生命科学 丰富多彩的生物世界

第8章丰富多彩的生物世界地球上生命自诞生以来，经历了38亿年的进化发展，形成了当今纷繁多彩的生命世界。在不停息的演进过程中，形形色色的生命逐渐覆盖了整个地球表面，形成了充满生机的生物圈。地球上现存的生物估计有200万～450万种；已经灭绝的种类更多，估计至少也有1500万种。从北极到南极，从高山到深海，从冰雪覆盖的冻原到高温的热泉，都有生物存在。它们具有多种多样的形态结构，它们的生活方式也变化多端。从生物的基本结构单位──细胞的水平来考察，有的生物尚不具备细胞形态，在已具有细胞形态的生物中，有的由原核细胞构成，有的由真核细胞构成。从组织结构水平来看，有的是单生的或群体的单细胞生物，有的是多细胞生物，而多细胞生物又可根据组织器官的分化和发展而分为多种类型。从营养方式来看，有的是光合自养，有的是吸收异养或腐食性异养，有的是吞食异养。从生物在生态系统中的作用来看，有的是有机食物的生产者，有的是消费者，有的是分解者，等等。主要内容：生物的分类郁郁葱葱的植物世界8.3灿烂多姿的动物世界神奇的微生物生物多样性分类系统和分类等级 早期，人们以生物的经济用途或表面上明显的少数特征为标准进行人为的分类。自达尔文进化论确立后，人们认识到应按物种间的亲缘关系和进化水平来分类。.1分类等级16世纪---李时珍：“本草纲目”“部” 植物：草、谷、菜、果、木 动物：虫、鳞、介、禽、兽人它的成就，首先在药物分类上改变了原有上、中、下三品分类法，采取了“析族区类，振纲分目”的科学分类。它把药物分矿物药、植物药、动物药。又将矿物药分为金部、玉部、石部、卤部四部。植物药一类，根据植物的性能、形态、及其生长的环境，区别为草部、谷部、菜部、果部、木部等5部；草部又分为山草、芳草、醒草、毒草、水草、蔓草、石草等小类。动物一类，按低级向高级进化的顺序排列为虫部、鳞部、介部、禽部、兽部、人部等6部。还有服器部。这种分类法，已经过渡到按自然演化的系统来进行了。从无机到有机，从简单到复杂，从低级到高级，这种分类法在当时是十分先进的。尤其对植物的科学分类，要比瑞典的分类学家林奈早二百年。18世纪---林奈：“自然系统”瑞典生物学家林耐(CarlvonLinne，1707-1778)是近现代生物分类方法的奠基人，他的最著名的著作是《自然系统》（1735年）。在书中，林奈增设"纲"、"目"两个分类等级。亚里士多德以"种"为生物分类的最基本单位，相近的"种"划为一"属"，这已经延用约两千年。林耐又把相近的"属"归为一"目"，相近的"目"归为一"纲"，适应了生物种类大大增加的新形势。现在使用的分类体系，在林耐的基础上又增加了"门"和"科"两个新等级。纲class、目order、属genus、种species现代分类等级：生物分类的主要m"等级由大而小依次为：界kingdom、门phylum、纲class、目order、科family、属genus、种species。种是基本的分类等级。具有共同起源、相近性状的种，归并为属，依此类推，由属而科，由科而目，等等。在主要等级之间有时还设置辅助等级，其名称是在主要等级名称前冠以前缀“超”或“亚”等组成，如亚纲、超目等，种以下还可有亚种。在动物法规中，还把相关的分类等级归纳成同一分类级别，如种和亚种视为种级，属和亚属视为属级，依次为科级、目级等。.2分类系统kingdom（参考北京大学生命科学学院编写组，《生命科学导论》，高等教育出版社，2000，p154）生物学家根据生物的发展历史、形态结构特征、营养方式以及它们在生态系统中的作用等，将生物分为若干界。长久以来，生物已被分为植物及动物两个界。当前比较通行的是美国R.H.惠特克于1969年提出的5界系统。即是说，生物现被分为五个主要界別。目的是使分类系统更为清晰，以及收纳那些既非动物，又非植物，又或兼具动植物特微的生物。二界系统：动物界和植物界古希腊的亚里士多德首次把生物分为动物和植物2大界。林奈也把生物分为2界。2界系统比较简便，但不能反映生物界的复杂性和进化关系。三界系统：植物（plantae）、动物（animalia）、原生生物（protista）德国生物学家海克尔（HaeckelE.）于1886年提出三界学说。原生生物界包含单细胞的生物、一些简单的多细胞动物和植物。五界系统：2个总界原核生物总界：原核生物界真核生物总界：植物（plantae）、动物（animalia）、真菌（fungi）和原生生物（protista）。美国R.H.魏塔克（WhittakerR.H.）于1969年提出的5界系统。他将细菌、蓝菌等原核生物划为原核生物界，将单细胞的真核生物划为原生生物界，将多细胞的真核生物按营养方式划分为营光合自养的植物界、营吸收异养的真菌界和营吞食异养的动物界。主要依据细胞结构和营养类型划分。首先根据细胞膜的有无将生物界分为原核生物和真核生物。原核生物为一界。真核生物根据细胞的多少进一步划分，由单细胞或多细胞组成的某些生物划入原生生物界，余下的多细胞生物根据营养类型分为植物界（光合自养），动物界（异养），真菌界（腐生异养）。 5界系统随能反映生物间的亲缘关系和进化历程，但仍不够完善。1974年，黎德勒（LeedleC.F.）认为，应当取消原生生物界，把他们分别归到植物界（藻类）和动物界（原生动物）。这样更能反映生物间的内在联系。六界系统：3个总界非细胞生物总界（包括病毒、类病毒、朊病毒等非细胞型微生物）、原核生物总界、真核生物总界中国生物学家陈世骧于1977年提出6界系统。这个系统由非细胞总界、原核总界和真核总界3个总界组成，代表生物进化的3个阶段。非细胞总界中只有1界，即病毒界。原核总界分为细菌界和蓝菌界。真核总界包括植物界、真菌界和动物界，它们代表真核生物进化的3条主要路线。（1）无细胞生物总界：病毒、类病毒、朊病毒prion病毒是一类个体微小，无完整细胞结构，含单一核酸（DNA或RNA）型，必须在活细内寄生并复制的非细胞型微生物。“virus”一词源于拉丁文，原指一种动物来源的毒素。病毒能增殖、遗传和演化，因而具有生命最基本的特征，但至今对它还没有公认的定义。最初用来识别病毒的性状，如个体微小、一般在光学显微镜下不能看到、可通过细菌所不能通过的滤器、在人工培养基上不能生长、具有致病性等，现仍有实用意义。但从本质上区分病毒和其他生物的特征是：①含有单一种核酸（DNA或RNA）的基因组和蛋白质外壳，没有细胞结构；②在感染细胞的同时或稍后释放其核酸，然后以核酸复制的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖；③严格的细胞内寄生性。病毒缺乏独立的代谢能力，只能在活的宿主细胞中，利用细胞的生物合成机器来复制其核酸并合成由其核酸所编码的蛋白，最后装配成完整的、有感染性的病毒单位，即病毒粒。病毒粒是病毒从细胞到细胞或从宿主到宿主传播的主要形式。病毒特征：核酸、蛋白容易突变感染细胞（释放核酸、复制核酸）大量复制所有已知的病毒根据核酸类型分为DNA病毒、RNA病毒、DNA与RNA反转录病毒。DNA病毒：（天花、乙肝）——单股DNA病毒，——双股DNA病毒，天花病毒RNA病毒：（流感、甲肝）——双股RNA病毒，——单链、单股RNA病毒，流感病毒、甲肝病毒。DNA与RNA反转录病毒：HIV病毒*流感病毒流感病毒的遗传物质是单链的核糖核酸(RNA)，而不是你我身体中的遗传物质DNA。有两种蛋白质像大头针一样“扎”在流感病毒的蛋白质外壳上，一种叫做血凝素(HA)，另一种叫做神经氨酸酶(NA)。HA和NA的作用是负责让病毒———准备入侵细胞的和已经在细胞内复制、组装好的———顺利进出细胞。人体的免疫系统也正是以HA和NA作为“靶子”。如果指导HA和NA合成的流感病毒RNA发生了变化(这种变化发生的可能性要比DNA变化的可能性大)，那么人体免疫系统就对改变了结构的HA和NA“视而不见”。直到流感痊愈，你终于获得了对新的HA和NA的识别能力，不过很不幸：下一次流感病毒的HA和NA可能又变得让你的免疫系统无法识别了。迄今为止已经发现了15种HA和9种NA。科学家使用HA和NA区别各种流感病毒的身份，例如1968年的“香港型”流感被称作H3N2，2009年的墨西哥流感被称作甲型H1N1流感。类病毒(viroid)，是目前已知最小的可传染的致病因子，比普通病毒简单。类病毒是无蛋白质外壳保护的游离的共价闭合环状单链RNA分子，侵入宿主细胞后自我复制，并使宿主致病或死亡。是专性寄生植物的病原体。×105，是已知的最小RNA卫星环死病毒大小的1/4。1971年首次报道的马铃薯纺锤形块茎病类病毒(PSTV)只有359个核苷酸，最小的草矮生类病毒(HSV)仅含290～300个核苷酸，较大的柑桔裂皮病类病毒(CEV)亦只含371个核苷酸。目前关于类病毒的感染和复制机理尚不清楚。已发现近20种类病毒可引起马铃薯、番茄、黄瓜、柑橘及椰子树等患病减产。朊病毒阮病毒的发现颠覆了人们对病毒的一般认识。病毒是一类个体极微小的生物，它没有细胞结构，其构成也很简单，一般只有蛋白质组成的外壳和由核酸组成的核心。核酸（DNA或RNA）在病毒的遗传上起着重要作用，而蛋白质外壳只对核酸起保护作用，本身并没有遗传性。这是人们对病毒的基本认识。然而，随着人们对一些疾病的深入研究，科学家们发现，还有一类生物与一般病毒不一样，它只有蛋白质而无核酸，但却既有感染性，又有遗传性，并且具有和一切已知传统病原体不同的异常特性。它就是朊病毒。*阮病毒的发现：早在300年前，人们已经注意到在绵羊和山羊身上患的“羊瘙痒症”。其症状表现为：丧失协调性、站立不稳、烦躁不安、奇痒难熬，直至瘫痪死亡。20世纪60年代，英国生物学家阿尔卑斯用放射处理破坏DNA和RNA后，其组织仍具感染性，因而认为“羊瘙痒症”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白质。由于这种推断不符合当时的一般认识，也缺乏有力的实验支持，因而没有得到认同，甚至被视为异端邪说。1947年发现水貂脑软化病，其症状与“羊搔症症”相似。以后又陆续发现了马鹿和鹿的慢性消瘦病（萎缩病）、猫的海绵状脑病。最为震惊的当首推1996年春天“疯牛病”在英国以至于全世界引起的一场空前的恐慌，甚至引发了政治与经济的动荡，一时间人们“谈牛色变”。1997年，诺贝尔生理医学奖授予了美国生物化学家斯坦利·普鲁辛纳（StanleyB.PPrusiner），因为他发现了一种新型的生物——朊病毒（Prion）。“朊病毒”最早是由美国加州大学Prusiner等提出的，在此之前，它曾经有许多不同的名称，如非寻常病毒、慢病毒、传染性大脑样变等，多年来的大量实验研究表明，它是一组至今不能查到任何核酸，对各种理化作用具有很强抵抗力，传染性极强，分子量在2.7万～3万的蛋白质颗粒，它是能在人和动物中引起可传染性脑病(TSE)的一个特殊的病因。人的朊病毒病已发现有4种：库鲁病（Ku-rmm）、克——雅氏综合症（CJD）、格斯特曼综合症（GSS）及致死性家庭性失眠症（FFI）。临床变化都局限于人和动物的中枢神经系统。病理研究表明，随着阮病毒的侵入、复制，在神经元树突和细胞本身，尤其是小脑星状细胞和树枝状细胞内发生进行性空泡化，星状细胞胶质增生，灰质中出现海绵状病变。朊病毒病属慢病毒性感染，皆以潜伏期长，病程缓慢，进行性脑功能紊乱，无缓解康复，终至死亡为特征。对于人类而言，朊病毒病的传染有两种方式。其一为遗传性的，即人家族性朊病毒传染；其二为医源性的，如角膜移植、脑电图电极的植入、不慎使用污染的外科器械以及注射取自人垂体的生长激素等。至于人和动物问是否有传染，目前尚无定论。但有消息说，英国已有两位拥有“疯牛病”牛的农场主死于克—雅氏综合症，预示着人和动物间有相互传染的可能性，这有待于科学家的进一步研究证实。由于朊病毒病目前尚无有效的治疗方法，因此只能积极预防。其方法主要有：①消灭已知的感染牲口，对病人进行适当的隔离；②禁止食用污染的食物，对神经外科的操作及器械进行消毒要严格规范化，对角膜及硬脑膜的移植要排除供者患病的可能；③对有家庭性疾病的家属更应注意防止其接触该病。*疯牛病牛的感染过程通常是：被疯牛病病原体感染的肉和骨髓制成的饲料被牛食用后，经胃肠消化吸收，经过血液到大脑，破坏大脑，使失去功能呈海绵状，导致疯牛病。人类感染通常是因为下面几个因素：食用感染了疯牛病的牛肉及其制品也会导致感染，特别是从脊椎剔下的肉（一般德国牛肉香肠都是用这种肉制成）；某些化妆品除了使用植物原料之外，也有使用动物原料的成分，所以化妆品也有可能含有疯牛病病毒（化妆品所使用的牛羊器官或组织成分有：胎盘素、羊水、胶原蛋白、脑糖）；而有一些科学家认为“疯牛病”在人类变异成“克-雅氏病”的病因，不是因为吃了感染疯牛病的牛肉，而是环境污染直接造成的。认为环境中超标的金属锰含量可能是“疯牛病”和“克-雅氏病”的病因。现在对于疯牛病的处理，还没有什么有效的治疗办法，只有防范和控制这类病毒在牲畜中的传播。一旦发现有牛感染了疯牛病，只能坚决予以宰杀并进行焚化深埋处理。但也有看法认为，即使染上疯牛病的牛经过焚化处理，但灰烬仍然有疯牛病病毒，把灰烬倒在堆田区，病毒就可能会因此而散播。目前，对于这种病毒究竟通过何种方式在牲畜中传播，又是通过何种途径传染给人类，研究的还不清楚。（2）原核生物界：原核生物是由原核细胞构成的但细胞生物，它们自38亿年前在地球上出现以来，迄今在生物圈内分布最广，个体数量最多。特征：无细胞核：无细胞器：没有以膜为基础的细胞器单细胞分类：系统发育上是2个不同的生物类群，但结构基本一致。古细菌（产甲烷、极端嗜盐、超嗜热古细菌和热原体）真细菌（细菌、蓝细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体）古细菌(archaeobacteria)（又可叫做古生菌或者古菌）是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。古细菌代表着地球上生命的极限。具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和e.baidu/view/32163.htm"真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白；此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征，如：细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体，是大自然物质循环的主要参与者。细菌主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等部分构成，有的细菌还有夹膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。绝大多数细菌的直径大小在0.5~5μm之间。可根据形状分为三类，即：球菌、杆菌和螺旋菌（包括弧形菌）。（3）真菌界Fungi： 真核生物是由真核细胞构成的有机体。真核细胞大约在12-16亿年前才在地球上出现，它们由原核细胞进化而来。真菌具有真核和细胞壁的异养生物。其营养体除少数低等类型为单细胞外，大多是由纤细管状菌丝构成的菌丝体。低等真菌的菌丝无隔膜，高等真菌的菌丝都有隔膜，前者称为无隔菌丝，后者称有隔菌丝。在多数真菌的细胞壁中最具特征性的是含有甲壳质，其次是纤维素。常见的真菌细胞器有：细胞核，线粒体，微体，核糖体，液泡，溶酶体，泡囊，内质网，微管，鞭毛等；常见的内含物有肝糖，晶体，脂体等。特征：真核不能光合作用分类：霉菌子囊菌---最大的高等真菌担子菌（蘑菇）半知菌---1/3寄生，主要的致病菌*子囊菌纲常见例子：冬虫夏草Cordycepssinensis，与人参、鹿茸齐名，具有防癌、抗癌功效。特征：寄生真菌，寄生于鳞翅目昆虫（蛾、蝶）的幼虫上。夏秋间孢子侵入蛾的幼虫体内，发育成菌丝体。当幼虫在泥土中过冬，菌丝体继续在虫体内蔓延，取食幼虫组织，最后仅剩下外皮。菌丝体变成坚硬的菌核过冬，到了第二年夏天，菌核长出棒形子座，露出泥土表面。子座頂端胀大，內部形成孢子，孢子成熟后从子座孔射出，再侵袭其他幼虫。（4）植物界Plantae：特征：真核多细胞光合作用分类：藻类植物（Algae）：一般无根茎叶的划分；生殖器官多由单细胞构成；有性生殖形成的合子不发育成胚而直接长成新个体。苔藓植物（Beyophyta）：无花，以孢子繁殖。此类植物代表着从水生逐渐过渡到陆生的类型。蕨类植物（Pteridophyta）：最低级的高等植物。繁盛于石炭纪，当时曾是高达20-30m的高大植物。靠孢子繁衍后代。一些种类可食用、药用和观赏。地球上的优质煤基本上是由石炭纪大型蕨类植物形成的。这些蕨类中的绝大多数已在中生代前灭绝。今天它们的后代多生长在湿润阴暗的丛林里，且多为矮小类型。现只有桫椤是木本高大类型。在距今约1.8亿万年前，桫椤曾是地球上最繁盛的植物,与恐龙一样，同属"爬行动物"时代的两大标志。但经过漫长的地质变迁，地球上的桫椤大都罹难，只有在极少数被称为"避难所"的地方才吁追寻到它的踪影。闽南侨乡南靖县乐主村旁，有一片傻子带邸林。它是中国最小的森林生态系自然保护区。为"世界上稀有的多层次季风性傻子带原始雨林"。在那里有世上珍稀植物桫椤。桫椤名列中国国家一类8种保护植物之首。ike.baidu/view/10151.htm"新西兰是桫椤产地之一。它也是新西兰的国花。种子植物（Spermatophyta）：又可分为种子植物和裸子植物。大多数现有植物。（5）动物界Aminalia：特征：真核、多细胞、异养、无细胞壁、能运动分类：38个门每个物种在分类系统中都有它确定的位置。例如人类在生物界中的分类位置：真核、异养、组织器官发达——动物界 脊索动物门：原脊索动物亚门，脊椎动物亚门脊椎动物亚门包括：软骨鱼纲、硬骨鱼纲、无颌鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲、哺乳动物纲。恒温、热血动物，无羽毛、哺乳、毛发 哺乳动物纲：原兽亚纲、后兽亚纲、真兽亚纲 真兽亚纲包括食虫目、食肉目、灵长目等等 灵长目 人类科 人类属 人类Homosapiens生物分类的依据按照进化上的亲缘关系来进行分类，通常称为自然分类。实际操作中区分亲缘关系远近的依据是什么？起初人们只能依据每个物种的外部形态结构，而外部形态往往变化很大，难以捉摸。植物分类中，着重于依据变化较小的生殖器官---花和种子的形态。动物分类中，通常结合内部构造和生理功能，确定可能的演化关系。后来，遗传学、免疫学、生物化学和分子生物学的研究成果，逐渐被引入分类学中，从而有了更多的系统分类依据。依据抗原抗体反应，依据蛋白质分子的氨基酸序列，依据分子中核苷酸的序列等等。这些分类方法统称为生化分类。生物命名分类和命名是科学的基础。生物系统分类学公认的奠基人是瑞典植物学家林奈（CarlvonLinne，1707-1778）。林奈于1735年出版的“自然系统”，是生物系统分类领域的经典著作。他的突出贡献是提出了一个科学的生物命名法---双名法。过去生物只有俗名，各地依方言命名，很不统一，同名异物和同物异名的情况很多。为克服命名上的混乱，特给每一种生物都定出学名，它是由属名与种名两个名字组成，故称双名制。双名法（binomialnomenclature） 按照双名法，每个物种的科学名称（学名）为拉丁文，由2部分组成，第一部分是属名，名词性质的，第一字母大写；第二部分是种名，形容词性质的，无需大写。种名后应有定名者的姓名，有时可以省略。书面格式中，生物学名应用斜体。这一命名法一直沿用至今。 日本樱花Prunuslannesiana（李属） 美国梧桐Platanusoccidentalis（悬铃木属） 大肠杆菌Escherichiacoli（埃希氏菌属）郁郁葱葱的植物世界我们生活的地球，存在着各种各样的植物。大小、形态结构、寿命和生活习性、营养方式、生态适应和生态习性上各不相同。它们共同组成了千姿百态、五光十色的植物界。什么是植物？植物是能够进行光合作用的陆生多细胞真核生物。高等植物的结构与功能在五界分类系统中将藻类归入原生生物界。而在六界分类系统中将藻类作为低等植物归入植物界。藻类和植物有许多共同之处，也有许多不同之处。是否应属于不同的界尚有争论。本章介绍的植物界仅是高等植物的结果及功能，不包括低等的藻类。高等植物包括苔藓植物（bryophta）、蕨类植物（fern）、裸子植物（gymnosperm）和被子植物（angiosperm）。.1植物在自然界中的作用生物界生存的前提：地球形成初期没有生命。在33-35亿年前出现了蓝藻，有了光合色素，才开始利用光能制造有机物，并释放氧气，使大气中氧气浓度逐渐增加，并慢慢在高空中形成臭氧层，阻挡了太阳紫外线的直接辐射。改变了地球的整个生态环境。没有氧气就没有繁荣的生物界，也没有人类。由此可见，绿色植物在地球上的出现推动了生物界的发展，整个动物界都是直接或间接依靠植物界才得以生存和发展。为生命提供能源（光合作用）地球上所有生物的生命活动所利用的能量最终来自太阳的光能。只有绿色植物才通过光合作用，把光能转变为化学能储藏在光合作用的有机产物中。光合作用产物，如糖类，在植物体内进一步同化为脂类、蛋白质等，通过食物链为人类、动物及各种异样生物提供能源。为生命提供食物，促进自然界物质循环(C、O、N)绿色植物通过吸收、合成、分解、释放，促进了自然界和地球上生物的不断运动和进化。参与土壤的形成，为生物创造栖息场所地球表面土壤的形成，主要来自植物的参与。植物和别的生物死后，尸体经异养微生物分解，部分养料供植物再利用，另一部分形成腐殖质，改善土壤母质理化性质，使土壤成为具有一定结构和肥力的基质。为人类提供纤维、造纸原料、药材和建筑材料等人类生活中很多建筑材料、医药材料、生活用品都取自植物。为人类固沙防风，调节气候及美化生活.2高等植物的结构与功能低等植物： 没有根、茎、叶分化和没有胚的植物类群。以藻类为主。高等植物： 产生了一系列适应陆地生活的特征。陆生植物即指高等植物，包括苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物4大类，从结构与功能方面体现了从低等向高等的进化顺序。下面以被子植物为代表，介绍高等植物的重要结构和功能。苔藓、蕨类和种子植物有了多种组织、按一定的规律构成的器官。这些器官根据其执行的生理功能不同分为营养器官和生殖器官。根、茎、叶三个器官称为营养器官（vegetativeorgans），执行特定的生理功能，它们的活动与物质的吸收、同化、运输和储藏等营养生长有关。植物的营养生长为生殖生长及进一步产生生殖器官奠定物质基础。花、果实、种子称为繁殖器官（reproductiveorgans），与植物的生殖有关。被子植物的器官组成：A、根根（root）—植物体的地下部分，行使固着和支持植物体吸收水分和养分，和其他功能。是植物长期适应陆地生活而发展起来的器官。（1）根的形态按根发生的部位，可以把根分为不定根和定根两大类。定根（normalroot）是从植物体固定的部位长出来的根，包括主根和侧根。主根（mainroot）—由胚根生长出来、植物个体发育中最早出现的根侧根（lateralroot）—由主根长出的根不定根（adventitiousroot）—由胚轴、茎、叶或老根上长出的根。发生的位置不固定。一株植物地下部分所有的根总称为根系（rootsystem）。根据根系的来源和性状分为直根系、须根系。A、直根系：主根明显，主根上生有侧根。固着能力强，有些可以储存糖类等有机物。双子叶和裸子植物，即大多数乔木植物，根系常为此类型。B、须根系：单子叶植物、草本植物多为须根系。在胚轴或茎基部丛生大量的须状根，与土壤的接触表面大。根的变态：根系发育演化成适应各种环境，具有某方面突出功能，形态各异的变态根。 贮藏根 肉质直根→萝卜、胡萝卜 块根→甘薯、大丽菊变态根 气生根 支柱根→榕树， 攀援根→常春藤 呼吸根→水松、红树 寄生根→菟（tù）丝子支柱根：从茎杆上或近地表的茎上长出一些不定根，向下伸入土中，起到支持植物直立生长的作用。寄生根：根发育出的吸器伸入寄主植物的根或茎中获取营养物质。（2）根尖形态与结构根的主要功能之一是吸收水分和营养物质。而根的主要功能部位在根尖（roottip）。从根的顶端到着生根毛的部位叫根尖，包括：根冠（rootcap）分生区（divisionarea）伸长区（elongationarea）成熟区（maturearea）根冠：位于根的先端，由许多排列不规则的薄壁细胞组成帽状的结构套在分生区外方，保护着幼嫩的生长点。外层细胞能分泌多糖类黏液，可防止根尖干燥，使土粒表面润滑，减少摩擦。其外层细胞常遭磨损或解体死亡，而后脱落。但由于其内部的分生区细胞可以不断地进行分裂，产生新细胞，因此根冠细胞可以陆续得到补充和更替，始终保持一定的厚度和形状。根冠控制根的向地性生长。其前端细胞中含有淀粉粒，起着“平衡石”的作用，保证根的向地性生长。生长锥（分生区）：位于根冠上方，长约1～2mm，由排列紧密的小型多面体细胞组成，细胞质浓、核大，属分生组织，具有强热的分裂能力。分生区最前端是原分生组织，其上方为原分生组织衍生细胞形成的初生分生组织。初生分生组织的细胞已有了初步的分化，并形成原表皮、基本分生组织和原形成层三部分。进一步分化，原表皮→根的表皮，基本分生组织→根的皮层，原形成层→维管柱。伸长区：位于分生区上方，长约2～5mm，由分生区细胞分裂而来，细胞分裂已停止，但细胞体积增大，并沿根的纵轴方向显著伸长，由于这段区域是根伸长生长的主要部分，故称伸长区。其细胞一方面迅速长大，另一方面逐步分化成不同组织。伸长区开始出现组织的分化，最早的筛管和导管相继出现，逐渐分化形成根的成熟组织。成熟区（根毛区）：位于伸长区的上方，细胞已停止生长，并多已分化成熟，故称成熟区。成熟区表皮常产生根毛，是根的主要吸收工具，因此也称根毛区。根毛由表皮细胞外壁向外突出延伸而成，不分枝，长约0.08～1.5mm。B、茎茎（stem）是植物体的地上部分，是联系根和叶、花、果实的营养器官。少数茎生于地下（rhizome）。输送矿物元素和水，支撑植物体地上部分的作用。茎的形态变化很大。（1）茎的形态特征茎可分节和节间。节上生叶，具芽。节（node）—茎上着生叶的地方；节间（internode）—两个节之间的部分；芽（bud）—是未展开的枝、花或花序；有顶芽，侧芽，花芽，叶芽等；芽鳞痕—芽鳞脱落后留下的痕迹。在茎周围排成环，可判断枝条的生长年龄；叶痕（leafscar）—落叶后留下的痕迹；叶迹（leaftrace）—高等植物茎的节上长有叶片时，从茎分出进入叶片的维管束称为叶迹；皮孔—为茎与外界交换气体的孔隙。着生叶和芽的茎称为枝条。节间长的枝条称为长枝，常常是营养枝。节间短而密集的称为短枝，常常是开花结果的枝条，又称果枝。（2）茎的分枝茎的分枝是普遍现象，能够增加植物的体积，充分地利用阳光和外界物质，有利繁殖新后代。是茎生长的形式，是芽活动、分裂和生长的结果。各种植物分枝有一定规律。有合轴分枝、假二叉分枝、单轴分枝的不同。单轴分枝：顶芽不断向上生长，成为粗壮主干，各级分枝由下向上依次细短，树冠呈尖塔形。多见于裸子植物，如松杉类的柏、杉、水杉、银杉以及部分被子植物，如杨山毛榉等。合轴分枝：茎在生长中，顶芽生长迟缓，或者很早枯萎，或者为花芽，顶芽下面的腋芽迅速开展，代替顶芽的作用，如此反复交替进行，成为主干。这种主干是由许多腋芽发育的侧枝组成，称为合轴分枝。合轴分枝的植株，树冠开阔，枝叶茂盛，有利接受充分阳光，是一种较进化的分枝类型。大多见于被子植物，如桃、李、苹果、马铃薯、番茄、无花果、桉树等。假二叉分枝：叶对生的植株，顶端很早停止生长，成为两个，开花以后，顶芽下面的两个侧芽同时迅速发育成两个侧枝，很象是两个叉状的分枝，称为假二叉分枝。这种分枝，实际上是合轴分枝的变型，与真正的二叉分枝有根本区别。假二叉分枝多见于被子植物木犀科、石竹科，如丁香、茉莉、石竹等。（3）茎的结构茎尖和根尖一样，具有一定的形态结构特征。茎尖的分生组织细胞不断进行分裂、生长和分化，使茎不断伸长并不断产生新枝叶。茎尖的生长分化过程与根尖基本相似，但茎和根所处的环境和生理功能不同，在形态结构上存在相应的差别。茎尖在分生区前端无类似根冠的结构。茎尖的分区：从顶部向下依次是分生区、伸长区和成熟区。分生区—由原生分生组织和初生分生组织构成伸长区—细胞迅速伸长的区域成熟区—各组织已基本分化成熟，形成茎的初生结构（3）茎的生长习性不同植物的茎在适应外界环境上，有各自的生长方式，使叶能在空间开展，获得充分阳光，制造营养物质，并完成繁殖后代的作用，产生了以下几种主要的类型。直立茎：茎干垂直地面向上直立生长的称直立茎。大多数植物的茎是直立茎，在具有直立茎的植物中，可以是草质茎，也可以是本质茎，如向日葵就是草质直立茎，而榆树则是木质直立茎。缠绕茎：这种茎细长而柔软，不能直立，必须依靠其他物体才能向上生长，但它不具有特殊的攀援结构，而是以茎的本身缠绕于它物上。缠绕茎的缠绕方向在每一种植物中是固定的，有些是向左旋转（即反时针方向）如牵牛、茑萝；有些是向右旋转（即顺时针方向）如忍冬；也有些植物的缠绕方向可左可右，如何首乌。攀缘茎：这种茎细长柔软，不能直立，唯有依赖其他物体作为支柱，以特有的结构攀援其上才能生长。根据攀援结构的不同，可分为以卷须攀援的，如丝瓜、葡萄；以气生根攀援的，如常春藤；以叶柄的卷曲攀援的，如威灵仙；以钩刺攀援的，如猪殃殃；还有以吸盘攀援的，如爬山虎等几种情况。在少数植物中，茎即能缠绕，又具有攀援结构，如葎草。它的茎本身能向右缠绕于它物上，同时在茎上也生有能攀援的钩刺，帮助柔软的茎向上生长。有缠绕茎和攀援茎的植物统称藤本植物。热带亚热带森林里藤本植物特别茂盛，形成森林内的特有景观。平卧茎：茎通常草质而细长，在近地表的基部即分枝，平卧地面向四周蔓延生长，但节间不甚发达，节上通常不长不定根，故植株蔓延的距离不大，如地锦、蒺藜等。匍匐茎：茎细长柔弱，平卧地面，蔓延生长，一般节间较长，节上能生不定根，这类茎称匍匐茎，如蛇莓、番薯、狗牙根等。有少数植物，在同一植株上直立茎和匍匐茎两者兼有，如虎耳草、剪刀股。在这种植物体上，通常主茎是直立茎，向上生长，而由主茎上的侧芽发育成的侧枝，就发育为匍匐茎。有些植物的茎本身就介于平卧和直立之间，植株矮小时，呈直立状态，植株长高大不能直立则呈斜升甚至平卧，如酢浆草。（4）茎的变态地上茎的变态类型叶状茎如昙花、文竹、天冬草等茎卷须如黄瓜、南瓜、葡萄等枝刺如山楂、皂荚等肉质茎如仙人掌等地下茎的变态类型根状茎如竹、姜、莲等块茎如马铃薯等球茎如荸荠、芋、慈菇等鳞茎如洋葱、水仙、百合等C、叶 叶的主要生理功能是进行光合作用和蒸腾作用。（1）叶的形态叶（leaf）—由叶片（blade）、叶柄（petiole）和托叶（stipule）组成。缺少其中之一便是不完全叶。对叶的描述通常包括：叶的形状、叶缘的形状、叶脉的形状、单叶与复叶。是植物分类依据之一。（2）叶片的结构（双子叶植物）叶片多为绿色扁平状，是光合作用和蒸腾作用的场所。叶片的形状、大小虽多种多样，但其内部的结构比较一致，都由表皮、叶肉和叶脉组成。叶片通常有腹面（近轴面）和背面（远轴面）之分。腹面直接接受阳光照射，背面背光，使其背、腹面结构存在差异。叶片结构的三要素：表皮、叶肉和叶脉。 表皮（epidermis）：通常由一层细胞构成，有些一层以上。为叶片表面的一层初生保护组织，通常有上、下表皮之分，上表皮位于腹面，下表皮位于背面。表皮细胞扁平，排列紧密，通常不含叶绿体，外表常有一层角质层。有些表皮细胞常分化形成气孔或向外突出形成毛茸。 叶肉（mesophyll）：同化组织构成，进行光合作用的场所。为表皮内的同化薄壁组织，通常有下列两种。栅栏组织：紧靠上表皮下方，细胞通常1至数层，长圆柱状，垂直于表皮细胞，并紧密排列呈栅状，内含较多的叶绿体。在两面叶或针形叶，栅栏组织亦分布于下表皮上方或整个表皮内侧四周，但亦有一些水生及阴生植物的叶是完全没有栅栏组织的。海绵组织：细胞形状多不规则，内含较少的叶绿体，位于栅栏组织下方，层次不清，排列疏松，状如海绵。 叶脉（vein）：为贯穿于叶肉间的维管束。主脉部分维管束较粗大，侧脉及小脉部分维管束较细小，通常为木质部在上方的有限外韧型，较少为木质部在中间的双韧型。维管束四周主要为薄壁组织，渐靠近表皮则常有厚角组织或厚壁组织，（3）叶的变态 叶的形态容易随生态环境的不同而发生变化，尤其是水分和光照对其影响大。根据植物与水分的关系，可以从叶的形态中反映出旱生植物、中生植物和水生植物。例如：捕蝇草捕虫叶。捕蝇草是北美洲多年生草本植物，是珍奇有趣的食虫植物。叶片为肉质贝壳状夹子，边缘有刚毛。叶缘蜜腺散发甜蜜气味，小虫上钩，触动刚毛，2叶片就在极短的时间内闭合，分泌出消化液将小虫消化。消化干净后叶片再次张开。有人用笔作过实验，能区别生物和非生物。 瓶子草捕虫叶。大西洋等地区的多年生草本植物。无茎，圆筒状叶，绿色。叶内有倒状毛，虫子进去出不来。常见的叶变态有：叶柄叶：即叶片完全退化、叶柄扩大呈绿色叶片状的叶，此种变态叶，其叶脉与其同科植物的叶柄及叶鞘相似，而与其相应的叶片部分完全不同（如阿魏、柴胡）。捕虫叶：即叶片形成掌状或瓶状等捕虫结构，有感应性，遇昆虫触动，能自动闭合，表面有大量能分泌消化液以腺毛或腺体（如茅膏菜）。革质鳞叶：即叶的托叶、叶柄完全不发育，叶片革质而呈鳞片状的叶，通常被覆于芽的外侧，所以又称为芽鳞（如玉兰）。肉质鳞叶：即叶的托叶、叶柄完全不发育，叶片肉质而呈鳞片状的叶（如贝母）。膜质鳞叶：即叶的托叶、叶柄完全不发育，叶片膜质而呈鳞片状的叶（如大蒜）。刺状叶：即整个叶片变态为棘刺状的叶（如豪猪刺）。刺状托叶：即叶的托叶变态为棘刺状，而叶片部分仍基本保持正常的叶（如马甲子）。苞叶：即叶仅有叶片，而着生于花轴、花柄、或花托下部的叶。通常着生于花序轴上的苞叶称为总苞叶，着生于花柄或花托下部的苞叶称为小苞叶称为小苞叶或苞片（如柴胡）。卷须叶：即叶片先端或部分小叶变成卷须状的叶（如野碗豆）。卷须托叶：即叶的托叶变态为卷须的叶（如菝葜）。D、花花（flower）—是被子植物的主要繁殖器官。一朵完整的的花由花梗（pedicel）、花托（receptacle）、花被（perianth）、雄蕊群（anrdoecium）和雌蕊群（gynoecium）组成。其中花梗与花托相当于枝的部分，其余部分相当于枝上的变态叶，常合称为花部(flowerparts)。一朵四部俱全的花称为完全花(completeflower)，缺少其中的任一部分则称为不完全花(incompleteflower)。花梗与花托---营养枝的末端，营养输送通道；花被---花的包被，包括花冠和花萼。花冠为花瓣的总称；花被实质上是一些变态的叶子；雄蕊群---一朵花中常有多枚雄蕊，如向日葵有5枚；雌蕊群---位于花的中央，是花的核心部分。E、果实和种子 子房继续发育成果实，子房壁发育成果皮，子房里的胚珠发育成种子，胚珠里的受精卵发育成胚。（1）果实的外形与结构果实（fruit）—子房经双受精以后发育而形成，果实分为真果和假果两类。是被子植物的主要繁殖器官，是被子植物保护种子和传播种子的器官。真果（truefruit）—果皮由子房壁发育而成的果实。假果（spuriousfruit）—由除子房外的花托、花萼、苞片甚至花序参与形成的果实。中果皮外果皮种子内果皮中果皮外果皮种子内果皮图8.1果实的构造 依果实的来源、结构和果皮的性质不同分为单果、聚合果和聚花果三大类。单果：肉质果：果实成熟时果皮肉质干果：果实成熟时果皮干燥，包括裂果和闭果：裂果果实成熟时果皮干燥开裂；闭果果实成熟时果皮干燥但不开裂。聚合果：由一朵花中许多离生心皮雌蕊形成的果实，为一花多果。（草莓）聚花果：由整个花序发育成的果实，多花多果。（菠萝、无花果、桑）（2）种子的构造种子（seed）—是由胚珠经双受精以后发育而形成。成熟的种子包括：胚（embryo）、胚乳（endosperm）和种皮（seedcoat）。（3）种子的萌发与出苗子叶留土幼苗---萌发时，上胚轴生长迅速，胚芽不久即被推出土面，而下胚轴伸长不多，所以子叶留在土中，和种皮一起直到养料耗尽解体.子叶出土幼苗---萌发时，下胚轴迅速伸长，将子叶和胚芽一起推出土面，形成幼苗，其子叶是出土的，这一萌发方式称为出土萌发；子叶见光后，可产生叶绿体进行光合作用（4）果实和种子的传播果实和种子成熟后，依靠风力、水力、人类和动物的活动及果实自身的弹力进行传播。F、各种植物组织 所有的植物器官基本上都是由各种类型的组织和细胞组成的。组织的概念：形态结构相似、生理功能相同的细胞群。根据功能和形态分为表1所列：表8.1组织的分类分生组织成熟组织原生分生组织薄壁组织初生分生组织保护组织次生分生组织输导组织顶端分生组织机械组织居间分生组织分泌组织侧生分生组织（1）分生组织植物体内具有持续或周期性分裂能力的细胞群称为分生组织。类型：按在植物体上的位置分： 顶端分生组织 侧生分生组织 居间分生组织按发生来源分： 原生分生组织 初生分生组织 次生分生组织（2）成熟组织由分生组织衍生的细胞，经生长、分化，形成的其它各种组织，称为成熟组织。类型：按功能分为 保护组织：表皮、周皮 薄壁组织：叶肉组织中，吸收、同化组织 机械组织：厚角组织、厚壁组织 输导组织：导管、管胞 分泌组织：.3植物的生长和生殖（1）植物的生长---植物的初生生长使植株长高，次生生长使树木长粗植物的生长是由分生组织进行的，顶端分生组织存在于根尖和茎的顶芽和腋芽中。①根的生长：A、根的初生生长由分生组织所造成的使高度增加的生长称为初生生长（primarygrowth）。根的初生结构（通过根毛区作横切面表现的结构称为初生结构），由外至内可分为表皮、皮层和中柱三部分。 表皮：表皮细胞是位于根最外一层生活细胞，其保护作用。是根表面的一层薄壁细胞：长方形，排列紧密；部分表皮细胞外壁向外突起形成根毛，具有吸收和保护功能。皮层：由多层薄壁细胞组成排列疏松，有明显的胞间隙，细胞中储藏有淀粉和其他物质。具储藏横向运输的作用，有的还有通气作用。 维管柱（也称中柱）。内皮层以内所有组织的统称，由4部分组成：初生木质部、初生韧皮部、中柱鞘和薄壁细胞。B、根的次生生长大多数双子叶植物的根，在初生结构的基础上，在中柱会产生维管形成层及木栓形成层，进行细胞分裂、生长和分化，根不断增粗。这种生长过程称为次生生长。次生生长由次生分生组织的活动引发，由次生生长所形成的次生维管组织和周皮所组成的结构，称为次生结构。如果在根尖外的任何部位对根作横切面，可见次生结构从外向内有周皮、初生韧皮纤维、次生韧皮部、维管形成层、次生木质部、初生木质部和髓。②茎的生长：A、茎的初生生长茎的初生构造（双子叶植物）：双子叶植物茎的初生结构主要包括表皮、皮层和维管柱三个部分。表皮（epidermis）：初生茎最外一层细胞构成，具保护作用。由原表皮发育而成；活细胞，通常单层；一般不具叶绿体；或多或少成峡长形；具角质层，具气孔。皮层（cortex）：表皮内维管柱外的几层细胞。皮层薄壁组织细胞中含叶绿体，因此茎呈绿色，可进行光和作用。由基本分生组织发育而成；活细胞，多层；幼茎中近表皮部分的薄壁组织，细胞具叶绿体；一般近球形；水生植物茎皮层的薄壁组织具发达的胞间隙，构成通气组织；水生植物的茎和地下茎一般具有内皮层。维管柱（vascularcylinder或中柱）：主要包括维管束、维管形成层、髓和髓射线等。茎中的维管束同样由初生木质部和初生韧皮部构成。单子叶植物茎中维管束一般散布，无形成层，只有初生结构，茎长成后不再加粗。双子叶植物茎内维管束环状排列，有形成层，次生组织发达。B、茎的次生生长大多数双子叶植物的茎和根一样，在初生结构的基础上，进行次生生长，产生次生结构，也是由维管形成层和木栓形成层的产生及其活动的结果。经过维管形成层和木栓形成层的活动，茎从外到内形成周皮、皮层、初生韧皮纤维、次生韧皮部、维管形成层、次生木质部、初生木质部、髓和髓射线。维管柱由外向内排列顺序是：初生韧皮部、次生韧皮部、维管形成层、次生木质部、初生木质部。多年生茎的次生结构与上述结构有所不同。多年生木本茎外有树皮，内有每年产生的次生木质部，所以它的结构与只形成一次周皮的次生结构不同。木质部是占了绝大部分，而韧皮部（树皮）却占很小部分。从树干横切面观察可以分为树皮、维管形成层和木材部分：树皮广义的概念指茎(老树干)维管形成层以外的所有组织，是树干外围的保护结构，即木材采伐或加工生产时能从树干上剥下来的树皮。由内到外包括韧皮部、皮层和多次形成累积的周皮（见周皮）以及木栓层以外的一切死组织。 在木本植物茎的树皮和木质部之间有一层分裂组织，是维管形成层。木材主要是历年来产生的次生木质部。在木材茎横切面可见到一圈圈的同心环即年轮。又分边材和心材。水分通道是由边材最外边的年轮承担，向里是养分的储藏组织。因此，心材坚硬致密，含水量少，受各种物质浸润而不易腐败。另有春材和秋材之分。春季，气温转暖养料充足，分裂生长加快，细胞个体大，壁薄，质地疏松颜色较浅；秋季，气温渐冷养料减少，分裂生长减慢，细胞个体小，壁厚，质地致密颜色较浅。韧皮部运输糖，木质部运输水和矿物营养。只要树干中心腐烂树木就会死亡吗？不会。剥去全部树皮树木会死吗？会。（2）植物的有性生活周期（参考北大《生命科学导论》P280-283；黄诗笺《现代生命科学概论》P46-49）被子植物有性生殖过程中配子的发生，配子的彼此接近和融合，以及由合子生长发育为植物幼体的整个过程都在花中进行。花粉粒的形成和发育：将外形呈四棱形的花药横切，可见在花药四角的表皮下有一些核较大的孢原细胞，孢原细胞进行有丝分裂所产生的细胞中，靠外层的细胞与花药的表皮共同形成花药的壁，靠内的细胞直接或经几次有丝分裂形成大量的花粉母细胞（小孢子母细胞）。每个花粉母细胞经减数分裂形成4个单倍体的花粉粒。每个单核花粉粒进行一次有丝分裂形成2个细胞，大的称营养细胞，胞质里富含营养物质，供花粉粒继续发育之用；小的称生殖细胞，无细胞壁，完全埋于营养细胞中。成熟前，生殖细胞进行一次有丝分裂形成2个精子，这样成熟的花粉粒含有3个细胞，称为3-细胞型花粉粒。花粉壁上有萌发孔。B、胚囊的形成和发育：胚珠着生在子房壁上，胚珠中心部分是珠心，珠心外围珠被，珠被顶端的小孔为珠孔。胚囊发生在珠心组织中。珠心原是一团薄壁细胞，以后在近珠孔的表皮下，出现一个体积增大的孢原细胞。在不同的植物中，孢原细胞直接发育为胚囊母细胞，或经遗传有丝分裂后，其中一个细胞发育成胚囊母细胞。在大多数被子植物中，胚囊母细胞进行减数分裂产生一列4个单倍体细胞，其中靠近珠孔的3个细胞逐渐退化消失，位于珠心深处的一个发育成单核胚囊。单核胚囊（大孢子）体积增大到一定程度时，细胞核连续进行3次有丝分裂，但每次分裂后并不伴随细胞质的分裂和新壁的产生，于是形成一个具有8个核的胚囊。然后，胚囊中近珠孔的3个核各自由一团细胞质和一薄层细胞膜包围形成3个细胞，中间1个较大的为卵细胞，另外2个为助细胞；远珠孔端的另三个核发展为反足细胞，中央的2个核（极核）形成一个中央细胞。这就形成了含7个细胞的8核成熟胚囊。C、双受精过程：受精：花粉落到柱头上以后，在柱头上黏液的刺激下开始萌发，长出花粉管，花粉管穿过花柱，进入子房，一直到达胚珠。花粉管中的精子随着花粉管的伸长而向下移动，最终进入胚珠内部，胚珠里面有卵细胞，它跟来自花粉管的精子结合，形成受精卵。当花粉落到成熟的柱头上，柱头往往会分泌粘性物质，附着落在柱头上的花粉粒，促进花粉萌发。花粉萌发时，花粉壁逐渐膨胀，自一个萌发孔向外凸出形成花粉管，花粉管穿过柱头，沿着花柱向子房方向生长。在生长过程中，花粉粒内的营养核和生殖核移入花粉管的前端，生殖核在花粉管中进行有丝分裂形成2个精子。花粉管通过花柱进入子房直达胚珠，再穿过珠孔进入珠心，最后到达胚囊。到胚囊后，花粉管的末端破裂，营养细胞及2个精子进入胚囊。营养细胞很快解体，2个精子中一个与卵融合成合子（受精卵，2n），另一个与极核融合形成受精极核（3n），并发育成胚乳。受精卵经过短期的休眠和细胞分裂发育成胚。胚和胚乳的形成经历着复杂的基因调控过程。这种由2个精子分别与卵细胞和极核融合的现象成为双受精（doublefertilizalion）。D、种子和果实的形成：受精完成后，花瓣、雄蕊以及柱头和花柱都完成了“历史使命“，因而纷纷凋落。惟有子房继续发育，最终成为果实。其中子房壁发育成果皮，子房里面的胚珠发育成种子，胚珠里面的受精卵发育成胚。植物的运动（1）植物运动的向性根的向地生长，因细胞中含淀粉粒，平衡石的作用。向重性---重力矢量方向上发生生长反应的现象。初生根正向重性，即顺重力方向生长。向光性---受单方向光照引起生长弯曲的现象。由于生长素浓度差异引起的（生长抑制剂浓度差异引起）。（2）植物运动的感性感夜性---白天叶片张开，夜间合拢或下垂。例如，大豆、花生、合欢等。原因：白天叶基吸水膨胀，夜间失水。感震性---含羞草。叶基部失水萎蔫。高等植物的分类陆生植物包括苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物4大类，从结构与功能方面体现了从低等向高等的进化顺序。植物界的分类还有很多争议的地方，例如蕨类植物与裸子植物有时又被分为若干各门。这里采用一个较粗略的分类方法，只把植物分成四个主要植物门。表8.2高等植物各类群的主要特征植物类型繁殖方式维管束有无胚的有无营养方式苔藓孢子无有自养蕨类孢子有有自养裸子种子有有自养被子种子有有自养*应该了解的名词：在植物世代交替的生活史中，产生孢子和具2倍数染色体的植物体。由受精卵（合子）发育而来。苔藓植物的孢蒴及其附属结构（蒴柄和基足）、蕨类和种子植物的习见植物体都是孢子体。苔藓植物的孢子体不能独立生活，寄生在配子体上。蕨类植物孢子体发达，占优势地位，配子体也能独立生活，但生活期很短。种子植物的孢子体占绝对优势，配子体非常简化，不能独立生活，寄生在孢子体上。配子体（gametophyte）：在植物世代交替的生活史中，产生配子和具单倍数染色体的植物体。苔藓植物配子体世代发达，习见的植物体为其配子体，孢子体寄生在它上面。蕨类植物的配子体称原叶体，虽能独立生活，但生活期短，跟孢子体相比，不占优势地位。种子植物的配子体即花粉粒和胚囊，仅由很少细胞组成，不能独立生活，寄生在孢子体上。形成配子并进行繁殖的世代称为配子世代，配子世代的生物体称为配子体。一般动物配子体为双倍体（2n），植物配子体为单倍体（n）。孢子体sporophyte，sporogon（苔藓）产生孢子进行无性生殖的世代称为孢子体世代（sporophyticgeneration），这个世代的生物体称为孢子体。在孢子形成中，一般伴有减数分裂。与此相反，形成配子进行有性生殖的，则分别称为配子世代和配子体。孢子体（核相2n）和配子体（核相n），在生活史上交替出现的现象，称为世代交替。孢子体和配子体的形态有完全相同的，也有显著不同的。苔藓植物和维管植物均属于后者。此外，F．Mocwus（1940），曾把浒苔属（Enteromorpha）产生游动孢子的孢子体，放在配子体的研磨液中，结果发现产生具有2根鞭毛的配子而不是具有4根鞭毛的游动孢子。统观整个生物界，其具有高级的形态和机能者，不是配子体，而是孢子体（动物、维管植物、褐藻类），这可能是与核相具有2倍染色体有关。是指如苔藓类中，尤其是孢子囊为大形的，以至植物体几乎为孢子囊所占有的孢子体而言。小孢子microspore在孢子分大小两形时其小形者称为小孢子。在蕨类植物，小孢子囊中产生32个或64个小孢子，可萌发形成极度退化的由几个细胞构成的雄性原叶体。水生蕨类的槐叶萍（Salvinianatans）、满江红（Azol-laimbricata）的小孢子，在小孢子囊内萌发时，可产生由四个营养细胞、两个精子器构成的雄性原叶体，由于生长的压力，孢子壁破裂而一部分裸露出来。另外/view/13850.htm"被子植物和裸子植物花药内的各花粉四分体也称为小孢子，它们将来发育成与雄性原叶体相同的花粉粒，因此认为它是相当于蕨类植物的小孢子。大孢子megaspore孢子有大小两型其大形者称为大孢子。产生于大孢子囊中。在/68213.htm"蕨类植物，大孢子萌发后成退化的雌性原叶体。另外，被子植物及裸子植物的胚囊细胞，产生与蕨类植物的雌性原叶体相同的胚囊故也称大孢子。.1苔藓植物(Bryophyta)（1）特点：小型非维管高等植物；有类似茎、叶的分化；生殖器官为多细胞结构，具不育壁层；受精卵发育为胚；生活史中具明显的世代交替，配子体世代占优势，孢子体寄生于配子体上。（2）分布与生境：23000种左右，遍布世界各地；多陆生，极少水生；多生阴湿环境，树干、树叶，有些生裸露岩面；南极大陆非常繁茂；对SO2敏感，可作大气污染的监测植物。SO2对森林植物的危害。SO2是主要的大气污染物之一，是我国当前大气污染中最主要的污染物。SO2的主要来源是矿物质的燃烧。煤中含硫0.5％～5％，石油中含硫0.5％～3％，燃烧后被氧化成SO2，排放到大气中。苔藓对大气污染物的反应相当敏感。在具体监测方法上，主要是根据苔藓的分布状况绘制大气污染图。例如日本学者通过对东京周围苔藓的分布调查，将所发现的21种苔藓分面分成了深入市中心的种、扩展到郊区的种、在多尘地区特别丰富的种和仅在农村才见分布的种等四个生态类群，然后根据苔藓分布状况，将本地区分成了五个带，各带的大气污染程度各不相同，若将这些结果再绘制到地图上，即是本地区大气污染图。（3）苔藓植物的分类苔藓植物约有2万3千余种，我国约有2,200多种。通常苔藓植物门分为苔纲(Hepaticae)和藓纲(Musci)。1953年美国苔类学家休斯特（Schuster）根据原属于苔纲的角苔目（Anthocerotales）在形态构造上与苔纲和藓纲的显著差别，以及在系统演化上占有的独特位置，而将其提升为纲，称为角苔纲（Anthocerotae），从而把苔藓植物门分为3纲。（4）苔藓植物的代表种类（略）地钱(MarchantiapolymorphaL.)蛇苔(Conocephalumconicum）葫芦藓（funariahygrometrica）泥炭藓（Sphagnumpalustre）（5）经济作用：自然界中苔藓植物是植物界的拓荒者之一，具有很大的吸水和适湿特性，对防止水土流失和对植物群落的初生演替具很重要的意义。对环境变化的敏感性较强，常作为环境监测的指示植物。近年在日本的寺庙或庭院栽种苔藓构成翠绿的苔地(mosscarpet)或结合造园技术，配以假山、砖石，构成苔园（mossgarden)供观赏已极为流行。另外，在医药和园艺等领域的运用将越来越广泛。.2蕨类植物(Pteridophyte)（1）特点：陆生、淡水生和附生；植物体（孢子体）有根、茎、叶的分化，内有维管组织；有明显的世代交替现象，孢子体比配子体发达，均能独立生活。（2）生境和分布：最早的蕨类植物化石发现于4亿年前的志留纪晚期，繁盛于石炭纪。现存12000种,国产2600种,云南1000余种，分布广泛：平原、草地、沟溪、山地、林下、淡水中热带和亚热带地区种类和数量均多。维管组织分化程度不高，受精过程离不开水，对陆生环境的适应还不完善，仍生活在沟谷和阴湿的环境中（3）分类：根据著名的蕨类植物分类学家秦仁昌分类系统，蕨类植物门分5个亚门：松叶蕨亚门、石松亚门、水韭亚门、楔叶亚门、真蕨亚门。现今最繁盛的是真蕨亚门的植物。（4）蕨类植物的代表种：（略）蕨桫椤Alsophilaspinulosa(Wall.exHook.)Tryon

（5）经济意义可以入药：石松、金毛狗、骨碎补、贯众、蕨等可以食用：蕨、紫萁、荚果蕨等指示植物： 土壤指示植物：铁线蕨为强钙性土壤指示植物 气候指示植物：桫椤为热带亚热带指示植物 矿物指示植物：木贼科某些种可为金矿的指示植物工业用途：石松孢子可用于火箭等突然起火的燃料农业用途：满江红为优质绿肥观赏：铁线蕨、桫椤、肾蕨、巢蕨、鹿角蕨等.3裸子植物（Gymnospermae）裸子植物是种子植物中较低级的一类。具有颈卵器，又属颈卵器植物，又是能产生种子的种子植物。但它们的胚珠外面没有子房壁包被，不形成果实，种子是裸露的，故称裸子植物。孢子体即植物体，极为发达，多为乔木，少数为灌木或藤木（如热带的买麻藤），通常常绿，叶针形、线形、鳞形，极少为扁平的阔叶（如竹柏）。大多数次生木质部只有管胞，极少数具导管（如麻黄），韧皮部只有筛胞而无伴胞和筛管。大多数雌配子体有颈卵器，少数种类精子具鞭毛（如苏铁和银杏）。裸子植物出现于m/view/10868.htm"古生代，中生代最为繁盛，后来由于地史的变化，逐渐衰退。现代裸子植物约有约有800种，隶属5纲，即苏铁纲、/372315.htm"银杏纲、松柏纲、红豆杉纲和买麻藤纲，9目，12科，71属。我国有5纲，8目，11科，41属，236种及一些变种和栽培种。裸子植物很多为重要林木，尤其在北半球，大的森林80％以上是裸子植物，如落叶松、冷杉、tm"华山松、云杉等。多种木材质轻、强度大、不弯、富弹性，是很好建筑、车船、造纸用材。苏铁叶和种子、银杏种仁、松花粉、松针、松油、麻黄、侧柏种子等均可入药。落叶松、云杉等多种树皮、树干可提取单宁、挥发油和树脂、松香等。htm"刺叶苏铁幼叶可食，髓可制西米，银杏、华山松、红松和榧树的种子是可以食用的干果。（1）特点：陆生。孢子体发达，有根、茎、叶的分化和次生生长，多年生木本植物，多为高大乔木。有明显的世代交替现象，配子体寄生在孢子体上。开始有花的雏型﹐但不及被子植物的复杂﹐称为球花﹐单性﹐不具花被。胚珠外面没有子房壁包被，不形成果实，产生种子，种子是裸露的。叶多为针形条形或鳞片形。（2）分类及代表种：A、铁树纲常绿木本，茎粗壮，常不分枝叶螺旋状排列营养叶大型、羽状深裂，集生于枝顶雌雄异株 1目3科11属209种，分布于热带、亚热带地区我国1科1属15种。代表种：苏铁CycasrevolutaThunbB、银杏纲落叶乔木枝条有长、短枝之分叶扇形，先端2裂或波状缺刻，具叉状脉序叶在长枝上散生，在短枝上簇生球花单性，雌雄异株精子具多数纤毛种子核果状仅存1种代表种：银杏GinkgobilobaL.C、松柏纲乔木，稀灌木，茎有长短枝之分茎髓部小，次生木质部发达，具树脂道叶单生或成束，针形、鳞形、钻形、线形或刺形，叶表具厚角质层及下陷气孔孢子叶球单性，孢子叶常排列成球果状花粉有气囊或无气囊，精子无鞭毛球果种鳞与苞鳞离生、半合生或完全合生种子有翅或无翅，胚乳丰富，子叶2~10枚 4科约400种，是现代裸子植物数目最多，分布最广，经济价值最大的一个类群表8.3松科、杉科和柏科特征