植物的结构和功能·

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植物概述·

什么是植物·

• 普通意义上的植物

  通常指肉眼观察范围内，与动物相区别的一类生物。一般特征有：光合作用取得营养；无运动器官，多数固定生活；无感觉器官和神经系统；分生组织终生活动；细胞壁含纤维素。

• 定义并不绝对

  要给出能排除所有非植物、又包括一切植物的定义很难。例如菟丝子无叶、无含叶绿素质体，不能光合作用，而靠吸器从寄主韧皮部吸收营养。

• 分类学中的植物界

  不同分界系统中植物界所含类群不同。二界系统曾把藻类、细菌、蓝细菌、真菌等都放入植物界。后来因原核生物和真核生物差异更大，细菌、蓝细菌等被移出植物界。
  真核生物如何分界仍有不同方案，原文说明近年对真核生物进化史的认识仍在变动，有些问题尚未厘清。

• 本篇重点

  就生态系统作用和人类关系而言，陆生植物很重要；其中被子植物是生物界最复杂的自养生物。本篇以被子植物为对象介绍植物结构和功能。

被子植物·

• 数量与意义

  被子植物在陆地上已存在1亿年以上，目前约235000种。粮食作物、蔬菜、果树等都属于被子植物。

• 单子叶植物

  胚中有1片子叶。叶脉平行，维管束排列分散，花3数，根为须根系。约65000种，如禾谷类、兰花、竹、棕榈、百合等。

• 双子叶植物

  胚中有2片子叶。叶脉网状，花4或5数，根为直根系。约170000种，大多数被子植物属于双子叶植物。

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植物器官·

根、茎、叶是植物的三种营养器官。陆生植物要从土壤吸水和矿物质，从空气吸收CO₂，捕获阳光并耐受干旱，因此三者缺一不可。

根·

• 三大功能

  固定植物；吸收水分；吸收溶解于水中的矿物质。

• 根系类型

  • 须根系

    单子叶植物根一般无明显主根，称须根系。

  • 直根系

    双子叶植物有主根和许多侧根，称直根系。

• 根毛

  根尖附近有大量根毛。根毛是根表皮细胞的突起，可大幅增加表面积，有利于吸收。

茎、叶和芽·

• 茎

  着生并支撑叶、花和芽。茎上叶片着生处为节，节之间为节间。

• 叶

  光合作用主要部位，一般有平展的叶片，并以叶柄与茎相连。

• 芽

  芽中有发育中的叶和一系列节、节间。按着生部位分为顶芽和腋芽。

• 顶端优势

  顶芽使植株长高，腋芽可产生分枝。许多植物顶芽分泌激素抑制腋芽生长，使只有顶芽生长，这称为顶端优势。其意义是保证植物获得较好光照，特别是在植株密集时。

器官变态·

• 根的变态

  甘薯、甜菜、萝卜等是膨大的根，起贮藏淀粉或蔗糖作用。

• 茎的变态

  块茎、根状茎、长匐枝等。马铃薯为块茎，鸢尾地下茎为根状茎，草莓有长匐枝。变态茎上有芽，如马铃薯芽眼。

• 叶的变态

  仙人掌刺是变态叶，起保护作用，防止动物啃食；豌豆卷须也是变态叶，有利于攀缘。仙人掌绿色主体是茎，可进行光合作用。

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植物细胞与组织·

植物细胞特点·

• 质体

  植物细胞特有细胞器。叶绿体是最重要的质体，含叶绿素，能进行光合作用。

• 液泡

  成熟植物细胞常有一个大的中央液泡，其中液体维持细胞紧张状态。

• 细胞壁

  植物细胞特有组成，主要由纤维素构成。提供结构支持的细胞可有初生细胞壁和次生细胞壁。

• 纹孔与胞间连丝

  相邻细胞壁较薄处有相对纹孔，胞间连丝从纹孔穿过，使相邻细胞间保持细胞质连续性。

分生组织与永久组织·

• 分生组织

  植物发育早期细胞都有分裂能力；继续发育后，多数细胞分化并失去分裂能力，只有特定未分化组织保留分裂能力，这就是分生组织。
  分生组织细胞壁薄，细胞质浓厚，无液泡或液泡很小，细胞紧密相接，无细胞间隙。

• 永久组织

  因分化而失去分裂能力，并具有特定结构和功能的细胞组织。

主要组织类型·

• 表皮

  一般由一层细胞组成，有时多层。细胞多扁平、形状不规则，紧密镶嵌成薄层。叶、茎表皮外有角质层，有时覆盖蜡质，可防止过度失水，也可免受真菌等寄生物侵袭。
  叶表皮有气孔，由两个保卫细胞组成。保卫细胞可调节气孔开关。

• 薄壁组织

  由薄壁细胞组成，是多数植物中数量最多的细胞类型。薄壁细胞较柔软，有薄的初生壁，无次生壁。功能包括贮藏食物、光合作用、有氧呼吸。多数薄壁细胞可分化为其他类型细胞，在愈伤过程中有作用。

• 厚角组织

  和薄壁细胞一样无次生壁，但初生壁较厚。主要为成长中的植物部分提供支持，如幼茎表面之下的厚角细胞，可随茎生长而伸长。

• 厚壁组织

  有次生壁，因含木质素而坚硬。成熟厚壁细胞不能伸长，多数成熟后死亡，细胞壁成为支持植株的坚强框架。

• 纤维

  厚壁细胞的一种，细长，常成束出现。某些植物纤维有商业价值，如棕榈纤维可作缆绳。

• 石细胞

  另一类厚壁细胞，比纤维短，有厚、不规则且坚硬的次生壁。坚果壳和种壳坚硬与石细胞有关；梨中的石细胞使口感有沙粒感。

维管组织·

维管组织又称输导组织，是复合组织，分为木质部和韧皮部。

• 木质部

  从根部向上运输水分及可溶矿物质。水分输导细胞包括管胞和导管分子，二者都有坚硬、含木质素的次生壁，成熟时为死细胞，中空。水分经纹孔和导管分子末端开口运输。

• 管胞

  具有锥形末端的长细胞。

• 导管分子

  较宽、较短，不成锥形。成链管胞和导管分子端对端排列，形成管系统，使水分由根输送至茎和叶。

• 韧皮部

  将糖类从叶或贮藏组织运输到植物其他部位。

• 筛管分子

  食物输导细胞，端对端排列形成管系统。筛管分子有薄初生壁、无次生壁，成熟时仍为活细胞。末端壁有许多小孔形成筛板，糖类、其他食物成分和矿物离子经筛板运输。

• 伴胞

  每个筛管分子旁有较小伴胞，二者以许多胞间连丝相连。筛管分子发育时失去细胞核和核糖体，伴胞细胞核和核糖体为筛管分子制造一定蛋白质。

• 其他组成

  韧皮部和木质部中还有用于支持的厚壁组织和用于贮藏的薄壁细胞。

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三种组织系统·

植物器官根、茎、叶由三种组织系统组成：皮组织系统、维管组织系统、基本组织系统。每种组织系统都连续贯穿整个植株。

组织系统总览·

• 皮组织系统

  覆盖并保护植物所有器官。叶、幼茎、幼根上的皮组织系统是表皮。叶或某些茎上表皮细胞分泌角质层，有利于保水。

• 维管组织系统

  由木质部和韧皮部组成，连续贯穿植株，负责输导水分和食物，也起支持作用。

• 基本组织系统

  构成幼小植株的大部分，充塞于表皮和维管组织之间。主要由薄壁组织组成，通常也包括某些厚角组织和厚壁组织。功能包括光合作用、贮藏食物和支持。

幼根的组织系统·

• 表皮

  一层紧密排列细胞，覆盖整个根。水和矿物质从土壤中通过这些细胞进入植物体。部分表皮细胞形成根毛。

• 维管柱

  根中央的维管组织圆柱体，又称中柱。中柱最外层为中柱鞘。木质部常位于中心并呈星芒状，韧皮部与木质部脊相间排列。

• 皮层

  位于表皮与中柱之间，属于根的基本组织系统，主要由薄壁组织组成，用于贮藏食物，也接受经表皮进入根部的矿物质。

• 内皮层

  皮层最内层，是选择性屏障，决定皮层其他部分和维管组织之间物质通过。

幼茎的组织系统·

• 表皮

  幼茎最外一层细胞，外表面有角质层。

• 皮层

  表皮内有几层细胞组成皮层，常有支持作用的厚角组织。贴近表皮的薄壁细胞和厚角细胞常含叶绿体，使幼茎呈绿色。

• 维管束排列

  单子叶植物茎中，维管束分散在基本组织系统中。双子叶植物茎中，维管束排成环状。

• 髓与髓射线

  双子叶茎中，基本组织系统分为皮层和髓。髓位于茎中央，常与食物贮藏有关。相邻维管束之间薄壁细胞形成髓射线，连接皮层和髓。

叶的组织系统·

• 表皮与气孔

  叶有上、下表皮。气孔由两个保卫细胞组成，保卫细胞膨胀和收缩调节气孔大小，从而调节气体交换和水分逸散。下表皮气孔一般较多，可减少水分丢失，因为上表皮受阳光直射。

• 叶肉

  叶中的基本组织，由含叶绿体的薄壁细胞组成，是光合作用场所。

• 栅栏组织

  靠近上表皮，细胞排列紧密，利于吸收阳光。

• 海绵组织

  靠近下表皮，细胞排列较疏松，细胞间隙多，利于气体循环。

• 叶脉

  叶片维管组织形成网状叶脉，叶脉内维管束由木质部和韧皮部组成，并与茎部维管束相连，保证水分、矿物质输入叶，也保证光合产物输出。

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植物的生长·

植物生长概述·

• 生长与发育

  植物一生中不断生长和发育。生长是植物物质不可逆增多，是细胞分裂和膨胀的结果；发育是植物体内不断发生的各种过程的总和。

• 无限生长

  一般植物一生都在生长。动物生长是有限的；植物某些器官如花和叶也是有限生长。无限生长不等于不死，植物仍会死亡。

• 一年生、二年生、多年生

  一年生植物在一年或不到一年完成生活周期；二年生植物生活周期跨两个年头；多年生植物寿命长，可达数百年甚至更久，死亡常因病原体或恶劣环境。

• 分生组织是无限生长基础

  分生组织细胞会分裂产生更多细胞。一些细胞保持分生状态，称原始细胞；新形成细胞称衍生细胞。衍生细胞可继续分裂一段时间，直到在新组织中发生特化。

分生组织类型·

• 顶端分生组织

  位于根尖或茎尖，产生的细胞使根和茎长度增加，造成初生生长。初生生长使根在土壤中广泛分布，也使枝叶繁茂以接受更多阳光和CO₂。

• 侧生分生组织

  造成次生生长，使根和地上部继续加粗。包括维管形成层和木栓形成层。维管形成层产生次生木质部和次生韧皮部；木栓形成层产生周皮，替代表皮起保护作用。

• 居间分生组织

  夹在已分化成熟组织之间的未完全分化分生组织。如小麦、玉米节间下方，韭菜、葱叶基部。其细胞分裂使植株迅速长高或叶片长长。

• 木本植物中生长位置

  初生生长限于根尖、茎尖等幼嫩部分；侧生分生组织位于根和茎较老部分。每个生长季，初生生长使根茎加长，次生生长使其加粗加固。

根的初生生长·

• 根冠

  根顶端罩状结构，保护顶端分生组织，使根在土壤中生长时免受颗粒擦伤。根冠还分泌黏性多糖，起润滑剂作用。

• 细胞分裂区

  包括顶端分生组织和由它产生的初生分生组织。顶端分生组织产生初生分生组织细胞，也补充因擦伤损失的根冠细胞。

• 初生分生组织

  包括原表皮层、原形成层和基本分生组织，分别产生根的皮组织、维管组织和基本组织。

• 细胞伸长区

  细胞发生伸长，是根长度增长的主要原因。新细胞由分生组织产生，但真正推动根尖向前的是细胞伸长，细胞可伸长达20倍。

• 细胞分化区

  细胞在完成伸长前已开始分化。分化区中，初生生长产生的三种组织完成分化，细胞功能成熟。

根的初生组织·

• 三部分

  根的初生结构由外向内为表皮、皮层、维管柱。

• 表皮

  根最外层，来源于原表皮。细胞呈砖形，排列整齐紧密，外壁有角质膜，部分表皮细胞特化为根毛。

• 皮层

  表皮内、维管柱外，由多层薄壁细胞组成。细胞较大，有大液泡，排列疏松，有明显细胞间隙。最内层为内皮层，参与控制物质进入植物体内。

• 维管柱

  又称中柱。木质部和韧皮部在其中发育。木质部通常位于中央，横切面呈星芒状，其脊间为韧皮部；有些植物中柱中心有髓，木质部和韧皮部相间排列在髓外围。

• 中柱鞘

  维管柱最外层、紧贴内皮层的一层薄壁细胞。中柱鞘细胞可重新转变为分生细胞，通过有丝分裂形成侧根；侧根维管柱仍与初生根维管柱相连。

茎的初生生长和初生结构·

• 茎尖

  茎的顶端分生组织位于芽顶端，为一团半球形分裂细胞。分裂区下方为伸长区，细胞伸长将顶芽向上推；再下方为分化区。

• 表皮

  幼茎最外层，来源于原表皮。表皮细胞壁较薄，外有角质膜，可防止病菌侵入。

• 皮层

  表皮内由多层疏松薄壁细胞组成，外围可分化出厚角组织。近表皮薄壁细胞和厚角细胞常含叶绿体，使幼茎呈绿色。茎中一般没有内皮层，所以皮层和维管组织界限不如根清楚。

• 维管柱

  多数双子叶植物维管柱包括维管束、髓和髓射线。维管束由初生木质部和初生韧皮部组成，通常韧皮部在外，木质部在内。

• 初生韧皮部

  由筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成，主要功能是输送有机物。其中最主要组成是筛管。

• 初生木质部

  由导管、管胞等组成。导管由导管分子首尾相连而成。

• 髓与髓射线

  髓位于茎中央，由薄壁细胞组成，贮藏淀粉粒、鞣质、无机物晶体等内含物。髓射线是维管束之间的薄壁组织，位于皮层和髓之间，作用为横向运输和贮藏营养物质。

• 单、双子叶茎差别

  大多数双子叶植物维管束排列成环；单子叶植物维管束分散在基本组织中，或排列成两环，如小麦。

根和茎的次生生长·

• 发生范围

  大多数双子叶植物根和茎会发生次生生长，叶不会。裸子植物都有次生生长；被子植物中只有双子叶植物有次生生长。

• 作用

  次生生长产生组织使植物体变粗。起作用的是侧生分生组织：维管形成层和木栓形成层。

维管形成层与次生维管组织·

• 产生方向

  维管形成层向内产生次生木质部，向外产生次生韧皮部，使茎加粗。

• 形成层来源

  初生韧皮部和初生木质部之间保留的有分裂潜能细胞，后来形成束中形成层；部分髓射线薄壁细胞恢复分裂能力，形成束间形成层。二者连接形成维管形成层。

• 木材

  年复一年次生生长中，次生木质部逐层积累形成木材。木材主要由管胞、导管分子和木纤维组成，这些细胞成熟时死亡，有厚的木质化壁，所以木材坚硬。

• 早材与晚材

  温带多年生植物次生生长有季节性。春季管胞和导管分子较夏季大，壁较薄，称早材或春材；夏季形成的称晚材或夏材。

• 年轮

  温带树干横切面年轮是维管形成层逐年活动记录，计算年轮数可估测树龄。

• 边材与心材

  边材靠近形成层，颜色较浅，是近2～5年形成的。心材是次生木质部中心部分，年代较久，颜色较深，死细胞中常有树脂、鞣质等侵入细胞壁，因此坚硬耐磨且有特殊色泽。

木栓形成层与周皮·

• 周皮形成

  次生生长早期，原表皮逐渐裂开死亡，被木栓形成层产生的新保护组织取代。木栓形成层向外形成木栓层，向内形成栓内层。

• 木栓质

  木栓细胞成熟时，细胞壁聚集蜡质木栓质，随后死亡。木栓组织保护茎免受机械伤害和病原体侵害，并减少水分丢失。

• 周皮

  一层层木栓细胞加木栓形成层共同组成周皮。周皮取代表皮，起保护作用。

• 皮孔

  周皮上局部裂孔称皮孔，由此树干内活细胞可与外界交换气体，利于细胞呼吸。

• 树皮

  树皮包括维管形成层外面的全部组织，范围比周皮广。从内向外包括次生韧皮部、木栓形成层和木栓层，即周皮加韧皮部。

• 次生韧皮部命运

  只有最幼嫩的次生韧皮部起运输糖分作用，位于木栓形成层内侧。较老的次生韧皮部死去，起保护树干作用，最后随树皮脱落，所以不像次生木质部那样年复一年积累。

根的次生生长·

• 类似茎

  根的次生生长与茎类似，也由维管形成层和木栓形成层产生次生组织。维管形成层在维管柱内形成，向内产生次生木质部，向外产生次生韧皮部。

• 周皮来源

  随维管柱增大，皮层和表皮裂开脱落，中柱鞘形成木栓形成层并产生周皮。

• 吸收部位

  周皮不透水，所以只有根最幼嫩部分负责从土壤中吸收水和矿物质。较老部分主要固定植株并向地上部运输水分和矿物质。

• 老根

  根逐年木质化，次生木质部中也有年轮，维管形成层外组织形成厚而坚硬的树皮。大量次生生长后，根和茎差别不大。

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植物的生殖和发育·

被子植物生活周期·

• 世代交替

  所有植物生活周期都有世代交替，即单倍体世代和二倍体世代交替。二倍体世代称孢子体，减数分裂产生单倍孢子；孢子有丝分裂形成配子体；配子体产生精子和卵；受精形成二倍合子；合子经有丝分裂形成新孢子体。

• 被子植物特点

  被子植物以孢子体为主要世代，平常看到的植物都是孢子体。配子体寄生在孢子体上，详细结构需显微镜观察。

花的结构·

• 花器官

  花瓣、萼片、雄蕊和雌蕊都是变态叶。

• 雄蕊

  雄蕊顶端为花药，花粉粒产生于其中。

• 雌蕊与心皮

  心皮是构成雌蕊的基本单位。心皮顶端是柱头，接受花粉粒；下端是子房；柱头与子房之间为花柱；子房中有胚珠。雌蕊由一个或多个心皮组成。

• 完全花与不完全花

  有萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊全部花器官的花称完全花；缺一种或几种称不完全花。禾本科植物花无花瓣，是不完全花。

• 两性花与单性花

  两性花既有雌蕊又有雄蕊，但不一定都有花瓣和萼片。单性花缺雄蕊或缺雌蕊，分别为雌花和雄花。

• 雌雄同株与雌雄异株

  一株植物既有雌花又有雄花，称雌雄同株，如玉米。否则为雌雄异株，如银杏。

• 受精后发育

  受精发生在胚珠中。受精胚珠发育成种子，子房发育成果实。果皮保护种子并有利于散布。

雌雄配子体形成与双受精·

• 雄配子体形成

  花药中花粉母细胞减数分裂产生4个单倍孢子。每个孢子再有丝分裂，产生一个营养细胞和一个生殖细胞，二者组成花粉粒。花粉粒外有壁。

• 雌配子体形成

  发生在胚珠中。大孢子母细胞减数分裂产生4个单倍孢子，通常只有1个存活并长大，再经有丝分裂形成胚囊。胚囊中有一个大的中央细胞，含两个单倍体核，另有卵细胞等细胞。

• 传粉

  花粉粒经风或昆虫等作用落到柱头上并萌发。营养细胞质从花粉壁薄弱处突出形成花粉管，穿入柱头。

• 花粉管生长

  营养细胞和生殖细胞进入花粉管前端。花粉管在花柱中延伸至子房，同时生殖细胞有丝分裂产生两个精子。

• 双受精

  花粉管从珠孔进入胚囊并释放两个精子。一个精子与卵结合形成合子；另一个精子与中央细胞极核结合，形成三倍体胚乳母细胞。
  双受精是仅发生于被子植物中的现象。

果实和种子的发育·

• 种子形成

  双受精后，胚珠逐渐发育成种子。合子先分裂成两个细胞：一个经多次分裂形成胚；另一个形成胚柄，将胚推入胚乳中。

• 胚乳

  三倍体胚乳母细胞多次分裂形成多细胞胚乳，胚乳含大量养分，供胚胎利用。

• 种皮与休眠

  胚珠的珠被失去大部分水分，成为种皮，包被胚和胚乳。种子发育后进入休眠，即生长和发育暂时停止。休眠有利于种子散布，并等到环境适宜时再萌发。

• 菜豆种子

  菜豆为双子叶植物，成熟胚由胚轴和两片子叶组成。子叶下方胚轴称下胚轴，最下端为胚根；子叶上方胚轴为上胚轴，最上端为胚芽。菜豆种子无胚乳，因为形成过程中子叶已吸收胚乳养分。

• 玉米籽粒

  玉米籽粒实际上是果实，其中有一粒种子。最外层为干燥果皮，与种皮紧密结合。玉米籽粒胚乳很大，只有一片子叶，称盾片。

果实·

• 定义

  果实是成熟的子房。受精后子房迅速膨大、壁加厚形成果实，子房中的胚珠发育成种子。

• 其他部分参与

  某些被子植物中，花的其他部分也参与果实形成。如苹果肉质部分主要来自花托，扔掉部分才是真正来自子房的果实。

• 聚合果

  草莓和莲蓬是聚合果，由具有多个分散心皮的花发育而来。

• 复果

  由许多花发育而来。花聚合成簇，各花子房壁加厚时融合成一个“果实”。菠萝是复果。

• 成熟

  种子完成发育时，果实成熟。干果成熟时可裂开释放种子。肉质果实成熟受几种激素相互作用控制，包括酶消化细胞壁使果实变软，颜色由绿转红、黄、橙，有机酸或淀粉转为糖。成熟果实糖浓度可高达20%。

种子萌发·

• 萌发的含义

  种子中已有微型植株，所以萌发不是生命开始，而是暂时中断的生长和发育恢复。

• 休眠状态

  成熟种子脱水进入休眠，代谢速率很低，生长发育中断。使种子恢复生长发育的过程称为打破休眠。

• 打破休眠的条件

  有些种子环境适合即可萌发；有些必须休眠一定时期。某些沙漠植物需大雨后萌发；火灾多发地区常需高温；冬季严寒地区常需较长休眠；某些很小的莴苣或烟草种子需光；有些种子外壳需化学处理软化，如经过动物消化管。

• 吸水开始

  通常认为萌发从种子吸水开始。吸水使种子膨胀破裂，并引发胚代谢变化，使生长重新开始。胚乳或子叶中的酶消化贮存养分，产物运至胚生长区域。

• 子叶留土萌发

  豌豆、玉米等。胚根先突破种皮向下生长，胚芽向上生长。豌豆中胚芽上部呈钩状，保护茎尖；出土后照光使钩变直，茎尖向上生长，第一片叶展开。残余子叶留土后脱落死亡。玉米胚芽有胚芽鞘保护茎尖，籽粒留在土中直至耗尽。

• 子叶出土萌发

  蓖麻为例，下胚轴伸长，使子叶伸出土壤表面。

• 幼苗脆弱

  萌发中的种子很脆弱，自然条件下只有少数幼苗能成活并繁殖。

营养繁殖·

• 概念

  植物营养体某一部分与母体分离，有时不分离，而形成新个体的繁殖方式。

• 变态根茎繁殖

  竹的根状茎、蒜和百合的鳞茎、马铃薯块茎等，在节上可长出不定根，条件适合时芽长成新植株。许多杂草能用根状茎繁殖，被切断后每一小段可形成新植株。姜也用根状茎繁殖。

• 其他营养繁殖

  草莓匍匐枝、番薯和大丽菊块根都能长出不定根和不定芽，形成新植株。落地生根叶边缘可产生不定芽，芽落地后长出不定根形成新植株。

• 农业与园艺用途

  农业常用地下茎如马铃薯或块根如番薯作播种材料。园艺常用扦插、压条、嫁接等营养繁殖方式。

• 扦插

  将枝条剪成小段插入土中，不定根产生后，芽形成新侧枝，新植株产生。不易生根植物可用植物激素等处理促进生根。

• 压条

  将枝条埋入土中，在其上剥去部分树皮或切伤口。来自上方的养分和生长物质聚集在伤口或剥皮处，促进不定根形成；不定根长到一定程度后切断枝条并移植。

• 嫁接

  通常把一株植物枝条接到另一株植物枝干上，使二者愈合成一个植株。接上去的枝条为接穗，被接且保留根系的植株为砧木。嫁接原理是植物受伤后的愈伤功能，两个创面贴合且形成层接近，细胞增生后愈合，接穗与砧木维管组织连成整体。嫁接可繁殖不产生种子的果树，保存种子繁殖不能保存的亲本优良品质，也可改良品种。

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速记·

• 植物重点对象

  本篇以被子植物为主。单子叶：1片子叶、平行脉、须根系、花3数、维管束分散。双子叶：2片子叶、网状脉、直根系、花4/5数、维管束常成环。

• 三大营养器官

  根吸水吸矿物质并固定；茎支撑并连接；叶光合作用。

• 三种组织系统

  皮组织保护；维管组织运输和支持；基本组织光合、贮藏、支持。

• 维管组织

  木质部向上运水和矿物质，成熟输导细胞多为死细胞；韧皮部运糖，筛管分子成熟时仍活，但失去细胞核和核糖体，依靠伴胞。

• 生长

  顶端分生组织负责初生生长，使根茎加长；侧生分生组织负责次生生长，使根茎加粗；居间分生组织使节间或叶迅速伸长。

• 次生生长

  维管形成层向内生次生木质部、向外生次生韧皮部；木栓形成层形成周皮。年轮来自次生木质部季节性差异。

• 双受精

  一个精子 + 卵 = 合子；另一个精子 + 中央细胞极核 = 三倍体胚乳母细胞。只发生于被子植物。

• 种子与果实

  胚珠发育成种子，子房发育成果实。种子萌发是休眠后生长发育的恢复。

• 营养繁殖

  不经种子，用营养器官形成新个体。常见方式：根状茎、块茎、鳞茎、匍匐枝、块根、叶上不定芽、扦插、压条、嫁接。

本章名词·

初生生长｜primary growth

初生生长是植物根和茎顶端分生组织及其衍生的初生分生组织活动引起的纵向伸长生长过程。在根尖，分生区细胞不断分裂产生新细胞，伸长区细胞显著伸长，分化区由原表皮层、原形成层和基本分生组织分别分化为皮组织、维管组织和基本组织；茎的初生生长类似，使茎伸长。这一生长过程与次生生长同时发生但区域不同，依赖顶端分生组织的持续活动。

周皮｜periderm

周皮是由木栓层、木栓形成层和栓内层共同构成的次生保护组织，在次生生长中取代初生表皮行使保护功能。木栓形成层向外分裂产生木栓层（细胞壁栓质化、成熟后为死细胞，排列紧密，不透水不透气），向内形成栓内层。周皮能保护植物体免受机械损伤、病原体侵害和水分过度散失，并借助皮孔进行气体交换。

生活周期｜life cycle

生活周期（life cycle）又称生活史，指植物从生长发育的某一阶段（如种子或孢子）开始，经历生长发育和繁殖，又重现该阶段的有规律的循环过程。植物的生活周期具有世代交替现象，即单倍体配子体世代与二倍体孢子体世代交替出现。以被子植物为例，孢子体通过减数分裂产生孢子，孢子经有丝分裂发育为配子体并产生配子；配子经受精形成合子，合子发育成新的孢子体，从而完成生活周期。

树皮｜bark

树皮是维管形成层以外的所有组织的总称，包括次生韧皮部、木栓形成层、木栓层及较老的周皮等。它主要由木栓形成层活动产生的次生保护组织构成，木栓层细胞栓质化、不透水不透气，能防止水分丢失和病原侵入。随着茎的加粗，较老的树皮会脱落，内层的木栓形成层不断产生新的周皮以维持保护功能。

木栓质｜suberin

木栓质是一种在木栓细胞成熟过程中沉积于细胞壁的蜡质，导致细胞死亡并使细胞壁栓质化，赋予周皮不透水、不透气的特性，从而保护植物茎干免受机械伤害、病原侵害和水分丢失。

内皮层｜endodermis

内皮层是根皮层的最内一层细胞，紧靠中柱鞘，细胞排列整齐而紧密。其细胞的上、下壁和径向壁上常有木质化和栓质化的凯氏带加厚，凯氏带不透水并与质膜紧密结合，阻断水分和溶质的胞外运输途径。因此，所有通过皮层进入维管柱的物质都必须经内皮层细胞质膜的选择性透过，内皮层具有控制根内物质运输的重要作用。

营养繁殖｜vegetative reproduction

营养繁殖是指植物营养体（如根、茎、叶）的一部分与母体分离或不分离，直接形成新个体的繁殖方式。该过程不产生生殖细胞，因此也称克隆。它依赖于植物营养器官的再生能力，可通过形成不定根、不定芽等产生新植株，常见于竹、马铃薯、草莓等利用变态器官繁殖。营养繁殖后代遗传变异小，能保持母体的优良性状。

休眠卵｜resting egg

休眠卵是指发育暂时停滞的卵，能够抵抗干燥、低温等不良环境条件，待环境适宜时再恢复发育，是某些动物（如轮虫）常见的适应机制。

隐生状态｜cryptobiotic state

隐生状态是生物体在极端脱水等不利条件下，新陈代谢几乎完全停止、生命活动处于可逆停滞的休眠状态，该状态下生物能抵抗干燥、低温等胁迫，当环境适宜时可恢复代谢与生长发育。

侵人生长｜intrusive growth

侵入生长是指植物细胞通过其尖端侵入相邻细胞之间的胞间层或细胞壁间隙，从而实现伸长的一种特殊生长方式。该过程常见于花粉管、根毛以及某些真菌菌丝的顶端生长，不依赖于细胞的普遍膨胀，而是通过局部伸展完成细胞的延伸。

三生生长｜tertiary growth

三生生长是某些植物（如贮藏根）在次生生长完成后，由次生木质部或次生韧皮部中导管分子周围的薄壁细胞或中柱鞘细胞脱分化，形成一圈或多圈额外形成层（副形成层），进而产生三生结构的生长现象。

二年生植物｜biennial plant

二年生植物是指生活周期跨越两个年头的植物，第一年进行营养生长，经过冬季低温后，第二年春夏开花结实，完成生殖生长，如甜菜、胡萝卜等。

根冠｜root cap

根冠是位于根尖最前端的帽状结构，由薄壁细胞组成，外层细胞排列疏松且细胞壁常黏液化，对内部幼嫩分生组织起保护作用。其分泌的黏液可减少根尖与土壤的摩擦，有助于根在土壤中推进，并能溶解和螯合矿物质以促进吸收。根冠细胞中含有淀粉粒，作为“平衡石”参与根的向地性反应，当根水平放置时淀粉粒位移引发生长差异使根向下弯曲。此外，根冠能不断补充因擦伤而脱落的细胞，但在水培条件下可能不会形成。

皮组织系统｜dermal tissue system

皮组织系统是植物体三种组织系统之一，连续覆盖并保护植物所有器官。在叶、幼茎和幼根上，皮组织系统即为表皮，作为植株的第一道保护层，抵抗有形损伤和病原生物入侵。表皮细胞可分泌蜡质角质层，有助于减少水分丧失。

扦插｜cutting

扦插是一种人工营养繁殖技术，将植物营养器官（如茎、叶、根）的一部分切下并插入基质中，在适宜条件下诱导产生不定根或不定芽，进而形成独立的新植株。该技术基于植物营养体的再生能力，能保持母本的优良遗传性状。

维管组织系统｜vascular tissue system

维管组织系统是植物体内连续贯穿整个植株的组织系统，属于三种组织系统之一。它由木质部和韧皮部组成，主要功能是输导水分和食物，并起支持作用。

细胞伸长区｜elongation zone

细胞伸长区是根尖和茎尖中位于分生区与成熟区之间的区域，其细胞显著进行伸长生长，长度可增加至20倍，是器官长度增长的主要动力，推动根尖或茎尖在土壤或空间中前进。该区与细胞分裂区相重叠，细胞在分裂后进入此区快速延长，完成从分生到分化的过渡。

衍生细胞｜derivative cell

衍生细胞是由分生组织中的原始细胞分裂产生的新细胞。这些新细胞可经进一步分裂或分化，逐渐形成各种成熟组织，部分衍生细胞也可能暂时保留分裂能力。

休眠｜dormancy

休眠是植物在特定发育阶段或不利环境下，生长和发育暂时停滞、代谢速率极低的状态，是一种重要的进化适应现象。其启动和维持常与植物激素脱落酸（ABA）有关，ABA抑制生长并促进芽和种子休眠。休眠的打破通常需要特定的环境条件（如温度、水分、光照等）或内源激素变化（如ABA/GA比值降低）。

一年生植物｜annual plant

一年生植物是在一年或不到一年的时间内完成整个生活周期（从萌发到开花结实）的植物。许多重要的作物，如禾谷类和豆类，都属于一年生植物。这类植物在短暂的生活史中迅速完成生长发育和繁殖，其生活周期通常在一个生长季内结束。

压条｜layering

压条是一种人工营养繁殖技术，将植物的枝条部分压入土壤中，使其在压埋处产生不定根，待生根后与母体分离，形成独立的新植株。此法常用于保持母本优良性状，繁殖不易生根的植物。

植物｜Plantae

植物是一类与动物相区别的生物，其主要特征包括：通过光合作用制造有机物获取营养；无运动器官和感觉系统，多数营固着生活；细胞壁含纤维素；分生组织终生保持活动。植物界包含藻类、苔藓、蕨类、种子植物等多种类群，其中低等植物无根茎叶分化，高等植物有根茎叶分化且形成胚胎。植物是生态系统的基础，为异养生物提供能量和物质，并参与维持碳循环等物质平衡。

子叶出土萌发｜epigeal germination

子叶出土萌发是指种子萌发时，下胚轴伸长将子叶推出土面的萌发方式。在此过程中，胚根首先突破种皮向下生长，随后下胚轴快速伸长，使子叶和胚芽露出地面，子叶展开后进行光合作用。与留土萌发（下胚轴不伸长）不同，出土萌发中胚芽常呈钩状以保护茎尖免受土壤擦伤。

子叶留土萌发｜hypogeal germination

子叶留土萌发是种子萌发时下胚轴不伸长，子叶留在土壤中的萌发类型。萌发时胚根首先突破种皮向下生长，随后胚芽向上生长且其上部呈钩状，以保护茎尖免受土壤擦伤。该类型见于豌豆、玉米等植物。

初生结构｜primary structure

初生结构是由顶端分生组织衍生的初生分生组织（原表皮、基本分生组织、原形成层）经细胞分裂、伸长和分化产生的结构，包括皮组织、维管组织和基本组织，共同构成植物体早期生长的基础。

初生组织｜primary tissue

初生组织是由初生分生组织产生的成熟组织，包括皮组织（如表皮）、维管组织和基本组织，它们共同构成植物体的初生结构，执行保护、输导、营养等功能。

晚材｜latewood

晚材是年轮中在生长季晚期形成的次生木质部部分，通常细胞较小、壁较厚，质地较致密，与早材共同构成一个年轮。