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绪论1

第一节　植物在自然界和人类生活中的作用1

目录1

一、林奈的两界系统2

第二节　植物在生物分界中的地位2

三、魏泰克的四界、五界系统3

二、海克尔的三界系统3

四、六界和八界系统4

五、三域系统6

六、中国学者对生物分界的意见7

第三节　植物科学的研究对象和基本任务8

第四节　植物科学在自然科学和国民经济发展中的意义9

二、实验植物学时期10

一、描述植物学时期10

第五节　植物科学的发展简史和当代植物科学的发展趋势10

三、现代植物学时期12

四、中国植物科学发展的简要回顾13

第六节　学习植物生物学的要求和方法14

思考与探索15

一、植物细胞的形状与大小17

第一节　植物细胞的形态与结构17

第一章　植物细胞与组织17

二、植物细胞的基本结构18

（一）质膜20

三、原生质体20

（二）细胞质22

（三）细胞核30

（一）细胞壁的化学成分32

四、细胞壁32

（三）细胞壁的功能34

（二）细胞壁的层次34

（四）初生纹孔场、胞间连丝与纹孔35

（五）细胞壁的形成与发育36

（四）晶体37

（三）脂肪与油37

五、后含物37

（一）淀粉37

（二）蛋白质37

（二）ATP38

（一）自由能38

第二节　细胞的新陈代谢38

一、生命活动中的能量38

三、细胞呼吸39

二、酶39

（一）植物细胞和水分的关系41

四、细胞与外界环境的物质交换41

（二）离子和分子的跨膜转运44

（一）分裂间期48

一、细胞周期48

第三节　植物细胞的增殖48

二、有丝分裂50

（四）周期性细胞、终端分化细胞与G0期细胞50

（二）分裂期50

（三）细胞周期的时间50

（一）有丝分裂的过程51

（二）染色体与纺锤体53

四、减数分裂54

三、无丝分裂54

（一）减数分裂的过程55

窗口 植物细胞的全能性56

（二）发生减数分裂的时间与产物56

一、植物细胞的生长57

第四节　植物细胞的生长、发育、分化与信号转导57

四、细胞信号系统和信号转导58

三、植物细胞的分化58

二、植物细胞的发育58

（一）分生组织60

二、植物组织的类型60

第五节　植物组织60

一、组织与器官的概念60

（二）成熟组织61

（三）复合组织67

思考与探索68

（一）种子的形态和构造71

一、种子的构造和类型71

第二章　植物体的形态结构和发育71

第一节　种子的萌发和营养器官的发生71

（二）种子的类型73

二、种子的萌发和幼苗的形成75

窗口 人工种子75

（二）幼苗的形成和类型76

（一）种子的寿命和休眠76

第二节　根77

一、根和根系78

（一）根尖及其分区79

二、根的初生生长和初生结构79

（二）根的初生结构81

（三）侧根的发生85

（一）维管形成层的产生与活动86

三、根的次生生长与次生结构86

（三）根的次生结构87

（二）木栓形成层的产生与活动87

（一）根瘤88

四、根瘤与菌根88

五、根的功能89

（二）菌根89

（二）气生根90

（一）贮藏根90

六、根的变态90

（一）茎的外形91

一、茎的基本形态91

第三节 茎91

（二）芽的类型及构造92

（三）茎的生长习性和分枝93

（一）茎的顶端分生组织94

二、茎尖及其发育94

三、茎的解剖结构95

（二）叶原基和芽原基95

（一）双子叶植物茎的结构96

窗口 植物木质部管状分子分化中的细胞程序性死亡99

窗口　植物剥皮再生110

（二）裸子植物茎的结构特点111

（三）单子叶植物茎的特点112

（一）地上茎的变态113

五、茎的变态113

四、茎的生理功能113

（二）地下茎的变态114

（二）叶的形态115

（一）叶的组成115

第四节　叶115

一、叶的形态115

（一）被子植物叶的一般结构120

二、叶的解剖结构120

（三）禾本科植物的叶123

（二）裸子植物的叶123

三、叶的发育125

四、叶对不同生境的适应126

五、落叶与离层127

（二）叶刺128

（一）苞片和总苞片128

六、叶的变态128

（六）捕虫叶129

（五）鳞叶129

（三）叶卷须129

（四）叶状柄129

第五节　营养器官内部结构上的关系130

思考与探索131

（一）根系对水分的吸收133

一、植物根系对水分的吸收133

第三章　植物的无机营养133

第一节　植物的水分代谢133

（二）水分在根系中的运输134

二、植物的蒸腾作用136

（三）影响根系吸水的外界条件136

（二）气孔蒸腾和气孔运动137

（一）蒸腾作用的意义和指标137

（三）影响蒸腾作用的内外因子140

窗口 气孔运动的调节机理140

（二）水分沿导管上升的动力141

（一）水分运输的途径141

三、植物体内水分的运输141

第二节　植物的矿质营养142

（一）植物必需的矿质元素143

一、植物必需的矿质元素及其作用143

（二）必需元素的生理作用及其缺素症145

窗口 作物营养元素缺乏症检索表150

（二）根部吸收矿质元素的过程151

（一）根吸收矿质元素的部位151

二、植物体对矿质元素的吸收151

（二）离子的选择吸收154

（一）对矿质元素和水分的相对吸收154

三、植物吸收矿质元素的特点154

四、矿质元素在植物体内的同化155

（三）单盐毒害和离子颉颃155

（一）硝酸盐的还原156

（三）氨的同化157

（二）亚硝酸盐的还原157

（一）运输的途径和速度158

五、矿质元素在植物体内的运输158

（二）矿质元素在植物体内的分布159

（二）土壤溶液浓度160

（一）温度和通气状况160

六、影响根系吸收矿质元素的外界条件160

（三）土壤pH161

思考与探索162

第一节　引论163

第四章　光合作用163

一、光合作用研究简史164

二、光合作用概述166

一、叶绿素对光的吸收167

第二节　光反应167

二、光系统170

（一）光合作用的光化学172

三、光合电子传递系统172

（二）光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的协作173

（三）光合磷酸化作用174

一、光合碳还原循环175

第三节　碳反应175

二、C4植物和光呼吸176

第四节　环境因素对光合作用的影响178

窗口 光合作用光能转化研究的意义179

思考与探索180

一、植物的营养繁殖182

第一节　繁殖的类型182

第五章　植物的繁殖182

（一）同配生殖183

三、植物的有性生殖183

二、植物的无性生殖183

四、植物的生活史与世代交替184

（三）卵式生殖184

（二）异配生殖184

第二节　花185

（二）花萼和花冠186

（一）花柄和花托186

一、花的组成与基本结构186

（四）雌蕊群187

（三）雄蕊群187

（四）子房位置的变化190

（三）对称性的变化190

二、花各部分结构的多样性及其演化190

（一）花部数目的变化190

（二）排列方式的变化190

（一）无限花序191

三、花序191

（二）有限花序192

窗口 花器官发育的ABC模型193

（一）花药的发育195

一、花药的发育和雄配子体的形成195

第三节　花药与胚珠的发育及配子体的形成195

（三）花粉（雄配子体）的发育197

（二）小孢子的产生197

（四）成熟花粉的结构与功能198

（一）胚珠202

二、胚珠的发育与雌配子体的形成202

（二）胚囊（雌配子体）的结构与发育203

（一）传粉的方式207

一、传粉207

第四节　传粉与受精207

窗口 传粉生物学研究进展208

（二）传粉的媒介208

（二）花粉管在雌蕊组织中的生长210

（一）花粉粒在柱头上的萌发210

二、受精作用210

窗口 自交不亲和性211

（三）花粉管到达胚珠进入胚囊213

（四）双受精214

窗口 精卵识别215

（一）减数胚囊的无融合生殖217

三、无融合生殖与多胚现象217

一、胚的发育218

第五节　种子的形成218

（二）未减数胚囊的无融合生殖218

（三）不定胚218

（二）原胚阶段219

（一）合子219

（一）核型胚乳220

二、胚乳220

（三）胚的分化与成熟阶段220

（三）沼生目型胚乳222

（二）细胞型胚乳222

一、果实的形成与结构223

第六节　果实223

三、种皮的形成223

（三）根据果实成熟时果皮的性质分类224

（二）根据心皮与花部的关系分类224

二、果实的类型224

（一）根据果实的来源分类224

（二）适应人及动物的传播228

（一）以果实自身的机械力量散布种子228

三、果实和种子对传播的适应228

第七节　被子植物的生活史229

（四）适应水力的传播229

（三）适应风力的传播229

思考与探索230

第一节 植物激素对生长发育的调控231

第六章　植物的生长发育及其调控231

一、生长素类232

（一）生长素的生理作用233

（二）生长素的极性运输234

（三）生长素的作用机理235

（一）赤霉素238

二、赤霉素和细胞分裂素238

（二）细胞分裂素239

（一）脱落酸241

三、脱落酸和乙烯241

（二）乙烯242

四、激素间的相互作用243

窗口 生长抑制物质在农业上的应用244

（一）种子的休眠245

一、种子萌发245

第二节　植物的营养生长及其调控245

（二）种子萌发的条件和生理变化246

二、植物的生长和运动247

（一）周期性248

（二）相关性249

（三）植物的运动252

窗口 植物的向重力性253

一、光255

第三节 光和温度对植物生长的影响255

（一）光对生长的抑制作用256

（二）光促进组织的分化256

二、温度257

一、低温和花的诱导258

第四节　植物的生殖生长及其调控258

（一）光周期反应的类型260

二、光周期和花的诱导260

（二）光周期诱导261

（四）红光、远红光的可逆现象263

（三）光暗交替的重要性263

（一）光敏色素264

三、光受体264

（三）蓝光受体266

（二）光敏色素的作用266

一、种子的成熟及调控267

第五节　植物的成熟、衰老及其调控267

二、果实的成熟及调控268

第六节　植物生长发育中基因的表达与调控270

三、植物的衰老及调控270

窗口 模式植物拟南芥272

思考与探索273

第一节 生物多样性的含义和重要性274

第七章 生物多样性和植物的分类及命名274

（一）人为的分类277

一、植物分类的方法277

第二节　植物的分类277

（二）自然的分类278

二、植物分类的基本单位和阶层系统279

第三节　植物命名法280

第四节　植物界的基本类群281

思考与探索282

第一节　原核生物与原核藻类283

第八章 原核藻类（Prokaryotic Algae）283

（二）细胞结构284

（一）藻体形态284

第二节　蓝藻门（Cyanophyta）284

一、主要特征284

（五）生境和分布286

（四）繁殖方式286

（三）异形胞286

（二）经济价值和代表种类287

（一）分类概况287

二、分类及经济价值287

窗口 蓝藻是植物分子生物学研究的重要模式290

第三节 原绿生物（Prochlorophytes）291

窗口 原核藻类的分子遗传学和基因工程研究293

思考与探索294

一、藻体的形态结构295

第一节　真核藻类概述295

第九章 真核藻类（Eukaryotic Algae）295

窗口 真核藻类光合器的亚显微结构296

二、细胞结构296

三、生殖结构297

四、鞭毛和眼点298

（一）营养繁殖299

五、繁殖299

（三）孢子减数分裂300

（二）配子减数分裂300

（二）无性生殖300

（三）有性生殖300

六、真核藻类的生活史300

（一）合子减数分裂300

七、生境与分布301

第二节 真核藻类的主要门类及其分门的依据302

一、主要特征304

第三节 绿藻门（Chlorophyta）和轮藻门（Charophyta）304

（一）绿藻门的代表种类305

二、代表种类305

窗口 衣藻与叶绿体基因工程研究307

（二）轮藻门的代表种类310

一、主要特征312

第四节　硅藻门（Bacillariophyta）312

二、常见代表种类314

一、主要特征315

第五节　褐藻门（Phaeophyta）315

二、常见重要代表种类316

一、主要特征318

第六节　红藻门（Rhodophyta）318

（一）紫菜属（Porphyra）319

二、常见重要代表种类319

窗口 紫菜生活史和个体发育中光合特性及两种藻胆体的研究321

（二）江蓠［Gracilaria verrucosa（Huds．）Paperfuss］322

二、赤潮与水华324

一、真核藻类是水生生态系统中的初级生产者324

第七节 真核藻类在水生生态系统中的地位及其经济价值324

三、水质监测和水质净化326

（三）工业原料327

（二）药用327

四、真核藻类的经济价值327

（一）食用327

二、大型海藻328

一、微藻328

窗口 微藻和大型海藻的开发及应用328

思考与探索329

（一）配子体331

一、植物体的形态结构331

第十章 苔藓植物（Bryophyte）331

第一节　苔藓植物的主要特征331

窗口 苔藓植物配子体和孢子体光合作用的比较研究333

（二）孢子体333

二、有性生殖器官和生殖过程334

四、分布与生境335

三、生活史335

一、分类概况336

第二节　分类概况和代表植物336

（一）葫芦藓（Funaria hygrome-trica Hedw．）337

二、主要代表植物337

（二）地钱（Marchantia polymor-pha L．）338

（三）角苔属（Anthoceros）342

窗口 苔藓植物在大气污染监测中的应用343

第三节　苔藓植物的经济价值343

思考与探索345

（一）形态和营养器官346

一、孢子体346

第十一章 蕨类植物（Pteridophyte）346

第一节　蕨类植物的主要特征346

（二）维管组织347

（三）中柱348

（四）孢子囊和孢子349

（一）配子体的形态和营养方式350

二、配子体350

四、生境和分布351

三、生活史351

（二）有性生殖器官和受精351

一、蕨类植物的分类系统352

第二节 蕨类植物的分类系统和主要代表植物352

（一）石松属（Lycopodium）353

二、蕨类植物的主要代表植物353

（二）卷柏属（Selaginella）354

（三）问荆（Equisetum arvense L．）356

（四）蕨［Pteridium aquilinum（L．）Kuhn var．latiusculum（Desv．）Underw．］357

一、药用360

第三节 蕨类植物的经济价值360

五、观赏价值361

（二）农业上的用途361

二、食用361

三、指示植物361

（一）土壤指示蕨类361

（二）气候指示蕨类361

（三）矿物指示蕨类361

四、工农业上的用途361

（一）工业上的用途361

窗口 顶枝学说和陆生植物叶的起源362

六、科学研究上的价值362

思考与探索364

二、具有裸露的胚珠365

一、孢子体发达365

第十二章　裸子植物（Gymnosperm）365

第一节　裸子植物的主要特征365

五、形成花粉管，受精作用不再受水的限制366

四、配子体退化，寄生在孢子体上366

三、孢子叶聚生成球花366

一、孢子体和球花367

第二节　裸子植物的生活史367

六、具有多胚现象367

二、雄配子体368

三、雌配子体369

五、胚胎发育和成熟370

四、传粉和受精370

（二）胚胎选择阶段371

（一）原胚阶段371

（四）种子的形成372

（三）胚的组织分化和成熟372

窗口 裸子植物的双受精373

第三节　裸子植物的分类和常见科属代表375

苏铁科（Cycadaceae）376

一、苏铁纲（Cycadopsida）376

银杏科（Ginkgoaceae）377

二、银杏纲（Ginkgopsida）377

三、松杉纲（Coniferopsida）378

（二）杉科（Taxodiaceae）379

（一）松科（Pinaceae）379

（三）柏科（Cupressaceae）381

（四）松杉纲其他代表种类383

（一）麻黄科（Ephedraceae）384

四、买麻藤纲（倪藤纲）（Gnetop-sida）［盖子植物纲（Chlamy-dospermopsida）］384

（二）买麻藤科（Gnetaceae）385

一、林业生产中的作用386

第四节　裸子植物的经济价值386

思考与探索387

四、观赏和庭院绿化387

二、工业上的应用387

三、食用和药用387

二、具有雌蕊，形成果实388

一、具有真正的花388

第十三章　被子植物（Angiosperm）388

第一节　被子植物的主要特征388

第二节　被子植物的分类原则和演化趋向389

五、配子体进一步退化389

三、具有双受精现象389

四、孢子体进一步的发达和分化389

二、细胞学资料391

一、形态学资料391

第三节　被子植物分类的依据391

四、分子生物学资料392

三、化学资料392

一、花程式393

第四节　花程式、花图式和检索表393

五、超微结构和微形态学方面的资料393

二、花图式394

（二）平行检索表395

（一）定距检索表395

三、检索表395

第五节　被子植物的分类396

（一）木兰科（Magnoliaceae）397

一、双子叶植物纲（Dicotyle-doneae）397

（二）毛茛科（Ranunculaceae）398

（三）桑科（Moraceae）400

（五）石竹科（Caryophylla-ceae）401

（四）壳斗科（Fagaceae）401

（六）锦葵科（Malvaceae）403

（七）葫芦科（Cucurbitaceae）404

（八）杨柳科（Salicaceae）406

（九）十字花科（Cruciferae，Brassicaceae）407

（十）蔷薇科（Rosaceae）408

（十一）蝶形花科（Fabaceae，Papilionaceae）409

（十二）大戟科（Euphor-biaceae）411

（十四）芸香科（Rutaceae）412

（十三）葡萄科（Vitaceae，Ampelidaceae）412

（十五）伞形科（Umbelliferae，Apiaceae）414

（十六）茄科（Solanaceae）415

（十八）桔梗科（Campanula-ceae）416

（十七）唇形科（Lamiaceae，Labiatae）416

（十九）菊科（Asteraceae，Compositae）417

（一）泽泻科（Alismataceae）419

二、单子叶植物纲（Monocoty-ledoneae）419

（二）棕榈科（Areacaceae，Palmae）421

（三）禾本科（Gramineae，Poaceae）422

（四）姜科（Zingiberaceae）424

（五）百合科（Liliaceae）425

（六）兰科（Orchidaceae）426

一、恩格勒系统428

第六节 被子植物的分类系统概要428

三、塔赫他间系统429

二、哈钦松系统429

四、克朗奎斯特系统430

窗口 分支系统学简介431

思考与探索432

一、化石证据433

第一节　植物进化的证据433

第十四章 植物的进化和系统发育433

四、生理生化的证据434

三、个体发育中重演现象的证据434

二、比较解剖学的证据434

一、上升式进化435

第二节　植物进化的方式435

五、分子生物学的证据435

四、趋异进化436

三、趋同进化436

二、下降式进化436

六、特化或专化437

五、平行进化437

一、达尔文的自然选择学说438

第三节　生物进化的基本理论438

七、渐变式进化与跳跃式进化438

四、单元起源和多元起源439

三、隔离在植物物种形成和植物进化中的重要作用439

二、综合进化论和分子进化的中性学说439

（一）植物的个体发育440

五、植物的个体发育和系统发育440

（一）单元论440

（二）多元论440

二、植物界的起源和进化简史441

一、地质年代与植物进化简史441

（二）植物的系统发育441

第四节　植物界的起源和进化441

（一）原核藻类的产生443

（二）真核藻类的产生和发展444

（三）裸蕨植物的产生和蕨类植物的起源和发展445

（四）苔藓植物的产生和发展447

（五）原裸子植物和裸子植物的起源及发展449

（六）被子植物的起源和发展451

窗口 植物分子系统发育研究455

思考与探索456

第一节　黏菌、真菌和地衣的主要区别457

第十五章　黏菌、真菌和地衣457

（一）营养体459

一、真菌门的主要特征459

第二节　真菌门（Eumycota）459

（三）细胞结构460

（二）营养方式460

（四）繁殖461

（一）鞭毛菌亚门（Mastigomy-cotina）463

二、真菌的主要分类群463

（五）分布463

（二）接合菌亚门（Zygomyco-tina）464

（三）子囊菌亚门（Ascomyco-tina）465

（四）担子菌亚门（Basidiomy-cotina）470

（五）半知菌亚门（Deuteromy-cotina）475

三、黏菌和真菌的起源476

（一）地衣体的组成和营养关系477

一、地衣的主要特征477

四、真菌的经济意义以及与人类的关系477

（一）食用真菌477

（二）药用真菌477

（三）工业上的用途477

第三节　地衣门（Lichenes）477

（三）地衣体的结构478

（二）地衣的形态478

（四）地衣的繁殖479

三、地衣的经济价值和在自然界中的作用480

二、地衣的分类480

（五）地衣的分布480

窗口　地衣、真菌和菌物的研究进展481

思考与探索482

第一节　关于环境的概念484

第十六章　植物与环境484

（一）大气圈485

一、生物圈的环境485

二、人工环境486

（三）岩石圈和土壤圈486

（二）水圈486

（五）人为因子487

（四）地形因子487

三、生态因子的分类487

（一）气候因子487

（二）土壤因子487

（三）生物因子487

（三）耐阴植物488

（二）阴地植物488

第二节　植物对光因子的生态适应488

一、植物对不同光照强度的生态适应类型488

（一）阳地植物488

（四）日中性植物489

（三）中日照植物489

二、植物对不同日照长度的生态适应类型489

（一）长日照植物489

（二）短日照植物489

第三节　植物对温度因子的生态适应490

（一）沉水植物491

一、水生植物类型491

第四节　植物对水因子的生态适应491

（三）旱生植物492

（二）中生植物492

（二）浮水植物492

（三）挺水植物492

二、陆生植物类型492

（一）湿生植物492

二、土壤的化学性质与植物的关系493

一、土壤质地类型493

第五节　植物对土壤因子的生态适应493

一、种群的年龄结构494

第六节　植物种群与环境494

三、种群的数量变化规律495

（三）团块分布或聚群分布495

（一）增长型种群495

（二）稳定型种群495

（三）衰退型种群495

二、种群的分布格局495

（一）随机分布495

（二）均匀分布或规则分布495

四、种群的遗传与进化496

（一）垂直结构497

一、植物群落的结构497

第七节　植物群落与环境497

二、植物群落的演替498

（三）时间结构——周期性和群落季相498

（二）水平结构498

（一）水生演替系列499

（二）旱生演替系列500

（一）热带雨林的特点501

一、热带雨林501

第八节　世界和中国植被的重要类型501

（二）世界热带雨林的分布502

二、亚热带常绿阔叶林503

（三）我国的热带雨林503

三、夏绿阔叶林504

五、草原505

四、针叶林505

六、荒漠507

（二）冻原的类型508

（一）冻原植被的特点508

七、冻原508

（一）生物部分509

二、生态系统的结构509

第九节　生态系统509

一、什么是生态系统509

三、生态系统的能量流动510

（二）非生物部分510

四、生态系统的物质循环512

（一）水循环512

（二）碳循环512

（三）氮循环514

第十节　生态系统的生物生产515

一、初级生产515

二、次级生产516

第十一节　植被在生态系统中的作用517

思考与探索518

第十七章　植物资源的利用与保护519

第一节　保护植物资源的意义519

第二节　我国植物资源利用与保护现状520

一、我国植物资源的现状520

三、我国对植物资源的保护521

二、我国40多年来对植物资源开发利用的成果521

四、植物外来种对我国植物资源的影响522

（一）正确处理开发利用与保护的关系523

一、合理开发利用的一般规则523

（二）经济效益、生态效益和社会效益相统一523

第三节　植物资源的合理开发和利用523

（一）建立资源数据库524

二、植物资源开发利用的思路524

（二）深度加工和综合利用524

（三）永续利用524

（五）重视资源植物基地建设525

（四）不断从野生植物中研究和寻找新的有用的种类525

窗口 生物技术是获取植物次生代谢产物的新途径525

（三）因地制宜，充分发挥当地的优势525

思考与探索526

主要参考文献527

国内外植物科学主要期刊简介532

植物学相关网址540

中英文名词索引542