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绪论 1

第一节 植物在自然界和人类生活中的意义 1

第二节 植物在生物分界中的地位 2

一、林奈的两界系统 2

二、海克尔的三界系统 2

三、魏泰克的四界和五界系统 3

四、六界和八界系统 5

五、三域系统 5

六、中国学者对生物分界的意见 6

第三节 植物生物学的研究对象以及学习植物生物学的重要意义 7

一、植物生物学及其研究对象 7

二、学习植物生物学的目的和意义 7

（一）植物生物学是生命科学的重要基础 7

（二）植物生物学与国民经济发展和解决人类面临的重大问题关系密切 8

第四节 植物科学的发展简史和当代植物科学的发展趋势 8

一、描述植物学时期 8

二、实验植物学时期 9

三、现代植物学时期 9

四、中国植物生物学发展的简要回顾 10

第五节 学习植物生物学的要求和方法 12

思考与探索 13

数字课程学习 13

第一章 植物细胞与组织 14

第一节 植物细胞的形态与结构 14

一、植物细胞的形状与大小 15

二、植物细胞的基本结构 16

（一）原生质体 16

（二）细胞壁 26

（三）后含物 31

第二节 植物细胞的增殖 32

一、细胞周期 32

（一）分裂间期 32

（二）分裂期 33

（三）细胞周期的调控 33

二、有丝分裂 33

（一）有丝分裂的过程 34

（二）染色体与纺锤体 37

三、无丝分裂 38

四、减数分裂 38

（一）减数分裂的过程 39

（二）减数分裂发生的时间与产物 39

第三节 植物细胞的生长与分化 40

一、细胞分化 40

（一）细胞分化的现象 40

（二）细胞分化的本质与影响因素 41

二、植物细胞的全能性 42

三、细胞的死亡 42

第四节 植物组织 42

一、组织与器官的概念 43

二、植物组织的类型 43

（一）分生组织 43

（二）成熟组织 45

（三）复合组织 51

（四）组织系统 51

思考与探索 52

数字课程学习 52

第二章 植物体的形态结构和发育 53

第一节 种子的萌发和营养器官的发生 53

一、种子的构造和类型 53

（一）胚 54

（二）胚乳 54

（三）种皮 54

二、种子的萌发和幼苗的形成 56

（一）种子的寿命 56

（二）种子的休眠与萌发 56

（三）幼苗的形成和类型 57

第二节 根 58

一、根和根系 58

二、根尖及其分区 59

三、根的初生结构和初生生长 60

四、根的次生生长与次生结构 65

（一）维管形成层的产生与活动 65

（二）木栓形成层的产生与活动 66

（三）根的次生结构 66

五、根瘤与菌根 67

（一）根瘤 67

（二）菌根 67

窗口 植物根际和根际对话 68

六、根的功能 69

七、根的变态 70

（一）贮藏根 70

（二）气生根 70

第三节 茎 71

一、茎的基本形态 71

（一）茎的外形 71

（二）芽的类型及构造 72

（三）茎的生长习性和分枝 72

二、茎尖及其发育 73

（一）茎的顶端分生组织 73

窗口 植物的顶端分生组织 75

（二）叶原基和芽原基 76

三、茎的解剖结构 76

（一）双子叶植物茎的结构特点 76

（二）裸子植物茎的结构特点 85

（三）单子叶植物茎的结构特点 86

四、茎的生理功能 87

五、茎的变态 87

（一）地上茎的变态 88

（二）地下茎的变态 88

第四节 叶 88

一、叶的形态 89

（一）叶的组成 89

（二）叶的形态 89

二、叶的解剖结构 93

（一）被子植物叶的一般结构 93

（二）禾本科植物的叶 95

（三）裸子植物的叶 96

三、叶的发育 96

四、叶对不同生境的适应 98

（一）旱生植物叶和水生植物叶 98

（二）阳地植物叶和阴地植物叶 99

五、落叶与离层 99

六、叶的生理功能 100

七、叶的变态 100

第五节 营养器官内部结构上的关系 102

思考与探索 103

数字课程学习 103

第三章 植物的水分生理和矿质营养 104

第一节 植物的水分生理 104

一、水的物理化学性质 105

（一）水分子的结构和极性 105

（二）水是最好的溶剂 105

（三）水的热力学特性 105

（四）水的表面张力、内聚力和附着力 105

二、植物细胞对水分的吸收 106

（一）扩散 106

（二）集流 106

（三）渗透作用和细胞的渗透吸水 106

三、植物根系对水分的吸收 108

（一）根系吸收水分的主要部位 108

（二）根系吸收水分的途径 108

（三）根系吸水的方式与动力 108

（四）影响根系吸水的主要因素 110

四、蒸腾作用 111

（一）蒸腾作用的概念和生理意义 111

（二）蒸腾作用的部位、方式和指标 111

（三）气孔蒸腾的机理和影响因素 111

五、植物体内水分的运输 114

（一）水分的运输途径 114

（二）水分沿导管或管胞向上运输的动力和机制 114

第二节 植物的矿质营养 115

一、植物必需的矿质元素 115

（一）植物必需的矿质元素及其划分方法 115

（二）植物必需矿质元素的主要生理功能和缺素症状 116

二、植物细胞对矿质元素的吸收 120

（一）通道运输 120

（二）载体运输 120

（三）泵运输 121

（四）胞饮作用 122

三、植物对矿质元素的吸收和运输 122

（一）根系吸收矿质元素的部位 122

（二）土壤中养分向根表的运移 123

（三）根系吸收矿质养分的过程 123

（四）根系吸收矿质元素的特点 124

（五）影响根系吸收矿质元素的条件 124

（六）植物的叶片营养 125

四、矿质元素在植物体内的运输和分配 126

（一）矿质元素的运输形式 126

（二）矿质元素的分配 126

五、植物对氮、磷的同化 126

（一）氮的同化 126

（二）生物固氮 129

（三）磷酸根的同化 129

窗口 植物逆境生物学研究 130

思考与探索 131

数字课程学习 131

第四章 光合作用 132

第一节 光合作用的发现及其重要意义 132

第二节 光合色素 133

一、光合色素的种类 133

二、光合色素的光学特性 135

第三节 光合作用的机制和光合作用过程 136

一、光反应 137

（一）原初反应 137

（二）光合电子传递 139

（三）光合磷酸化 144

二、碳反应 147

（一）C3途径——卡尔文循环 147

（二）C4途径 149

（三）景天酸代谢途径 152

（四）光合作用的产物和运输 152

（五）C3、C4与CAM植物光合特性比较 153

第四节 光呼吸 154

一、光呼吸代谢 155

二、光呼吸的生理意义 156

第五节 影响光合作用的因素 156

一、光合作用的指标及其测定 156

二、影响光合作用的主要因素 156

（一）内部因素对光合作用的影响 156

（二）外部因素对光合作用的影响 157

三、植物的光能利用率 158

窗口 光合作用研究进展 159

思考与探索 160

数字课程学习 160

第五章 植物的繁殖 162

第一节 花 162

一、花的组成与基本结构 162

（一）花柄和花托 162

（二）萼片 162

（三）花瓣 163

（四）雄蕊 163

（五）雌蕊 164

二、花各部分结构的多样性及其演化 166

（一）花部数目的变化 166

（二）排列方式的变化 166

（三）对称性的变化 166

（四）花托形态与子房位置的变化 166

三、花序 167

（一）无限花序 167

（二）有限花序 168

四、禾本科植物的花 168

五、花的发育 169

窗口 ABC模型的建立与发展 170

第二节 花药的发育与雄配子体的形成 172

一、花药的发育 173

二、小孢子的产生 175

三、花粉（雄配子体）的发育 175

四、成熟花粉的结构与功能 177

五、雄性不育 179

第三节 胚珠与胚囊（雌配子体）的发育 179

一、胚珠的结构与类型 179

二、大孢子的发生与胚囊的发育 180

三、成熟胚囊的结构 182

第四节 传粉与受精 184

一、传粉 184

（一）传粉的方式 184

（二）传粉的媒介 184

窗口 传粉生物学研究进展 185

二、受精作用 186

（一）柱头与花柱的结构 186

（二）花粉的萌发与花粉管的生长 187

（三）花粉管导向与内容物释放 188

窗口 显花植物自交不亲和性分子机制研究进展 188

（四）双受精 191

窗口 精卵识别 192

第五节 种子的形成 193

一、胚的发育 193

（一）双子叶植物胚的发育 193

（二）单子叶植物胚的发育 195

二、胚乳 196

（一）核型胚乳 196

（二）细胞型胚乳 198

（三）沼生目型胚乳 198

三、种皮的形成 198

四、无融合生殖与多胚现象 199

（一）减数胚囊的无融合生殖 199

（二）未减数胚囊的无融合生殖 199

（三）不定胚 200

（四）多胚现象 200

第六节 果实 200

一、果实的结构与发育 200

二、果实的类型 201

（一）根据果实的来源分类 201

（二）根据心皮与花部的关系分类 201

（三）根据果实成熟时果皮的性质分类 201

三、果实和种子植物的传播 204

（一）以果实自身的机械力量传播 204

（二）适应人及动物的传播 204

（三）适应风力的传播 204

（四）适应水力的传播 205

第七节 被子植物的生活史 205

思考与探索 206

数字课程学习 206

第六章 植物的生长发育及其调控 207

第一节 植物激素对生长发育的调控 207

一、生长素类 207

（一）生长素的生理作用 209

（二）生长素的极性运输 209

（三）生长素的作用机制 210

二、赤霉素和细胞分裂素 212

（一）赤霉素 212

（二）细胞分裂素 213

三、脱落酸和乙烯 214

（一）脱落酸 214

（二）乙烯 215

四、激素间的相互作用 216

第二节 植物的营养生长及其调控 217

一、种子萌发 217

（一）种子的休眠 217

（二）种子萌发的条件和生理变化 218

二、植物的生长和运动 219

（一）周期性 219

（二）相关性 220

（三）植物的运动 222

第三节 光和温度对植物生长的影响 224

一、光 224

（一）光对生长的抑制作用 224

（二）光对组织分化的促进作用 225

二、温度 225

第四节 植物的生殖生长及其调控 226

一、低温和花的诱导 226

二、光周期和花的诱导 228

（一）光周期反应的类型 228

（二）光周期诱导 229

（三）光暗交替的重要性 230

（四）红光和远红光的可逆现象 231

三、光受体 231

（一）光敏色素 231

（二）光敏色素的作用 233

（三）蓝光受体 233

第五节 植物的成熟、衰老及其调控 233

一、种子的成熟及调控 233

二、果实的成熟及调控 235

三、植物的衰老及调控 236

第六节 植物生长发育中基因的表达与调控 236

窗口 模式植物拟南芥 237

思考与探索 238

数字课程学习 239

第七章 生物多样性和植物的分类及命名 240

第一节 生物多样性的含义和重要性 240

第二节 植物的分类 243

一、植物分类的方法 243

（一）人为的分类方法 243

（二）自然的分类方法 243

二、植物分类的基本单位和阶层系统 244

第三节 植物命名法 245

第四节 植物界的基本类群 246

思考与探索 246

数字课程学习 246

第八章 原核藻类 247

第一节 原核生物与原核藻类 247

第二节 蓝藻门 248

一、主要特征 248

（一）蓝藻的形态 248

（二）蓝藻的细胞结构 248

（三）异形胞 250

（四）蓝藻的繁殖方式 250

（五）蓝藻的生境和分布 251

窗口 蓝藻异形胞分化和图式形成的分子机理 251

二、分类和常见代表种类 252

（一）颤藻属 252

（二）念珠藻属 252

（三）鱼腥藻属 253

（四）微囊藻属 254

三、经济价值和在自然界中的作用 254

窗口 蓝藻基因工程研究 256

第三节 原绿生物 256

思考与探索 257

数字课程学习 258

第九章 真核藻类 259

第一节 真核藻类概述 259

一、形态结构 259

二、细胞结构 259

窗口 真核藻类光合器的亚显微结构 260

三、生殖结构 261

四、鞭毛和眼点 262

五、繁殖 263

（一）营养繁殖 263

（二）无性生殖 263

（三）有性生殖 263

六、真核藻类的生活史 263

（一）合子减数分裂 264

（二）配子减数分裂 264

（三）孢子减数分裂 264

七、生境与分布 265

第二节 真核藻类的主要门及其分门的依据 265

第三节 绿藻门和轮藻门 267

一、绿藻门 267

（一）主要特征 267

（二）常见代表种类 267

窗口 衣藻鞭毛研究与人体器官发育和相关疾病发生的揭示 269

二、轮藻门 271

第四节 硅藻门 273

一、主要特征 273

二、常见代表种类 275

第五节 褐藻门 276

一、主要特征 276

二、常见代表种类 276

第六节 红藻门 278

一、主要特征 278

二、常见代表种类 279

（一）紫菜属 279

窗口 紫菜生活史研究简史和进展 279

（二）真江蓠 281

第七节 真核藻类在水生生态系统中的地位及其经济价值 283

一、真核藻类是水生生态系统中的初级生产者 283

二、赤潮与水华 283

三、水质监测和水质净化 284

四、真核藻类的经济价值 285

（一）食用 285

（二）药用 285

（三）工业原料 286

（四）生态价值 286

窗口 应用微藻生产生物柴油 286

思考与探索 287

数字课程学习 288

第十章 苔藓植物 289

第一节 苔藓植物的主要特征 289

一、植物体的形态结构 289

（一）配子体 289

（二）孢子体 291

窗口 苔藓植物配子体和孢子体光合作用的比较研究 291

二、有性生殖器官和生殖过程 292

三、生活史 292

四、分布与生境 292

第二节 分类概况和代表植物 293

一、分类概况 293

二、主要代表植物 293

（一）葫芦藓 293

（二）地钱 295

（三）角苔属 298

第三节 苔藓植物的经济价值 298

窗口 苔藓植物在大气污染监测中的应用 299

思考与探索 300

数字课程学习 300

第十一章 蕨类植物 301

第一节 蕨类植物的主要特征 301

一、孢子体 301

（一）形态和营养器官 301

（二）维管组织 302

（三）中柱 303

（四）孢子囊和孢子 303

窗口 蕨类植物木质部中管状分子研究现状 305

二、配子体 305

（一）配子体的形态和营养方式 305

（二）有性生殖器官和受精 306

三、生活史 306

四、生境和分布 306

第二节 蕨类植物的分类系统和主要代表植物 306

一、蕨类植物的分类系统 306

窗口 蕨类植物分子系统学研究和蕨类植物大分类群的界定 307

二、蕨类植物的主要代表植物 309

（一）石松属 309

（二）卷柏属 310

（三）问荆 311

（四）蕨 311

第三节 蕨类植物的经济价值 315

一、药用 315

二、食用 315

三、指示植物 315

（一）土壤指示蕨类 315

（二）气候指示蕨类 315

（三）矿物指示蕨类 315

四、工、农业和生态修复上的用途 315

（一）工业上的用途 315

（二）农业上的用途 315

（三）重金属超富集植物及其在污染环境修复中的应用 316

五、观赏价值 316

六、科学研究上的价值 316

窗口 顶枝学说和陆生植物叶的起源 316

思考与探索 318

数字课程学习 318

第十二章 裸子植物 319

第一节 裸子植物的主要特征 319

一、孢子体发达 319

二、具有裸露的胚珠 319

三、孢子叶聚生成球花 320

四、配子体退化，寄生在孢子体上 320

五、形成花粉管，受精作用不再受水的限制 320

六、具有多胚现象 320

第二节 裸子植物的生活史 321

一、孢子体和球花 321

二、雄配子体 322

三、雌配子体 322

四、传粉和受精 323

五、胚胎发育和成熟 323

（一）原胚阶段 323

（二）胚胎选择阶段 324

（三）胚的组织分化和成熟阶段 324

（四）种子的形成阶段 324

窗口 裸子植物的双受精 326

第三节 裸子植物的分类和常见科属代表 327

一、苏铁纲 327

苏铁科 328

二、银杏纲 329

银杏科 329

三、松杉纲 330

（一）松科 330

（二）杉科 330

（三）柏科 332

（四）其他代表种类 333

四、买麻藤纲（倪藤纲）[盖子植物纲] 334

（一）麻黄科 335

（二）买麻藤科 336

第四节 裸子植物的经济价值 336

一、林业生产中的作用 336

二、工业上的应用 337

三、食用和药用 337

四、观赏和庭院绿化 337

思考与探索 337

数字课程学习 337

第十三章 被子植物 338

第一节 被子植物的主要特征 338

一、具有真正的花 338

二、具有雌蕊，形成果实 338

三、具有双受精现象 339

四、孢子体进一步发达和分化 339

五、配子体进一步退化 339

第二节 被子植物的分类原则和演化趋向 339

第三节 被子植物分类的依据 340

一、形态学资料 340

二、细胞学资料 341

三、化学资料 341

四、分子生物学资料 341

五、超微结构和微形态学资料 342

第四节 花程式、花图式和检索表 342

一、花程式 342

二、花图式 343

三、检索表 343

（一）定距检索表 344

（二）平行检索表 344

第五节 被子植物的分类 345

一、双子叶植物纲 345

（一）木兰科 345

（二）毛茛科 346

（三）桑科 347

（四）壳斗科 349

（五）石竹科 350

（六）锦葵科 351

（七）葫芦科 351

（八）杨柳科 352

（九）十字花科 353

（十）蔷薇科 354

（十一）蝶形花科 356

（十二）大戟科 357

（十三）葡萄科 357

（十四）芸香科 359

（十五）伞形科 359

（十六）茄科 360

（十七）唇形科 361

（十八）木犀科 362

（十九）菊科 362

二、单子叶植物纲 364

（一）泽泻科 364

（二）棕榈科 365

（三）禾本科 366

（四）姜科 368

（五）百合科 369

（六）兰科 370

第六节 被子植物的分类系统概要 371

一、恩格勒系统 372

二、哈钦松系统 372

三、塔赫他间系统 372

四、克朗奎斯特系统 373

五、APG系统 374

窗口 表征分类和分支分类 374

思考与探索 375

数字课程学习 375

第十四章 植物的进化和系统发育 376

第一节 植物进化的证据 376

一、化石的证据 376

二、比较解剖学的证据 377

三、个体发育中重演现象的证据 377

四、生理生化的证据 377

五、细胞遗传学的证据 378

六、分子生物学的证据 378

第二节 植物进化的方式 378

一、上升式进化 378

二、下降式进化 379

三、趋同进化 379

四、趋异进化 379

五、平行进化 380

六、特化或专化 380

七、渐变式进化与跳跃式进化 380

第三节 生物进化的基本理论 380

一、达尔文的自然选择学说 381

二、现代综合进化论 381

三、分子进化的中性学说 381

四、物种的形成 382

五、单元起源和多元起源 382

（一）单元论 382

（二）多元论 382

第四节 植物界的起源和进化 383

一、地质年代与植物进化简史 383

二、植物界的起源和进化简史 383

（一）原核藻类的产生 383

（二）真核藻类的产生和发展 385

（三）裸蕨植物的产生、起源和发展 386

（四）蕨类植物的产生和发展 387

（五）苔藓植物的产生和发展 387

（六）原裸子植物及裸子植物的起源和发展 388

（七）被子植物的起源和发展 391

窗口 植物分子系统发育研究简介 393

思考与探索 395

数字课程学习 395

第十五章 真菌界 396

第一节 黏菌门 396

第二节 真菌门 397

一、真菌门的主要特征 397

（一）营养体 397

（二）营养方式 398

（三）细胞结构 398

（四）繁殖 399

（五）分布 400

二、真菌的主要分类群及其常见代表种类 401

（一）鞭毛菌亚门 401

（二）接合菌亚门 401

（三）子囊菌亚门 403

（四）担子菌亚门 406

（五）半知菌亚门 411

三、真菌的起源 412

四、真菌的经济意义及其与人类的关系 412

（一）食用 412

（二）药用 412

（三）在工业上的用途和危害 412

（四）在农业和林业上的意义 413

（五）对人类健康和生活的危害 413

（六）在自然界和生态系统中的作用 413

第三节 地衣 413

一、地衣的主要特征 414

（一）地衣体的组成和营养关系 414

（二）地衣的形态 414

（三）地衣的结构 414

（四）地衣的繁殖 415

（五）地衣的分布 416

二、地衣的分类 416

三、地衣的经济价值及其在自然界中的作用 416

窗口 真菌界分类系统简介 416

思考与探索 418

数字课程学习 418

主要参考书目 419

索引 422