植物学复习题及答案

植物学复习题及答案一、名词解释1.细胞全能性答案：植物体的每一个生活细胞，在适当的条件下都具有由单个细胞经分裂、分化形成完整植株的全部遗传潜能，这种特性称为细胞全能性。细胞全能性是植物组织培养技术的核心理论基础，不同分化程度的细胞全能性表达难易程度存在差异，其中受精卵的全能性最高，未分化的分生组织细胞全能性次之，高度特化的成熟细胞如筛管细胞因无细胞核不具备全能性。2.初生纹孔场答案：植物细胞初生壁形成过程中，次生加厚不均匀，在初生壁上存在若干明显的凹陷区域，该区域的细胞壁厚度远小于其他位置，且分布有大量胞间连丝，是细胞间物质运输和信号传递的主要通道区域，被称为初生纹孔场。成熟后次生壁在初生纹孔场区域不沉积的位置进一步发育形成纹孔。3.侵填体答案：木本植物多年生老茎的次生木质部中，邻接导管的薄壁组织细胞（又称木薄壁细胞）通过导管壁上的纹孔结构侵入导管空腔内部，不断增殖、膨大，最终形成囊状的堵塞结构，该构造即为侵填体。侵填体通常会积累单宁、树脂、色素等次生代谢物质，能够有效防止病菌和水分的进入，提升木材的耐腐性和致密性，同时也会使老导管的输导功能逐步丧失。4.凯氏带答案：凯氏带是大多数双子叶植物和裸子植物根的内皮层细胞特有的细胞壁加厚结构，在内皮层细胞的径向壁和横向壁上，形成一圈木质化和栓质化的带状加厚区域，该结构无法透过水和无机盐类物质，使得根部吸收的所有溶质和水分都必须经过内皮层细胞的原生质体才能进入维管柱，有效阻断了质外体运输的旁路途径，是植物根实现选择性吸收养分的重要结构基础。部分单子叶植物的根内皮层会在凯氏带的基础上进一步形成五面加厚的马蹄形结构。5.同源器官答案：起源相同、在植物体内的胚胎发育来源和基本结构构造上一致，但由于长期执行不同的生理功能，在形态和外部形态上产生了显著差异的器官，互称为同源器官。例如马铃薯的块茎、葡萄的卷须、仙人掌的刺、洋葱的鳞茎，都来源于茎的变态，属于典型的同源器官。6.异源器官答案：起源和胚胎发育来源完全不同的器官，由于长期执行相近的生理功能，在外部形态和功能表现上出现了趋同进化、形态高度相似的器官，互称为异源器官。例如豌豆的卷须是叶的变态，而葡萄的卷须是茎的变态，二者都执行攀援功能，形态相似但起源不同，属于异源器官；再比如甘薯的块根是根的变态，马铃薯的块茎是茎的变态，二者都执行储存养分的功能，也属于异源器官。7.双受精答案：双受精是被子植物有性生殖过程特有的生殖现象，当花粉管进入胚囊后，释放出两个精子，其中一个精子与卵细胞融合形成二倍体的合子，未来发育形成新一代植物体的雏型——胚；另一个精子则与胚囊中央的两个极核融合，形成三倍体的初生胚乳核，未来发育形成胚乳。双受精过程既恢复了植物体物种原有的染色体倍性，保持了遗传的稳定性，又通过父本母本遗传物质的重组增加了后代的变异性，三倍体的胚乳也带有双亲的遗传特性，能够为胚的发育提供更具适应性的营养物质，是被子植物成为现今地球上最优势植物类群的核心原因之一。8.无融合生殖答案：在被子植物中，不经过精卵细胞的融合即不经过典型的受精过程，直接由卵细胞、助细胞、反足细胞或者珠心、珠被的体细胞发育形成胚的生殖方式，统称为无融合生殖。无融合生殖可以分为单倍体无融合生殖和二倍体无融合生殖两大类，其后代的遗传物质几乎完全和亲本一致，能够保留亲本的全部优良性状，在作物育种领域有极高的应用价值。9.世代交替答案：在植物的生活史中，二倍体的孢子体世代（又称无性世代，细胞染色体倍性为2n，执行产生孢子进行无性繁殖的功能）和单倍体的配子体世代（又称有性世代，细胞染色体倍性为n，执行产生配子进行有性生殖的功能）有规律地交替出现的现象，称为世代交替。根据孢子体和配子体的形态大小、生存时长的占比，世代交替可以分为配子体占优势的世代交替、孢子体占优势的世代交替以及同型世代交替三类，分别对应苔藓植物、种子植物、多数藻类的生活史特征。10.双名法答案：双名法是瑞典分类学家林奈提出的、国际通用的生物物种命名法规，该法规明确规定每一个物种的学名都由两个拉丁词或者拉丁化的文字构成，第一个词是该物种所在的属名，首字母必须大写，为名词性质；第二个词是种加词，全部字母小写，为形容词性质，用于描述该物种的特征、产地或者纪念人物；种加词之后还要附加命名人姓氏的缩写，首字母大写。比如水稻的学名为OryzasativaL.，其中Oryza是稻属的属名，sativa是栽培的意思，为种加词，L.是林奈的标准缩写。双名法彻底解决了不同地区不同民族同物异名、同名异物的植物分类混乱问题。二、填空题1.植物细胞与动物细胞相比特有的三大结构分别是细胞壁、质体、液泡。2.植物细胞壁从外到内可以分为三层，分别是胞间层、初生壁、次生壁，其中胞间层的主要化学成分是果胶，很容易被果胶酶或者强酸分解，是植物细胞发生分离的位置。3.根据分生组织在植物体内的分布位置不同，可以将其分为顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织三大类，其中侧生分生组织又包含维管形成层和木栓形成层两类，是双子叶植物根、茎实现次生增粗生长的结构基础。4.成熟组织按照功能不同可以分为五大类，分别是保护组织、薄壁组织、机械组织、输导组织、分泌组织，其中薄壁组织是植物体内分布最广、分化程度最低、潜在全能性最高的组织类型。5.双子叶植物根的初生木质部发育方式为外始式，即原生木质部位于外方，后生木质部位于内方；而双子叶植物茎的初生木质部发育方式为内始式，即原生木质部位于内方，后生木质部位于外方。6.植物在进行减数分裂的过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂的后期，该过程中同源染色体发生分离，分别进入两个子细胞。7.被子植物的花药通常由四个花粉囊组成，花粉囊壁从外到内分为表皮、药室内壁、中层、绒毡层，其中绒毡层细胞为双核或者多核结构，能够为花粉粒的发育提供营养物质和结构原料，其功能异常通常会直接导致花粉败育。8.种子的基本结构包括种皮、胚、胚乳三个部分，其中胚是新一代植物体的幼体，由受精卵发育形成，双子叶植物成熟种子中通常没有外胚乳，外胚乳是由珠心细胞发育形成的储存营养的组织。9.根据胚珠在子房上的着生位置不同，可以将胎座分为边缘胎座、侧膜胎座、中轴胎座、特立中央胎座、基生胎座、顶生胎座六大类型，其中边缘胎座是豆科植物特有的胎座类型，由单心皮子房发育形成。10.被子植物的分类系统中，目前国际上应用最广泛的三个系统分别是恩格勒系统、哈钦松系统、克朗奎斯特系统，其中恩格勒系统是最早的自然分类系统，将双子叶植物分为离瓣花亚纲和合瓣花亚纲。11.裸子植物和被子植物的胚珠分别被裸露、心皮（子房壁）包被，二者最核心的差异是种子是否有果实包被。12.植物的分生组织中，位于禾本科植物节间位置的分生组织为居间分生组织，其分裂活动可以让被倒伏的禾本科植物节间重新直立生长。13.植物体内执行输导有机同化产物的结构是筛管和筛胞，其中筛管分布在被子植物体内，筛胞分布在蕨类植物和裸子植物体内。14.根的次生结构中，次生维管组织由维管形成层活动产生，保护组织由木栓形成层活动产生，木栓层、木栓形成层、栓内层共同构成周皮，代替表皮执行保护功能。15.十字花科植物的雄蕊属于四强雄蕊，即6枚雄蕊中4长2短；唇形科植物的雄蕊属于二强雄蕊，即4枚雄蕊中2长2短。三、单项选择题1.下列细胞结构中，属于质体的是（）A.线粒体B.叶绿体C.核糖体D.过氧化物酶体答案：B，叶绿体是植物特有的质体类型，其余选项均为动植物细胞共有的细胞器。2.下列组织中，属于活细胞的是（）A.导管B.筛管C.纤维D.石细胞答案：B，筛管细胞成熟后细胞核解体，但仍保留细胞质，是执行输导有机物功能的生活细胞，其余选项的细胞成熟后均为死亡状态。3.双子叶植物根的内皮层细胞上的凯氏带加厚位置是（）A.仅横向壁B.仅径向壁C.径向壁和横向壁D.径向壁、横向壁和内切向壁答案：C，典型凯氏带仅加厚径向壁和横向壁，单子叶植物根的内皮层才会出现内切向壁也加厚的五面加厚结构。4.下列属于茎的变态类型的是（）A.甘薯B.胡萝卜C.马铃薯D.甜菜答案：C，马铃薯是块茎，其余三者均属于肉质直根或者块根，是根的变态。5.被子植物双受精后发育形成胚乳的细胞是（）A.卵细胞B.反足细胞C.极核D.助细胞答案：C，两个极核和一个精子融合形成初生胚乳核，未来发育为胚乳。6.下列植物类群中，生活史里配子体占绝对优势的是（）A.藻类B.苔藓C.蕨类D.裸子植物答案：B，苔藓植物的孢子体寄生在配子体上，配子体是独立生活的优势世代。7.下列果实类型中，属于单心皮发育形成的果实是（）A.角果B.荚果C.瓠果D.梨果答案：B，荚果是豆科植物的典型果实，由单心皮子房发育形成。8.植物细胞有丝分裂过程中，染色体排列在细胞赤道板位置的时期是（）A.前期B.中期C.后期D.末期答案：B，有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，是染色体计数的最佳时期。9.下列结构中，不属于维管植物输导组织的是（）A.管胞B.导管C.乳汁管D.筛胞答案：C，乳汁管属于植物的分泌组织，不属于输导组织。10.小麦的籽粒在植物学上属于（）A.种子B.果实C.块根D.块茎答案：B，小麦籽粒的种皮和果皮完全愈合无法分离，属于典型的颖果，是禾本科特有的果实类型。四、简答题1.简述厚角组织和厚壁组织的主要区别。答案：二者的区别主要体现在五个方面：第一，细胞活性不同，厚角组织的细胞是生活细胞，具备细胞质和细胞核，部分细胞还含有叶绿体，存在潜在的分裂分化能力；厚壁组织的细胞成熟后原生质体完全解体，属于仅有细胞壁的死细胞。第二，细胞壁加厚方式不同，厚角组织的细胞壁是局部加厚，仅在细胞的角隅位置或者相邻细胞的切向壁位置加厚，属于初生壁性质的加厚，加厚物质为纤维素，不含有木质素；厚壁组织的细胞壁是全面的次生壁加厚，加厚物质包含大量木质素，细胞壁硬度极高。第三，分布位置不同，厚角组织通常分布在双子叶植物正在生长的幼茎、叶柄、花柄等器官的表皮下方，属于幼嫩器官的支持结构，能够随器官的生长而延展；厚壁组织多分布在成熟器官的各个位置，分为纤维和石细胞两类，主要为已经停止生长的成熟器官提供机械支持。第四，功能差异不同，厚角组织的支持是柔性支持，不会限制幼嫩器官的延伸生长；厚壁组织提供的是刚性支持，能够抵抗外界的机械损伤和动物啃食。第五，代表类型不同，厚角组织不存在亚型分化，厚壁组织可以分为纤维（韧皮纤维、木纤维）和石细胞两类。2.比较双子叶植物根和茎初生结构的主要异同点。答案：二者相同点为：都由表皮、皮层、维管柱三大基本结构部分组成，各类组织的细胞类型基本一致，都具备初生木质部和初生韧皮部，能够执行相应的输导、支持、储存功能。不同点第一，表皮结构特征不同：根的表皮细胞外壁没有明显的角质层，部分细胞外壁向外突出形成根毛，主要执行吸收功能，属于吸收组织；茎的表皮细胞外壁有明显的角质层，分布有表皮毛和气孔器，主要执行保护功能，属于初生保护组织。第二，皮层结构特征不同：根的皮层极为发达，占根初生结构的大部分比例，皮层最内层分化出具有凯氏带的内皮层结构；茎的皮层占比很小，通常没有典型的内皮层分化，部分植物的皮层最内层细胞含有淀粉粒被称为淀粉鞘。第三，维管柱的结构不同：根的维管柱最外层分化出中柱鞘结构，根的初生木质部和初生韧皮部是各自成束、相间排列的，没有形成束状的维管束，初生木质部发育方式为外始式，多数双子叶植物根的中央没有髓结构；茎的维管柱没有明显分化出的中柱鞘结构，初生木质部和初生韧皮部内外并列排列形成无限外韧维管束，维管束在茎的维管柱中呈环状分布，初生木质部的发育方式为内始式，茎的中央通常有由薄壁组织构成的髓结构。3.简述双受精过程的生物学意义。答案：双受精的生物学意义主要有三点：第一，双受精过程中，单倍体的雄配子和单倍体的雌配子融合形成二倍体的合子，恢复了植物体原有的染色体数目，保持了物种遗传特性的相对稳定性，为后代的正常生长发育提供了稳定的遗传基础。第二，经过双受精形成的合子，同时继承了父本和母本双亲的遗传物质，后代的遗传性具备了极大的变异性，增强了物种的适应性和进化潜力，为人工选择和自然选择提供了丰富的材料。第三，双受精过程产生的胚乳是三倍体的，同样携带有父本和母本双亲的遗传物质，作为胚发育过程中的营养来源，能够使后代的变异性更强，适应性更广，使得被子植物在激烈的生存竞争中具备远超其他植物类群的生存优势，这也是被子植物能够遍布全球各种生境、成为现今地球上最优势植物类群的核心原因。4.为什么说苔藓植物是植物界从水生向陆生过渡的典型类群？答案：首先从适应陆生环境的特征来看：苔藓植物的体表出现了初步的角质层分化，可以一定程度上防止水分的过度蒸发；植物体出现了茎和叶的初步分化，部分类型还出现了假根结构，能够从土壤环境中吸收水分和养分；植物体的有性生殖器官发育出了多细胞的外层保护结构，即精子器和颈卵器，内部的生殖细胞被保护在内部，不会直接暴露在干燥的空气中，避免了生殖细胞失水死亡。但苔藓植物仍然保留了大量适应水生环境的原始特征，尚未完全适应陆生环境：第一，苔藓植物没有真正的维管组织分化，没有完善的输导组织，水分和营养物质的运输效率极低，因此植株体型极为矮小，只能生长在潮湿的生境中。第二，苔藓植物的精子具备鞭毛，受精过程必须借助水作为媒介，精子需要在水中游动才能到达颈卵器完成受精，无法脱离水的限制。第三，苔藓植物的生活史中配子体占绝对优势，孢子体不能独立生活，必须寄生在配子体上，无法适应完全陆生的干旱环境。综合上述特征，苔藓植物恰好处于水生藻类和陆生维管植物之间的过渡位置，是植物界从水生向陆生演化的过渡类群。五、论述题结合根、茎、叶的形态和内部结构特征，分别论述旱生植物和水生植物对生境的适应性演化特征。旱生植物是指长期生长在干旱缺水环境中的植物类群，其演化出了一整套适应干旱胁迫的结构特征：第一，根部结构的适应性：旱生植物通常拥有极为发达的根系，根系的扎根深度可以达到地上株高的数倍甚至数十倍，根系的扩展范围远大于地上部分的冠幅，能够在更大范围的土壤空间内吸收水分；部分旱生植物的根部还发育出了发达的储水薄壁组织，可以储存大量水分应对长期干旱，比如沙漠地区生长的骆驼刺，其根系入土深度可超过30米，能够直接接触到地下水层。第二，茎部结构的适应性：很多旱生植物的叶片完全退化，由绿色的肉质茎代替叶片执行光合作用，比如仙人掌科植物，肉质茎内部拥有大量的储水薄壁组织，能够储存相当于自身重量3到10倍的水分；茎的表面覆盖有极厚的角质层和蜡质层，气孔数量极少且通常下陷分布，能够最大程度降低水分蒸腾散失的速率；部分旱生植物的茎内还发育出了极为发达的储水腔，同时木质部的输导效率极高，能够快速将水分输送到各个器官，很多旱生植物还演化出了特殊的景天酸代谢途径，夜间气孔开放吸收二氧化碳，白天气孔完全关闭避免水分蒸腾，在极端干旱环境下也能维持正常的光合作用。第三，叶片结构的适应性：旱生植物的叶片通常朝着两个方向演化，一类是叶片面积极度退化，叶片表面覆盖厚角质层、多层表皮细胞和密生的表皮毛，气孔下陷形成封闭的气孔窝，叶肉结构高度分化，栅栏组织层数极多，没有海绵组织的分化，最大程度减少蒸腾面积，比如夹竹桃的叶片就属于该类结构；另一类是叶片特化成为肉质叶，叶片内有大量的储水薄壁组织，细胞液浓度极高，保水能力极强