植物输导组织结构与功能(植物结构之输导组织)
植物结构之组织(输导组织)
植物组织就是一些形态、结构、功能相同的植物细胞连合在一起而形成的细胞群。
对植物组织的分类主要有两种看法,一是侧重于组织的发生,并从形态上说明的组织;一是着眼于生理功能上的不同,从生理上说明各类。另外,也有人用细胞类型的分类代替各组织。植物组织的分类是为研究方便而给予的人为归类。
而本人主要讲解植物组织五大基本组织(保护组织、输导组织、营养组织、机械组织、分生组织)。
四、输导组织(conducting tissue)
是植物体中担负物质长途运输的主要组织,是植物体中最复杂的组织。
根从土壤中吸收的水分和无机盐,由它们运送到地上的部分;叶的光合作用产物,由它们运送到根、茎、花、果和种子中去。植物体各部分之间经常进行的物质重新分配和转移,也要通过输民组织来进行。
输导组织分为二类,一类导管,一类筛管;其中导管为木质部(xylem)的组成部分,主要运输水分和溶解于其中的无机盐;另一类筛管为韧皮部(phloem)的组成部分,主要运输有机营养物质。
1、 木质部的组成部分
管胞
管胞是蕨类植物和绝大多数裸子植物唯一的输水组织,同时也兼有支持作用。有些被子植物或被子植物某些器官也有管胞,但不是主要的输导组织。管胞呈狭长形,两端尖斜,末端不穿孔,细胞无生命,细胞壁木质化加厚形成纹孔,以梯纹及具缘纹孔较为多见。管胞互相连接并集合成群,依靠纹孔(未增厚部分)运输水分。因此液流的速度缓慢,是一类较原始的输导组织。
导管
导管是被子植物最主要的输水组织,少数裸子植物如麻黄也有导管。导管是多数纵长的管状细胞连接而成,每个管状细胞称为导管分子,导管分子的侧面观与管胞极为相似,但其上下两端往往不如管胞尖细倾斜、而且相接处的横壁常贯通成大的穿孔,因而输导水分的作用远较管胞为快。细胞壁一般本质化增厚,形成的纹理或纹孔的不同而有环纹、螺纹、梯纹、网纹、单纹孔和具缘纹孔导管。
环纹导管:增厚部分呈环状,导管直径较小,存在于植物幼嫩器官中。
螺纹导管:增厚部分呈螺旋状,导管直径一般较小,多存在于植物幼嫩器官中。
梯纹导管:增厚部分与未增厚部分间隔呈梯形,多存在于成长器官中。
网纹导管:增厚部分呈网状,网孔是未增厚的细胞壁,导管直径较大,多存在于器官成熟部分。
孔纹导管:绝大部分巳增厚,未增厚处为单纹孔或具缘纹孔,前者为单纹孔导管,后者为具缘纹孔导管,导管直径较大,多存在于器官成熟部分。
侵填体:侵填体是由于邻接导管的薄壁细胞通过导管壁上未增厚的部分,连同其内含物如鞣质、树脂等物质侵入到导管腔内而形成的。侵填体的产生使导管液流透性降低,但对病菌侵害起一定防腐作用。具有侵填体的木材是较耐水湿的。见下图:
二、 韧皮部的组成部分
筛管是输送光合作用制造的有机营养物质到植物其它部分的输导组织,存在于植物的韧皮部中。
筛管是由一列纵行的长管状活细胞构成的,其组成的每一个细胞,称为筛管分子。筛管分子上下两端横壁由于不均匀地纤维素增厚而形成筛板,筛板上许多小孔,称为筛孔。上下相邻两筛管分子的细胞质,通过筛孔彼此相连,形成同化产物输送的通道。
胼胝体:温带树木到冬季,在筛管的筛板处生成一种粘稠的碳水化合物,称为胼胝质,将筛孔堵塞形成胼胝体,这样筛管分子便失去作用,直到来年春,这种胶胝体被酶溶解而恢复其运输功能。
筛管分子一般只能生活一两年,所以树木在增粗过程中老的筛管会不断地被新产生的筛管取代,老的筛管被挤压成为颓废组织,但在多年生单子叶植物中,筛管则可长期行使其功能。
伴胞
是位于筛管分子旁侧的一个近等长、直径较小的薄壁细胞。具浓厚的细胞质和明显的细胞核,并含有多种酶,筛管的输导机能与伴胞有密切关系。伴胞为被子植物所特有,蕨类及裸子植物则不存在。
三、 分泌结构
某些植物细胞还能合成 一些特殊的有机物或无机物,并把它们排出体外、细胞久或积累于细胞内,这种现象称为分泌现象。
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,有的单个分散于其他组织中,也有的集中分布,或特化成一定的结构,统称为分泌结构。根据分泌物是否排出体外,分为处部分泌结构和内部的内分泌结构两类。
外部分分泌结构:
外部分泌组织位于植物的体表,其分泌物直接排出于体外,其中有腺毛和蜜腺。
腺毛:是由表皮细胞分化而来的,有头部和柄部之分,头是分泌的地方。头的细胞覆盖着角质层,而分泌物则积聚在细胞与角质层之间所形成的囊中,如薄荷叶。
蜜腺:是分泌蜜汁的腺体,由一层表皮细胞或及其下面数层细胞分化而来。蜜腺的细胞具浓厚的细胞质。细胞质产生的蜜汁可由扩散通过细胞壁、由角质层的破裂、或经过表皮层上的气孔而到体外。蜜腺常存在于虫媒花植物的花瓣基部或花托上,如油菜花,但有时也在叶或托叶上产生。
内部分分泌结构:
内部分泌组织存在于植物体内,其分泌物贮在细胞内或细胞间隙中。按其组成,形状和分泌物的不同,可分为:
1. 分泌细胞:是单个散在的分泌细胞,其分泌物贮存在细胞内。分泌细胞在充满分泌物后,即成为死亡的贮藏细胞。分泌细胞有的是油细胞,含有挥发油,如肉桂皮、姜、菖蒲,有的是粘液细胞,含有粘液质,如白及、知母。
2.分泌腔:它是由多数分泌细胞所形成的腔室,分泌物大多是挥发油贮存在腔室内,故又称油室。腔室的形成,一种是由于分泌细胞中层裂开形成,分泌细胞完整地围绕着腔室,称为离生(裂生)分泌腔,如当归;另一种是由许多聚集的分泌细胞本身破裂溶解而形成的腔室,腔室周围的细胞常破碎不完整,称为溶生分泌腔,如陈皮。
3.分泌道:它是由多数分泌细胞形成的管道,分泌物贮在管道里,分泌道顺轴分布于器官中,故横切面观呈类圆形与分泌腔相似,但纵切面观则呈管状。分泌道中的分泌物有的是挥发油,称为油管,如茴香;有的是树脂或油树脂,称为树脂道,如松茎。
4.乳汁管:是由一个或多个细长分枝的乳细胞形成。乳细胞是具有细胞质和细胞核的生活细胞,原生质体紧贴在胞壁上,具有分泌作用,其分泌的乳汁贮在细胞中。乳汁管通常有下列两种:
(1)无节乳汁管:是由单个乳细胞构成的,随器官长大而伸长,管壁上无节,有的在发育过程中,细胞核进行分裂,但细胞质不分裂而形成多核细胞,因而常有分枝,贯穿在整个植物体中;若有多个乳细胞(如欧洲夹竹桃),它们彼此各成一独立单位而永不相连。具分枝乳汁管的如大戟、夹竹桃,具不分枝乳管的如大麻。
(2)有节乳管:是由一系列管状乳细胞错综连接而成的网状系统,连接处细胞壁溶化贯通,乳汁可以互相流动。如蒲公英、桔梗等。乳汁大多是白色的,但也有黄色的,如白屈莱。乳汁的成分复杂,有些可供药用,如罂粟的乳汁含有多种生物碱。
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