生物学部分资料

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绪论生物界的划分（一）两界系统：最早的分类系统：植物界，动物界。瑞典博物学家林奈提出（二）三界系统：另立原生生物界。（三）四界系统：植物界，动物界，原生生物界（或真菌界），原核生物界。（四）五界系统：植物界，动物界，原生生物界，真菌界，原核生物界。（五）六界系统：另立非胞生物界（病毒和类病毒）。屮国学者提岀植物的类型和分布（一）植物的类型：按照两界系统，己知植物种类50余万种。1.藻类植物2.菌类植物3.地衣植物4.苔蘇植物5.荻类植物6.种子植物植物界是随着地球历史的发展，由原始的生物不断的演化，大约经历了30亿年的漫长历程。其种类繁多,分布也极为广泛。其中，菌类植物体内不具叶绿体，属于非绿色植物，其它种类，属于绿色植物。（二）种子植物的类型：1.木本植物：（植物体木质化发达，地上部分能越冬）1）乔木：（有明显的单一主干）2）灌木：（没有明显主干，成丛状生长）3）半灌木：（草本与木本之间的过渡类型）2.草本植物：（植物体木质化不发达、地上部分不能越冬）1）一年生草本：2）二年生草本：3）多年生草本：一年生草本（水稻）二年生草本（白菜）多年生草本（莺尾）植物在自然界的作用（一）合成和分解作用：1.光合作用：CO2+H202.[CH2O]+O2氨盐或硝酸盐CO2+H20游离氮（N2）3.呼吸作用：［CH2OJ+O2细菌、真菌等对动植物尸体的分解固氮作用:4.矿化作用:在自然界物质循环屮的作用：对环境保护、水土保持的作用:作用。（二）（三）二、植物学的内容和学习方法㈠研允内容:植物学是研究植物各类群的形态结构、分类和有关的生命活动、发育规律，以及植物和外界环境间多种多样关系的学科。㈡分支学科：植物形态学：研究植物体外部形态、结构，内部组成、发育和系统发育变化规律的科学。植物分类学：研究植物类群的分类、鉴定和亲缘关系，从而建立植物进化系统和鉴别植物的科学。植物\n生理学：研究植物生命活动、生长发育规律的科学。植物生态学和地植物学：研究植物与环境条件间相互关系的科学。植物学的发展简史可分为三个阶段：1、人为分类学时期（古…1830）：古代分类学时期：代表人物：特奥费拉斯托〈Theophrastus）《植物历史》、《植物研究》本草学家吋期：运用植物治病；代表人物：马革钠斯。早期分类学时期：代表人物西沙尔比诺（Caesalpiom《植物》林奈时期：①发展双名法②《植物属志》、《植物种志》2、进化论前后自然系统分类时期：（1763—1920）主要是分类学的发展，争论焦点是进化问题。代表人物：拉马克，达尔文，虎克3、系统发育时期：植物学产生许多分支学科。代表人物：孟德尔（发现遗传规律）等。我国学者在植物学发展上的作用我国学者对于植物学的发展也有一定的贡献：约在两千年前，《诗经》中就记载了约200种植物°北魏贾思勰的《齐民要术》。明代徐光启的《农政全书》。明代李时珍的《本草纲目》。19世纪中叶，李善兰与外人合编的《植物学》一书，是我国第一本植物学的译本。我国近代植物学发展：1、钟观光：中国第一位植物学家。2、胡先啸：植物起源问题的植物学家。3、刘慎誇：著名植物分类学家、地植物学家和林学家。细胞是构成生物有机体的基本单位，但并不是唯一的构成单位。二、植物细胞的形状和大小1.大小：一般细胞直径为10—lOOumo少数植物细胞较大，如番茄果肉、西瓜瓢的细胞。原因：①细胞的大小受细胞核的控制作用相关。②细胞越小，相对表面积越大，有利于细胞与周围环境间物质和能量的交换和转运。2.形状：单细胞植物，细胞常呈球形。多细胞植物体，理想状态下，细胞呈正十四面体（但是这种细胞很少见）。细胞的形状与细胞所执行的功能有关。（一）原生质体1.细胞核⑴形态：通常为1个，球形或半球形。⑵结构：核膜：双层膜（外膜和内膜），上有小孔，称核孔。控制核与细胞质之间物质交流的作用。核仁：1—多个，核内合成和储藏RNA的场所。核质：染色质（深色）核液（浅色⑶功能：①储存和传递遗传信息，控制细胞的遗传。②调节细胞的生理活动。2•细胞质\n⑴质膜：I单位膜:电子显微镜下，质膜显示出暗-明-暗的三层结构，屮央明带的主要成分是类脂，厚度为3.5nm,两侧暗带的主要成分是蛋白质，厚度为2nm,这三层结构组成一个单位的膜，称单位膜。II主要功能：①使细胞与环境隔离，保持一个相对稳定的细胞内环境；②控制细胞与外界环境的物质交换，具有“选择透性”；③具有能量传递与信息传递的功能；④质膜上具有大量的酶，也是进行生化反应的重要场所。III生物膜的结构：①磷脂双分子层：两排磷脂分子在膜上形成双分子层，亲水的含磷酸的“头部”，朝向膜的内、外两侧;疏水的脂肪酸的烧链“尾部"朝向膜的中间。②膜的流动镶嵌模型：蛋口质以各种方式镶嵌在磷脂双分子层屮，构成膜的磷脂和蛋白质都具有一定的流动性。⑵细胞器:细胞质内具特定结构和功能的微结构或微器官（亚细胞结构）。①质体：植物细胞特有的细胞器。I质体的类型：根据所含色素不同，分为叶绿体（含叶绿素a、b和胡萝卜素、叶黄素）、有色体（只含胡萝卜素、叶黄素）和白色体（不含色素）。II叶绿体的结构：光学显微镜下，高等植物的叶绿体为球形、卵形或凸透镜形。电子显微镜下，叶绿体具精细的结构。III叶绿体的功能：进行光合作用的质体。IV有色体和白色体：有色体只含有胡萝卜素和叶黄素，它们常存在与果实、花瓣和植物体的其它部分，使植物体呈现黄色、橙色、和橙红色。其功能有二：①积聚淀粉和脂类；②在花和果实川具有吸引昆虫传粉及传播果实的作用。白色体不含色素，呈颗粒状，常存在于植物体的储藏细胞中，其功能为：合成和储藏淀粉和脂类。②线粒体：I形态与结构：光学显微镜下，需特殊染色，才可辨别。常为球状、棒状或细丝状颗粒。电子显微镜下，可分为：外膜、内膜、悄、基质。II功能：细胞内进行呼吸作用的场所。线粒体呼吸释放的能量，透过膜转运到细胞的其它部分，提供细胞各种代谢的需要，被称为“动力工厂”。③内质网I形态与结构：由单层膜构成的网状管道系统。I［类型：粗糙型内质网和光滑型内质网。III功能：粗糙型内质网与蛋口质的合成有关；光滑型内质网主要合成和运输类脂和多糖。④高尔基体：I形态与结构：单层膜包围成的扁平囊（3・8个）组成的结构，边缘逐渐出现穿孔。II功能：与细胞的分泌功能有关。分泌物主要为多糖和多糖与蛋白质复合体。这些分泌物可起到参与细胞壁的形成、生长等作用。\n①液泡：植物细胞特有的细胞器。I形态与发育：由一层单位膜（液泡膜）包被，内含大量水溶液（细胞液）。II功能：3、液泡膜具有特殊的选择透性，能使许多物质大量积聚在液泡中。b、维持细胞的渗透压和膨压。c、提高细胞的抗旱和抗寒能力。②微管和微丝I形态与结构:微管是细胞内细小中空的长管状细胞器,直径为23-27微米。微丝比微管更细,直径为5—6微米。二者与屮间纤维组成了细胞内的骨骼状的支架，因此，被称为细胞骨架（微梁系统）。II功能：a、维持细胞的形状b、参与细胞壁的形成和生长。c、影响细胞内的运输和胞质运动。（1、参与纺锤丝的形成。③核糖体：I形态与结构：在电镜下为球形的小颗粒，其大小为20—25微米，是无膜结构的细胞器。由两个大小不等的半球形亚单位组成。II功能：合成蛋白质的主要场所。⑶胞基质：细胞内无特殊结构的细胞质部分。胞质运动：生活细胞中，胞基质处于不断的运动状态，它能带动其屮的细胞器，在细胞内作有规则的持续的流动，这种运动称为胞质运动。（二）细胞壁1.细胞壁的层次:分层化学成分特性形成时期胞间层果胶较强亲水性，易分解形成胞间隙。细胞分裂产生新细胞时在两个细胞间形成的。初牛壁纤维素、半纤维素、果胶厚度较薄，具有弹性和可塑性细胞生长增大体积时形成，存在于胞间层内侧。次牛壁纤维素、木质较厚，常木质化细胞体积停止增大后形成，加在初生壁内表面。2.纹孔和胞间连丝:（1）初生纹孔场和胞间连丝：初生纹孔场：初生壁上凹陷的区域。胞间连丝：通过初生纹孔场的原生质细丝。（2）纹孔：次生壁上未增厚的部分。包括纹孔膜和纹孔腔。⑶纹孔的类型：单纹孔（纹孔腔内均匀一致）和具缘纹孔（纹孔腔直径不同）。⑷纹孔对：纹孔多为成对出现的，因此纹孔对有下面儿种类型：①单纹孔对；②具缘纹孔对；③半具缘纹孔对；1.细胞壁的化学组成及亚显微结构：细胞壁主要化学成分为纤维素，还常有果胶、半纤维素和多糖等。另外，细胞壁还因为在植物体部位不同，常发生一些变化：角质化、矿质化、栓质化和木质化。在电子显微镜下，可以看出，细胞壁的结构单位是微纤丝（由微团聚合而成），再由微纤丝聚合成大纤丝。四、植物细胞的后含物细胞内的代谢中间产物和废物。㈠淀粉：常以淀粉粒（呈颗粒状）的方式储存在细胞中。在形态上淀粉粒有三种类型：单粒淀粉粒、复粒淀粉粒、半复粒淀粉粒\n㈡蛋白质：细胞中贮藏的蛋白质呈固体状态。常有两种方式：拟品体（结品状态）和糊粉粒（无定形状态）。㈡脂肪和油滴：脂类是体积最小，含能量最高的贮藏物质。在常温下呈固体的为脂肪，液体的为油滴。常贮藏在种子、胚和分生组织细胞中。㈣晶体：常为细胞的代谢废物，为避免其对细胞的毒害，被贮藏在细胞的特殊部分（常在液泡屮）。根据形状不同，可分为单晶、针晶和簇晶。五、原核细胞和真核细胞原核细胞结构比真核细胞简单：⑴细胞内无真正市核膜包被的细胞核；遗传物质（DNA）位于细胞中央的一个较大的区域，称核区或拟核。⑵无细胞器的分化。即没有由膜包被的质体、线粒体、高尔基体和内质网等细胞器。细菌和蓝藻的细胞核为原核细胞，因此，它们被称为原核生物。第二节植物细胞的繁殖细胞的繁殖：植物体要生长和繁衍后代，组成植物体的细胞就必须能进行繁殖，细胞繁殖是通过细胞的分裂来实现的。繁殖的方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。一、有丝分裂：(milosis)㈠概念：有丝分裂又称间接分裂，其过程较复杂，尤其是分裂过程屮细胞核出现明显的变化，出现染色体和纺锤丝，因此称有丝分裂。㈡分裂周期的概念: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，即分裂周期。细胞周期包括分裂间期和分裂期。㈢过程：包括核分裂和胞质分裂两步核分裂：1•间期：分裂前的准备时期。2•前期：①染色体岀现②核膜、核仁消失③纺锤丝出现。3•中期：①染色体排列在细胞中央的赤道面上②纺锤体形成。4•后期：①染色体在着丝点处断开，形成两条子染色体②子染色体在纺锤丝的牵引下，移向两极。5.末期：①染色体到达两极，开始解螺旋②核膜、核仁重新出现，形成两个子核。分裂间期：细胞形态上无明显变化，是分裂前的准备阶段，核内发生一系列的生化变化，主要是DNA的复制和能量的积累。根据各吋期合成的物质不同：又可分为三个阶段：(DDNA合成前期(Gl)：RNA和蛋白质的合成。⑵DNA合成期(S)：DNA和组蛋白的合成。⑶DNA合成后期(G2)：少fiRNA和蛋白质的合成。分裂前期：①染色体出现②核膜、核仁消失；③纺锤丝出现。分裂屮期：①染色体排列在细胞屮央的赤道面上②纺锤体形成。分裂后期：①染色体在着丝点处断开，形成两条子染色体②子染色体在纺锤丝的牵引下，移向两极。分裂末期：①染色体到达两极，开始解螺旋②核膜、核仁重新出现，形成两个子核。胞质分裂：在两个子核Z间形成新壁的过程。首先，纺锤丝密集，形成成膜体，由成膜体中的小泡，向赤道面移动，并相互融合，释放多糖类物质，形成细胞板。细胞板最初在中央位置形成，并不断向四周扩散,直至把母细胞完全分成两个子细胞。㈣有丝分裂的意义：由于在分裂间期进行一次染色体的复制，在分裂过程中，每条染色体分开形成两条子染色体，并平均分配给两个子细胞，因此，有丝分裂形成的每个子细胞具有与母细胞相同数量和性状的染色体，从而保证细胞遗传的稳定性。二、无丝分裂：又称直接分裂，其过稈十分简单，无染色体和纺锤丝的出现与变化。常见方式有横裂、纵\n裂和出芽。为一些低等植物常见的分裂方式。高等植物中，愈伤组织的形成、胚乳的发育过程中，也常进行无丝分裂。第三节植物细胞的生长和分化—、植物细胞的生长细胞分裂产生的子细胞，有的进入下一个细胞周期，再行分裂；有的不再分裂，而朝着生长和分化的方向进展。细胞分裂产生的子细胞，其体积只有母细胞的一半，但它们合成代谢旺盛，合成大量的原生质,从而使细胞的体积增加，随着体积的增加，细胞内部也发生相应的变化。细胞的生长是有一定限度的，这主要是受遗传因子的控制。\n二、细胞的分化种子植物体内的各种组织的细胞，虽都来自合子，但各个细胞在结构和功能上都变的不相同。分化:多细胞有机体内的细胞在结构和功能上变成彼此互异的过程称分化。细胞分化，主要表现在形态结构和生理生化上的分化两个方面。三、细胞的全能性经有丝分裂产生的子细胞，都获得了与母细胞相同的整套染色体或遗传物质，因此，植物体的每个体细胞在遗传上应该是相同的。而且，都应该和合子一样，具备有发育成为整个植株的遗传上的潜在能力,即全能性。细胞全能性已经在多种植物上得到证实。如：胡萝卜细胞离体培养成胡萝卜植株四、极性和细胞的不等分裂极性是细胞分化中的一个基本现象，是指器官、组织、细胞沿着一个轴向的一端和另一端之间，存在着结构和生理上的差异。一个细胞内极性的建立，引起以后它的不等分裂，由于不等分裂，产生的两个子细胞将来会朝不同方向发展和分化。第二章植物组织组织:具有相同来源的同•类型或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位。简单组织:同一类型的细胞构成的组织。复合组织:不同类型（多种类型）的细胞构成的组织。第一节植物组织的类型一、分生组织：（一）概念：具持续分裂能力的细胞群。（二）类型：1、按在植物体上的位置分：顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织2、按来源性质分：原分生组织、初生分生组织、次生分生组织二、成熟组织（一）保护组织：覆盖植物体表起保护作用的组织。1・表皮：初生保护组织。由原表皮分化而來。通常由一层生活细胞组成。表皮细胞形状扁平，排列紧密，无细胞间隙。细胞的外壁增厚，常形成角质膜。在气生表皮上具有气孔，另外，表皮上有时还具有附属物。周皮：次生保护组织（二）薄壁组织：植物体内进行各种代谢活动的组织。1・特点：①细胞壁薄，液泡较大；细胞质较小，一般都具有胞间隙。②分化程度较浅，有潜在的分生能力。2•类型：①吸收组织②同化组织③储藏组织④储水组织⑤通气组织⑥传递细胞（三）机械组织:巩固、支持植物体的组织。1、厚角组织：①特点：初生的机械组织；由活细胞组成。细胞初生壁的角隅处增厚；常含有叶绿体，并有一定的分裂潜能。②分布：植物的幼茎、花梗、叶柄和大的叶脉屮。即可以支持器官的直立，又适应器官的迅速生长。2、厚壁组织（四）输导组织：运输水溶液及同化产物的组织。（五）分泌组织：能产生挥发油、树脂、蜜汁等物质，并能将其积聚在细胞内或排出体外的细胞或细胞组合，总称为分泌结构。通常可分为外分泌结构和内分泌结构两大类。外分泌结构：腺毛、腺鳞、蜜腺、排水器内分泌结构：分泌腔、分泌道、分泌细胞、乳汁管\n种子的结构和类型一、种子的结构；（一）种皮：有种脐、种孔、种脊、种阜等结构。（二）胚：由胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分组成。胚是新个体的雏体。（三）胚乳：种子内贮存养料的场所。三、种子萌发的过程：1、吸涨过程；2、营养物质的分解和同化过程；3、胚根和胚芽迅速伸长，胚根先突破种皮，形成主根及进一步形成根系，胚轴将胚芽推岀土面，胚芽发育成茎叶系统。子叶出土幼苗：下胚轴伸氏，子叶出土。子叶留土幼苗：上、中胚轴伸长，子叶留.+.0双子叶植物根与单子叶植物根初生结构的差异1•单子叶植物根内皮层细胞，常具五面增厚，只有外切向壁仍保持薄壁。2•单子叶植物根少数内皮层细胞，仍保持初生发育阶段的结构，即细胞具凯氏带，但壁不增厚，称为通道细胞（passagecell）o1.单子叶植物根初生木质部常为多原型。4•单子叶植物根中央常具髓。根的次生生长和次生结构㈠维管形成层的发生1•初生木质部与初生韧皮部Z间的薄壁细胞。2.初生木质部正对的中柱鞘细胞。㈡维管形成层的活动1•主要进行切向分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部。2.还进行径向分裂和其它方向的分裂，使形成层周径扩大。3•在次生韧皮部和次生木质部之间产生新的组织，使维管组织内有轴向和径向之分。茎的分枝1•单轴分枝:主干是由顶芽不断向上生长而成。2•合轴分枝：顶芽生长一定时期后停止生长，由下面侧芽代替顶芽生长，每年交替进行。3•假二叉分枝：具对生叶的植物，一种特殊的合轴分枝方式。2.二叉分枝：低等植物的一种分枝方式。顶端分生组织一分为二。