第一章

生物科學

植物細胞

組成植物體的基本結構,它包括原生質體和細胞壁兩部分。原生質體為一個細胞內有生命的部分,是細胞內各種代謝活動的場所,原生質體包括細胞質、細胞核和膜係統三部分。構成原生質體最主要的物質是原生質,是生命活動的物質基礎。細胞壁是植物細胞所特有的一種結構,存在於植物細胞原生質體的外麵,由原生質分泌的物質所形成,組成細胞壁的物質主要是果膠質和纖維素。細胞壁對細胞起保護作用。

植物組織

在高等植物中,許多形態結構相似,生理功能相同的細胞群稱為植物組織。植物組織有分生組織、薄壁組織、保護組織、輸導組織、分泌組織和機械組織。

分生組織分布於植物根尖端、莖頂端的生長區域、雙子葉植物根和莖的形成層以及禾木本科植物莖節上,其他五種組織都是由分生組織衍生的細胞發展而成的。保護組織分布於植物器官的表麵,其控製蒸發,防止水分過度失散,防止植物的機械性損傷和避免其他生物的侵害。在植物體表或體內的分泌細胞構成分泌組織。在植物體內運輸水分和養分的組織是植物的輸導組織。機械組織在植物體內起支持作用。由生活的薄壁細胞構成,在植物體內起同化、貯藏、吸收和通氣作用的是植物的薄壁組織。

是維管植物(蕨和種子植物)的重要器官,是植物的營養器官之一。根分為主根和側根。主根由胚根發育而成,稱為初生根。側根是在主根上產生的,也稱為次生根。根的結構包括表皮、皮層和中柱。它的主要功能是吸收土壤中的水分和無機鹽,使植物體固著在土壤中,貯藏與合成有機物,同時還有繁殖作用。

由植物的芽生成,是種子植物在地上部分的骨幹。在莖上有葉、花和果實等,是植物的營養器官之一。為植物起支持、輸導、繁殖和貯藏養分的作用。在莖上節與節之間的部分稱為節間。變態莖有塊莖、鱗莖、球莖、根狀莖和肉質莖等。

是枝條或花的雛型。芽按其性質分為葉芽、花芽和混合芽;按其著生部位分為頂芽、腋芽和不定芽;按其結構分為鱗芽和裸芽;按照生理狀態分為活動芽和休眠芽。

年輪

年輪是在木本植物莖的橫切麵上的同心圓環紋,每一環是一個年輪。年輪的出現,是由植物的形成層每年增生的木質部在形態上顯示的差異而產生的。形成層在一年內由於季節的變化在活動上有差異,因此而出現同心圓環紋。年輪一般是一年一輪,所以通過樹幹基部的年輪可推算樹齡,年輪由此而得名。但是也有的植物一年出現多個同心環,稱為“假年輪”。因氣候、蟲害及其他原因,也會產生“假年輪”。年輪的寬窄與氣候、養料有關。

嫁接

將一種植物體上的芽或枝,接到另一種有根係的植物體上,使接在一起的兩部分長成一個完整的新的植物體,這種方法稱為嫁接。接上去的芽或枝稱為接穗,而被接的植物體叫砧木。嫁接分為枝接和芽接。枝接的具體方法是用一年生的枝條作接穗,其方法有劈接法、切接法、靠接法等。芽接是用芽作接穗,其方法有芽片接、哨接和管接等。親緣關係越近的接穗和砧木越易成活。

扡插

是用於植物上的一種繁殖方法。剪下一段一年生的枝條,保留二到三個芽,插入土中,使其長出不定根,然後長成一株新的植物體。采用扡插的方法,比用種子繁殖的植物體能提早開花結果。但有些植物不易扡插,如蘋果、梨等,這是因為它們不易產生不定根,這類植物可采用嫁接法使其提早開花結果。

植物無性生殖

植物不經過雌性和雄性細胞的結合,由母體直接產生子代的生殖方式。比較常見的無性生殖是孢子生殖,是由母體直接產生孢子,不經過受精過程直接形成新的個體。分裂生殖和出芽生殖也是比較常見的無性生殖方式。分裂生殖是單細胞母體直接縱裂或橫裂,一分為二,形成新的個體,如細菌的生殖。出芽生殖,簡稱芽殖,是由母體直接長出芽體,當芽體脫離母體後形成新的個體而獨立生活。高等植物的根、莖、葉上都能長出不定根或不定芽,也能形成新的個體而進行無性生殖。

植物有性生殖

由生殖細胞中的雌配子和雄配子或者卵和精子結合成合子,由合子發育成新個體的生殖方式。植物在進行有性生殖時,會產生三類生殖細胞或單倍體性細胞,稱為配子,即同型配子(配子的大小相同)、並形配子(配子體大小不同)、卵和精子(不僅大小不同,而且運動能不同,是高級分化的兩種異性配子)。因此,有性生殖分為三種形式:同配生殖(如衣藻)、異配生殖(實球藻屬)和卵式生殖。而卵式生殖是高等生物特有的方式。

植物雜交

是植物的生殖方式,分為無性雜交和有性雜交。無性雜交又稱為“營養雜交”,利用植物的營養器官的接合,使營養物質相通,從而產生新一代的雜種植物體。如嫁接就是無性雜交。有性雜交是用遺傳性狀不同的植物通過精子與卵細胞結合而產生雜種的過程,一般通過人工傳粉來進行有性雜交。

植物的葉

是高等植物莖上側生的營養器官。通常是綠色的扁平體,由表皮、葉脈和葉肉組成。葉片可分為單葉和複葉兩種。每個葉柄上隻有一個葉片的稱為單葉,如向日葵、桃的葉就是單葉。有些植物,如花生、蠶豆、合歡等,其葉柄上生有兩片或兩片以上葉片,這種葉稱為複葉。葉片的壽命是長短不一,一般常綠樹的葉,壽命為一年半到五年,而一般落葉植物的葉,壽命比較短,如桑葉隻能活130天就脫落了。

植物的果實

植物的花在傳粉受精後,雌蕊的子房發育成熟形成外有果皮內有種子的果實。單純由子房發育而成的稱為真果,如桃、杏等;由子房與花托、花被等一起發育而成的果實稱為假果,如犁、蘋果等;由一朵花中一個雌蕊形成的一個果實稱為單果,如梅、李子等;由一朵花中許多離生雌蕊形成的許多小果聚生在花托上的果實稱為聚合果,如草莓、蓮等;由一個花序發育而成的果實稱為複果,如桑、無花果等。

植物的花

是被子植物的生殖器官,一般由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊等部分組成。其中,雄蕊和雌蕊是主要部分,因為成熟的雄蕊中產生的花粉有精子,成熟的雌蕊中產生的胚珠含有卵。花內各部分都存在的稱為完全花;缺少一部分的稱為不完全花。一朵花中,雄蕊和雌蕊同時存在的花稱為兩性花,如桃花;隻有雄蕊或雌蕊的花稱為單性花。在單性花中,雌花和雄花生長在同一株上的植物,稱為雌雄同株,如玉米。雌花和雄花株雖生長在不同的植株上,有雌株和雄株區別的植物,稱作雌雄異株,如銀杏樹。

植物的髓

髓是由植物的薄壁組織構成的,有時也有厚壁組織或分泌組織。髓位於多數植物莖和少數植物根部的中心部分。髓的細胞中貯藏著澱粉、色素、單寧,也有的含葉綠素。有的植物髓成熟早,而其他部分細胞還有生長,使節間的髓破裂,因而在莖內形成了空腔。如葫蘆科等植物的莖是空心的。

傳粉

是植物的一種受精過程。在植物的花中,雄蕊的花粉成熟後,由花藥散出來,被送到被子植物雌蕊的柱頭上或裸子植物的胚珠上的過程。傳粉的方式有自花傳粉和異花傳粉兩種。自花傳粉是在同一朵兩性花中,雄蕊的花粉傳到本朵花的柱頭上,如小麥;而異花傳粉是同株或異株兩朵花之間的傳粉過程。異花傳粉主要依靠風、水、昆蟲和鳥等進行。

植物受精

植物的精子與卵子結合成為一個受精卵(合子)的過程。受精分為單精入卵和多精入卵。受精時隻有一個精子進入卵內,使精核與卵核融合成合子的稱為單精入卵。如果受精時有多個精子同時進入卵內,稱為多精入卵,但多精入卵時一般隻有一個精核與卵核結合成合子。