分生区
一、植物的分生组织是什么有什么用
细胞分裂最旺盛的地方,植物长高,加粗都靠它了。
种子植物具分裂能力的细胞限制在植物体的某些部位,这些部位,这些部位的细胞在植物体的一生中持续的保持强烈的分裂能力,一方面不断增加新细胞到植物体中,另一方面自己继续“永存”下去,这种具持续分裂能力的细胞群称分生组织。
分生组织按位置分为:顶端分生组织、侧分生组织、居间分生组织
按来源分为:原分生组织、初分生组织、次分生组织
顶端分生组织
apical meristem
维管植物根和茎顶端的分生组织。植物体其他各种组织和器官发生,均由它的细胞增生和分化而来。
根端根端分生组织由根的保护结构根冠所覆盖,因此它们并不在根的最前端,而是位于亚顶端,其原始细胞较小,一般等径,排列紧密。细胞壁薄,液泡化程度较低,细胞质内细胞器丰富。顶端分生组织的细胞合成代谢旺盛,处于胚性状态。
根据原始细胞形态、细胞分裂活动以及细胞组织分区等特征,根端可有不同的类型:一些低等维管植物,顶端有一个倒四面体锥形的顶端细胞,它向顶进行平周分裂,产生根冠细胞;向基作垂周分裂,分化出各组织系统。某些植物,根端有1~2层横列的原始细胞。原始细胞向基衍生的细胞构成中柱分生组织区,进一步分化中柱组织系统、皮层和环柱分生组织区。后者向基分化表皮和皮层,向顶产生根冠的环柱组织。很多双子叶植物顶端分生组织区有3列原始细胞,其上层为中柱原,中层为皮层原,下层是表皮和根冠共同的原始细胞,称为表皮根冠原。大多数单子叶植物的根端有 3列原始细胞,其中根冠有独立的原始细胞,称为根冠原,表皮则与皮层共同起源于皮层原。有的种类表皮有它独立的表皮原。所有根的组织系统和根冠,有其共同原始细胞的,属开放型;而中柱、皮层和根冠,甚至于表皮,各有其一定的原始细胞,属封闭型。一般认为开放型是比较原始的类型。
营养茎端营养生长阶段的茎端,由一些叶原基和幼叶保护着,并有外起源的侧生器官——叶和芽的发生。在植物个体发育的各个阶段茎的顶端分生组织外形、大小和细胞分裂活动等方面变化较大。
根据原始细胞的形态,细胞分裂活动及其衍生细胞与组织区域之间的关系,营养茎端可分为3种类型:①一般蕨类植物,分别有三面体和四面体的顶端细胞位于顶端分生组织的顶部。顶端细胞的顶面都不进行平周分裂,只是三面体的两个侧面和四面体的三个侧面斜向进行垂周分裂,随后进行平周分裂或多向分裂,表面的细胞分化为表皮,内部细胞分别分化为基本薄壁组织和中柱。②许多裸子植物的顶端的原分生组织,基本上分为两个细胞群:一是位于顶端表面,由1~2层细胞组成的顶端原始细胞群;一是由顶端原始细胞群所衍生的中央母细胞。这些原始细胞群向侧面衍生的细胞,称为周围区,叶原基、表皮、皮层和维管组织均起源于此;在中央母细胞基部的衍生细胞,多作横向分裂形成肋状分生组织,由它进一步分化为髓部。③被子植物顶端分生组织,普遍具明显的原套-原体结构。原套在茎端的表面,有 1~5层原始细胞,它们都以垂周分裂为特征。原体在原套的内方,细胞作多向分裂,无分层现象。原套和原体各有其原始细胞。原体部分也可分为中央母细胞区、周围区和肋状分生组织区。
叶起源于顶端分生组织的周围区,发生的位置决定于各种植物叶序的特性,即刚发生的叶原基能在一定距离内抑制新叶的发生。
生殖茎端由营养茎端转变为生殖茎端,在结构方面,表现为顶端分生组织仍具有一般的原套和原体的结构,或者表面细胞层数有所增减。顶端分生组织区向四周扩展变宽,而纵深变得较浅,顶区的原始细胞液化程度降低,细胞质稠密,由于细胞分裂频率较高,细胞也变得较小,并与周围区的细胞大小相同,从而在顶端分生组织表面形成了一个分生组织套层。从而在生殖茎端上分化出花的各部分(花冠、雄蕊与雌蕊)。
学说及其意义 18世纪中叶以来,出现了许多对植物茎端组成的解释,如:顶端细胞学说;组织原学说;体-帽学说,原套-原体学说;细胞-组织学分区概念等等。但是,这些学说都没有对顶端分生组织的组成作出令人满意的概括,事实上,不同类群的植物存在区别,也很难用一种模式来说明。在研究植物形态发生中有关极性、对称和相关性,特别是分化和再生时,都涉及顶端分生组织的细胞分裂、组织分化和器官发生的机理,这些原理的阐明,有利于人类进一步控制植物的生长发育。
二、什么是分生组织分生组织可以根据什么分为不同的类型
分生组织(meristem)是在植物体的一定部位,具有持续或周期性分裂能力的细胞群。分裂所产生的细胞排列紧密,无细胞间隙;细胞壁薄,细胞质浓厚,细胞体积较小,一般呈等径多面体,细胞核大,一小部分仍保持高度分裂的能力,大部分则陆续长大并分化为具有一定形态特征和生理功能的细胞,构成植物体的其他各种组织,使器官得以生长或新生。分生组织是产生和分化其他各种组织的基础,由于它的活动,使植物体不同于动物体和人体,可以终生增长。
分生组织从两个方面进行分类,即两种分类:根据存在位置进行分类;根据细胞来源进行分类。
位置分类
1、顶端分生组织:位于根、茎及其分枝顶端。由于它们的活动,使根、茎得以伸长,长出侧根、侧枝、新叶和生殖器官。组成顶端分生组织的细胞小而呈等径的多面体,细胞壁薄,细胞核大且位于细胞的中央,细胞质浓厚,液泡小而分散。
2、侧生分生组织:纵贯根、茎,位于其周围靠近器官边缘的部分,一般为一、二层细胞所构成的圆筒形或带状结构。包括维管形成层(即形成层)和木栓形成层。前者的活动,使植物的根和茎得以不断增粗,后者的活动使长粗的根和茎的表面及受伤的器官的表面形成新的(次生的)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。草本双子叶植物和单子叶植物由于缺乏侧生分生组织,故其根和茎没有明显的增粗生长。组成侧生分生组织的细胞与顶端分生组织细胞有明显的区别。例如形成层的细胞多呈长梭形,液泡明显,细胞质不浓厚,其分裂活动往往随季节的变化而有明显的周期性。
3、居间分生组织:位于成熟组织之间,是顶端分生组织在某些器官中的局部区域的保留。主要存在于多种单子叶植物的茎和叶中。例如,在水稻、小麦等谷类作物茎的节间基部保留有居间分生组织,其活动的结果,使茎节急剧伸长,以完成拔节和抽穗。葱、蒜、韭菜的叶子剪去上部还能继续伸长,是因为叶基部居间分生组织活动的结果。花生雌蕊柄基部的居间分生组织的活动,能把开花的子房推入土中。跟顶端分生组织和侧生分生组织相比,居间分生组织细胞持续分裂的时间较短,一般分裂一段时间后,所有细胞都转变为成熟组织。
来源分类
1、原分生组织:由来源于胚的、没有任何分化、始终保持分裂能力的胚性细胞——顶端原始细胞及相邻的接近原始的细胞组成的原始细胞层组成。位于根、茎及其分枝顶端的最前部分。当一个原始细胞分裂时,其中一个子细胞继续保持原始细胞的持续分裂能力,维持自身的存在,另一个子细胞经过几次分裂产生许多衍生细胞。
2、初生分生组织:由原分生组织衍生的细胞组成。存在于根、茎及其分枝顶端最前方的原分生组织后面。细胞形态上已出现了最初的分化,它们在离根或茎的顶端一定距离处,可区分出原表皮层(由它分化产生植物的表皮系统)、原形成层(由它分化产生植物的初生维管组织)和基本分生组织(由它分化产生植物的基本组织)三部分,但仍具有很强的分裂能力。是由未分化的原分生组织向完全分化的成熟组织过渡的组织类型。
3、次生分生组织:由成熟组织细胞,经历生理上和形态上的变化,脱离原来的成熟状态(即脱分化),重新恢复细胞分裂能力而转变成的分生组织。木栓形成层是典型的次生分生组织。
三、根据位置不同,分生组织有哪几种
根据位置不同的分类
一、顶端分生组织:位于根、茎及其分枝顶端。由于它们的活动,使根、茎得以伸长,长出侧根、侧枝、新叶和生殖器官。组成顶端分生组织的细胞小而呈等径的多面体,细胞壁薄,细胞核大且位于细胞的中央,细胞质浓厚,液泡小而分散。
二、侧生分生组织:纵贯根、茎,位于其周围靠近器官边缘的部分,一般为一、二层细胞所构成的圆筒形或带状结构。包括维管形成层(即形成层)和木栓形成层。前者的活动,使植物的根和茎得以不断增粗,后者的活动使长粗的根和茎的表面及受伤的器官的表面形成新的(次生的)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。草本双子叶植物和单子叶植物由于缺乏侧生分生组织,故其根和茎没有明显的增粗生长。组成侧生分生组织的细胞与顶端分生组织细胞有明显的区别。例如形成层的细胞多呈长梭形,液泡明显,细胞质不浓厚,其分裂活动往往随季节的变化而有明显的周期性。
三、居间分生组织:位于成熟组织之间,是顶端分生组织在某些器官中的局部区域的保留。主要存在于多种单子叶植物的茎和叶中。例如,在水稻、小麦等谷类作物茎的节间基部保留有居间分生组织,其活动的结果,使茎节急剧伸长,以完成拔节和抽穗。葱、蒜、韭菜的叶子剪去上部还能继续伸长,是因为叶基部居间分生组织活动的结果。花生雌蕊柄基部的居间分生组织的活动,能把开花的子房推入土中。跟顶端分生组织和侧生分生组织相比,居间分生组织细胞持续分裂的时间较短,一般分裂一段时间后,所有细胞都转变为成熟组织。
四、分生组织的类型
1.顶端分生组织
(1)位置:根尖、茎尖
(2)细胞特点:等径,核相对较大,细胞质浓,液泡不明显
(3)分裂特点:横分裂,子细胞沿长轴排列
(4)分成两类:原分生组织(从胚胎中保留下来的),初生分生组织(由原分生组织分裂而来,是向成熟组织过渡的类型)
2.侧生分生组织
(1)位置:在根、茎中呈圆筒状,位于与器官长轴平行的方向上
(2)细胞特点:长的纺锤形细胞,液泡较发达
(3)分裂特点:分裂方向与长轴方向垂直,结果使根、茎长粗
(4)分类:维管形成层、木栓形成层,属于次生分生组织,是由已分化的细胞恢复分裂能力分裂而来
3.居间分生组织
夹在已分化的组织间,如水稻、小麦的节间下方、韭菜叶的基部,属于初生分生组织