关于植物表皮介绍

[拼音]：zhiwu biaopi

[外文]：plant epidermis

植物体最外面的一层细胞，在植物的地上器官（如茎、叶、花、果实和种子）中具有保护功能；在地下器官（根）中具有吸收功能。当根、茎加粗生长时，表皮受到挤压、破坏，由另外的保护组织周皮替代。

具有保护功能的表皮，一般由一层细胞组成，细胞排列紧密，没有细胞间隙（气孔的保卫细胞除外）。在有些植物的器官中，其表皮细胞平周分裂（与器官的表面平行分裂），产生几层细胞叫做复表皮。例如在桑科、胡椒科植物的叶，兰科植物气生根上的根被。

表皮细胞的形状，在植物体的各个部位不同，例如根、茎和叶柄上的为砖形；叶、花瓣、子房和胚珠上的为扁平形、其侧壁呈波浪状。表皮细胞为活的薄壁细胞，具有原生质体，细胞质中含有各种细胞器，不含叶绿体，但含白色体，有的细胞中还因含有花青素，而成为紫红色，如紫露草的茎、叶及花萼。表皮除一般表皮细胞外，还有气孔（器）和毛等附属物。有些植物的表皮细胞具有其他各种特殊结构或内含物，例如禾本科植物的叶，其表皮有一些充满二氧化硅的硅质细胞和具有栓质化壁的栓质细胞(图1)，还常有不同程度增大的泡状细胞。表皮中可能还含有纤维状细胞，如禾本科植物的表皮纤维可以长达 300微米以上。表皮上也可有含单宁、油、结晶和其他物质的细胞，称为异细胞。有时表皮细胞上还有相当多的石细胞和分泌细胞（见分泌结构）。

具有吸收功能的根的表皮，细胞排列也很紧密，其中有些较小的、细胞质浓厚的生毛细胞，将来发育成根毛。

植物地上部分的表皮细胞，最显著的特征是细胞外壁比较厚，在外壁的表面覆盖着一层脂肪性物质，叫角质膜（也称角质层）。它在叶子表现最明显;嫩枝、花和果实的表皮外层及幼根上也常有这种结构。角质膜的功能主要起保护作用，它不仅可以限制植物体内的水分丧失，而且可以抵抗微生物的侵袭等各种不良影响。角质膜外面常常带有一层蜡质层。有些果实（如葡萄）和一些茎、叶(如甘蔗)上呈现出的“白霜”，就是蜡质。蜡质的形状在各种植物中几乎都不一样，有颗粒状、杆状等等。组成角质膜的重要化学成分是角质。角质主要由16个碳至18个碳的1，2，3-羟基脂肪酸，通过酯链和醚链联结的脂肪性物质所组成。蜡质也是一类复杂化合物，其主要化学成分是由高碳脂肪酸和高碳一元脂肪醇构成的酯所组成。

角质膜分为两层：紧靠表皮细胞外壁，是由角质和纤维素组成的角化层；细胞壁外面是一层较薄的，由角质（或和蜡质混合）组成的角质层。角质层和角化层合称为角质膜。角质膜的里面是由果胶质组成的一层物质，再内才是细胞的初生壁。角质层常常形成楔状的角质栓，插入表皮细胞之间。角质膜不是真正的细胞壁，而是一种覆盖在表皮细胞壁表面上的薄片。蜡质常常沉积在角质膜表面，成为蜡质层（图2）。蜡质可以防止植物体表面过度湿润。

角质膜的厚度受环境影响很大，如在干旱条件下或阳光充足处生长的叶子，角质膜变厚，含蜡也多。角质膜能够控制水分蒸发，这是因为角质层含角质和蜡质两种物质，蜡质为许多游离的小块，分散在角质之中。如果角质充分吸收了水分，则蜡质小块之间分开的距离加大到最大的程度。这时不仅水分，就是其他物质的分子，只要不是很大，也都容易通过；如果叶表面失去的水分超过根部所提供的水分，则角质会因失水而收缩，蜡质小块就靠紧而减少了水所能通过的面积。叶面阻止水分丧失的能力和周围空气中的相对湿度成反比。角质膜还有抵抗病菌侵袭的能力。大部分病原孢子只有在具水滴或水膜的地方才能萌发和生长，而在植物体表面，特别是叶子或果实表面因有蜡质和角质存在，降低了它们表面的可湿性，从而限制了病原菌的侵染。当病原孢子落到叶面上以后，产生萌发管。从萌发管的前端里长出一条刺状结构──入侵刺，用来刺破角质膜。当入侵刺刺向角质膜时，释放出一些分解角质膜的酶，水解了部分角质膜，病菌就可以侵入。当病菌侵入时，植物本身会产生一种临时相应的防御措施，在初生壁下面形成一种乳突状突起，来堵住侵入。不抗病的品种，往往角质膜是比较薄的。因此角质膜的厚薄已成为选育某些作物抗病品种的一个指标。

有些植物遗骸，在无氧条件下经受长年累月的地质变化过程中，能完好的将角质膜本身及其下面表皮层的结构，如气孔的类型及其分布频率，甚至表皮附属物都保存下来。应用扫描电子显微镜，可更清晰地看到植物化石表面角质膜的立体细微结构，这对研究鉴定植物化石非常重要。此外，由于角质膜可以保持着表皮层的许多结构特征（如叶子表面的许多乳头状和脊形的蜡质沉积形成的各种式样的花纹），根据这些特征，可对植物加以分类和鉴定，故在现代植物分类学中角质膜也是一种依据。

表皮上的毛状附属物。包括腺毛（或分泌毛，见分泌结构）、非腺毛(图3a、b)、鳞片（图3c、d）、乳头状突起(图3e) 和根上的吸收毛（根毛）。它们分布在植物体的所有部分，可以长存或很快脱落。

单细胞毛或多细胞毛都可以具分泌作用。典型的具分泌作用的腺毛是由一个柄和一个头部组成，头部是由分泌细胞组成的。头的细胞表面覆盖着角质膜，而分泌物则积聚在细胞与角质膜之间所形成的囊中，例如薄荷。大多数表皮毛的细胞壁是具纤维素的薄壁组织细胞，也有一些毛具木质化的细胞壁，例如马钱子种皮上的毛。棉花实际上是棉花种子表皮上的单细胞毛。表皮毛在植物分类学上可以做为鉴定种的依据之一。一般认为无分泌作用的表皮毛对植物起保护作用，并可防止植物水分丧失。