植物学考研笔记

植物学笔记

一、植物界的多样性

生物多样性：包括植物种类多样性；植物遗传的多样性；以及植物生态系统的多样性。

植物的多样性表现在为下诸方面：

1、种类繁多，50万种，七大类群

2、形态，结构各式各样，大小悬殊

3、寿命长短不一

4、营养方式和生态习性多种多样

从营养方式看：

1.自养植物

2.异养植物：寄生植物、腐生植物

5、生活环境多种多样

按形态和生活周期：

木本植物：乔木和灌木

草本植物：一年生、二年生、多年生

按植物的生态环境：陆生、水生

按植物对水分的要求：旱生、中生、湿生植物

按植物对光照的要求：阳地、阻地

二、植物基本特征和植物界的划分

(-)生物界的划分

两界系统Linnaeus

三界系统HaeckIe

四界系统Whittaker

（二）植物的类型

藻类

低等植物

、

地

至

r胞子植物J

植“苔薛

蕨类

A高等植物

、种子植物」

三、植物在自然界及人类生活中的重要作用

(-)参与生物圈形成，推动生物界发展

发展规律

(1)由简单到复杂

(2)由水生到陆生

(3)由低等到高等

(二)植物的光合作用

无把机物合成为有机物，是其它生物食物的来源

把光能转变成化能，是生物能量的来源

光合作用放出氧气，为所有生物的呼吸所需氧气的来源

(=)植物的矿化作用

矿化作用：指非绿色植物，如细菌、真菌等对死的有机物的分解过程。

结果使复杂的有机物分解成简单的无机物(CO2),可以再为绿色植物所利用。

(四)植物在国民经济发展中的重要性

解决人类生存与发展所面临的一系列重大问题,在很大程度上将依赖于生命科学的发展,

自然也依赖于植物生物学的发展。植物学的发展对人类经济、科技、政治和社会发展的作用

是全方位的。

植物科学的研究为利用植物和改造植物提供基础理论和基本知识

通过对植物区系、植物资源、植被和珍稀濒危植物的调查研究，为农业区划、工业发展

和城市建设提供科学依据

细胞和组织培养、生物工程和分子生物学的发展，为农业上的品种改良和新品种培育开

辟了新的前景

植物化学的研究，对开发药用资源、发展医药工业有重要的意义

(五)植物对环境的保护作用

(1)净化作用

植物对大气的净化

据广州市测定，在居住区墙面种有五爪金龙的地方，与没有绿化的地方比较，室内空气

含尘量减少22%。

南京林业大学在南京一水泥厂测定，绿化林比无树空旷地空气中的粉尘量减少37.1-

60%。

植物对水域的净化：主要表现在对有毒物质进行分解转化和富集两个方面。

植物对土壤的净化：主要表现在对土康中污染物质的吸收上，如植物对化学农药、毒性除莠

剂、工业废水、废渣中的有毒物质等都能进行吸收，从而减少土壤中污染物质的数量。

(2)监测作用

植物的监测作用：有些植物对特定的气体反应敏感，如果环境中的特定气体的浓度超出一定

的指标，植物则出现伤害的病征，因此可以做监测环境污染的指标植物.

（六）植物对水土保持的作用

四、植物科学的发展简史

1、植物学的发展可追溯到约2000年前的本草学时期

2、1859年达尔文的进化论

3、20世纪50年代电子显微镜等的发展，揭示了植物细胞的超微结构

4、1953年DNA双螺旋结构的发现，研究从器官细胞水平进入到分子水平，也即进

入到探索生命现象本质的阶段

五、植物科学的研究内容、分科及发展趋势

1、植物学研究内容：植物形态结构和发育规律，生长发育的基本特征，类群进化和分

类，以及植物生长、分布与环境的相互关系。

2、植物学的分科

a、植物分类学

b、植物形态学：植物解剖学、植物胚胎学、植物细胞学

c、植物生理学

&植物遗传学

e、植物生态学和地植物学

六、学习植物学的内容、目的和方法

内容：植物形态学、植物分类学

目的：（1）为后继课程打好基础（2）为生产建设服务

第一章

第一节细胞概述

一、细胞的发现及细胞学说的建立和发展

1665年RobertHooke用自制的显微镜观察了软木薄片，发现了蜂窝状的小格子"Cell"

细胞学说：

,质体

质膜线粒体

r细胞器J内质网

原生质体

细胞质］高尔基体

核糖体

胞基质液泡（中央大液泡）

细胞《核膜溶酶体

色

染

质圆球体

«I细胞核〔微体

仁

核

a茎微管和微丝

!「跑间层

t细胞壁-5初生壁

L次生壁

四、真核植物细胞的基本特征

（一）细胞的大小和形状

细胞大小：

（1）一般大小：种子植物分生组织的细胞5-25pm;分化成长的细胞15-65pm。

（2）最大的：芭麻纤维细胞的长度可达620mm。

细胞的形状多种多样。

（二）细胞的基本结构

第二节细胞生命活动的物质基础一原生质

原生质与原生质体的概念

(1)原生质protoplasm:构成原生质体的主要物质称为原生质。是细胞中的生活物质。是

细胞中组成成分的名称。

(2)原生质体protoplast:由原生质特化而来，构成生活细胞的除细胞壁以外所包含的各

部分，包括细胞膜、细胞质和细胞核。是细胞中结构的名称。

第三节细胞的外被结构——细胞壁与细胞膜

一、细胞壁

包围在原生质体外的坚韧外壳

保护、支持作用

吸收、蒸腾、运输、分泌

细胞识别

参与细胞生长调控

（一）细胞壁的分层

胞间层：是由相邻的两个细胞向外分泌的果胶物质构成的。

处于细胞之间，主要成分果胶质。

功能：粘连细胞。

初生壁：是新细胞最初产生的壁层，也是细胞生长增大体积时所形成的壁层，是由邻接的

细胞分别在胞间层两面沉积壁物质而成。

位于胞间层之内，主要成分纤维素、半纤维素和果胶质。

大多数生活的植物细胞的壁只有胞间层和初生壁。

功能：是原生质体基本的保护和支撑结构

次生壁：位于初生壁之内，细胞停止生长后形成的壁层，构成次生壁的物质以纤维素为主，

但还有木质或木栓质等其他物质。大部分具有次生壁的细胞，在成熟时原生质体已死亡，

少数细胞具有次生壁，如纤维、石细胞、导管、管胞、木栓细胞等。

功能：细胞停止生长后形成的，较强的机械支持作用。

（二）细胞壁的化学组成和超微结构

构架：纤维素

衬质：多糖、水和蛋白质

（三）细胞壁的生长和特化

壁的生长：初生壁以填充方式进行，次生壁以内填和附加方式进行。

有些细胞由于在植物体中担负的功能不同，原生质常分泌一些性质不同的物质，增加到细胞

壁中，或存在于细胞壁的外表面，使细胞壁的组成物理性质和功能发生变化。常见特化有：

木化、角化、栓化、矿化。

（1）木质化：指木质素渗透到细胞壁中，加大细胞壁的硬度，增强细胞的支持力量。

如纤维、导管、管胞。

（2）角质化

角化：是指细胞外壁被角质所渗透，在外表形成膜，为脂类化合物，不透水，但可透光。

如叶表皮外表的角质膜。

（3）栓质化

栓化：为木栓质（脂类化合物）渗入细胞壁引起的变化。栓化后，细胞失去透水，通气能力。

原生质体最终解体成为死细胞。如植物老茎、枝和老根的外层。

（4）矿质化

细胞壁渗入矿物质而引起的变化，最常见的矿物质有CaC03和SiO2等。矿化能熠强细胞

壁的机械强度，提高抗倒伏和抗病虫能力。如禾本科植物茎、叶表皮的硅细胞。

二、细胞膜

@狭义概念：指与细胞壁相邻，包围于细胞质外的一层膜。

②广义概念：包括质膜（外周膜）与细胞内膜系统（内质网、高尔基体、微体、质体、线粒

体、液泡等的膜组成）,也称为生物膜

（一）膜的化学组成

主要成分为蛋白质和磷脂。

（二）膜的分子结构

单位膜模型

①单位膜概念：膜结构的一种假设模型，是根据电镜观察的结果提出来的。用电镜观察，

膜的横断面呈现“暗-明-暗”三条平行的带，即内外两层暗的带（由大的蛋白质分子组成）

之间，有一层明亮的带（由脂类分子组成），这样的膜称为单位膜。

流动镶嵌模型

②流动镶嵌模型：是膜结构的一种假说模型。脂类物质分子的双层，形成了膜的基本结构

的衬质，而膜的蛋白质则和脂类层的内外表面结合，或者嵌入脂类层，或者贯穿脂类层而部

分地露在膜的内外表面。磷脂和蛋白质都有一定的流动性，使膜结构处于不断变动状态。

（三）细胞膜的功能

选择透性、主动运输、接受和传递信息、抵御病菌的感染、参与细胞识别。

第四节细胞间的联络结构——纹孔与胞间连丝

-、纹孔

（一）初生纹孔场

初生纹孔场概念：细胞壁在生长时并不是均匀增厚的，在细胞的初生壁上有一些明显凹陷的

较薄区域称为初生纹孔场。

其上有许多小孔，细胞的原生质细丝通过这些小孔，与相邻细胞相连，这些细丝称胞间连丝。

（二）纹孔（pit）

纹孔概念：具有初生壁的细胞进行次生加厚形成次生壁时，加厚不是均匀的，局部地方没有

次生壁，只有胞间层+初生壁，细胞壁的这种比较薄的区域就叫纹孔。纹孔可以起通水作用。

纹孔对概念：相邻两细胞之间的纹孔多成对存在，称纹孔对。

纹孔膜概念：将一对纹孔隔开的薄膜称纹孔膜，纹孔膜实际上就是胞间层+初生壁。

纹孔腔概念：从纹孔到纹孔膜之间的空腔。

1.单纹孔：纹孔腔呈圆柱形，直径大小几乎一致。

2.具缘纹孔：纹孔周围的次生壁离开初生壁隆起成一拱形结构，使纹孔具有隆起的边缘，纹

孔腔呈圆锥形。

二、胞间连丝plasmodesma

胞间连丝概念：穿过细胞壁的细胞质细丝，它连接相邻细胞的原生质体。

电镜研究表明，胞间连丝与相邻细胞中内质网相连，从而构成了一个完整的膜系统。胞间连

丝主要起细胞间的物质运输和刺激传递的作用。

柿胚乳

细胞壁

内含物

-胞间层

第五节细胞质

一、胞基质enchylema

1.胞基质的概念和成分

(1)胞基质概念：胞基质是包围细胞器的细胞质部分。即使在电镜下也看不出胞基质有什么

结构存在，因此可以认为，胞基质是细胞质中没有特化的原生质部分，是细胞中的生活物质。

(2)主要成分：同原生质的化学成分。

胞质环流：也叫胞质运动，在生活细胞中，胞基质是处于不断的运动状态，它能带动其中的

细胞器，在细胞内作有规律的持续的流动。

二、细胞器organelle

(1)细胞器的概念：细胞器是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构。

(一)双层膜结构的细胞器

L质体plastid

分为叶绿体、有色体和白色体

(1)叶绿体chloroplast:

叶绿体主要存在于植物叶肉细胞中，其形状、数目、大小随不同植物和不同细胞而异。

叶绿体含叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，叶片颜色与细胞中这几种色素的比例有

关。

结构：

外包双层单位膜

类囊体：由膜所围成的圆盘状或片层状的曩。thylakoid

基粒：由许多圆盘状（空烧饼状）的类囊体重叠而成的柱状单位。basalgranule

基质类囊体（基质片层）：呈分枝状与基粒相连接的类囊体。stromalamella

基质：内部没有一定结构的部分stroma

（2）有色体chromoplast

形态：多种颗粒状，针状等，含胡萝卜素和叶黄素。

功能：积累淀粉，脂类，吸引昆虫和其它动物传粉及传播种子。

(3)白色体leucoplast

有色体黄-红色积累脂类和淀粉

脚质的不同：麒体,曙盥'，嘱零皆属和造油体

elaioplasto

2.线粒体mitochondrion

（1）形状：多种多样（杆状，球形等等）

⑵结构：

A.外膜：平整、光滑

B.内膜：向内折叠成崎，崎表面有许多圆球形颗粒，称为基粒。

C.膜间隙intermembranespace

D.基质matrix:与呼吸有关的各种酶类，环状DNA,核糖体

（3）功能:呼吸作用respiration

（二）单层膜结构的细胞器

粗糙型内质网roughER:膜的外侧附有许多颗粒（核糖核蛋白体1

光滑型内质网smoothER:膜的外侧不附有颗粒，表面光滑o

主要功能：

①粗糙型内质网主要合成井运输蛋白质；

②光渭型内质网主要合成和运输类脂和多糖。

2.高尔基体Golgibody

高尔基体:由一叠单层膜围成的扁曩组成。

每个囊由单层膜包围而成，中央似盘底，边缘或多或少出现穿孔。在网状部分的外侧，局部

区域膨大，形成小泡，通过缢缩断裂，小泡从高尔基体囊上分离出去。

高尔基体呈弧形，凸出的面为形成面，与内质网膜联系，凹入的面称为成熟面或分泌面，位

于近细胞表面处。

高尔基体的主要功能：（1）参与细胞的分泌作用（2）参与细胞壁的形成

3.液泡：一层单位膜包围的囊泡，其内充满了细胞液。

具有一个大的中央液泡是成熟的植物生活细胞的显著特征，也是植物细胞与动物细胞在结构

上的明显区别之一。中央液泡，它可占据细胞体积的90%以上。

①液泡膜vacuolemembrane:液泡外包被的一层膜，具有特殊的选择透性，能使许多

物质大量积聚在液泡中。

②细胞液cellularjuice:它是含有多种有机物和无机物的复杂的水溶液。

液泡的功能：

调节细胞的渗透作用infiltratepressure和膨压swellingpressure

细胞代谢产物metabolicproduction的贮藏场所

消化作用hydrolase（enzymeforhydrolyzation）

4.溶酶体lysosome

由单层膜包围的多形小泡，内含多种水解酶hydrolase,可分解生物大分子。

5.微体microbody

微体：是一些由单层膜包围的圆球形小体，直径约0.5pm。它的大小、形状与溶酶体相

似，二者的区别在于含有不同的酶。

过氧化物酶体peroxisome:在叶肉细胞中，与叶绿体和线粒体配合参与光呼吸;分解过氧

化氢

乙醛酸循环体glyoxysome:主要出现在油料种子萌发时，它与圆球体和线粒体相配合，

把储藏的脂肪转化成糖类。

（三）非膜结构的细胞器

核糖体ribosome（也称核蛋白体或核糖核蛋白体）

①结构：

包括1个大亚基和1个小亚基。

bigsubunit(transpeptidase),smallsubunit(recognizemRNA)

②作用：

细胞中蛋白质合成的中心。

三、细胞骨架系统cytoskeletalsystem

细胞骨架构成细胞内的网络

由蛋白质纤维组成的支架，即细胞骨架。细胞骨架包含三种纤维：微管、微丝和中间纤维。

第六节细胞核Nucleus

细胞核是细胞遗传与代谢的中心。

一、细胞核的形态及其在细胞内的分布

大小、形状及其在细胞中的位置,与细胞年龄、类型以及生理状况有关。

二、细胞核的结构Nucleus

ne

mbra

terme

膜Ou

「外核

膜

内核

膜T

核被

e

bran

mem

Inner

ar

Nucle

e

bran

mem

x

mple

reco

arpo

Nucle

核孔

细l

主

在的

物质存

中遗传

细胞核

质：是

染色

胞_r

质。

蛋白

A和

分是DN

要成

其主

式，

要形

核核J

atin

chrom

质:

无定形

空隙的

满核内

：是充

［核液

lymph

karyo

。

基质

体RNA

核糖

质，是

蛋白

A和

大量RN

：含

核仁

场所

装配

位的

亚单

糖体

及核

加工

成、

的合

olus

Nucle

第七节后含物Ergasticsubstance

后含物：后含物是植物细胞原生质体代谢过程中的产物，包括贮藏的营养物质、代谢废物和

植物次生物质等。

一、淀粉Starch

是最普遍的贮藏物质。常呈颗粒状，称为淀粉粒。

二、蛋白质Protein

贮藏蛋白质可以是结晶的或是无定形的。结晶的蛋白质因具有晶体和胶体的二重性，因此称

拟晶体。常呈方形，例如，在马铃薯块茎上近外围的建壁细胞中，就有这种方形结晶的存在。

无定形的蛋白质常被一层膜包裹成圆球状的颗粒，称为糊粉粒。

三、脂类Lipid

第八节细胞的繁殖CellPropagate

植物细胞的分裂包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂等不同的方式。

一、细胞周期Cellcycle:持续分裂的细胞，从结束一次分裂开始，到下一次分裂完成为

止的整个过程，称为细胞周期。

细胞周期

分裂期（M期）mitosis

间期DNA合成前期（G1期）

DNA合麒DNA（S期）

DNA合成后期或有丝分裂准备期（G2期）

二、有丝分裂Mitosis

有丝分裂又称为间接分裂,包括核分裂karyokinesis和胞质分裂cytokinesis

有丝分裂的细胞周期表2

DNA合成前期。RNA、蛋白质和磷脂等合成P

间2（Gi期）小

期。DMA合成期（S期），染色体复制，DNA和组蛋白的量加倍。

DNA合成后期”RNA和微管蛋白合成、能量贮备+

细G期）P

胞前期”染色质螺旋化形成染色体，核仁、核膜消失。

周有中期”纺锤体形成，染色体的着丝点排列在赤道面上。

期。丝3后期」染色单体从着丝点分开成为子染色体，并分别向两

分3极移动。

裂"末期」子染色体解螺旋成染色质，核仁、核膜出现，母细

期"胞分裂成2个子细胞。

3

三、无丝分裂amitosis

（1）无丝分裂的过程简单，不出现纺锤丝和纺锤体等一系列变化，消耗能量少，分裂速度

快，但其遗传物质没有平均分配到子细胞，所以子细胞的遗传性可能是不稳定的。

（2）发生部位：

常见于低等植物，高等植物主要发生于快速生长的部位，例如甘薯的块根、马铃薯的块茎、

小麦等禾本科作物的居间分生组织、愈伤组织等。

第九节细胞的生长与分化GrowthandDifferentiation

一、细胞的生长

细胞的生长：主要是细胞体积增大、重量增加的变化过程。包括细胞纵向的延长和横向的

扩展。

细胞在生长过程中，除了细胞体积明显扩大外，在内部结构上也发生相应的变化。

①最突出的变化：液泡化程度明显增加……中央大液泡。

②细胞内的其他细胞器在数量和分布上也发生各种变化。

③细胞壁的厚度增加，化学组成发生变化

二、细胞的分化

细胞的结构和功能上的特化，叫做细胞的分化。植物体的个体发育是植物细胞分裂、生长和

分化的结果。

在系统发育上，植物越进化，细胞分工越细致，细胞的分化就越剧烈，植物体的内部结构也

就越复杂。

脱分化Dedifferentiation:植物体内某些生活的成熟细胞，分化程度浅，具有潜在的分

裂能力，在一定条件下，可恢复分裂性能，重新具有分生组织细胞的特性，这个过程称为脱

分化。

再分化Redifferentiation:脱分化后随之发生再分化，沿着另一个发展方向，分化为不

同的组织。

细胞的全能性Celltotipotency:指植物的大多数生活细胞，在适当条件下都能由单个细

胞经分裂、生长和分化形成一个完整植株的现象或能力.

第二章植物组织

第一节植物组织的概念与类型

组织：是由形态结构相似，在个体发育中，来源相同，担负着一定生理功能的细胞组合。

分生组织

组营养

织组.织（薄壁组织）

机械组织

成熟组织保护结构

输导组织

分泌结构

第二节分生组织

分生组织：存在于植物体的生长部位，是具有持续性或周期性分裂能力的细胞群。

一、细胞特点

细胞排列紧密、形小、壁建、核大、质浓、液泡小、代谢活跃。

二、分类

（一）按来源和性质分

原分生组织

初生分生组织

次生分生组织

L原分生组织Promeristem

位置：位于根、茎最前端，由没有分化的、最幼嫩的、终生保持分裂能力的胚性细胞所组成。

细胞特征：体积小，多为等径，核相对较大，细胞质浓厚。

2.初分生组织Primarymeristem

位置：位于根、茎的顶端，由原分生组织刚刚衍生的细胞所组成，在原分生组织的下方

特点：细胞在形态上出现了最初的分化，细胞仍然具有很强的分裂能力，但没有原分生组织

那样旺盛，因此是一种边分裂，边分化的组织，是由分生组织向成熟组织过渡的组织。

初生分生组织包括原表皮、基本分生组织和原形成层三种。

3.次生分生组织Secondarymeristem

来源:是由已经成熟的组织细胞，经过脱分化恢复分裂能力形成的分生组织，因此叫次生分

生组织

分布：主要分布于裸子植物和双子叶植物的根、茎周侧。包括维管形成层和木栓形成层。

（二）按植物体内的分布位置分

1.顶端分生组织apicalmeristem

位置：位于根、茎及其分枝的顶端

细胞特征：小而等径，靖壁，核位于中央井占较大体积,液泡小而分散，原生质浓厚，无后含

物。属于原分生组织和初生分生组织。

2.侧生分生组织Lateralmeristem

位置：位于根、茎周侧。包括形成层和木柱形成层。主要存在于裸子植物和木本双子叶植物

中。

细胞特征：细胞大部分呈长梭形，原生质体高度液泡化，细胞质不浓厚。分裂活动具明显

周期性，属于次生分生组织。

注意：在大多数单子叶植物中，没有侧生分生组织。草本双子叶中活动微弱或根本不存在。

3.居间分生Intercalarymeristem

位置：分布于成熟组织之间，如禾本科植物节间基部，韭、葱叶的基部都有存在。

两种分类方法的组织关系:

第三节营养组织（薄壁组织）

组织。

一、同化组织assimilatingtissue

光合作用的薄壁组织，称为同化组织

特点：细胞含有大量叶绿体，行光合作用合成有机物质

部位：存在于植物体的一切绿色部分一叶肉、嫩茎等。

二、贮藏组织storagetissue

贮藏大量营养物质的组织称为贮藏组织

特点：细胞内充满贮藏的营养物质

:存在于各类贮藏器官电眼棍块茎、球茎、嶙茎、果实、种子等；根茎皮层和髓

皮层

初生韧皮部

初生木质部

内皮层

三、吸收组织absorptivetissue

根尖表皮细胞向外突出形成根毛，行吸收功能，故称为吸收组织。

四、通气SS?ventilatingtissue

具有大量细胞间隙的建壁组织称为通气组织

水生植物的根茎薄壁组织有较大的胞间隙，形成气腔或气道，它们在体内形成一个相互贯通

的通气系统，使生于水下的器官得到氧气。

水稻叫-横切

五、传递细胞transferringcell

传递细胞：细胞壁具内突生长（增加质膜面积），能行使物质短途运输的特化的薄壁细胞。

在植物体内广泛存在，如小叶脉输导组织的附近（叶肉和输导分子之间的桥梁），茎节部的维

管束中，分泌结构中，种子的子叶、胚乳、胚柄等部位。

特点：质膜的表面积大大增加，提高了细胞内外物质交换和运输的效率。

第四节保护结构

保护结构：覆盖于植物体表起保护作用的组织

功能：减少体内水分蒸腾，控制植物与环境的气体交换，防止病虫害侵袭和机械损伤等。

类型：根据来源及形态结构的不同分为两类：

表皮和周皮

一、表皮epidermis

位置：覆盖在幼嫩器官的表面

来源：由初生分生组织细胞（原表皮）分化而来

结构特征：一般只有一层细胞，彼此紧密嵌合，无胞间隙，外壁加厚并覆盖一层角质膜（层）;

有些在角质膜外还覆盖有蜡质（蜡被，呈白霜状）

细胞组成：表皮细胞气孔器表皮毛

（一）表皮细胞epidermalcell

排列十分紧密，除气孔外，不存在另外的细胞间隙。表皮细胞一般不具叶绿体

角质膜：cutinmembrane

角质层（外面一层）：由角质组成，有时含有蜡质

角化层（内层）：由纤维素和角质

（二汽孔器stomataiapparatus

气孔是由二个特殊的细胞即保卫细胞和它们间的开口共同组成的。保卫细胞内含有叶绿体。

气孔：窄缝状开口

保卫细胞：气孔两侧肾形或哑铃形的特殊细胞，细胞中含