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文档简介
1、结构植物学复习思考题第一章 绪论1、 植物解剖学都有哪些主要的研究内容和研究方向?内容:研究植物的细胞、组织和器官的显微结构和超微结构。包括:不同种类植物内部结构特征植物在个体发育和系统发育中及不同生境条件下内部结构的形成过程和变化规律利用这些结构规律探讨生命活动规律,以及为生产实践服务方向:植物实验形态学、植物比较解剖学、植物生态解剖学、植物超微结构。2、 植物解剖学都有哪些主要的研究方法? 在20世纪50年代前,主要利用各种光学显微镜观察植物的显微结构,50年代后,随着电子显微镜的诞生,研究领域逐渐从组织学水平深入到细胞学水平,从研究细胞间的相互联系既组织和器官的结构规律,深入到研究细胞内
2、部细胞器的结构特点及其功能。由光学显微镜到透射电子显微镜再到扫描电子显微镜。3、 现代主要有哪些植物解剖学家各自在哪些方面为植物解剖学的发展做出了突出的贡献?1)美国加州大学的Esau教授在植物韧皮部的解剖及其功能方面有着巨大的贡献。2)以色列希伯莱大学的Fahn教授在植物的比较解剖、旱生植物的结构和植物的分泌结构方面取得了重大的成果。3)德国马普大学的Napp-zin教授的主要贡献是在植物叶的结构及其与环境的关系方面。4)英国丘园的Cuttler教授则在植物结构与环境的关系上及结构与生理功能的关系上做出了杰出的贡献。 4、 现今植物解剖学在哪些主要的方面有较大的进展?植物实验形态学:该方面的
3、研究通常与植物组织培养技术相结合。研究植物或其外植体在人工控制的条件下,形态结构形成和变化规律。通常将植物体或其器官、组织置于人工控制的条件下生长,研究其组织、器官的形态发生过程,或调控一些对植物生理活动有重大影响的条件,引起形态结构发生变化,并探索其形态建成机理,或促进产生生物碱、甙类、糖类等次生产物的组织的发育。 植物比较解剖学:该方面的研究通常与植物分类学相结合。比较研究不同种类植物的内部结构在系统进化中的变化规律。不同种类植物在内部结构上有一定的特殊性,又有共同性。通常亲缘关系愈近的植物种类,其共同性就愈多。因此,通过比较解剖研究,可为植物的分类及其探讨植物的系统进化提供结构依据。植物
4、生态解剖学:该方面的研究通常与植物生态学相结合。研究特定生态环境对植物结构的影响或不同生态环境中植物内部结构变化的规律。每种植物的内部结构特征受其遗传因子控制,同时,也与其生长环境密切相关。当植物的生长环境发生改变时,将不同程度地影响其内部结构,并产生相应地变化。当不同的植物生长在相同的环境下,尤其是极端环境时,将形成许多相似的结构,以适应生存环境。 植物超微结构:该方面的研究通常是利用现代电子显微镜技术,研究植物的生长、发育及其他生理活动过程中,细胞的超微结构的特点及变化规律。植物发育生物学:这方面的研究包括许多内容,有些是植物生理学方面的,有些是细胞生物学、形态解剖学、生殖生物学等方面的内
5、容。尽管目前发育生物学主要是利用分子生物学方法研究个体发育机制。但是发育过程的调控,可能不但要从分子水平上寻找,而且要从整体的控制方面去寻找。植物的特化结构并非与生俱来,而是通过分生组织细胞逐渐分化而来,形成具有特定形态、结构和功能的细胞群或组织。这个过程是由一系列与细胞分化和调节相关的基因的表达来实现的。因此, 只有在细胞和组织水平揭示植物结构发育的形态本质,才能进一步为掌握植物形态建成的分子机理及代谢产物合成的分子调控机理奠定基础。5、 植物解剖学方面的研究在生产和理论上都有哪些意义?通过比较解剖研究,可为植物的分类及其探讨植物的系统进化提供结构依据。观察植物的内部结构特征可判断其生长环境
6、。植物发育生物学由一系列与细胞分化和调节相关的基因的表达来实现的。因此, 只有在细胞和组织水平揭示植物结构发育的形态本质,才能进一步为掌握植物形态建成的分子机理及代谢产物合成的分子调控机理奠定基础。第二章 植物体内部结构的概述6、 各类植物体内植物组织分布有何规律?不同类群的维管植物的植物体内及不同器官内的各种组织的分布存在多种方式,但它们的基本形式是相同的,都是由基本组织包埋着维管组织,而其表面被皮组织所覆盖。裸子植物和双子叶植物的茎中,维管组织形成一个空心的柱状,其内包围着基本组织构成的髓,而维管组织和皮组织之间为另一些基本组织构成的皮层。根内的维管组织柱为实心,中央无髓,其外也是基本组织
7、构成的皮层和皮组织;叶片内的维管组织则形成网状系统分布在基本组织(叶肉)内,其基本组织外表,仍为皮组织所覆盖;7、 何为植物组织细胞的分化和特化?细胞的生长和特化有何关系?顶端分生组织的组成细胞形态结构相似,由它们衍生的细胞逐渐增大,变成植物体内各种组织和组织系统。这个逐渐改变的过程通常称为分化,在分化过程中包含着细胞的化学组成和形态特征的改变。但当比较已完全分化的细胞时,可看到各种组织的细胞的变化程度是不同的,如前面谈到的输导组织中的导管分子,分化成熟时细胞壁加厚,腔内无生活内容物,一般称此种分化过程为特化。分生组织通过分化过程形成的各类组织,其变化程度是不同的,这种差异和此类组织在植物体内
8、所承担的生理机能密切相关。由此可见,特化是在已分化细胞上建立的,同时特化细胞通过自身的变化完成已分化细胞所不能完成或不能高效进行的某些生理过程。8、 何为初生生长和次生生长?在植物体的组织结构发生和分化过程中,由顶端分生组织直接衍生的细胞增大体积,分化成为各种组织,构成植物体的过程。大多数裸子植物和双子叶植物的茎和根在初生生长完成后,可以产生一种次生分生组织维管形成层,由于它的组成细胞的分裂、分化活动出现了次生阶段的生长。9、 什么是植物细胞的全能性?如何理解全能性和特化的关系?植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息,从而具备发育成完整植株的遗传能力。如果分化的细胞仍保留原生质体,则它们受
9、刺激后仍可恢复分生组织活动。即在植物体组织结构的发生、分化过程中,由分生组织细胞分裂、分化成各种组织以外,其中各种组织中已分化的活细胞尚存在分生组织的潜能,在一定条件下,尚可脱分化成为分生组织细胞,产生不同的组织,从而使种子植物体的结构更为复杂。当比较已完全分化的细胞时,可看到各种组织的细胞的变化程度是不同的,如前面谈到的输导组织中的导管分子,分化成熟时细胞壁加厚,腔内无生活内容物,一般称此种分化过程为特化。第三章 植物细胞10、试述影响植物细胞的形状和大小的因素?细胞的形状主要是由于本身的遗传性和它的生理机能来决定,同时,也受外界环境条件的影响。高等植物体内各种类型成熟细胞的大小相差很大,这
10、种差异也与它的生理机能有关系,往往因组织的种类而不同,而且在同一种组织内的细胞个体之间也有变化。11、试述质膜的结构及功能?电镜下观察,质膜由两个暗层夹着一个亮层构成,呈现出典型的单位膜结构。质膜平直光滑,紧贴于细胞壁上。质膜的组成:大多数膜由:1) 40%-50%的脂类和60%-50%的蛋白质构成,脂类双分子形成了膜的基本结构和不通透性。蛋白质则决定了膜的主要功能。质膜一般具有H+-ATPase质子泵2) 质膜上的各类结构蛋白和功能蛋白:结构蛋白、跨膜蛋白、膜内在蛋白(整合蛋白)、周边蛋白(外周蛋白)、转运蛋白、载体蛋白、通道蛋白、水和孔蛋白3) 质膜主要具有以下几个功能 控制原生质体内外物
11、质的进出; 调节细胞壁微纤丝的合成和装配; 翻译、控制和转导细胞生长和分化的激素和环境信号。12、试述核仁的结构和功能?光镜下观看,在未分裂的细胞核中可见一个或几个核仁,一般呈圆形,核仁可以相互融合形成较大的结构。每个核仁都含有高浓度的RNA和蛋白质,同时还具有从染色体发散出来的DNA环状结构,这个DNA环称为核仁组织区,它是核糖体RNA的形成场所。实际上,核仁就是核糖体的装配场所。核仁内部结构稠密,着色深,由颗粒状和纤维状物质组成,前者含RNA,后者含DNA,DNA较RNA的量小,此外,核仁内染色较浅的部分为液泡,它的收缩与核仁内核糖体RNA (rRNA) 的合成有关。13、染色质的基本结构
12、是什么?其如何形成染色体? 染色质是细胞核内能被碱性染料染色的物质。根据染色反应的不同,可分为常染色质和异染色质。常染色质在间期呈高度分散状态(正在进行复制转录等),染色较浅,光镜下难以分辨。中期时发生螺旋化收缩变短。是产生Mendel比率和各类遗传现象的主要物质基础。异染色质在间期呈螺旋状态,染色较深。染色质上缺乏Mendel基因,但并非对遗传没有任何影响。又分为结构异染色质或组成型异染色质。染色质是由DNA和其相结合的大量蛋白质组蛋白组成。在核分裂期间,染色质变的更为浓缩,直至成为染色体的形态。染色质组装的多级螺旋模型从DNA道染色体经过四级组装:DNA(压缩7倍)核小体(压缩六倍)螺线管
13、(压缩40倍)超螺线管(压缩5倍)染色单体14、质体是如何发育的,它们之间又如何相互转变?质体是植物细胞所特有的细胞器。每个质体都是由双层膜组成的,外膜包裹着内部的膜系统(thylakoids)和基质(stroma)组成。成熟的质体通常是根据它们所含色素的种类进行分类,主要包括两大类型,具色素的质体,有叶绿体和有色体,无色素的质体称为白色体质体的发育和转变:质体由细胞中的前质体(proplastid)发育而来。前质体小(直径约1-3微米)、无色,能分裂。在光照下,发育成叶绿体,在无光下发育成白色体。而见光后白色体能够转变为叶绿体。有色体一般认为不是由前质体直接转变来的,而是由白色体或叶绿体转变
14、而来。有色体也能转化为叶绿体,如胡萝卜根的有色体见光后可转变为叶绿体。15、试述叶绿体的超微结构和光合作用的关系?外膜: 叶绿体外被由双层膜组成,膜间为1020nm的膜间隙。外膜的渗透性大,如核苷、无机磷、蔗糖等许多细胞质中的营养分子可自由进入膜间隙。内膜对通过物质的选择性很强,CO2、O2、Pi、H2O、磷酸甘油酸、丙糖磷酸,双羧酸和双羧酸氨基酸可以透过内膜,ADP、ATP已糖磷酸,葡萄糖及果糖等透过内膜较慢。蔗糖、C5糖双磷酸酯,C糖磷酸酯,NADP+及焦磷酸不能透过内膜,需要特殊的转运体(translator)才能通过内膜。类囊体:膜上含有光合色素和电子传递链组分,又称光合膜。类囊体膜的
15、内在蛋白主要有细胞色素b6/f复合体、质体醌(PQ)、质体蓝素(PC)、铁氧化还原蛋白、黄素蛋白、光系统、光系统复合物等。基质:是内膜与类囊体之间的空间,主要成分包括: 碳同化相关的酶类:如RuBP羧化酶占基质可溶性蛋白总量的60%,参与暗反应。16、关于叶绿体和线粒体起源有哪几种学说?内共生学说的内容和依据是什么?内共生学说和细胞内分化学说许多科学家认为,线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。线粒体来源于细菌,即细菌被真核生物吞噬后,在长期共生过程中,通过演变,形成了线粒体。叶绿体来源于蓝藻,被原始真核细胞摄入胞内,在共生关系中,形成了叶绿体。关于线粒体和叶绿体内共生起源学
16、说的主要论据归纳如下:1线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌相似。都是由单个裸露的环状双链DNA分子构成,不含有5甲基胞嘧啶,而且不与组蛋白结合,能进行独立的复制和转录。有证据表明,线粒体和叶绿体具有自身的DNA聚合酶及RNA聚合酶,能独立复制和转录自己特有的RNA,其mRNA的、rRNA的沉降系数均与细菌的类似。2线粒体和叶绿体有自己完整的蛋白质合成系统,能独立合成蛋白质。蛋白质合成机制有很多类似细菌之处,而不同于真核生物。3线粒体和叶绿体的两层被膜有不同的进化来源,外膜与内膜的结构和成分差异很大。外膜与细胞的内膜系统相似,可与内质网和高尔基体膜沟通;内膜与细菌质膜相似,内膜折
17、叠,分别形成细菌的间体、线粒体的嵴和叶绿体的类囊体。4线粒体和叶绿体能以分裂的方式进行繁殖。这与细菌的繁殖方式相同。5线粒体和叶绿体能在异源细胞内长期生存。6线粒体的祖先很可能来自反硝化副球菌或紫色硫光合细菌。其主要依据是这两种菌的磷脂成分、呼吸类型和细胞色素c的初级结构与线粒体的更接近。7发现介于细胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构蓝小体,其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体转化的佐证。17、试述线粒体的结构与氧化磷酸化的关系?线粒体的内膜是进行电子传递和氧化磷酸化的主要部位。内外膜之间的膜间隙能建立和维持氢离子梯度,从而方便电子载体的进出。线粒体基质中含有大量质子,便于电子载体的合成。18、
18、植物液泡都有哪些主要功能?1) 液泡是重要的各种代谢产物的贮存场所。2) 液泡也收集了许多有毒的次生代谢产物:尼古丁、生物碱、丹宁和酚类化合物。有些是无毒的物质,但一旦从液泡中释放,则变成一些剧毒物,如:氰化物、芥子油及糖苷,这些都与植物的防御有关。3) 液泡也是各种色素的储藏地。如花青素等,与传粉和种子传播及减少光合氧化的损伤。4) 液泡也参与了细胞内大分子的分解及这些成分的再循环。甚至一些细胞器如质体,线粒体都可在液泡中降解。故被称为溶解液泡,如PCD中的中央大液泡。19、什么是内膜系统?其有哪些生物学意义?指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。包括核膜、线粒体
19、膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基器膜、叶绿体膜、过氧化酶体膜等。生物学意义有:形成了一些特定的功能区域和微环境(细胞内功能分化) 、合理使用资源、集团化管理、提高工作效率 、动态性质、保证了膜结构的一致性、使细胞“青春常在” 20、何为细胞骨架?其有什么功能?真核细胞都具有细胞骨架,它是一个复杂的蛋白质丝网状结构,分布于整个细胞基质中,并与细胞分裂,生长和分化以及细胞器的运动相关。植物细胞骨架是由两种蛋白质丝组成微管和微丝。1) 作为支架 2) 在细胞内形成一个框架结构3) 为细胞内的物质和细胞器的运输运动提供机械支持4) 为细胞的位置移动提供力5) 为信使RNA提供锚定位点,促进 mRNA 翻
20、译成多肽6) 是细胞分裂的机器7) 参与信号转导21、微管和微丝有哪些主要功能?微管具有多种功能,在正在生长和分化的细胞中,微管仅仅分布于质膜边缘,此时微管与细胞壁的有序生长相关,它们控制着纤维素组成的微纤丝在细胞壁上的沉积方向,并依次控制着细胞的伸展方向。微管也是有丝分裂和减数分裂期间纺锤体的组成部分,同时还是新细胞壁形成时成膜体的组成部分,因此它在染色体的运动和细胞壁的形成中起着重要的作用,另外,微管在高尔基体小泡向正发育的细胞壁运动中具有导向作用。一些单细胞(Hagella和Cilia)的鞭毛也是由微管组成,因此,它与鞭毛的运动有关。 植物细胞中微丝也具有多种功能,如参与细胞壁的沉积,花
21、粉管的顶端生长,细胞分裂时核的转移,以及细胞质流动。22、 试述细胞的生长分化状态与细胞壁的分层的关系。各层细胞壁的形成时间、组成成分有何不同?中层:是指细胞和细胞中间的一层,由它把两个相邻的细胞分开,并把这两个细胞的初生壁粘在一起。此层结构从个体发育的角度来看,它是由细胞分裂后期所形成的细胞板经过它的组成物质的物理及化学性质的变化而形成的。中层的物理和化学性质是属于一种胶体物质,呈无定形的结构。从化学组成上来看,是由果胶质化合物所组成,主要是果胶钙和果胶镁。初生细胞壁就是指细胞分裂后期细胞板形成以后,由原生质体分泌物质在中层的表面最初阶段所沉积的壁。初生细胞壁一般是在细胞增大体积以前就开始形
22、成了,以后随着细胞体积的长大而长大,直至细胞体积停止生长,此阶段所形成的细胞壁都属初生细胞壁。 初生细胞壁的化学组成除了纤维素、半纤维素和果胶化合物外,还常常含有酶和糖蛋白。许多植物细胞仅仅具有初生壁,但另外一些植物细胞当它们达到应有的形状和大小以后,可以由原生质体分泌细胞壁物质添加在初生壁内侧,此种在细胞停止生长和初生壁不再增加表面积以后敷加的细胞壁就是次生壁。次生壁主要是由纤维素组成,或者是纤维素和半纤维素的混合物,缺乏果胶物质,在初生壁中相当丰富的酶和糖蛋白在次生壁中明显缺乏。23、试述植物细胞壁的超微结构。细胞壁是由无数大纤丝(macrofibril)所组成,其可在光学显微镜下看见。每
23、一条大纤丝为0.5m宽,4-7m长。大纤丝又是由许多更微小而且相互连接的圆柱状结构所组成,这种结构称为微纤丝(microfibrils),它的直径变化很大,大多数的微纤丝的直径在10-25nm之间。这个由微纤丝相互连接而成的系统称为微纤丝系统,而微纤丝之间是微纤丝间系统,或称显微微管。一个直径为25nm的微纤丝大约可以容纳20个分子团,分子团的直径大约为5nm。分子团本身又是由许多纤维素分子链所构成。纤维素分子链是一种长分子链,它是由几百到一万五千个葡萄糖分子连接而成。24、试述初生壁的化学组成成分和亚显微结构与初生壁特性的关系?初生细胞壁的化学组成除了纤维素、半纤维素和果胶化合物外,还常常含
24、有酶和糖蛋白。初生壁也可木化,果胶多糖是大多数有花植物初生壁的最为丰富的基质成分。由于初生壁具有纤维素的物质,所以具有晶体的特性,光学上呈各向异性。但是由于它含纤维素量少,而且微纤丝一般和细胞的长轴成横向的排列,所以呈弱的各向异性。初生壁中,纤维素成分较少,微纤丝常呈网状结构排列,厚度较薄,衬质比例较高,因此初生壁较柔韧,初期伸展性较大。25、细胞壁的形成过程和微管、高尔基体的关系?目前多数人的看法,认为细胞板的形成主要由微管和高尔基体的小泡组成。而成膜体中的微管能控制小泡沉积的方向,使它们沉积在赤道面上,形成细胞板。在细胞板形成时,有些内质网埋入里面,将来成为胞间连丝。若细胞在核分裂以后不立
25、即形成细胞板时,成膜体也可以发生比较晚,有些植物细胞在分裂时,可以不形成成膜体,壁的形成是由一个凹陷的过程所代替,这种现象可以在低等植物和胚发生过程中看到,虽然方式不同,但是壁形成的基本过程是类似的。26、 细胞壁有哪几种生长方式?有哪几种学说用于解释细胞壁的生长细胞壁的生长方式可以分表面生长和厚度生长两类,而所采用的方法包括敷着的和内填的两种细胞壁生长的学说:嵌合生长学说:五十年代以后应用电镜研究纤维和管胞的细胞壁形成,提出正在生长较薄的区域,可以渗入细胞质,并在这些区域发生细胞质的合成。从而将微纤丝推开,扩大细胞表面,新的微纤丝填入其中。多网生长学说:最近提出初生壁的增厚和表面积的增加,是
26、由最早形成的片层上交叉排列的微纤丝的分离和改变了方向的结果。上述生长过程需要放松壁的结构,可能是由于细胞膨胀压变化、生长素作用、蛋白质合成和呼吸作用等综合调节有关,是细胞生命活动的结果。27、细胞壁中微纤丝的分布和排列方向与细胞的生长、形状有何关系? 细胞壁的生长的另一个特征是同一细胞的不同部分可产生不平均的扩张。一般说来细胞的长度生长要比宽度生长要多一些,这种情况是和初生壁中纤丝的方向有关,因为它们主要是呈近横向的。 另外,在不同细胞类型的细胞壁生长特点有所不同。一些进行各向均匀扩大的细胞,微纤丝以随机排列方式沉积,从而形成无规则的网,这种细胞常存在于茎的髓、贮存组织以及组织培养的细胞中。相
27、反,在正进行延长生长的细胞中,侧壁的微纤丝沿与长轴成直角的方向沉积,当细胞进行表面生长时,外部微纤丝的方向逐渐趋于纵向,或平行于细胞的长轴。在初生壁中纤维素微纤丝的定向影响了细胞扩张的方向。28、微纤丝是怎样合成的?纤维素微纤丝是由位于质膜上的纤维素合成酶复合体在细胞表面合成的29、试述胞间联丝的起源和超微结构。胞间连丝:是指细胞壁上许多纤细的原生质丝,这些细丝连接着相邻细胞的原生质体。 根据其起源可分成两类。初生胞间连丝:在胞质分裂中形成的胞间连丝。目前认为在细胞板形成时,内质网的分子也结合到细胞板内,划分出将来胞间连丝的地方,而以后在细胞壁生长完成时,除了壁上一定区域中尚保留着原生质以外,
28、其他部分都没有了,这种一定的区域就是胞间连丝。次生胞间连丝:在已经成熟的细胞壁上形成的胞间连丝,即胞质分裂后形成的胞间连丝称为次生胞间连丝。例如嫁接过程中组织愈合时重新形成胞间连丝。由于这种胞间连丝是在不分裂的细胞壁上形成,故称其为次生胞间连丝。在电子显微镜下观察,胞间连丝的通道中,衬有质膜,中央为一连接管,质膜与连接管之间充满细胞质,而连接管与细胞壁两侧的内质网潴泡连接,可能由此转输营养物质和刺激作用。胞间连丝是质膜连续的通道穿过一条严格限制大小的内质网管索状结构。这条管索称为连丝微管。大多数的胞间连丝的连丝微管与其相邻的内质网并不相同。它非常小,而且含有一个棒状的中心结构。大多数研究者认为
29、连丝微管是内质网形成的双层结构的内部合并结构30、试述纹孔的种类和主要存在部位。(1)单纹孔:是指细胞壁简单的凹入形成纹孔腔,中间隔以纹孔膜的简单结构的纹孔。主要是在初生壁上或次生壁上发生。(2)具缘纹孔:是指具有次生壁所构成的缘覆盖了纹孔腔,在缘的中央留一小孔称纹孔口,这种具有次生壁构成的缘的纹孔称具缘纹孔。主要存在次生壁。(3)半具缘纹孔:单纹孔和具缘纹孔之间尚有一过渡结构称为半具缘纹孔,此类纹孔的一面为单纹孔,另一面为具缘纹孔。只在次生壁上发生。(4)盲纹孔:有的纹孔对一边具纹孔而另一边无纹孔,即盲纹孔,主要存在细胞和细胞间隙相邻。31、如何鉴别淀粉、蛋白质、脂肪和木质素、纤维素?淀粉:
30、加碘液会变蓝蛋白质:加入双缩脲试剂,出现紫色反应;遇碘呈黄色反应;加考马斯兰等蛋白质特异染料变蓝。脂肪:脂肪遇苏丹 III和苏丹呈橙红色反应。木质素:多采用Wiesner 和Mule法。前者应用于所有类型木质素的测定。当用间苯三酚和高浓度的盐酸处理含木质素的细胞壁时,产生紫红色。 Mule法为特别的松针醇木质素鉴定法。当用水和的高锰酸盐、盐酸和氨水,含有松针醇木质素的细胞壁被染成玫瑰红色。纤维素:纤维素加热到约150时不发生显著变化 ,超过这温度会由于脱水而逐渐焦化;纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖,然后看加入加银氨溶液加热观察有无银镜产生。第四章 植物的组织和组织系统32、目前植物解
31、剖学中流行的植物组织的分类方法有哪些?有以下两类:一类是属于Eames和MacDaniels所倡导的分类方法,即将植物体内各类组织先分为二大类:分生组织和永久组织(成熟组织),后者再分为若干类组织。 另一类属于Habelandt组织分类法的简化,由Culliermond(1937),Hayward(1937)首先采用,即将植物组织并列的分为若干类组织:分生组织、薄壁组织、保护组织、机械组织、输导组织、分泌组织。 33、分生组织的组织细胞特点是什么?分生组织细胞通常具有以下显微结构特点:细胞形态呈等直径;细胞壁很薄,壁上的纹孔不明显;细胞质浓厚,液泡微细而分散,不易观察到;细胞核按细胞体积比例大
32、;细胞间的间隙小或者缺乏。 34、如何理解“分生组织和成熟组织之间的界限不是非常明确和严格的,是相对存在的”这种表述?分生组织在植物体内的分布虽然有一定的位置,但从植物个体发育分析,分生组织和成熟组织之间的界限不是非常明确和严格的,是相对存在的。例如茎端的分生组织区,由此区域往下在何部位可以作为分化完成的区域,通常难以明确指出。因为,由分生组织的衍生细胞转变为成熟组织细胞的分化和变化过程是一个连续的过程,在分生组织细胞和成熟组织细胞之间存在着不同分化程度的细胞。为此,通常所指的分生组织的涵义是笼统的指那些完全没有分化的细胞以及由它们衍生出来的细胞,同时还包括一些将来的行为已初步决定但仍有细胞分
33、裂能力的细胞。35、什么是顶端分生组织?什么是原分生组织?什么是初生分生组织?顶端分生组织:位于维管植物根和茎的主轴和侧枝的顶端,在有些蕨类植物中也可以位于叶的顶端,包括长期保持分生能力的原始细胞及其刚衍生的细胞。但广义的顶端分生组织则还包括由原分生组织衍生的初生分生组织。原分生组织:此类分生组织的细胞通常是由胚胎的细胞经连续分裂保留下来分生组织,具有旺盛的连续分裂能力。初生分生组织:由原是分生组织的衍生细胞组成;其一面进行分裂,一面又在分化,将来形成植物的初生结构。此类分生组织一般存在于植物的根和茎的顶端以及叶原基中。36、为什么说维管形成层是非典型的次生分生组织?维管形成层细胞的分裂,可以
34、不断产生次生木质部和次生韧皮部,构成植物体次生结构的主要部分,但从个体发育分析,维管形成层中的束中形成层细胞是由初生木质部和初生韧皮部之间的原形成层转化而来,而维管束之间的束间形成层则由其髓射线薄壁细胞经脱分化而成,故此种分生组织属于非典型的次生分生组织。37、 按分生组织本身的形状分可将分生组织分为哪几种?1.块状分生组织:此类分生组织的细胞可以从三个平面或各个平面进行平裂,因而它们产生块状扩大。2.板状分生组织:此类分生组织的细胞具有两个方向的分裂活动,所以它们只能产生板状(片状)的扩大。3.肋状分生组织:此类分生组织只具有一个方向的分裂活动,从而它们只产生细胞列或细胞的柱状结构。38、
35、试比较原分生组织和次生分生组织在细胞学上的不同。原分生组织:此类分生组织的细胞通常是由胚胎的细胞经连续分裂保留下来分生组织,具有旺盛的连续分裂能力。次生分生组织:此类分生组织是指已经分化成熟的细胞经脱分化过程,又恢复细胞分裂能力而形成的分生组织。它们的组成细胞在结构上通常缺乏典型分生组织的细胞学特征,其衍生细胞将来形成植物体的次生结构。39、 何为生长点?何为原始细胞和衍生细胞?生长点:通常在植物解剖学上指的生长点,包括根和茎顶端长期保持分生能力的原始细胞及其刚衍生的细胞。狭义的生长点是指根或茎顶端的一个或几个原始细胞和刚由它衍生的细胞,大致相当于原分生组织区域。广义的生长点是指原分生组织及其
36、衍生的初生分生组织。原始细胞:原始细胞是指维管植物根和茎最顶端的一个或数个细胞。衍生细胞:由原始细胞所产生的细胞即为衍生细胞。40、 试归纳总结各大类植物生长点的组织学特征。苔藓植物:该类群植物配子体的叶状体边缘或轴状体的顶端通常具有一个顶端细胞。蕨类植物:此类群的孢子体植物的茎端具有一个或几个原始细胞。裸子植物:裸子植物茎端的共同特点是都具一层原始细胞,这层表面细胞具有垂周和平周两种细胞分裂方式,此层细胞称为表面分生组织。被子植物:被子植物茎端一般分化为两组原始细胞,即原套和原体两部分,原套位于表面,包围着原体。 双子叶植物茎端的原套一般由15层细胞组成,而单子叶植物茎端的原套由13层细胞组
37、成。41、营养生长点与生殖生长点在形态和组织学、细胞学上有何不同?营养生长点顶端分生组织的原始细胞的细胞壁薄,其质膜紧靠细胞壁,胞间联丝细小,细胞核较大,核仁也较大;细胞质内,液泡细小,具有较多的线粒体和核糖核蛋白体,还有高尔基体、原质体和微管及内质网。殖苗端则产生花的各部分,茎的伸长生长停止。当营养苗端转为生殖苗端时,许多植物花茎的生长点的结构可划分为两个区域:表面区(称外套层):生长点的表面是由1数层小型细胞组成的,此部分细胞染色较深,分裂能力强,将来由此部分产生花的各组成部分。中心区(或称内体):由表面区包裹的是由许多较大的细胞组成的,此部分的组成细胞染色较浅,细胞质内液泡明显,细胞分裂
38、活动缓慢。42.关于生长点结构有哪些学说?其各自的适宜范围是什么?1)顶端细胞学说(茎端单独的原始细胞构成)苔藓植物和蕨类植物的茎2)组织原学说(表皮原、皮层原、中柱原和根冠原组成)根3)原套-原体学说(原套和原体各有其原始细胞,原套的原始细胞位于茎端顶部中央。而原体的原始细胞则位于原套原始细胞下面的中央母细胞,其两侧为周围分生组织,其下面为肋状分生组织)被子植物,主要是双子叶植物营养茎4)茎生长点分区学说裸子植物5)原始细胞环和等待分生组织学说营养茎6)分生组织剩余学说维管植物茎43、何为叠生型维管形成层和非叠生型维管形成层?叠生型维管形成层:纺锤状原始细胞呈水平排列,即一排细胞的末端几乎在
39、同一水平上。非叠生形成层:纺锤状原始细胞的末端不在同一水平面,即一排细胞的末端高低不一,相互交错。44、维管形成层的增殖分裂都有哪几种类型?径向垂周分裂纺锤状原始细胞从中央垂周分裂成两个均等的子细胞,以后它们分别发育成为两个相同的纺锤状原始细胞,从而使其弦切向面增加。侧向垂周分裂纺锤状原始细胞从其一侧垂周纵分裂出一较小的子细胞,以后发育成一个纺锤状原始细胞。斜向滑动形成(假横分裂)在长的纺锤状原始细胞中发生斜向的垂周分裂,以后经过二个子细胞的侵入生长活动,使每个细胞发育成和母细胞的体积一样,从而增大了维管形成层弦向面积。45、厚角组织都有哪几种类型?角隅厚角组织-此类组织主要在细胞的角隅处加厚
40、,在纵切面观在角隅处加厚呈纵条。 片状厚角组织-此类组织在细胞的弦向壁处加厚,在纵切面上其加厚处呈片状。腔隙厚角组织-此类组织是在面向细胞间隙处的细胞壁部分出现加厚。46、何为异型细胞,都有哪些类型?石细胞分布在植物体各个组织中。它们往往成群分布,但也有孤立的存在于其他类型的细胞中,其被称为异细胞:分散类型石细胞分散在叶肉组内,如茶、木犀属(Osmanthus)、黄杉属(Pseudotsuga)末端类型石细胞只在小叶脉的末端,例如远志科、白花菜科和芸香科的一些植物。石细胞也大量分布在果实和种子中。47、石细胞主要都有哪些种类?1.短石细胞:形状似薄壁组织细胞,存在于梨、木瓜的果肉和樟树(茎的韧
41、皮部内;2.大石细胞:细胞伸长成柱状,存在于豌豆和菜豆的种皮肉;3.骨状石细胞:也呈柱状,但末端稍膨大,如腿骨状,存在于黑克木的种皮和叶子内;4.星状石细胞:分枝并呈星状,存在于茶、昆栏树的叶肉;5.毛状石细胞:形状如毛,为非常伸长的石细胞,有时也分枝,存在于蓬莱蕉的气生根和木犀榄的叶子中。48、什么是细胞的侵入生长和协调生长?侵入生长:细胞顶端沿相邻细胞中层侵入相邻其它细胞之间,并将相邻细胞分开的生长方式。协调生长:群细胞生长时,相互间的细胞壁不分离,所有细胞共同一致的生长,与侵入生长相对。49、在双子叶植物中依照副卫细胞的数目及排列方式,可将气孔复合体分为哪几种类型?从个体发育上分,又可分
42、为几种类型?依照副卫细胞的数目及排列方式:1.无规则型 (不定式、毛茛科型):副卫细胞数目不定,其形状与其他表皮细胞无区别。例如洋地黄叶。2.不等细胞型 (不等式,十字花科型):气孔器周围有3或4个副卫细胞,其中一个比其他细胞显著较小或较大。例如颠茄叶。3.横裂细胞型 (直轴式,茜草科型):气孔器四周由二个副卫细胞包围,副卫细胞的长轴与保卫细胞的长轴垂直。例如薄荷、紫苏叶。4.平列细胞型 (平轴式,石竹科型):气孔四周也由二个副卫细胞包围,但它们的长轴与保卫细胞的长轴平行。例如常山、蕃泻的叶。5.环状辐射型:四个或更多的副卫细胞辐射状地伸向气孔器。6.环状围绕型:四个或更多的副卫细胞排列成一窄
43、环,围绕着气孔器。依照个体发育:1.中源型:副卫细胞和保卫细胞有共同的来源,象保卫细胞一样,都由同一分生活动中心发育。2.周源型:副卫细胞和保卫细胞没有共同的来源,而是由围绕着形成保卫细胞的分裂分生活动中心的细胞形成。3.中周型:至少有一个副卫细胞和保卫细胞有共同的来源,但是其他副卫细胞来源不同。50、复穿孔板都有哪几种类型?具有二个以上的穿孔,就称为复穿孔板,可分为:梯状穿孔:穿孔都近乎长形,而且它们都是平行排列的。网状穿孔:许多穿孔排列成网状结构。51、试从细胞程序化死亡(PCD)的角度,阐述导管分子的发育。当体积生长完成以后,每个导管就按照它特有的类型沉积次生壁。但是这种活动只限于侧壁部
44、分,以后将形成穿孔部分的端壁就没有被次生物质所附加。当侧壁木质化完成以后,横端的初生壁膨胀并且部分溶解。导管分子的原生质在细胞扩展过程中是活跃和浓厚的,当达到细胞成熟时,它就活动迟缓,细胞核变小变扁,移动到将产生穿孔之处(但是在许多植物中,细胞核仍在中央),当穿孔形成后,原生质体就死亡和消失。52、 木纤维分几种?它们之间的主要区别是什么?木纤维: 木质部内各种纤维的统称。包括针叶树材的管胞和阔叶材中的韧型纤维及纤维管胞。有时也特指阔叶树材次生木质部内的两端尖削、壁厚、腔小、木质化的具有缘纹孔的闭管细胞, 木纤维可分为纤维管胞和韧型纤维两种类型,前者为纤维状管胞,一般具有加厚的次生壁,壁上具双
45、凸镜形或裂缝状开口的具缘纹孔。后者比前者长而壁厚,壁上有单纹孔。这两种纤维均可具分隔。分隔木纤维广泛存在与双子叶植物中,并在成熟的边材中,残留有原生质体,起贮藏营养物质的作用。53、 由管胞是如何演化成纤维的?中间有哪些过渡类型?它们之间在结构上的主要差别是什么?管胞:一种无穿孔的狭长管状分子,两端渐尖,细胞壁明显增厚,并木质化,成熟后原生质体解体,细胞死亡.管胞的纹孔膜是具高度透性的,水分和溶解在水中的无机盐可通过纹孔膜。木纤维是长形,两端渐尖的厚壁组织细胞,一般具木质化的次生壁,壁常厚于管胞壁.从一种长的梯纹管胞开始,演化出狭长而顶端尖的导管分子。这种导管分子继续变短、变粗、末端变得较不倾
46、斜,及至成横向的端壁。54、 木纤维有哪些特化类型?木纤维的特化是沿着细胞壁的增厚和直径减小的方向进行的。纹孔由伸长的变为圆的,具缘纹孔退化并逐步消失。纹孔口伸长,后变成缝隙状,其演化程序是从管胞开始,经纤维管胞再到韧型纤维。 55、 何为同型射线和异型射线?何为多列射线和单列射线?何为混合异型射线?同型射线: 如果由同一种类型细胞组成的射线,或仅由射线薄壁组织细胞组成异型射线:由不同类型的薄壁组织细胞组成的射线(双子叶植物)或在裸子植物中由木薄壁组织细胞和射线管胞构成的射线,称异型射线。单列射线:弦切面上,宽度仅有一个细胞者,为单列射线多列射线:弦切面上,宽度为2列细胞以上者细胞者,为多列射
47、线混合异形射线:许多单独的射线组织相互聚集在一起,在肉眼下似单一的宽射线,在显微镜下各小射线由不含导管在内的其他轴向分子所分隔。56、试述双子叶植物茎的水平系统和垂直系统的组成和功能?茎的初生结构是由顶端分生组织通过细胞分裂,产生许多新细胞,其中在顶部的细胞仍旧保持顶端分生组织的特性,能够继续进行细胞分裂。在基部的细胞经过生长,渐渐分化为3种组织系统:保护系统(表皮)、基本系统(皮层、髓部)和维管系统。由顶端分生组织产生新的细胞或组织的过程,叫做初生生长;由各种初生组织组成的结构,叫做初生结构。表皮在茎的外面,具保护作用,属保护组织。双子叶茎的次生结构是维管形成层活动的结果。维管形成层的活动,
48、主要进行细胞的切向分裂,向内形成木质部细胞(次生木质部),加添在原有木质部(初生木质部)的外方;向外形成韧皮部(次生韧皮部),加添在原有韧皮部(初生韧皮部)的内方。维管形成层在不断形成次生结构的同时,也进行径向分裂或横分裂,增加原始细胞,扩大维管形成层的圆周,57、什么是侵填体和拟侵填体?侵填体:许多树木的管状分子中发生了树胶、树脂、单宁,色素等物质的填充,称为侵填体。据Record(1947)报道,有些树木的树脂道可以由于上皮细胞的增大而变成闭塞,这种侵填体的侵入物称为“拟侵填体”。58、试述裸子植物松属茎三切面有何结构特点?(1)横向切面:木射线通常呈放射条状排列,可看出木射线的长度和宽度
49、,由薄壁细胞组成。此外还可以看到导管、管胞、木纤维及木薄壁细胞的横切面性状,为口径大小不一的圆孔状。(2)径向切面:木射线最为突出,长方形的木射线细胞整齐排列,显示了木射线的长度和高度,导管和管胞呈凹入的管槽,木纤维呈长梭状。(3)切向切面:木射线束横切面呈梭状纵行排列,显示其高度和宽度,并可见到射线束两端细胞的形状,依此可将木射线区分为同型射线和异型射线。59、何为射线管胞?射线管胞:是一种横向分布的细胞,它的特点是成熟后缺乏原生质体,细胞壁的化学性质和纹孔结构等方面都类似管胞,但它们的形状和位置又类似木射线细胞。射线管胞通常单个或成行地存在于木射线的边缘,从它们的结构和位置上分析,射线管胞
50、的机能主要承担向辐射方向输导水分。60、离管薄壁组织和傍管薄壁组织各有哪几种类型?它们在系统演化上的关系如何?离管薄壁组织:是指薄壁组织的位置不依赖于导管,即和导管无位置上的关系,不过它们也可能和导管接触。离管薄壁组织又有三种类型:星散薄壁组织;带状薄壁组织;界限薄壁组织。傍管薄壁组织:指薄壁组织和导管在部位上有一定的连系。傍管薄壁组织有以下类型:环管薄壁组织;翼状薄壁组织;聚翼状薄壁组织。从演化上看,离管和星散的形式是原始的。61、联络索和胞间联丝在结构上有何不同?联络索是由筛孔中相邻细胞原生质构成的。胞间连丝是指细胞壁上许多纤细的原生质丝。联络索与胞间连丝的区别是无纹孔膜,较粗。62、试述
51、筛管发育的过程和特征。从系统演化和生理适应方面来看,具近于横向的单筛板和联络索少而粗的粗短筛管分子,较具倾斜的福筛板和联络索多而细的细长筛管分子更为进化,更有利于疏导养料。筛管分子在发育早期,含有细胞核和液泡,浓厚的细胞质中含有线粒体、高尔基体、内质网、质体、和特殊的黏液体。黏液体是筛管分子所特有的具有一定超微结构的蛋白质,称为P-蛋白质。P-蛋白质有纤维状、管状、颗粒状、和结晶状等主要形态,在筛管分子分化过程中会发生构型变化。在筛管分子发育成熟的过程中,一方面,细胞核逐渐解体,液泡膜破坏,筛管分子失去了生长、转化和分裂的能力;另一方面,选择性的自溶物质导致了核糖体、高尔基体、微管和微丝的消失
52、,只保留了与物质运输的维持生活直接有关的细胞器,如贮藏蛋白质或淀粉功能的质体,以及可以保证筛管分子中物质运输对能量需要的线粒体。但这些质体和线粒体的内部结构也稍有消退。此外,P-蛋白质也由原来分散状态而趋集与细胞腔的侧面和筛孔附近。成熟的筛管分子成为特殊的无核细胞,在相当长的时间里仍保持活力。后来,沿着筛孔的四周,围绕联络索而积累胼胝质。胼胝质是一种糖类,水解时产生葡萄糖和糖醛酸,它们在筛孔之间的端壁上逐渐积累加厚,联络索则相应变细。当筛管分子进入休眠或衰亡时,胼胝质已称为垫伏沉积在整个筛板上,称为胼胝体。只是暂时处于休眠状态的筛管分子,在次年春季来临时再行恢复活动,胼胝体消溶,联络索重新出现
53、。一般植物的筛管输导组织只有一个生长季,少数植物,如葡萄,椴的筛管可保持至二至多年。筛管分子衰亡后输导功能不再恢复,继而被新的具有活力的筛管分子代替。63、试述筛管和伴胞的关系。筛管分子的旁侧有一直多个狭长的伴胞。伴胞与筛管分子是由同一个母细胞经过不均等纵裂而来的,其中较小的一个子细胞形成伴胞。伴胞有时还进行横分裂,以致在筛管分子的一侧出现一纵列伴胞。伴胞在横截面上多呈三角形、方形或梯形,细胞核较大,有丰富的细胞器和膜系统,高尔基体、线粒体、粗面内质网和质体都较多,细胞质密度也较大,这些都表明伴胞有很高的代谢活性。伴胞与筛管分子的侧壁之间存在更多的胞间连丝。有些植物的叶脉中的伴胞发育为传递细胞
54、,使筛管分子与伴胞更加紧密的联系。同时,由于它们位于筛管分子与叶肉之间,能更高效的传递光合产物。当筛管分子衰老死亡时,伴胞也随之失去功能而死亡。在生理功能上,伴胞为筛管分子的主动运输提供了必须的能量。64、何为蛋白细胞?有何功能?裸子植物某些射线和韧皮薄壁细胞在形态和生理上与筛胞密切联系着,这些细胞内含有丰富的蛋白质,称为蛋白细胞,这些细胞若含在射线中往往在射线的边缘成为直立细胞,筛胞和它相接触面具有明显的筛域,当筛胞解体时它也死亡,但是它和筛胞在个体发育上是没有联系的。与被子植物的伴胞相似。65、试述管胞演化成导管的过程,较进化的导管具有什么特征?相邻管胞侧壁相邻处梯状具缘纹孔的纹孔膜消失,
55、后来边缘也停止发育,这样此部分壁就变为梯状穿孔板,以后由于梯状穿孔板上横条的消失而变为单穿孔板。所以梯纹孔管胞和原始的导管分子之间差别只限于无穿孔。管胞演化为导管的过程,Bailey认为维管植物的导管独立起源于五个不同的类群:蕨类植物卷柏目、真蕨目、裸子植物买麻藤目及被子植物的单子叶植物和双子叶植物。导管在各类高等植物中是独立和平行发生的。66、在双子叶植物和单子叶植物中,管胞演化成导管的演化过程(出现部位)有何不同?在双子叶植物中,管胞演化为导管是在茎中也可能在根中的次生木质部中形成,进而伸展到叶子和其他器官中,当次生木质部中产生导管后,接着就在后生木质部出现,最后在原生木质部中也出现。在单
56、子叶植物方面,据Cheadle(1953)报道,某些单子叶植物,如水鳖科(Hydrocharitaceae)没有导管,泽泻科(Alismaceae)只有根中具有导管,他从而得出单子叶植物的导管最初发生在根内后期的后生木质部中,所以一般单子叶植物的后生木质部中的导管较进化,而原生木质部中的原始。特别值得提出的是在某些具有次生木质部的单子叶植物,其次生木质部中没有导管,只有管胞,反映其次生木质部是以后产生的。67 最特化的筛管分子有何特征?最特化的筛管分子是短而粗的,侧壁上无筛域,横壁成为单筛板,与侧壁垂直,从形态结构上分析,也是适应最大的运输机能的。68、被子植物中射线在演化上有何趋势?维管射线
57、可以分为二类:同型射线和异型射线。在较原始的裸子植物中具有异形射线,而在较进化的裸子植物和被子植物中具有同型射线。异型射线又分为数类,较原始的类型是由多列和单列射线组合而成的混合异型射线,此类又包括二类:1)长末端的混合异型射线,它的特点是中部属于多列射线,但是有很高的垂直伸长的末端,通过其单列部分为直立射线细胞所组成,而多列部分为横卧细胞所组成,此类射线在现代被子植物中是一些比较原始类型中存在(八角科、水青树属)。2)短末端混合异型射线,特别是单列的末端变短了,单列部分的细胞也变短,它是由前者演化来的(木兰科、黄杨科、连香树属)。 混合异型射线在演化过程中向二个方向发展,一个方向是单列部分消失,而形成多列异型射线,一个方向是多列部
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