植物解剖学

一、植物界 （一）植物的类型

1、木本植物：茎内木质发达，多年生植物 （1）乔木：植株一般高大，主干显著而挺立

（2）灌木：植株矮小，无显著主干，近地面处枝干丛生，与乔木主要区别在生长型 （3）半灌木：外形类似灌木，但地上部分为一年生 2、草本植物：茎内部木质不发达，茎干柔软，植株矮小 （1）一年生植物：在一个生长季内完成全部的生活史

（2）两年生植物：在两个生长季内完成生活史，第一年仅长出营养器官，越冬后第二年结实直至枯萎死亡 （3）多年生植物：生存期超过两年以上的植物，地上部分每年生长季末死亡，地下部分为多年生 不论草本或木本，凡茎干不能直立，匍匐地面或攀附生长的，统称藤本植物 （二）部分氮循环

固氮作用：由微生物将大气中游离的氮固定成为植物能利用的形式（氨态或者硝态）的过程 氨化作用：蛋白质通过呼吸或者动植物尸体的分解释放出铵离子的过程

硝化作用：将铵态氮转变为硝态氮的过程，盐是植物能够直接吸收和利用的主要氮源 反硝化作用：由反硝化细菌将硝态氮还原成为游离氮或氧化亚氮的过程

二、植物细胞和组织 （一）植物细胞的结构

1、质体：一类与碳水化合物合成与贮藏密切相关的细胞器，为植物细胞特有结构，根据所含色素不同可分为叶绿体、有色体、白色体

（1）有色体：只含叶黄素与类胡萝卜素，能积聚淀粉和脂质

（2）白色体：不含色素，起淀粉和脂质合成中心的作用，可特化为合成淀粉的淀粉体和合成脂质的造油体 （3）质体的发生：由幼小细胞中的前质体发育而来。前质体较小，无色，能够，双层膜结构,光照下发育成叶绿体，黑暗中发育成白色体，有色体一般认为是由白色体或叶绿体转变而来 2、圆球体：半单位膜，脂肪积累的场所，有些具有溶酶体性质 3、细胞壁

（1）胞间层：又称中层，存在于细胞壁最外面，主要成分是果胶

（2）初生壁：主要成分是纤维素、半纤维素和果胶，含有少量结构蛋白，有较大可塑性

（3）次生壁：细胞停止生长后积累于初生壁内侧，主要成分为纤维素，含有少量半纤维素，并常含有木质大部分，具次生壁的细胞在成熟时原生质体死亡

（4）纹孔和胞间连丝：纹孔主要有单纹孔和具缘纹孔，某些裸子植物有纹孔塞 初生纹孔场

（5）细胞壁的亚显微结构：构成细胞壁的结构单位是微纤丝，微纤丝由纤维束分子（微团）聚合，微纤丝再聚集成大纤丝，大纤丝可在光镜下看到微纤丝的沉积方向受微管影响 4、后含物

（1）淀粉：在细胞中以颗粒状态存在，称淀粉粒，由质体合成 单粒淀粉粒：只有一个脐点

复粒淀粉粒：具有两个以上的脐点，各自有单独的轮纹环绕 半复粒淀粉粒：两个以上脐点，有共同的轮纹

（2）蛋白质：无定形的蛋白质通常被一层单位膜包裹成圆球状，称为糊粉粒 （3）脂肪和油滴

（4）晶体：无机盐结晶，最常见的是草酸钙，分单晶、针晶和簇晶，晶体在液泡中形成

5、胞质：由纺锤丝构成的成膜体及上面分布的含有多糖的小泡形成细胞板和新的细胞膜。小泡主要来自高尔基体

微观周期：周质微管（间期）—早前期带（前期）—成膜体微管（后期） 早前期带在较早的时期就决定细胞分

裂方向

（其余关于结构和的部分详见细胞生物学）

（二）植物的组织和组织系统 1、分生组织

（1）按在植物体上的位置分类

①顶端分生组织：位于茎根主轴和侧枝顶端，其活动可使根茎不断伸长并在茎上形成侧枝和芽，茎的顶端分生组织还将产生生殖器官

细胞特征：细胞小而等径，具薄壁，核较大，液泡小而分散，原生质浓厚，常缺少后含物

②侧生分生组织：位于根茎侧方周围，靠近器官边缘，包括形成层和木栓形成层。主要存在于裸子植物和木本双子叶植物等包含次生生长的植物中

细胞特征：细胞大部分呈长梭形（形成层）原生质高度液泡化，细胞质不浓厚，随季节有明显的周期性 ③居间分生组织：夹杂在已分化的组织区间，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叶中，在茎节间基部保留茎间分生组织，所以当顶端分化成幼穗后，仍能借助居间分生组织的活动进行拔节和抽穗，使茎急剧长高 （2）按来源和性质分类

①原分生组织：是直接由胚细胞保留下来的，一般有持久而强烈的能力，位于根端和茎端较前的部分 ②初生分生组织：由原分生组织刚衍生的细胞组成，已具最初分化，但仍保留很强的能力 ③次生分生组织：由成熟组织的细胞脱分化重新转变成的分生组织 2、成熟组织

（1）保护组织：覆盖于植物体表起保护作用的组织，包括表皮和周皮

①表皮：又称表皮层，是幼嫩器官或组织表面层细胞，是植物与外界环境的直接接触。通常只具一层细胞，但不只是由一类细胞组成。表皮排列紧密，不存在除气孔的外其他细胞间隙，为生活细胞，一般不具叶绿体，但常有有色体和白色体。植物气生部分表皮细胞外层往往较厚，并且具角质层。

角质层包括两层，位于外面的角质层（角质和蜡质组成）和位于里面的角化层（角质和纤维素组成） 气生表皮上有许多气孔。气孔由两个保卫细胞构成，内含叶绿体，内侧细胞壁增厚

②周皮：是取代表皮的次生保护组织，存在于有加粗生长的根茎表面，由木栓形成层形成。木栓形成层向内形成栓内层，向外形成木栓层，三层合成周皮

木栓层：具多层细胞，在横切面中细胞成长方体，紧密排列成整齐的径向排列。细胞壁较厚，且强烈栓质化，成熟时原生质体死亡，腔中通常充满空气 栓内层：具薄壁的生活细胞，常只有一层厚

在周皮某些部位会外突形成具发达间隙的补充组织，他们突破周皮形成皮孔，是通气结构

（2）薄壁组织：基本组织的主要组成部分，进行各类代谢的主要组织，占植物体大部分。具有薄的初生壁，是一类较不分化的成熟组织，细胞形状常呈等径多面体，具活的原生质体，一般具有发达的细胞间隙，有一定能力，可转变为分生组织。因功能不同可分为同化组织、储藏组织、储水组织和通气组织 传递细胞：细胞壁内突生长而特化的一类能够迅速传递物质的生活细胞 （3）机械组织：对植物体起主要的支持作用，可分为厚角组织和厚壁组织两类

①厚角组织：为细胞壁不均匀初生増厚的生活细胞，细胞壁含有大量果胶和半纤维素，不含木质。厚角组织常发生叶绿体，具有潜能，在许多细胞中能参与木栓形成层的形成。厚角组织一般存在于地上部分，根中不存在，且一般分布于器官外围，既具有支持作用又不影响植物生长，可以转变成厚壁组织

②厚壁组织：具有均匀增厚且常木质化的次生壁，细胞成熟时原生质体通常死亡，可分为石细胞和纤维 石细胞：多为等径或略微伸长的细胞，具有很厚的、强烈木质化的次生壁，壁上有很多圆形单纹孔，细胞成熟时质体通常消失，有增加器官硬度和支持的作用

纤维：两端尖细成梭状的细长细胞，细胞壁明显次生增厚但木质化程度不一，为成熟植物中主要的支持组织 （4）疏导组织：植物体中担负物质长途运输的主要组织

①木质部：包含管胞、导管、纤维和薄壁细胞。水分的运输依靠木质部

管胞：后壁的伸长细胞，成熟时无原生质体，次生壁木质化增厚。所有维管植物（包括蕨类植物、裸子植物以

及被子植物）均有管胞。在系统发育中，管胞向两个方向演化，一是壁增厚，纹孔变窄，特化为专营支持的木纤维；另一种是端壁溶解特化为专营运输的导管

导管：与管胞的主要区别在于端壁在发育过程中溶解形成穿孔板，一般直径比管胞粗大，具有较高的输水效率，大多数裸子植物和蕨类植物缺乏导管

木纤维：木质部的纤维称为木纤维，它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，称为木薄壁细胞，它们在发育后期细胞壁通常也木质化，有储藏功能 ②韧皮部：包含筛管或筛胞、伴胞、薄壁细胞和纤维等。韧皮部负责运输有机质

筛管分子：只具初生壁，主要成分是纤维素和果胶。在上下端壁上分化出许多筛孔，具筛孔的端壁特称筛板，原生质联络索穿过筛板连接上下原生质体，联络索周围包有胼胝质鞘。筛管分子具有生活的原生质体，但细胞核与液泡膜在发育中解体，细胞保有线粒体、质体、P-蛋白（为被子植物筛管中特有结构）和部分内质网。其形状和成分与其他细胞不同。筛管功能通常只有一个生长季，在衰老和休眠的筛管中，筛板上会大量沉积胼胝质形成垫状的胼胝体封闭筛管

伴胞：是与筛管分子起源于同一个原始细胞的薄壁细胞，具细胞核及各类细胞器，与筛管分子相邻的壁上有稠密的筛域，有的植物伴胞发育成传递细胞

裸子植物一般没有筛管，运输有机物的分子是筛胞。筛胞的壁上只有筛域，原生质体中也没有P-蛋白 韧皮部的薄皮细胞主要起储藏和横向运输的作用 （5）分泌组织

①外部的分泌结构：普遍特征为其分泌物能够分泌到植物体表。常见的有腺表皮、蜜腺、腺毛和排水器等 排水器：植物将体内过剩水分排出到体表的结构，通过水孔排水的现象称为吐水，由水孔，通水组织和维管束组成。水孔多存在于叶尖或叶缘，是一些变态的气孔，保卫细胞已失去关闭的能力。通水组织是水孔下的一团变态叶肉组织，细胞排列疏松，无叶绿体

②内部分泌结构：分泌物不排到体外，包括分泌细胞、分泌腔或分泌道以及乳汁管 分泌腔和分泌道：溶生 或 裂生 或者 裂溶生的

柑橘叶子及果皮中的黄色透明小点是以溶生的方式形成的分泌腔 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的分泌道 杧果属的叶和茎中的分泌道是裂溶生的

维管植物的组织主要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

二、种子和幼苗 （一）种子的类型和结构

1、种子的结构：一般由胚、胚乳和种皮三部分组成，少数种子还具有外胚乳结构

（1）胚：新生植物的雏体，有胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成，一般由子叶着生点到第一片真叶的一段称为上胚轴，子叶着生点到胚根的一段称为下胚轴

子叶是植物体最早的叶，被子植物可分为单子叶植物（如水稻、小麦、玉米、洋葱等）和双子叶植物（豆类、瓜类、棉、油菜等），裸子植物种子的子叶数不一定

（2）胚乳：胚乳是种子集中贮藏养料的地方，也有的成熟种子无胚乳，其中的养料转入子叶中贮存

种子中所含养分随植物种类而异，主要是糖（最常见的为淀粉）、脂和蛋白质，以及少量无机盐和维生素，小麦种子胚乳最外层组织，称为糊粉层，含有较多蛋白质颗粒和结晶

（3）种皮：种子外面的覆盖部分，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 2、种子的类型

（1）有胚乳种子：由胚、胚乳和种皮三部分组成

双子叶植物中的蓖麻、烟叶、桑、茄、田菁等，单子叶植物中的大部分种子为这种类型

①小麦种子的结构：外围保护层为果皮和种皮共同组成的复合层，因此小麦的籽粒是果实，称为颖果，子叶呈盾状，所以也称盾片；其他禾本科植物的种子，如玉米、水稻等也有类似结构 （2）无胚乳种子：由种皮和胚两部分组成，缺乏胚乳

多数双子叶植物如大豆、花生、瓜类、油菜的种子，单子叶植物的慈姑、泽泻等的种子属于该类型

（二）种子的萌发和幼苗的形成 1、种子的休眠类型

（1）由于种皮阻碍了种子对水分和空气的吸收，或是种皮过于坚硬影响胚向外突破

解决方法：可使用机械方法擦破种皮，或是用浓硫酸做短时间处理，也可借助土壤中的微生物来软化种皮 （2）由于种子内的胚尚未成熟，或种子的后熟作用，这类种子即使环境适宜也无法萌发 解决方法：低温层积，施用赤霉素或采取合适的高温处理

（3）由于某些抑制性物质的存在，阻碍了种子的萌发，只有去除这些物质才能使种子正常萌发 抑制性物质：有机酸、植物碱、某些植物激素以及某些分解后能释放氨或氰化物的有机物

2、种子萌发的外界条件：充足的水分、适宜的温度、足够的氧气以及土壤的PH值，有些还涉及光形态建成 需光：烟草、莴苣、胡萝卜、桑、拟南芥等； 需暗 ：西瓜、甜瓜、番茄、洋葱； 中光：小麦、大豆 种子应贮藏在低温、适当干燥（完全干燥会使种子的生命或活动停止）以及低氧浓度的环境中 3、种子萌发形成幼苗的过程：大量吸收水分→贮存营养的转化和利用→根冲破种皮（露白）→胚芽出土 4、幼苗的类型

（1）子叶出土的幼苗：根突破种皮后，下胚轴加速伸长，将子叶和胚芽一起推出土 双子叶植物的大豆、棉、油菜、蓖麻和各种瓜类以及单子叶的洋葱幼苗为此种

（2）子叶留土的幼苗：下胚轴不伸长，而是上胚轴伸长，所以子叶或胚乳并不随胚芽伸出土面 双子叶植物的蚕豆、豌豆、荔枝、柑橘、橡胶以及单子叶植物如小麦、玉米、水稻等的幼苗属于此类 子叶出土的幼苗顶土能力弱，适宜浅播，子叶留土的幼苗顶土能力强，可以深播

三、种子植物的营养器官 （一）根

1、根的生理功能：具有吸收、固着、输导、合成（可合成多种氨基酸以及生长激素）、贮藏和繁殖的功能 2、根和根系的类型

（1）主根、侧根和不定根：主根由胚根直接发育而来，有时也称初生根或植根，侧根由主根或侧根发生，在主根和侧根之外的部位生出的根统称不定根

（2）直根系和须根系：直根系植物根有明显的主根和侧根的区别，须根系植物无明显区别或根全部由不定根组成 3、根的发育

（1）顶端分生组织：根的顶端分生组织主要有两种，第一种是成熟组织有各自的起源，第二种是共同（至少是皮层和根冠）起源；在根本体最远断的一群原始细胞不常，称不活动中心，不包括根冠原始细胞 （2）根尖的结构和发展

①根冠：位于根的先端，对根尖分生组织起保护作用，根冠细胞中含淀粉体，起平衡石的作用，与向地性有关 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（原表皮、基本分生组织、原形成层） ③伸长区：位于分生区后方，细胞已停止，开始伸长；根的长度生长是分生区和伸长区共同作用的结果 ④成熟区：各细胞已停止伸长并且多已分化成熟，成熟区表皮常产生根毛，因此也称根毛区，根毛寿命很短 4、根的初生结构

（1）表皮：根的成熟区最外面具表皮，由原表皮发育而成，一般由一层活的细胞组成；热带兰科植物和一些附生的天南星科植物的气生根中，表皮是多层的，形成所谓的根被（由死细胞组成）

（2）皮层：基本组织发育而成，由多层薄壁细胞构成，细胞间有着显著的间隙，最外一层称外皮层，最内一层为内皮层，排列紧密无细胞间隙，内皮层部分细胞径向壁与横向壁次生性加厚，形成凯氏带

单子叶植物的内皮层内切向壁同样次生性加厚，少数木质部束出的细胞保留凯氏带结构，称通道细胞 （3）维管柱：内皮层以内的部分，包括中柱鞘和初生维管组织，有些植物的根还有髓

①中柱鞘：维管柱外层组织，由原形成层发育而成，保持的潜在的分生能力，通常由一层薄壁细胞组成 维管形成层（部分）、木栓形成层、不定芽、侧根和不定根，都可由中柱鞘的细胞产生 ②初生维管组织：包括初生木质部和初生韧皮部，二者相间排列各自成束

初生木质部：外始式，外部为原生木质部（管腔小，环纹或螺纹导管），内部为后生木质部（管腔较大，梯纹、网纹或孔纹），横切面上初生木质部成辐射状

初生韧皮部：外始式，与初生木质部相间排列，其间有薄壁组织

一般植物的根部部分往往由后生木质部占据，否则就由薄壁组织或厚壁组织形成髓

5、侧根的形成：种子植物的侧根通常起源于中柱鞘，内皮层可能由不同程度的参与，由于侧根源于母根的内部组织，因此被称为内起源；侧根的发声在根毛区开始，突破表面却在根毛区后的部分 6、根的次生生长和次生结构：次生维管组织与周皮统称次生结构

（1）维管形成层的发生和活动：起始于韧皮部与木质部之间的薄壁组织，逐渐外推至中柱鞘，形成完整的环；形成层出现以后主要进行切向，向内形成次生木质部，向外形成次生韧皮部

在次生韧皮部与次生木质部内，分别分布着韧皮射线和木射线，总称维管射线，作为横向运输的结构 （2）木栓形成层的发生和活动：源于中柱鞘脱分化，向外形成木栓层，向内形成栓内层，三者总称周皮

初生生长 根冠 表皮 皮层 皮层 顶端分生组织（原分生组织、初生分生组织）

初生韧皮部 维管柱 初生木质部 髓（如果存在） 7、根瘤和菌根

（1）根瘤菌：一种好养细菌，但固氮需要在无氧环境下，含钼-铁蛋白及豆血红蛋白，能将游离氮转变为铵态氮 （2）菌根的形成：真菌与植物共生形成，在根毛不发达的植物中，真菌代替了根毛的作用，帮助植物吸收养分 （二）茎：种子植物的茎起源于胚芽

1、茎的生理功能：是植物的营养器官之一，主要功能是支持和疏导，也有储蓄和繁殖的作用 2、茎的形态

（1）茎的形态特征：茎上着生叶的部位称节，两节之间的部分称节间，着生叶和芽的茎称枝或枝条 有些草本植物的节间短缩，叶排列成基生的莲座状，如车前、蒲公英的茎

落叶植物落叶后在茎上留下叶痕，芽鳞痕为顶芽展开时芽鳞片脱落留下的，可用来鉴别茎的生长年龄（1个/年） （2）芽的概念和类型

①概念：芽是处于幼态而未伸展开的枝、花或花序，顶端分生组织，纵切结构包括顶端分生组织、叶原基、幼叶和腋芽原基以及芽轴

②类型：可按芽的位置（定芽，不定芽）、芽鳞的有无（裸芽、被芽）、将形成的器官（枝芽、花芽、混合芽）和生理活动状态（活动芽、休眠芽）分类 （3）茎的生长习性

①直立茎：茎背地生长，直立；大多数植物为这种茎

②缠绕茎：茎幼时较柔软，不能直立，以茎本身缠绕于其他支柱上；如鸟萝、牵牛、马兜铃、忍冬、何首乌等

维管形成层 次生木质部 维管射线 次生韧皮部

中柱鞘 内皮层 侧根 木栓形成层

木栓层 栓内层

次生生长