、长形等,第二节 植物细胞的基本结构,植物细胞的基本结构,细胞壁,(cell wall),细胞,原生质体,(protoplast),细胞质(cytoplasm)和,细胞核(nuclear),细胞器(organelle),质膜,(,plasma membrane,),细胞的显微及超微结构,显微结构,(microstructure),光学显微镜下观察到的结构,超微结构（,ultrastructure,）,指在电子显微镜下观察到的结构，也称亚显微结构,光镜,电镜,电镜,电镜下的细胞,原生质体,原生质体,(protoplast),细胞质(cytoplasm),细胞核(nuclear),细胞器(organelle),细胞膜或质膜,是细胞内,有生命的物质的总称,，细胞的一切代谢活动都在这里进行,构成原生质体的,物质基础是原生质,，其化学成分主要是蛋白质和核酸,质膜,(plasma membrane)：原生质体表面的一层薄膜，脂类和蛋白质,生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点,有序性,流动性,不对称性,生物膜的结构是与其功能相一致的。,质 膜 的 功 能,1.,物质跨膜运输,2.能量转换,3.代谢调节 6.信号转导,4.细胞识别,5.抗逆性 7.,纤维素的合成和,微纤丝的组装,细胞质,（cytoplasm),细胞质基质,（cytomatrix),细胞器,(organelle),后含物,(ergastic material),细胞基质,细胞质中除细胞器以外的胶状物质称为,细胞基质,，细胞骨架和各种细胞器分布期中，含丰富蛋白质，可运动，与,细胞代谢,密切相关,细胞器,：细胞质中具有一定 形态结和功能的结构,细胞器,质体,线粒体,高尔基器,内质网,微体,圆球体,核糖体、溶酶体、液泡、微管、微丝等,质体,（,Plastid,）：,与糖类合成和储 藏有关,质体,有色体,(chromoplast),叶绿体,(chloroplast),白色体,(leucoplast),三种质体,叶绿体,体色有,白色体,名称,形态,作 用,叶绿体,类圆形或,卵圆球形,光合作用的场所,有色体,杆状、圆形或不规则形,有助于光合作用的进行,白色体,颗粒状球形,积累贮藏有机物。包括造粉体、造油体、蛋白质体三种,叶绿体：,膜,(membrance),、类囊体,(thylakoid),和基质,(stroma),光合作用,叶绿体的显微及超微结构,基质,基质类囊体,基粒,叶绿体膜,细胞质中的核糖体,叶绿体中核糖体,有色体(chromoplast)：,形状多样，只含有叶黄素和胡萝卜素，存在于花瓣和果实中，胡萝卜根中也有。能积聚淀粉和脂类,白色体,(leucoplast),：,不含色素，呈无色颗粒状，普遍存在于植物体各部分的储藏细胞中。储藏淀粉的称为,淀粉体,(,amyloplast,),，,储藏蛋白质的称为,蛋白体,，储藏脂类的称为,造油体,(,elaioplast,),质体是由原（前）质体(proplast),发育而来：,线粒体,(mitochondrium):,脊(cristae),基质(matrix),呼吸作用,线粒体三维结构图解,线粒体,(mitochondrion),内质网:,细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管腔,彼此相通形成一个隔离于细胞基质的管道系统,糙面内质网,（rough）,光面内质网,（smooth）,细胞内的通讯系统、运输、合成,高尔基体,是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。,液泡,（vacuole）：,细胞代谢产物的储藏场所,细胞液（cell sap）,液泡(vacuole),液泡,(vacuole),被一层液泡膜,(,tonoplast,),所包被，膜内充满细胞液,(cell sap),，,主要有水分、糖、单宁、有机酸、植物碱、花色素、无机盐等。,液泡中含有花色素,(,主要是花青素,anthocyanidin,),致使花瓣具有鲜艳的颜色。花青素随,pH,不同其色泽可变，碱性时呈兰色，中性时呈紫色，酸性时呈红色,渗透调节；贮藏；消化,细胞学家把细胞质中凡是由单层膜所包围的小泡，称为液泡系,(,vacuome,),，,包括液泡、溶酶体、圆球体、微体等,细胞核,（,nuclear,）,通常一个细胞只有一个细胞核，偶有双核或多核,细胞核一般圆球形，直径约10-20,m,细胞核,核被膜,(nuclear envelop),染色质,(chromatin),核仁,(nucleolus),核基质,细胞核,核被膜,：,染色质,：是细胞核中遗传物质存在的主要形式，其主要成分是DNA和蛋白质,核仁,：含大量RNA和蛋白质，是核糖体RNA的合成、加工及核糖体亚单位的装配场所,外核膜,核孔(nuclear pore),内核膜,核周隙(perinuclear space),核基质,：,染色质和核仁都被液态的核基质所包围。,细胞壁,细胞壁(cell wall),包围在原生质体外的坚韧外壳,保护、支持作用,吸收、蒸腾、运输、分泌,细胞识别,参与细胞生长调控,细胞壁,组成：,胞间层(,middle lamella,),初生壁(,primary wall,)：13m,次生壁(,secondary wall,)：510 m,成分：,果胶类物质,纤维素(,cellulose,)、半纤维素、木质素(,lignin,),多种酶类(,enzymes,)和糖蛋白,胞间层,初生壁 次生壁,初生纹孔场,细胞分化过程中细胞壁的变化,电镜下，次生壁可分为外、中、内三层,纤维和石细胞等典型具次生壁的细胞，细胞壁有,5,层结构：胞间层、初生壁和三层次生壁,大部分具次生壁的细胞，在成熟时原生质体死亡，残留的细胞壁有支持保护的功能,胞间连丝,(plasmodesmata),细胞壁生长时并非均匀增厚，在初生壁上有一些较薄的区域叫,初生纹孔场,(primary pit field),，其上有许多小孔，细胞的原生质细丝通过这些小孔,与相邻细胞相连,穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝，称为,胞间连丝,细胞间的联系,胞间连丝,(,plasmodesma,):,贯穿于细胞壁之间并密集发生于纹孔场和纹孔膜上，沟通细胞之间的连丝,胞间连丝是细胞原生质体间进行物质运输和信号传导的桥梁,胞间连丝结构模型图解,电镜下，胞间连丝是直径,40nm,的管状结构，相邻细胞的质膜通过胞间连丝相互连接起来，内质网也相连,通过胞间连丝结合在一起的原生质体，称,共质体,(,symplast,),共质体以外的部分，称,质外体,(,apoplast,),，,包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔,纹孔场及纹孔,纹孔场,（,pit field,）,：,初生壁上的一些非常薄的区域,纹孔,（,pit,）：,次生壁形成时在纹孔场不被次生壁物质覆盖，形成的凹陷区域,单纹孔（,single pit,）,具缘纹孔（,bordered pit,）,纹孔膜,：,两个纹孔间的胞间层和两层初生壁形成纹孔膜,相邻两细胞之间的纹孔多成对存在，称,纹孔对,(pit pair),细胞壁的特化,细胞壁主要是由,纤维素,构成的，它具有韧性和弹性,氧化铜氨液,溶解,纤维素,氯化锌碘液,蓝紫色,细胞壁由于环境的影响和生理机能的不同，常发生各种不同的特化。常见的有：,木质化,：,cw,内填充和附加了木质素，使,cw,变硬，起支持作用。,检验,：间苯三酚,+,HCl,红或紫红,氯化锌碘液 黄或棕色,木栓化,：,cw,中增加了木栓质，是一种脂肪性化合物,特点：,C,不透水不透气，原生质体完全消失，成为死细胞。有保护作用,检验,：苏丹,试液 橘红或红色,KOH,溶解成黄色油滴状,角质化,：,cw,内填充了角质。角质是脂肪性化合物，所以,cw,的角质化或形成角质层可防止水分过度蒸发和微生物的侵害,检验,：苏丹,橙红色,粘液质化,：,cw,中所含的果胶质和纤维素变成粘液的一种变化。主要发生在种子和果实的表皮细胞中,检验：,粘液化细胞壁加玫红酸钠乙醇溶液可染成玫瑰红色；加钌红试液可染成红色,5.,矿质化,：,cw,中含,Si,或,Ca,质，,cw,变硬，起支持作用,类 型,附加成分,作 用,鉴 别,木质化,木质素,增强,机械力,间苯三酚和盐酸樱桃红或红紫色,木栓化,木栓质（脂肪性物质）,保护,作用,苏丹红色,角质化,角质（脂肪性物质）,保护,作用,苏丹红色,粘液化,果胶、纤维素变成粘液或树胶,利于种子萌发,玫红酸纳酒精液玫瑰红色,钌红试液红色,矿质化,硅质、钙质,增强,机械力,氢氟酸溶解,细胞壁的特化,后含物,(ergastic substance),和生理活性物质,后含物,：是细胞代谢过程中产生的非生命物质的总称。（后含物的形态和性质是中药鉴定的依据之一）,主要分为：,贮藏物,：淀粉、菊糖、蛋白质、脂肪和油,结晶体,：草酸钙结晶、碳酸钙结晶,生理活性物质,：,酶、维生素、植物激素、杀菌素等,后含物,（,一）贮藏的营养物质,1,、淀粉,(starch):,形式：以颗粒状态存在，称为,淀粉粒,(starch grain),鉴定：用碘,碘化钾溶液染色时，通常呈蓝黑色,形成淀粉粒时，先从一个点（,脐点,）开始，向外层层沉积，形成许多同心的层次,轮纹,（,直链淀粉和支链淀粉交替沉积而成,）,单粒淀粉粒,：只有一个脐点,复粒淀粉粒,：有,2,个以上脐点，每个脐点有各自的轮纹,半复粒淀粉粒,：,2,个以上脐点，各脐点除有本身的轮纹外，还有共同的轮纹包围,2、菊糖,由果糖分子聚合而成，多在菊科和桔梗科植物细胞中，呈球状、半球状、扇形。,鉴别：加25%的,-萘酚溶液及浓硫酸,液,紫堇色,而溶解,3、蛋白质,形式,：,拟晶体,，其晶体与无机盐结晶不同，常呈方形，因此叫,拟晶体,(crystalloid),；,湖粉粒,：由一层膜包裹成的圆球状颗粒,鉴定：,贮藏蛋白质遇碘呈,黄色,湖粉粒集中分布于种子的胚乳和子叶中，往往禾谷类胚乳的最外一层细胞或几层细胞中含有大量的湖粉粒，特称为,湖粉层,(aleurone layer),。豆类子叶细胞中除普遍具有湖粉粒外，还含有一或几个拟晶体,豆类湖粉粒的形成过程是：一个大液泡分散成几个小液泡，随种子的成熟，小液泡内的蛋白质逐渐变为湖粉粒；种子萌发时，湖粉粒中的蛋白质被利用，小液泡重新转变成一个大液泡,4、脂肪(fat),和油类(oil),形式：,以固体或油滴的形式存在于细胞质中，是细胞中含能量最高而体积最小的贮藏物质，常存在于种子、胚和分生组织细胞中,鉴定：,用苏丹III或苏丹染成橙红色,晶体,(crystal),一般认为是细胞生活过程中所产生的废物，常见的有,草酸钙结晶,和,碳酸钙结晶,，存在液泡里，它的形成可减少过多的酸对植物所产生的毒害,草酸钙结晶,(calcium oxalate crystal),:,常为无色透明，以不同的形状分布在细胞液中。一般一种植物只具一种形状，也有两种或多种的。常见的有：,1),方晶,:,又称单晶或块晶，多单独存在于细胞中,2),针晶,:,为两端尖锐的针状，多成束存在存在于 粘液细胞中，称针晶束。如半夏、黄精等,3),簇晶,:,由许多菱状晶集合而成，一般呈多角形星状。如大黄、人参等,4),砂晶,:,为细小的三角形、箭头状或不规则形，聚集在细胞里,5),柱晶,:,为长柱形，长度为直径的四倍以上,应用：,可作为鉴别药材的依据,化学特征：,不溶于,醋酸,，不溶于,水合氯醛,，加,稀盐酸,溶解，但无,气泡,产生；加1020%,硫酸,则溶解，并产生,硫酸钙针晶,碳酸钙晶体,(calcium carbonate crystal),多存在于植物叶的表层细胞中，其一端与cw连接，是cw的特殊瘤状突起上聚集了大量的,碳酸钙,或少量,硅酸钙,而形成，形如一串悬垂的葡萄。又称,钟乳体,化学特征,：加,醋酸,或,稀盐酸,溶解，并放出,二氧化碳,气体。,主要存在于桑科、爵床科、荨麻科,（二）生理活性物质,含量很少，但对细胞生命活动起着非常重要作用的物质，统称为生理活性物质,酶、维生素、植物激素、杀菌素等,保证细胞内一切生化反应的正常进行；调节和控制植物生长、发育、繁殖以至遗传、变异等一系列生命活动过程,（三）其它物质,糖类、有机酸、单宁、花青素、植物碱、精油等,质体,线粒体,高尔基体,内质网,核糖核蛋白体,液泡,溶酶体,圆球体,微体,微管,微丝,叶绿体,有色体,白色体,粗糙型内质网,光滑型内质网,过氧化物酶体,已醛酸体,细胞质基质,细胞器,质膜,细胞质,细胞核,核膜,核质,核仁,染色质,核基质,原生质,(生活物质),后含物,(代谢产物),贮藏的营养物质,生理活性物质,其它物质,淀粉,脂肪,蛋白质,维生素、生长素、酶,无机盐、生物碱、单宁、有机酸、晶体等,原生,质体,细胞,壁,胞间层,初生壁,次生壁,植物,细胞,第三节 植物细胞的增殖,细胞分裂的作用,一些单细胞生物，如衣藻，一次细胞分裂可形成两个新生物体。,多细胞生物，也是由一个细胞,受精卵或合子经过多次分裂和分化发育形成,细胞分裂是细胞繁殖的一种形式。,细胞分裂的作用,生物的生长也依赖于细胞分裂，细胞分裂还导致了多细胞生物的组织分化和生长发育,一个多细胞生物完全长大以后，仍然需要细胞分裂的过程。这种分裂生成的新细胞可用于替代不断衰老或死亡的细胞，维持细胞的新陈代谢，或者用于生物组织损伤的修复。,细胞分裂的作用,细胞分裂,（cell division）的方式,无丝分裂,有丝分裂,减数分裂,有丝分裂的过程：,复制前期（G,1,期）,间期 复制期（S期）,（interphase）复制后期（G,2,期）,前期(prophase),中期(metaphase),核分裂 后期(anaphase),末期(telophase),胞质分裂(cytokinesis),细胞分裂（,cell division,）,有丝分裂（mitosis）,体细胞,和某些,性细胞,分裂的方式,有丝分裂是一个连续的过程，根据染色体形态的变化特征可分为前期,、,中期,、,后期和末期。,有丝分裂,特点,：,在间期每个染色体复制成两条相同的染色单体，在分裂时有规律地分配到两个子细胞核中。,有丝分裂（mitosis）,分裂的前期、中期、后期和末期,前期 a-e,有丝分裂,末期 j,中期 f,后期g-i,纺锤体组成,胞质分裂,在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(带由细胞壁前体物质)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。,有丝分裂的生物学意义：,每次分裂前必须进行一次染色体的复制,染色体分裂为两条子染色体，平均分配到两个子细胞中,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,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,细胞分裂（,cell division,）,无丝分裂,（直接分裂,direct division,）,细胞的简单分裂方式，有：横缢、纵缢、出芽等,无丝分裂,分裂时核内不出现染色体，也不形成纺锤丝,分裂形式,：横缢、纵缢、碎裂、出芽等,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,优点,：消耗能量少，分裂速度快,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,减数分裂,（meiosis）与有性生殖相关的性母细胞分裂方式,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）,第一次分裂（分裂）,前期,：时间长，变化复杂，依据染色体的形态变化，可分为,5,个阶段；,细线期,：细胞核内出现细长、丝状的染色体，每条染色体含有两条染色单体；核和核仁继续增大,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,粗线期,：染色体缩短变粗，四联体内的染色单体交叉纽合，并发生横断和染色体片段的互换，改变了原有基因的组合,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,终变期,：染色体缩短到最小长度，核膜核仁消失，并出现纺锤丝,中期,：成对的同源染色体移到赤道面上，细胞质中形成纺锤体,有丝分裂,：染色体在赤道面上的排列不成对，单独,减数分裂,：染色体在赤道面上成对排列,后期,：成对的同源染色体彼此分开，分别向两极移动，移向两极的染色体数只有原来的一半,末期,：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,减数分裂,I,前期,I,后期,I,中期,I,末期,I,第二次分裂（分裂）,分裂之前没有DNA的复制,前期,：时间较短，染色体出现，核膜核仁消失,中期,：染色体排在赤道板上，纺锤体形成,后期,：每条染色体的两条染色单体分开，移向两极,末期,：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,减数分裂,II,前期,II,后期,II,中期,II,末期,II,减数分裂的生物学意义：,减数分裂导致了性细胞（配子）的染色体数目减半,在以后的有性生殖过程中，两个配子结合形成合子，合子的染色体数目又恢复到亲本的水平,有性生殖的后代始终保持亲本的固有染色体数目和类型,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,植物细胞的全能性（totipotency）,指植物体的每一个活细胞都有一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力,植物细胞的生长、分化与 组织形成,植物细胞生长和发育,细胞体积和重量不可逆增加的过程，是 植物个体生长的基础,植物细胞的生长和发育,谢谢,第四章植物器官,根Roots,重要的中药材,：人参、党参、三七、黄芪、百部、甘草等,人参植株及药材,党参植株及药材,三七植株及药材,黄芪植株、药材及饮片,根（,root,）,植物体的地下部分，行使固着和支持植物体吸收水分和养分，和其他功能,根的形态与类型Forms and Types of Roots,不定根（,adventitious root,）,由茎叶或老根上长出的根,侧根（,lateral root,）,由主根长出的根,主根（,main root,）,由胚根生长出来、植物个体发育中最早出现的根,根的类型,直根系主根明显，主根上生出侧根，这类根系固着能力很强。一些植物的主根可以贮存糖类等有机营养物质,。,大部分单子叶植物和一些草本植物的根为须根系,，,即在胚轴或茎的基部丛生大量须状根。须根系具有与土壤更多的接触表面积,。,根系的类型,一株植物根的总和称为,根系,植物的根系通常有两类,：,直根系,和须根系,直根系,须根系,根的变态(Root Modification),变态根,贮藏根,气生根,寄生根,肉质直根,块根,支柱根,攀缘根,呼吸根,肉质,直根,块根,何首乌及其块根,支柱根,攀缘根,呼吸根,寄生根,根尖的基本结构,Basic Structure of the Root Tip,根尖（root tip）的结构,从根的顶端到着生根毛的部位叫根尖，包括：,根冠（,root cap,）,分生区（,division area,）,伸长区（,elongation area,）,成熟区（,mature area,）,伸长区（,elongation area,）,根冠（,root cap,）,分生区（,division area,）,成熟区（,mature area,）,根冠,位于根的先端，由许多排列不规则的薄壁细胞组成帽状的结构套在分生区外方，保护着幼嫩的生长点,外层细胞能分泌多糖类黏液，可防止根尖干燥，使土粒表面润滑，减少摩擦,根冠,根冠可以感受重力，控制根的向地性生长：根冠前端细胞中含有淀粉体，起着“平衡石”的作用，保证根的向地性生长。除淀粉体外，内质网、高尔基体也与根的向地性反应有关,分生区,位于根冠上方，长约12mm，由分生细胞组成,分生区最前端是原分生组织，其上方为原分生组织衍生细胞形成的初生分生组织,初生分生组织的细胞已有了初步的分化，并形成,原表皮,、,基本分生组织,和,原形成层,三部分,进一步分化，原表皮根的表皮，基本分生组织根的皮层，原形成层维管柱,分生区,伸长区,位于分生区上方，长约25mm,细胞分裂已停止，但细胞体积增大，并沿根的纵轴方向显著伸长，由于这段区域是根伸长生长的主要部分，故称伸长区,伸长区开始出现组织的分化，最早的筛管和导管相继出现，逐渐分化形成根的成熟组织,成熟区,（,根毛区,）,位于伸长区的上方，细胞已停止生长，并多已分化成熟，故称,成熟区,成熟区表皮常产生根毛，因此也称,根毛区,根毛由表皮细胞外壁向外突出延伸而成，不分枝，长约,0.08,1.5mm,成熟区,（,根毛区,）,根毛数目多，密度大,如玉米,420/mm,2,豌豆,230/mm,2,角质层极薄,外壁上有黏液和果胶质,有利吸收和固着,根毛生长速度快，寿命短，一般几天，最长,10,20,天,失去根毛的成熟区，主要行使输导和支持功能,根的初生结构Primary Structure of Roots,根尖顶端分生组织经分裂、生长和分化而形成成熟的根，这种生长过程称为根的,初生生长,初生生长所形成的各种成熟组织属于,初生组织,，它们共同组成根的,初生结构,初生结构的三要素,表皮（,epidermis,）,皮层（,cortex,）,维管柱（,vascular cylinder,或中柱）,根的初生结构,柳树根初生结构,双子叶植物根初生结构示意图,表皮,热带的兰科植物和附生的天南星科植物的气生根,表皮由多层排列紧密的死细胞组成,称为,根被,保护作用,防止水分丧失,表皮,根毛,表皮细胞的外壁突出和延伸成管状，增大吸收水分和矿质元素面积,皮层,由多层薄壁细胞组成排列疏松，有明显的胞间隙，细胞中其中储藏有淀粉和其他物质,皮层,外皮层：,最外层排列整齐，无胞间隙的薄壁细胞组成,中皮层：,多层薄壁细胞组成,内皮层：,皮层最内的层细胞组成，细胞排列紧密，没有细胞间隙，细胞两侧径向壁和上下壁有木化、栓化的带状加厚区域,凯氏带（casparian strip）,外皮层,中皮层,内皮层,凯氏带,凯氏带立体示意图,小麦根横切面示凯氏带,细胞膜与细胞壁在凯氏带处紧附在一起,凯氏带,通道细胞,功能,维管柱,皮层以内的柱状体，是由原形成层发育而来,维管柱,中柱鞘：,位于维管柱的最外层，或几层薄壁细胞组成，有潜在的分裂能力（侧根、不定芽、形成层等）,维管组织：,由初生木质部和初生韧皮部组成,薄壁细胞：,位于初生木质部和初生韧皮部之间的数层薄壁细胞,中柱鞘,维管组织,初生木质部,初生韧皮部,薄壁细胞,单子叶植物维管柱,双子叶植物,和,单子叶植物,初生根比较,双子叶,单子叶,初生木质部,位于维管柱中央，由几个初生木质部束组成，横切面上呈星芒状,初生木质部束的先端分化成熟较早，由管径较小的环纹和螺纹导管组成，称为,原生木质部,靠近中心的部分成熟较迟，由管径较大的梯纹、网纹和孔纹导管组成，称为,后生木质部,初生木质部这种由外向内发育成熟的方式，称为外始式,根横切面上木质部呈不同的辐射棱角，称,木质部脊,，脊的数目决定,原型,，如油菜为,2,束称,二原型,、豌豆有,3,束称,三原型,，花生为,四原型,等,双子叶植物和裸子植物束数较少，为二至六原型；单子叶植物至少六束或六束以上，称为,多原型,初生韧皮部,位于初生木质部束之间，束数与初生木质部相同,外始式发育，即,原生韧皮部,在外，,后生韧皮部,在内方,组成成分：筛管和伴胞,也有韧皮纤维和韧皮薄壁细胞,薄壁组织,位于初生木质部和初生韧皮部之间，由多层薄壁细胞组成,双子叶植物中，这部分细胞可转化为维管形成层的一部分,髓,一般根中央部分由木质部占据,若中央部分不分化成木质部,就由薄壁或厚壁组织形成髓(多原型根多如此),多数单子叶植物和少数双子叶植物根中都有髓存在,主要起源于,中柱鞘,，,内皮层,也参与,侧根发生于根的内部组织的这种方式称为,内起源,侧根的发生,侧根发生部位,二原型根,侧根发生部位,三、四原型根,侧根发生部位,多原型根,中柱鞘细胞恢复分裂能力，先进行几次平周分裂，产生向外的突起，,随后进行平周和垂周等各个方向的分裂，使原有的突起继续生长，,形成侧根的根原基,根原基分裂、生长，逐渐分化出顶端分生组织和根冠,进一步生长、分化,逐渐伸入皮层，此时，根冠分泌含酶的物质将皮层和表皮溶解，最后伸出母根,形成侧根,侧根形成过程,柳树侧根发生,侧根的发生,根的次生生长和次生结构Secondary Structure of Roots,大多数双子叶植物的根在已形成的初生结构的基础上，还要进行次生生长,次生生长由次生分生组织的活动引发,由次生生长所形成的次生维管组织和周皮所组成的结构，称为次生结构,次生分生组织的产生和活动,根的,次生分生组织,包括：,维管形成层（,vascular cambium,）,不断向侧方添加次生维管组织,木栓形成层（,cork cambium,）,在根的外围形成周皮,维管形成层的发