高中生物竞赛知识—植物学

植 物 学 竞 赛 知 识 要 点

植物界

（一）生物的分界

林奈最早将生物界分为两界系统，包括动物界和植物界。以后相继分为三界系统，即动物界、植物界和原生生物界。四界系统，即动物界、植物界和原生生物界（或真菌界）和原核生物界。五界系统，即动物界、植物界、真菌界、原生生物界和原核生物界。我国学者提出六界系统，即非胞生物界（类病毒和病毒）、动物界、植物界、菌物界（真菌界）、原生生物界和原核生物界。

（二）植物界的主要类群和分布

植物界通常划分为七个大类群，即藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物。它们的体形大小、形态结构、寿命长短、生活方式和生活场所各不相同，共同组成了形形色色的植物界。

种子植物根据茎干质地分为木本植物和草本植物两大类型：

1． 木本植物：茎内木质部发达、木质化组织较多、质地坚硬，系多年生的植物。因茎干的

形态，又可分为乔木、灌木和半灌木三类。

（1）乔木：植株一般高大，主干显著而直立，在距地面较高处的主干顶端，由繁盛分枝形成广阔树冠的木本植物。如玉兰、泡桐、杨、榆、松、柏、水杉、桉等。

（2）灌木：植株较矮小，无显著主干，近地面处枝干丛生的木本植物，如大叶黄杨、迎春、紫荆、木槿、南天竺、茶等。

灌木和乔木的区别是生长型的不同（不是内部结构的不同）。

（3）半灌木：外形类似灌木，但地上部分为一年生，越冬时枯萎死亡的木本植物，如金丝桃、黄芪和某些蒿属植物。

2． 草本植物：茎内木质部不发达、木质化组织较少、茎干柔软，植株矮小的植物。因植株

生存年限的长短，又可分为一年生、二年生和多年生三类。

（1）一年生植物：水稻、玉米、高粱、大豆、黄瓜、烟草、向日葵等。

（2）二年生植物：白菜、胡萝卜、菠菜、冬小麦、洋葱、甜菜等。

（3）多年生植物：薄荷、菊、鸢尾、百合等。

3． 无论木本植物或草本植物，凡茎干细长不能直立，匍匐地面或攀附他物而生长的，统称

藤本植物。

1) 木质藤本：葡萄、紫藤等。

2) 草质藤本：牵牛、茑萝等。

第一章 植物的细胞和组织

（一）．细胞的分化和组织的形成

由具有分裂能力的细胞逐渐到细胞的分裂停止，细胞外形伸长，以至形成各种具有一定功能和形态结构的细胞过程，叫做细胞的分化。细胞的分化是植物组织形成的基础。

（二）植物组织的类型

具有相同生理功能和形态结构的细胞群，叫组织。植物的组织有分生组织、薄壁组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织。

分生组织: 是具有持续细胞分裂能力的组织，位于植物体生长的部位。依性质和来源的不同，分生组织分为原分生组织、初生分生组织和次生分生组织。依位置来分，分为顶端分生组织，侧生分生组织和居间分生组织。

薄壁组织:是进行各种代谢活动的主要组织，占植物体积的大部分。根据生理功能的不同，分为同化组织、贮藏组织、通气组织、贮水组织等。它们共同结构特点是：细胞壁薄，有细胞间隙，原生质体中有大的液泡，细胞体积比分生组织大得多，但大多仍为等直径的形状。 保护组织: 是覆盖于植物体表面，起保护作用的组织，其功能是减少体内水分的蒸腾，控制植物体与环境的气体交换，防止病虫害侵袭和机械损伤等。保护组织包括表皮和周皮。 输导组织: 是植物体内担负物质长途运输的组织。主要特征是细胞呈长管形，细胞间以不同的方式相互联系，在整个植物体的各器官内成为一连续的系统。根据运输物质的不同，输导组织又分为两类，一类是输导水分和溶于水中矿物质的导管和管胞。一类是输导营养物质的筛管和筛胞。

区分：（一）导管分子和导管： 导管分子是一个死细胞。成熟时没有生活的原生质，次生壁具有各种各样的木质化增厚，端壁溶解消失形成穿孔。许多个导管分子以细胞的顶端对顶端连接起来就形成了导管。

（二）筛管分子和筛管：筛管分子是一个活细胞（成熟时细胞核消失），端壁形成筛板。许多个筛管分子以细胞的顶端对顶端连接起来就形成了筛管。筛管为被子植物所特有。

（三）导管和管胞：导管分子和管胞都是厚壁伸长的死细胞，但管胞是个单个细胞，末端尖锐，端壁没有穿孔，上下连接的管胞靠侧壁上的纹孔传递水分。

（四）筛管和筛胞： 筛管分子的端壁有筛板，筛板上有筛孔，上下连接的筛管分子以穿过筛孔的原生质丝互相连接。管胞的端壁不特化成筛板，侧壁上具有筛域，纵行相接的筛胞靠筛域互相传送营养物质。筛域上的原生质丝通过的空，远比筛板上的小。裸子植物没有筛管，只有筛胞。

机械组织: 是对植物起主要支持作用的组织。细胞大都为细长形，其主要特点是都有加厚的细胞壁。常见的机械组织和后角组织。

分泌组织: 能够分泌蜜汁、粘液、挥发油、树脂、乳汁等物质的组织，叫分泌组织。分泌组织分为外部分泌结构和内部分泌结构。

第二章 种子与幼苗

种子：是种子植物所特有的繁殖器官，是由胚珠发育而来的，凡是由胚珠发育形成的种子才是真正的种子。（小麦、玉米、水稻、高梁和向日葵的籽粒，也常被称为“种子”。际上是果实，因为它们是由子房发育而成的）。

种子植物的生活史：从种子播种、萌发，经过‘定的生长发育阶段便开花、结果，产生新的种子的过程，称为种子植物的生活史。

一、种子的结构：植物的种类不同，其种子在大小、形状和颜色等方面有着较大的差别。但其基本结构都是一致的。都是由胚、胚乳和种皮三部分组成。

二、胚的结构：胚是种子中最重要的部分，新的植物体就是由胚生长发育而成的。胚是由胚根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成。

三、胚根、胚芽、胚轴和子叶的形态：胚根和胚芽的体积很小，胚根一般为圆锥形，胚芽常具雏叶的形态；胚轴位于胚根和胚芽之间，并与子叶相连，一般很短；依据子叶着生的位置将胚轴分为上胚轴和下胚轴，即子叶着生点至第一片真叶之间，称上胚轴，而子叶着生点到胚根之间，称下胚轴。子叶与一般正常叶的功能是不同的，有储藏养料的作用，或能从胚乳中吸收、转化营养物质供胚生长时使用。

四、在被子植物种子因叶数目不同分为：分为双子叶植物和单子叶植物。（双子叶植物和单子叶植物是被子植物的二个大类。有关这些内容将在以后章节中谈到）。在裸子植物中，子叶数目也很不一致，有两个的如侧柏；有二至三个的如银杏，还有多个的如松树。

五、种子萌发：胚根和胚芽突破种皮，胚根发育成幼苗的主根，胚芽发育成茎、叶部分，胚轴发育成茎的一部分，使胚迅速形成幼苗。

六、胚乳：胚乳是种子贮藏营养物质的地方，供种子萌发时胚的生长之用。胚乳的大小在不同的种子中也不同，有些种子胚乳体积较大，占种子的大部分，这类种子叫有胚乳种子。（如玉米、小麦的谷粒和蓖麻的种子）。而有些植物的种子，成熟时不具有胚乳，这类种子叫无胚乳种子，如花生、豆类及瓜类的种子。

七、种皮：种皮是种子外面的保护结构，其性质、厚度随植物种类而异。成熟种子的种皮上常常可以见到种脐，它是种子脱离果实时留下的痕迹(就是种柄和株柄相脱离的地方)。种孔是原来胚珠的珠孔留下的痕迹。有的种皮上可以明显见到种脊，种阜，如蓖麻。

根据成熟种子内胚乳的有无，可分为有胚乳种子和无胚乳种子两大类。

一、有胚乳种子：这类种子由种皮、胚和胚乳组成。双子叶植物中的蓖麻、烟草、番茄、柿等植物的种子和单子叶植物中的小麦、水稻、玉米、高梁和洋葱等植物的种子，都属于这个类型。

二、无胚乳种子：这类种子由种皮和胚组成。双子叶植物，如落花生、棉花、豆类、瓜类和柑橘的种子单子叶植物，如慈菇、泽泻的种子。

第二节 种子的萌发和幼苗的形成

种子是有生命的，成熟的种子，在合适的条件下，经过一系列同化和异化作用，就开始萌发，长成幼苗。

一、种子的休眠和种子的寿命

(一)种子的休眠 有些植物的种子在成熟后，如果条件适合就能萌发，但也有些植物的种子却不能立即萌发，需要隔一段时间才能发芽，种子的这一特性，叫做种子的休眠。

(二)种子的寿命 种子的寿命是指种子的生活力在一定环境条件下保持的最长期限。超过这个期限，种子的生活力就会丧失，也就失去了萌发的能力。

二、种子萌发的条件

种子的萌发，除了种子本身要具有健全的发芽力以及解除休眠期以外，也需要一定的环境条件：充足的水分、适宜的温度和足够的氧气。

三、种子萌发的过程

发育成熟的种子，在适宜的环境条件下开始萌发。经过一系列生长过程，种子的胚根首先突破种皮，向下生长，形成主根。与此同时，胚轴的细胞也相应生长和伸长，把胚芽或胚芽连同子叶一起推出士面，胚芽伸出土面，形成茎和叶。子叶随胚芽一起伸出土面，展开后转为绿色，进行光合作用，如棉花、油菜等。待胚芽的幼叶张开行使光合作用后，子叶也就枯萎脱落。至此，一株能独立生活的幼小植物体也就全部长成，这就是幼苗。

四、幼苗的类型

由种子萌发形成幼苗的过程中，由于胚轴部分的生长速度不同，形成了不同形态的幼苗， 常见的幼苗主要有两种类型，即子叶出士幼苗和子叶留土幼苗。

(一)子叶出土的幼苗

双子叶植物无胚乳种子如大豆、棉花、油菜和各种瓜类的幼苗，以及双子叶植物有胚乳种子如蓖麻，都属于这种类型。这类植物的种子在萌发时，胚根首先突破种皮，伸人士中，形成根系。然后下胚轴加速伸长，将子叶和胚芽推出士面，所以幼苗的子叶是出士的。

(二)子叶留土的幼苗

双子叶植物无胚乳种子，如蚕豆、豌豆、荔枝、柑桔和有胚乳种子如核桃、橡胶树及单子叶植物种子如小麦、玉米、水稻等幼苗，都属于这一类型。这类种子萌发的特点是上胚轴伸长，而下胚轴却不伸长。所以子叶并不随胚芽伸出士面，而是留在土壤中，直到养料耗尽而死去。如蚕豆种子萌发时，胚根先突出种皮，向下生长，形成主根，由于上胚轴的伸长，胚芽不久就被推出士面，而下胚轴的伸长不大，所以子叶不会被推出士面，而始终埋在土里

第四章 根

1．根的形态及其在土壤中的分布

根由于发生的部位不同，而分为主根、侧根和不定根。一株植物地下部分所有根的总体。称为根系。根据这三类根在根系中的存在与否和发育程度，而将根系分为直根系和须根系。根据根系在土壤中深入和扩展的情况，分为深根系和浅根系。

2．根的结构

根尖的结构 根尖分为根冠、分生区、伸长区和根毛区四个部分。根尖以上部位为根的成熟区。

根的初生结构

根的初生结构由表皮由表皮、皮层和维管柱三部分组成。表皮仅—层细胞，位于根的根毛区的最外面。皮层由许多层薄壁细胞组成。分内皮层和外皮层，内皮层细胞的壁上具凯氏带。维管柱由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部组成。初生木质部包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。初生韧皮部包含筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞。按照发育的先后，初生木质部分为原生木质部(较早的)和后生木质部(较晚的)。初生木质部在发育过程中是由外向内渐次成熟的(即外始式)。植物的根，依初生木质部束的数目不同，分为二原型、三原型、四原型、五原型、六原型和多原型等类型。初生韧皮部也是以外始式方式发育，即原生韧皮部在外，后生韧皮部在内。侧根起源于中柱销，其位置常与根的类型有关。

根的次生结构

次生结构有两部分，一是次生维管组织(包括形成层，次生木质部和次生韧皮部)；一是周皮(包括木栓形成层、木栓和栓内层)。前者由形成层的活动所形成，后者由木栓形成层的活动所形成。次生木质部和次生韧皮部的组成成分，基本上与初生本质部和初生韧皮部相同，但出现了维管射线。

3.根瘤与菌根

豆科等植物的根与根瘤菌共生，形成了根瘤，植物的根与真菌共生。形成了菌根是高等

植物与微生物共生的两种常见的类型

4.根的生理功能

根主要有四个方面的功能：从土壤中吸收水、二氧化碳和无机盐；合成氨基酸等物质；固着和支持植物地上部分；贮存有机养料。

第五章 茎

1.茎按位置分：顶芽、侧芽和不定芽；依性质分：叶芽、花芽和混合芽，依构造分：鳞芽和裸芽，依生理状态分：活动芽和休眠芽等。

生长及习性 茎是顶端生长，但有的植物有加粗生长，少数植物还有居间生长。茎因生长习性的不同，而分为直里立茎、攀缘茎、缠绕茎和匍匐茎。

分技 高等植物茎的分枝有二叉分枝、单轴分枝、合轴分枝、假二叉分枝等四种方式，其中以合轴分枝较为进化。

禾本科植物的分蘖 禾本科的分枝特殊，由茎基部一定的节（分蘖节）上产生腋芽和不定根，由腋芽形成的枝条叫分蘖，分蘖又可产生新的分蘖。

2.茎尖及其发展

茎尖结构

茎尖分为分生区、伸长区和成熟区三个部分。分生区是茎尖顶端半球形的结构，其顶端部分是原生分生组织，由原生分生组织形成原表皮层、基本分生组织和原形成层，三者构成初生分生组织。初生分生组织所产生的细胞长大分化，并沿茎的纵轴方向延伸，构成了伸长区。细胞一面伸长，一面进一步分化，在伸长区之后，依次形成各种成熟的组织，构成茎的初生结构，是为成熟区。

茎的初生结构

由茎的顶端分生组织通过细胞分裂所产生的细胞，长大分化形成的各种结构叫初生结构。顶端分生组织包括原分生组织和初生分生组织，由它们形成的初生结构是表皮、皮层和维管柱，在形成初生结构的过程中，茎进行顶端生长。所有种子植物的茎，都具有初生结构。 茎的次生结构

由茎的侧生分生组织通过细胞分裂所产生的细胞，长大分化而形成各种结构叫作次生结构。侧生分生组织包括形成层和木拴形成层，由它们形成的次生结构是次生木质部、次生韧质部和周皮。在形成次生结构过程中，茎进行加粗生长。在双子叶植物中，木本种类和一部分草本种类具有次生结构，而单子叶植物的绝大多数，都汲有次生结构。

5．年轮的形成原因

年轮的形成与形成层的活动状况有关。由于一年中气候条件不同，形成层由活动有盛有衰，这就使其所形成的细胞有大有小，细胞壁有薄有厚。因此，不同季节所形成的次生木质部的形态出现差异，因而出现年轮。必须至于，并非所有的植物都有年轮，有年轮的植物也并不都是一年产生一个年轮，少数种类一年生几个年轮。

6．周皮和树皮

周皮和树皮是两个不同的概念，它们有各自的组成成分。周皮通常由木栓、木栓形成层和拴内层组成；树皮通常指伐木时从树干上剥下来的皮，它包含韧皮层、皮层、周皮以及周皮外方破毁的一些组织。周皮是解剖学的一个概念，而树皮在解剖学上很少用到。

第六章 叶

1．叶的形态

叶的组成部分一般由叶片、叶柄和托叶三部分组成。

叶的发育过程：开始于茎尖分生区的叶原基。叶原基在发育过程中，其细胞逐渐由原分生组织过渡到初生分生组织。在叶原基形成幼叶的过程中，先是顶端生长，然后是边缘生长，从而形成叶片、叶柄和托叶几个区域。

叶片的大小和形状 叶的形状是指叶片形状、叶缘、叶基、叶尖、叶脉、单叶、复叶和叶序等内容，不同种类的植物，常有很大的不同。

2．叶的结构

被子植物叶的一般结构

叶的结构主要是叶片的结构，被子植物的叶片由表皮；叶肉和叶脉三部分组成。表皮分为上表皮和下表皮，一般由一层细胞组成。在表皮上分布有气孔，气孔—般由两个肾形的保卫细胞组成。叶肉是叶片最发达、最重要的组织，由含有许多叶绿体的薄壁细胞组成，在有

背腹之分的两面叶中、叶肉组织分为栅拦组织和海绵组织。叶脉由维管束和机械组织组成。 禾本科植物叶的结构

与一般被子植物基本相同。但表皮有长方形和方形两种细胞，气孔的保卫细胞为哑铃形，在保卫细胞外侧还有副卫细胞。在叶肉方面，没有明显栅栏组织和海绵组织之分，为等面叶。 松柏类植物叶的结构 由表皮、叶肉和维管束组成。在叶肉中还有树脂道。

3．叶的生态类型

旱生植物、水生植物、阳地植物、阴地植物的叶在结构上各有特点，形成了不同的叶的生态类型。

4．叶的生活期和落叶

植物在将落叶时，在叶柄基部形成离层。形成离层的外因是日照的改变，内因是形成了一种促进脱落的化合物——脱落酸。

5．叶的生理功能 光合作用和蒸腾作用。

第七章 营养器官间相互关系和变态

营养器官的变态

根的变态 有肥大的直根、块根、气生根等。

茎的变态 变态的地下茎有块茎、鳞茎、球茎、根状茎等，变态的地上茎主要有茎卷须和技刺。

叶的变态 有苞片、叶卷须、鳞片、叶刺、叶状柄、捕虫叶等。

第八章 植物的繁殖和繁殖器官

1．种子植物的营养器官

种子植物的营养器官根、茎和叶能产生不定芽和不定根，形成新植株，地下茎和某些植物的葡甸技的芽也能形成新植株，这些由于植株本身就能产生新的植株，叫自然的营养繁殖，营养繁殖在生产实践中的应用是多方面的，如插枝、压条和嫁接等。

2．花

花的组成部分及其形态结构

花由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群组成。花柄是每一朵花着生的小枝，花托是花柄顶端花萼，花冠、雄蕊和雌蕊着生的部位。花萼由若干萼片组成，花冠由若干花瓣组成。二者合称花被。雄蕊群是一朵花中全部雄蕊的总称，每一雄蕊由花丝和花药两部分组成。雌蕊群是一朵花中雌蕊的总称，每一雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成。子房是雌蕊的主要部分，由子房壁、胎座和胚珠组成。胚珠是种子的前身，由珠心和珠被组成，珠心的中央部分为胚囊。

花各部分的演化

花的各部分在演化过程中，数目从多而无定数到少而有定数，从螺旋式排列到轮状排列，从分离到联合，从辐射对称到两侧对称，花托也从圆锥式-圆顶式--平顶式-凹顶式。

禾本科植物的花 禾本科花序上着生许多小穗，每一小穗由两个颖片和若干朵花组成，每朵花由外稃、内稃、浆片、雄蕊和雌蕊组成。

花公式和花图解 用符号及数字表示花的各部分排列、组成和位置，叫花公式(花程式)。

用图解表示一朵花各部分的横切面，说明花的排列、组成和位置，叫花图解(花图式)。 花序 花按一定顺序排列在花技上，叫花序。花序分为无限花序和有限花序两大类，每类中又包含着各种花序。

3．花药的发育和花粉粒的形成

花药的发育 在幼小花药四角的表皮下，出现了孢原细胞，由它分裂形成两层细胞，里面的一层叫做造孢细胞，造孢细胞经过分裂形成花粉母细胞，外面一层细胞叫做周缘细胞，周缘细胞经过分裂，形成药室壁的纤维层、中间层和绒毡层。

减数分裂 在高等植物中，减数分裂发生在大小孢子形成的时候。减数分裂的过程，是由两次分裂组成的，形成4个细胞。分裂的结果是每个子细胞核内的染色体数目为母细胞染色体数目的一半。

花粉粒的形成 花粉因细胞经过减数分裂形成4个单核花粉(小孢子)，后者再经过一次或两次分裂形成成熟花粉(幼雄配子体)。成熟花粉中有2或3个细胞。

4．胚珠的发育和胚囊的形成