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绪论1

第一节植物在生物分界中的地位1

一、林奈的两界系统1

二、海克尔的三界系统2

三、魏泰克的四界、五界系统3

四、六界和八界系统4

五、三原界系统4

六、中国学者对生物分界的意见5

第二节 植物在自然界和人类生活中的作用6

第三节 植物科学的研究对象和基本任务7

第四节 植物科学在自然科学和国民经济发展中的意义8

第五节植物科学的发展简史和当代植物科学的发展趋势9

一、描述植物学时期9

二、实验植物学时期9

三、现代植物学时期11

四、中国植物科学发展的简要回顾12

第六节 学习植物生物学的要求和方法13

第一章植物细胞与组织16

第一节细胞的化学组成16

一、水和无机盐16

（一）水16

（二）无机盐17

二、有机化合物17

（一）糖类17

（二）脂类19

（三）蛋白质21

（四）核苷酸和核酸22

（五）维生素24

第二节植物细胞的基本结构24

一、植物细胞的形状与大小24

二、植物细胞的基本结构26

三、原生质体28

（一）质膜28

（二）细胞质29

窗口细胞骨架36

（三）细胞核38

四、细胞壁40

（一）细胞壁的化学成分40

（二）细胞壁的层次41

（三）胞间连丝与纹孔42

（四）细胞壁的形成与发育44

五、后含物44

（一）淀粉44

（二）蛋白质45

（三）脂肪与油45

（四）晶体45

第三节细胞的新陈代谢45

一、生命和能量45

（一）自由能45

（二）ATP46

二、酶46

三、细胞的呼吸47

四、细胞与外界环境的物质交换49

（一）植物细胞对水分的吸收49

（二）植物细胞对矿质元素的吸收53

第四节植物细胞的增殖57

一、细胞周期57

（一）分裂间期57

（二）分裂期59

（三）细胞周期的时间59

（四）周期细胞、终端分化细胞与G0期细胞59

二、有丝分裂59

（一）有丝分裂的过程59

（二）染色体与纺锤体62

三、无丝分裂63

四、减数分裂63

（一）减数分裂的过程63

（二）减数分裂发生的时间与产物65

窗口植物细胞的全能性65

五、植物细胞的生长发育与分化66

第五节植物组织67

一、组织与器官的概念67

二、植物组织的类型67

（一）分生组织67

（二）成熟组织69

窗口植物细胞编程性死亡研究进展76

本章内容提要77

第二章植物体的形态结构和发育77

第一节种子的萌发和营养器官的发生80

一、种子的构造和类型80

（一）种子的形态和构造80

（二）种子的类型82

窗口人工种子84

二、种子的萌发和幼苗的形成85

（一）种子的寿命和休眠85

（二）幼苗的形成和类型86

第二节根87

一、根和根系87

二、根的初生生长和初生结构88

（一）根尖及其分区88

（二）根的初生结构90

（三）侧根的发生94

三、根的次生生长与次生结构95

（一）维管形成层的产生与活动95

（二）木栓形成层的产生与活动97

（三）根的次生结构97

四、根瘤与菌根98

（一）根瘤98

（二）菌根98

五、根的功能99

六、根的变态99

（一）贮藏根99

（二）气生根100

第三节茎101

一、茎的基本形态101

（一）茎的外形101

（二）芽的类型及构造102

（三）茎的生长习性和分枝103

二、茎尖及其发育104

（一）茎的顶端分生组织104

（二）叶原基和芽原基105

三、茎的解剖结构105

（一）双子叶植物茎的结构106

窗口植物木质部管状分子分化中的细胞程序性死亡109

窗口植物剥皮再生119

（二）裸子植物茎的结构特点120

（三）单子叶植物茎的特点121

四、茎的生理功能123

五、茎的变态123

（一）地上茎的变态123

（二）地下茎的变态124

第四节叶124

一、叶的形态124

（一）叶的组成124

（二）叶的形态125

二、叶的解剖结构130

（一）被子植物叶的一般结构130

（二）裸子植物的叶132

（三）禾本科植物的叶133

三、叶的发育135

四、叶对不同生境的适应136

五、落叶与离层137

六、叶的变态138

第五节营养器官内部结构上的关系140

本章内容提要141

第三章植物的无机营养143

第一节植物的水分代谢143

一、植物根系对水分的吸收144

（一）根系对水分的吸收144

（二）影响根系吸水的外界条件147

二、植物的蒸腾作用148

（一）蒸腾作用的意义和指标148

（二）气孔蒸腾和气孔运动148

窗口气孔的运动151

（三）影响蒸腾作用的内外因子152

三、植物体内水分的运输152

（一）水分运输的途径152

（二）水分沿导管上升的动力152

四、合理灌溉的生理学基础153

（一）作物的需水规律154

（二）合理灌溉的指标154

第二节植物的矿质营养154

一、植物必需的矿质元素及其作用155

（一）植物体内的元素155

（二）植物必需的矿质元素156

（三）必需元素的生理作用及其缺素症158

窗口作物营养元素缺乏症检索表164

二、植物体对矿质元素的吸收164

（一）根吸收矿质元素的部位164

（二）根部吸收矿质元素的过程165

三、植物吸收矿质元素的特点167

（一）对矿质元素和水分的相对吸收167

（二）离子的选择吸收167

（三）单盐毒害和离子拮抗168

四、矿质元素在植物体内的同化169

（一）硝酸盐的还原169

（二）亚硝酸盐的还原170

（三）氨的同化171

五、矿质元素在植物体内的运输172

（一）运输的途径和速度172

（二）矿质元素在植物体内的分布173

六、合理施肥的生理基础173

（一）影响根系吸收矿质元素的因素173

（二）作物的需肥规律176

（三）合理施肥的指标176

本章内容提要177

第四章光合作用180

第一节光合器与光合色素180

一、光合色素的种类180

（一）叶绿素180

（二）类胡罗卜素182

（三）藻胆素182

二、光合色素的光学特性183

（一）吸收光谱183

（二）作用光谱184

（三）荧火现象和磷光现象185

第二节光合作用的机理和光合作用过程186

一、原初反应186

（一）光能的吸收和传递187

（二）反应中心和光合单位187

（三）光化学反应188

二、光合电子传递189

（一）光系统189

（二）光系统Ⅱ的运转和水的光解191

（三）电子从PSⅡ向PSⅠ的流动193

（四）PSⅠ的运转和NADP+的还原193

三、光合磷酸化195

（一）电子传递与光合磷酸化的偶联机理195

（二）ATP的形成196

四、二氧化碳同化198

（一）C3途径198

（二）C4途径200

（三）景天酸代谢201

第三节光呼吸202

一、光呼吸过程——乙醇酸代谢203

二、C4植物和C3植物的光呼吸205

三、光呼吸的调节与控制206

第四节影响光合作用的因素206

一、内部因子对光合作用的影响207

（一）叶龄207

（二）源与库间的关系207

二、外部因素对光合作用的影响207

（一）光207

（二）二氧化碳208

（三）温度209

（四）水分209

（五）矿质营养209

窗口光合作用研究展望——造出更好的植物210

本章内容提要211

第五章植物的繁殖213

第一节繁殖的类型213

一、植物的营养繁殖213

二、植物的无性生殖214

三、植物的有性生殖214

四、植物的生活史与世代交替215

第二节花216

一、花的组成与基本结构217

（一）花柄和花托217

（二）花被217

（三）雄蕊群218

（四）雌蕊群219

二、花各部分结构的多样性及其演化221

（一）花部数目的变化221

（二）排列方式的变化221

（三）对称性的变化221

（四）子房位置的变化222

三、花序223

（一）无限花序223

（二）有限花序225

窗口花器官发育研究进展226

第三节被子植物的生殖结构与发育228

一、雄性生殖器官的结构与功能228

（一）花药的发育228

（二）小孢子的产生231

（三）花粉（雄配子体）的发育231

（四）成熟花粉的结构与功能231

窗口雄性不育235

二、雌性生殖器官的结构与发育236

（一）胚珠236

（二）胚囊（雌配子体）的结构与发育237

第四节传粉与受精241

一、传粉241

（一）传粉的方式241

（二）传粉的媒介242

窗口传粉生物学研究进展243

二、受精作用244

（一）花粉粒在柱头上的萌发244

（二）花粉管在雌蕊组织中的生长244

（三）花粉管到达胚珠进入胚囊245

（四）双受精246

窗口受精的不亲和性247

三、无融合生殖与多胚现象249

第五节种子的形成249

一、胚的发育249

（一）合子250

（二）原胚阶段250

（三）胚的分化与成熟阶段250

二、胚乳251

（一）核型胚乳252

（二）细胞型胚乳252

（三）沼生目型胚乳252

三、种皮的形成253

窗口种子中贮藏蛋白的合成与利用254

第六节果实255

一、果实的形成与结构255

二、果实的类型256

（一）根据花与果实的结构分类256

（二）根据果实成熟时果皮的性质分类257

三、果实和种子对传播的适应260

（一）以果实自身的机械力量散布种子260

（二）适应人及动物的传播260

（三）适应风力的传播261

（四）适应水力的传播261

窗口植物生殖工程简介261

第七节被子植物的生活史263

本章内容提要264

第六章 植物的生长发育及其调控264

第一节植物激素对生长发育的调控265

一、生长素类266

（一）生长素的生理作用267

（二）生长素的作用机理268

（三）类生长素的农业应用271

二、赤霉素和细胞分裂素271

（一）赤霉素271

（二）细胞分裂素273

三、脱落酸和乙烯274

（一）脱落酸275

（二）乙烯275

四、激素间的相互作用277

窗口生长抑制物质的农业应用278

第二节植物的营养生长及其调控279

一、种子萌发279

（一）种子的休眠279

（二）种子萌发的条件和生理变化279

二、植物的生长和运动281

（一）周期性281

（二）相关性284

（三）植物的运动285

窗口植物的向重力性286

第三节光和温度对植物生长的影响288

一、光288

（一）光对生长的抑制作用289

（二）光促进组织的分化289

二、温度290

第四节植物的生殖生长及其调控291

一、低温和花的诱导291

二、光周期和花的诱导293

（一）光周期反应的类型293

（二）光周期诱导295

（三）光暗交替的重要性296

（四）红光、远红光的可逆现象297

三、光敏色素297

（一）光敏色素的理化性质和作用特点298

（二）光敏色素的作用299

第五节植物的成熟、衰老及调控299

一、种子的成熟及调控300

二、果实的成熟及调控301

三、植物的衰老及调控303

第六节 植物生长发育中的基因表达与调控303

第七节 植物生物工程简介304

本章内容提要306

第七章 生物多样性和植物的分类及命名306

第一节生物多样性的意义308

第二节植物的分类311

一、植物分类的方法311

（一）人为的分类311

（二）自然的分类312

二、植物分类的基本单位和阶层系统312

第三节植物命名法314

第四节 植物界的基本类群315

本章内容提要316

第八章 原核藻类（ProkaryoticAlgae）316

第一节原核生物与原核藻类317

第二节蓝藻门（Cyanophyta）318

一、主要特征318

（一）藻体形态318

（二）细胞结构318

（三）异形胞319

（四）繁殖方式320

（五）生境和分布320

二、蓝藻的经济价值和代表种类321

（一）食用321

（二）固氮蓝藻321

（三）蓝藻的放氢323

（四）蓝藻与“水华”323

窗口蓝藻基因工程324

第三节原绿藻门（Prochlorophyta）325

本章内容提要326

第九章 真核藻类（EukaryoticAlgae）326

第一节真核藻类概述327

一、主要特征327

（一）藻体的形态结构327

（二）细胞结构327

（三）生殖结构329

（四）鞭毛和眼点330

（五）繁殖331

（六）真核藻类的生活史331

（七）生境与分布332

窗口真核细胞的起源333

二、真核藻类的主要门类及其分门的依据333

第二节绿藻门（Ghlorophyta）336

一、主要特征336

二、代表种类336

（一）衣藻属（Chlamydomonas）336

窗口衣藻与叶绿体基因工程研究338

（二）石莼属（Ulva）339

（三）水绵属（Spirogyra）339

第三节硅藻门（Bacillariophyta）342

一、主要特征342

二、常见代表种类345

第四节褐藻门（Phaeophyta）345

一、主要特征345

二、常见重要代表种类346

第五节红藻门（Rhodophyts）348

一、主要特征348

二、常见重要代表种类349

（一）紫菜属（Porphyta）349

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351

（二）江蓠［Gracilariaverrucosa（Huds.）Paperfuss］352

第六节真核藻类在水生生态系统中的地位及其经济价值354

一、真核藻类是水生生态系统中的初级生产者354

二、赤潮与水华354

三、水质监测和水质净化356

四、真核藻类的经济价值357

（一）食用357

（二）药用357

（三）工业原料357

本章内容提要358

第十章 苔藓植物（Bryophyte）358

第一节苔藓植物的主要特征360

一、植物体的形态结构360

（一）配子体360

（二）孢子体362

窗口苔藓植物配子体和孢子体光合作用的比较研究362

（三）生殖器官363

（四）有性生殖和胚的形成363

（五）生活史364

（六）分布与生境364

二、分类概况364

第二节各纲的代表种类365

一、藓纲（Bryopsida，Musci）的代表种类365

葫芦藓（FunariahygrometricaHdew.）365

二、苔纲（Hepaticopsida，Hepaticae）的代表种类368

地钱（MarchantiapolymorphaL.）368

三、角苔纲（Anthocerotopsida，Anthocerotae）的代表种类371

第三节苔藓植物的经济价值372

本章内容提要372

第十一章蕨类植物（Pteridophyte）372

第一节蕨类植物的主要特征373

一、孢子体373

（一）形态和营养器官373

（二）维管组织374

（三）中柱375

（四）孢子囊和孢子376

二、配子体377

（一）配子体的形态和营养方式377

（二）有性生殖器官和受精条件377

三、生活史378

四、生境和分布378

第二节蕨类植物的分类系统和分类原则378

一、蕨类植物的分类系统378

二、现代蕨类植物的分类原则379

第三节蕨类植物的代表种类380

一、石松亚门的代表种类380

（一）石松属（Lycopodium）380

（二）卷柏属（Selaginella）381

二、楔叶亚门的代表种类382

问荆（EquisetumarvenseL.）382

三、真蕨亚门的代表植物384

（一）蕨［Pteridiumaquilinum（L.）Kuhnvar.Latius-culum（Desv.）Underw.］384

（二）真蕨亚门其他常见植物386

第四节蕨类植物的经济价值388

一、药用388

二、食用388

三、指示植物388

四、观赏389

窗口顶枝学说和陆生植物叶的起源389

本章内容提要391

第十二章裸子植物（Gymnosperm）391

第一节裸子植物的主要特征392

一、孢子体发达392

二、具胚珠，形成种子392

三、形成球花393

四、配子体进一步退化，寄生在孢子体上393

五、形成花粉管，受精作用不再受水的限制393

六、具多胚现象393

第二节裸子植物的生活史394

一、孢子体和孢子叶球394

二、雄配子体395

三、雌配子体396

四、传粉和受精396

五、胚胎发育和成熟397

（一）原胚阶段397

（二）胚胎选择阶段398

（三）胚的组织分化和器官形成399

（四）胚的成熟和种子的形成399

第三节裸子植物的分类和常见科属代表400

一、苏铁纲（Cycadopsida）401

苏铁科（Cycadaceae）401

二、银杏纲（Ginkgopsida）402

银杏科（Ginkgoaceae）402

三、松杉纲（Coniferopsida）402

（一）松科（Pinaceae）403

（二）杉科（Taxodiaceae）405

（三）柏科（Cupressaceae）406

（四）其他代表种类407

四、买麻藤纲（倪藤纲）（Gnetop-sida）408

［盖子植物纲（Chlamydos permopsida）］408

（一）麻黄科（Ephedraceae）409

（二）买麻藤科（Gnetaceae）410

第四节裸子植物的经济价值411

一、林业生产中的作用411

二、工业上的应用411

三、食用和药用411

四、观赏和庭院绿化411

本章内容提要412

第十三章被子植物（Angiosperm）412

第一节被子植物的主要特征413

一、具有真正的花413

二、具雌蕊，形成果实413

三、具双受精现象414

四、孢子体进一步的发达和分化414

五、配子体进一步退化414

第二节 被子植物的分类原则和演化趋向414

第三节被子植物分类的依据416

一、形态学资料416

二、细胞学资料416

三、化学资料416

四、分子生物学的资料417

五、超微结构和微形态学方面的资料417

第四节花程式、花图式和检索表418

一、花程式418

二、花图式419

三、检索表419

（一）定距检索表419

（二）平行检索表420

第五节被子植物的分类421

一、双子叶植物纲（Dicotyledo-neae）422

（一）木兰科（Magnoliaceae）422

（二）毛茛科（Ranunculaceae）423

（三）桑科（Moraceae）424

（四）壳斗科（Fagaceae）426

（五）石竹科（Caryophyllaceae）426

（六）锦葵科（Malvaceae）427

（七）葫芦科（Cucurbitaceae）428

（八）杨柳科（Salicaceae）430

（九）十字花科（Cruciferae，Bra-ssicaceae）431

（十）蔷薇科（Rosaceae）432

（十一）蝶形花科（Fabaceae，Papilionaceae）434

（十二）大戟科（Euphorbiaceae）435

（十三）葡萄科（Vitaceae，Ampelidaceae）437

（十四）芸香科（Rutaceae）438

（十五）伞形科（Umbelliferae，Apiaceae）439

（十六）茄科（Solanaceae）440

（十七）唇形科（Lamiaceae，Labiatae）441

（十八）桔梗科（Campanulaceae）442

（十九）菊科（Asteraceae，Compositae）443

二、单子叶植物纲（Monocotyle-doneae）444

（一）泽泻科（Alismataceae）444

（二）棕榈科（Areacaceae，Palmae）445

（三）禾本科（Gramineae，Poaceae）447

（四）姜科（Zingiberaceae）449

（五）百合科（Liliaceae）450

（六）兰科（Orchidaceae）452

第六节被子植物的分类系统概要453

一、恩格勒系统453

二、哈钦松系统454

三、塔赫他间系统454

四、克郎奎斯特系统455

本章内容提要456

第十四章植物的进化和系统发育456

第一节植物进化的证据457

一、化石证据457

二、比较解剖学的证据458

三、个体发育中重演现象的证据458

四、生理生化的证据458

五、分子生物学的证据459

第二节植物进化的趋势和进化方式459

一、上升式进化459

二、下降式进化460

三、趋同进化460

四、趋异进化460

五、平行进化461

六、特化或专化461

七、渐变式进化与跳跃式进化461

第三节生物进化的基本理论462

一、达尔文的自然选择学说462

二、现代遗传学对生物进化机制的一些解释463

（一）遗传与变异的辩证统一是植物（生物）进化的根本动力463

（二）自然选择是植物进化的基本规律463

（三）人工选择464

（四）隔离在植物进化中的重要作用464

三、单元起源和多元起源464

（一）单元论465

（二）多元论465

四、植物的个体发育和系统发育465

（一）植物的个体发育465

（二）植物的系统发育466

第四节植物界的起源和进化466

一、地质年代与植物进化简史466

二、植物界的起源和进化简史467

（一）原核藻类的产生468

（二）真核藻类的产生和发展469

（三）裸蕨植物的产生和蕨类植物的起源和发展470

（四）苔藓植物的产生473

（五）原裸子植物和裸子植物的起源和发展473

（六）被子植物的起源和发展475

窗口植物分子系统发育研究479

本章内容提要480

第十五章粘菌、真菌和地衣482

第一节 粘菌、真菌和地衣的主要区别482

第二节真菌门（Eumycota）483

一、真菌门的主要特征483

（一）营养体483

（二）营养方式484

（三）细胞结构485

（四）繁殖485

（五）分布487

二、真菌的主要分类群487

（一）鞭毛菌亚门（Mastigomyco-tina）488

（二）接合菌亚门（Zygomycotina）489

（三）子囊菌亚门（Ascomycotina）489

（四）担子菌亚门（Basidiomyco-tina）494

（五）半知菌亚门（Deuteromyco-tina）501

三、粘菌和真菌的起源501

四、真菌的经济意义以及与人类的关系501

第三节地衣门（Lichens）502

一、地衣的主要特征502

（一）地衣体的组成和营养关系502

（二）地衣的形态503

（三）地衣体的结构503

（四）地衣的繁殖504

（五）地衣的分布504

二、地衣的分类505

三、地衣的经济价值和在自然界中的作用505

窗口地衣、真菌和菌物的研究进展506

本章内容提要507

第十六章植物与环境509

第一节关于环境的概念509

一、生物圈的环境510

（一）大气圈510

（二）水圈510

（三）岩石圈和土壤圈511

二、人工环境511

三、生态因子的分类512

第二节植物对光因子的生态适应512

一、植物对不同光照强度的生态适应类型513

（一）阳地植物513

（二）阴地植物513

（三）耐阴植物514

二、植物对不同日照长度的生态适应类型514

（一）长日照植物514

（二）短日照植物514

（三）中日照植物514

（四）日中性植物514

第三节植物对温度因子的生态适应515

第四节植物对水因子的生态适应516

一、水生植物类型516

（一）沉水植物516

（二）浮水植物516

（三）挺水植物517

二、陆生植物类型517

（一）湿生植物517

（二）中生植物517

（三）旱生植物517

第五节植物对土壤因子的生态适应518

一、土壤质地类型518

二、土壤的化学性质与植物的关系518

第六节植物种群与环境519

一、种群的年龄结构519

（一）增长型种群519

（二）稳定型种群519

（三）衰退型种群520

二、种群的分布格局520

（一）随机分布520

（二）均匀分布或规则分布520

（三）团块分布或聚群分布520

三、种群的数量变化规律521

四、种群的遗传与进化521

第七节植物群落与环境522

一、植物群落的结构522

（一）垂直结构522

（二）水平结构522

（三）时间结构——周期性和群落季相523

二、植物群落的演替523

（一）水生演替系列524

（二）旱生演替系列525

第八节世界和中国植被的重要类型526

一、热带雨林526

（一）热带雨林的特点526

（二）世界热带雨林的分布527

（三）我国的热带雨林527

二、亚热带常绿阔叶林528

三、夏绿阔叶林529

四、针叶林529

五、草原530

六、荒漠531

七、冻原532

（一）冻原植被的特点532

（二）冻原的类型533

第九节生态系统533

一、什么是生态系统533

二、生态系统的结构534

（一）生物部分534

（二）非生物部分535

三、生态系统的能量流动535

四、生态系统的物质循环536

（一）水循环537

（二）碳循环537

（三）氮循环538

第十节生态系统的生物生产540

一、初级生产540

二、次级生产541

第十一节 植被在生态系统中的作用541

本章内容提要542

第十七章植物资源的利用与保护542

第一节 保护植物资源的意义544

第二节我国植物资源利用与保护现状545

一、我国植物资源现状545

二、我国40多年来对植物资源开发利用的成果545

三、我国对植物资源的保护546

第三节植物资源的合理开发和利用547

一、合理开发利用的一般原则547

（一）正确处理开发利用与保护的关系547

（二）经济效益、生态效益和社会效益相统一547

（三）永续利用548

二、植物资源开发利用的思路548

（一）建立资源数据库548

（二）深度加工和综合利用548

（三）因地制宜，充分发挥当地的优势549

（四）不断从野生植物中研究和寻找新的有用的种类549

（五）重视商品基地建设549

本章内容提要549

主要参考文献550

国内外植物科学主要期刊简介554

中文名词索引561

英文名词索引573