植物学复习资料.doc

Botany：研究植物的形态结构、生殖以及分类的科学质体：绿色植物特有的细胞器，外围有双层单位膜包被，内有液态基质和膜系统。质体能合成和积累同化产物核小体 染色体包装的基本结构单位根系：一株植物根的总和根的次生结构：由次生生长所形成的次生维管组织和周皮所组成的结构，称为次生结构节（node） 茎上着生叶的地方节间（internode） 两个节之间的部分叶痕（bud） 落叶后留下的痕迹合轴分枝：指主干或侧枝的顶芽经过一端时间生长后停止生长，分化成花芽，而由最接近顶芽的腋芽代替顶芽发育成新枝。再经过一段时间，新枝的顶芽又停止生长，为其下部的腋芽所代替继续生长，如此相继形成主枝的分枝方式单轴分枝：从幼苗形成开始，主茎的顶芽不断向上生长，形成直立而明显的主干，主茎上的腋芽形成侧枝，侧枝再形成各级分枝，但它们的生长均不超过主茎，主茎的顶芽活动始终占优势，这种分枝方式称为单轴分枝，又称总状分枝。 假二叉分枝：指具有对生叶的植物，在顶芽停止生长或分化成花芽后，由顶芽下两个对生的腋芽同时生长，形成叉状侧枝，新枝的顶芽侧芽生长活动与母枝相同同源器官：在变态器官中，一般将器官功能不同而来源相同的，称为同源器官，如枝刺、根状茎、块茎、茎卷须等同功器官：来源不同但功能相同的叫同功器官，如块根和块茎蒸腾作用：植物通过地上部分的组织（主要是叶）以水蒸气状态散失水分的过程水分临界期：作物对水分不足特别敏感的时期。生理需水：直接影响生理活动所需的水生态需水：通过改善环境间接地对作物发生有利影响的水单盐毒害：把植物培养在单盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，或浓度很低，植物生长都会引起异常状态并最终死亡，这种现象称为植物激素：是一些在植物体内合成的微量的有机生理活性物质，它们能从产生部位运送到作用部位，在低浓度时可明显改变植物体某些靶细胞或靶器官的生长发育状态春化作用:有些植物必须经过一定时间的低温处理，才能诱导开花，这种经一定时间的低温处理才能诱导或促进开花的现象，称春化作用长日照植物：对一天中日照长度有最低极限要求，日照达不到此极限则不能开花，超过此极限可促进开花短日照植物：对一天中日照长度有最高极限要求，日照超过此极限则不能开花，适当缩短可促进开花日中性植物：成花对日照长度不敏感，只要其他条件满足，在任何日照长度下都能开花的植物中日性植物：只有在某一定中等长度的日照条件下才能开花，而在较长或较短日照下均保持营养生长状态的植物光合作用：植物捕获和利用太阳能，将无机物（CO2和H2O）合成为有机物，即将太阳能转化为化学能并贮存在葡萄糖和其他有机分子中，这一过程称为光合作用（photosynthesis）光反应：由光合色素将光能转变成化学能并形成ATP和NADPH，放出O2的过程。 该反应在叶绿体基粒类囊体膜上进行。暗反应：是利用ATP和NADPH的化学能使CO2还原成糖或其它有机物的一系列酶促过程。该反应在叶绿体基质中进行。反应中心色素：少数特殊状态的叶绿素a分子，具光化学活性，既能捕获光能，又能将光能转换为电能聚光色素（天线色素）：无光化学活性，能吸收光能并传递到反应中心色素，绝大部分叶绿素a，全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素都属此类双光增益效应（爱默生效应）：在用远红光照射小球藻的同时，如补充以红光(650nm)，则光合效率比用两种波长的光分别照射时的总和要大红降现象：当用长于685nm(远红光)的单色光照射小球藻时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但光合效率明显下降的现象光合磷酸化：叶绿体在光下把无机磷和ADP转化成ATP形成高能磷酸键的过程.光呼吸： 绿色细胞依赖光照，吸收O2，放出CO2植物多样性(diversity of plants)：在一定时间和空间内，植物物种及生态系统的多样化与变异性亚种：一个种内形态上有较明显的区别、地理分布上又有一定程度的隔离的个体群可确定为不同的亚种变种：有较稳定的形态差异、但分布范围比较局限的个体群；变型：没有特定分布区的、零星分布的变异个体；分布区（areal）：每种植物很多个体共同分布的区域就是植物种的分布区。多度中心：在一个植物种的分布区内，个体数目最多最密集的地方，称多度中心。发生（或起源）中心：指某一物种或更高级别的分类学单位在地球表面发生的地点。变异中心：植物在生存和发展过程中，要不断适应环境，不断发生变异，在植物种的分布区内包含变异类型最多的地区就是种的变异中心。残遗中心：一个种原来占有较广大的分布区，但因环境条件的重大变化而强烈收缩，致使该种植物只在狭小的范围内残存，这个残存的地方就为残遗中心。单境发生论：种在一个地点一次发生，然后逐渐传播下去；多境发生论：一个种可以在多个地区同时或不同时发生；植物的侵移(migration)：条件适宜时，植物向分布区以外迁移，扩展自己的分布范围的过程；被子植物：胚珠完全包藏在子房内并由子房发育为果实的植物。不定根：由茎、叶或老根上长出的根表型可朔性：基因型相同的个体，随环境条件的改变而表现出不同表型的特性。定向选择：把趋于某一极端的变异保留下来，淘汰掉另一极端的变异，使居群朝某一变异方向逐步改变的选择。稳定选择：自然选择的一种类型，即中间表型为选择所厚，而极端表型为选择所薄，结果一切偏离正常的、与共同的表型不一致的类型都被排斥，仅保留中间表型的个体，使生物类型保持稳定。根压：由于水向根中微管柱的渗透性扩散所产生的一种静水压力。后熟作用：某些植物的种子在脱离母体时，胚体并未发育完全或胚在生理上并未全部成熟，因而在发芽前必须经过一定的带些作用变化，这一现象为。呼吸作用：生物体的有机物通过氧化还原作用，产生CO2，同时释放能量的过程，期间主要经过脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）三个阶段基因频率：一种等位基因占该位点上全部等位基因的比率。基因型频率：居群中某一个体的任何一种基因型在居群的所有基因型中所占的比率假果：除子房外，尚有花托、花萼或花序轴等参与形成的果实。建立者效应：基于几个最初建立者的新居群的定居过程。静止中心：根尖顶端分生组织中很少进行细胞分裂或分裂活动缓慢的细胞群凯氏带：环绕内皮层细胞径向壁和横向壁的木栓质化的带状加厚部分。全能性：植物体的每一个细胞都携带有一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。生态型：同种生物适应不同生境而在表型上、生理生态习性上表现出来的遗传类群。适合度：也称选择值或适应值，其含义是一种生物能够生存并把它的基因传给后代的相对能力，它包括两个基本阴虚，即生活力和生殖力。吐水现象：未受伤叶片尖端或叶缘向外泌溢液滴的现象，吐水由根压引起，水分通过叶尖或叶缘的排水器排出。物种：生物分类的基本单位，指形态上相似的、有潜在杂交能力的同种生物的综合体。原生木质部：最初形成的初生木质部原生韧皮部：最初形成的初生韧皮部。原套：被子植物茎尖的顶端分生组织中有明显的分层现象，顶端1-2层细胞通常只进行垂周分裂构成原套。原体：原套内侧的几层细胞。真果：仅由子房发育而成的果实。中性突变：在自然选择上既无益又无害的一类突变。一般认为中性突变在分子水平的进化上起着重要的作用。C3植物：通过C3途径固定二氧化碳的植物C4植物：通过C4途径固定二氧化碳的植物。Z链：叶绿体的类囊体膜上有两个光系统，分别称之为光系统1和光系统11，通常把光系统1和光系统11串联在一起的模式图称为Z链。双受精：光周期现象：年轮：多年生木本植物茎的维管形成层在一个生长季节中所产生的次生木质部，称为生长轮，一年只有一个生长轮即为年轮生物界的划分 魏泰克 1969年，植物界、动物界、真菌界、 原生生物界和原核生物界，五界系统植物细胞的结构组成 细胞壁 细胞膜 细胞器 胞基质植物细胞 原生质体 核膜 细胞核 核质 核仁 后含物染色体结构模型： 多级螺旋管模型.首先是DNA同组蛋白组装成核小体，直径为10nm.然后以核小体为基本单位，进一步压缩形成外径为30nm、内径为10nm的中空管状纤维-螺线管。螺线管每一圈为6个核小体.30nm的螺线管进一步螺旋化，形成直径为0.4nm的染色体纤维-超螺线管.超螺线管进一步螺旋化，形成直径为1-2m，长度为2-10m的中期染色体减数分裂的过程：第一次分裂：前期: 细线期染色质形成染色体。 偶线期同源染色体配对。 粗线期染色单体发生交叉、交换。 双线期交叉的染色单体开始分开。 终变期核仁、核膜消失。中期I ：成对的同源染色体排列在赤道板上。后期I ：同源染色体彼此分离，向两极移动。末期I ：到达两极的染色体形成子核；在子核之间形成细胞壁。（二分体）第二次分裂：第一次分裂结束所产生的两个子细胞同时进行有丝分裂，经过前期、中期、后期和末期，产生四个子细胞称为四分体种子休眠的解除1、胚没有发育好的可采取合适的高温处理，或供给种子有机营养，促使早日成熟2、生理上未完全成熟的胚，采用“层积”法，将种子与湿沙混合，在低温下堆积13个月，即可萌发3、若是种皮果皮不透水气造成的，可用机械法擦破种皮，或用浓硫酸处理，使种皮软化4、对胚不能突破种皮者，可采用冻结或利用土壤中微生物的作用，使种皮渐次软化5、至于果皮、种皮或胚含有抑制萌发物质者，则要把种皮、果皮剥去，或用浸渍法把胚内的抑制物质去掉幼苗的类型子叶出土幼苗萌发时，下胚轴迅速伸长，将子叶和胚芽一起推出土面，形成幼苗，其子叶是出土的，这一萌发方式称为出土萌发；子叶见光后，可产生叶绿体进行光合作用幼苗的类型子叶留土幼苗萌发时，上胚轴生长迅速，胚芽不久即被推出土面，而下胚轴伸长不多，所以子叶留在土中，和种皮一起直到养料耗尽解体根尖（root tip）的结构：根冠（root cap）、分生区（division area）、伸长区（elongation area）、成熟区双子叶植物根初生结构（无需画图）侧根形成过程 中柱鞘细胞恢复分裂能力，先进行几次平周分裂，产生向外的突起，随后进行平周和垂周等各个方向的分裂，使原有的突起继续生长，形成侧根的根原基 根原基分裂、生长，逐渐分化出顶端分生组织和根冠 进一步生长、分化逐渐伸入皮层，此时，根冠分泌含酶的物质将皮层和表皮溶解，最后伸出母根形成侧根茎的分区 分生区 由原生分生组织和初生分生组织构成 伸长区 细胞迅速伸长的区域 成熟区 各组织已基本分化成熟，形成茎的初生结构茎的发育原套原体学说茎顶端原分生组织可分为原套和原体两部分原套位于表面，由一(单子叶)或几层(双子叶,多数两层)排列整齐的细胞组成原套只进行垂周分裂, 扩大表面积, 不增加细胞层数原体位于内方, 是一团排列不规则的细胞, 能进行垂周分裂和平周分裂, 使茎端体积增大原套原表皮表皮原体基本分生组织皮层(有些植物皮层由原套分化而来) 原形成层维管柱皮孔形成木栓层形成以前，幼茎表皮上的气孔，是气体进出植物体的门户。木栓层形成时，位于表皮气孔下的木栓形成层不产生木栓细胞，而产生大量排列疏松的薄壁细胞，称为补充细胞，或填充细胞。补充细胞逐渐增多，结果撑破表皮或木栓层组织，枝干的表面裂成唇状突起，显出圆形、椭圆形及线形的轮廓，称为皮孔。它代替气孔的功能，成为气体进出的门户 叶的一般形态完全叶：叶片、叶柄、托叶不完全叶 缺少其中之一的叶根系吸收矿质的过程： 1.离子被吸附在根系细胞的表面 根部细胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO2溶于水生成H2CO3,H2CO3能解离出H+和HCO-3离子,这些离子可作为根系细胞的交换离子,同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子进行离子交换,离子交换有两种方式：(1)根与土壤溶液的离子交换(ion exchange) 根呼吸产生的CO2溶于水后可形成的CO2-3、H+、HCO-3等离子,这些离子可以和根外土壤溶液中以及土壤胶粒上的一些离子如K+、Cl-等发生交换,结果土壤溶液中的离子或土壤胶粒上的离子被转移到根表面。如此往复,根系便可不断吸收矿质。(2)接触交换(contact exchange) 当根系和土壤胶粒接触时,根系表面的离子可直接与土壤胶粒表面的离子交换，这就是接触交换。因为根系表面和土壤胶粒表面所吸附的离子,是在一定的吸引力范围内振荡着的,当两者间离子的振荡面部分重合时,便可相互交换。2.离子进入根部导管 离子从根表面进入根导管的途径有质外体和共质体两种 (1)质外体途径 根部有一个与外界溶液保持扩散平衡、自由出入的外部区域称为质外体，又称自由空间。 各种离子通过扩散作用进入根部自由空间,但是因为内皮层细胞上有凯氏带,离子和水分都不能通过，因此自由空间运输只限于根的内皮层以外,而不能通过中柱鞘。离子和水只有转入共质体后才能进入维管束组织。不过根的幼嫩部分,其内皮层细胞尚未形成凯氏带前,离子和水分可经过质外体到达导管 (2)共质体途径 离子通过自由空间到达原生质表面后,可通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。在细胞内离子可以通过内质网及胞间连丝从表皮细胞进入木质部薄壁细胞，然后再从木质部薄壁细胞释放到导管中。释放的机理可以是被动的，也可以是主动的，并具有选择性。木质部薄壁细胞质膜上有ATP酶，推测这些薄壁细胞在分泌离子运向导管中起积极的作用。离子进入导管后,主要靠水的集流而运到地上器官,其动力为蒸腾拉力和根压。 公认的5大类植物激素包括：生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯根据植物开花的光周期反应，可把植物分为3种类型：短日植物、长日植物、日中性植物简述细胞有丝分裂的过程（前期、中期、后期和末期）双子叶植物茎尖的构造与根尖的构造有何不同双叶植物根和茎中的木栓形成层是如何发生发展的一朵完整的花是由哪些部分构成的：花梗、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群光合作用中C3循环和C4循环的主要区别是什么C3和C4植物在叶的结构上有何区别：C4植物，如玉米、甘蔗、高粱等，其维管束鞘发达，是单层薄壁细胞，细胞较大，排列整齐，含多数较大叶绿体。维管束鞘外侧紧密毗连着一圈叶肉细胞，组成花环形结构，这种花环形结构是C4植物的特征。C3植物包括水稻、小麦等，其维管束鞘有两层，外层细胞是薄壁的，较大，含叶绿体较叶肉细胞中为少；内层是厚壁的，细胞较小，几乎不含叶绿体。C3植物中无花环形结构，且维管束鞘细胞中叶绿体很少，这是C3植物在叶片结构上的特点。双子叶植物茎的初生结构双子叶植物茎的初生结构由表皮、皮层和微管柱组成表皮是幼茎最外面的一层细胞，细胞外壁有角质层，表皮上有气孔，并常有表皮毛等附属物的分化皮层位于表皮与微管柱之间，由多层细胞构成，有多种组织，其中以薄壁组织为主。在靠近表皮的内侧，常有厚角组织呈环状或块状分布，并有叶绿体存在。领还有石细胞、异细胞、含晶细胞等微管柱位于表皮以内中轴部分，由维管束、髓和髓射线等组成，多无中柱鞘。维管束椭圆形，环形排列于皮层的内侧。各维管束外为初生韧皮部，内为初生木质部，两者间有一层分生组织细胞即束中形成层，韧皮部为外始式发育，木质部为内始式发育方式。髓和髓射线是中柱内的薄壁组织，在幼茎中央的为髓。两个维管束之间链接皮层和髓部分为髓射线。试述光合作用的机理光合作用包括原初反应、电子传递和光合磷酸化、碳同化三个相互联系的步骤，原初反应包括光能的吸收、传递和光化学反应，通过它把光能转变为电能。电子传递和光合磷酸化则指电能转变为ATP和NADPH(合称同化力)这两种活跃的化学能。活跃的化学能转变为稳定化学能是通过碳同化过程完成的。碳同化有三条途径：C3途径、C4途径和CAM途径。根据碳同化途径的不同，把植物分为C3植物、C4植物和CAM植物。但C3途径是所有的植物所共有的、碳同化的主要形式，其固定CO2的酶是RuBPCase，既可在叶绿体内合成淀粉，也可通过叶绿体被膜上的运转器，以丙糖磷酸形式运出叶绿体，在细胞质中合成蔗糖。C4途径和CAM途径都不过是CO2固定方式不同，最后都要在植物体内再次把CO2释放出来，参与C3途径合成淀粉等。C4途径和CAM途径固定CO2的酶都是PEPCase，其对CO2的亲和力大于RuBPCase，C4途径起着CO2泵的作用；CAM途径的特点是夜间气孔开放，吸收并固定CO2形成苹果酸，昼间气孔关闭，利用夜间形成的苹果酸脱羧所释放的CO2，通过C3途径形成糖。这是在长期进化过程中形成的适应性。外界条件如何影响根系吸收矿质元素？1）土壤温度 一定范围内，根系吸收矿质元素随土壤温度的增高而增加。温度主要影响根系的呼吸作用，从而影响主动吸收；温度也影响酶的活性、膜的透性和原生质的胶体状况，进而影响矿质元素的吸收和运输。（2）通气状况 土壤通气状况与呼吸作用有关，而根系吸收矿质元素与呼吸作用密切相关，因此，通常情况下，O2增加，CO2降低，有利于根系吸收矿质元素。（3）介质的酸碱度 由于细胞质中的蛋白质为两性电解质，当介质pH值低于蛋白质等电点时，蛋白质带正电荷，根系易于从外界溶液中吸收阴离子；反之，易于吸收阳离子。另外，土壤溶液pH值能影响土壤中矿质元素的可利用性，如Fe3+在偏碱土壤条件下容易形成不溶性化合物。（4）离子间的相互作用 由于离子间的相互作用，一种离子的存在可能会促进或降低另一种离子的吸收。有丝分裂与减数分裂有何异同？有丝分裂减数分裂分裂细胞类型体细胞原始生殖细胞细胞分裂次数复制一次分裂一次复制一次分裂二次染色体数目变化2n4n2n2nn2nnDNA分子数变化2n4n2n2n4n2nn同源染色体行为不联会、无四分体形成联会后形成四分体可能发生的变异基因突变和染色体变异基因突变、染色体变异和基因重组生物学意义有丝分裂使生物在个体发育中亲代细胞与子代细胞之间维持遗传性状的稳定。减数分裂和受精作用使上下代生物之间保持染色体数目的恒定，减数分裂时发生的高频率的基因重组是生物进化的主要原因。为何被子植物代表了植物界最高的演化水平？.（1）具有真正的花 开花过程是被子植物的一个显著特征。被子植物的花由花被 (花萼、花冠)、雄蕊群和雌蕊群等部分组成。花被的出现，一方面加强了保护作用，另一方面增强了传粉效率，以达到异花传粉的目的。（2）被子植物具有果实 被子植物开花后，经传粉受精，胚珠发育成种子，子房也跟着长大，发育成果实，有时花萼、花托甚至花序轴也一起发育成果实。只有被子植物才具有真正的果实。果实出现具有双重意义：在种子成熟前起保护作用；种子成熟后，则以各种方式帮助种子散布，或是对种子继续加以保护。 （3）具有双受精现象 双受精作用的结果，最显著的是产生了经过受精的三倍体的胚乳，这和裸子植物的胚乳是单倍体的未经受精的雌配子体是完全不同的。被子植物的胚是在新型的胚乳供给营养的条件下萌发的，这无疑对增强新植物体生命力和适应环境的能力都具有重要意义。被子植物的双受精是推动其种类的繁衍，并最终取代裸子植物的真正原因。（4）孢子体高度发达 在形态结构上，被子植物组织分化细致，生理机能效率高。组织分工细，表现在有70余种类型。输导组织的木质部中，一般都具有导管、薄壁组织和纤维。导管和纤维都是由管胞发展和分化而来，这种机能上的分工需要促进了专司导水的导管和专司支持作用的纤维等的产生。韧皮部有筛管和伴胞，输导组织的完善使体内物质运输效率大大提高。被子植物可以支持和适应总面积更大的叶，增强了光合作用的能力，并在这个基础上产生大量的花、果实、种子来繁荣它们的种族。被子植物的体态与裸子植物相比具有很明显的多样性。木本植物，包括乔木、灌木、藤本是多年生的，有常绿，也有落叶的；草本植物有一年生或二年生的，也有多年生的。（5）配子体进一步退化 在种子植物这条发展路线中，其配子体伴随着孢子体的不断发展和分化而趋向于简化。被子植物的雌雄配子体不但是寄生的，而且进一步简化。它们的雄雌配子体分别简化为成熟的花粉粒和成熟的胚囊，这是对陆生生活的高度适应，是进化的表现。（6）被子植物适应性强 可以生活于各种不同的环境中。它们主要是陆生的，但在平原、高山、沙漠、盐碱地都可以生长；有不少种类是水生的；少数种类生活在海中，在其它维管植物中还没有发现海产的。（7）在营养方式方面，被子植物主要是自养 也有行其它营养方式的，如寄生、半寄生、腐生，还有的被子植物与细菌或真菌形成共生关系，如豆科和兰科植物等。（8）传粉方式的多样化 传粉方式的多样化是促成被子植物能大量繁育种系的一个重要原因。被子植物具有多种传粉方式，包括风媒、虫媒、鸟媒、蝙蝠和水媒等。为了吸引动物传粉者，被子植物发展出了艳丽的花朵、强烈的气味(芬芳的或者是不愉快的)、蜜腺、花盘等，动物在花间寻找和获取花蜜(一种糖溶液，是富能食物)时，会无意间将沾到体上的花粉从一朵花带到另一朵花的柱头上，帮助了植物的繁殖。昆虫是被子植物的主要传粉者，昆虫种类的演化和发展与被子植物是密不可分的，同时彼此间的相互适应，促进了共同的演化。被子植物具有上述特征，表明它比其它各类群的植物所拥有的器官和功能要完善得多，代表了植物界最高的演化水平，它的内部结构与外部形态高度地适应地球上极悬殊的气候环境，因而至中生代的中期，被子植物便逐步地取得成功，无论在种数和构成植被的重要性方面，都超过了裸子植物和蕨类植物，在植物界树立了无与伦比的地位。激素在植物营养生长过程中有哪些调节作用？1） 茎的伸长生长素和GA可促进茎的伸长。矮壮素（CCC）、多效唑（PP333）、缩节安（Pix）则抑制GA的合成。（2）顶端优势（apical dominance）生长素是产生顶端优势的主要原因。CTK可消除顶端优势，促进侧芽的生长。GA有加强顶端优势的作用。人工合成的整形素（morphactin）、青鲜素（MH）可抑制顶端优势。（3）维管组织的分化生长素可诱导薄壁细胞分化出维管组织。糖的存在会影响生长素对维管组织的调节作用。CTK与木质部的发生有关。赤霉素对维管组织的分化也有作用，当赤霉素/生长素比值高时，有利于韧皮部分化，反之有利于木质部分化。（4）根和芽的分化生长素能诱导不定根的形成。IAA或NAA（一种人工合成的生长素类物质）处理植物插条，生根多而快。愈伤组织培养中，生长素类物质有利于愈伤组织中根的分化，CTK则有利于形成芽。（5）乙烯对生长的影响乙烯有抑制或促进生长的作用。乙烯对一些半水生植物有诱导茎伸长的作用。