结构植物学复习思考题(答案)

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：①不同种类植物内部结构特征②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③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。

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①控制原生质体内外物质的进出；②调节细胞壁微纤丝的合成和装配；③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（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，①具色素的质体，有叶绿体和有色体，②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10~20nm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Ⅰ、光系统Ⅱ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。