第一篇:高中生物竞赛培优教案植物(一)
植物培优教案(一)
生物界的划分 在自然界中,生物是多种多样的,植物只是自然界中生物的一员。整个生物界的划分,关系到植物界的细致分类和进行其他的研究。生物界究竟应该分成几个界,长期来,随着科学的发展,人们有着不同的看法。瑞典博物学家林奈在十八世纪就把生物界分成植物和动物两界。这种两界系统,建立得最早,也沿用得最广和最久。以后出现了三界系统,即在动、植物界外,又另立原生生物界。后来又有了四界系统,即植物界、动物界、原生生物界(或真菌界)和原核生物界。所谓五界系统,即植物界、动物界、真菌界、原生生物界和原核生物界。在七十年代,我国学者又把类病毒和病毒另立非细胞生物界,和植物界、动物界、菌物界(即真菌界)、原生生物界、原核生物界,共同组成了六界系统。
植物的组织
一、植物组织的概念
在个体发育中,具有相同来源的(即由同一个或同一群分生细胞生长、分化而来的)同一类型,或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位,称为组织。由一种类型细胞构成的组织,称简单组织。由多种类型细胞构成的 1 组织,称复合组织。
二、植物组织的类型
植物组织分成分生组织和成熟组织两大类:
(一)分生组织
1.分生组织的概念:能持续分裂的细胞组成的一些细胞群,称为分生组织。2.分生组织的分类
(1)按在植物体上的位置分:根据在植物体上的位置,可以把分生组织区分为顶端分生组织、侧生分生组织和居间分生组织。
①顶端分生组织:顶端分生组织(图1—39)位于茎与根主轴的和侧枝的顶端。它们的分裂活动可以使根和茎不断伸长,并在茎上形成侧枝和叶,使植物体扩大营养面积。茎的顶端分生组织最后还将产生生殖器官。
顶端分生组织细胞的特征是:细胞小而等径,具有薄壁,细胞核位于中央并占有较大的比例,液泡小而分散,原生质浓厚,细胞内通常缺少后含物。
②侧生分生组织:侧生分生组织(图1—40)位于根和茎的侧方的周围部分,靠近器官的边缘。它包括形成层和木栓形成层。形成层的活动能使根和茎不断增粗,以适应植物营养面积的扩大。木栓形成层的活动是使长粗的根、茎表面或受伤的器官表面形成新的保护组织。
侧生分生组织的细胞与顶端分生组织的细胞有明显的区别,例如形成层细胞大部分呈长 梭形,原生质体高度液泡化,细胞质不浓厚。而且它们的分裂活动往往随季节的变化具有明显的周期性。
③居间分生组织:居间分生组织是夹在多少已经分化了的组织区域之间的分生组织,它是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。
(2)按来源的性质分:分生组织也可根据组织来源的性质划分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织。
①原分生组织:原分生组织是直接由胚细胞保留下来的,一般具有持久而强烈的分裂能力,位于根端和茎端较前的部分。
②初生分生组织:初生分生组织是由原分生组织刚衍生的细胞组成,这些细胞在形态上已出现了最初的分化,但细胞仍具有很强的分裂能力,因此,它是一种边分裂一边分化的组织,也可看作是由分生组织向成熟组织过渡的组织。
③次生分生组织:次生分生组织是由成熟组织的细胞,经历生理和形态上的变化,脱离原来的成熟状态(即反分化),重新转变而成的分生组织。
如果把二种分类方法对应起来看,则广义的顶端分生组织包括原分生组织和初生分生组织,而侧生分生组织一般讲是属于次生分生组织类型,其中木栓形成层是典型的次生分生组织。(二)成熟组织
1.成熟组织的概念:分生组织衍生的大部分细胞,逐渐丧失分裂的能力,进一步生长和分化,形成的其它各种组织,称为成熟组织,有时也称为永久组织。
2.成熟组织的类型:成熟组织可以按照功能分为保护组织、薄壁组织、机械组织、输导 组织和分泌结构。
(1)保护组织:保护组织是覆盖于植物体表起保护作用的组织,它的作用是减少体内水分的蒸腾,控制植物与环境的气体交换,防止病虫害侵袭和机械损伤等。保护组织包括表皮和周皮。
①表皮:表皮又称表皮层(图1—41A,B;图1—42),是幼嫩的根和茎、叶、花、果实等的表面层细胞。它是植物体与外界环境的直接接触层,因此,它的特点与这一特殊位置和生理功能密切有关。
②周皮:周皮(图1—44)是取代表皮的次生保护组织,存在于有加粗生长的根和茎的表面。它由侧生分生组织——木栓形成层形成。木栓形成层平周地分裂,形成径向成行的细胞行列,这些细胞向外分化成木栓,向内分化成栓内层。木栓层、木栓形成层和栓内层合称周皮。
(2)薄壁组织:(图1—45)薄壁组织是进行各代谢活动的主要组织,光合作用、呼吸作用、贮藏作用及各类代谢物的合成和转化都主要由它进行。薄壁组织占植物体体积的大部分,如茎和根的皮层及髓部、叶肉细胞、花的各部,许多果实和种子中,全部或主要是薄壁组织,其它多种组织,如机械组织和输导组织等,常常包埋于其中。因此,从某种意义上讲,薄壁组织是植物体组成的基础。
(3)机械组织:机械组织是对植物起主要支持作用的组织。它有很强的抗压、抗张和抗曲挠的能力,植物能有一定的硬度,枝干能挺立,树叶能平展,能经受狂风暴雨及其它外力的侵袭,都与这种组织的存在有关。
根据细胞结构的不同,机械组织可分为厚角组织和厚壁组织二类。
① 厚角组织:厚角组织(图1—48)细胞最明显的特征是细胞壁具有不均匀的增厚,而且这种增厚是初生壁性质的。壁的增厚通常在几个细胞邻接处的角隅上特别明显,故称厚角组织。但也有些植物的厚角组织是细胞的弦向壁特别厚。
②厚壁组织:厚壁组织与厚角组织不同,细胞具有均匀增厚的次生壁,并且常常木质化。细胞成熟时,原生质体通常死亡分解,成为只留有细胞壁的死细胞。
根据细胞的形态,厚壁组织可分为石细胞和纤维二类。
石细胞
多为等径或略为伸长的细胞,有些具不规则的分枝成星芒状,也有的较细长。它们通常具有很厚的、强烈木质化的次生壁,壁上有很多圆形的单纹孔,由,于壁特别厚而形成明显的管状纹孔道,有时,纹孔道随壁的增厚彼此汇合,会形成特殊的分枝纹孔道。细胞成熟时原生质体通常消失,只留下空而小的细胞腔。
纤维:是二端尖细成梭状的细长细胞,长度一般比宽度大许多倍。细胞壁明显地次生增厚,但木质化程度很不一致,从不本质化到强烈木质化的都有。壁上纹孔较石细胞的稀少,并常常呈缝隙状。成熟时原生质体一般都梢失,细胞腔成为中空,少数纤维可保留原生质体,生活较长的一段时间。
(4)输导组织: 输导组织是植物体中担负物质长途运输的主要组织。根从土壤中吸收的水分和无机盐运送到地上部分。叶的光合作用的产物,由它们运送到根、茎、花、果实中去。植物体各部分之间经常进行的物质的重新分配和转移,也要通过输导组织来进行。
在植物中,水分的运输和有机物的运输,分别由二类输导组织来承担,一类为木质部,主要运输水分和溶解于其中的无机盐;另一类为韧皮部,主要运输有机营养物质。
①木质部:木质部是由几种不同类型的细胞构成的一种复合组织,它的组成包含管胞和导管分子、纤维、薄壁细胞等。其中管胞和导管分子是最重要的成员,水的运输是通过它们来实现的。
管胞和导管分子都是厚壁的伸长细胞,成熟时都没有生活的原生质体,次生壁具有各种式样的木质化增厚,在壁上呈现出环纹、螺纹、梯纹、网纹和孔纹的各种式样。然而,管胞和导管分子在结构上和功能上是不完全相同的。
管胞是单个细胞,末端尖锐,在器官中纵向连接时,上、下二细胞的端部紧密地重叠,水分通过管胞壁上的纹孔,从一个细胞流向另一个细胞。管胞大多具较厚的壁,和有重叠的排列方式,使它在植物体中还兼有支持的功能。所有维管植物都具有管胞,而且大多数蕨类植物和裸子植物的输水分子,只由管胞组成。在系统发育中,管胞向二个方向演化,一个方向是细胞壁更加增厚,壁上纹孔变窄,特化为专营支持功能的木纤维;另一个方向是细胞端壁溶解.特化为专营输导功能的导管分子。
导管分子与管胞的区别,主要在于细胞的端壁在发育过程中溶解消失,形成大的孔,称为穿孔。在木质部中,许多导管分子纵向地连接成细胞行列,通过穿孔直接沟通,这样的导管分子链就称导管。导管长短不一,由几厘米到一米左右,有些藤本植物可长达数米。导管分子的管径一般也比管胞粗大,因此,导管比管胞具有较高的输水效率。被子植物中除了最原始的类型外,木质部中主 6 要含有导管,而大多数裸子植物和蕨类植物则缺乏导管,这就是被子植物更能适应陆生环境的重要原因之一。
木质部中的纤维称为木纤维,是末端尖锐的伸长细胞,在同一植物中,一般比管胞有胶厚的壁,而且强烈木质化,成熟时原生质体通常死亡,但也有些植物的木纤维能生活较长的时间。木纤维的存在使木质部兼有支持的功能。
木质部中生活的薄壁细胞,称木薄壁细胞,它们在发育后期,细胞壁通常也木质化,这些细胞常含有淀粉和结晶,具有储藏的功能。
②韧皮部:韧皮部也是一种复合组织,包含筛管分子或筛胞、伴胞、薄壁细胞、纤维等不同类型的细胞,其中与有机物的运输直接有关的是筛管分子或筛胞。
筛管分子:与导管分子相似,是管状细胞,在植物体中纵向连接,形成长的细胞行列,称为筛管。
筛管分子不具木质化的初生壁,它们的端壁特化成筛板。在筛板上具有较大的筛孔,上下邻接的筛管分子,有较粗的原生质连络索通过筛孔互连系,有机物的运输,便是通过筛管分子间原生质体这种密切的联系来实现的,大多数被子植物中,筛管分子的侧面,紧邻着伴胞。伴胞是和筛管分子起源于同一个母细胞的小型薄壁细胞具有细胞核,它与筛管分子间有稠密的胞,间连丝相通,筛管分子的运输功能及其它生理活动,与伴胞的活动是密切相关的。筛管分子存在于被子植物中。在裸子植物和蕨类植物的韧皮部中运输有机物的分子是筛胞。它与筛管分子的主要区别,在于细胞的端壁不特化成筛板,在筛胞的壁上只具有筛域,筛域上的原生质丝通过的孔,远比筛板上的小。因此,筛胞与筛管相比,特化程度较低,输导功能较弱。
韧皮部的纤维也起支持作用,但韧皮纤维的细胞壁木质化程度较弱,或不木质化,因而质地较坚韧,有较强的抗曲挠的能力。许多植物的韧皮纤维发达,细胞长、纤维素含量高、质地柔软,成为商用纤维的重要来源。例如苎麻、亚麻、罗布麻等的韧皮纤维长而不木质化,可作衣着和帐篷的原料,黄麻、洋麻、苘麻等的韧皮纤维较短,有一定程度的木质化,可用于制麻袋和绳索等。
韧皮部的薄壁细胞,主要起储藏作用,常含有结晶和各类储藏物。
以上所述,可以了解木质部和韧皮部是植物体中起输导作用的二类复合组织,它们的组成中分别以具有输导功能的管状分子——导管分子、管胞和筛管分子或筛胞为主,所以,在形态学上,又把二者分别或合称为维管组织。
8(6)分泌结构:某些植物细胞能合成一些特殊的有机物或无机物,并把它们排出体外、细胞外或积累于细胞内,这种现象称为分泌现象。植物分泌物的种类繁多,有糖类、挥发油、有机酸、生物硷、丹宁、树脂、油类飞蛋白质、酶、,杀菌素、生长素、维生素及多
种无机盐等,这些分泌物在植物的生活中起着多种作用。例如,根的细胞分泌有机酸、生长素、酶等到土壤中,使难溶性的盐类转化成可溶性的物质,能被植物吸收利用,同时,又能吸引一定的微生物,构成特殊的根际微生物群,为植物健壮生长创造更好的条件。植物分泌蜜汁和芳香油,能引诱特殊的昆虫前来采蜜,帮助传种接代。某些植物分泌物能抑制或杀死某些病菌及其它植物,或能对动物和人形成毒害,以利于保护自身。另一些分泌物能促进其它植物的生长,形成有利的相互依存的关系等。也有些分泌物是植物的排泄物或储藏物。许多种类植物的分泌物具有重要的经济价值,例如橡胶、生漆、芳香油、蜜汁等。
植物产生分泌物的细胞来源各异,形态多样,分布方式·也不尽相同,有的单个分散于其它组织中,也有的集中分布,或特化成一定结构,统称为分泌结构。根据分泌物是否排出体外,分泌结构可分成外部的分泌结构和内部的分泌结构二大类。
①外部的分泌结构:外部的分泌结构普遍的特征,是它们的细胞能分泌物质到植物体的表面。常见的类型有腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器等。腺表皮:即植物体某些部位的表皮细胞为腺状,具有分泌的功能。例如矮牵牛、漆树等许多植物花的柱头表皮即是腺表皮,细胞成乳头状突起飞具有浓厚的细胞质,被有薄的角质层,能分泌出含有糖、氨基酸、酚类化合物等组成的柱头液,利于粘着花粉和控制花粉萌发。
腺毛:腺毛是各种复杂程度不同的、具有分泌功能的表皮毛状附属物(图1—56)。腺毛一般具有头部和柄部二部分,头部由单个或多个产生分泌物的细胞组成。柄部是由不具分泌物功能的薄壁细胞组成,着生于表皮上。熏衣草、棉花、烟草、天竺葵、薄荷等植物的茎和叶上的腺毛均是如此。荨麻属的螯毛具有特殊的结构,它是单个的分泌细胞,似一个基部膨大的毛细管,顶部封、闭为小圆球状。当毛与皮肤接触时,圆球顶部原 9 有的缝线破裂,露出锋利的边缘,刺进皮肤,再由泡状基却将含有的蚁酸和组织胺等液体挤进伤口。许多木本植物如梨属、山核桃属、桦木肩等,在幼小,的叶片上具有粘液毛,分泌树胶类物质覆盖整个叶芽,仿佛给芽提供了一个保护性外套。食虫植物的变态叶上,可以有多种腺,毛分别分泌蜜露,粘液和消化酶等,有引诱、粘着和消化昆虫的作用。
蜜腺:蜜腺是一种分泌糖液的外部分泌结构,它们发生在植物的花上(花蜜腺)或营养体部分(花外蜜腺)。有的蜜腺只是腺表皮类型,有的分化成特殊的结构,例如,油莱的蜜腺呈圆球状,位于花托上,蓖麻、樱桃的蜜腺呈杯状,位于叶或茎上。它们的分泌细胞或仅限于表层,或有几层细胞深,靠近分泌细胞具有维管束。这些维管束的木质部和韧皮部的比例,与蜜腺分泌蜜汁的成分有关,当维管束以韧皮部为主时,蜜汁中糖分含量高,当以木质部为主时,糖分含量降低,水分含量增高。
排水器:排水器是植物格体内过剩的水分排出到体表的结构。它的排水过程称为吐水、排水器一般在叶尖或叶锯齿的边缘,具有退化的、不能关闭的气孔称为水孔。水从叶脉木质部的末端,通过排列疏松无叶绿素的叶肉组织(通水组织),经水孔流到叶表面。例如旱金莲、卷心菜、番茄、慈菇和莲等植物的叶上都有这样的排水器。
②内部的分泌结构:分泌物不排到体外的分泌结构,称为内部的分泌结构,包括分泌细胞,分泌腔或分泌道以及乳汁管。
分泌细胞:分泌细胞可以是生活细胞或非生活细胞,但在细胞腔内都积摹有特殊的分泌物。它们一般为薄擘细胞,成单个地分散于其它细胞之中;细胞体积通常明显地较周围细胞为大,尤其在长度上更为显著,因此容易识别。根据分泌物质的类型,可分为油细胞(樟科、木兰科、腊梅科等)、粘液细胞(仙人掌科、锦葵科、椴树科等)、含晶细胞(桑科、石蒜科、鸭跖草科等、鞣质细胞(葡萄科、景天科、豆科、蔷薇科等)以及芥子酶细胞(白花菜科、十字花科)等。
分泌腔和分泌道:它们是植物体内贮藏分泌物的腔或管道。它们或是因部分细胞解体后形成的,或是因细胞中层溶解,细胞相互分开而形成的,或是这二种方式相结合而形成的。例如柑橘叶子及果皮中通常看到的黄色透明小点,便是溶生方式形成的分泌腔,最初是部分细胞中形成芳香油,后来这些细胞破裂,内含物释放到溶生的腔内。在这种溶生腔的周围可以看到有部分损坏的细胞位于腔的周围。松柏类木质部中的树脂道和漆树韧皮部中的漆汁道是裂生型的分泌道,它们是分泌细胞之间的中层溶解形成的纵向或横向的长形细胞间隙,完整的分泌细胞衬在分泌道的周围,树脂或漆液曲这些细胞排出,积累在管道中。芒果属的叶和茎中的分泌道是裂溶生起源的。
乳汁管:乳汁管是分泌乳汁的管状细胞。一般有二种类型,一种称为无节乳汁管,它是一个细胞随着植物体的生长不断伸长和分枝而形成的,长度可达几米以上。如夹竹桃科、桑科和大戟属植物的乳汁管,便是这种类型。另一种称为有节乳汁管,是由许多管状细胞在发育过程中彼.此相连,以后连接壁融化消失而形成的。如菊科、罂粟科、番木瓜科、芭蕉科飞 10 旋花科以及橡胶树属等植物的。乳汁管,就是这种类型。
乳汁管的壁是初生壁,不木质化,乳汁管成熟耐是多核的,液泡与细胞质之间没有明确的界线,原生质体包围着乳汁。乳汁的成分极端复杂,往往含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、单宁物质售植物硷、盐类、树脂及橡胶等。各种植物乳汁的成分和颜色也不相同,如罂粟的乳汁含有大量的植物硷售菊科的乳汁常含有糖类、番木瓜的乳汁可含木瓜蛋白酶。许多科、属的乳汁中含有橡胶,它是萜烯类物质,成小的颗粒悬浮于乳汁中。含胶多的植物种类成为天然橡胶的来源,其中最著名的有橡胶树、印度橡胶树、橡胶草、银色橡胶菊和杜仲等。
三.组织系统
植物的每一器官都由一定种类的组织构成由具有不同功能的器官中,组织的类型不同,排列方式不同,然而,植物体是一个有机的整体,各个器官除了具有功能上的相互联系外,同时在它们的内部结构上也必然具有连续性和统一性,在植物学上为了强调这一观点,采用了组织系统这一概念。一个植物整体上,或一个器官上的一种组织,或几种组织在结构和功能上组成一个单位,称为组织系统。
维管植物的主要组织可归并成三种组织系统,即皮组织系统、维管组织系统和基本组织系统,简称为皮系统、维管系统和基本系统。皮系统包括表皮和周皮,它们覆盖于植物各器官的麦面,形成一个保护整个植物体的连续的保护层。维管系统包括输导有机养料的韧皮部和输导水分的木质部,它们连续地贯穿于整个植物体内,把生长区、发育区售有机养料制造区和储藏区都连接起来。基本系统主要包括各类薄壁组织、厚角组织和厚壁组织乳它们是植物体各部分的基本组成。植物整体的结构表现为维管系统包埋于基本系统之中,而外面又覆盖着皮系统。各个器官结构上的变化,除表皮或周皮是始终包被在最外层外,主要表现在维管组织和基本组织的相对分布上的差异。
种子和幼苗
第一节 种子的结构
一、种子的结构
虽然种子的形态存有差异,但是种子的基本结构却是一致的。一般种子都由胚、胚乳和种皮三部分组成。
(一)胚:胚是构成种子的最主要部分,是新生植物的雏体,是由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。
(二)胚乳:胚乳是种子集中贮藏养料的地方,一般为肉质,占有种子的一定体积。也有成熟的种子不具胚乳,这类种子在生长发育时,胚乳的养料被胚吸收,转入子叶中贮存,所以成熟的种子里胚乳不再存在,或仅残存一干燥的薄层,不起营养贮藏的作用。
(三)种皮
种皮是种子外面的覆被部分,具有保护种子不受外力机械损伤和防止病虫害入侵的作用,常由好几层细胞组成,但其性质和厚度随植物种类而异。
二、种子的类型
根据以上所述,在成熟种子中,有的具胚乳结构,有的胚乳却不存在,因此,就种子在成熟时是否具有胚乳,而把种子分为二种类型:一种是有胚乳的,另一种是没有胚乳的,前者称为有胚乳种子,后者称为无胚乳种子。
(一)有胚乳种子:这类种子由种皮、胚和胚乳三部分组成。双子叶植物中的蓖麻、烟草、桑、茄子、田菁等植物的种子,以及单子叶植物中的水稻、小麦、玉米、洋葱、高粱等植物的种子,都属于这一类型。
1.蓖麻种子的结构:蓖麻的种子椭圆形,稍侧扁,种皮坚硬光 12 滑,具斑纹。
2.小麦种子的结构:小麦籽粒的外围保护层,并不单纯是种皮,而是果实部分的果皮和种子本身的种皮共同组成的复合层,二者互相愈合,不易分离,在果实的分类上,称为颖果。
(二)无胚乳种子:这类种子由种皮和胚二部分组成,缺乏胚乳。双子叶植物如大豆飞花生、蚕豆、棉花、油菜、瓜类的种子和单子叶植物的慈菇、泽泻等的种子,都属于这一类型。
1.蚕豆种子的结构:蚕豆的种皮绿色,干燥时坚硬,浸水后转为柔软革质。
2.慈菇种子的结构:慈菇的种子很小,包在侧扁的三角形瘦果内,每一果实仅含一粒种子。种子由种皮和胚二部分组成。
第二节 种子的萌发和幼苗的形成
一、种子的休眠和种子的寿命
(一)种子的休眠:有些植物的种子,如人参飞红松,成熟后,即使在适宜的环境条件下,也不能立即萌发,必须经过一段相对静止的阶段,才萌发。种子的这一性质称为休眠。种子的休眠不外以下几种原因:
1. 种皮阻碍了种子对水分和空气的吸收:这类种子的种皮极其坚厚,含有角质、角质层或酚类化合物,不易使水分透过。
2. 种子的后熟作用:有些植物的种子在脱离母体时,胚体并未发育完全,或胚在生理上尚未全部成熟,这类种子即使取得了适宜的环境条件,也不能萌发成长。
3. 由于某些抑制性物质的存在,阻碍了种子的萌发:抑制种子萌发的物质有:有机盐、植物碱和某些植物激素,以及某些经分解后能释放氨或氰类的有机物这类物质有的产生在种子内部——胚,有的产生在种皮,有的存在于果实的果肉或果汁里,只有消除了这些抑制性物质,才能使种子得到正常的萌发。(二)种子的寿命:种子的寿命是指种子在一定条件下保持生活力的最长期限,超过这个期限,种子的生活力就丧失,也就失去萌发的能力。
二、种子萌发的外界条件:有充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。
1.种子萌发必须有充足的水分:干燥的种子含水量少,一般仅占种子总重量的6一10%,在这样的条件下,很多重要的生命活动是无法进行的,所以种子萌发的首要条件是吸收充分的水分,只有种子吸收了足够的水分以后,才能使生命活跃起来。
2.种子萌发要有适宜的温度:种子萌发时,种子内的一系列物质变化,包括胚乳或子叶内有机养料的分解,以及由有机和无机物质同化为生命的原生质,都是在各种酶的催化作用下进行的。而酶的作用需要有一定的温度才能进行,所以温度也就成了种子萌发的必要条件之一。
3.种子萌发要有足够的氧气:种子萌发时,除水分、温度外,还要有足够的空气,这是因为种子在萌发时,种子各部分细胞的代谢作用加快进行。所有这些活动是需要能量的,能量的来源只能通过呼吸作用产生。所以种子的萌发,氧气就成为必要的条件之一,特别是在萌发初期,种子的呼吸作用十分旺盛,需氧量更大。
三、种子萌发成幼苗的过程:种子的萌发过程,现在把整个的过程,扼要归纳如下:
1.种子从外界吸收足够的水分后,原来干燥、坚硬的种皮逐渐变软。水分继续源源向胚乳和胚细胞渗入,整个种子因吸水而呈现膨胀。吸水后的种皮加强了对氧和二氧化碳的渗透性,有利于呼吸作用的进行。
2.种子萌发时的养料,是在种子形成时就已贮藏在胚乳或子叶内,原来在胚细胞里存在的各种酶物质,吸水后,在一定的温度条件下加强活动,将贮存在胚乳或子叶里的不溶性大分子化合物分解成简单的可溶性物质,运往胚根、胚芽、胚轴等部分,供细胞吸收利用。
3.种子的胚细胞同化了这部分养料,使之成为有生命的原生质,增加到细胞里去,细胞的 14 体积有了增大。经过细胞分裂,也增多了细胞的数量,这就使胚根、胚芽、胚轴很快地生长起来。这些生长活动所需要的能量,是通过一部分有机物质的氧化而产生的,所以种子在萌发时,呼吸特别旺盛,这一现象可以从图2-7的实验装置得到证明。
4.经过这一系列生长过程,种子里的胚根和胚芽迅速成长起来,在一般情况下,胚根首先突破柔软的种皮,露在种子外面,然后向下生长,形成主根。在直根系的植物种类中,这一主根也就成为成长植株根系的主轴,并由此生出各级侧根。但在须根系的植物种类里,如小麦、水稻、玉米等禾本科植物.在胚根伸出不久,又有数条与主根粗细相仿的不定根,由胚轴基部伸出,组成植株的须根系。种子萌发时先形成根,可使早期幼苗固定在土壤中,及时吸取水分和养料。
5.与此同时,胚轴的细胞也相应生长和伸长,把胚芽或胚芽连同子叶一起推出土面,如大 豆、棉花、油莱等。胚轴把胚芽推出土面,胚芽发展为新植株的茎轴系统。
6.胚根伸出不久,胚芽也突出种皮向上生长,伸出土面,形成茎和叶。有些植物的种子,子叶随胚芽一起伸出土面,展开后转为绿色,进行光合作用,如棉、油莱等的种子。待胚芽的幼叶张开行使光合作用后,子叶也就枯萎脱落。
7.至此,一株能独立生活的幼植物体也就全部长成,这就是幼苗。可见,由种子开始萌发到幼苗形成这一阶段的生长过程,是有赖于种子内的现成有机养料为营养的,幼苗才能成为独立生活的幼小植株。所以说,种子内已孕育着新植物一代的雏体,这个雏体就是胚。
四、幼苗的类型
(一)子叶出土的幼苗
这类植物的种子在萌发时,胚根先突出种皮,伸入土中,形成主根。然后下胚轴加速伸长,将子叶和胚芽推出土面,所以幼苗的子叶是出土的。种子的这一萌发方式,称出土萌发。(二)子叶留土的幼苗
这些植物种子萌发的特点是下胚轴并不伸长,而是上胚轴跟着伸长,所以子叶或胚乳并不随胚芽伸出土面,而是留在土中,直到养料耗尽死去。
种子植物的营养器官
第一节
根
一、根的生理功能和经济利用
根是植物适应陆上生活在进化中逐渐形成的器官,它具有吸收、固着、输导、合成、储藏和繁殖等功能。
根的主要功能是吸收作用:吸收土壤中的水、二氧化碳和无机盐类。
根的另一功能是固着和支持作用:植物体具有反复分枝,深入土壤的庞大根 系,以及根内牢固的机械组织和维管组织的共同作用。
根的另一功能是输导作用:由根毛、表皮吸收的水分和无机盐,通过根的维管组织输送到枝,而叶所制造的有机养料经过茎输送到根,再经根的维管组织输送到根的各部分,以维持根的生长和生活的需要。
根还有合成的功能:据研究,在根中能合成蛋白质所必需的多种氨基酸,也证明根能形成激素和植物碱。
此外,根还有储藏和繁殖的功能:根内的薄壁组织一般较发达,常为物质贮藏之所。植物的根能产生不定芽,有些植物的根,在伤口处更易形成不定芽,再育成新个体。
二、根和根系的类型
(一)主根、侧根和不定根:种子萌发时,最先是胚根突破种皮,向下生长,这个由胚根细胞的分裂和伸长所形成的向下垂直生长的根,是植物体上最早出现的根,称为主根有时也称直根或初生根。
(二)直根系和须根系:一株植物上所含有的根的总和,也就是包含主根和它分枝的各级侧根,或不定根和它分枝的各级侧根,称为根系。根系有两种基本类型,即直根系和须根系。有明显的主根和侧根区别的根系,称为直根系。无明显的主根和侧根区分的根系,如车前或根系全部由不定根和它的分枝组成,粗细相近,无主次之分,而呈须状的根系,称为须根系。
三、根的发育
(一)顶端分生组织:种子萌发后,胚根的顶端分生组织中的细胞经过分裂,生长、分化,形成了主根。
(二)根尖的结构和发展:根尖是指根的顶端到着生根毛部分的这一段。不论主根、侧根或不定根都具有根尖,它是根中生命活动最旺盛、最重要的部分。1.根冠:根冠位于根的先端,是根特有的一种组织,一般成圆锥形,由许多排列不规则的薄壁细胞组成,它象一顶帽子(即冠)套在分生区的外方,所以称为根冠。
2.分生区:分生区是位于根冠内方的顶端 17 分生组织。
3.伸长区:伸长区位于分生区稍后方的部分,细胞分裂已逐渐停止且体积扩大,细胞显著地沿根的长轴方向延伸,因此,称为伸长区。
4.成熟区
这个部分内,根的各种细胞已停止伸长,并且多已分化成熟,因此,称为成熟区。成熟区紧接伸长区,表皮常产生根毛,因此,也称为根毛区。
四、根的初生结构 在根尖的成熟区作一横切面,就能看到根的全部初生结构,由外至内为表皮、皮层和维管柱三个部分。
(一)表皮:表皮包在根的成熟区的最外面,是由原表皮发育而成,一般由一层表皮细胞组成,表皮细胞近似长方柱形,延长的面和根的纵轴平行,排列整齐紧密。
(二)皮层:皮层是由基本分生组织发育而成,它在表皮的内方占着相当大的部分,由多层薄壁细胞组成,细胞排列疏松,有着显著的胞间隙。
1.外皮层:皮层最外的一层细胞,即紧接表皮的一层细胞,往往排列紧密,无间隙,成为连续的一层,称为外皮层。
2.内皮层:皮层最内的一层,常由一层细胞组成,排列整齐紧密,无胞间隙,称为内皮层。
(三)维管柱:维管柱是内皮层以内的部分,结构比较复杂,包括中柱鞘和初生维管组织,有些植物的根还具有髓,由薄壁组织或厚壁组织组成。
中柱鞘是维管柱的外层组织,向外紧贴着内皮层。
根的维管柱中的初生维管组织,包括初生木质部和初生韧皮部,不并列成束,而是相间排列,各自成束。由于根的初生木质部在分化过程中,是由外方开始向内方逐渐发育成熟,这种方式称为外始式,这是根发育上的一个特点。
五、侧根的形成
植物根上产生的支根,不论是主根、侧根或不定根上的,统称为侧根。
种子植物的侧根,不论它们是发生在主根、侧根或不定根上,通常总是起源于中柱鞘,而内皮层可能以不同程度参加到新的根原基形成的过程中,当侧根开始发生时,中柱鞘的某些细胞开始分裂。最初的几次分裂是平周分裂,结果使细胞层数增加,因而新生的组织就产生向外的突起。以后的分裂,包括平周分裂和垂周分裂是多方向的,这就使原有的突起继续生长,形成侧根的根原基,这是侧根最早的分化阶段,以后根原基的分裂、生长,逐渐分化出生长点和根冠。生长点的细胞继续分裂、增大和分化,并以根冠为先导向前推进。
实际上,侧根的发生,在根毛区就已经开始,但突破表皮,露出母根外,却在根毛区以后的部分。这样,就使侧根的产生不会破坏根毛而影响吸收功能,这是长期以来,自然选择和植物适应环境的结果。
侧根起源于中柱鞘,因而和母根的维管组织紧密地靠在一起,这样,侧根的维管组织以后也就会和母根的维管组织连接起来。
六、根的次生生长和次生结构
就根的次生生长而言,在初生生长结束后,也就是初生结构成熟后,在初生木质部和初生韧皮部之间,有一种侧生分生组织,即维管形成层(简称形成层)发生并开始切向分裂的活动,活动的过程中,经过分裂、生长、分化而使根的维管组织数量增加,这种由维管形成层的活动结果,使根加粗的生长过程,称为次生生长。由于根的加粗,使表皮撑破,因此,又有另外一种侧生分生组织,即木栓形成层发生,它形成新的保护组织周皮,以代替表皮,这也被认为是次生生长的一部分。次生生长过程中产生的次生维管组织和周皮,共同组成根的次生结构。要了解次生生长和次生结构的情况,就必须首先了解维管形成层和木栓形成层的活动情况。
(一)维管形成层的发生和它的活动:
根部形成层的产生是在初生韧皮部的内方,即两个初生木质部脊之间的薄壁组织部分开始的。首先,这些部分的一些细胞开始分裂,成为形成层。最初的形成层是条状。以后各条逐渐向左右两侧扩展,并向外推移,直到初生木质部脊处,在该处和中柱鞘细胞相接。这时在这些部位的中柱鞘细胞恢复分生能力,向内方产生细胞,参与形成层的形成。至此,条状的形成层彼此相衔接,成为完整连续的形成层环。整个形成层环由于发生的位置先后不同,存在着不等速的细胞分裂活动,最初呈凹凸不平的波状。以后由于原来条状的部分较早形成,因此,切向分裂的活动开始也早,所产生的组织量也较多,特别是内方新组织(即次生木质部)的增加较多,把形成层环向外较大地推移,结果整个形成层环从横切面上看,成为较整齐的圆形,此后,形成层的分裂活动也就按等速进行,有规律地形成新的次生结构,并把初生韧皮部推向外方。
形成层出现后,主要是进行切向分裂。向内分裂产生的细胞形成新的木质部,加在初生木质部的外方,称为次生木质部;向外分裂所生的细胞形成新的韧皮部,加在初生韧皮部 22 的内方,称为次生韧皮部。次生木质部和次生韧皮部,合称次生维管组织,是次生结构的主要部分。
另外,在次生木质部和次生韧皮部内,还有一些径向排列的薄壁细胞群,分别称为木射线和韧皮射线,总称维管射线。维管射线是次生结构中新产生的组织,它从形成层处向内外贯穿次生木质部和次生韧皮部,作为横向运输的结构。次生木质部导管中的水分和无机盐,可以经维管射线运至形成层和次生韧皮部。相似地,次生韧皮部中的有机养料,可以通过维管射线运至形成层和次生木质部。维管射线的形成,使根的维管组织内有轴向系统(导管、管胞、筛管,伴胞、纤维等)和径向系统(射线)之分。
根的形成层所形成的次生结构的特点,总的来说,有以下各点:
1.次生维管组织内,次生木质部居内,次生韧皮部居外,相对排列,与初生维管组织中初生木质部与初生韧皮部二者的相间排列,完全不同。维管射线是新产生的组织,它的形成,使维管组织内有轴向和径向系统之分。
2.形成层每年向内外增生新的维管组织,特别是次生木质部的增生,使根的直径不断地增大。因此,形成层也就随着增大,位置不断外移,这是必然的结果。所以形成层细胞的分裂,除主要进行切向分裂外,还得有径向分裂,及其他方向的分裂,使形成层周径扩大,才能适应内部的增长,这点将在茎内叙述。
3.次生结构中以次生木质部为主,而次生韧皮部所占比例较小,这是因为新的次生维管组织总是增加在旧韧皮部的内方,老的韧皮部因受内方的生长而遭受压力最大。越是在外方的韧皮部,受到的压力越大,到相当时候,老韧皮部就遭受破坏,丧失作用。尤其是初生韧皮部,很早就被破坏,以后就依次轮到外层的次生韧皮部。木质部的情况就完全不同,形成层向内产生的次生木质部数量较多,新的木质部总是加在老木质部的外方,因此老木质部受到新组织的影响小。所以,初生木质部也能在根的中央被保存下来,其他、的次生木质部是有增无已。因此,在粗大的树根中,几乎大部分是次生木质部,而次生韧皮部仅占极小的比例。
(二)木栓形成层的发生和它的活动:有次生生长的根,由于每年增生新的次生维管组织。在外方的成熟组织,即表皮和皮层,因内部组织的增加而受压破坏和剥落。这时伴随而发生的现象,是根的中柱鞘细胞恢复分裂能力,形成木栓形成层。木栓形成层也是侧生分生组织,它进行切向分裂,主要是向外方形成大量木栓,覆盖在根外,起保护作用,向内形成少量薄壁组织,即栓内层。木栓形成层和它所形成的木栓和栓内层总称周皮,是根加粗后所形成的次生保护组织。
上面所说的由形成层活动而产生的次生维管组织,包含次生木质部和次生韧皮部,再加木栓形成层的活动而产生的周皮,统称次生结构。粗大的根,主要是次生结构。因此,只有具形成层的大多数双子叶植物和裸子植物的根,才有这种次生结构。
现将双子叶植物根中组织分化的发育顺序列表如下,作为对根内初生结构和次生结构的整个形成过程的概括,便于复习。
第二篇:高中生物竞赛复习重点摘记:植物生理学
效实中学:植物生理学
BY: 泉泉的灯
高中生物竞赛复习摘记 补充《精英教案》
凡是生命活动较旺盛的部分,水分含量都较多。
一个成长植物细胞的细胞壁主要是由纤维素分子组成的,它是一个水和溶质都可以透过的透性膜。
细胞的吸水情况决定于细胞水势。水分交换过程是从水势高处流向水势低处。
细胞水势=渗透势+压力势+(重力势)
渗透势也成为溶质势。决定于溶液中溶质颗粒总数。例如0.1mol/L的NaCl溶液中,有将近80%的NaCl分解成Na+和Cl-,即它的溶质颗粒总数比同浓度的非电解质多80%,渗透势也低80%。
根系吸水的动力:
1、根压;
2、蒸腾拉力
影响根系吸水的土壤条件:
1、土壤中可用水分:粗砂、细砂、砂壤、壤土、黏土;
2、土壤通气状况:土壤缺氧和二氧化碳浓度过高,短期内可使细胞呼吸减弱,继而阻碍吸水;时间较长,就形成无氧呼吸,产生和积累较多酒精,根系中毒受伤,吸水更少。
3、土壤温度;
4、土壤溶液浓度
1、氮肥供应充分时,植物叶大而鲜绿,叶片功能期延长,分枝多,营养体健壮,花多,产量高。生产上常施用氮肥加速植物生长。但氮肥过多时,叶色深绿,营养体徒长,细胞质丰富而细胞壁薄,易受病虫侵害,易倒伏,抗逆能力差,成熟期延迟。然而对叶菜类植物多施氮肥还是有好处的。
植物缺氮时,植株矮小,叶小色淡或发红,分支少,花少,籽实不饱满,产量低。效实中学:植物生理学
BY: 泉泉的灯
2、磷在ATP的反应中起关键作用,磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂类代谢中起着重要的作用。
促进各种代谢正常进行,植株生长发育良好,同时提高作物的抗寒性与抗旱性,提早成熟。
缺磷时蛋白质合成受阻,植株矮小;叶色暗绿,可能是细胞生长慢,叶绿素含量相对升高。某些植物(如油菜)叶子有时呈红色或紫色,因为缺磷阻碍了糖分运输,叶片积累大量糖分,有利于花色素苷的形成。缺磷时,开花期和成熟期都延迟,产量降低,抗性减弱。
3、硼有抑制有毒酚类化合物形成的作用,所以缺硼时,植物中酚类化合物(如咖啡酸、叶绿酸)含量过高,嫩芽和顶芽坏死,丧失顶端优势,分支多。
4、钾使糖类合成加强,纤维素和木质素含量提高,茎杆坚韧,抗倒伏。
5、铜:缺铜时,叶黑绿,其中有坏死点,先从嫩叶叶尖起,后沿叶缘扩散到叶基部,叶也会卷皱或畸形。缺铜过甚时,叶脱落。
植物细胞对矿质元素的吸收:
植物细胞吸收溶质共有4种类型:通道运输、载体运输、泵运输、胞饮作用
通道运输:质膜上已知的离子通道有:K+、Cl-、Ca+、NO3-等。运输速度比载体蛋白运输离子或分子的速度快1000倍。
泵运输:ATP驱动质膜上的H+-ATP酶将细胞内侧的H+向细胞外侧泵出,产生质子浓度梯度和膜电位梯度,两者合称电化学势梯度;阳离子经通道蛋白从外侧进入,阴离子与H+同向运输从里到外。(次级主动运输)效实中学:植物生理学
BY: 泉泉的灯
植物体吸收矿质元素可通过叶片,但主要是通过根部。
硝酸还原酶是诱导酶,即它可通过硝酸盐的诱导使酶活性增加。不是增加了酶的活性,而是增加酶的量。
生长素:叶可以合成生长素前体,到茎部被活化。体外自根部供给的生长素由木质部运输,自叶部供给的生长素由韧皮部运输。生长素运输的速度相当于扩散作用的10倍。
第三篇:植物的激素调节高中生物教案
知识目标:
通过教学活动使学生知道植物感性运动和向性运动的现象;知道科学家研究认识生长素的过程;知道生长素的生理作用及其在农业生产上的应用;理解植物向光生长的机理;通过了解其他植物激素的作用,理解植物激素对植物生命活动调节的基本原理。能力目标:
通过引导学生设计实验,进行实验观察,培养学生投身科学实验的参与精神;通过组织学生活动,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生的创新精神,训练学生细致观察的能力和动手操作能力。态度情感目标:
通过教学和实验、实习活动,培养学生“科学为社会、科学为大众”的意识;培养学生的探究意识;使学生养成“由表及里、从现象到本质”分析问题的思维习惯和认真的工作态度。
教学建议 教材分析
“能够适应环境”是生物的一个基本特征。但对“生物如何适应环境?”,特别是“植物如何适应环境?”这些问题学生过去很少接触。本节内容沿着科学家的足迹向学生逐一介绍了一种植物激素——生长素的合成部位、产生影响的部位、在植物体内运输的规律、化学性质、生理作用以及在生产实践中的应用等多方面的知识。
有关生长素的合成部位、在植物体内运输规律以及生长素生理作用的知识,能够使学生能够从化合物、细胞的角度理解植物产生向性运动的原因,了解有关生长素的知识在生产实践中的应用,因而成为本节的重点知识。
由于不同植物器官要求的最适生长素浓度不同,植物产生“向地性”与产生“向光性”、“背地性”的机理并不完全相同,如果在教师在讲述的过程中未能给予明确的区分,将会造成学生理解上的混乱,而成为学生学习上的一个难点。
在介绍主干知识的同时,教材并没有把学生的眼光局限在知识本身,局限在对某一种激素的认识上,而是及时介绍了科学研究成果怎样应用于农业生产实践,以及与植物产生向光性有关的生长抑制物和其他植物激素,使学生能够认识到科学研究与生产实践的关系,也对植物生命活动的调节机理有一个较全面的认识。
对学生进行能力训练,使学生初步具备一种能力需要一个过程。这就需要教师在教学过程中有意识地抓住教材中提供的机会,不失时机地对学生进行能力训练。利用科学研究的过程呈现科学知识在教材中有四处。其中比较集中而完整地反映科学研究全过程的有两处。生长素的发现过程是第一处,孟德尔研究遗传的基本规律是第二处。与孟德尔发现遗传基本规律的过程相比较,对生长素的发现、认识过程历时较长,其中提出假设、通过实验求证(或检验)假设的过程也不很清晰。因此,教师在处理教材时要特别给学生点明这条科学研究的线索,让学生初步了解人类认识自然的过程。并在活动的过程中理解知识,学会运用知识,掌握科学研究的一般方法。
植物的根向下生长,茎尖向光生长的虽然是生活中常的现象,但学生有可能对此熟视无睹,并不深究其中的原因。以此作为研究内容,启发学生自己设计验证实验,使学生在活动中学习,既可以调动学生学习的积极性,又给学生提供了展示自己创新能力的机会。教师在此过程中要充分发挥主导作用,引导学生在实验材料的选择、实验装置的设置上拓展思路,帮助学生灵活运用所学知识,考虑如何实施好自己的实验方案。以达到使学生掌握知识、提高能力的目的。教法建议 一.导入新课:
1.方式一,以问题导入:
问题1:“当我们把一粒种子种在土壤中,各种条件合适、种子开始萌发。它的根和芽会朝向什么方向生长?”――根向下,芽向上、向光生长。问题2:“为什么植物的根总是向下,而芽总是向上、向光生长?”
陈述:对于植物的芽总是向光生长,很早就有人注意到了这一现象。达尔文不仅观察到了这一现象,而且还针对这一现象,进行了实验,提出了自己的看法。
2.方式二,以观察活动引入:
陈述:种子播撒在土壤中,它的方向并不是固定的。让我们看一看种子的方向对它萌发出的根和芽的生长方向有什么影响。组织学生观察教师事先准备好的实验装置或课文中的彩图。
“植物的芽为什么总是朝向固定的方向――光源的方向生长呢?”生物进化论的创立人――达尔文曾对这一现象进行过研究。二.主体知识的呈现方式:
对于生长素发现的科学史实可以采用动画媒体呈现的方式,使学生沿着科学家的足迹亲历科学发现的过程。教师可以呈现一个实验,与学生一起分析、讨论一个实验的结论。这样逐步推进,给学生在课堂上说话的机会,学生的积极性就会被调动起来。学生真正参与进来了,他们对知识的理解和掌握就会更加深入和透彻,他们对问题进行分析的能力才能得到真正的提高。
三.学生活动的组织:
1.演示实验的组织:
教师在上课前可提前4-5天请两三名同学预先将达尔文的实验用玉米种子(或其他在形态上有明显方向性、容易萌发的种子)重复出来。到上课时,由完成实验的学生对实验的全过程向全班进行介绍。然后,再由教师组织学生讨论。这种方法需要教师提前进行准备,但可以引起学生的兴趣,对完成实验的学生在各个方面都是一个锻炼。如果能在课堂上经常安排这样的活动,也可以考虑让班级中的学生轮换,以保证能有较多的学生参与到课堂教学活动中来。
2.实验方案设计活动的组织:
这是学生第一次自己设计并实施一个实验。教师首先要就实验方案的设计要求做一介绍。在实验处理上不仅要考虑设置对照组,还要考虑设置单因子变量以保证实验的信度。在对实验材料的选择上,课本中用了玉米种子,学生很容易想到用植物的种子。教师可引导学生:“比较明显的向性运动发生在植物的根和芽。我们在生活当中可以找到的既能长根又能长芽的材料还有什么?”当学生的思路打开以后,就可以以分组讨论的方式开展实验方案的设计活动了。
教师同时还要帮助学生考虑实验装置的可行性:所投入的成本、实验装置是否能够满足植物生长所需要的各项条件,以及实验装置的安全性、操作是否方便等。
因为观察到植物产生向性运动的时间会稍长一点,所以“植物向性运动的实验设计和观察”活动应在本章教学活动结束之前安排、实施并完成。
教学设计方案
第一节 植物的激素调节 设计思想:
1、设计主线
以植物生长素的发现实验、生长素的生理作用及其在农业生产中的应用、植物激素调节的作用机理为主线展开教学活动。在此过程中及时渗透科学史、科学方法、科学精神、科学价值观的教育;培养学生的参与意识、训练学生的观察能力、设计实验的能力、动手操作的能力。
2、课时计划:
采用互动式教学模式,用三课时完成。以教师提供讨论素材,组织引导学生讨论、活动,最后由师生共同总结的形式进行。
第一课时:第一阶段,由教师提问或呈现植物感性运动、向性运动的材料,启发学生思考、讨论;练习,提出假说、设计实验求证假说;第二阶段,由教师介绍达尔文的实验以及达尔文根据实验观察提出的假说。
第二课时:第一阶段,由教师提供有关验证达尔文假说的实验素材,组织学生讨论分析实验素材,引导学生得出对达尔文假说的验证实验结果,并总结对激素进行研究的具体实验方法;第二阶段,组织学生进行实验设计的练习。
第三课时:提供素材使学生了解生长素的生理作用以及各种植物激素间的相互关系,懂得植物激素调节的作用机理,以及在生产实践中如何应用有关生长素的知识。
3、重难点分析 重点:
(1)生长素发现过程中的三个实验以及对实验结果的分析。
在科学研究与发现的历史过程中,不断发生着观察(包括实验观察)、根据观察过程中所发现问题进行的分析、根据分析提出的假说和对假说的求证活动。课文中所介绍的生长素发现历史中的三个实验,完整地再现了一个假说的提出和求证过程,是对学生进行科学史教育的极好素材。如果能很好地利用这一素材,也可以使它成为对学生进行科学方法训练的一个极好机会。
(2)生长素的生理作用及其在农业生产中的应用。
科学研究的成果只有通过技术转化为社会生产力才能造福于人类。通过教学活动使学生理解生长素的生理作用,及其在生产实践中的应用,既有助于学生理解科学研究要为社会生产服务,也有助于学生理解激素调节的作用机理。
(3)植物激素间的相互作用。
其他植物激素以及植物激素间的相互作用这部分内容,也是在教学中应着重处理的一个重点。只有让学生对植物体内的其他激素有所了解,才能使学生理解植物的生命活动是由多种激素共同调节的。
难点:生长素生理作用的两重性及其运用两重性分析问题。
“引起不同器官(茎尖、根尖)细胞生长的生长素浓度不同”。如果学生没有很好地掌握这一特点,就会在运用生长素生理作用的两重性分析实际问题时出现混乱,因此此部分是学生掌握知识的一个难点。因此,教师在教学过程中一定要设法突出地明确两点:第一:生长素对各种器官具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点;第二:生长素对不同器官促进生长的最适浓度不同。
4、教学过程:
导入新课:通过语言陈述、由课本的彩图呈现或由教师呈现事先准备好的植物的向性运动实验装置,首先应与绪论课的内容联系,明确所发生的现象是植物应激性的表现。提出问题:为什么会产生这种现象?引起学生的兴趣,吸引学生的注意。
主要教学过程:通过动画媒体介绍发现生长素的一系列实验,介绍科学研究的一般过程,训练学生根据实验结果,分析问题,提出假说、求证假说、得出结论的能力。第一课时
对实验结果的分析与讨论:
“植物为什么会表现出向性运动呢?早在1880年达尔文就针对这一现象进行过实验。”(可利用动画课件,分为两部分对达尔文实验的进行介绍,从而实现引
第四篇:高中生物竞赛辅导:第一讲 植物形态解剖
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第一讲 植物形态解剖
一、竞赛中涉及的问题
在中学生物教学大纲中,已简单介绍了种子植物根、茎、叶、花、果实和种子的基本结构。根据国际生物学奥林匹克竞赛(IBO)纲要和全国中学生生物学竞赛大纲(试行)的要求,有关种子植物组织和器官解剖的知识在各级竞赛中均要求掌握并能灵活运用,因此必须在原有的中学基础上拓展和提高。现分述如下:
(一)植物的组织 1.分生组织
是由具分裂能力的细胞组成,位于植物生长的部位,根和茎的生长和加粗都与之有直接关系。组成分生组织的细胞,其主要特点是:细胞体积较小,排列紧密,壁薄,细胞核相对较大,细胞质较浓,一般没液泡或仅有分散的小液泡。
根据分生组织在植物体中的位置,可分为顶端分生组织、侧生分生组织和居间分生组织。
(1)顶端分生组织:位于茎与根主轴的和侧枝的顶端,它们的分裂活动可以使根和茎不断伸长,并在茎上形成侧枝和叶,使植物体扩大营养面积。茎的顶端分生组织最后还将产生生殖器官。
(2)侧生分生组织:位于根和茎的侧方周围部分,靠近器官的边缘。它包括形成层和木形成层。形成层的活动能使根和茎不断增粗,以适应植物营养面积的扩大。木栓形成层的活动是使长粗的根、茎表面或受伤的器官表面形成新的保护组织。侧生分生组织主要存在于裸子植物和木本双子叶植物中。草本双子叶植物中的侧生分生组织只有微弱的活力或根本不存在,在单子叶植物中侧生分生组织一般不存在,因此,草本双子叶植物和单子叶植物的根和茎没有明显的增粗生长。
(3)居间分生组织:是夹在多少已经分化了的组织区域之间的分生组织,它是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。典型的居间分生组织存在于许多单子叶植物的茎和叶中,如水稻、小麦等禾谷类作物,在茎的节间基部保留居间分生组织,所以当顶端分化成幼穗后,仍能借助于居间分生组织的活动,进行拔节和抽穗,使茎急剧长高。葱、蒜、韭菜的叶子剪去上部还能继续伸长,这也是因为叶基部的居间分生组织活动的结果。落花生由于雌蕊柄基部居间分生组织的活动,而能把开花后的子房推入士中。居间分生组织与顶端和侧生分生组织相比,细胞持续活动的时间较短,分裂一段时间后,所有的细胞都完全转变成成熟组织。
根据分生组织的来源和性质不同,又可分为原分生组织,初生分生组织和次生分生组织。
(l)原分生组织:是直接由胚细胞保留下来的,一般具有持久而强烈的分裂能力。植物从个体发育开始直到生命终结为止,原分生组织连续地进行分裂。原分生组织位于根、茎生长点的最顶端。
(2)初生分生组织:是由原分生组织刚衍生的细胞组成,这些细胞在形态上已出现了最初的分化,第1页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 但细胞仍具有很强的分裂能力,因此,它是一种边分裂、边分化的组织,也可看做是由分生组织向成熟组织过渡的组织。
(3)次生分生组织:是由成熟组织的细胞经历生理和形态上的变化,脱离原来的成熟状态(即反分化),重新转变而成的分生组织。如果把两种分类方法对应起来看,则广义的顶端分生组织包括原分生组织和初生分生组织,而侧生分生组织一般属于次生分生组织类型,其中木柱形成层是典型的次生分生组织。
2.成熟组织
分生组织衍生的大部分细胞,逐渐丧失分裂的能力,进一步生长和分化,形成的其他各种组织,称为成熟组织或永久组织。成熟组织按功能分为保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织和分泌结构。
(1)保护组织:是覆盖于植物体表起保护作用的组织,它的作用是减少体内水分的蒸腾,控制植物与环境的气体交换,防止病虫害侵袭和机械损伤等,保护组织包括表皮和周皮。
(2)薄壁组织:是植物体进行各种代谢活动的主要组织,光合作用、呼吸作用、贮藏作用及各类代谢物的合成和转化都主要由它进行。薄壁组织占植物体积的大部分,如茎和根的皮层及髓部、叶肉细胞、花的各部,许多果实和种子中,全部或主要是薄壁组织,其他多种组织,如机械组织和输导组织等,常包埋于其中。薄壁组织是植物体组成的基础,是基本组织的主要组成部分。此外,基本组织通常还包括厚角组织和厚壁组织。薄壁组织的细胞具有薄的初生壁,细胞体积较大,且具有发达的细胞间隙,细胞内原生质生活的时间较长,细胞分化程度较低,在一定部位和一定条件下,可以转化成为次生分生组织。根据薄壁组织的功能不同,又可分为同化组织、贮藏组织、贮水组织和通气组织。
(3)机械组织:是对植物体起主要支持作用的组织。根据细胞结构的不同,可分为厚角组织和厚壁组织两类。
①厚角组织:其细胞最明显的特征是细胞壁具有不均匀的增厚,而且这种增厚是初生壁性质的。壁的增厚通常在几个细胞邻接处的角隅上特别明显,故称厚角组织。但也有些植物的厚角组织是细胞的弦向壁特别厚。厚角组织与薄壁组织具有许多相似性,除细胞壁的初生性质外,厚角组织也是生活细胞,也经常发育出叶绿体,细胞亦具有分裂的潜能,在许多植物中,它们能参与木栓形成层的形成。厚角组织分布于茎、叶柄、叶片、花柄等部位,根中一般不存在。厚角组织的分布具有一个明显的特征,即一般总是分布于器官的外围,或直接分布于表皮下,或与表皮只隔开几层薄壁细胞。在茎和叶柄中厚角组织往往成连续的圆筒或分离成束,常在具有脊状突起的茎和叶柄中有棱的部分特别发达,例如在薄荷的方茎中,南瓜、芹菜有棱的茎和叶柄中。在叶片中,厚角组织成束地位于较大叶脉的一侧或二侧。如下图所示。
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厚角组织分布的图解
A.在椴属木本茎中的分布 B.在南瓜属草本藤中的分布 C.在叶中的分布
1.厚角组织 2.韧皮部 3.木质部 4.脊
②厚壁组织:它与厚角组织不同,细胞具有均匀增厚的次生壁,并且常常木质化。成熟细胞的原生质体通常死亡分解,成为只留有细胞壁的死细胞。根据细胞的形态,厚壁组织可分为石细胞和纤维两类。
(4)输导组织:是植物体中担负物质长途运输的主要组织。在植物中,水分的运输和有机物的运输,分别由两类输导组织来承担:一类为木质部,主要运输水分和溶解于其中的无机盐;另一类为韧皮部,主要运输有机营养物质。
①木质部:由几种不同类型的细胞构成的一种复合组织,它的组成包含管胞和导管分子、纤维、薄壁细胞等。其中管胞和导管分子是最重要的成员,水和无机盐的运输通过它们来实现。管胞和导管分子都是厚壁的伸长细胞,成熟时都没有生活的原生质体,次生壁均具有各种式样的木质化增厚,在壁上呈现出环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹的各种类型。但管胞和导管分子在结构和功能上并不完全相同。导管是由许多长柱形的细胞纵行连接而成。这些细胞幼时是生活的,成熟后原生质体解体消失,相接的根壁形成穿孔,成为一连通的管道。四周的细胞壁木质化,并不均匀地加厚,因而形成各种类型的导管。管胞是单个细胞,末端楔形,壁厚且木质化,其上具有缘纹孔,但不形成穿孔。在器官中纵向连接时,上下二细胞的端都紧密地重叠,水分通过管胞壁上的纹孔,从一个细胞流向另一个细胞。导管专营输导功能,管胞除具输导功能外,还兼有支持的功能。裸子植物运输水分和无机盐的主要是管胞,但也有个别种类为导管,如买麻藤等。被子植物输送水分和无机盐的主要是导管,但也有个别种类为管胞,如水青树等。导管及音胞的主要类型如下图所示。
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管胞的主要类型和筛胞(左)及导管分子的类型(右)(左)A 环纹管胞 B 螺纹管胞 C 梯纹管胞 D 孔纹管胞 E 筛管
1.纹孔 2.筛域
(右)A 环纹 B 螺纹 C 梯纹 D 网纹 E 孔纹
②韧皮部:也是一种复合组织,包含筛管分子或筛胞、伴胞、薄壁细胞、纤维等不同类型的细胞,其中与有机物的运输直接有关的是筛管分子或筛胞。
筛管分子只具初生壁,壁的主要成分是果胶和纤维素。在它的上下端壁上分化出许多较大的孔,称筛孔,具筛孔的端壁特称筛板。粗的原生质联络索穿过筛孔使上下邻接的筛管分子的原生质体密切相连。筛管分子的侧壁具有许多特化的初生纹孔场,称为筛域,其上的孔较一般薄壁细胞壁上初生纹孔场的孔大,比胞间连丝更粗的原生质丝在此通过,这使筛管分子与侧邻的细胞有更密切的物质交流。筛管分子具有生活的原生质体,但细胞核在发育过程中最后解体,液泡膜也解体,细胞质中保留有线粒体、质体、P一蛋白体和一部分内质网。P一蛋白体是大部分被子植物的筛管分子中特有的结构。筛管分子侧面通常与一个或一列伴胞相毗邻,如右图所示,伴胞是与筛管分子起源于同一个原始细胞的薄壁细胞,伴胞具有细胞核和各类细胞器,与筛管分子相邻的壁上有稠密的筛域。筛管的运输功能与伴胞的代谢紧密相关。
裸子植物和蕨类植物中,一般没有筛管,运输有机物的分子是筛胞,它与筛管分子的主要区别在于筛胞的细胞壁上只有筛域,原生质体中也没有P一蛋白体。
(5)分泌结构:某些植物细胞能合成一些特殊的有机物或无机物,并把它们排出体外、细胞外或积累于细胞内,这种现象称为分泌现象。产生分泌物的细胞来源各异,形态多样,有的单个分散于其他组织第4页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 中,也有的集中分布,或特化成一定结构,统称为分泌结构。根据分泌物是否排出体外,分泌结构可分成外部的和内部的分泌结构两大类。
①外部的分泌结构:其普通的特征,是它们的细胞能分泌物质到植物体的表面。常见的类型有腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器等。
②内部的分泌结构:是指分泌物不排到体外的分泌结构,包括分泌细胞、分泌腔或分泌道以及乳汁管。
(二)根的结构 1.根尖的结构
从根的顶端到着生根毛的一段叫做根尖,它由根冠、生长点(又叫分生区)、伸长区和根毛区(又叫成熟区)四部分构成,这四部分结构由于初中教材中较详细地做了介绍,这里就不再重复。
2.根的初生结构
在根毛区或根毛区以上的横切面上,由外向内依次是表皮、皮层和中柱。因为它们都是由根的初生分生组织经过生长分化所形成的,故称为根的初生结构。
(1)表皮:包围于根的最外面,细胞近似长方柱形,长径与根的纵轴平行,细胞壁薄,内含大液泡,排列整齐,无胞间隙,一部分表皮细胞形成根毛。表皮具有吸收作用和保护作用。
(2)皮层:位于表皮和中柱之间,一般由多层大型薄壁细胞组成。在根的结构中皮层所占体积很大,排列疏松,胞间隙较大。它的功能是将表皮所吸收的水分和无机盐类转运到中柱里去;同时将中柱内的有机养料输送出来。此外,在皮层细胞内,常常发现有很多淀粉粒和其他营养物质,所以皮层还有贮藏作用。
皮层的最内层细胞,即紧靠中柱的一层细胞,称为内皮层,细胞排列紧密,没有胞间隙,其主要特征是细胞壁以特殊方式增厚,其中一种方式是每个细胞的径向壁和横向壁局部增厚成为带状,并且栓质化。这种围绕细胞一周的特殊结构,叫做凯氏带。另一种增厚的方式是大多数内皮层细胞的径向壁、横壁与内切向壁(向着维管柱的一面)均显著增厚并栓质化,只有外切向壁不增厚。从横切面看,内皮层细胞的加厚胞壁呈马蹄形,因而失去了透水和通气的能力。但其中有少数细胞仍保留着薄壁状态,成为水分和养料内外交流的推一通道。内皮层细胞壁的特殊增厚,对于控制根内液流的方向具有重要的意义。内皮层的结构如下图所示。
内皮层的结构
(左)根部分横切面,示内皮层的位置,在内皮层的壁上可见凯氏带
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com(右)3个内皮层细胞的立体图解,示凯氏带在细胞壁上的位置
(3)中柱(维管柱):内皮层以内所有的组织统称为中柱。它由中柱鞘、木质部和韧皮部所组成。有些植物,例如许多单子叶植物,在中柱的中央有薄壁细胞(或厚壁细胞)组成的髓。
中柱鞘是中柱的最外层组织,向外紧贴着内皮层。它是由原形成层的细胞发育而成,长期保持着潜在的分生能力,通常由一层薄壁细胞组成,也有由两层或多层细胞组成的,有时也可能含有厚壁细胞。维管形成层(部分的)、第一次木栓形成层、不定芽、侧根和不定根,都可能由中往鞘的细胞产生。
中柱鞘以内是初生维管束,主要包括初生木质部和初生韧皮部两部分。根的初生木质部一般位于中往的中心,并且有几个辐射状的棱角(即木质部脊,由原生木质部构成),在横切面上呈星芒状。木质部脊的数量对同种植物是相对稳定的,但因不同植物而有差异。
根的初生木质部在发育过程中是由外向内逐渐发育成熟的,故木质部脊的尖端是最初形成的原生木质部,导管口径小,为环纹和螺纹导管。中心部分则是以后形成的后生木质部,导管口径大,为梯纹、网纹和孔纹导管。根的初生木质部这种由外向内渐次成熟的发育方式,叫做外始式。这是根的初生木质部成熟的重要特点。
初生韧皮部位于初生木质部的辐射棱之间,与初生木质部相间排列(以此区分茎)。因此,初生韧皮部的数目与初生木质部相同,两者之间则为薄壁组织所隔开。初生韧皮部的发育方式与初生木质部相同,也是外始式,即原生韧皮部在外侧,后生韧皮部在内侧。在被子植物中,根的初生木质部由导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞组成;初生韧皮部由筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。根的结构如下图所示(以被子植物为例)。
双子叶植物和单子叶植物根的横切面图解
3.侧根的形成
种子植物的侧根是从主根中柱鞘细胞分生出来的,属于内起源。侧根在中柱鞘上的产生,常有一定的位置。通常只有在相对于初生木质部辐射棱的中柱鞘细胞才能产生侧根。所以,根内有多少初生木质部的第6页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 辐射棱,就可以在根的外围看到有相同数目纵行排列的测报产生。例如蚕豆根有4个初生木质部辐射棱,其主根上便有4行侧根。但是有的植物,侧根的行数可为初生木质部脊的倍数。此外还有少数植物,例如许多禾本科植物,其侧根是在与初生韧皮部相对的中柱鞘都分发生的。
4.根的次生结构
大多数单子叶植物和少数双子叶植物的根,寿命较短,根的初生结构一直维持到植物体死亡为止,没有加粗生长。而大多数双子叶植物和裸子植物,特别是多年生的木本植物的根,在完成初生生长以后,由于形成层的发生与活动,不断产生各种次生组织,使根的直径逐年加粗,这种生长的方式,称为次生生长。由次生生长所产生的组织和结构,称为次生结构。
(1)形成层的发生及其活动:根的形成层是由初生木质部和初生韧皮都之间的薄壁细胞恢复分生能力而形成的。形成层的出现,最初是从初生韧皮部内侧的一小部分薄壁细胞开始恢复分生能力,然后逐渐扩展到左右两侧,并向外推移至中柱鞘。这时,位于初生木质部束尖端的一部分细胞也恢复分生能力。结果在初生木质部与初生韧皮部之间形成一个波浪形的形成层环。此后,各部分细胞进行着不等速的分裂,在初生韧皮部内侧的形成层细胞分裂速度快,形成的次生木质部多;而在初生木质部辐射棱外侧的形成层细胞,则分裂速度慢,从而使原来波浪形的形成层环变成为一个整齐的圆环。以后形成层细胞的分裂活动基本上是等速进行的,因而根的增粗也就显得均匀一致。形成层细胞除不断进行平周分裂,向外产生次生韧皮部及向内产生次生木质部外,同时还进行垂周分裂,以扩大其周径。
次生木质部和次生韧皮部的组成成分基本上与初生木质部和初生韧皮部相同。但在次生结构中常产生一些径向排列的薄壁细胞,称为维管射线,横贯于次生木质部和次生韧皮部之间,具有贮藏养分与横向运输的功能。
(2)木柱形成层的发生及其活动:在形成层进行次生生长的过程中,中柱鞘以外的皮层和表皮因中柱不断地扩大而被胀破。与此同时,中柱鞘的薄壁细胞便恢复分生能力,形成木柱形成层。木柱形成层的活动与形成层活动相似,也是行平周分裂,不断向内向外产生新细胞。向外产生的组织称为木栓,向内形成的几层薄壁细胞,称为栓内层。木柱是由多层径向排列、紧密整齐的细胞组成,细胞成熟后,细胞壁栓质化,原生质体解体,死亡的细胞内充满空气。木栓层由于胞壁栓质化而隔绝了皮层与中柱之间的联系和物质的流通,所以当木栓形成后,木柱外周的组织由于养料供给断绝而死亡。由木栓、木柱形成层和检内层共同组成周皮,代替了原来的表皮行使保护机能。根形成层的发生及其活动情况,如图下所示。
A B C D 第7页(共28页)
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根形成层发生的各阶段图解
A.形成层尚未发生 B.形成层片段发生 C.形成层呈波浪形 D.形成层呈圆环形
(三)茎的结构
双子叶植物和单子叶植物茎的结构在组织的排列上有所不同,如下图所示。1.双子叶植物茎的初生结构
该结构是由茎的顶端分生组织通过细胞分裂、生长和分化所形成的各种组织。它同根的初生结构一样,也分表皮、皮层和中柱三个部分。
(1)表皮:通常由一层扁平细胞组成,细胞形状比较规则,排列紧密,无胞间隙。表皮细胞的外壁常增厚,表面常有角质层和表皮毛,有的还有蜡质。这些结构都有加强保护的功能。
双子叶植物和单子叶植物茎的横切面图解
(2)皮层:表皮以内为皮层,由多层薄壁细胞组成。但一般不及根的皮层发达,有明显的胞间隙。靠近外面的薄壁细胞常含叶绿体,因而幼茎常呈绿色。茎的皮层常具有厚角组织,这些组织或成束出现,使茎显出棱条,如唇形科植物;或连成圆筒,环绕在表皮的内侧,如葫芦科植物;还有的植物在皮层中具有纤维或石细胞。有些草本植物(如南瓜、蚕豆)的茎中,皮层最内一层细胞会有许多淀粉粒,被称为淀粉鞘。
(3)维管柱:双子叶植物茎的维管柱为皮层以内的所有组织,包括初生维管束、髓和髓射线等部分。维管柱内最重要的部分是初生维管束,常成束存在,多排列成环状。每个纸管束由初生韧皮部、形成层和初生本质部组成。大多数是初生韧皮部在外侧,初生木质部在内侧,即初生木质部和初生韧皮部内外并列的排列方式(称为外韧维管束),如向日葵、蓖麻、苜蓿等。茎中初生木质部被夹在内外韧皮部间的第8页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 一种排列方式,称双韧维管束。这类维管束常见于葫芦科(南瓜)、旋花科(甘薯)、茄科(番茄)、夹竹桃科(夹竹桃)等植物的茎中,其中以葫芦科茎中的较为典型。在双韧维管束中,内韧皮部与初生木质部间不存在形成层,或有极微弱的形成层。周韧纸管束是木质部在中央,外由韧皮部包围的一种排列方式。周韧维管束通常多见于藻类植物的茎中,在被子植物中少见,如大黄、酸模等植物茎中的维管束。有些双子叶植物花丝的维管束也是周韧维管束。周木维管束是韧皮都在中央,外由木质部包围的一种排列方式。周木维管束在单子叶和双子叶植物茎中都存在。前者如香蒲和鸢尾的茎和莎草、铃兰的地下茎内的维管束,后者如家科和胡椒科植物的一些茎内的维管束。值得注意的是,在一种植物的茎中有的可存在两种类型的维管束,例如单子叶植物龙血树的茎,初生维管束是外韧维管束,次生维管束是周木维管束。如下图所示。
龙血树茎的横切面,示次生加厚
A.茎中只有初生维管束 B.茎中已形成次生维管束 C.一部分茎的横切面,示次生周木维管束 1.皮层 2.初生维管束 3.次生维管束 4.形成层 5.周木维管束
双子叶植物的初生韧皮部由筛管、伴胞、薄壁细胞和韧皮纤维组成。初生韧皮部的发育顺序和根内的相同,也是外始式,即原生韧皮部在外侧,后生韧皮部在内侧;初生木质部由导管、管胞、薄壁细胞和木纤维组成。它们的发育顺序是内始式的,与根中初生木质部的外始式发育相反。茎内的原生木质部居内侧,由管径较小的环纹或螺纹导管组成。后生木质部居外侧,由管径较大的梯纹、网纹和孔纹导管组成。在初生木质部和初生韧皮都之间,具有形成层。
髓居茎中心,一般由薄壁细胞组成,具有胞间隙。有些植物在茎生长过程中,髓部中央部分被破坏消失,形成髓腔。草本植物多系这种情况。髓射线又叫初生射线,位于维管束之间,由薄壁细胞组成。在横切面上,呈放射状排列,外部与皮层相连,内部与髓相通。它的功能主要是执行横向运输的任务,兼具贮藏作用。
2.双子叶植物茎的次生结构
双子叶植物茎在形成初生结构后不久,即开始出现次生结构。
茎次生结构的形成与根一样,也是由于形成层和木栓形成层活动的结果。
(1)形成层活动和次生维管组织的形成:双子叶植物的初生分生组织在形成维管束的过程中,并不第9页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 全部成熟,而是在初生木质部与初生韧皮部之间保留一层分生组织,成为柬中形成层。当茎的次生生长开始时,除束中形成层开始分裂活动外,与束中形成层部位相当的髓射线细胞,也恢复分生能力而形成束间形成层。结果束中与束间形成层相连成圆筒状,随即开始运动。形成层细胞区活动的主要方式是进行切向分裂,向内向外均产生新的细胞层。各层细胞按半径方向呈整齐的辐射排列,并进一步分化,向内形成次生木质部,添加在初生木质部的外侧;向外形成次生韧皮部,添加在初生韧皮部的内侧,形成层在不断地进行切向分裂形成次生构造的同时,也进行横向分裂和径向分裂,扩大形成层的周径,以适应内侧木质部的增加。同时其位置也渐次向外推移,最后导致茎的加租和伸长。具体如下图所示。
形成层细胞活动的图解
在次生木质部和次生韧皮部形成时,形成层中均有一部分细胞作径向伸长,形成维管射线。(2)木栓形成层的活动:茎中木栓形成层大多数是由近表皮的皮层薄壁细胞恢复分裂能力所形成的,但也有少数是由韧皮部的薄壁细胞转变而来的。其活动与根中相似,主要是进行平周分裂,向外形成木栓,向内形成栓内层细胞(少量)。在木栓形成过程中,枝条的表面还会产生一些浅褐色的圆形、椭圆报甚至长形突起,叫做皮孔,皮孔是周皮上的通气结构,位于周皮内的生活细胞,茎通过它们与外界进行气体交换。
木栓、木栓形成层和检、栓内层合称周皮。周皮的形成过程如下图所示。
茎周皮的形成
注意从图中区分栓内层细胞与皮层细胞,栓内层也是薄壁的生活细胞,常常只有一层细胞厚,一般只能从它们与外面的木栓细胞排成同一整齐的径向行列,而与皮层薄壁细胞区别开来。
综上所述,茎的次生木质部与根相比,有许多相同之处,即不但组成成分相同,木质部和韧皮部的排第10页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 列与比例相似,而且在较老的材料中,连木栓形成层发生的部位也没有什么区别,在后期都由次生韧皮部形成。所不同的是根的中央有外始式的初生木质部,而在茎的中央则为髓,髓的外围是内始式的初生木质部。
(3)维管形成层的季节性活动与年轮的形成:形成层的活动受季节影响很大,特别是在有显著寒、暖季节的温带和亚热带,或有干、湿季节的热带,形成层的活动就随着季节的更替而表现出有节奏的变化,有盛有衰,因而产生细胞的数量有多有少,形状有大有小,细胞壁有厚有薄。由于次生木质部在多年生木本植物茎内所占比例较大,因此,随季节的不同,它在形态结构上也因不同的时期而出现显著的差异。温带的春季或热带的湿季,由于温度高、水分足,形成层活动旺盛,在所形成的次生木质部中,细胞大而壁薄,纤维较少;温带的夏末秋初或热带的旱季,形成层活动减弱,所形成的次生木质部中,细胞小而壁厚,往往管胞数量增多,木纤维成分增多。前者在生长季节早期形成,称为早材或春材,后者在后期形成,称为晚材或夏材或秋材。从横切面上观察,早材质地比较疏松,色泽稍淡;晚材质地致密,色泽较深。从早材到晚材,随着季节的更替而逐渐变化,虽然可以看到色泽和质地的不同,却不存在截然的界限,但在上年晚材和当年早材间,都可看到非常明显的分界,这是由于两者的细胞在形状、大小、壁的厚薄上有较大差异。在一个生长季节内,早材和晚材共同组成一轮显著的同心环层,代表着一年中形成的次生木质部。在有显著季节性气候地区中,不少植物的次生木质都在正常情况下,每年形成一轮,习惯上称为年轮。但也有不少植物在一年内的正常生长中,不止形成一个年轮,例如柑橘属植物的茎,一年内同产生3个年轮,3个年轮才能代表一年的生长,故称为假年轮。假年轮的形成也有的是由于该年气候的特殊变化或因害虫危害树叶后,使植物生长一度受到抑制所致。
3.单子叶植物茎的结构
单子叶植物茎的结构与一般双子叶植物有显著的区别:
①大多数单子叶植物的茎和根一样,没有形成层,因而只有初生结构,没有次生结构。
②双子叶植物茎中维管束排列成轮状,因而皮层、髓、髓射线各部分界限分明。而单子叶植物茎中的维管束是散生于基本组织中,因而没有皮层和髓部的界限,射线也无法区分清楚。
在单子叶植物中,也有少数种类如龙血树属、朱蕉属、丝竹属及芦荟属等的茎中,具有形成层,因而有次生生长和次生结构。不过它们形成层的起源与活动情况,与双子叶植物有很大的不同;如龙血村的形成层,不在维管束内,而发生在束外的薄壁细胞中。
4.裸子植物茎的结构
裸子植物茎与双子叶植物木本茎相似,初生结构由表皮、皮层和维管柱组成。次生结构由形成层产生次生韧皮部和次生木质部,次生木质部可形成年轮、早材和晚材;由木柱形成层产生周皮。裸子植物与双子叶植物也存在许多不同之处:裸子植物木质部的轴向系统中没有导管、木纤维,而由管胞担负输导水分、第11页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 无机盐和支持的双重功能。因此与双子叶植物相比,裸子植物茎中的次生木质部结构显得均匀整齐;裸子植物的次生韧皮部有筛胞,而无筛管和伴胞,有些裸子植物也无韧皮纤维;裸子植物多具树脂道。树脂道分布在皮层、韧皮部、木质部、髓,甚至髓射线中。树脂道通常是由两层细胞合围成的分泌管。
(四)叶的结构
1.被子植物叶的一般结构
被子植物的叶片一般有上下两面的区别,上面(即腹面或近轴面)呈深绿色,下面(即背面或远轴面)呈淡绿色,这种叶是由于叶片在枝上的着生取横向的位置,近乎和技的长轴垂直或与地面平行,叶片的两面受光的情况不同,因而两面的内部结构也不同,即组成叶肉的组织有较大的分化,形成栅栏组织和海绵组织,这种叶称为异面叶。有些植物的叶取近乎直立的位置,近乎与枝的长轴平行或与地面垂直。叶片的两面受光情况差异不大,因而叶片两面的内部结构也就相似,即组成叶肉的组织分化不大,这种叶称为等面叶。有些植物的叶上下面都同样具有栅栏组织,中间夹着海绵组织,也称等面叶。不论异面叶还是等面叶,就叶片而言,都是由表皮、叶肉和叶脉组成。
表皮:包覆着整个叶片,有上下表皮之分。表皮通常由一层生活细胞组成,但也有多层细胞组成的,称为复表皮,如夹竹桃和印度橡胶树叶的表皮。表皮上分布有气孔,气孔有无规则型、不线型、平列型和横列型4个主要类型。气孔的数目和分布,在各个植物的叶中是不同的。植物体上部叶的气孔较下部的多,叶尖端和中脉部分的气孔较基部和叶绿的多。有些植物如向日葵、蓖麻、玉米、小麦等叶的上下表皮均有气孔,且下表皮一般较多。但也有些植物,气孔却只限于下表皮(如早金莲、苹果)或只限于上表皮(如睡莲、莲),还有些植物的气孔却只限于下表皮的局部区域,如夹竹桃叶的气孔,仅生在凹陷的气孔窝部分。在不同的外界环境中,同一种植物的叶气孔数目也有差异,一般阳光充足处较多,阴湿处较少。沉水植物的叶一般没有气孔(如眼子菜)。
叶肉和叶脉的结构因初中教材有详细介绍,这里不再重复。2.禾本科植物叶的结构
禾本科植物叶的基本结构也同样包括表皮、叶肉和叶脉3个部分,但具有以下特点:叶的表皮由一层排列整齐、略呈长方形的表皮细胞组成,表皮细胞外壁不仅角质化而且充满硅质,有的甚至堆积成粗糙不平的突起。叶片的上表皮还有一些特殊的大型壁薄具大液泡且扇形排列的泡状细胞,或称运动细胞。它们位于相邻两个叶脉之间,与叶片的展开和卷曲有关,可控制水分的蒸腾。上表皮气孔较下表皮为多,气孔由两个哑铃形的保卫细胞组成,在每个保卫细胞的外侧还有一个近似长梭形的副卫细胞。叶肉组织中没有明显的栅栏组织与海绵组织之分,构造较均一,都是由一些短轴的薄壁细胞组成。叶脉平行排列,在维管束与上下表皮之间有发达的机械组织。每个维管束的外围具有由一层或两层大型薄壁细胞所组成的维管束鞘。水稻、大麦、小麦等维管束鞘外层细胞是薄壁的,较大,含叶绿体较叶肉细胞中少;内层是厚壁的,第12页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 细胞较小,几乎不含叶绿体。但水稻的叶脉中一般只有一层维管束鞘。玉米等植物叶片的维管束鞘较发达,内含较大的叶绿体,外侧紧密毗连着一圈叶肉细胞,组成“花环形”结构。这种“花环形”解剖结构是C4植物的特征。小麦、水稻的叶片中没有“花环”结构,并且维管束鞘细胞中叶绿体较叶肉细胞少;这是C3植物叶的特点。
3.裸子植物针叶的结构
裸子植物的叶有针叶、条形叶、刺形叶、鳞形叶及扇形叶等多种类型,其中针叶见于松科。针叶在结构上具有旱生的特点,表面积小,表皮细胞壁较厚,并强烈木质化,外被一层很厚的角质层。气孔下陷,冬季常被树脂阻塞,从而减少蒸腾。表皮下有一层或几层厚壁细胞,称下皮层,具支持作用。叶肉细胞的壁内突,扩大了光合作用面积,叶肉内有树脂道,叶肉内方是内皮层。内皮层由一层排列整齐、侧壁木栓的椭圆形细胞组成。内皮层以内是转输组织和1个或2个维管束。转输组织由管胞和薄壁细胞组成,是松柏类植物的特征,其作用是在叶肉与维管束之间进行横向运输。
(五)花的解剖结构
典型的被子植物的一朵花是由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊组成的。
具有上述4部分的花称为完全花,如桃、梅等;缺少其中一部分的花称为不完全花,如桑、榉等。从进化角度来分析,花实际上是一种适应于生殖的变态短枝,而花萼、花冠、雄蕊和雌蕊是变态的叶。
1.花梗和花托
花梗(柄)是花与茎的连接部分,主要起支持和输导作用。花梗的顶端是着生花的花托。花托的形状因植物种类的不同而各式各样,如玉兰的花托呈圆锥形,蔷薇花托呈杯状等等。
2.花被
花被是花萼和花冠的总称。(1)花萼
位于花的外侧,通常由几个萼片组成。有些植物具有两轮花萼,最外轮的为副萼,如木槿、扶桑等。花萼随花脱落的称为早落萼,如桃、梅等;花萼在果实成熟时仍存留的称为宿存萼,如石榴、柿子等。各萼片完全分离的称离萼,如玉兰、毛茛等;花萼连为一体的称合萼,如石竹等。
(2)花冠
位于花萼内侧,由若干花瓣组成,排列为一轮或数轮,对花蕊有保护作用。由于花瓣中含有色素并能分泌芳香油与蜜汁,所以花冠颜色艳丽,具有芳香,能招引昆虫,起到传粉作用。
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花冠的类型
A—十字形花冠;B—蝶形花冠;C—管状花冠;D一舌状花冠; E—唇形花冠;F—有距花冠;G一喇叭状花冠;H—漏斗状花冠
(A、B为离瓣花;C~H为合瓣花)l一柱头;2—花柱;3—花药;4一花冠; 5一花丝;6一冠毛;7—胚珠;8一子房
花冠形态因植物种类的不同而千姿百态,按花瓣离合程度,花冠可分为离瓣花冠与合瓣花冠两类(如上图所示)。①离瓣花冠:花瓣基部彼此完全分离,这种花冠称为离瓣花冠,常见有以下几种:
蔷薇型花冠:由5个(或5的倍数)分离的花瓣排列成,如桃、梨等。十字型花冠:由4个花瓣十字型排列组成,如二月兰、桂竹香等。②合瓣花冠:花瓣全部或基部合生的花冠称为合瓣花冠,常见有以下几种: 辐状花冠:茄科植物花冠为辐状花冠。漏斗状花冠:花冠呈漏斗状,如牵牛等。
钟状花冠:花冠短而阔,形似钟,如倒挂金钟、桔梗等。
舌状花冠:花冠下部筒形,上部呈扁平舌状,如菊科花序边缘的花。唇形花冠:花冠裂片分开似唇形,如薄荷、一串红等。
管状花冠:花冠筒较长,上下均匀,花冠裂片向上伸展,如菊科等。3.雄蕊
雄蕊位于花冠之内,是花的重要组成部分之一,由花丝和花药两部分组成。花丝细长,一端生于花托之上,另一端连着花药,具有输导和支持花药的作用。花药膨大呈囊状,位于花丝顶端,常分为两个药室,每个药室具一个或两个花粉囊,花粉成熟时,花粉囊开裂,散出大量花粉粒。
一朵花中所有雄蕊组成雄蕊群,推蕊的数目因植物种类而异。如兰科植物只有一个雄蕊,木犀科2个第14页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 雄蕊,蝶形花科10个雄蕊,而桃花有很多雄蕊但没有定数。根据推蕊数目以及花丝与花药的离合,雄蕊分为离生雄蕊和合生雄蕊(如下图所示)。
二强雄蕊 单体雄蕊 多体雄蕊
四强雄蕊 二体雄蕊 聚药雄蕊
(花药相连包围花柱下部花丝分离)
雄蕊的类型
(1)离生雄蕊
花中雄蕊各自分离,有以下几种类型:
二强雄蕊:花中雄蕊4枚,二长二短,如凌霄、泡桐等。四强雄蕊:雄蕊6枚,四长二短,如十字花科植物等。(2)合生雄蕊
花中雄蕊全部或部分合生,有以下几种类型:
单体雄蕊:花丝下部连合成筒状,花丝上部和花药仍分离,如木芙蓉、木槿等。
二体雄蕊:花丝连合成两组,如有些豆科植物雄蕊10个,其中9个花丝连合,另一个分离,如蚕豆等。
多体雄蕊:花丝基部合生成几束,如金丝桃、银树等。聚药雄蕊:花丝分离而花药合生,如向日葵、凤仙花等。4.雌蕊
雌蕊位于花的中央,是花的另一个重要组成部分,由柱头、花柱和子房3部分组成的。不同种类的植物其雌蕊的类型、子房的位置、胎座的类型常有不同。
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com(1)雌蕊的类型
雌蕊是由变态叶卷合而成的,这种变态叶称为心皮。心皮的边缘连接处叫腹缝线,它的背部(相当于叶的中脉处)称背缝线。根据雌蕊心皮的数目和离合,雌蕊可分为以下类型(如下面两图所示)。
雌蕊的类型
A.离生雌蕊,各心皮完全分离,着生在同一花托之上;
B—D.合生雌蕊(B.子房连合,柱头和花柱分离;C.子房和花柱连合,柱头分离;D.子房、花柱和柱头全部连合)
心皮边缘愈合,形成雌蕊过程的示意图
A、B、C.表示由一片张开的心皮逐步内卷,边缘进行愈合的程序
1.心皮;2.心皮上着生的胚珠;3.心皮的侧脉;4.心皮的背脉;5背缝线;6.腹缝线 单雌蕊:一朵花中只有一个雌蕊,此雌蕊只由一个心皮构成称单雌蕊,如桃、李等。
合生雌蕊:一朵花中只有一个雌蕊,此雌蕊由2个以上的心皮卷合而成,称为合生雌蕊,又称复雌蕊,如柑橘等。
离生雌蕊:一朵花中有数个彼此分离的雌蕊称为离生雌蕊,如木兰、毛茛等。(2)子房的位置
根据子房在花托上着生位置及花托的连合程度,子房分为以下几种类型:
子房上位:子房仅以底部与花托相连,叫子房上位。子房上位分为两种情况:如果子房仅以底部与花托相连,而花被、雄蕊着生底部子房叫子房上位下位花,如玉兰、紫藤等。如果子房仅以底部和杯状花托的底部相连,花被与雄蕊着生于杯状花托的边缘叫子房上位周位花,如桃、李等。
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 子房半下位:又叫子房中位。子房的下半部陷于花托中,并与花托愈合,子房上半部仍露在外,花的其余部分着生在花托边缘,故也叫周位花,如接骨木、忍冬等。
子房的位置
A.子房上位(下位花);B、C.子房中位 或半下位(周位花);D、E.子房下位(上位花)
子房下位:子房埋于下陷的花托中,并与花托愈合称子房下位,花的其余部分着生在子房的上面花托的边缘,故也叫上位花,如水仙、石蒜、苹果、梨等。子房的位置如下图所示。
(3)胎座的类型
胚珠通常沿心皮的腹缝线着生于子房上,着生的部位叫胎座。胎座的类型如下图所示。
几种不同的子房和胎座
A.单雌蕊,单子房,边缘胎座;B.离生雌蕊,单子房,边缘胎座;
C.合生雌蕊,单室复子房,侧膜胎座;D、E.合生雌蕊,多室复子房,中轴胎座;
F.合生雌蕊,子房一室,特立中央胎座
边缘胎座:单雌蕊,子房一室,胚珠着生于腹缝线上,如豆类。
侧膜胎座:合生雌蕊,子房一室或假数室,胚珠着生于心皮的腹缝线上,如冬瓜等。
中轴胎座:合生雌蕊,子房数室,各心皮边缘聚于中央形成中轴,胚珠着生于中轴上,如柑橘等。特立中央胎座:合生雌蕊,于房一室或不完全的数室,子房室的基部向上有一个短的中轴,但不到达第17页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 子房顶,胚珠着生于此轴上,如石竹等。
基生胎座和项生胎座:胚珠着生于子房的基部或顶部,前者有菊科植物,后者如胡萝卜等。
(六)果实和种子
植物经开花、传粉和受精后,雌蕊发生一系列变化,胚珠发育成了种子,子房则发育成了果实。果实和种子的形成过程如下图所示。
果实和种子的形成过程图解
二、例题解析
例1 用简单的显微化学方法鉴定植物细胞中的贮藏物质时,滴加某试剂后,可观察到细胞内的淀粉遇其呈深蓝色反应,蛋白质遇其呈黄色反应,则该试剂是
A 碘一碘钾溶液 B 苏丹Ⅲ或Ⅳ溶液 C 间苯三酚和盐酸溶液 D 结晶紫溶液
【分析】细胞内的贮藏物质主要有淀粉、蛋白质和脂肪。用稀释的碘一碘化钾溶液与淀粉作用时,形成碘化淀粉,呈蓝色的特殊反应,所以常用碘一碘化钾溶液鉴定淀粉。糊粉粒是植物细胞中贮藏蛋白质的主要形式,当碘一碘化钾溶液与细胞中的蛋白质作用时,呈黄色反应,因此鉴定蛋白质常用的方法也是用碘一碘化钾溶液,但浓度较大效果才好。常用的鉴定脂肪或油滴的方法是将苏丹Ⅲ或Ⅳ的酒精溶液对其染色,呈橘红色,在鉴定过程中稍加热,可使效果更为明显。用间苯三酚和盐酸溶液,可以鉴定细胞壁中的木质素成分,先将材料用盐酸浸透,再加间苯三酸的酒精溶液,当间苯三酚与细胞壁中的木质素相遇时,即发生樱红色或紫红色的反应。结晶紫是用于对细菌进行革兰氏染色的常用染色剂。
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 【参考答案】 A。
例2 水稻和小麦等禾本科植物拔节、抽穗时,茎迅速长高,这是借助下列哪种组织的活动? A 顶端分生组织 B 侧生分生组织 C 居间分生组织 D 次生分生组织
【分析】顶端分生组织位于茎和根的主轴和侧枝的顶端。侧生分生组织主要存在于裸子植物和木本双子叶植物中。居间分生组织是夹在多少已经分化了的组织区域之间的分生组织,它是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。典型的居间分生组织存在于许多单子叶植物的茎和叶中,如水稻、小麦等禾谷类作物,在茎的节间基部仍保留居间分生组织,当顶端分化成幼穗后,还能借助于居间分生组织的活动,进行拔节和抽穗,使茎急剧长高。次生分生组织是由成熟组织的细胞经过反分化后,重新转变而成的分生组织。
【参考答案】 C。
例3 大豆、油菜、蓖麻等植物的种子,在萌发形成幼苗时,子叶出土的原因是 A 胚芽伸长 B 胚根伸长 C 上胚轴伸长 D 下胚轴伸长
【分析】由子叶着生点到第一片真叶之间的一段胚轴,称为上胚轴;由子叶着生点到胚根的一段称为下胚轴。子叶出上幼苗和子叶留上幼苗的最大区别,在于这两部分胚轴在种子萌发时的生长速度不相一致。种子萌发时,胚根首先突破种皮,伸入土中形成主根。如果下胚轴加速伸长,将子叶和胚芽一起推出土面,所以幼苗的子叶是出士的;如果由于上胚轴的伸长,胚芽被推出土面,而下胚轴的伸长不大,所以子叶不被顶出土面,而始终埋在土里,幼苗的子叶不出土。
【参考答案】 D。
例4 具凯氏带的内皮层细胞不呈带状增厚的部分是
A 左、右径向壁 B 上横壁 C 内、外切向壁 D 下横壁
【分析】裸子植物和双子叶植物根的内皮层细胞的部分初生壁上,常有栓质化和木质化增厚成带状的结构,环绕在细胞的径向壁和横向壁上,成一整圈,称为凯氏带。凯氏带在根内是一个对水分和溶质运输有重要作用的结构。
【参考答案】 C。
例5 茎的维管束发育方式是
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com A 初生韧皮部为外始式,初生木质部为内始式 B 初生韧皮部为内始式,初生木质部为外始式 C 初生韧皮部和初生木质部均为外始式 D 初生韧皮部和初生木质部均为内始式
【分析】某结构成熟的过程是向心顺序,即从外方向内方逐渐发育成熟,这种方式称为外始式。如根的初生木质部和根、茎的初生韧皮部的发育顺序是外始式。反之,成熟过程是离心顺序,即由内方向外方逐渐发育成熟,这种方式是内始式,如茎的初生木质部的发育顺序是内始式。
【参考答案】 A。
例6 下列说法中,正确的是
A 等面叶即指叶肉无栅栏组织和海绵组织的区别 B 单叶的叶柄和复叶的小叶柄基部均有腋芽 C 会落叶的树叫落叶树,不会落叶的树叫常绿树 D 叶内中脉的韧皮部靠近下表皮
【分析】等面叶是指叶肉中没有栅栏组织和海绵组织的分化或叶上、下面都同样地具有栅栏组织的叶;单叶的叶柄基部有腋芽,而复叶小叶柄基部则无腋芽;落叶树是指寒冷或干旱季节到来时,叶同时枯死脱落的树种,常绿树则是指着、夏季时,新叶发生后老叶才逐渐脱落,终年常绿的树种。常绿树并不是不落叶的树种;叶内中脉横切后,观察其横切面上的显微结构,可以很明显地看到,中脉的韧皮部靠近叶的下表皮。
答案:D。
例7 下列结构中,哪一组都是属于茎的变态? A 皂荚的分枝刺,葡萄和豌豆的卷须 B 马铃薯、姜、荸荠、芋头
C 莲藕、竹鞭、菊芋、白萝卜、胡萝卜 D 蔷薇、刺槐和山楂的刺
【分析】皂荚和山楂的刺属于茎的变态,故属于茎(枝)刺;蔷薇的刺是由表皮形成,属于皮刺;刺槐的刺是托叶的变态,属于叶刺。葡萄的卷须是茎的变态,属茎卷须;豌豆的卷须是由羽状复叶先端的一些小叶变态而成,属于叶卷须。马铃薯、菊芋、姜属于块茎。荸荠、芋头属于球茎。莲藕、竹鞭属于根状茎。白萝卜和胡萝卜是贮藏根,属于根的变态。
【参考答案】
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com B。
例8 下列说法是否正确,请予判断:
(1)二体雄蕊就是指一朵花中只有两个离生的雄蕊。(2)子房的心皮数目一定等于子房室数。
(3)水稻、小麦的小穗,实际上代表一朵小花,其中的颖片、稃片和浆片均由花被饰变而来。片和浆片均由花被饰变而来。
(4)由3心皮组成的复雌蕊有6条腹缝线。
(5)有些植物不产生花这种器官,但也能结出果实来,如无花果。
【分析】(1)二体雄蕊,是指在一朵花中花丝联合成2束的雄蕊。例如蚕豆的每朵花中具有10枚雄蓝,其中9枚的花丝联合,1枚分离,成为2束,即为二体雄蕊。
(2)当子房为一心皮时,或多心皮多室时,心皮数等于子房室数;而当子房具侧膜胎座或特立中央胎座或基底胎座时,心皮多数而仅具一室,这时心皮数就不等于子房室数。
(3)水稻、小麦的小穗,实际上是一个稳状花序,其中颖片是总苞,内、外稃是小苞片和苞片,浆片才是小花的花被。但也有认为稃片是花被片的。
(4)每个心皮只有一条背缝线和一条腹缝线,由3心皮组成的复雌蕊只有3条腹缝线。
(5)无花果这类植物具有真正的花,其花序为隐头花序,这类花序的花轴肥大而呈凹陷状,很多无柄小花生于凹陷腔壁上,几乎全部隐没不见。无花果不产生花这种器官,这是一种错误。
【参考答案】
(l)~(5)均是错误的。
例9 下列果实类型中,只能由单心皮子房发育而成的果实是 A 角果 B 荚果 C 蒴果 D 双悬果
【分析】角果是由2心皮组成的雌蕊发育而成的果实,子房1室,后来由心皮边缘合生处向中央生出隔膜,将子房分隔成2室。荚果是单心皮发育而成的果实,成熟后果皮沿背缝和腹缝两面开裂。蒴果是由合生心皮的复雌蕊发育而成的果实,子房一室或多室。双悬果是由2心皮的子房发育而成的果实。
【参考答案】 B。
例10 试比较双子叶植物根和茎在初生结构上的主要异同?
【分析】根和茎的初生结构均可从各自的成熟区横切面上观察到。双子叶植物根、茎初生结构的异同主要有:
1.相同之处:均由表皮、皮层和维管柱3部分组成,各部分的细胞类型在根、茎中也基本上相同,第21页(共28页)
世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 根、茎中初生韧皮部发育顺序均为外始式。
2.不同之处是:(l)根表皮具根毛、无气孔,茎表皮无根毛而往往具气孔。(2)根中有内皮层,内皮层细胞具凯氏带,维管柱有中柱鞘;而大多数双子叶植物茎中无显著的内皮层,虽谈不上具凯氏带,茎维管柱也无中柱鞘。(3)根中初生木质部和初生韧皮部相间排列,各自成束,而茎中初生木质部与初生韧皮部内外并列排列,共同组成束状结构。(4)根初生木质部发育顺序是外始式,而茎中初生木质部发育顺序是内始式。(5)根中无髓射线,有些双子叶植物根无髓,茎中央为髓,维管束间具髓射线。根和茎的这些差异是由二者所执行的功能和所处的环境条件不同决定的。
【参考答案】 见分析过程。
三、竞赛训练题
(一)选择题
1.鉴定植物细胞中的后含物,通常
A 用碘液鉴定蛋白质和脂肪 B 用苏丹Ⅲ鉴定蛋白质和脂肪 C 用碘液鉴定蛋白质和淀粉 D 用苏丹Ⅲ鉴定脂肪和淀粉 2.水生被子植物茎的结构特征是
A 表皮形成根毛 B 机械组织发达 C 通气组织发达 D 木质部发达 3.筛管分子最明显的特征是
A 侧壁具筛域 B 为具核的生活细胞 C 端壁具筛板 D 为有筛域、筛板而无核的生活细胞
4.漆树中的漆是从茎韧皮部的哪种结构中产生的? A 溶生型分泌道 B 裂生型分泌道 C 溶生型分泌腔 D 裂生型分泌腔 5.下列在植物学上能称为种子的是
A 玉米籽粒 B 高粱籽粒 C 向日葵籽粒 D 花生仁 6.下列哪种植物的种子属于有胚乳种子 A 大豆 B 蚕豆 C 花生 D 蓖麻 7.我们吃的绿豆芽,主要吃的是 A 根 B 芽 C 下胚轴 D 上胚轴
8.小麦种子萌发时,对胚乳内贮藏的物质加以分解和转运的结构是 A 糊粉层 B 盾片 C 上皮细胞 D 外胚叶
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 9.不活动中心位于根尖的
A 根冠 B 分生区 C 伸长区 D 根毛区 10.中柱鞘细胞可产生
A 部分维管形成层和木柱形成层 B 不定芽和不定根 C 侧根 D A、B和C 11.根初生维管组织中,木质部与韧皮部的排列是 A 内外排列 B 散生 C 相间排列 D 相对排列
12.禾本科植物根的内层细胞在发育后期常五面增厚只有哪项是薄的 A 横壁 B 径向壁 C 内切向壁 D 外切向壁
13.细胞分裂产生的子细胞的新壁与该细胞所在部位的半径相平行,此细胞分裂也称 A平周分裂 B 切向分裂 C 径向分裂 D 横向分裂 14.形成展通过径向分裂产生
A 次生木质部 B 次生韧皮部 C 次生维管组织 D 使周径扩大形成 15.根部形成层产生过程中,首先开始于
A 初生韧皮部内方的薄壁细胞 B 初生木质部脊处的中柱鞘细胞 C 初生韧皮部外方的薄壁细胞 D 原生木质部细胞 16.根瘤呈红色,因为根瘤细胞含有
A 铁蛋白 B 钼一铁蛋白 C 豆血红蛋白 D 花色素 17.双子叶植物茎的初生结构特点主要是
A 具周皮 B 具觊氏点 C 具通道细胞 D 维管束排成不连续的一轮 18.南瓜的维管束为
A 外韧维管束 B 双韧维管束 C 周韧维管束 D 周木维管束 19.水稻茎的维管束属于
A 外韧维管束和无限维管束 B 周木维管束
C 外韧维管束和有限维管束 D 双韧维管束和无限维管束 20.有限外韧维管束是贯串在
A 蕨类植物茎 B 双子叶植物茎 C 裸子植物茎 D 单子叶植物茎 21.在方形(如蚕豆)或多棱形(如芹菜)的茎中,棱角部分常分布有 A 厚角组织 B 厚壁组织 C 输导组织 22.茎的维管束发育方式有
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com A 初生韧皮部为外始式,初生木质部为内始式 B 初生韧皮部为内始式,初生木质部为外始式 C 初生韧皮部与初生木质部均为外始式 D 初生韧皮部与初生木质部均为内始式 23.茎中次生射线是指
A 木射线 B 韧皮射线 C 髓射线 D 维管射线 24.在木材的哪个面上可以看到射线的长度和高度 A 横切面 B 径向切 C 切向切 D 任意切
25.有些树种的木材,在一个生长轮(年轮)内,早材的导管管腔比晚材的导管管腔大得多,导管比较整齐地沿生长轮环状排列,这种木材为
A 环孔材 B 散孔材 C 半环孔材 D 半散孔材
26.茎的维管形成层可以细分为束中形成层与束间形成层,从它们在植物体中所处的位置以及来源性质上看,二者
A 均为侧生分生组织和次生分生组织
B 均为侧生分生组织,但束中形成层属次生分生组织,束间形成层属于初生分生组织 C 并非侧生分生组织,而是次生分生组织
D 均为侧生分生组织,束中形成层具有初生分生组织的性质,柬间形成层却是典型的次生分生组织 27.橡胶树的乳汁管和漆树的漆汁道都分布于
A 皮层 B 次生韧皮部 C 初生韧皮部 D 次生木质部 28.禾本科植物茎维管束中的维管束鞘为
A 薄壁组织 B 厚壁组织 C 厚角组织 D 基本组织 29.禾本科植物茎维管束中的气隙(气腔)是遭破坏了的
A 原生韧皮部 B 后生韧皮部 C 原生木质部 D 后生木质部
30.玉米、高粱等茎增粗的原因除初生组织细胞长大外,还由于下列哪项活动的结果 A 形成层 B 木柱形成层 C 初生加厚分生组织 D 束间形成层 31.在根茎过渡区,后生木质部的位置(相对于原生木质部)是
A 由内方移向外方 B 由中央移向侧面 C 由外方移向内方 D 不变 32.禾本科植物叶片和叶鞘相接处的腹面有一膜质向上突起的片状结构,称 A 叶舌 B 叶耳 C 叶枕 D 叶环 33.禾本科植物的气孔器组成是
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com A 哑铃状保卫细胞 B 肾形保卫细胞
C近菱形的副卫细胞和哑铃状保卫细胞 D近菱形的副卫细胞和肾形保卫细胞 34.水稻叶上、下表皮的主要区别在于 A 气孔数量多少 B 表皮细胞形状 C 有无硅质细胞 D 有无泡状细胞 35.早生植物叶利于减少蒸腾的特征有
A 叶小 B 多茸毛 C 角质层发达和气孔下陷 D A、B和C 36.叶片较大而薄,表皮的角质层薄,气孔较少,是哪类植物叶的特点 A 旱生植物 B 沉水植物 C 阴地植物 D 阳地植物 37.从叶的解剖结构上看,夹竹桃属于
A 早生植物 B 中生植物 C 阳地植物 D 阴地植物
38.在箩卜、甜菜的肉质直根、甘薯的块根次生木质部中,有所谓三生结构的存在,这种结构是由下列哪项结构的衍生细胞形成的
A 居间分生组织 B 额外形成层 C 维管形成层 D 木柱形成层 39.主要食用部分为次生木质部的是下列变态根中的哪一种 A 胡萝卜 B 萝卜 C 甜菜 D 甘薯 40.以下所列的结构,哪一些都是茎的变态?
A 皂荚的分枝刺,葡萄和豌豆的卷须 B 马铃薯、姜、荸荠、芋头
C 莲藕、菊芋、竹鞭、白萝卜、胡萝卜 D 蔷薇和刺槐(洋槐)的刺,豌豆的卷须 41.珙桐开花时,两片白色花被状结构是 A 花瓣 B 花萼 C 苞片 D 总苞 42.下列哪一组属同源器官
A 马铃薯和红薯 B 葡萄和豌豆的卷须 C 月季和仙人掌上的刺 D 莲藕和荸荠 43.以下所列结构,哪一些全是叶的变态 A 南瓜、葡萄、豌豆、菝葜等的卷须 B 豌豆卷须、洋葱鳞叶、刺槐的刺、苞片
C 芽鳞、鳞叶、花柄、花托 D 葱头、大蒜瓣、皮刺 44.下列植物的花托各成什么形状? 木兰 草莓 桃 A 圆柱状 B 中央凹陷呈碗状 C 覆碗状 D 盘状
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 45.下列结构中不属于花托的是
A 雌蕊柄 B 花盘 C 子房柄 D 花柄 46.中轴胎座类型的子房一定是
A 单心皮 B 离生心皮 C 多心皮多室 D 多心皮一室 47.垂柳的雄花是
A 无被花 B 单性花 C 不完全花 D A、B和C 48.南瓜的胎座属
A 中轴胎座 B 侧膜胎座 C 边缘胎座 D 特立中央胎座 49.禾木科植物小穗中的浆片相当于 A 花被 B 小苞片 C 苞片 D 总苞 50.花公式中子房上位、二心皮、一室的表示形式为 A G(2+l)B G2:1 C G(2:l)D G(2:l)51.下列花序中,花的开放次序由上向下的是
A 轮伞花序 B 头状花序 C 穗状花序 D 伞房花序 52.花药发育过程中,单核花粉(即小孢子)形成的过程是 A 造孢细胞→孢原细胞→花粉母细胞→小孢子 B 花粉母细胞→孢原细胞→造孢细胞→小孢子 C 孢原细胞→花粉母细胞→造孢细胞→小孢子 D 孢原细胞→造孢细胞→花粉母细胞→小孢子 53.花粉发育过程中所需的营养物质主要来自于 A 中层 B 绒毡层 C 纤维层 D 造孢细胞 54.胚囊中的卵器是指
A 卵细胞 B 两个助细胞和一个卵细胞 C 一个卵细胞和两个极核 D 卵细胞和三个反足细胞 55.在花药和胚珠中,染色体数为2N的细胞有
A 营养细胞 B 大孢子 C 珠被细胞 D 卵细胞
56.柑橘类植物可由珠心、珠被等处的细胞发育成胚,这种现象称为 A 孤雌生殖 B 无配子生殖 C 无孢子生殖 D 无性生殖 57.鼠尾草花的杠杆雄蕊(杠杆系统)中的杠杆是由什么变态而来? A 花丝 B 花药 C 药隔 D 花粉囊
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 58.决定柱头与花粉是否亲和的直接物质基础是 A 蛋白质 B 核酸 C 脂肪 D 糖类 59.柑橘果实的食用部分是
A 内果皮 B 内果皮壁上的肉质腺毛(汁囊)C 种皮上的肉质腺毛(汁囊)D 发达的胎座 60.沿腹缝和背缝两面开裂的单心皮干果称 A 荚果 B 蓇葖果 C 蒴果 D 角果 【填空题】
61.细胞壁分为3层,存在于细胞壁最外面的是,细胞停止生长前形成的是,细胞停止生长后形成的是
62.髓射线是 射线,而维管射线则是 射线。63.根据 可判断树龄,根据 可以判断枝条的年龄。
64.松树茎的增粗生长,主要是由于形成层进行了 分裂和 分裂的结果。65.裸子植物叶区别于双子叶植物叶的特征是裸子植物叶具有、、、等结构。
66.填写下列植物的胎座名称:
(1)向日葵(2)泡桐(3)油菜(4)石竹(5)豌豆(6)桑 67.指出下列植物的果实名称:
(1)玉米(2)凤梨(3)胡萝卜(4)椰子(5)冬瓜(6)牡丹 68.指出下列植物主要食用部分的植物学名称:(1)花生(2)苹果(3)银杏(4)龙眼(5)西瓜(6)草莓
(三)简答题
69.有2张无标签的切片标本,请根据以下观察,指出切片分别属于哪类植物的何种器官?
切片1:横切面圆形,维管束排成一轮,木质部、韧皮部相对排列,具束中形成层,具髓,初生木质部为内始式,次生韧皮部有纤维、筛管和伴胞。
切片2:横切面圆形,木质部、韧皮部相对排列,维管束呈星散分布,具维管束鞘,无形成层,无明显的髓与皮层。
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世纪金榜 圆您梦想 www.xiexiebang.com 试回答:切片1是 ;切片2是。
70.下图(1)为植物组织切片的构造模式图,下图(2)中甲~戊为组成图(1)组织的细胞。请依据图示回答下列问题〔①~⑤题只能用序号作答〕:
(1)
①图中何者由甲细胞构成?。②图中何者由乙细胞构成?。③图中何者由丙细胞构成?。④图中何者由丁细胞构成?。⑤图中何者由戊细胞构成?。
⑥分别写出甲、乙、丁细胞的名称: 甲 乙 丁。【参考答案】
(-)选择题 C 2 C 3 D 4 B 5 D 6 D 7 C 8 C 9 B 10 D 11 C 12 D 13 C 14 D 15 A 16 C 17 D 18 B 19 C 20 D 21 A 22 A 23 D 24 B 25 A 26 D 27 B 28 B 29 C 30 C 31 A 32 A 33 C 34 D 35 D 36 C 37 A 38 B 39 B 40 B 41 D 42 D 43 B 44 A、C、B 45 D 46 C 47 D 48 B 49 A 50 C 51 A 52 D 53 B 54 B 55 C 56 C 57 C 58 A 59 B 60 A
(二)填空题
胞间层 初生壁 次生壁 62 初生 次生 63 年轮 芽鳞痕 64 切向 径向 65 下皮层 内皮层 下陷的气孔 转输组织 66(1)基生胎座(2)中轮胎座(3)侧膜胎座(4)特立中央胎座(5)边缘胎座(6)顶生胎座 67(1)颖果(2)聚花果(3)双悬果(4)核果(5)瓠果(6)蓇葖果 68(1)种子(2)花筒(3)外种皮(4)假种皮(5)胎座(6)花托 69 双子叶植物茎 单子叶植物茎 70(1)A B(2)无(3)G(4)CFGH(5)D(6)薄壁细胞 厚角细胞 厚壁细胞
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第五篇:《植物细胞》教案一
植物细胞
1.教材分析
学生在已经知道显微镜的基本结构及功能,并能正确操作显微镜的基础上,进一步通过制作临时装片并观察植物细胞,学习植物细胞的基本结构,是本节教学的主要目标。
本节教材在内容和活动的安排上遵循认知心理学和概念建构的基本原理,及先有学生的观察、实验和讨论活动,在活动中引导学生逐步建构概念,然后教材完整地呈现概念。
想一想,议一议活动创设了一个学生在操作显微镜观察植物材料是最容易出现的认知错误,通过强烈的认知冲突,激发学生探讨如何能在显微镜下清晰地观察到植物细胞。在此基础上再进一步引导学生,应该根据材料的不同特点和保存时间的长短制作不同的玻片标本。最后,教材比较全面地介绍了玻片标本的基本类型。
同样,关于植物细胞的基本结构及其功能的内容,教材也是基于学生已有的显微镜的操作技能,引导学生亲自制作植物细胞临时装片,通过自己的观察活动,先从感性上认识植物细胞的形态及基本结构,然后从知识的系统性上完整地呈现这些内容,帮助学生建构植物细胞的基本结构及其功能的完整概念。
在制作并观察植物细胞临时装片的实验中,教材处理列出了详细的实验步骤之外,还提供了多种实验材料,这里有两个目的:意识不同材料的作用不同。利用洋葱鳞片叶制作内表皮细胞的临时装片,是作为示范材料提供的,材料易得,制作简单,效果明显。而随后提供的黄瓜、苦瓜和黑藻等材料,则可以在前者的基础上,让学生根据已有的经验选择制作,进一步巩固刚学习过的制作临时装片的基本方法。二是提供多样的材料让学生观察,可以看到植物形态的多样性,同时对比总结出植物细胞共同的结构特点。
本节实验中要求学生绘制植物细胞结构简图,尽管其位置在实验中,但在实际教学时,可以按教材顺序进行,也可以在学生全面学习过植物细胞基本结构的基础上,再要求学生绘图。这两种方法中,后者适于动手能力相对较差的学生。教师可根据实际情况灵活安排。
植物细胞的基本结构是本节教学的重点内容之一。限于课程标准的要求和学生的认知水平,教材知识简单介绍了植物细胞的壁、膜、质、核四种基本结构,以及液泡、线粒体、叶绿体三种比较重要的细胞器。线粒体和叶绿体的具体知识没有展开,后面的章节中会有进一步的介绍,教师在此并不需要加深和拓展。这里还需要特别提醒教师,尽管植物细胞模式图中没有画出植物细胞的其他结构,教材中也没有提到其他细胞器,但是,教师在教学时应该告诉学生,细胞质中除了上述一些细胞结构之外,还有很多其他细胞器结构,这些结构同样
重要,在以后的生物课程中将会进一步学习。这种交代会避免学生形成植物细胞中只有这些结构的错误概念,同时也可激发学生进一步学习生物学的兴趣。
2.学情分析
学生在学习了显微镜的使用后,迫切想通过显微镜观察身边生物及自身细胞的结构,这种强烈的探知欲望正是学生学习本节知识的动力,但是学生很容易在学习过程中出现实验的盲目性以及操作的混乱,所以在实验前对学生要有详细的实验要求,从而保证实验的顺利进行。对实验材料的观察,学生一时还难以完全做到两眼同时睁开观察,更难以做到一边观察一边画图,所以,教师在实验过程中要不断提醒学生注意观察的习惯。学生在绘制生物细胞图时可能会有部分学生临摹课本的模式图,所以,教师要求学生在绘图时一定要求做到真实性。
二、教学目标 知识与技能:
1.能分辨玻片的基本类型。2.阐明植物细胞的基本结构。过程与方法: 1.能熟练操作显微镜。
2.能成功完成临时装片的制作并观察,同时培养良好的科学实验习惯。3.练习绘制植物结构简图。情感态度与价值观:
1.严谨的实验态度和习惯的培养。
2.根据自己的观察,客观真实地绘制植物细胞结构简图。3.从微观的生物世界体会生命的神奇与美丽。
三、教学重难点
1.制作并观察临时植物细胞的临时装片。2.植物细胞的基本结构。
四、课前准备
1.教师准备一些自己演示所要用的植物细胞材料、学生分组平均2人一组、显微镜。2.学生准备一些自己想观察的植物细胞材料。
五、课时安排 2课时
六、教学策略
创设情境——导入新课——实验分析——教师实验演示——组织学生实验——学生汇总实验结果并分析——师生总结植物细胞结构——学生课堂练习巩固
七、教学建议
本节课由于实验部分较多,建议教师先进行演示实验,然后有步骤的进行洋葱鳞片叶表皮的实验,在熟悉的基础上再进行其他材料的自由操作实验,并及时对实验过程和结果进行评价。
八、学法建议
规范的实验操作对养成良好的实验习惯非常重要,所以,本节课学生要特别重视实验的规范操作,同时对实验的观察要建立在真实的基础上,尊重事实对培养科学素养非常重要,所以在学习的过程中,一定要从事实出发,得出实验结果,学会分析总结实验过程中出现的问题并及时修正。
九、教学过程
(一)课前复习活动:
要求各小组一人指挥一人操作,将显微镜调试到最佳对光状态。(设计意图:可以让学生复习并熟练显微镜的使用。)
(二)导入新课:
创设情境:学生阅读课本的“想一想,议一议”并投影思考。
在学会了使用显微镜后,同学们是否很想通过看看生物细胞在显微镜下是什么样子啊?(学生:是的),大家都有同感,我们的萌萌同学也很迫不及待的想看看,但是大家认为萌萌能看到菠菜叶细胞吗?我们一起来试一下吧。每个小组现在把菠菜叶放在显微镜下进行观察,看看能看到什么?
学生:一片漆黑,什么也看不到。教师:为什么看不到菠菜叶细胞呢? 投影:思考
能否将一个洋葱或一片菠菜叶直接放到显微镜下观察呢?
要看得清楚被观察的物体,应该要让被观察的材料具备什么样的条件?
学生:不能,因为菠菜叶太厚了不透光,在光学显微镜下观察时,实验材料必须薄而透明,才能观察到细胞结构
教师:很好!那么现在要怎么做才能把材料变成薄而透明呢?是的,必须要做成玻片标本。
(设计意图:通过创设学生实际操作中非常容易发生的错误的情景,引导学生认识到对实验材料处理的必要性及处理材料的不同方式。激起学生学习的热情。)
(三)授新课:
教师:什么是玻片标本呢?有哪些类型?不同玻片标本对生物材料的处理有何不同? 学生活动:学生结合课本总结出切片、涂片和装片的区别,并进一步区分永久装片和临时装片。
小结:投影:投影出玻片标本分类及特点
设问①我们到医院去体检的时候,有一项是进行血常规的检查,那么进行验血的时候,医生对血液的处理属于哪种处理方式?
②同学们再思考一下,要观察植物茎的结构时,需要把茎切成薄片然后做成装片,那么这样做成的是什么装片呢?
(设计意图:通过比较学习,自主总结出玻片的类型,并且能和实际生活中的例子相结合。)
现在我们首先来看看怎么制作并观察洋葱鳞片叶表皮细胞。1.制作植物细胞临时装片 投影视频:制作临时装片的过程
(1)引导学生认真阅读课本实验“制作并观察植物细胞临时装片”的目的要求、材料器具和实验方法步骤,然后观看视频演示实验。
(2)教师演示制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片的方法,并同步讲解每个步骤的要点和技巧,并让学生标出每步的关键词。进一步总结出实验步骤:擦、滴、撕、展、盖、染、吸(投影:每一步的步骤和关键词)
(3)学生动手实验,在学生实验过程中,要求学生在实验的同时主要围绕以下问题展开思考:投影:擦:为什么要擦拭干净?
滴:滴水过多会怎样,过少会怎样? 撕:为什么撕取的材料不能太多? 展:为什么不能重叠,什么情况下会重叠? 盖:为什么要从一侧缓缓盖上盖玻片?
染:为什么要染色?染色对细胞产生什么影响?所以生物材料都必须要染色吗?
吸:为什么要在盖玻片滴碘液的另一侧吸引?
教师和学生一起再一次总结整个装片制作过程的要点和技巧: 擦:将玻片擦拭干净,避免视野中出现杂质、污物。
滴:水滴太小容易产生气泡或干涸,影响观察;水滴太大实验材料容易漂浮移动,水会溢出载玻片而污染显微镜。
撕:撕取洋葱鳞片叶内表皮时一定要薄,不能带叶肉,大小适中。展:一定要展平,避免细胞重叠不易观察。
盖:盖玻片放下时要匀速而缓慢,避免盖玻片下出现气泡而影响观察。
染:染色可凸显细胞核,便于观察。染色时标本全部浸润在碘液中,盖玻片上无碘液。不能直接在显微镜的载物台上进行染色,否则会污染显微镜。有色生物材料不需要染色。
吸:用吸水纸在另一侧吸引,使碘液浸润标本的全部。投影:临时装片制作技能测试评价表 学生之间根据投影的评价表进行相互评价
(设计意图:演示示范,规范操作,问题促思,关注细节。强调因果,注重分析,师生互动,明究原理。)
2.制作其他植物细胞临时装片
根据上面的实验制作经验,同学们可以继续用其他材料制作临时玻片
(学生继续进行制作黄瓜表层果肉或黑藻叶片临时装片或者让学生自主选择准备的材料。)
让学生自己制作其他植物细胞临时装片。
在这一步,教师要提醒学生注意:①不同的材料取材方法不同;②考虑是否要染色(设计意图:自主探究,合作交流初步感知细胞的异同。)3.观察植物细胞
同学们,想知道自己制作的装片是否成功了呢,那就需要进行观察,看看是否能成功的看到细胞结构。
投影:投影洋葱鳞片叶内表皮细胞、黄瓜表层果肉细胞和苦草叶细胞的显微镜下的实景图,并且结合植物细胞的模式图,让学生逐个结构仔细观察。
可提醒学生用低倍镜观察,并且没必要观察一张新装片就降1次镜头,升一次镜头。一般情况下,直接换上新玻片标本即可。如果物镜模糊,稍微调节细准焦螺旋就可以了。
在学生观察的过程中,鼓励学生发现并分析各种问题出现的原因:细胞聚集在一堆,无法看清楚单层细胞是什么原因?如何区分细胞和气泡?有大量气泡是什么原因,怎样消除?
结合植物细胞模式图,引导学生注意:①能否看到清晰的细胞膜;②细胞核为什么在细胞的一侧而不在中央;③是不是所有的植物细胞都有叶绿体;④还有哪些结构看不到。
最后让学生描述洋葱鳞片叶表皮细胞和学生另外观察的植物细胞结构,各组根据观察结果说说有什么相同处。
(设计意图:初步认识细胞的结构,促进学生发现、分析问题的能力。)4.绘制植物细胞结构简图
教师:同学们,你们想把今天用肉眼看不到的显微镜下的细胞形态永久的保留下来吗?那么就需要我们用笔把它们描绘出来。那么怎样才能画好细胞简图呢?
教师演示:一边观察一边绘图,两眼都睁开。
要求学生根据课本“生物图的画法及注意事项”,绘制洋葱鳞片叶内表皮细胞结构简图。因为洋葱鳞片叶内表皮细胞的结构典型,而且容易观察,容易绘制。在此基础上再绘制其他植物细胞图。同时列出绘图要求。
投影:生物图绘图技能测试
学生根据测试进行绘图,并且相互打分评价。最后教师展示优秀作品。(设计意图:激发兴趣,自主学习。规范绘图,领悟方法。)5.植物细胞的基本结构
展示小组学生画好的各种植物细胞简图,并和学生一起总结共同结构特点,得出植物细胞具有的相同结构(细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、叶绿体),然后指导学生和书本上的植物细胞结构模式图进行对比,说明线粒体在光学显微镜下无法看到的原因,并进一步用多媒体展示植物细胞的详细结构模式图,让学生明白植物细胞还有很多其他更复杂的结构,为以后的学习打下基础。
最后总结植物细胞的结构和功能。
(设计意图:自主总结,学会通过资料分析得出结果的能力。)
十、教学反思
本节课的内容很多,最好用两节连堂上课,才可以很好的完成教学内容。实验课对学生动手能力的培养是最重要的,所以不能过分要求学生实验的规范,允许学生在一定范围内的犯错,这样可以让学生很好的发现细节错误,对掌握实验过程会更好,另外学生画生物图的时候一定要求真实性。但是实验课的课堂秩序是最难把握的,还需要做更详细的课前准备,包括对学生的实验前的纪律要求。
十一、板书设计
植物细胞
二、制作与观察洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片 实验目的:
实验材料:洋葱鳞片叶内表皮细胞
制作步骤:擦、滴、撕、放、展、盖、染、吸 观察:认识洋葱鳞片叶内表皮细胞的结构
三、练习画细胞结构简图 绘图要领:真实、规范、完整
四、植物细胞的基本结构和功能
十二、关键词
植物细胞
制作临时装片
绘图
植物细胞结构和功能