植物学提纲

绪论第一节植物在自然界和人类生活中的作用植物是自然界中的第一生产者，即初级生产者。维持地球上物质循环的平衡。为地球上其他生物提供赖以生存的栖息和繁衍后代的场所。在调节气温，水土保持，净化生物圈的大气和水质等方面有极其重要的作用。第二节植物在生物分界中的地位一．生物分界植物的概念两界系统：植物界动物界三界系统：植物界动物界原生生物界四界系统：植物界动物界原生生物界真菌界五界系统：植物界动物界原生生物界真菌界原核生物界三域系统：古细菌域真细菌域真核生物域二．植物的概念：含有叶绿素，能进行光合作用的真核生物。三．植物的主要种类真核藻类苔藓植物蕨类植物裸子植物被子植物高等植物与低等植物的区别：低等植物（无胚植物）：包括真核藻类。1．无根，茎，叶分化。2．生殖器为单细胞。3．合子体外发育，不形成胚。高等植物（有胚植物）：包括苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物。1．有根，茎，叶分化。2．生殖器为多细胞。3．合子体内发育，形成胚。四．植物界的系统演化单细胞群体多细胞体（无组织分化体组织分化体器官分化体）第三节植物科学的研究对象和基本任务（了解）第四节植物科学在自然科学和国民经济发展中的意义（了解）第五节植物科学的发展简史和当代植物科学的发展趋势（了解）一．发展简史1．描述植物学时期（17世纪及其以前）。2．实验植物学时期（18世纪至20世纪初）。3．现代植物学时期（20世纪初至今）。第六节学习植物生物学的要求和方法基本要求：扎扎实实地掌握植物科学的基本知识、基本理论。学习方法：1．认真阅读教材，了解教材的基本内容，掌握植物科学的基本知识、基本理论。2．必须辨证思维，把握知识间的内在联系。3．要注意了解新成就、新动向、新发展。4．加强理论联系实际。参考文献1．《植物学》（上册），陆时万等。高等教育出版社，1992。2．《植物学》（下册），吴国芳等。高等教育出版社，1992。3．《植物生理学》，潘瑞炙，董愚得。高等教育出版社，1995。4．《植物生态学》，曲仲湘等。高等教育出版社，1988。5．《细胞生物学》，汪堃仁等。北京师范大学出版社，1998思考题1．名词解释：植物2．生物分为那几界？3．植物的主要种类有那些？4．高等植物，低等植物的区别？第一章植物细胞与组织细胞是构成植物体的基本结构和功能的单位。细胞学说的主要内容：动、植物均有细胞构成；细胞只能来源于细胞，通过细胞融合或分裂；精子和卵均为细胞；细胞通过分裂可形成组织。第一节植物细胞的基本结构一．物细胞的形状和大小：与植物细胞所处的位置和功能有关。二．植物细胞的基本结构显微结构（光学显微镜下观察到的结构）亚显微结构（电子显微镜下观察到的结构）植物细胞：细胞壁和原生质体组成。原生质体：细胞中有生命活动的物质，包括细胞膜、细胞质、细胞核、后含物等结构。原生质：组成原生质体的物质，由水、无机盐、糖类、蛋白质、脂质、核酸、维生素等。三．原生质体（一）．质膜1．质膜的结构：脂双层（屏障作用）、膜蛋白（载体、酶、受体功能）、膜糖（细胞识别作用）2．特性：流动性3．作用：控制细胞与外界的物质交换，维持细胞内环境的相对稳定。参与细胞识别、细胞间信号的传递、新陈代谢的调控（二）细胞质：细胞器、胞基质组成。1．细胞器：散布在细胞质中具有一定结构和功能的微结构或微器官。1）质体叶绿体：含叶绿素、类葫萝卜素。光合作用含环状DNA和核糖体。有色体：含葫萝卜素叶黄素白色体：不含光合色素，为贮藏细胞器（淀粉体蛋白体造油体）2）线粒体：呼吸作用，含环状DNA和核糖体。3）内质网光面内质网：参与脂类代谢糙面内质网：合成并运输蛋白质（分泌蛋白）4）高尔基体：细胞分泌物的加工和包装场所；参与细胞壁和细胞膜的形成。5）溶酶体：含多种水解酶（蛋白酶脂酶核酸酶），催化降解大分子。6）微体：过氧化物酶体：参与光呼吸、分解过氧化物。乙醛酸循环体：将脂肪转化为糖。7）液泡：代谢产物（对植物无用）贮存场所；使细胞处于吸涨状态；水解作用。8)细胞骨架功能：使细胞形状稳定，使细胞组织化，能进行细胞运动和物质运输。微管：24nm,参与染色体，鞭毛，纤毛的运动；参与细胞壁的形成和发育；维持细胞形状。微丝：4—7nm,与细胞的运动（胞质环流）；维持细胞形状。。中间纤维：8—11nm,骨架功能；信息功能。9)核糖核蛋白体：蛋白质的合成中心。组成：蛋白质，RNA2．细胞质基质：细胞质中除细胞器以外的无定形部分，富含蛋白质。（三）细胞核1．核被膜核膜：外膜、内膜、核间腔、核孔。核纤层：参与有丝分裂中核膜崩解和重组。2．染色质：DNA和组蛋白组成。3．核仁：RNA和蛋白组成。4．核基质：蛋白质纤维网。四．细胞壁功能：支持和保护原生质体；参与许多生命活动。1．细胞壁的化学组分：主要为多糖（纤维素、果胶质、半纤维素）。其它（木质素、角质、木栓质、蜡质）2．细胞壁的层次：胞间层：果胶质组成。初生壁：纤维素、果胶质、半纤维素、糖蛋白组成。延展性较好。次生壁：纤维素、半纤维素组成。坚硬，延展性差。主要作用为支持、输导。所有细胞都具有胞间层和初生壁。只有起支持、输导作用的细胞才具有次生壁。3．胞间连丝与纹孔1）初生纹孔场：细胞壁的初生壁上一些较薄的区域。2）胞间连丝：穿过细胞壁沟通相临细胞的细胞质丝。共质体：通过胞间连丝结合在一起的原生质体。质外体：共质体以外的部分。包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔。3）纹孔：初生壁完全不被次生壁覆盖的区域。纹孔对：纹孔腔和纹孔膜（胞间层、初生壁、质膜）组成。种类：单纹孔、具缘纹孔。3．细胞壁的形成与发育（了解）五．后含物：植物细胞中的贮藏物质和代谢产物。1．淀粉：淀粉粒2．蛋白质：拟晶体（晶体）、糊粉粒（无定型）3．脂肪和油滴4．晶体：存在于液泡。第三节植物细胞的增殖一．细胞周期：连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全部过程。（一）分裂间期复制前期（G1）、复制期（S）（DNA的复制和染色体蛋白的合成）、复制后期（G2）（二）分裂期（三）细胞周期的时间（四）周期细胞、终端分化细胞与G0期细胞周期细胞：连续分裂的细胞。终端分化细胞：细胞不可逆的脱离细胞周期，失去分裂能力。G0期细胞：细胞不再分裂，停止于G1期。具潜在分裂能力。二．有丝分裂特点：细胞核中出现染色体与纺锤丝；染色体复制一次，细胞分裂一次，形成与母细胞一样的2个子细胞。（一）有丝分裂的过程1．细胞核分裂前期：形成染色体；核膜解体，核仁消失；开始出现纺锤体。中期：染色体的着丝点排列在中央赤道面上。后期：染色单体分离形成染色体；染色体分为两组向两极移动。末期：两组染色体分抵两极；染色体解螺旋成为染色质；核仁、核膜重新出现。2．细胞质分裂在细胞内部形成新的细胞壁，将两个子细胞分开。囊泡（高尔基小泡、内质网小泡）参与形成细胞板（囊泡内容物形成细胞壁；囊泡膜形成细胞膜）。三．无丝分裂特点：速度快，耗能少。四．减数分裂特点：染色体复制一次，细胞分裂两次，形成四个单倍体的子细胞。意义：植物接受亲本双亲的遗传物质而扩大变异，增强适应性；保证细胞中染色体数目维持恒定，保证遗传的稳定性。（一）减数分裂过程1．减数分裂第一次分裂前期Ι：分细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期。发生同源染色体联会、同源染色体相对应染色单体的交叉、互换。中期Ι：同源染色体排列在赤道面上。:后期Ι：同源染色体分离向两极移动。末期Ι：两组染色体分抵两极；染色体解螺旋成为染色质；核仁、核膜重新出现。2．减数分裂第二次分裂一次普通的有丝分裂（二）减数分裂发生的时间和产物孢子减数分裂：产物为孢子配子减数分裂：产物为配子合子减数分裂：产物为体细胞窗口植物细胞的全能性：一个植物细胞具有该物种的全部遗传信息，在合适的条件下可发育成一个完整的植物体。第四节植物细胞的生长、发育、分化与信号转导一．植物细胞的生长：细胞体积的增大。二．植物细胞的发育：细胞发生形态变化与生理变化。三．细胞的分化：细胞结构和功能的特化。本质是不同细胞中有不同的遗传信息的表达。四．细胞的信号系统和信号转导第五节植物组织一．组织与器官的概念来源相同的同一类型或不同类型的细胞群组成的结构和功能的单位。同一类型的细胞形成的组织叫简单组织。不同类型的细胞形成的组织叫复合组织。由不同的组织按一定的规律构成了器官。二．植物组织的类型按发育特点分：分生组织、成熟组织（保护组织基本组织机械组织输导组织分泌组织）（一）分生组织：具有分裂能力的细胞群。1．顶端分生组织分布：根尖、茎尖。细胞特征：等直径、体积小、细胞核大、细胞质质浓厚、细胞壁薄、液泡不明显。包括：原分生组织：从胚胎保留下来的，终生具有分裂能力。位于根尖、茎尖最前端。初生分生组织：由原分生组织分裂而来的细胞，是一种边分裂、边分化的细胞群。2．侧生分生组织（次生分生组织）分布：植物体（根、茎）周围。由长纺锤形细胞组成。分类：维管形成层：负责根、茎长粗生长。木栓形成层：对增粗的植物体表面形成次生性保护结构。次生分生组织：已分化的细胞（成熟细胞）又恢复了分裂能力，转变为分生组织。3．居间分生组织已分化的组织中夹杂着一些未完全分化的分生组织，属于初生分生组织。位于部分单子叶植物节间或叶下方。（二）成熟组织：细胞失去分裂能力，发生了分化的组织。1．保护组织功能：减少植物失水；防止病原微生物的侵入；控制植物与外界的气体交换。1）表皮分布：幼嫩的根、茎以及叶、花、果表面。细胞特点：细胞质少、液泡大、外向壁具角质层、细胞排列紧密。气孔器：孔口、保卫细胞、副卫细胞组成。表皮毛：保护和防止下面水分的丧失，少数具分泌功能。2）周皮分布：加粗生长的根和茎的表面。组成：木栓：多层细胞，细胞壁厚，强烈栓质化的死细胞。具有不透水性、抗压、隔热、绝缘、质地轻、具弹性、抗有机溶剂和多种化学药剂。木栓形成层：一层生活细胞。栓内层：一层生活细胞。2．基本组织（薄壁组织）细胞特点：细胞质少稀、细胞壁薄、具中央大液泡、核边位、细胞排列疏松、具细胞间隙；细胞分化程度低，具较强的分生潜能。按功能分类：同化组织（具叶绿素，行光合作用）、贮藏组织、贮水组织、通气组织。传递细胞：植物体内短途密集运输部位的细胞，细胞壁向内折叠，质膜表面积增大，细胞质浓厚，与相临细胞有发达的胞间连丝，能迅速与周围进行物质交换。3．机械组织功能：细胞具加厚的细胞壁（次生壁），为支持组织。厚角组织：细胞的初生壁在细胞角隅处增厚，为活细胞，支持力较弱。厚壁组织：细胞壁的次生壁全面加厚并木质化，为死细胞，支持力强。纤维：细胞细长，两端尖。分木纤维、韧皮纤维。石细胞：多为等径细胞。多分布于果壳或种皮处。4．输导组织功能：长距离输导营养物质的组织。（1）管胞和导管分子功能：运输水和无机盐。相同点：均为长管细胞，成熟是为死细胞，次生壁具各种式样的木质化增厚，在壁上出现环纹、螺纹、梯纹、孔纹、网纹等加厚式样。区别：管胞的管径小，末端楔形，水分通过相临细胞壁上的纹孔从一个细胞流向另一个细胞。存在于蕨类植物、裸子植物、被子植物。导管分子的管径大，细胞端壁形成一个或数个大的穿孔。高效输水。仅存在于被子植物、少数裸子植物。（2）筛管分子、筛胞、伴胞功能：运输有机物。筛管分子：长管形活细胞，成熟细胞的细胞核退化，相临筛管分子通过筛板（筛孔、联络索）相连。筛管分子与周围伴胞通过筛域相连。存在于蕨类植物、被子植物。筛胞：在细胞壁上只有筛域无筛板。仅存在于裸子植物。伴胞：有细胞核和浓厚的原生质，与筛管分子共同完成有机物的运输。仅存在于被子植物。5．分泌结构分泌：有些植物细胞能合成一些特殊的物质，并把他们排出体外、细胞外或积累于细胞内。外分泌结构：腺表皮、腺毛、蜜腺、排水器内分泌结构：分泌细胞、分泌腔或分泌管、乳汁管（三）复合组织（维管组织）1．韧皮部组成：筛管分子（或筛胞）、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞功能：运输有机物（双向运输）；支持作用。2．木质部组成：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞功能：运输水和无机盐；支持作用。（四）组织系统：一个植物体或一个器官上的一种组织或几种组织在结构和功能上组成一个单位。种类：皮组织系统、维管组织系统、基本组织系统。名词解释：细胞细胞器初生纹孔