高中生物竞赛辅导---植物模块
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植物学绪论一、植物界(一)生物的分界林奈最早将生物界分为两界系统,包括动物界和植物界。
以后相继分为三界系统,即动物界、植物界和原生生物界。
四界系统,即动物界、植物界和原生生物界(或真菌界)和原核生物界。
五界系统,即动物界、植物界、真菌界、原生生物界和原核生物界。
我国学者提出六界系统,即非胞生物界(类病毒和病毒)、动物界、植物界、菌物界(真菌界)、原生生物界和原核生物界。
(二)植物界的主要类群和分布植物界通常划分为七个大类群,即藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物。
它们的体形大小、形态结构、寿命长短、生活方式和生活场所各不相同,共同组成了形形色色的植物界。
种子植物根据茎干质地分为木本植物和草本植物两大类型:1.木本植物:茎内木质部发达、木质化组织较多、质地坚硬,系多年生的植物。
因茎干的形态,又可分为乔木、灌木和半灌木三类。
(1)乔木:植株一般高大,主干显著而直立,在距地面较高处的主干顶端,由繁盛分枝形成广阔树冠的木本植物。
如玉兰、泡桐、杨、榆、松、柏、水杉、桉等。
(2)灌木:植株较矮小,无显著主干,近地面处枝干丛生的木本植物,如大叶黄杨、迎春、紫荆、木槿、南天竺、茶等。
灌木和乔木的区别是生长型的不同(不是内部结构的不同)。
(3)半灌木:外形类似灌木,但地上部分为一年生,越冬时枯萎死亡的木本植物,如金丝桃、黄芪和某些蒿属植物。
2.草本植物:茎内木质部不发达、木质化组织较少、茎干柔软,植株矮小的植物。
因植株生存年限的长短,又可分为一年生、二年生和多年生三类。
(1)一年生植物:水稻、玉米、高粱、大豆、黄瓜、烟草、向日葵等。
(2)二年生植物:白菜、胡萝卜、菠菜、冬小麦、洋葱、甜菜等。
(3)多年生植物:薄荷、菊、鸢尾、百合等。
3.无论木本植物或草本植物,凡茎干细长不能直立,匍匐地面或攀附他物而生长的,统称藤本植物。
1)木质藤本:葡萄、紫藤等。
2)草质藤本:牵牛、茑萝等。
(三)植物在自然界中的作用1.植物的光合作用和矿化作用①光合作用:绿色植物细胞内的叶绿体,能够利用光能,将简单的无机物(即二氧化碳和水)合成为碳水化合物的过程称为光合作用。
专题十六:植物的生殖和发育[竞赛要求]1.生殖(包括蕨类和苔藓)无性生殖(无性繁殖系的形成)有性生殖2.花的结构3.传粉4.双受精5.种子植物、蕨类和苔藓的世代交替6.减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ[知识梳理]生殖的类型:有两大类一、无性生殖一切不涉及性别,没有配子参与、没有受精过程的生殖。
这在生物界很普遍。
1.裂殖:细胞一分为二。
单细胞生物中常见, 如细菌、草履虫、眼虫等。
2.芽殖:水螅和酵母中常见。
母体一定部位出芽,分裂后的子核移入芽中。
旺盛生长时, 可成一串。
3.孢子生殖:真菌,藻类营养体产生孢子→度过不良环境。
4.再生作用:生物修复损伤的一种生理过程。
再生作用可以产生新的个体。
如插条发育为新植物。
例子:(1)鞭毛藻:群体鞭毛藻:脱离群体的单个细胞可发育成新群体(脱离后发育程序重新启动),而失去细胞的群体不能恢复(发育程序已固定)。
(2)伞藻:海生绿藻,单细胞,有假根、茎、叶(伞)三部分组成。
核位于假根中。
伞藻是细胞学、遗传学、生物化学研究中的一种很好的实验材料。
很多基础的遗传学、生物化学研究工作是在其上做的。
伞藻的再生能力很强。
独立的根可再生出茎、伞,继续生活,独立的茎可再生出伞和根,但由于缺少细胞核,最终死去。
(3)高等植物的营养生殖:营养体的一部分根、茎或叶来繁殖新个体。
有些植物主要靠营养繁殖,如竹子、水仙、马铃薯等。
人工繁殖扦插、压条、嫁接等,还有组织培养也属于营养生殖。
二、有性生殖两个性细胞,即配子(大小相似)或精子(小)和卵(大)融合为一,成为合子或受精卵,再发育成新的一代。
1.减数分裂:配子(或精子和卵)由配子母细胞减数分裂产生。
特点是DNA复制一次,而母细胞连续分裂两次,结果产生的细胞是单倍体的。
(1)过程减数第一次分裂:前期I:同源染色体配对,形成四分体。
每对染色体之间形成一个特殊结构,称为联会丝复合体。
染色体缩短变粗后,可看到在同源染色体的非姐妹染色体单体之间形成交叉,发生染色体片段的互换,结果每一条染色单体就不再是原来的染色单体了,而已含有对方的基因成分。
《植物生理》奥赛辅导讲义竞赛基本要求一、种子植物形态解剖(一)植物组织:1、植物组织的概念和类型2、分生组织3、成熟组织4、维管组织和维管束(二)种子和幼苗:1、种子的结构和类型2、种子的萌发和幼苗的形成(三)种子植物的营养器官1、根的结构(内皮层、初生结构和次次生结构)2、茎的结构(维管束、初生结构和次次生结构)3、叶的结构与气孔功能4、根、茎、叶的变态(四)种子植物的繁殖器官1、花的结构(花程式和花图式)2、种子和果实的形成,及果实的种类二、植物生理(一)植物的水分代谢1、植物吸水的部位及方式2、植物细胞渗透吸水原理(水势)3、植物体内水分的散失4、外界条件对蒸腾作用的影响5、蒸腾作用原理在生产上的应用(二)植物的矿质代谢1、植物必需的矿质元素及其主要生理作用2、根吸收矿质元素的过程3、植物根系吸收矿质元素的特点4、植物体内无机养料的同化5、矿质元素在植物体内的运输和利用(三)植物的光合作用1、光合作用的概念及其重大意义2、光合作用的场所和光合色素3、光合作用的全过程(光系统Ⅰ和光系统Ⅱ)4、C3和C4植物的比较(光呼吸)5、绿色植物与光合细菌的光合作用的比较6、外界条件对光合作用的影响(饱和点、补偿点)7、光合作用的原理在农业生产中的应用(四)植物体内物质的运输1、径向运输系统2、轴向运输系统3、物质的运输形式和动力(五)抗逆生理(抗旱、抗寒等)(六)植物的呼吸作用1、呼吸作用的类型和过程2、植物体各部分的呼吸强度比较3、外界条件对呼吸作用的影响4、呼吸作用的生理意义5、呼吸作用的原理在农业生产中的应用6、呼吸作用与光合作用的关系(七)植物生命活动的调节1、生长素类2、赤霉素类3、细胞分裂素类4、脱落酸5、乙烯(八)植物开花的机理及其应用1、植物的花前成熟2、低温和花诱导3、光周期和花诱导4、春化和光周期理论在生产中的应用5、其他条件对植物开花的影响(九)植物的生长、发育和生殖1、顶端分生组织和形成层2、无性生殖、有性生殖3、双受精作用、胚的发育和胚乳的发育4、种子植物、蕨类植物和苔藓的世代交替(生活史)三、植物系统分类(了解到科、目、纲、亚门和门)(一)藻类植物1、蓝藻门2、绿藻门3、红藻门4、褐藻门(二)菌类植物1、细菌门2、粘菌门3、真菌门(三)地衣植物1、概述(四)苔藓植物1、概述2、苔纲3、藓纲(五)蕨类植物1、概述2、石松亚门3、木贼亚门4、真蕨亚门5、蕨类植物的起源与演化6、蕨类植物的经济价值(六)种子植物——裸子植物1、概述2、苏铁纲3、银杏纲4、松柏纲5、裸子植物的起源与演化(七)种子植物——被子植物1、概述2、双子叶植物纲和单子叶植物纲的10个重点科(十字花科、豆料、菊科、蔷薇科、锦葵科、茄科、葫芦科、芸香科、禾本科、百合科等的特征及花程式、花图式)3、被子植物的起源与系统发育辅导基本内容:(一)植物的水分代谢植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程,称为植物的水分代谢。
第四章植物的呼吸作用一、教学时数计划教学时数 7 学时。
其中理论课 4 学时,实验课 3 学时。
二、教学大纲基本要求1. 了解呼吸作用的概念及其生理意义;2. 了解线粒体的结构和功能;3. 熟悉糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸循环等呼吸代谢的生化途径;4. 熟悉呼吸链的概念、组成、电子传递多条途径和末端氧化系统的多样性;5. 了解氧化磷酸化、呼吸作用中的能量代谢和呼吸代谢的调控;6. 了解呼吸作用的生理指标及其影响因素;7. 掌握测定呼吸速率的基本方法;8. 了解种子、果实、块根、块茎等器官的呼吸特点和这些器官贮藏保鲜的关系,9. 了解呼吸作用和光合作用的关系。
三、教学重点和难点( 一 ) 重点1 .有氧和无氧两大呼吸类型的特点、反应式、生理意义和异同点;2 .主要呼吸途径的生化历程:糖酵解、酒精发酵、乳酸发酵、三羧酸循环和戊糖磷酸途径等;3 .呼吸链的组成、氧化磷酸化和呼吸作用中的能量代谢;4 .外界条件对呼吸速率的影响:温度、氧气、二氧化碳、水分;5 .种子的安全贮藏及呼吸作用、果实的呼吸作用。
( 二 ) 难点1 .呼吸代谢的生化途径;2 .氧化磷酸化机理;3 .呼吸代谢的调节。
本章内容提要呼吸作用是高等植物的重要生理功能。
呼吸作用的停止,就意味生物体的死亡。
呼吸作用将植物体内的物质不断分解,提供了植物体内各种生命活动所需的能量和合成重要有机物质的原料,还可增强植物的抗病力。
呼吸作用是植物体内代谢的中心。
呼吸作用按照其需氧状况,可分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
在正常情况下,有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式,但至今仍保留着无氧呼吸的能力。
呼吸代谢通过多条途径控制其他生理过程的运转,同时又受基因和激素、环境等通过影响酶活性所控制。
呼吸代谢的多样性是植物长期进化中形成的一种对多变环境的适应性表现。
EMP-TCAC是植物体内有机物质氧化分解的主要途径,而PPP、GAC途径和抗氰呼吸在植物呼吸代谢中也占有重要地位。
高中生物竞赛辅导讲座第三讲植物生理一、竞赛中涉及的问题根据最新国际生物学奥林匹克竞赛(IBO)纲要和全国中学生生物学竞赛大纲(试行)要求,有关植物生理学的内容主要包括:水分、矿质营养的吸收和运输;光合作用;呼吸作用;蒸腾作用;生长和发育,激素;生殖。
上述内容中,原中学生物教学大纲中已有的不再重复,只对其他一些在竞赛中经常遇到但又难于理解的内容作些简要的分析或说明。
(一)水分的吸收、运输1、自由能和水势当把一小块高锰酸钾结晶投入到一盛有纯水的烧杯中时,高锰酸钾分子会迅速地由结晶处向烧杯中的其他地方迁移。
这种迁移之所以能够发生,完全是由于结晶与烧杯中的其他地方存在着化学势差的结果。
化学势就是在恒温恒压条件下,一摩尔的物质分子所具有的自由能,自由能则是在恒温恒压条件下能够用于做功的能量。
所以化学势就是指物质分子能够用于做功的能量的度量。
其大小与物质的浓度或纯度呈正相关关系,并且能够指示物质分子发生反应或产生运动的方向和限度。
在上述系统中,高锰酸钾分子迁移消耗的就是高锰酸钾分子的化学势或者说就是高锰酸钾分子的自由能。
正因为如此,高锰酸钾分子也只能由化学势较高的结晶向化学势较低的其他地方迁移,直到烧杯各处高锰酸钾的化学势都相等为止。
这种物质分子顺着化学势梯度或浓度迁移的现象就叫扩散。
化学势用μ来表示,单位是耳格/摩尔或达因厘米 / 摩尔。
在上述系统中高锰酸钾分子扩散的同时,水分子也在扩散,消耗的是水的化学势,是水中能够用于做功的能量度量。
其大小当然能够指示水分子发生反应或产生运动的方向和限度,包括植物体内的水分运动。
但是,任何物质分子的化学势的绝对值并不容易测定,水的化学势亦如此。
我们通常所说的水的化学势实际上是一个差值,是系统中水的化学势与0℃、1、013105 Pa下纯水的化学势之差。
尽管纯水的化学势的绝对值也不易测定,但人们可以规定一个值来作为纯水的化学势,其他溶液的水的化学势就通过与纯水的化学势的值进行比较而得到。
高中生物竞赛辅导(植物部分)上1.定根:发生于植物体的固定部位,包括主根(胚根发育而成)和侧根。
2.不定根:除定根以外的其它根,发生位置不固定,如茎(玉米)、胚轴(小麦)、叶(落地生根)、老根上都有可能发生。
根系:一株指植物地下所有根的总和。
须根系:主要由不定根组成的根系(单子叶植物)直根系:由主根+各级侧根组成(裸子植物、大部分双子叶植物)。
根的变态贮藏根肉质直根萝卜块根甘薯、大丽菊气生根支柱根榕树攀援根常春藤呼吸根水松、红树寄生根菟丝子叶的主要功能是光合作用和蒸腾作用,有些植物的叶还有吸收、营养繁殖的功能。
异形叶:同一植株上具有不同叶形的现象。
叶的变态:叶卷须、叶刺、捕虫叶叶的发育1.叶原基的发生茎的顶端分身组织的一定部位,产生许多侧生的突起,这些突起就是叶分化的最早期,即叶原基.叶原基的产生是生长点一定部位上的表皮细胞(原套),或表皮下的一层或几层细胞(原体)分裂增生所形成的.叶的结构㈠被子植物叶的一般结构叶柄的结构与茎的初生结构相似。
叶片的结构分为表皮、叶肉、叶脉三部分。
1、表皮叶表面的初生保护组织,由表皮细胞、气孔器和表皮毛等附属物组成。
表皮常由一层生活细胞组成,不含叶绿体,也有的由多层细胞组成称为复表皮。
表皮细胞是不规则的扁平细胞,侧壁凹凸不齐,彼此紧密镶嵌在一起,外壁较厚,常角质化,并有角质层。
•气孔器:双子叶植物的气孔由两个肾形的细胞围合而成,这两个细胞称保卫细胞,其间的间隙称气孔。
有些植物在保卫细胞之外,还有较整齐的副卫细胞(如甘薯)。
2、叶肉由含大量叶绿体的薄壁细胞组成,是叶进行光合作用的主要部分。
根据叶肉分化的情况不同,可分为异面叶和等面叶:异面叶的叶肉分化为栅栏组织和海绵组织,栅栏组织近上表皮,含叶绿体多;海绵组织近下表皮,排列较疏松,细胞含叶绿体较少。
等面叶的叶肉不分化为栅栏组织和海绵组织,或上、下表皮内侧均有栅栏组织,中部为海绵组织。
(1)栅栏组织:为一列或几列长筒形有棱的薄壁细胞,其长轴与上表皮垂直相交呈栅栏状排列。
17植物的结构和生殖17.1植物的结构和功能17.1.1什么是植物1.植物界的四大种类型——苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物。
2.多细胞藻类与植物的区别:(1)最大区别——水生与陆生。
(2)藻类与植物的另一重要区别在于生殖器官。
3.上陆的植物对陆地生活的适应是出现角质膜(解决失水的问题)和气孔(解决透气的问题),同时生殖细胞的形状和受精方式和胚的发育发生了一定的变化。
4.上陆植物有了根、茎、叶的分化,使茎叶系统和根分别适应空气和土壤两种不同性质的介质,这就需要维管组织执行运输功能。
维管组织由木质部和韧皮部构成。
木质部负责运输水和无机盐,由死细胞构成;韧皮部负责运输糖类等有机物,由活细胞构成。
藻类和苔藓植物没有维管组织。
5.植物的定义:适应于陆地生活的能进行光合作用的多细胞真核生物,由根茎叶组成,表面有角质膜和气孔以及输导组织,雌、雄配子外有配子囊,胚在配子囊中发育。
6.被子植物分为两大类——单子叶植物与双子叶植物。
单子叶植物胚含1片子叶,主叶脉平行,维管束散状排列,花3数,根为须根系;双子叶植物胚含2片子叶,主叶脉网状,维管束环状排列,花4或5数,根为直根系。
大多数被子植物为双子叶植物。
29.1.植物可能由绿藻进化而来1.绿藻与维管植物有许多同源性状:(1)二者的叶绿体所含的色素是相同的;(2)细胞壁都以纤维素作为主要的组成成分;(3)都是以淀粉形态贮存糖类;(4)在细胞分裂中都是由来自高尔基体的小泡形成的板分隔细胞;等等。
29.1.1在植物的生活史中存在着孢子体和配子体两种世代的交替1.植物的生活史中,存在着两种多细胞个体,单倍体的配子体与二倍体的孢子体。
雌雄配子体(n)经过有丝分裂形成配子(n);雌雄配子通过受精作用形成合子(2n)合子通过有丝分裂形成二倍体的孢子体(2n);二倍体的孢子体通过减数分裂产生孢子(n);孢子发育为配子体;完成一个生命周期。
29.1.2植物界几个主要类型的进化关系1.原始多细胞绿藻在进化中演变出两支——现代意义上的苔藓植物和维管植物。
第一章植物形态解剖一、基础知识在中学生物教学大纲中,已经简单介绍了种子植物根、茎、叶、花、果实和种子的基本结构。
根据国际生物学奥林匹克竞赛(IBO)纲要和全国中学生生物学竞赛大纲(试行)的要求,有关种子植物组织和器官解剖的知识在各级竞赛中均要求掌握并能灵活运用,因此必须在原有的中学基础上拓展和提高。
现分述如下:(一)植物的组织1.分生组织是由具分裂能力的细胞组成,位于植物生长的部位,根和茎的生长和加粗都与之有直接关系。
组成分生组织的细胞,其主要特点是:细胞体积较小,排列紧密,壁薄,细胞核相对较大,细胞质较浓,一般没液泡或仅有分散的小液泡。
根据分生组织在植物体中的位置,可分为顶端分生组织、侧生分生组织和居间分生组织。
(1)顶端分生组织:位于茎与根主轴的和侧枝的顶端,它们的分裂活动可以使根和茎不断伸长,并在茎上形成侧枝和叶,使植物体扩大营养面积。
茎的顶端分生组织最后还将产生生殖器官。
(2)侧生分生组织:位于根和茎的侧方周围部分,靠近器官的边缘。
它包括形成层和木栓形成层。
形成层的活动能使根和茎不断增粗,以适应植物营养面积的扩大。
木栓形成层的活动是使长粗的根、茎表面或受伤的器官表面形成新的保护组织。
侧生分生组织主要存在于裸子植物和木本双子叶植物中。
草本双子叶植物中的侧生分生组织只有微弱的活力或根本不存在,在单子叶植物中侧生分生组织一般不存在,因此,草本双子叶植物和单子叶植物的根和茎没有明显的增粗生长。
(3)居间分生组织:是夹在多少已经分化了的组织区域之间的分生组织,它是顶端分生组织在某些器官中局部区域的保留。
典型的居间分生组织存在于许多单子叶植物的茎和叶中,如水稻、小麦等禾谷类作物,在茎的节间基部保留居间分生组织,所以当顶端分化成幼穗后,仍能借助于居间分生组织的活动,进行拔节和抽穗,使茎急剧长高。
葱、蒜、韭菜的叶子剪去上部还能继续伸长,这也是因为叶基部的居间分生组织活动的结果。
落花生由于雌蕊柄基部居间分生组织的活动,而能把开花后的子房推入士中。