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节水论文:精准化微灌节水智能控制系统的研究与设计.doc

1、第三章 种子植物的营养器官第一节 根根的生理功能:l 吸收作用,吸收土壤中的水、二氧化碳和无机盐。l 输导作用l 合成的功能l 储藏和繁殖根和根系的类型 主根、侧根和不定根 定 根:主根、侧根 不定根:由茎、叶、老根、胚轴产生的根直根系和须根系 深根系、浅根系直根系(深根系)裸子植物、双子叶植物的根系须根系(浅根系)单子叶植物的根系深根系、浅根系:取决于植物种类、生长发育、土壤条件和人为因素根尖的结构和发展 根冠(root cap):由许多不规则的薄壁细胞组成,外层细胞不断死亡、解体、脱落。保护,分泌粘液,含淀粉粒。 分生区(meristematic zone) 伸长区(elongation

2、zone) 成熟区(maturation zone)根尖的结构-分生区 分生区:也叫生长锥,由顶端分生组织及其附近活跃分裂的细胞组成。不断进行细胞分裂,增生的细胞除一部分向前发展成根冠细胞外,大部分向后方发展,经过细胞生长、分化、逐渐形成根的初生结构。 顶端分生组织由原始细胞及其衍生细胞组成。种子植物根尖具两种类型:维管柱、皮层和根冠都有各自的原始细胞,表皮与皮层或根冠同原。进化。具有共同的原始细胞。根尖的结构-分生区 静止中心(quiescent centre):根早期发育中,顶端分生组织原始细胞的有丝分裂非常活跃,但随着根的生长,这些原始细胞的分裂频率明显下降或停止。根尖的结构-伸长区 细

3、胞已逐渐停止分裂,体积扩大,并明显地沿根的长轴方向延伸。已开始细胞分化,未成熟的木质部导管和未成熟的韧皮部筛管往往出现在该区域。根尖的结构-成熟区 又称根毛区。细胞已停止伸长,并分化成熟。根的初生结构(primary structure) 初生生长 (primary growth):顶端分生组织及其衍生细胞的增生和成熟所引起的生长过程。 初生组织(primary tissue):初生生长过程中所产生的各种成熟组织。 初生结构(primary structure):由初生组织共同所组成的结构。 根的初生结构:由表皮、皮层和维管柱三个部分构成。 皮层:基本组织发育而成。薄壁细胞组成,细胞排列疏松,

4、胞间隙显著。 内皮层(endodermis):一层,排列紧密。具凯氏带(casparian strip):环绕内皮层细胞径向壁和横向壁上的木质带状加厚部分。根的初生结构凯氏带根的初生结构维管柱 中柱鞘和初生维管组织构成。 中柱鞘(pericycle):维管柱的外层组织,由原形成层发育而来,保持潜在的分裂能力。 初生维管组织:初生木质部(primary xylem)和初生韧皮部(primary phloem). 外始式(exarch): 由外方开始向内逐渐发育成熟的方式。 原生木质部(protoxylem)和后生木质部(metaxylem) 原生韧皮部(protophloem)和后生韧皮部(me

5、taphloem)维管形成层的发生和活动 初生韧皮部内方形成。进行平周分裂。最初为条状,各条逐渐向左右两侧扩展,连接成形成层环(多角形)。 形成层进行平周分裂,向内形成次生木质部,向外形成次生韧皮部。轴向系统。 维管射线:木射线和韧皮射线。横向运输,径向系统。 次生结构的特点: 次生木质部居内,次生韧皮部居外,相对排列,有轴向系统和径向系统之分。 形成层除平周分裂,使根直径增粗外,也进行少量切向分裂,使形成层周径扩大。 次生结构中次生木质部占据大部分比例,次生韧皮部所占比例较少。木栓形成层的发生和活动 中柱鞘细胞恢复分裂能力,形成木栓形成层(phellogen)。 木栓形成层进行平周分裂,向外

6、产生木栓层(phellem or cork),向内产生栓内层(phelloderm),共同构成周皮(periderm)第二节 茎 一、茎的生理功能和经济利用 二、茎的形态1、茎的生理功能和经济利用 输导作用 支持作用 储藏和繁殖作用 食用、药用、工业原料、木材和竹材等2、 组成:节(node)、节间(internode) 枝(shoot) 长枝、短枝 叶痕(leaf scar)、维管束痕(bundle scar) 芽鳞痕(bud scake scar)芽的概念和芽的类型 芽(bud):处于幼态而未伸展的枝、花、或花序。 花芽(floral bud)、枝芽(branch bud) 枝芽:顶端分生

7、组织、叶原基、幼叶和腋芽原基。芽的类型I 按芽在枝上的位置:定芽和不定芽。定芽(normal bud):顶芽和腋芽。生于主干或侧枝顶端的芽。副芽、叶柄下芽不定芽(adventitious bud):不是生在枝顶或腋内的芽芽的类型 II 按芽鳞的有无分: 裸芽(naked bud):没有芽鳞,只被幼叶包被。 被芽(protected bud):越冬芽外面有芽鳞包被,鳞芽。芽的类型 III 按芽将形成的器官性质: 枝芽(branch bud) 花芽(floral bud) 混合芽(mixed bud):一个芽含有枝芽和花芽的组成部分,可以同时发育成枝和花。芽的类型 按芽的生理活动状态 活动芽(ac

8、tive bud): 生长季节活动的芽。 休眠芽(dormant bud):在生长季节不生长、不发展,保持休眠状态茎的生长习性:直立茎(erect stem) 缠绕茎(twining stem)攀援茎(climbing stem) 以卷须攀援,丝瓜 以气生根攀援,常春藤 以叶柄攀援,旱金莲 以钩刺攀援,白藤 以吸盘攀援,爬山虎匍匐茎(creeping stem)茎的生长习性藤本植物(liana) 本质藤本:葡萄,紫藤、大血藤。 草质藤本:南瓜、茑萝分枝的类型 单轴分枝(monopodial branching):杨、松 合轴分枝(sympodial branching):无花果、桑、菩提树。

9、假二叉分枝(false dichotomous branching):丁香、茉莉禾本科植物的分蘖 分蘖(tiller):地面下和近地面的分节(根状茎节)上产生腋芽,以后腋芽形成具不定根的分枝。茎的发育顶端分生组织 茎的顶端分生组织的活动产生茎的节、节间、叶、腋芽以及转化为生殖结构。 原分生组织: 原套和原体 初生分生组织:原表皮、基本分生组织和原形成层。顶端分生组织组成的几种理论 组织原学说(histogen theory)原套-原体学说(tunica-corpus theory)细胞分区学说(concept of cytological zonation)叶和芽的起源_ 叶的起源:叶原基起源

10、于顶端分生组织表面的第二层或第三层。_ 芽的起源:顶芽起源于主枝和侧枝上的顶端分生组织。腋芽起源于叶原基的叶腋处。_ 外起源:茎上的叶和芽起源于分生组织表面第一或第二、第三层细胞。_ 不定芽:发生与顶端分生组织无直接关系。可分为外起源(靠近表面发生的)和内起源(深入内部组织中发生。茎的初生结构 初生组织:茎的顶端分生组织中初生分生组织所衍生的细胞,经过分裂、生长、分化而形成的组织。 初生结构:由初生组织组成了茎的初生结构。双子叶植物和裸子植物茎的初生结构 表皮:一层活细胞组成,由原表皮发育而来,具叶绿体,为茎的初生保护组织。 皮层:多层薄壁组织组成。外围常具有厚角组织。 维管柱:维管束、髓和髓

11、射线组成。 维管束:由初生木质部和初生韧皮部共同组成的束状结构,由原形成层分化而成。 无限维管束:双子叶植物维管束的初生木质部和初生韧皮部间存在着形成层,可产生新的木质部和新的韧皮部。 有限维管束:单子叶植物维管束的初生木质部和初生韧皮部间不存在形成层,不能产生新的木质部和新的韧皮部。 外韧维管束(collateral bundle):初生韧皮部在外方,初生木质部在内方。多数植物属此类型。向日葵、苜蓿。 双韧维管束(bicollateral bundle):初生木质部的内外方都存在着初生韧皮部。葫芦科、茄科、夹竹桃科。 周韧维管束(amphicribral bundle):木质部在中央,外由韧

12、皮部包围。蕨类植物,被子植物中大黄、酸模等茎,及花丝中。 周木维管束(amphivadal bundle):韧皮部在中央,外由木质部包围。香蒲和鸢尾,蓼科和胡椒科茎中。 同心维管束(concentric bundle):一种维管组织包围另一种维管组织。周韧维管束,周木维管束。 初生木质部:导管、管胞、木薄壁组织和木纤维。内始式:原生木质部居内,后生木质部居外。维管束 初生韧皮部:筛管、伴胞、韧皮薄壁组织和韧皮纤维组成。运输有机营养。外始式。维管束 维管形成层:出现于初生韧皮部和初生木质部之间,是原形成层在初生维管束的分化过程中留下的潜在的分生组织。 髓(pith) :茎初生结构中,由薄壁组织构

13、成的中心部分。环髓带(perimedullary zone),髓腔(pith cavity) 髓射线(pith ray):维管束间的薄壁组织,也称初生射线(primary ray)裸子植物植物茎的初生结构 同双子叶植物茎相同。皮层具树脂道。 初生木质部和初生韧皮部组成分子有差异。单子叶植物的初生结构 只具初生结构,维管束由木质部和韧皮部组成。无形成层。 维管束的排列方式:U 维管束无规则地分散在整个基本组织中,愈向外愈多,皮层和髓难以分辨。U 维管束排列成两圈,中央为髓。单子叶植物的初生结构玉米 表皮:长细胞和短细胞(栓质化细胞和硅质化细胞)。 基本组织:维管束分布其中,不能区分皮层和髓。近表

14、皮由厚壁组织组成。 维管束:多个维管束。具维管束鞘(厚壁组织)韧皮部在外,木质部在内,无形成层。单子叶植物的初生结构竹茎 竹节:秆环、箨环、横隔板。 竹壁:竹青、竹肉、竹黄。 表皮、基本组织和维管束组成。机械组织发达。原生木质部的腔隙被填实。基本组织为厚壁组织。茎的次生生长和次生结构 次生生长:茎的侧生分生组织的细胞分裂、生长和分化和活动使茎加粗的过程。 次生结构:次生生长所形成的次生组织组成了次生结构。 维管形成层的来源:束中形成层(前身为原形成层)和束间形成层。 形成层细胞的组成、分裂方式和衍生细胞的发育 纺锤状原始细胞:纺锤形,长轴与茎的长轴平行,细胞明显液泡化。 射线原始细胞:近等径,

15、与茎的纵轴垂直排列。 形成层带(cambium zone):形成层只由一层原始细胞。当其分裂活跃时,形成层原始细胞和尚未分化的衍生细胞所组成。 形成层形成木质部细胞远比韧皮部多。 纺锤状原始细胞分裂、分化形成次生木质部的导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维。细胞长轴与茎轴平行,组成轴向系统。 射线原始细胞分裂、分化形成次生木质部的木射线,细胞径向伸长和排列,构成了与茎轴垂直的径向系统。 纺锤状原始细胞向外分裂、分化形成次生韧皮部的筛管、伴胞、韧皮薄壁组织和韧皮纤维。轴向系统。 射线原始细胞分裂、分化形成韧皮射线。径向系统。 形成层自身周径的增大,增殖分裂。径向垂周分裂 侧向垂周分裂 拟横分裂 侵入生

16、长(intrusive growth):正在生长的细胞插入相邻细胞间,在向前延伸中,各以尖端把另一细胞沿着胞间层处加以分离。 射线原始细胞的增殖:三种方式。 维管形成层的季节活动和年轮z 早材(early wood):生长季早期形成的次生木质部。细胞径大而壁薄。也称春材。z 晚材(late wood):生长季后期形成的次生木质部。细胞径小而壁厚,管胞数量增多。也称秋材。z 年轮(growth ring):一个生长季中形成的次生木质部,由早材和晚材共同组成的一轮显著的同心环层。z 心材(heart wood):次生木质部的内层,近茎内较深的中心部分,养料和氧气不易进入组织死亡。失去输导作用。具有

17、侵填体(tylosis)。z 边材(sap wood):次生木质部外围色泽较淡的部分。具生活细胞具有输导贮藏作用u 木栓形成层的来源和活动u 次生生长初期,接近表皮的皮层细胞恢复分裂能力,形成木栓形成层。老的树干往往由次生韧皮部发生。 树皮(bark):维管形成层或木质部外方的全部组织。 落皮层:新周皮以外的部分。第三节 叶 一、叶的生理功能和经济利用 二、叶的形态叶的生理功能和经济利用1、光合作用 CO2+H2O 光能 CH2O+O2 合成有机物,贮藏能量。2、蒸腾作用 根系吸水的动力;矿物质在植物体内的转运;降低叶表面的温度3、经济价值 食用、药用以及其它用途。 1、叶的组成 叶片(lam

18、ina)、叶柄(petiole)和托叶(stipule)三部分组成。完全叶(complete leaf)不完全叶(incomplete leaf)无柄叶(sessil leaf)2、叶片的形态 叶片形态多种多样,大小不同,形状各异。 针形(acicular): 松 线形(linear):稻、麦 披针形(lanceolate):柳、桃 椭圆形(elliptical):樟 卵形(ovate):向日葵 菱形(rhomboidal):乌桕 心形(cordate):紫荆 肾形(reniform):积雪草 叶基本形状前可加“长、广、倒”。如:长椭圆形、广椭圆形、倒椭圆形。 圆形叶、扇形叶、三角形叶、剑形叶

19、 盾形叶叶的形态叶尖的形态渐尖(acuminate)急尖(acute)钝形(obtuse)截形(truncate)具短尖(mucronate)具骤尖(cuspidate)微缺(emarginate)倒心形(obcordate)叶的形态叶基的形态 耳形(auriculate)箭形(sagittate)戟形(hastate)匙形(spatulate)偏斜形(oblique)叶的形态叶缘的形态 全缘(entire)波状(undulate)皱缩状(crisped)齿状:轮锯齿、牙齿、重锯齿、圆齿 缺刻(lobed)浅裂(cleft)深裂(partite)全裂 (dissect)叶的形态禾本科植物叶 叶

20、片和叶鞘(leaf sheath)两部分构成 叶环(叶枕),叶舌(ligulate), 叶耳(auricle)叶的形态脉序 叶脉(vein):贯穿在叶肉内的维管束和其它有关组织。是叶内输导和支持结构。 脉序(venation):叶脉在叶片上呈现出各种有规律的脉纹的分布。 平行脉(parall vein):侧出平等脉或侧出脉、辐射平等脉或射出脉、弧状平等脉或弧形脉 网状脉(reticulate vein):羽状网脉、掌状网脉。 叉状脉(forked vein)叶的形态单叶和复叶 单叶(simple L):一个叶柄上只着生一张叶片。 复叶(compound L):一个叶柄上着生许多小叶。叶轴(ra

21、chis)(总叶柄 common petiole)、小叶(leaflet)、小叶柄(petiolule)羽状复叶(pinnately compound L) 掌状复叶(palmately compound L)三出复叶(ternately compound L) 三出掌状复叶、三出羽状复叶 奇数羽状复叶 偶数羽状复叶 一回羽状复叶 二回羽状复叶 三回羽状复叶 单身复叶叶的形态叶序 叶序(phyllotaxy):叶在茎上有规律的排列方式。互生(alternate)、对生(opposite)和轮生(whorled) 叶序周(cycle): , 1/3, 2/5, 3/8, 5/13, 8/21.叶的形态叶镶嵌 叶镶嵌:同一枝上的叶,以镶嵌状态的排列方式而不重叠的现象。叶的形态异形叶性 异形叶性(heterophylly): 同一植株上具有不同叶形的现象3. 叶的发育 顶端分生组织侧向突起,形成叶原基,顶端生长使叶原基引长,然后边缘生长形成叶的整个雏形。通过居间生长使叶片面积扩大,并分化出栅栏组织、海绵组织和维管束。叶的结构 异面叶(bifacial leaf)等面叶(isobilateral leaf) 表皮 叶肉 叶脉叶的结构表皮 分上下表皮,各由一层生活细胞组成, 复表皮(multiple epidermis):少数植物具有。 气孔:由保卫细胞和它们间的孔口共同组成。

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