探索未知生物的组织_王卫国主编；北京未来新世纪教育科学发展中心编.pdf

探索未知生物的组织北京未来新世纪教育科学发展中心编新疆 青 少 年 出 版 社喀什维吾尔文出版社图书在版编目（）数据探索未知王卫国主编乌鲁木齐：新疆青少年出版社；喀什：喀什维吾尔文出版社，探 王 自然科学青少年读物 中国版本图书馆 数据核字（）第 号探索未知生物的组织北京未来新世纪教育科学发展中心编新 疆 青 少 年 出 版 社喀什维吾尔文出版社出版（乌鲁木齐市胜利路二巷号邮编：）廊坊市华北石油华星印务有限公司 印刷开本：开印张：字数：千 年月修订版 年月第次印刷印数：如有印装质量问题请直接同承印厂调换书书书前言在半年之前，本编辑部曾推出过一套科普丛书，叫做 科学目击者，读者反应良好。然而，区区一部丛书怎能将各种科学新知囊括其中？所未涉及者仍多。编辑部的同仁们也有余兴未尽之意，于是就有了这套 探索未知丛书。科学目击者 和 探索未知 可以说是姊妹关系，也可以说是父子关系。说它们是姊妹，是因为它们在方向设定、内容选择上不分彼此，同是孕育于科学，同为中国基础科普而诞生。说它们是父子，则是从它们的出版过程考虑的。科学目击者 的出版为我们编辑本套丛书提供了丰富的经验，让我们能够更好的把握读者们的需求与兴趣，得以将一套更为优秀的丛书呈献给读者。从这个层面上讲，科学目击者 的出版成就了 探索未知 的诞生。如果说 科学目击者 只是我们的第一个试验品，那么 探索未知 就是第一个正式成品了。它文字精彩，选题科学，内容上囊括了数学、物理、化学、地理以及生物五个部分的科学知识，涵盖面广，深度适中。对于对科学新知有着浓厚兴趣的读者来说，在这里将找到最为满意的答复。有了 科学目击者 的成功经验，让我们得以取其优、去其短，一直朝着尽善尽美的目标而努力。但如此繁杂的知识门类，让我们实感知识面的狭窄，实非少数几人所能完成。我们在编稿之时，尽可能地多汲取众多专家学者的意见。然而，百密尚有一疏，纰漏难免，如果给读者您的阅读带来不便，敬请批评指正。编者书书书目录生物组织基本知识植物组织分生组织薄壁组织贮藏组织与吸收组织 输导组织 机械组织 保护组织 动物组织 上皮组织 结缔组织 肌肉组织 神经组织 生物的组织生物组织基本知识除病毒外，生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体结构与生命活动的基本单位。在生物成长的过程中，受精卵通过细胞分裂产生新细胞。这些细胞开始在形态、结构方面都很相似，并且都具有分裂能力。后来，除了一小部分细胞仍然保持着分裂能力以外，大部分细胞失去了分裂能力，在发育过程中，这些细胞各自具有了不同的功能，它们在形态、结构上也逐渐发生了变化，这个过程叫做细胞分化。细胞分化产生了不同的细胞群，每个细胞群都是由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起形成的，这样的细胞群叫做组织。组织进一步形成器官，不同的组织按照一定的次序结合在一起构成器官，然后再由器官构成各种系统，最后形成生物体。可以看到，组织是生物体的一个基本功能单位，对于生物体来说具有相当大的意义。人们对于生物组织的研究也越来越重视和深入，形成了一门学科 组织学。生物的组织组织学又称微观解剖学。为生物学的分支学科。利用显微镜和各种切片技术，研究正常情况下生物体各器官和组织细胞的形态结构及其生理活动，与其在机体内的相互联系。自 年英人胡克用简陋的显微镜观察了软木塞，发现和描述了“细胞”。世纪中叶，由于显微镜的改进，组织切片机的创建，组织学资料积累逐渐丰富，迅速发展成一门独立学科。一般包括研究细胞的结构、生理及其起源的细胞学内容；研究各种组织的起源、分化、形态结构、机能关系的普通组织学内容；研究器官的微细结构、机能关系及其组织发生和变化等问题的器官组织学。由于一些新技术的发展与应用，组织学除以光学显微镜为经典观察方法外，还有同位素及荧光标记技术、放射自显影技术、电子显微镜（透射、扫描）技术、激光技术进而更深刻地揭示了机体各种细胞、组织和器官的超微结构及其生命活动的功能关系。随着生命科学的研究不断深入，现代组织学的内容不断充实、更新和扩展，不仅形态观察更微细深入，而且涉及的领域更为广阔，从整体水平、细胞水平和分子水平探索许多复杂生命现象的物质基础以及环境与生物体的相互关系；不仅与现代生物学和医学的许多重大理论进展相关，而且与人类社会面临的众多实际问题和疾病防治密切相关。生物的组织植物组织植物组织是指由来源相同和执行同一功能的一种或多种类型细胞集合而成的结构单位。对植物组织的分类主要有两种不同看法：一是侧重于组织的发生，并从形态上说明植物的组织；一是着眼于生理功能上的不同，从生理上说明各类组织。另外，也有人用细胞类型的分类代替各组织类型。植物组织的分类，纯系为研究植物体的方便而给予的人为归类，可以分为分生组织、基本组织、表皮与周皮、维管组织。分生组织：细胞具有持续分裂能力的组织，其衍生细胞可分化成各种组织。由于分生组织的活动，使植物在整个植物阶段可以不断地分化出组织和器官。根据发育时期，细胞的来源、在植物体中的位置及机能上的不同，把分生组织分为原分生组织和初生分生组织，它们共同组成了顶端分生组织。由顶端分生组织延续下来的维管形成层，是一种侧生分生组织，由它产生次生维管组织。有些植物，还可在节或其他部位的成熟组织之间，保留着一种具有分生能力的组织，称为居间分生组织。生物的组织基本组织：构成植物体的基本部分，通常包括薄壁组织、厚角组织和厚壁组织。表皮（层）与周皮：植物在生长过程中，为了避免外界的危害，在其表面都被覆着保护结构。在初生植物体最外层为表皮层及其各种附属物。周皮是植物体次生加厚时形成的保护组织。维管组织：包括产生次生维管组织的维管形成层和输导水分与无机盐的木质部，以及运输营养物质的韧皮部。有人根据组织的生理功能，将组织分为输导组织、机械组织、保护组织、吸收组织和贮藏组织等。分生组织植物体上能持续或周期性地进行细胞分裂的组织，由这种组织衍生的细胞，经生长和分化形成其他各种组织，而其本身始终保持着分裂能力。一些结构比较复杂的藻类植物，其营养体顶端有个大型的顶端细胞，能长期保持分生能力，是所有体细胞的原始细胞。苔藓植物叶状体边缘或轴状体顶端，同样有这样的单个顶端细胞。部分蕨类植物根和茎顶端的单个顶端细胞，则与其衍生的许多细胞构成简单的顶端分生组织。大多数木本种子植物，以及某些化石蕨类植物，在植生物的组织物体轴的侧面周围，有另一类分生组织，称侧生分生组织。它包括维管形成层和木栓形成层。维管植物的某些类群，特别是单子叶植物，由于适应气候季节的变化和器官的局部生长，在茎的节间和叶的基部还有一种分生组织，它在一定时期内进行持续的细胞分裂，使节间和叶继续生长，由于它位于比较成熟的组织之间，故称居间分生组织。在一个成熟的植物胚胎上，胚根和胚芽的顶端都已有顶端分生组织分化，这是植株形成中各种组织和器官的主要来源。由顶端分生组织所包括的原始细胞及其衍生的细胞，从发育上看又称原分生组织。不过也有人认为只有原始细胞才是原分生组织。原分生组织进一步通过细胞分裂和分化，形成初生分生组织，它们在离根或茎的顶端一定距离处，可以区分出原表皮层，基本分生组织和原形成层。随后由初生分生组织分别分化为皮系统、基本组织系统和维管系统，成为根和茎的初生结构。原形成层分化初生维管组织后，继续保留在初生木质部和初生韧皮部之间的分生组织细胞，与由基本薄壁组织恢复分生能力而形成的细胞层，共同构成维管形成层，并在生长季进行活跃的细胞分裂，向内和向外分别分化次生木质部和次生韧皮部，使根和茎不断加粗生长。与此同时，在根的中柱鞘和茎维管组织外方的皮层或和表皮细胞一起转变为木栓形成层，由它向外分化木栓层，向内分化栓内层，共同组成周皮，同样使根和茎不断加生物的组织粗，以替代表皮起着保护作用。一、顶端分生组织维管植物根和茎顶端的分生组织。它包括长期保持分生能力的原始细胞及其刚衍生的细胞。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。狭义的顶端分生组织只包括原分生组织，即一个或若干原始细胞和刚由它衍生的细胞。广义的顶端分生组织，还包括由原分生组织衍生的初生分生组织，所以人们常把茎端和根端的生长点作为顶端分生组织的同义词。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。根端分生组织的原始细胞较小，一般等径，排列紧密。细胞壁薄，结构致密，质膜紧靠细胞壁，原生质联丝细小，液泡化程度较低，细胞质为具有十分微细颗粒的匀质体，在发育过程中内质网数量渐增，结构亦趋复杂，细胞质中有较多的线粒体和核糖体，此外还有高尔基器、微管和原质体等细胞器。细胞核相对较大，位于细胞中央，核仁亦大。细胞分裂的频率一般较高。在进行活跃的细胞分裂时，通常多不见后含物，质体也处于原质体状态。根端分裂和增大的细胞，在一定区域还与分化中的细胞重叠，因为从顶端分生组织的衍生细胞到有明显分化的细胞之间是一个逐渐变化的过程，根端各组织区域，生物的组织在同一水平上的分化程度也不一致。一般靠近顶端分化皮层的基本分生组织，在液泡化和发生胞间隙时，其相邻的原形成层细胞还停留在具有稠密的细胞质的时期。即使在中柱部分的韧皮部和木质部分子，分化也可不同步。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。此外，茎有节与节间的分化，茎端的生长也就不像根端那样均匀。因此，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。如在两个叶原基发生的间隔期，一般有一个或一对叶原基刚发生后，顶端分生组织的高度与宽度最小，当另一个或一对新的叶原基发生之前，它的高与宽达到最大。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，营养苗端可分为种类型：蕨类植物，如蕨和木贼，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。银杏和松属等许多裸子植物，其顶端的原分生组织，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。此外，上述两个原始细胞群向生物的组织侧面衍生的细胞，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。当茎端迅速生长时，在中央母细胞的下方，一直向侧面延伸到边缘，并把顶端 的原分 生组织 与其他部 分 划 分 开。被子植物顶端分生组织，普遍具有明显的原套原体结构。原套在茎端的表面，有层原始细胞，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。二、居间分生组织蕨类植物、裸子植物和被子植物（特别是单子叶植物）的茎、叶等器官中，位于已分化组织之间的一种分生组织，它由顶端分生组织衍生而来。居间分生组织的特点是具有分生能力的时间有限，没有持续的周期性活动，经过一定时间的分裂后，全部转变为成熟组织。另外，在居间分生组织的区域内，往往已有维管组织分子的分化。蕨类植物中的木贼及单子叶的小麦、水稻、竹等植物，茎的节间基部均有居间分生组织。它们的细胞分裂活动，使茎杆伸长得很快。如经过一场春雨后的竹笋，除了茎的顶端分生组织进行细胞分裂、分化以外，在每个节间基部的居间分生组织细胞也同时分裂、增多和伸长，从而使竹笋的增高生长异常迅速。生物的组织双子叶植物叶片的生长早期，除顶端生长和边缘生长活动外，也有居间分生组织参与的居间生长。单子叶植物的居间分生组织可存在于叶片和叶鞘基部，居间生长更为明显。例如，蒜、韭等植物的叶片割除后，叶片或叶鞘基部仍能继续伸长。又如萍蓬草，叶基居间分生组织的活动使叶柄迅速伸长，并使叶片露出水面。有些植物的花葶、花柄、雄蕊的花丝、雄蕊柄或果实等，也有明显的居间生长。如萍蓬草的花柄迅速伸长，花生的雌蕊柄，在授粉后不间断地生长，是由于前者在花原基的基部，后者在距子房顶部约 毫米处，有居间分生组