高中生物植物的形态与功能省公开课一等奖新名师优质课获奖课件.pptx

植物形态与功效,1 植物结构、生殖和发育,2 植物营养,3 植物调控系统,第1页,温带落叶林,亚热带常绿阔叶林,热带雨林,热带荒漠,丰富植物世界,第2页,生物类别 植 物 动 物,细胞结构 有细胞壁 无细胞壁,营养方式 大多数自养 异 养,生长和 大多数植物生长 各器官在胚胎内,器官 和发育连续进行，完全形成，生长、发生 可连续不停产生 发育主要是体积 方式 新器官和新组织 增大与个体成熟,动物与植物区分,植物概述,第3页,植物在自然界中作用,光合作用是世界上最主要同化合成过程,参加了自然界中物质循环,植物概述,第4页,植物在自然界作用,第5页植物形态学 植物生态学,植物解剖学 植物地理学,植物胚胎学 植物群落学,植物生理学,植物资源学 古植物学,植物分类学,植物化学,植物学分科,植物概述,第6页,陆生植物包含苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物,4,大类，从结构与功效方面表达了从低等向高等进化次序。,本篇以被子植物为代表，讨论植物形态、功效和发育等问题。,第7页,植物结构与功效,依据胚中子叶数量差异，被子植物被分成单子叶植物纲和双子叶植物纲,第8页,植物体由各种器官组成,被子植物总体形态,陆生适应性进化造成被子植物形成了生长在土壤中根系和生活在空气中茎（枝条）系统两部分。,根、茎、叶与植物营养物质吸收、合成、运输和贮藏亲密相关被称为营养器官。,第9页,茎顶芽,节,节,节间,节,种皮,茎,根系,侧根,主根,根尖及分生组织,子叶,叶,表皮,韧皮部,木质,部,皮层,茎横切面,茎尖分生组织,根冠,根尖横切面,第10页,被子植物根,植物根系通常有两类：直根系和须根系,直根系主根显著，主根上生出侧根，这类根系固着能力很强。一些植物主根能够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根为须根系，即在胚轴或茎基部丛生大量须状根。须根系含有与土壤更多接触表面积。,第11页,根,形态,直根系,须根系,植物结构与功效,第12页,根尖形态与结构,表皮,根毛,皮层,内皮层,中柱鞘,根 冠,分生区,伸长区,根毛区,植物结构与功效第13页,根变态,贮藏根,肉质直根,萝卜、胡萝卜,块根 甘薯、大丽菊,气生根,支柱根 榕树,攀援根 常春藤,呼吸根 水松、红树,寄生根 菟丝子,植物结构与功效,第14页,气生根,植物结构与功效,第15页,被子植物茎,茎上着生叶位置叫节,两节之间部分叫节间,在茎顶端和节上叶腋内着生有芽，顶芽是枝主要生长点，腋芽含有发育成营养枝或繁殖枝潜力,每一个营养枝都含有本身顶芽、叶和腋芽，而繁殖枝着生花。,第16页,茎形态特征,有节和节间之分,在节上着生叶和芽,在节上能开花结果,植物结构与功效,第17页,被子植物茎,茎含有趋光和背地生长特征,有些植物茎形态特殊，称为茎变态,匍匐茎、根状茎、块茎、鳞茎,第18页,地上茎变态类型,叶状茎,昙花、文竹、天冬草等,茎卷须,黄瓜、南瓜、葡萄等,枝 刺,山楂、皂荚等,肉质茎,仙人掌等,地下茎变态类型,根状茎,竹、姜、莲等,块 茎,马铃薯等,球 茎,荸荠、芋、慈菇等,鳞 茎,洋葱、水仙、百合等,茎变态,植物结构与功效,第19页,茎变态类型,匍匐茎（草莓）,根状茎（鸢尾）,土豆（块茎）,根,根状茎,节,植物结构与功效,第20页,千姿百态叶,植物结构与功效,第21页,被子植物叶,叶柄、叶鞘、叶脉,单子叶植物通常为平行叶脉，双子叶植物为网状叶脉。,叶形态各种多样，通常表达在排列方式（叶序）、复叶类型、叶形、叶缘和叶脉形态等各个方面。,第22页,叶变态,叶卷须,叶 刺,捕虫叶,植物结构与功效,第23页,植物器官由各种组织和细胞组成,含有相同起源同一类型或不一样类型细胞群组成结构和功效单位称为组织。,基本组织系统主要由具同化（如光合作用）、贮藏、通气和吸收功效薄壁细胞组成，还包含具机械支持功效厚壁细胞和厚角细胞。,被子植物三大组织即：表皮组织、维管组织和基本组织,表皮组织系统是覆盖和保护植物一层排列紧密表皮细胞。,维管组织系统含有输导水分及养分和机械支持功效。,第24页,植物组织,依据结构和功效特点，还能够把植物组织分为分生组织、薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织等六类。,分生组织含有进行细胞分裂能力，通常位于植物体生长部位。,其它五类组织是在器官发育过程中，由分生组织衍生细胞分化发展而成，又称为成熟组织。,第25页,叶组织结构,经典叶片由表皮、叶肉和叶脉,3,部分组成。,第26页,双子叶植物,单子叶植物,叶片结构,植物结构与功效,第27页,叶片横切,叶表面,植物结构与功效,叶片结构,第28页,植物结构与功效,叶毛,角质层,栅栏组织,维管束鞘,韧皮部,叶脉,下表皮,角质层,气 孔,上表皮,气 腔,木质部,海绵组织,叶片结构,第29页,特定功效细胞,植物细胞类型,常见植物细胞类型包含薄壁细胞、厚角细胞、厚壁细胞、管胞与导管分子、筛分子等。,第30页,植物细胞类型,薄壁细胞,薄壁细胞普遍存在于植物体各个部分，细胞壁很薄，细胞间隙较大，大多缺乏次生壁，原生质体中常有中央大液泡，细胞多为等径或长形。,薄壁细胞是植物进行光合作用、呼吸作用、贮藏作用、分泌作用等主要生理过程场所。,薄壁细胞含有很强分生潜能，受刺激后可恢复分生能力。,第31页,植物细胞类型,厚角细胞,厚角细胞最显著结构特征是细胞壁不均匀增厚，这种增厚是初生壁性质，不含木质素。,厚角细胞常成束重合排列，含有较强机械强度，在茎和叶柄中主要起机械支持作用。,因为其具初生壁性质，它们能随周围细胞延伸而扩展，所以，它们现有支持作用，又不限制幼嫩器官生长。,第32页,植物细胞类型,厚壁细胞,厚壁细胞含有均匀加厚次生壁，次生壁是细胞生长后期细胞壁纤维素中沉积了木质素结果。,木质化厚壁细胞比厚角细胞更坚硬，支持作用更强。,功效上成熟厚壁细胞都停顿延长和生长，大多成为缺乏原生质体死细胞。,厚壁细胞包含纤维和石细胞两种。,纤维细胞细长，常聚集成束。,石细胞形状不规则，细胞壁加厚。,第33页,植物细胞类型,管胞与导管分子,高等植物体木质部中两类伸长、含有次生壁输水细胞。,成熟时是缺乏原生质体死细胞，厚厚细胞壁上充满了纹孔。,导管分子端壁上含有穿孔，导管分子经过端壁上穿孔连接形成连续管状结构，称为导管。,管胞两端尖细，无显著端壁穿孔，经过尖细侧壁重合连接，并经过侧壁上纹孔输送水分及矿物质。,管胞输水效率要比导管低。,第34页,植物细胞类型,筛管分子,高等植物韧皮部中运输糖类等有机营养物细长管状生活细胞，成熟时其原生质体内无细胞核。,筛管分子端壁上密布簇生小孔（筛孔），密布着簇生小孔端壁区域称为筛板。筛管分子之间经过筛板纵向连接形成筛管，行使输送有机营养物质功效。,筛管分子还经常与伴胞紧密相连。伴胞是一个特化薄壁细胞，有细胞核和浓厚细胞质，筛管分子和伴胞间存在发达胞间连丝，它们可能与控制和传递物质进入筛管相关。,第35页,组 织,概念,形态结构相同、生理功效相同细胞群,类型,分生组织 成熟组织,原生分生组织 薄壁组织,初生分生组织,保护组织,次生分生组织,输导组织,顶端分生组织,机械组织,居间分生组织,分泌组织,侧生分生组织,植物结构与功效,第36页,植物生长和生殖,无限生长、生活期,一年生植物、两年生植物、多年生植物,植物之所以能够无限生长是因为在植物体生长部位含有分生组织。,在成熟植物体内，总保留一部分不分化并含有分裂能力细胞，从分生组织分裂产生细胞中，有能连续分裂，保持着很强分裂能力，它们被称为,原生分生组织,；有生长并初步分化，形成,初生分生组织,，这些初生分生组织以后逐步失去分裂能力，形成植物器官中其它成熟组织。,第37页,植物生长方式取决于分生组织所处位置。,顶端分生组织,初生生长,纵向生长,侧生分生组织,次生生长,加粗生长,侧生分生组织通常是一些已分化细胞恢复了分裂能力，又称次生分生组织，根、茎加粗生长则属于次生生长。,第38页,根生长与结构根初生生长发生在根尖。,4,个部分：,根冠,：薄壁细胞组成、细胞壁粘液化、外层细胞不停死亡脱落、内侧顶端分生组织不停分裂出细胞。,分生区,：又叫生长锥、顶端分生组织细胞组成、细胞分裂能力强。,伸长区,：细胞停顿分裂、体积增大，使根尖纵向生长和延伸、细胞初步分化形成未成熟木质部导管和未成熟韧皮部筛管。,成熟区,：又称为根毛区、各种细胞已经分化成熟，形成各种成熟组织。,第39页,成熟区,伸长区,分生区,根冠,成熟区及,横切面部分,根次生生长,根结构及生长,第40页,根生长与结构,根初生结构：从外向内为表皮、皮层和维管柱,初生维管柱包含一层中柱鞘细胞、初生木质部和初生韧皮部。,皮层细胞能够贮存有机养分和让水分及矿物质横向经过。,内皮层细胞初生壁上径向栓质化环带状加厚，称为凯氏带，是控制皮层与维管柱之间物质交流通道。,初生木质部,初生韧皮部,皮层,根次生生长：,维管形成层和木栓形成层是造成根次生加粗生长侧分生组织。,侧根形成：,成熟区中柱鞘细胞进行平周和垂周分裂,第41页,茎生长与结构,茎顶端分生组织位于茎最顶端，由含有强烈和持久分裂能力细胞组成帽状细胞群组成。,茎顶端分生组织经过平周分裂和垂周分裂，形成原表皮、原形成层和基本分生组织，以后它们分别分化成为皮组织系统、维管组织系统和基本组织系统。,产生于茎顶端分生组织两侧叶原基，而芽则产生于叶腋处芽原基。,植物茎分枝是由叶腋处芽原基产生,第42页,双子叶茎初生结构,次生结构,茎次生生长和次生结构,第43页,茎生长与结构,茎顶端分生组织衍生出细胞经过分裂、延长生长和分化，形成由表皮、皮层和维管柱,3,部分组成茎初生结构。,双子叶植物：维管束环状，环内部为髓，外部为皮层，在维管束间为细髓射线。每一个维管束中，木质部通常面向髓排列在内侧，而韧皮部通常面向皮层排列在维管束外侧。,双子叶,单子叶,表皮,形成层,维管柱,髓,木质部,韧皮部,表皮,皮层,维管柱,单子叶植物：维管束散生。,第44页,茎剖面结构,单子叶植物茎,双子叶植物茎,表皮,基本,组织,维管束,表皮,维管束,皮层,髓,第45页,表皮,基本,组织,维管束,单子叶植物茎结构,玉米茎,小麦茎,茎形态与结构,第46页,茎生长与结构,大部分单子叶植物仅有初生生长，没有次生结构。,双子叶植物茎除了初生生长外，还含有次生生长。,植物年轮,第47页,心材和边材,年轮,心材,边材,周皮,第48页,多年生木本植物茎结构,木射线,周皮,树皮,韧皮,射线,次生韧皮部,次生木质部,边材,年轮线,秋材,心材,春材,第49页,植物有性生活周期,植物繁殖方式包含营养繁殖、无性生殖和有性生殖,3,种方式。,植物营养体一部分从母体分离开直接形成新个体繁殖方式称为,营养繁殖,。也有学者将营养繁殖归入无性生殖。,植物,无性生殖,是指一些含有生殖功效细胞不经过两性结合，直接发育成新个体过程。无性生殖中含有生殖功效细胞称为,孢子,。,有性生殖,是指经过两性细胞结合形成新个体过程。这些性细胞称为,配子,，为单倍体。两个配子结合形成二倍体,合子,，由合子再发育形成新个体。,第50页,营,养,繁,殖,无,性,繁,殖,植物繁殖,有性繁殖,第51页,被子植物生活史和世代更替,孢子体世代与配子体世代（无性世代与有性世代）交替出现，这就是植物生活史中,世代交替,现象。,被子植物配子体世代（单倍体世代）不发达，雌、雄配子体不能独立生活，都寄生在孢子体上，且特化成花一部分。,第52页,花结构,花柄分化,被子植物进入到生殖生长阶段时，茎顶端一些分生组织不再形成叶原基和芽原基，转而形成花原基或花序原基。所以，花是一个特化节间很短变态枝。,第53页,花形态,第54页,花应用,美化环境,提取香精,熏制茶叶,制作糕点,药 用,第55页,经典花结构,一朵完整花包含花托、花被、雄蕊群和雌蕊群。,完全花、不完全花,两性花、单性花,雌雄同株、雌雄异株,第56页,花器结构,雄蕊,花药,花丝,花瓣,柱头,花柱,子房,雌蕊,花托,花萼,胚珠,第57页,不一样植物花多样性是生物多样性生动表达,第58页,传粉与受精,花粉和胚囊发育,第59页,虫媒,鸟 媒,开花与传粉,风 媒,第60页,传粉与受精,自花传粉、异花传粉,受精,一个精子与卵结合形成受精卵并成为二倍体合子，合子未来发育成为产生新个体胚；,另一个精子与中央细胞极核结合，成为三倍体受精极核并深入发育成为胚乳。,这种双受精是被子植物特有现象，也是植物有性生殖中最进化形式。,第61页,传粉与受精,减数分裂,营养细胞,生殖细胞,精子细胞,雌配子体胚珠,精子,双受精,卵细胞,雌配子体,中央极核,精子,受精卵,受精极核,花粉管萌发,第62页,胚发育和种子形成,在胚发育之前胚乳发育便开始了,合子通常经过一段休眠后开始发育成胚。,第63页,种皮,子叶,胚芽,胚轴,残余胚乳,胚根,胚柄,胚乳,种皮,子叶,胚芽鞘,胚芽,胚根,胚柄,双子叶植物种子,单子叶植物种子,种子结构,第64页,种子与果实形成,果实形成,子房发育结果实，子房壁成为果皮。被子植物中除子房外，其它部分如花托、花萼等也参加果实形成。,被子植物传粉也开启了包含生长素、赤霉素、细胞分裂素等植物激素产生和增加,第65页,果实发育与由来,植物结构与功效,花柄,花托,胚珠,子房,花柱,柱头,花丝,花药,花冠,花萼,萼片,第66页,种子与果实形成,果实多样性,依据花中雌蕊数目和花序情况能够将果实分为,3,类,第67页,果实外形与结构,外果皮,中果皮,种 子,内果皮,果实结构图,第68页,水力传输,本身开裂与弹力传输,果实和种子传输,风力传输,第69页,人与动物活动及取食传输,果实和种子传输,第70页,风,力,传,播,果实和种子传输,第71页,种子萌发是生活周期继续,度过休眠且含有生活力种子在足够水分与氧气、一定温度条件下就开始萌发。有些种子萌发还需要一定光照条件。,种子从萌发到发育成幼苗是一个复杂过程,第72页,种子萌发与出苗,子叶留土植物萌发,子叶,子叶出土植物萌发,子叶,第73页,植物营养,水分吸收与运输,植物根系从土壤中吸收水分首先经过根部皮层进入到中柱木质部，然后经过根与茎相互连通木质部中导管与管胞，向上输送，经过叶柄抵达叶片。水分进入叶肉细胞后在细胞表面蒸发，经过叶片气孔逸出。,第74页,水分吸收与运输,促使大量水分长距离向上运输动力是什么呢？,最少有,3,种作用力：根部压力（根压）、木质部毛细管作用力和叶片蒸腾拉力。其中，叶片蒸腾拉力对水分向上运输作用最大。,渗透压力使土壤中水分流入根部，水在根中向木质部渗透性扩散产生静水压力就是,根压,。,在植物木质部导管和管胞中，毛细管作用力和水内聚力促进了水向上运输。,蒸腾作用产生使水向上运动巨大拉力,第75页,水分吸收与运输,气孔结构和开关机理,每一个气孔都由两个形态特殊可改变形状保卫细胞包围。,保卫细胞仅两端相连，气孔内侧细胞壁较厚，外侧壁较薄。,当保卫细胞吸水膨胀时，气孔便张开；相反失水时，气孔关闭。,保卫细胞吸水与失水和钾离子经过主动运输进出保卫细胞相关。,光照强度和环境水分多少等是控制钾离子主动运输主要原因。,第76页,有机同化物转运,放射性,14,C,同位素标识研究发觉：光合作用产物（糖）全部都经过韧皮部筛管进行运输。,环割试验：早期植物上部依然能健康生长，而下部首先死亡，继而整个植物都死亡了。,同化物运输普通遵照“同侧运输，就近供给”标准。,1926,年，德国,Munch,提出“压力流动假说”,第77页,有机同化物转运,压力流动假说,第78页,植物矿物营养吸收,17,种元素是绝大多数植物生长和发育所必需元素。,植物营养元素供给缺乏可造成植物产生一系列症状，生长发育不良甚至引发植物死亡。,矿质元素经过植物根部细胞主动跨膜运输进入植物体。,第79页,C,3,植物与,C,4,植物相关结构与功效比较,C,3,植物：二氧化碳在,Calvin,循环中被固定第一个化合物是,3-,磷酸甘油酸；,C,4,植物：二氧化碳固定最初产物是草酰乙酸,C,4,路径是植物对干旱环境适应，更高光合作用效率。,第80页,植物调控系统,植物激素,是一些在植物体内合成微量有机生理活性物质，它们能从产生部位运输到作用部位，在低浓度（,1,m,mol/L,）时可显著改变植物体一些靶细胞或靶器官生长发育状态。,植物向光性生长与植物激素发觉,很早以前，植物学家就观察到，室内培育植物含有向光性。对向光弯曲燕麦苗解剖观察发觉，燕麦苗胚芽鞘背光一侧细胞生长要快于向光一侧。,是什么引发了向光性？怎样经过试验来发觉？,第81页,19,世纪末，,Darwin,父子试验,Darwin,父子提出了一个假说,：胚芽鞘顶端受光后产生某种化学信号被从顶端传送到下面弯曲部位，造成胚芽鞘下部细胞向光一侧与背光一侧细胞生长不均匀。,植物向光性生长与植物激素发觉,第82页,几十年后，丹麦科学家,Boysen-Jensen,用试验验证了,Darwin,父子提出假说。,试验证实了,：,Darwin,父子提出某种信号是一个可传输化学物质。,植物向光性生长与植物激素发觉,第83页,1926,年，年轻荷兰植物生理学家,Went,终于从植物胚芽鞘中发觉了这种化学物质。,Went,结论,：由胚芽鞘顶端受光产生化学信号物质能够刺激细胞生长。他将这种植物激素定名生长素。,植物向光性生长与植物激素发觉,第84页,植物激素对植物体生长、细胞分化、器官发生成熟和脱落等多方面含有调整作用，植物激素对于植物生长发育是必不可少微量化合物；,大约有,300,各种由微生物和植物产生次生代谢物对植物生长发育含有调整活性；,植物激素种类和作用,公认,5,大类植物激素包含：,生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯,；,在植物体中，,5,大类激素往往是相互协调地共同参加植物生长发育调控。,第85页,各种环境因子对植物生长发育影响,植物生长和发育一直都受到一系列外部和内部原因控制。影响植物生长与发育外部环境因子主要包含温度、光、水分以及各种刺激等等。,温度是控制植物生长和发育主要环境因子。,每一个植物都有适合自己生长发育温度范围，主要原因是温度对细胞内酶活性有极大影响。温度也会极大影响植物体中蛋白质、脂肪和水分性质。,植物在整个生活周期中最适温度随生长发育阶段改变而改变，另外还需要一定昼夜温差。,温度对于植物生殖生长也含有调控作用（如春化作用）。,第86页,光是控制植物生长发育最主要环境因子,光是光合作用最基本条件和能量输入源，同时光还能控制植物不一样发育阶段如种子萌发、幼苗发育和开花等形态发生过程。,光照条件下，胞内原叶绿素酸酯还原成为叶绿素酸酯，后者深入形成叶绿素；黑暗条件下，不能合成叶绿素，表现为植物体黄化。,第87页,光是控制植物生长发育最主要环境因子,光是主要环境信号，能够调控组织分化和器官发育。光对植物成花诱导是最为经典现象。,依据植物开花光周期反应，可把植物分为,3,种类型：短日植物、长日植物、日中性植物。,长日植物与短日植物确实定取决于对临界日长正负反应。,第88页,光是控制植物生长发育最主要环境因子,植物开花还同时受到诱导周期数影响。,诱导周期数,就是光周期敏感植物开花诱导所需光周期数（天数）。,光质对开花诱导也有影响。红光是诱导长日植物开花和抑制短日植物开花最有效光质，同时，红光效应能够被远红光（红外光）所逆转。,第89页,光是控制植物生长发育最主要环境因子,植物感受光周期刺激部位是叶片。,被诱导叶片中形成了刺激开花物质。,其它环境因子,外部刺激,“,生物钟,”,现象,第90页,