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生物竞赛植物形态


合肥七中 生物组

被子植物
合肥市第七中学 生物竞赛辅导

内 容
1 2 3 被子植物的分类原则

被子植物的一般特征 被子植物的生活史

被子植物的分类原则
? 被子植物分为两个纲——双子叶植物纲(木兰纲)和单子 叶植物纲(百合纲),它们的基本区别如下:

/>双子叶植物纲(木兰纲) 常具2片子叶 主根发达,多为直根系 单子叶植物纲(百合纲) 仅含1片子叶 主根不发达,多为须根系

种子 根


叶 花 花粉

维管束常呈环状排列,具 形成层 常具网状脉
花部常5或4基数 常具3个萌发孔

维管束散生,无形成层
常具平行脉 花部常3基数 常具单个萌发孔

被子植物的一般特征
? 被子植物是植物界最高级的一类,自新生代以来, 它们在地球上占着绝对优势。 ? 现知被子植物共1万多属,约20多万种,占植物界 的一半,我国有2700多属,约3万种。

被子植物的一般特征
(一)具有真正的花
? 典型的被子植物的花由花萼、 花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分 组成,各个部分称为花部。 ? 被子植物花的各部在数量上、 形态上有极其多样的变化, 这些变化是在进化过程中, 适应于虫媒、风媒、鸟媒、 或水媒传粉的条件,被自然 界选择,得到保留,并不断 加强造成的。

被子植物的一般特征
(二)具雌蕊
? 雌蕊由心皮所组成,包括子房、 花柱和柱头3部分。 ? 胚珠包藏在子房内,得到子房 的保护,避免了昆虫的咬噬和 水分的丧失。 ? 子房在受精后发育成为果实。 果实具有不同的色、香、味, 多种开裂方式;果皮上常具有 各种钩、刺、翅、毛。果实的 所有这些特点,对于保护种子 成熟,帮助种子散布起着重要 作用,它们的进化意义也是不 言而喻的。

被子植物的一般特征
(三)具有双受精现象
? 双受精现象,即两个精细胞进 入胚囊以后, ? 1个与卵细胞结合形成合子, ? 另1个与2个极核结合,形成3n 染色体,发育为胚乳,幼胚以 3n染色体的胚乳为营养,使新 植物体内矛盾增大,因而具有 更强的生活力。 ? 所有被子植物都有双受精现象, 这也是它们有共同祖先的一个 证据。

被子植物的双受精
⒈ 概念:
精细胞(N)+卵细胞(N) 精细胞(N)+2个极核(N) 合子(2N) 初生胚乳核(3N)

⒉ 过程:
不管花粉管如何进入胚珠,总是从珠孔端进入胚囊

。并且花粉管进入总与助细胞有关。花粉管进入胚囊后 ,管的末端破裂,把精细胞和内容物注入进胚囊。两个 精细胞游离到卵细胞和中央细胞,与它们融合。

柱头
花柱

助细胞 卵细胞 极核 子房

反足细胞

花 粉 粒 的 识 别

花 粉 管 的 伸 长

双 受 精 的 过 程

融 合 后 的 合 子 和 初 生 胚 乳 核

受精卵 初生胚乳核

被子植物的一般特征
(四)孢子体高度发达
? 被子植物的孢子体,在形态、结构、生活型等方 面,比其他各类植物更完善化、多样化 ? 有世界上最高大的乔木,如杏仁桉,高达156米; ? 有重达25千克仅含1颗种子的果实,如王棕(大王 椰子) ? 有在3周内开花结籽完成生命周期的植物(如一些 生长在荒漠的十字花科植物)

被子植物的一般特征

(五)配子体进一步退化 (简化) ?被子植物的雌、雄配子 体均无独立生活能力, 终生寄生在孢子体上, 结构上比裸子植物更简 化。配子体的简化在生 物学上具有进化的意义。

小孢子的形成
(一)减数分裂

减数分裂发生在花粉母细胞形成花粉粒和胚
囊母细胞形成胚囊的时候。它包括两次连续的分

裂,但DNA只复制一次,染色体也仅分裂一次,因
此,减数分裂后形成四个子细胞,每个子细胞的 染色体数目为母细胞的一半。

三、花粉粒的发育和形态结构
四分体 单核中央期 单核靠边期 双核 期 (核分裂,形成营养核和生殖核) 成熟花粉粒 花粉粒的类型:

2--细胞花粉粒:成熟花粉粒内只含有营养细胞和生殖细胞。
3—细胞花粉粒:生殖细胞在花粉粒成熟前,进行一次有丝分 裂,形成两个精细胞。成熟花粉粒内有三个细胞。

单核中央期

单核靠边期

花 粉 粒 内 双 核 的 形 成

双核期

营养细胞 生殖细胞

2--细胞花粉粒

单孢型胚囊的发育

胚 囊 母 细 胞

减数分裂

四 分 体

三个 退化, 另一 三次有丝分裂 个形 只有核分裂 成胚 囊

八 核 胚 囊

七 细 胞 成 熟 胚 囊

被子植物的生活史
1、生活史: ? 植物在一生中所经历的发育和繁殖阶段,前后相继, 有规律地循环的全部过程,称为生活史。 ? 一般把被子植物从种子到种子这整个生活历程称为生 活史。 2、生活史的特征 ? 1、双受精 ? 2、孢子体发达,配子体退化,寄生在孢子体上 ? 3、产生真正的花,有花被,有子房及果实的形成

被子植物生活史
孢子体 合子

孢子体世代
双受精作用 配子体世代 雄配子

小孢子 母细胞

大孢子 母细胞

减数分裂

小孢子 大孢子

雄配子体 雌配子 雌配子体

种子和果实
被子植物的双受精完成后,胚珠发育成
种子,子房发育成果实。花的其它部分脱

落或参与形成果实的一部分。
果实结构由果皮和种子组成,种子由种 皮、胚和胚乳组成,果皮和种皮结构简 单,因此主要了解胚和胚乳的发育。

花各部至果实和种子的发育过程: 凋落或宿存
花萼: 花冠:
雄蕊: 常凋落 花药 花丝 柱头(凋落) 花柱(凋落) 雌蕊: 胚珠 胚囊 花粉粒 花粉管 生殖细胞 卵细胞 合子 极核 助细胞(消失) 反足细胞(消失) 种 子 营养细胞 精 精 细 细 胞 胞


胚乳

初生胚乳核

珠心
珠被

消失或外胚乳
种皮 种孔 种柄 胎座 果皮 变成果实一部分或否

子房

珠孔 珠柄 胎座 子房壁

果 实

花托: 花柄:

果柄

一、种子的形成
(一)胚的发育:以双子叶植物为例说明其发育。 基细胞 合子 顶细胞 胚柄 八分体 退化消失 胚

(二)胚乳的发育:由初生胚乳核发育而成。
核型胚乳:初生胚乳核的第一次分裂,以及以后的多次分裂,不伴随细胞 壁的形成,有细胞核游离时期。 细胞型胚乳:初生胚乳核第一次分裂后,即形成细胞壁。 沼生目型胚乳:初生胚乳核第一次分裂,把胚囊分成两室—珠孔室和合点 室,珠孔室和合点室都进行多次分裂,但核都处于游离状态,以后,珠孔室 完成胚乳的发育。

(三)种皮的结构:由珠被发育而来。

基细胞 顶细胞

二、果实的形成和类型
(一)果实的形成
1. 真果:完全由子房形成的果实。 2. 假果:除子房外,花的其它部分参与形成果实。

(二)单性结实和无籽果实 子房不经过受精而形成果实,称为单性结实。 单性结实的果实为无籽果实。

三、果实和种子的传播 (一)对风力散布的适应 (二)对水力散布的适应

(三)对动物和人力散布的适应
(四)靠果实本身力量使种子散布的结构

根和茎

一、根和根系的类型
㈠根的类型 ⒈主根(main root):由胚根形成。 ⒉侧根(lateral root):主根、侧根和不定根上的支根。来 源于母根中柱鞘或内皮层。 ⒊不定根(adventitious root):来源不固定,由茎、叶或胚 轴上生出。

㈡根系(root system)的类型 ⒈直根系:有明显主根和侧根区别的根系。 ⒉须根系:主根不发达,无有明显主根和侧根区别的根系。 直根系多为深根系。 须根系多为浅根系。

三、根的发育 ㈠顶端分生组织的分裂、生长、分化 ? 原始细胞:在植物的分生组织中,一些经过不断更新 始终保留在分生组织中具有分生能力的细胞称为原始 细胞。 ㈡根尖(root tip):是指根的顶端到着生根毛的一段。 ⒈根冠(root cap): ⒉分生区(meristematic zone) ⒊伸长区(elongation zone) ⒋成熟区(maturation zone)

成熟区

伸长区

分生区

顶端分生组织

根冠

1、根冠:是根特有的组织,由不规则的薄壁细胞组成, 对分生区起保护作用。作用参照资料。 2、分生区:位于根冠内方的顶端分生组织, 包括原分生 组织和初生分生组织。 3 、伸长区:细胞分裂逐渐停止,细胞体积扩大, 细胞 沿根的长轴方向伸长。 4、成熟区(根毛区):细胞停止伸长,并且多已分化成熟, 表皮常产生根毛。

根毛:是根的表皮细胞外壁向外延伸的 管状结构,为根特有的结构,具 吸收和固着作用。

四、根的初生结构
由根的初生分生组织分裂衍生而来的细胞,经过生长,形 成根的初生结构。
表皮:由原表皮发育而来。 皮层:由基本分生组织发育而来。

外皮层
皮层薄壁细胞

内皮层
维管柱:由原形成层发育而来。 (中柱) 中柱鞘 初生木质部 初生韧皮部 薄壁细胞

表皮 韧皮部

中柱鞘 内皮层

凯氏带

薄壁细胞

㈠表皮 由一层表皮细胞组成,表皮细胞壁薄,角质层薄,不具气 孔,部分细胞细胞壁外突生长,形成根毛。 ㈡皮层 外皮层为紧靠表皮的一层或几层细胞,细胞较小,排列 紧密,无胞间隙。在一定时期,能代替表皮起保护功能。 皮层薄壁细胞占皮层的绝大部分,细胞体积大,排列疏 松,有明显的胞间隙。 内皮层为皮层最内的一层,细胞排列整齐紧密,无胞间 隙。最明显的特征是其上具有凯氏带的结构。 凯氏带(casparian strip):内皮层细胞的细胞壁的横 壁和径壁上,常有一条栓质化和木质化的带状增厚。凯氏 带可控制水分和溶质的横向运输。

㈢维管柱:内皮层以内的部分,包括中柱鞘、初生维管组 织,有的有髓。
1、中柱鞘:维管柱最外的一层(也有的有2层、多层)细胞, 由原形成层发育而来,具潜在的分生能力。由此可产生部分维管形 成层、木栓形成层、不定芽、侧根和不定根。 2、初生维管组织:包括初生木质部和初生韧皮部,各自成束, 相间排列。

初生木质部:外 始式发育。原生 木质部在外,后 生木质部在内。 木质部脊:二原 型、三原型、 ………多原型。

初生韧皮部:外始 式发育。原生韧皮 部在外,后生韧皮 部在内。成束。在 同一根中的束数与 木质部的脊数相同 ,相间排列。

蚕豆幼根中柱放大

表皮
外皮层 皮层薄壁细胞

内皮层
中柱鞘 初生木质部

薄壁细胞
初生韧皮部

内皮层 中柱鞘 后生韧皮部 原生韧皮部 后生木质部 原生木质部

薄壁细胞

六、根的次生生长和次生结构
次生生长:由于维管形成层和木栓形成层的活动,使植 物根进行加粗生长或形成周皮的过程,称为 次生生长。 维管形成层:初生木质部和初生韧皮部之间的一种侧生 分生组织,由薄壁细胞反分化而来。
木栓形成层:由中柱鞘等细胞恢复分生能力,形成的一 种侧生分生组织。 次生结构:由次生生长所产生的次生组织形成的结构。 包括次生维管组织和次生保护组织。`

六、根的次生生长和次生结构
㈠维管形成层的发生
⒈初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞,形成条状形成层 ⒉初生木质部正对的中柱鞘细胞,连接成环 ㈡维管形成层的活动 ⒈主要进行切向分裂,向外产生次生韧皮部,向内产生次生 木质部。 ⒉还进行径向分裂和其它方向的分裂,使形成层周径扩大。 ⒊在次生韧皮部和次生木质部之间产生新的组织,使维管组 织内有轴向和径向之分。

薄壁细胞

中柱鞘

表皮 皮层 初生韧皮部 次生韧皮部 维管形成层 次生木质部 薄壁细胞 初生木质部 射线

(三)木栓形成层的发生和它的活动 1、形成层的发生:开始由中柱鞘细胞恢复分生能力 而形成。以后的发生逐渐内移,可深达次生韧皮部。 2、木栓形成层的活动:向外形成大量木栓层,向内 形成栓内层。 木栓、栓内层与木栓形成层合称周皮。 周皮的作用:次生保护组织,起保护作用 。

双子叶植物根中组织分化的过程

八、根的变态 (一)贮藏根 1、肉质直根:由主根发育而来。 萝卜:次生木质部发达。 胡萝卜:次生韧皮部发达。 甜菜:三生结构。除初生、次生结构外,甜菜的中柱 鞘细胞还可产生新的形成层,称额外形成层, 它分裂产生大量的薄壁细胞和新的维管组织。 2、块根:由侧根或不定根发育而来。

贮藏根 气生根

肉质直根 块 根 支柱根 攀援根 呼吸根

萝卜、胡萝卜 甘薯 榕树 常春藤 水松、红树 菟丝子

寄生根

根头 根颈

周皮 皮层
形成层

次生韧皮部

初生木质部
初生韧皮部

本根

次生木质部

萝卜根横切面简图

甜 菜 根 的 发 育

(二)气生根 ⒈支柱根 ⒉攀缘根 ⒊呼吸根 (三)寄生根:寄生植物叶退化,根伸入寄主体 内,吸取寄主的营养。

气生根

寄生根

二、茎的初生结构
㈠双子叶茎的初生结构
表皮: 皮层:
初生木质部

维管柱:

维管束 髓 髓射线

初生韧皮部
束中形成层

表皮 初生韧皮部 皮层 初生木质部 束中形成层 髓射线

维管束

⒈表皮 茎的表皮由一层表皮细胞组成,是主要起保护作用的

初生保护组织。表皮细胞最显著的特征是其外切向壁明
显增厚,并且角质化。 ⒉皮层 表皮内方,由多层薄壁组织细胞组成。常不形成内皮 层,并且在幼茎内,近表皮的皮层细胞常含叶绿体。

⒊维管柱
由维管束、髓和髓射线三部分组成。

表皮 皮层

维管束 髓 髓射线

①维管束:茎内的维管组织即初生木质部和初生韧皮
部常结合成束,称维管束。 初生木质部:由导管、管胞、木薄壁细胞和木纤 维组成。发育方式内始式。 初生韧皮部:由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧 皮纤维组成。发育方式外始式。
茎内维管束有下列几种类型:外韧维管束、内韧维管束、双韧维 管束、周木维管束、周韧维管束。 并可根据初生木质部和初生韧皮部之间有无形成层分为有限维管 束和无限维管束。

周韧维管束
无限维管束 周木维管束 外韧维管束 双韧维管束

内韧维管束

维管束的类型:

代表木质部, 代表韧皮部

2 3

1

1、初生木质部 2、初生韧皮部 3、束内形成层

②髓:茎中央由薄壁细胞组成的中心部分。 ③髓射线:位于皮层和髓之间,具横向运输作用 的薄壁细胞。也称初生射线。

㈡单子叶植物茎的初生结构——453页 可分为实心茎和空心茎(中央具髓腔)两种。 现以玉米茎为例,说明其结构。 ⒈表皮:由两种表皮细胞组成—长细胞和短细胞。短细 胞又可分为栓细胞和硅细胞。

⒉基本组织:由于玉米茎内维管束散生,因此无皮层和 维管柱的明显分界。
⒊维管束:外有维管束鞘;维管束由外向内,先是韧皮 部,后是木质部,没有形成层,故为有限维管束。韧 皮部的分化为外始式;木质部的分化为内始式。

表皮

基本组织

维管束

原生韧皮部 后生韧皮部

后生木质部
胞间道 原生木质部 维管束鞘

五、茎的次生生长和次生结构
㈠双子叶植物茎的次生结构
⒈维管形成层的来源 束中形成层和束间形成层两部分。 束中形成层由初生分生组织保留而来,在韧皮部 和木质部之间。

束间形成层由初生结构中的髓射线中的薄壁组织 恢复分生能力而来。

初生韧皮部 初生木质部 束间形成层 束中形成层 维管形成层 皮层 表皮

表皮 皮层 初生韧皮部 束间形成层 束中形成层 初生木质部 维管束

形成层的细胞可分为纺锤状原始细胞和射线原始细胞两种。 纺锤状原始细胞
切向分裂

次生木质部 次生韧皮部

维 管 形 成 层

横 裂 、 纵 裂 、 缩 短

径向分裂、侧向分裂等
径向分裂

扩大维管形成层环的 周径

射线原始细胞

韧皮射线 木射线

木质部 髓

维管形成层
韧皮部

⒊维管形成层的季节性活动 ①早材和晚材: 早材:温带的春季或热带的湿季;形成层活动旺盛,形成的次生木质 部细胞,径大而壁薄,质地疏松,颜色浅,称早材或春材。 晚材:温带的夏末、秋初或热带的旱季;形成层活动减弱,形成的次 生木质部细胞,径小而壁厚,质地紧密,颜色深,称晚材或秋材。

②年轮线和年轮:
年轮线:当年早材与上年晚材之间的界限。 年轮:两个年轮线之间的次生木质部,即一年中形成的早材和晚材。

③心材和边材:
心材:次生木质部的内层,较早形成的木材。 边材:靠近维管形成层的次生木质部,是新形成的木材。

韧皮纤维 韧皮部 形成层

晚材 早材 木射线



⒋木栓形成层的来源和活动 木栓形成层第一次的形成,因不同植物有所差异,可起 源于表皮、皮层的各部分。其活动时间一般较短,以后 ,发生位置逐渐内移。 木栓形成层的活动将形成次生保护组织--周皮。 ⒌树皮和皮孔 树皮可指维管形成层以外的所有结构。 可包括外树皮和内树皮两部分。外树皮指新的木栓层 以外的所有组织。因为得不到水分和营养,逐渐干燥、 脱落,因此,又称硬树皮或落皮层。内树皮指新的木栓 形成层以内的部分,是一些生活的组织构成,又称软树 皮。 皮孔是树皮上的气体交换通道,可分为具封闭层的和 不具封闭层的两种。

木栓层

木栓形成层

栓内层

茎的变态 地上茎的变态类型
叶状茎 茎卷须 枝 刺 肉质茎 昙花、文竹、天冬草等 黄瓜、南瓜、葡萄等 山楂、皂荚等 仙人掌等

地下茎的变态类型
根状茎 块 茎 球 茎 鳞 茎 竹、姜、莲等 马铃薯等 荸荠、芋、慈菇等 洋葱、水仙、百合等

二、茎的变态 (一)地上茎的变态
⒈茎刺 ⒉茎卷须 ⒊叶状茎 ⒋小鳞茎、小块茎

茎刺

茎卷须

(二)地下茎的变态
⒈根状茎:地下横走的茎,上有节和节间。叶长 退化成鳞叶,并有腋芽。 ⒉块茎:根状茎先端膨大而成。上有芽眼、芽眉 等结构。 ⒊鳞茎:茎扁平,称鳞茎盘。上有鳞叶。 ⒋球茎:球形的地下茎。具明显节与节间,叶退 化成膜质鳞叶。

根状茎

块茎

洋葱的鳞茎

慈姑的球茎


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