当前课程知识点：现代生物学导论 > 第十讲 动物和植物的结构和功能 > 10.3 植物的结构和生长 > 10.3 植物的结构和生长
好，在这一小节中，我们来介绍植物的结构和生长
图中的这颗大树的生长它实际上需要的营养元素非常简单
比如像水、CO2、还有从土壤中获得的营养
这里我们主要讨论被子植物，也叫做开花植物
开花植物分为两类：双子叶植物和单子叶植物
这里的子叶是什么意思呢？可以理解成baby leave，就是叶子宝宝的意思
不同的子叶植物他们的种子形状、叶脉、花和根都不同
从种子来说，种子外面有种皮，里面有胚乳
我们放大来看：双子叶植物的种子，里面有两个子叶
而单子叶植物的种子它是只有一个子叶
典型的双子叶植物比如说像蒲公英，典型的单子叶植物比如说像草
如果我们仔细观察蒲公英的叶子，会看到很多的这个叶脉
它们都是脉管状的结构，是不是很像我们的这个循环系统
它们负责运输水和糖类。这些结构都有分支，形成一个网状
但是单子叶植物的叶子的叶脉的脉管状结构都是彼此平行的
再来看双子叶植物的花，它的这个花一般有4到5片的花瓣
而单子叶植物的花瓣数一般是3的倍数，我们可以看到图中这种花的花瓣数是6
双子叶植物和单子叶植物另外一个不同是根的形态
比如说像图中的这个蒲公英的根部，就是一种直根的根系统
而对于单子叶植物来讲，根系统则是网状的
我们需要知道植物过的是一种双重的生活
一种是地上的生活，叫做枝梢系，即shoot system
另一种是地下的生活，叫做根系，即root system
在枝梢系，会有茎结，每个茎结之间的部分叫做节间
当植物在生长的时候，可以向上生长，同时也可以通过茎结向两侧延伸
植物和我们一样也有组织，我们是有4种主要的组织
而植物主要有3种组织：分别是真皮组织、基本组织和维管组织
真皮组织主要由表皮细胞和周皮细胞组成
表皮细胞构成了植物的表皮，周皮细胞主要负责树皮的生长
真皮组织的功能主要是（1）保护功能，比如
这个是叶子的横截面，周皮细胞它是负责这个保护叶子的
同样的道理，茎的外面也有真皮组织
第二个功能就是防止水分的流失
基本组织又分为3种类型：薄壁组织、厚角组织和厚壁组织
这些负责植物的主要功能，比如进行光合作用，代谢，生长和支持作用
维管组织分为两类：木质部和韧皮部，主要负责运输水分和糖类
那么下面我们来具体讨论
首先来看真皮组织,这是一个叶子的横截面
我们看到上面和下面都有真皮组织，其中还有植物的保护细胞
保护细胞的作用就是用来组成叶子的气孔的
气孔的功能是植物用来与外界交换气体和水的器官
组成气孔的两个细胞本身它是含有叶绿体，能够进行光合作用
气孔之间的这个空隙大小可以变化的
在阳光充足和水充足的情况下它们一般是怎么样的？一般是大开的
晚上或者水少的时候它们一般是关闭的
另外需要注意的一点是
叶子的表面真皮组织有一层蜡状的结构，叫做cuticle
功能是减少水分的流失，并且减少病原体的进入
好，下面我们再来介绍基本组织
基本组织其中一种类型薄壁组织中的细胞主要负责代谢，比如光合作用
厚角组织为生长中的幼茎和叶提供了机械支持作用
比如说像芹菜中的这些细胞
我们可以在这里看到这个薄壁组织中的细胞大概是这个位置
厚角组织的结构和薄壁组织是相似的，两者都是由活细胞组成的
但是厚角组织细胞的细胞壁有些部分聚集了较多的纤维素，使得此处的细胞壁较厚
厚壁组织它是比较坚韧，是植物体中的这种机械组织
由死细胞组成的，起到加固植物体的作用
那么比如说像图中的这个例子，绳子就是从植物中提取的厚壁组织中制成的
第三类组织是维管组织，分为木质部和韧皮部
这是一个茎的横截面，分别标注了木质部和韧皮部
木质部负责运输水分，把水分从根部运输到茎部
韧皮部负责在植物内运输糖类
下面我们就来说一说植物的生长。植物的生长和分生组织有着很大的关系
分生组织是指植物中具有分裂分化能力的细胞。细胞内被原生质填充充分
细胞排列紧密。分生组织算得上是植物的一个特色组织
植物在理论上有着潜在的永生能力，其中的主角就是分生组织
分生组织按位置划分有顶端分生组织
居间分生组织，侧生分生组织和拟分生组织
植物生长分为初级生长和次级生长
初级生长是植物的根系和茎得到生长，那么根系和茎到底是怎么生长的呢？
我们先来看顶端分生组织，以这个根部的分生组织为例
这里的细胞不断地进行分裂，但是还尚未分化，就像我们前面介绍的干细胞一样
这些细胞不断分裂，变长变大，这样就会导致根向这个方向来生长
注意这里有一个根冠的结构，允许根部在土壤中不断地延伸生长
对于茎部的顶端分生组织来说，没有像根冠这样的结构
细胞不断地分裂，使得茎部不断变大变长
这种机制导致植物同时向上和向下的生长
植物的次级生长使得根和茎变得更厚，也就是植物的横向生长
这是一棵树的横截面，我们把树皮的部分放大
大家可以看到它主要的成分是木质部，那么大概是在这个位置，而韧皮部的位置是在这里
那么这个是形成层，不断产生木质部和韧皮部
那么这里叫做木栓形成层，是另外一种分生组织层
植物的茎和根等进行次级生长，在皮层内形成的侧生分生组织
木质部在里面，韧皮部在外面
如果去掉韧皮部，树木将会死亡，因为糖类无法在植物内运输
虽然还有木质部，但是没有糖类就无法生存
另外一个大家都知道的细节就是当把树砍断的时候，我们会看到一圈一圈的年轮
年轮指的是树木由于周期性季节生长速度不同
而在木质部横切面上形成肉眼可分辨的层层同心的轮状结构，每一轮代表的是一年
能够次级生长的植物，到一定的生长阶段
根茎中的维管形成层开始活动，就是向外发展出韧皮，向内发展出木材
木材是维管形成层向内发展出来的植物组织的统称
每个生长季节环境周期的变化，使得木材的形态出现交替变化
那么它是有早晚材之分的
早材因为日照強烈、雨量充沛，所以细胞较大、颜色较浅，排列疏松
晚材因为日照较少、天气干冷，所以细胞细小、颜色较深，排列比早材紧密
所以上一季的晚材和下一季的早材它的界限是很明显的，那么它的这个界限被称为年界
而每个生长季形成的一圈木材，则被称为年轮
那么最后我们再来说一说植物的生殖结构：花
图中的这个花代表了被子植物的花，那么这个是雄蕊，那么这个是花药，产生了花粉粒
这些花粉粒实际上就是被保护的精子，那么所以它可以被风或者是蜜蜂携带走
下面的这个是雌性的生殖器官，里面有卵子：胚珠
胚珠也被保护着，成熟以后就成为果实
花的生殖是和我们不同的，不是简单的精子和卵子结合，而是通过一种叫做双受精的过程
双受精是指被子植物的雄配子体形成的两个精子
一个与卵融合形成二倍体的合子
另一个与中央细胞的极核融合形成初生胚乳核
双受精后由合子发育成胚，初生胚乳核发育成胚乳
胚乳为植物生长提供了营养
所以当种下一个种子，我们可以看到这个种子它在生长发育的过程中
种子的外周被胚乳包围，为种子发育成植物的过程提供了营养
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
