北京林業(yè)大學考研植物學歷年練習題附答案一、名詞解釋1.凱氏帶：內(nèi)皮層細胞徑向壁和橫向壁上的木栓化或木質(zhì)化的帶狀增厚結(jié)構(gòu)。其特點是質(zhì)膜與凱氏帶緊密結(jié)合，形成水和溶質(zhì)運輸?shù)倪x擇透性屏障。在根的初生結(jié)構(gòu)中，凱氏帶的存在阻止了水分和礦質(zhì)元素通過內(nèi)皮層細胞的壁間質(zhì)外體途徑自由擴散，迫使所有進入中柱的物質(zhì)必須通過內(nèi)皮層細胞的原生質(zhì)體（共質(zhì)體途徑），從而實現(xiàn)對吸收物質(zhì)的選擇和控制，是根吸收功能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。2.雙受精：被子植物有性生殖中特有的現(xiàn)象。花粉管進入胚囊后，釋放兩個精子，其中一個精子與卵細胞融合形成二倍體的合子（受精卵），將來發(fā)育成胚；另一個精子與中央細胞的兩個極核（或次生核）融合形成三倍體的初生胚乳核，將來發(fā)育成胚乳。雙受精過程不僅完成了雌雄配子的結(jié)合，還通過形成三倍體的胚乳為胚的發(fā)育提供營養(yǎng)，同時使子代保持了雙親的遺傳特性，增強了后代的生活力和適應(yīng)性，是被子植物進化的重要標志。3.異形葉性：同一植株上出現(xiàn)不同形態(tài)葉片的現(xiàn)象。其成因包括兩種類型：一是生態(tài)異形葉性，由環(huán)境因素引起，如慈姑的沉水葉呈帶狀，浮水葉呈橢圓形，挺水葉呈箭形，因水層深度不同導致葉形差異；二是發(fā)育異形葉性，由植株不同發(fā)育階段引起，如油菜幼苗期的葉為圓卵形，成熟期的葉為披針形。異形葉性是植物對環(huán)境適應(yīng)的表現(xiàn)，通過葉形變化優(yōu)化光合作用或減少蒸騰等生理功能。4.次生生長：植物根、莖在初生生長基礎(chǔ)上，由次生分生組織（維管形成層和木栓形成層）活動產(chǎn)生次生結(jié)構(gòu)的過程。維管形成層分裂產(chǎn)生次生木質(zhì)部和次生韌皮部，使根、莖增粗；木栓形成層分裂產(chǎn)生木栓層和栓內(nèi)層，形成周皮替代表皮起保護作用。次生生長是多年生木本植物能夠持續(xù)增粗并形成木材的基礎(chǔ)，常見于裸子植物和雙子葉植物。5.細胞全能性：植物細胞（如薄壁細胞、分生細胞等）具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。其基礎(chǔ)是每個細胞都含有該物種的全套遺傳信息（完整的基因組）。在適宜條件下（如離體培養(yǎng)、提供激素和營養(yǎng)），細胞可脫分化形成愈傷組織，再分化出根、芽等器官，最終發(fā)育成完整植株。細胞全能性是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論依據(jù)，廣泛應(yīng)用于植物快速繁殖、品種改良和基因工程等領(lǐng)域。二、簡答題1.比較雙子葉植物根與莖初生結(jié)構(gòu)的異同。答：雙子葉植物根與莖的初生結(jié)構(gòu)均由表皮、皮層和維管柱三部分組成，但具體結(jié)構(gòu)差異顯著：（1）表皮：根的表皮細胞外壁無角質(zhì)層，部分細胞特化為根毛，功能是吸收水分和礦質(zhì)；莖的表皮細胞外壁有角質(zhì)層，部分有表皮毛或蠟被，功能是保護。（2）皮層：根的皮層較厚，外皮層細胞后期栓化起保護作用，內(nèi)皮層細胞具凱氏帶（少數(shù)植物為五面加厚），控制物質(zhì)運輸；莖的皮層較薄，內(nèi)皮層不明顯（或稱為淀粉鞘，含淀粉粒），無凱氏帶，主要功能是貯藏和同化。（3）維管柱：根的維管柱包括中柱鞘、初生木質(zhì)部和初生韌皮部，初生木質(zhì)部與初生韌皮部相間排列（輻射維管束），木質(zhì)部呈星芒狀（多原型或少原型），發(fā)育方式為外始式；莖的維管柱由維管束、髓和髓射線組成，初生木質(zhì)部與初生韌皮部內(nèi)外排列（外韌維管束），木質(zhì)部發(fā)育方式為內(nèi)始式（原生木質(zhì)部在內(nèi)，后生木質(zhì)部在外），髓射線連接皮層與髓，起橫向運輸作用。（4）根無髓或髓不發(fā)達（少數(shù)植物如蠶豆根有髓），莖通常有明顯的髓（由薄壁細胞組成，貯藏營養(yǎng)）。2.簡述被子植物葉的結(jié)構(gòu)如何適應(yīng)光合作用。答：被子植物葉的結(jié)構(gòu)從表皮、葉肉到葉脈均高度特化為適應(yīng)光合作用：（1）表皮：上下表皮由排列緊密的細胞組成，外壁具角質(zhì)層，減少水分蒸騰；表皮上分布氣孔（下表皮較多），是CO?進入和O?、水蒸氣排出的通道，保衛(wèi)細胞通過調(diào)節(jié)氣孔開閉控制氣體交換，保證光合作用所需CO?的供應(yīng)。（2）葉肉：是光合作用的主要場所。雙子葉植物葉肉分化為柵欄組織和海綿組織：柵欄組織細胞呈長柱形，含大量葉綠體，緊密排列于上表皮下方，利于吸收強光進行光反應(yīng)；海綿組織細胞形狀不規(guī)則，含葉綠體較少，排列疏松，有發(fā)達的細胞間隙，形成通氣系統(tǒng)，便于CO?在葉肉細胞間擴散，同時增大光的漫射，提高弱光利用效率。單子葉植物（如小麥）葉肉無明顯分化，細胞呈“峰、谷、腰、環(huán)”結(jié)構(gòu)，增加葉綠體分布面積和細胞間隙，同樣利于氣體交換和光能捕獲。（3）葉脈：主脈和側(cè)脈含木質(zhì)部（運輸水分和無機鹽）和韌皮部（運輸光合產(chǎn)物），維管束周圍有維管束鞘（C4植物如玉米的維管束鞘細胞含大而多的葉綠體，與葉肉細胞構(gòu)成“花環(huán)狀”結(jié)構(gòu)，進行C4途徑，提高CO?固定效率）。葉脈的機械組織（厚角或厚壁細胞）支撐葉片，使其平展以充分接受光照。3.說明減數(shù)分裂的生物學意義。答：減數(shù)分裂是有性生殖生物形成配子時進行的特殊細胞分裂方式，其意義體現(xiàn)在以下方面：（1）保持物種染色體數(shù)目的恒定：減數(shù)分裂過程中，染色體復(fù)制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，結(jié)果子細胞（配子）染色體數(shù)目減半（n）。通過受精作用，配子結(jié)合形成合子（2n），恢復(fù)體細胞染色體數(shù)目，保證了物種遺傳的穩(wěn)定性。（2）增加遺傳多樣性：①同源染色體聯(lián)會時，非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，交換部分遺傳物質(zhì)，產(chǎn)生重組染色體；②同源染色體分離時，非同源染色體隨機組合（自由組合定律），導致配子中染色體組合方式多樣（2?種，n為同源染色體對數(shù)）。這些機制使后代具有雙親的遺傳物質(zhì)組合，增強了適應(yīng)環(huán)境變化的能力。（3）為進化提供原材料：減數(shù)分裂過程中可能發(fā)生染色體畸變（如倒位、易位）或基因突變（復(fù)制錯誤未修復(fù)），產(chǎn)生新的遺傳變異，經(jīng)自然選擇保留有利變異，推動物種進化。三、論述題1.以小麥（單子葉植物）和大豆（雙子葉植物）為例，比較二者種子結(jié)構(gòu)、萌發(fā)過程及幼苗類型的差異。答：小麥（單子葉）與大豆（雙子葉）種子在結(jié)構(gòu)、萌發(fā)過程及幼苗類型上差異顯著，具體分析如下：（1）種子結(jié)構(gòu)小麥種子（穎果）：由果皮和種皮（愈合）、胚、胚乳組成。①胚包括胚芽（外有胚芽鞘）、胚軸、胚根（外有胚根鞘）和子葉（1片，稱盾片）；②胚乳占種子大部分，為貯藏組織（主要含淀粉，外圍有糊粉層，含蛋白質(zhì)和酶類）。大豆種子（雙子葉無胚乳種子）：由種皮和胚組成，無胚乳（營養(yǎng)物質(zhì)貯藏于子葉）。①胚包括胚芽（無胚芽鞘）、胚軸、胚根（無胚根鞘）和子葉（2片，肥厚，含蛋白質(zhì)、脂肪和淀粉）。（2）萌發(fā)過程小麥種子萌發(fā)：①吸水膨脹，種皮軟化，酶（如α-淀粉酶）被激活；②糊粉層在赤霉素作用下分泌水解酶，分解胚乳中的淀粉為麥芽糖，再轉(zhuǎn)化為葡萄糖供胚利用；③胚根鞘首先突破種皮（露白），隨后胚根伸出，形成主根；④胚芽鞘向上生長出土，保護內(nèi)部胚芽，胚芽突破胚芽鞘后發(fā)育為莖葉。大豆種子萌發(fā)：①吸水膨脹，種皮破裂；②子葉中貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)（蛋白質(zhì)→氨基酸，脂肪→甘油和脂肪酸，淀粉→葡萄糖）經(jīng)水解后運輸至胚軸和胚根、胚芽；③胚根首先突破種皮，發(fā)育為主根；④胚軸伸長：若為子葉出土型（大豆），下胚軸迅速伸長，將子葉和胚芽推出土面，子葉展開變綠（短暫光合作用）；若為子葉留土型（如蠶豆），上胚軸伸長，子葉留在土中。（3）幼苗類型小麥幼苗：屬于子葉留土型。萌發(fā)時，胚根鞘和胚芽鞘先突破種皮，胚根發(fā)育成主根，胚芽鞘保護胚芽出土后，胚芽發(fā)育為真葉，子葉（盾片）始終留在種子內(nèi)，僅起吸收和轉(zhuǎn)運胚乳營養(yǎng)的作用，幼苗出土部分主要由胚芽鞘和真葉組成。大豆幼苗：屬于子葉出土型。下胚軸伸長將子葉和胚芽推出土面，子葉展開呈綠色（含葉綠體），可進行短期光合作用，隨后真葉從胚芽中長出，取代子葉的光合功能，子葉逐漸枯萎脫落?？偨Y(jié)：小麥作為單子葉植物，種子具胚乳，萌發(fā)依賴胚乳營養(yǎng)，幼苗為子葉留土型；大豆作為雙子葉植物，種子無胚乳（營養(yǎng)貯于子葉），萌發(fā)依賴子葉營養(yǎng)，幼苗為子葉出土型。這些差異反映了兩類植物在進化過程中對不同環(huán)境的適應(yīng)策略（如單子葉植物多為草本，需快速利用胚乳營養(yǎng)完成萌發(fā)；雙子葉植物多為木本或草本，子葉出土可早期進行光合作用）。2.論述被子植物從孢原細胞到成熟胚囊的發(fā)育過程及其各結(jié)構(gòu)的功能。答：被子植物胚囊（雌配子體）的發(fā)育始于胚珠珠心內(nèi)的孢原細胞，經(jīng)過一系列分裂和分化，最終形成具有7細胞8核的成熟胚囊，具體過程及各結(jié)構(gòu)功能如下：（1）孢原細胞的分化胚珠發(fā)育初期，珠心內(nèi)部靠近珠孔端的細胞分化為孢原細胞。孢原細胞體積較大，細胞質(zhì)濃厚，細胞核明顯。多數(shù)植物（如棉、小麥）的孢原細胞直接發(fā)育為大孢子母細胞（胚囊母細胞）；少數(shù)植物（如水稻）的孢原細胞先進行一次平周分裂，形成一個周緣細胞（參與珠心發(fā)育）和一個造孢細胞，后者再發(fā)育為大孢子母細胞。（2）大孢子母細胞的減數(shù)分裂大孢子母細胞（2n）進行減數(shù)分裂，形成4個單倍體（n）的大孢子，通常呈直線排列（如蓼型胚囊）。多數(shù)被子植物中，靠近珠孔端的3個大孢子退化消失，僅合點端的1個大孢子發(fā)育為功能大孢子（單核胚囊），此為單孢子發(fā)生型（如小麥、百合）；少數(shù)植物為雙孢子或四孢子發(fā)生型（如蔥、貝母）。（3）單核胚囊的發(fā)育（游離核分裂階段）功能大孢子（n）的細胞核進行3次有絲分裂，形成8個游離核，分布于胚囊的細胞質(zhì)中：①第一次分裂形成2核，分別移向胚囊的珠孔端和合點端；②第二次分裂，每端的核各分裂為2核，共4核（珠孔端2核，合點端2核）；③第三次分裂，每端的2核各分裂為4核，共8核（珠孔端4核，合點端4核）。（4）細胞化過程與成熟胚囊的形成8核形成后，胚囊細胞質(zhì)分裂，形成7個細胞：①珠孔端的3個核：1個分化為卵細胞（雌配子，n），另2個分化為助細胞（n），三者組成卵器。助細胞的壁在珠孔端有絲狀器（細胞壁內(nèi)突），增大質(zhì)膜表面積，利于吸收和轉(zhuǎn)運珠心營養(yǎng)物質(zhì)至卵細胞；助細胞還能分泌化學物質(zhì)（如Ca2?）引導花粉管進入胚囊，并在花粉管進入時解體（一個助細胞先解體，另一個可能在受精后解體）。②合點端的3個核：分化為反足細胞（n），其數(shù)目因植物而異（多數(shù)為3個，有的可達數(shù)百個，如玉米）。反足細胞的壁也有內(nèi)突結(jié)構(gòu)，功能是從珠心吸收營養(yǎng)并轉(zhuǎn)運至胚囊中央，有些植物的反足細胞在受精前退化（如小麥），有些則持續(xù)存在（如水稻）。③中央的2個核（極核，n）：位于胚囊中央的細胞質(zhì)中，通常相互靠近或融合為次生核（2n）。中央細胞是胚囊中體積最大的細胞，其細胞質(zhì)富含細胞器和營養(yǎng)物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、脂類），受精時與第二個精子結(jié)合形成初生胚乳核（3n），發(fā)育為胚乳，為胚的發(fā)育提供營養(yǎng)。（5）各結(jié)構(gòu)的功能總結(jié)-卵細胞：作為雌配子，與精子結(jié)合形成合子（2n），發(fā)