20090605植物学课程辅导与习题解答.doc
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1、(2009.06.05)植物学课程辅导与习题解答(文本)闫毓秀:各位同学,大家好,今天是植物学第二次教学活动,经过一段时间学习,大家一定有许多体会,希望大家积极发言。本课程教学要求(一)掌握基础知识和基本理论1形态解剖部分 主要掌握种子植物的根、茎、时、花、果实和种子的形态结构。2植物的基本类群部分 主要掌握七大类群的基本特征,代表植物和起源演化。3被子植物分类部分 主要掌握分类单位、学名、形态结构的演化规律,重要目、科的特征及起源和演化。4植物生态 主要掌握生态条件、植物群落、生态系统。(二)培养的基本技能通过实验裸的学习应培养的基本技能是:1显徽镜的使用。2徒手切片制作。3植物绘图。4植物
2、标本采集和制做。5植物检索表的使用。本课程全面复习的内容包括:绪论;第一编,种子植物的形态结构;第二编,植物界的基本类群 第三编,被子植物分类;第四编,植物的生态 教学大纲中所要求的七个必做实验。下面将按各章顺序进行学习指导第一章习题1.植物在自然界中的主要作用(1)光合作用:绿色植物的叶绿体能够利用太阳的光能,把简单的有机物水和二氧化碳,合成为复杂的有机物碳水化合物,并释放出氧气,这个过程称为光合作用,其过程可简单写成:光合作用的主要意义是:把简单的无机物(水和二氧化碳),合成为复杂的有机物(碳水化合物)。将光能转变成化学能储藏在有机物中。释放出氧气。(2)矿化作用:复杂的有机物,经过非绿色
3、植物(菌类)的作用,被分解为简单的无机物(矿物质),这一过程称为矿化作用。矿化作用的主要意义是:1)将有机物分解简单的无机物。2)使大气中的碳素、氮素得到平衡。3)植物体内的磷、钾、铁、镁、钙及各种微量元素通过矿化作用,在植物体和土壤之间循环。一、种子的结构:植物的种类不同,其种子在大小、形状和颜色等方面有着较大的差别。但其基本结构都是一致的。都是由胚、胚乳和种皮三部分组成。 二、胚的结构:胚是种子中最重要的部分,新的植物体就是由胚生长发育而成的。胚是由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。 三、胚根、胚芽、胚轴和子叶的形态:胚根和胚芽的体积很小,胚根一般为圆锥形,胚芽常具雏叶的形态;胚轴位于胚根
4、和胚芽之间,并与子叶相连,一般很短;依据子叶着生的位置将胚轴分为上胚轴和下胚轴,即子叶着生点至第一片真叶之间,称上胚轴,而子叶着生点到胚根之间,称下胚轴。子叶与一般正常叶的功能是不同的,有储藏养料的作用,或能从胚乳中吸收、转化营养物质供胚生长时使用。 四、在被子植物种子因叶数目不同分为:分为双子叶植物和单子叶植物。(双子叶植物和单子叶植物是被子植物的二个大类。有关这些内容将在以后章节中谈到)。在裸子植物中,子叶数目也很不一致,有两个的如侧柏;有二至三个的如银杏,还有多个的如松树。 五、种子萌发:胚根和胚芽突破种皮,胚根发育成幼苗的主根,胚芽发育成茎、叶部分,胚轴发育成茎的一部分,使胚迅速形成幼
5、苗。 六、胚乳:胚乳是种子贮藏营养物质的地方,供种子萌发时胚的生长之用。胚乳的大小在不同的种子中也不同,有些种子胚乳体积较大,占种子的大部分,这类种子叫有胚乳种子。(如玉米、小麦的谷粒和蓖麻的种子)。而有些植物的种子,成熟时不具有胚乳,这类种子叫无胚乳种子,如花生、豆类及瓜类的种子。 七、种皮:种皮是种子外面的保护结构,其性质、厚度随植物种类而异。成熟种子的种皮上常常可以见到种脐,它是种子脱离果实时留下的痕迹(就是种柄和株柄相脱离的地方)。种孔是原来胚珠的珠孔留下的痕迹。有的种皮上可以明显见到种脊,种阜,如蓖麻。第二章 细胞1细胞的发现及其意义17世纪英国虎克发现了细胞。十九世纪德国施莱登和施
6、旺建立了细胞学说。细胞学说的基本内容是:“动植物体都是由细胞构成的,细胞是一切生物体的基本单位”。细胞的发现和细胞学说的建立具有重大意义,它从细胞水平提供了生物界统一的证据,证明了植物和动物有着细胞这一共同的起源,也为近代生物科学接受生物界进化的观点准备了条件。2.植物细胞的基本结构 植物细胞体积微小,直径-般在20-50微米之间,形状多种多样。各种植物细胞具有相同的基本结构;都由原生质体和细胞壁两部分组成。原生质体是细胞内各种代谢活动进行的场所,因而是细胞结构的主要部分,原生质体包含细胞核和细胞质两部分,其中的细胞质又包括质膜、胞基质和细胞器三部分组成。细胞器有质体、线粒体、内质网,高尔基体
7、、核糖核蛋白体、液泡、溶酶体、原球体、微管和微丝等。此外,细胞中还存在内含物。根据细胞核和细胞器的有无,而将植物界的细胞分为真核细胞和原核细胞。植物细胞的分裂植物细胞分裂方式有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂,其中最普遍、最常见的是有丝分裂。有丝分裂是一个连续的过程,为了叙述方便,人们将它人为地划分为分裂间期、前期、中期、后期和末期。有丝分裂一般分为核分裂和胞质分裂。核分裂时,在形态、结构上表现出一系列复杂的变化,如染色体、纺锤丝的出现与消失。核蛋白、核膜的消失与重现等等;细胞质分裂通常发生在后期终了和末期。一个细胞经过有丝分裂,产生染色体数目和母细胞相同由两个子细胞;无丝分裂是指间期不经有丝分裂
8、的前、中、后、未四个时期,直接地分裂,形成差不多相等的两个子细胞。第三章一、组织:具有相同生理功能和形态结构的细胞群,叫组织。植物的组织有分生组织,薄壁组织、保护组织、输导蛆织,机械组织和分泌组织。二、分生组织 是具有持续细胞分裂能力的组织,位于植物体生长的部位。依性质和来源的不同,分生组织分为原分生组织,初生分生组织和次生分生组织。依位置来分,分为顶端分生组织。侧生分生组织舶居间分生组织。三、薄壁组织 是进行各种代谢活动的主要组织,占植物体的大部分。根据生理功能的不同,分为同化组织,贮藏组织、通气组织、贮水组织等,它们共同结构特点是:细胞壁薄,有细胞间隙,原生质体中有大的液泡,细胞体积比分生
9、组织大得多,但大多仍为等直径的形状。四、保护组织 是覆盖于植物体表面,起保护作用的组织,其功能是减少体内水分的燕腾,控制植物体与环境的气体交换,防止病虫害侵袭和机械损伤等。保护组织包括表皮和周皮。五、输导组织 是植物体内担负物质长途运输的组织。主要特征是细胞呈长瞥形,细胞间以不同的方式相互联系,在整个植物体的各器官内成为一连续的系统。根据运输物质的不同,输导组织又分两类,一类是输导水分和溶于水中矿物质的导管和管胞。一类是输导营养物质的筛管和筛胞。六、机械组织是对植物起主要支持作用的组织。细胞大都为细长形,其主要特点是都有加七、厚的细胞壁。常见的机械组织有厚壁组织和厚角组织。八分泌组织 能够分泌
10、蜜汁、粘液、挥发油、树脂、乳汁等物质的组织,叫分泌组织。分泌组织分为外部分泌结构和内部分泌结构。第四章 根 一、本章主要内容 1根的形态及其在土壤中的分布 根由于发生的部位不同,而分为主根、侧根和不定根。一株植物地下部分所有根的总体。称为根系。根据这三类根在根系中的存在与否和发育程度,而将根系分为直根系和须根系。根据根系在土壤中深入和扩展的情况,分为深根系和浅根系。 2根的结构 根尖的结构 根尖分为根冠、分生区、伸长区和根毛区四个部分。根尖以上部位为根的成熟区。 根的初生结构 根的初生结构由表皮由表皮、皮层和维管柱三部分组成。表皮仅-层细胞,位于根的根毛区的最外面。皮层由许多层薄壁细胞组成。分
11、内皮层和外皮层,内皮层细胞的壁上具凯氏带。维管柱由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部组成。初生木质部包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。初生韧皮部包含筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞。按照发育的先后,初生木质部分为原生木质部(较早的)和后生木质部(较晚的)。初生木质部在发育过程中是由外向内渐次成熟的(即外始式)。植物的根,依初生木质部束的数目不同,分为二原型、三原型、四原型、五原型、六原型和多原型等类型。初生韧皮部也是以外始式方式发育,即原生韧皮部在外,后生韧皮部在内。侧根起源于中柱销,其位置常与根的类型有关。 根的次生结构 次生结构有两部分,一是次生维管组织(包括形成层,次生木质部和次生韧皮部
12、);一是周皮(包括木栓形成层、木栓和栓内层)。前者由形成层的活动所形成,后者由木栓形成层的活动所形成。次生木质部和次生韧皮部的组成成分,基本上与初生本质部和初生韧皮部相同,但出现了维管射线。 3、根瘤与菌根 豆科等植物的根与根瘤菌共生,形成了根瘤,植物的根与真菌共生。形成了菌根是高等 植物与微生物共生的两种常见的类型。4、根的生理功能 根主要有四个方面的功能:从土壤中吸收水、二氧化碳和无机盐;合成氨基酸等物质;固着和支持植物地上部分;贮存有机养料。 二、本章教材重点 1根尖的结构 关于根尖的结构应该从两个方面来深入理解:(1)从功能和结构统一的角度来理解根尖四部分的结构特点。例如根冠的功能是保
13、护 根尖,与此相适应的是细胞排列疏松,容易脱落,或者破碎成粘液,以减少磨擦,而分生区的细胞又能不断进行分裂,产生新细胞来补充。再如分生区的功能是不断产生新细胞,使根尖细胞的数目不断增加,与此相适应的是细胞排列紧密,细胞体积小,细胞核大,细胞质浓厚,为等直径多面体细胞,分裂能力强。伸长区和根毛区的结构特点同样也适应于各自的功能。 (2)从发展的角度来理解根尖的结构。根尖的各个部分不是固定不变的,而是按照原来 的顺序向前推进发展的。分生区的细胞进行有丝分裂,不断产生新细胞,而分生区靠近根尖顶端的那部分细胞经过分裂间期后,又会继续分裂,保持着分生区的结构和功能。而分生区距根尖顶端较远的那部分细胞,逐
14、渐停止分裂,纵向伸长,并开始分化,逐渐变为伸长区、而原来的伸长区,表皮细胞长出新的根毛,内部细胞发生进一步的分化,发展成新的根毛区。原来根毛区的根毛,陆续死亡脱落,于是原来的根毛区就成为根的成熟部分了。 2根的初生结构 要以维管柱为重点,详细了解初生结构各个组成部分。并在此基础上,理解皮层及凯氏 带的功能;理解初生木质部和初生韧皮部外始式发育方式的意义。初生木质部分为原生木质 部和后生木质部,要注意二者的导管类型互不相同。 3根的次生结构 (1)要详细了解形成层、次生木质部、次生韧皮部、木栓形成层、木栓和栓内层的组成。 (2)要注意次生木质部和次生韧皮部不同于初生维管组织的特点。其特点主要有以
15、下 三点: A排列位置:次生木质部居内,次生韧皮部居外,相对排列,而初生微观、维管组织的初生木质部与初生韧皮部相间排列。 B次生结构中以次生木质部为主,次生韧皮部所占比例很小。而在初生结构中,二者的多少是相同的。 C在次生维管组织中,出现了维管射线,这是初生结构所没有的。 三、本章教材难点 凯氏带的作用,是本章教材难点。我们知道,内皮层细胞,在其径向壁和横向壁上,有木质化和栓质化的带装加厚,叫凯氏带。凯氏带的作用是控制根内水分、无机盐的横向输导。为什么凯氏带具有这种作用呢?这就需要了解植物体内物质运输的途径。植物体内物质运输的途径一般有两条,一条是自由空间途径。这是由胞间隙、细胞壁以及细胞壁与
16、原生质之间凯氏带上,这样,根内物质到了内皮层后,不可能通过自由空间途径、只能通过共质体途径进行运输。这样,水分和无机盐必须经过细胞质膜,才能进入微管柱。由于细胞质膜具有半透性膜选择性渗透的特点,就能控制和调节根内横向物质的运输。 第五章 茎 一、本章主要内容 1茎的形态 外形 茎分为节和节间,节上生有叶,茎的顶端和节上叶腋处都生有芽。 芽 芽实际上是处于幼态而未伸展的枝,花或花序,也就是枝、花或花序尚未发育的雏体。芽开展后形成枝、花或花序。按芽着生的位置、性质、构造和生理状态等标准,可把芽分为许多类型。按位置分:顶芽、侧芽和不定芽;依性质分:叶芽、花芽和混合芽,依构造分:鳞芽和裸芽,依生理状态
17、分:活动芽和休眠芽等。 生长及习性 茎是顶端生长,但有的植物有加粗生长,少数植物还有居间生长。茎因生长习性的不同,而分为直里立茎、攀缘茎、缠绕茎和匍匐茎。 分枝 高等植物茎的分枝有二叉分枝、单轴分枝、合轴分枝、假二叉分枝等四种方式,其中以合轴分枝较为进化。 禾本科植物的分蘖 禾本科的分枝特殊,由茎基部一定的节(分蘖节)上产生腋芽和不定根,由腋芽形成的枝条叫分蘖,分蘖又可产生新的分蘖。 2茎尖及其发展 茎尖结构 茎尖分为分生区、伸长区和成熟区三个部分。分生区是茎尖顶端半球形的结构,其顶端部分是原生分生组织,由原生分生组织形成原表皮层、基本分生组织和原形成层,三者构成初生分生组织。初生分生组织所产
18、生的细胞长大分化,并沿茎的纵轴方向延伸,构成了伸长区。细胞一面伸长,一面进一步分化,在伸长区之后,依次形成各种成熟的组织,构成茎的初生结构,是为成熟区。 二、 本章重点内容本教材重点是茎的结构,对这部分内容要着重掌握以下几点: 1什么是初生结构和次生结构 初生结构 由茎的顶端分生组织通过细胞分裂所产生的细胞,长大分化形成的各种结构叫初生结构。顶端分生组织包括原分生组织和初生分生组织,由它们形成的初生结构是表皮、皮层和维管柱,在形成初生结构的过程中,茎进行顶端生长。所有种子植物的茎,都具有初生结构。 次生结构 由茎的侧生分生组织通过细胞分裂所产生的细胞,长大分化而形成各种结构 叫作次生结构。侧生
19、分生组织包括形成层和木拴形成层,由它们形成的次生结构是次生木质 部、次生韧质部和周皮。在形成次生结构过程中,茎进行加粗生长。在双子叶植物中,木本种类和一部分草本种类具有次生结构,而单子叶植物的绝大多数,都没有次生结构。 2茎的初生结构和次生结构的具体组成 教材介绍了双子叶植物、裸子植物和单子叶植物茎的结构。可以挑茎为例,掌握双子叶植物的初生结构和次生结构的具体组成以玉米为例,掌握单子叶植物茎的初生结构的具体组成。而裸子植物茎的结构,可分析它与双子叶植物本本茎的异同点,不要求掌握它的具体组成。 3茎的初生结构和次生结构中维管组织的比较 二者的组成基本相同,均具木质部、形成层和韧皮部。木质部和韧皮
20、部的组成成分也彼此相似,木质部均具导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维,韧皮部均具筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维。但二者相比,有以下两点不同:(1) 次生结构中出现了维管射线,而初生结构则无。维管射线由形成层中的射线原始细 胞分裂形成,是新产生的组织,它的形成,使维管束内有了轴向和径向系统之分。 (2)次生结构中以次生木质部为主,次生韧皮部所占的比例较小。而在初生结构中二者 差别不大。次生本质部多于次生韧皮部的原因有两点。一是形成层活动时,向内方所形成的 本质部细胞远比向外方形成的韧皮部细胞为多。二是新的次生维管组织总是增加在旧韧皮部 的内方,老的韧皮部因内方的生长币遭受压力最大,越是在外面的韧
21、皮部,就越早被破坏,到相当时候,老韧皮部就遭受按压,丧失作用。尤其是初生韧皮部,很早就被破坏了,以后就依次轮到外层的次生韧皮部,而木质部则无这种情况。 4要区分髓射线和维管射线 髓射线和维管射线均为薄壁组织,功能也都是横向输导和贮藏。但要注意二这的来源、 位置和树木的不同。髓射线为初生结构,位于维管束之间,它的数目是一定的;维管射线为次生结构,位于维管束之内,它的数目随着次生结构的形成而增加。 5了解年轮的形成原因 年轮的形成与形成层的活动状况有关。由于一年中气候条件不同,形成层由活动有盛 有衰,这就使其所形成的细胞有大有小,细胞壁有薄有厚。因此,不同季节所形成的次生木质部的形态出现差异,因而
22、出现年轮。必须至于,并非所有的植物都有年轮,有年轮的植物也并不都是一年产生一个年轮,少数种类一年生几个年轮。 6要区分周皮和树皮 周皮和树皮是两个不同的概念,它们有各自的组成成分。周皮通常由木栓、木栓形成层和拴内层组成;树皮通常指伐木时从树干上剥下来的皮,它包含韧皮层、皮层、周皮以及周皮外方破毁的一些组织。周皮是解剖学的一个概念,而树皮在解剖学上很少用到。 第六章 叶 一、本章重点内容 1 叶的形态 叶的组成部分一般由叶片、叶柄和托叶三部分组成。 叶的发育过程 开始于茎尖分生区的叶原基。叶原基在发育过程中,其细胞逐渐由原分 生组织过渡到初生分生组织。在叶原基形成幼叶的过程中,先是顶端生长,然后
23、是边缘生长, 从而形成叶片、叶柄和托叶几个区域。 叶片的大小和形状 叶的形状是指叶片形状、叶缘、叶基、叶尖、叶脉、单叶、复叶和叶序等内容,不同种类的植物,常有很大的不同。 2叶的结构 被子植物叶的一般结构 叶的结构主要是叶片的结构,被子植物的叶片由表皮;叶肉和叶脉三部分组成。表皮分为上表皮和下表皮,一般由一层细胞组成。在表皮上分布有气孔,气孔-般由两个肾形的保卫细胞组成。叶肉是叶片最发达、最重要的组织,由含有许多叶绿体的薄壁细胞组成,在有背腹之分的两面叶中、叶肉组织分为栅拦组织和海绵组织。叶脉由维管束和机械组织组成。 禾本科植物叶的结构 与一般被子植物基本相同。但表皮有长方形和方形两种细胞,气
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