植物学考研复习资料.pdf
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1、植 物 学 考 研 复 习 资 料 植 物 学 考 研 笔 记 绪 论 第 一 节 植 物 与 植 物 生 物 学 一、植 物 与 其 他 生 物 最 主 要 区 别:1 具 有 细 胞 壁;2 含 有 叶 绿 体,能 进 行 光 合 作 用,属 于 自 养 生 物;3 固 着 生 活;4 植 物 体 内 通 常 保 留 有 永 久 的 分 生 组 织,在 植 物 个 体 发 育 过 程 中,可 以 一 直 不 断 地 分 裂、生 长、分 化。二、植 物 与 植 物 生 物 学 1 植 物 学(botany):2 植 物 生 物 学(plant biology):植 物 形 态、发 育、分 类
2、、生 理、演 化、生 态、资 源 利 用 等。*植 物 学 向 植 物 生 物 学 转 变 的 原 因:生.态 学(ecology)和 分 子 生 物 学(molecular biology)快 速 发 展 第 二 节 植 物 在 生 物 界 中 的 地 位 一、生 物 界 的 划 分:1 两 界 系 统:植 物 界、动 物 界(林 奈 Carolus Linnaeus)2 三 界 系 统:+原 生 生 物 界(海 克 尔 E.Haeckel)3 四 界 系 统:+真 菌 界(魏 泰 克 R.H.Whittaker)4 五 界 系 统:+原 核 生 物(魏 泰 克)5 三 原 界 系 统(三
3、域 理 论):古 细 菌 原 界、真 细 菌 原 界、真 核 生 物 原 界(Whittaker,Margulis马 克 利 斯)二、植 物 的 类 型 1 按 生 活 型 分:草 本 植 物、木 本 植 物;乔 木、灌 木 2 按 类 群 分:藻 类、菌 类、地 衣、苔 葬、蕨 类、种 子 植 物 三、植 物 科 学 发 展 简 史 1 描 述 植 物 学 时 期:17世 纪 以 前 希 腊 Theophrastus 植 物 的 历 史、植 物 的 本 原 荷 兰 Leeuwenhoek自 制 的 显 微 镜 2 实 验 植 物 学 时 期:18世 纪 一 20世 纪 瑞 典 的 林 奈 1
4、735年 自 然 系 统、1753 植 物 种 志(双 名 法)德 国 施 莱 登、施 旺 的 细 胞 学 说 英 国 的 达 尔 文 1859年 物 种 起 源 奥 地 利 的 孟 德 尔 1866年 植 物 杂 交 的 发 现 试 验(遗 传 定 律)美 国 的 摩 尔 根 1926年 基 因 论 19世 纪 三 大 发 现:进 化 论、细 胞 学 说、能 量 守 衡 定 律 3 现 代 植 物 学 时 期:20世 纪 初 今 从 分 子 水 平 去 研 究 生 命 现 象 克 隆 植 物 水 稻 基 因 组 4 中 国 植 物 科 学 发 展 简 史:西 汉 的 神 农 本 草 经 北
5、魏 的 贾 思 勰 齐 民 要 术 明 代 的 李 时 珍 本 草 纲 目 1858年 李 善 兰、韦 廉 臣 植 物 学 中 国 植 物 志 80卷 125册 中 国 高 等 图 鉴 7 卷 中 国 植 物 红 皮 书:稀 有 濒 危 植 物 第 一 章 植 物 细 胞 与 组 织*细 胞 是 植 物 生 命 活 动 的 基 本 单 位。第 一 节 细 胞 的 化 学 组 成(了 解)一、植 物 细 胞 含 有 多 种 元 素:C、H、N、0、P、S、Ca、K、Cl、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo 等,其 中 C、H、N、0 占 90%以 上。存 在 形 式:化 合 物、离 子 二、组
6、成 细 胞 的 化 合 物:1 无 机 化 合 物:水:无 机 盐:常 以 离 子 形 式 存 在 如 Na2 有 机 化 合 物:糖 类:单 糖、寡 糖(麦 芽 糖、蔗 糖)、多 糖(淀 粉、纤 维 素、果 胶、半 纤 维 素)脂 类:蛋 白 质:核 酸:DNA(主 要 在 细 胞 核 中)、RNA(主 要 在 细 胞 质 中)维 生 素 第 二 节 植 物 细 胞 的 基 本 结 构 一、植 物 细 胞 的 形 状 和 大 小:1 形 状 2 大 小 二、植 物 细 胞 的 基 本 结 构:1 细 胞 壁(cell wall):2 原 生 质 体(protoplast):细 胞 膜(质 膜
7、)、细 胞 质、细 胞 核 几 个 名 词:1 原 生 质(protoplasm):组 成 原 生 质 体 有 生 命 的 物 质。2 后 含 物(ergastic substance):植 物 细 胞 中 的 一 些 贮 藏 物 质 或 代 谢 产 物。3 显 微 结 构(microscopic structure):在 光 学 显 微 镜 下 观 察 到 的 细 胞 结 构。4 亚 显 微 结 构(submicroscopic structure):在 电 子 显 微 镜 下 观 察 到 的 细 胞 内 的 精 细 结 构。三、原 生 质 体:1 质 膜(细 胞 膜):主 要 由 脂 类
8、和 蛋 白 质 分 子 组 成,质 膜 外 表 还 常 含 有 糖 类。质 膜 具 有 选 择 透 性,能 够 控 制 细 胞 与 外 界 环 境 的 物 种 交 换。1972年 Singer提 出 细 胞 膜 结 构 的 流 动 镶 嵌 模 型。*生 物 膜 结 构 的 流 动 镶 嵌 模 型:认 为:生 物 膜 上 有 许 多 的 球 状 蛋 白,它 们 以 各 种 方 式 镶 嵌 于 磷 脂 双 分 子 层 中,有 的 分 别 结 合 在 膜 的 内 外 表 面,有 的 较 深 地 嵌 入 到 磷 脂 质 层 中,还 有 的 横 向 贯 穿 于 整 个 双 分 子 层 中。构 成 膜 的
9、 磷 脂 和 蛋 白 质 都 具 有 一 定 的 流 动 性,可 以 在 同 一 平 面 上 自 由 移 动,使 膜 的 结 构 处 于 不 断 变 动 的 状 态。膜 的 选 择 透 性 主 要 与 膜 上 蛋 白 质 有 关,膜 蛋 白 大 多 是 特 异 性 的 酶 类,他 们 对 物 质 的 透 过 起 到 主 要 的 控 制 作 用。2 细 胞 质(cytoplasm):细 胞 器、细 胞 质 基 质(胞 基 质)(1)细 胞 器(organella):1)质 体(plastid):植 物 细 胞 所 特 有 的 细 胞 器 A 叶 绿 体(chloroplast):光 合 作 用
10、叶 绿 体 膜(2层)、基 粒(一 内 囊 体)、基 质 思 考:在 P24图 A 中 标 出“基 粒”。叶 绿 素 存 在 部 位:植 物 绿 色 部 分,特 别 是 叶 叶 绿 体 基 质 中 有 环 状 的 双 链 DNA,称 叶 绿 体 基 因 组,相 对 独 立 于 染 色 体 基 因 组(核 基 因 组)B 有 色 体(chromoplast):只 含 有 类 胡 萝 卜 素 和 叶 黄 素 等 色 素 的 质 体。有 色 体 存 在 部 位:花 瓣、果 肉 C 白 色 体(leucoplast):存 在 于 贮 藏 营 养 物 质 的 细 胞 里。分 为:淀 粉 体、蛋 白 体、
11、造 油 体。*叶 绿 体、有 色 体、白 色 体 之 间 的 关 系:*质 体 是 从 原 质 体 发 育 来 的。原 质 体 日 有 色 体-叶 绿 体 白 色 体 以 辣 椒 为 例:子 房 一 果 实 一 成 熟 的 果 实 白 色 体 一 叶 绿 体 一 有 色 体 2)线 粒 体(mitochondria):内 外 两 层 膜 间 有 腔,内 膜 向 内 折 入 一 靖 内 膜 上 分 布 有 许 多 带 柄 的 球 状 小 体,称 基 粒。内 膜 与 崎 包 围 的 腔 称 基 质。作 用:细 胞 呼 吸 及 能 量 代 谢 的 中 心;基 粒 一 ATP合 成 场 所。线 粒 体
12、 基 因 组,相 对 独 立 于 染 色 体 基 因 组 3)内 质 网(reticulum):光 面 内 质 网:膜 上 无 核 糖 体(合 成 蛋 白 质 场 所)颗 粒。糙 面 内 质 网:膜 上 有 核 糖 体 颗 粒。4)高 尔 基 体(Golgi apparatus):由 一 系 列 扁 平 的 囊 及 小 泡 组 成。5)溶 酶 体(lysosome):一 些 单 层 膜 包 裹 的 小 泡。6)微 体(microbody):单 层 膜 的 球 状 细 胞 器。7)液 泡(vacuole):细 胞 中 贮 存 水 溶 液 的 腔 穴。成 熟 的 植 物 细 胞 有 大 的 中 央
13、 液 泡。液 泡 膜 有 选 择 性。思 考:标 出 P69图 149中 的 液 泡。8)细 胞 骨 架(cytoskeleton):由 蛋 白 质 纤 维 组 成 的 支 架。包 括 3 种 蛋 白 质 纤 维:微 管:宽 约 24nm的 中 空 长 管 纤 维。微 丝:实 心 的 纤 维,宽 约 47nm。中 间 纤 维:直 径 介 于 微 管 和 微 丝 之 间(8-llnm)的 中 空 管 状 纤 维。(2)细 胞 基 质:细 胞 质 中 除 细 胞 器 外 的 无 定 形 部 分。9)核 糖 体(ribosome):分 布 在 糙 面 内 质 网 上 或 分 散 在 细 胞 质 中;
14、化 学 成 分 为 RNA、蛋 白 质 是 细 胞 中 蛋 白 质 合 成 的 中 心。思 考:植 物 细 胞 不 同 于 动 物 细 胞 的 明 显 特 征 是 什 么?植 物 细 胞 具 有 细 胞 壁、质 体、液 泡。3 细 胞 核(nuclear):核 被 膜:核 膜(两 层 膜,上 有 核 孔)、核 纤 层 染 色 质:电 镜 下 为 交 织 成 网 状 的 细 丝 核 仁:细 胞 核 中 圆 形 的 颗 粒 状 结 构,没 有 膜 包 围。核 仁 富 含 蛋 白 质 和 RNA。核 基 质(nuclear matrix):四、细 胞 壁(cell wall)1 细 胞 壁 的 化
15、学 成 分:主 要 是 多 糖,包 括 纤 维 素、果 胶 质、半 纤 维 素。2 细 胞 壁 的 层 次:A 胞 间 层、B 初 生 壁、C 次 生 壁 A 胞 间 层(intercellular layer,middle layer):1)定 义:两 个 相 邻 细 胞 共 同 具 有 的 一 薄 层,是 细 胞 分 裂 形 成 细 胞 板 时 产 生 的。2)成 分:果 胶 质 3)特 点:胶 粘 和 柔 软 的 特 性 4)作 用:a.使 相 邻 细 胞 粘 连 在 一 起;b.可 以 缓 冲 细 胞 之 间 的 挤 压;c.不 妨 碍 细 胞 之 间 的 生 长。B 初 生 壁(pr
16、imary wall):1)定 义:细 胞 生 长 过 程 中 和 细 胞 停 止 生 长 前 所 形 成 的 细 胞 壁。2)成 分:纤 维 素、半 纤 维 素、果 胶 质、糖 蛋 白 3)特 点:初 生 壁 较 薄,13nm4)功 能:使 细 胞 维 持 一 定 的 形 状,能 随 细 胞 的 生 长 而 延 展。*初 生 纹 孔 场(primary pit field):细 胞 的 初 生 壁 上 有 一-些 较 薄 的 区 域,称:*胞 间 连 丝(plasmodesma):穿 过 细 胞 壁 沟 通 相 邻 细 胞 的 细 胞 质 丝 称*胞 间 连 丝 使 植 物 体 中 的 细
17、胞 连 成 一 个 整 体,植 物 体 通 过 胞 间 连 丝 接 合 在 一 起 的 原 生 质 体 称 共 质 体(symplast),共 质 体 以 外 的 部 分,称 质 外 体(apoplast),包 括 细 胞 壁、细 胞 间 隙 和 死 细 胞 的 细 胞 腔。C 次 生 壁(secondary wal 1):1)定 义:细 胞 停 止 生 长 后,在 初 生 壁 内 侧 继 续 积 累 的 细 胞 壁。2)成 分:纤 维 素、半 纤 维 素、木 质 素 3)特 点:较 厚、较 坚 硬 4)功 能:增 强 细 胞 壁 的 机 械 强 度*纹 孔(pit):次 生 壁 上 凹 陷
18、处 所 呈 现 的 孔 道 结 构。纹 孔 对:相 邻 细 胞 之 间 的 纹 孔 多 成 对 存 在,称 工 纹 孔 腔:纹 孔 围 成 的 腔。单 纹 孔:纹 孔 口 与 纹 孔 底 大 小 近 乎 相 等,纹 孔 腔 呈 圆 柱 形 的。具 缘 纹 孔:纹 孔 口 小,纹 孔 底 大,纹 孔 腔 呈 圆 锥 形 的。*由 于 纹 孔 的 存 在,有 利 于 相 邻 细 胞 进 行 水 和 物 质 的 交 换。3 细 胞 壁 的 形 成 与 发 育 细 胞 有 丝 分 裂 时 在 两 个 子 细 胞 间 形 成 细 胞 板,此 后 发 育 形 成 细 胞 壁。纤 维 素 前 体 物 质 由
19、 原 生 质 体 合 成 运 到 细 胞 表 面,再 经 过 分 布 于 质 膜 上 的 纤 维 素 合 成 酶 的 催 化,聚 合 形 成 纤 维 素 微 纤 丝。细 胞 壁 的 构 建 受 到 细 胞 骨 架 中 微 管 的 引 导。微 纤 丝 在 细 胞 壁 中 沉 积 的 方 向 由 分 布 在 质 膜 内 的 微 管 决 定。补 充:细 胞 壁 性 质 的 变 化(了 解)1 木 质 化:原 生 质 体 分 泌 的 木 质 素 渗 入 到 细 胞 壁 中 所 引 起 的 变 化(变 硬),增 强 细 胞 壁 的 机 械 强 度 和 支 持 力,木 质 化 后 仍 能 透 水、透 气。
20、2 角 质 化:原 生 质 体 分 泌 的 角 质(脂 类 物 质)渗 入 到 细 胞 壁 中 所 引 起 的 变 化,可 起 保 护 作 用,防 止 体 内 水 分 过 分 蒸 腾,抵 抗 外 界 环 境 的 影 响,不 易 透 水 但 透 光。3 栓 质 化:原 生 质 体 分 泌 的 栓 质(脂 类 物 质)渗 入 到 细 胞 壁 中 所 引 起 的 变 化,栓 质 化 的 细 胞 会 死 亡,不 透 水、不 透 气,抗 压 隔 热 绝 缘,对 内 部 结 构 起 保 护 作 用,如 老 茎、老 根 的 外 周。4 矿 质 化:原 生 质 体 分 泌 的 矿 物 质(Ca、Si等)渗 入
21、 到 细 胞 壁 中 所 引 起 的 变 化,增 强 细 胞 壁 的 硬 度 和 支 持 能 力。五、后 含 物(ergastic substance):1 淀 粉(starch):植 物 光 合 作 用 产 物 以 蔗 糖 等 形 式 运 到 贮 藏 组 织 后 在 造 粉 体 中 合 成 淀 粉,淀 粉 在 细 胞 中 以 颗 粒 状 态 存 在,称 为 淀 粉 粒(starch grain)。淀 粉 粒 形 成 时,由 一 个 中 点 开 始,由 内 向 外 层 层 沉 积,这 一 中 点 称 脐 点(hilum)。在 显 微 镜 下 观 察 淀 粉 粒,可 看 到 围 绕 脐 点 有
22、许 多 亮 暗 相 间 的 轮 纹,这 是 由 于 淀 粉 沉 积 时,直 链 淀 粉(葡 萄 糖 分 子 呈 直 线 排 列)和 支 链 淀 粉(葡 萄 糖 分 子 呈 支 链 排 列)常 交 替 沉 积 的 缘 故。*淀 粉 粒 的 类 型:淀 粉 粒 在 形 态 上 有 3 种 类 型:单 粒 淀 粉 粒:只 有 1个 脐 点,无 数 轮 纹 围 绕 这 个 脐 点。复 粒 淀 粉 粒:具 有 两 个 以 上 的 脐 点,各 脐 点 分 别 有 各 自 的 轮 纹 环 绕。半 复 粒 淀 粉 粒:具 有 两 个 以 上 的 脐 点,各 脐 点 除 有 本 身 的 轮 纹 环 绕 外,外
23、面 还 包 围 着 共 同 的 轮 纹。2 蛋 白 质(protein):植 物 的 贮 藏 蛋 白 质 是 结 晶 或 无 定 形 的 固 体,不 表 现 出 明 显 的 生 理 活 性。结 晶 的 蛋 白 质 因 具 有 晶 体 和 胶 体 的 二 重 性,所 以 称 拟 晶 体,如 马 铃 薯 块 茎 近 外 围 的 薄 壁 细 胞 中 就 有 这 种 方 形 的 结 晶。无 定 形 的 蛋 白 质 常 被 一 层 膜 包 裹 成 圆 球 状 的 颗 粒,称 糊 粉 粒 或 蛋 白 体,如 豆 类 种 子 的 子 叶 中 有 大 量 的 糊 粉 粒。3 脂 肪 和 油:在 常 温 下 固
24、 体 的 称 脂 肪,液 体 的 称 油 类。4 晶 体:在 植 物 细 胞 中,无 机 盐 常 形 成 各 种 晶 体。最 常 见 的 是 草 酸 钙 晶 体。根 据 晶 体 的 形 状 可 分 为:单 晶、针 晶、簇 晶。第 三 节 细 胞 的 新 陈 代 谢(自 学)*新 陈 代 谢:同 化 作 用、异 化 作 用*质 壁 分 离、渗 透 作 用*植 物 细 胞 吸 收 矿 质 元 素 的 3 种 方 式:被 动 吸 收:主 动 吸 收:胞 饮 作 用:第 四 节 植 物 细 胞 的 增 殖 How?思 考:1个 细 胞 植 物 体 细 胞 分 裂 的 方 式:1 有 丝 分 裂(mit
25、osis):2 无 丝 分 裂(amitosis):3 减 数 分 裂(meiosis):一、细 胞 周 期(cell cycle):1 定 义:在 真 核 细 胞 中 有 丝 分 裂 是 最 主 要 的 细 胞 分 裂 方 式。连 续 分 裂 的 细 胞 从 一 次 有 丝 分 裂 结 束 到 下 一 次 分 裂 结 束 所 经 历 的 全 部 过 程,称 细 胞 周 期。2 cel l cycle分 为:A 间 期、B 分 裂 期 A 间 期(interphase):从 一 次 有 丝 分 裂 结 束 到 下 一 次 有 丝 分 裂 开 始 的 一 段 时 间。复 制 前 期(G1)、复
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