第 8 章 植物的结构与功能 一、植物组织 二、植物的器官 三、植物的有性繁殖 四、植物的无性繁殖

( 一 ) 根系统与苗系统 ( 二 ) 植物体的三大组织系统：三大组织系统是皮组织、维管组织 和基本组织。 ( 三 ) 植物组织的类型 1 ．简单组织 (simple tissues) 薄壁组织：根、茎、叶、花、果柔软多汁的初生生长部分，薄壁 组织占了大部分。一些薄壁细胞成为贮藏组织，分泌组织，贮水 细胞，传递细胞等。在维管组织内，也有薄壁细胞，如射线细胞 等。 厚角组织：厚角细胞是纵长的，细胞壁增厚不均匀，主要成分为 果胶质，果胶质是一种多糖物质，能把纤维素粘合在一起，从而 使组织具有柔韧性。 厚壁组织：其细胞壁具有次生加厚，并充填着木质素 (1ignin) 。厚 壁细胞有纤维 (flbers) 和石细胞 (sclereids ； stone cells) 两种。

2 ．复合组织 (complex tissues) （ 1 ）维管组织 (vascular tissues) ： 由木质部 (xylem) 和韧皮部 (phloem) 组成。木质部的输导分子 有导管 (vessels) 和管胞 (tracheids) 。 韧皮部的输导分子是筛管 (sieve tubes) 和伴胞 (companion cells) ， 较原始的形式则为筛胞 (sieve cells) 。成熟的筛管和筛胞是没 有细胞核的生活细胞。 （ 2 ）皮组织 (dermal tissue) ：植物体的初生结构由表皮这一 皮组织系统复盖和保护。表皮在多数时候仅由一层细胞组成， 其外向壁具有蜡质和角质层 (cuticle) ，它有防止水分过度散失、 抵抗某些微生物侵害的作用。 茎和叶的表皮有一些特化的结构，气孔器 (stomatal apparatus) 是其中之一，是调节水蒸气、氧气、二氧化碳进出的通道。 根的表皮特化为吸收组织，具根毛。与真菌共生的根则不具 根毛。 植物进入次生生长时，表皮由周皮 (periderm) 所替代。

二、植物的器官 ( 一 ) 茎的初生结构 (primary structure) 在茎尖，顶端分生组织 (apical meristem) 和它衍生的分生组 织就一一分化出茎的初生结构。顶端分生组织活动的结果， 细胞分裂和特化形成出大小、形状、机能皆不同的细胞群： 也是由于分生组织活动，结果形成了叶、侧芽 ( 腋芽 ) 、侧枝， 侧枝又产生侧枝，形成生殖结构。叶的产生是由顶端分生 组织在侧面加速分裂形成突起的原基形成的。 茎的特征是有节和节间，节上有叶，具芽。 茎的内部结构：包括表皮、基本组织和维管束 (vascular bundles) 三部分。 双子叶植物维管束束状，纵向排列，排成一轮，木质部与 韧皮部为内外并生型，在单子叶植物中维管束分散在基本 组织中。皮层和髓是基本组织，茎的表皮与维管束之间为 皮层，茎的中央是髓部。

( 二 ) 叶 叶是进行光合作用制造养分的场所。 叶的组成：典型的叶由扁平的叶片和叶柄组成。叶有单叶与复叶两种形 态。子叶植物的叶分为叶片和叶鞘两部分。 叶的整个结构都是适应于吸收光能，有利于气体交换的。植物在阳光下 吸收 CO2 ，把从导管输送来的水分，无机盐等合成为淀粉，脂肪，蛋白 质，并放出 O2 。肉质植物或旱生植物，其叶片厚，肉质，贮藏很多水 分，以便光合作用时供应足够的水。 叶的内部结构：由表皮，叶肉和叶脉三部分组成。 叶表皮复盖着叶的上下表面，表面光滑或有毛、鳞片等附属物。表皮细 胞不规则，相互之间嵌合，排列紧密，细胞外壁有角质层，可减少水分 损失。多数植物气孔在下表皮，水生植物气孔分布在上表皮，旱生植物 的气孔常常生于下陷的气孔窝，窝内有毛，可减少水分散失。 叶肉 (mesophyll) — 光合作用场所。叶肉细胞可以分为近腹面的栅栏叶肉 细胞 (palisade mesophyll) ，和近背面的海绵叶肉细胞 (spongy mesophyll) ， 它们都是含有叶绿体的薄壁细胞。单子叶植物的叶一般是直立生长的， 它们可以从各个方向接受阳光，叶肉细胞不分化为栅栏细胞和海绵细胞。 叶脉 (veins) ：叶的维管束，常伴有细胞壁增厚的厚角细胞或厚壁细胞， 以加强叶片的支持力量。叶的维管束与茎的维管束相连。

叶的用途：许多蔬菜的主要食用部分是叶，如大白菜，小 白菜，芥菜，芥兰，芜青，芹菜，芫荽等；也有一些叶可 以直接加入食品中烹调，具有特殊的香气，如薄荷，香花 菜，柠檬叶，月桂叶，香茅；一些地区将鸡矢藤叶，艾的 嫩茎，研磨后添加在米糕中，作成可口的风味食品。天仙 子，颠茄叶有时也用于治病。也有一些叶会引起不良的后 果，烟草原产于南美, 玛雅人认为焚烧烟草时凫凫上升的轻 烟会把他们的灵魂带到上帝跟前。现在吸烟已被证实能引 起肺癌、口腔癌、喉癌；古柯叶曾被印地安人作为治病的 灵丹妙药，食用古柯叶后使人有飘飘欲仙的虚幻感觉，如 今从古柯叶提取的可卡因，从大麻叶中提取的大麻碱，从 罂粟中提取海洛因已成全球泛滥的毒品。

( 六 ) 根的初生结构 有两种根系，直根系 (tap root system) ，和须根系 (fibrous root system) 。 根的内部结构： 根尖区可以划分成根冠 (root cap) ，分生区 (meristematic zone) ， 伸长区 (elongate zone) 和成熟区 (maturation zone) 。 分生区是顶端分生组织所在位置： 根冠是由一团球形的细胞形成的帽状体，根冠细胞可以分泌 出粘液，湿润泥土，便于根向泥土深处伸展，根在深入泥土 过程中，根冠细胞不断磨损，又不断由分生组织补充。根冠 也有保护顶端分生组织的作用。 由分生区到成熟区是分生组织不断产生的细胞长大、伸长、 成为成熟区。

根的初生结构包表皮、皮层和维管柱。表皮一层，具 根毛。 皮层由外皮层，皮层薄壁细胞，内皮层构成，内皮层 具有凯氏带增厚。 维管柱最外面为维管束鞘。维管束鞘以内是韧皮部和 木质部。 侧根是从维管束鞘细胞反复分裂，然后突破皮层和表 皮形成的。 根中一般无髓。 * 根的利用：许多植物的根可以食用，如红薯，木薯， 豆薯，甜菜，菊芋 …… ；许多植物的根作药用，如人 参，田七，何首乌，地黄，当归，乌头，郁金，丹参， 牡丹根皮；有些根可作香料，如香根，辣根，产于北 美的檫木根。有些植物的根可能危及建筑物，如栽植 作行道树的高山榕 (Ficus altissima) ，其发达的根系常常 堵塞下水道

（七）木本植物的次生生长 所有的裸子植物，许多双子叶植物，某些单子叶植物是多年生的木 本植物，可持续在 2 或多个生长季节性里进行生长。 根茎的次生结构起源于维管形成层这一侧生分生组织。维管形成层 形成次生木质部和次生韧皮部，纵贯根与茎；多列的射线薄壁细胞 成放射状横过根、茎，这种纵向的维管组织和横向的射线。 随着根、茎的长粗和向外扩大，来自木质部的压力挤毁了根、茎的 皮层和表皮，发展出周皮作为植物体最外层的复盖层。周皮形成后， 根、茎生活细胞的气体交换包括需氧呼吸和放出二氧化碳废气，是 通过周皮上的皮孔 (1enticels) 完成的。 维管形成层在寒冷的冬季或长时间的干旱时，停止活动。在一年里 温湿条件较好的季节，产生的木质部细胞管径较大，壁较薄，称为 早材；相反在干旱的季节，生成的木质部细胞管径较小，壁较厚， 称为晚材。在木材的横切面上，交替着早材和晚材的环带，称之为 生长轮 (growthrings) 或年树轮，在季节分明的地区，年轮是很明显的。 双子叶植物的木材称为硬材，因为在木质部有导管，管胞，纤维等： 松柏类的木材称为软材，因为木质部里只有管胞和薄壁射线细胞， 没有导管和纤维，硬度较低。

三、植物的有性繁殖 花是有花植物的繁殖器官，果实和种子是花发育的结果。营 养生长达到一定阶段，生殖生长就出现了。花既是产生雌雄 配子体和精卵的场所，也是精卵结合进行有性生殖的场所。 花的完善的结构，提供了雌雄配子体发育，精、卵发生的条 件，并对此提供了完善的保护；另一方面，花演化出了许多 特化的结构，保证了异花传粉，提高了后代的生命力。种子 包含着胚，是精卵结合的结果，是新一代植物的雏体，外面 有种皮包裹，对胚进行了有效的保护。果实是由包裹在胚珠 外面的子房及花的其它部分发育出来的，对种子的发育提供 了更进一步的保护，而且在种子成熟后将帮助种子散布。

( 一 ) 花的组成 一朵完全花 (complete fiowers) ，从下而上，从外到内可分 为花梗 (pedicel) 、花托 (receptacle) 、花萼 (sepals) 、花瓣 (petals) 、雄蕊 (stamens) 、雌蕊 (pistils) 等部分 ( 二 ) 雌雄蕊的结构和雌雄配子体的形成 1 ．雄蕊的结构和雄配子体的发育 2 ．雌蕊的结构和雌配子体的形成 雌蕊位于花的中心位置，由子房、花柱、柱头三部分组成。 子房内有胚珠珠心 (nucellus) 的一个细胞发育成大孢子母细 胞，再经减数分裂，形成 4 个单倍体的大孢子。 4 个大孢子 通常只有 1 个继续发育，经过三次有丝分裂，形成 7 个细胞 8 个核的胚囊（ embryo sacs ）： 1 个卵细胞， 2 个助细胞， 3 个反足细胞，和有 2 核的极核细胞。

( 三 ) 传粉和受精 传粉 (pollination) 就是花粉粒由风力，水流，昆 虫，鸟等传送到能接受它的柱头上，一旦花粉 粒落在合适的柱头上，它就会萌发，花粉管从 花粉粒的萌发孔里伸出来，携带着精核，沿着 花柱向下生长，最后到达胚珠，穿入胚囊，花 粉管先端破裂， 2 个精核被释放。 受精 (fertilization) 就是 1 个精核与一个卵核融合。 但是在有花植物中具有 “ 双受精现象 (double fertilization) ” ，指的是 1 个精核与 1 个卵核结合形 成二倍体的合子 (zygote) ，另 1 个精核与 2 个胚乳 细胞核结合，形成三倍体 (triploid) 胚乳 (endosperm) 母细胞。

( 四 ) 胚的发育和种子的形成 胚性孢子体的形成： 合子形成后，胚的发育经过球形胚，到心形胚阶段， 2 个子 叶开始形成，子叶相连处长出胚芽 (plumule ）与胚芽相对的 一端形成胚根 (radicle) ，胚便形成了。单子叶植物的子叶仅 1 枚，在胚发育前期，是有 2 个子叶原基的，但随后的发育， 1 枚子叶退化成外胚叶。荠菜的胚发肓时，子叶从胚乳中吸 收营养，并且将其贮藏在子叶中，相反玉米、小麦等单子 植物子叶不贮藏养分，种子所含胚乳一直到种子萌发，才 由子叶预先准备的消化酶分解，供给幼苗生长。胚就是孢 子体的雏形，或者称为胚性的孢子体。 种子的形成： 从合子形成直到胚成熟，孢子体一直向胚珠供应营养，这 些营养最后被贮存积累在胚乳或子叶中，胚珠的珠被开始 变硬，发育成种皮 (seedcoat) 。一粒种子包含胚、胚乳和种 皮，胚包括胚芽、子叶、胚轴和胚根，无胚乳的种子其胚 乳已由子叶吸收。

( 五 ) 果实的形成和类型 果实的类型很多，按照果实的来源可以 划分为单果 (simple fruits) ，聚合果 (aggregates fruits) 和复果 (multiple fruits) 三 类。果实更多的是按照果皮性质划分为 肉果和干果两大类。 ( 六 ) 种子的散布

四、植物的无性繁殖 （一）自然界的无性繁殖 （二）诱导的无性繁殖 1. 扦插（ cuttings ）。 2. 嫁接（ graftings ）。 3. 分株（ crown divisions ）。 4. 组织培养 (tissue culture) 。