高级植物生理学植物的光形态建成
在低等至高等的各种植物的生命活动中，光是最重要的环境因子之一。光对植物生长发育的影响：
◆植物通过光合作用把光能转化成为化学能贮存起来。
◆光还能以环境信息的形式作用于植物:
调节植物的分化、生长和发育，使其更好地适应外界环境。
作为环境信号调节许多生命活动，如种子萌发、黄化苗转绿、茎叶发育、向光性生长、气孔运动、花芽分化以及器官衰老等。
这种调节通过信号转导，改变生理代谢或诱发基因表达，控制细胞分裂分化，引起细胞结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官建成,这就是光形态建成(photomorphogenesis)，亦即光控发育的过程。
早在20世纪初，德国的植物生理学家Sachs就观察并描述了暗中生长幼苗的黄花现象，并用实验证明这是区别于光合作用的形态建成。
1920年美国的Garner和Allard发现了日照长度控制植物开花，从此他们开始研究光对植物生长发育的各种影响，用大型光谱仪将白光分成单色光，对多种植物进行试验。
Borthwick(1952)年报到了莴苣种子需光萌发的试验结果，红光促进种子萌发，而远红光可以逆转红光的作用。光在此起信号作用。信号的性质与光的波长有关。分离出了这种光受体，称之为光敏素
光对植物形态建成影响:
光照强度：强光植物细胞、器官、个体形态矮小，弱光相对高大；强光色素种类、含量较多，弱光色素含量少则黄化。
光质：红光促进形态建成、种子萌发；远红光相反。蓝光、紫外光抑制生长更强。
光照时间：长日照、短日照对植物发育、开花影响。
光照方向：植物的运动，向性运动的光适应性，向日葵向光性，大豆、花生叶镶嵌现象（趋光性）。
光（光质）形态建成的主要方面：
（1）光（实质是红光）通过光敏色素影响植物生长发育的诸多过程。如：需光种子的萌发；叶的分化和扩大；小叶运动；光周期与花诱导；花色素形成；质体（包括叶绿体）的形成；叶绿素的合成；休眠芽的萌发；叶脱落等。
（2）蓝紫光对植物的生长特别是对茎的伸长生长有强烈的抑制作用。蓝光和近紫外光对植物生长的抑制与其对生长素的破坏有关。蓝紫光在植物的向光性中起作用。
（3）紫外光对植物生长抑制作用最强。
植物在进化过程中适应光环境的同时，其受光体家族也逐渐进化，目前已知至少存在三类光受体：
1) 光敏色素(photochrome):感受红光及远红光区域的光(600～750nm)。
2）隐花色素(cryptochrome)、向光素(phototropin):感受蓝光和近紫外光区域的光(320～500nm)。
3）UV-B受体，感受紫外光B区域的光
UV-A：320～400nm，可穿过大气层到达地面
UV-B：280～320nm，臭氧层变薄可使到达地面量增加
UV-C：280nm以下,被臭氧层吸收，不能到达地面（波长越短传播距离越短）
光敏色素的发现是植物光形态建成发展的里程碑，自二十世纪50年代末发现光敏色素以后，研究迅速开展和深入，从分子水平阐明其作用机理已有很大进展。
一、光敏素
（一）光敏色素的发现、分布、性质及生理作用
1. 光敏色素的发现
H.A.Borthwick等(1946-1960)研究莴苣种子在黑暗、红光及远红光下萌发。设想植物中存在一种在红光和远红光作用下能够可逆转变的色素系统，并具有两种形式。
Butler等（1959）用双波长分光光度计成功地检测到黄化芜菁（大头菜）子叶和黄化玉米幼苗体内吸收红光或远红光而相互转化的一种色素，并成功地分离出这种吸收红光和远红光可逆转换的光受体，它是一种色素蛋白。
Borthwick等在1960年称之谓光敏色素，红光吸收形式为Pr(蓝绿色)；远红光吸收形式为Pfr(黄绿色)。
2.分布
光敏色素存在于从藻类到被子植物一切能进行光合作用的植物中，并且分布于各种器官组织中，在植物分生组织和幼嫩器官，如胚芽鞘、芽尖、幼叶、根尖和节间分生区中含量较高。
在细胞中光敏色素主要分布在膜系统上，如存在于质膜、线粒体、质体等膜上，在细胞质中也含有。
通常黄化苗中光敏色素含量比绿色组织中高出20～100倍
蛋白质丰富的分生组织中含有较多的光敏色素。
3.化学性质
光敏色素是一种易溶于水的浅蓝色的色素蛋白质，在植物体中以二聚体形式存在。
每一个单体由一条长链多肽与一个线状的四吡咯环的生色团组成，二者以硫醚键连接。
光敏色素在植物细胞中含量极低，且在提取过程中易受蛋白酶降解和叶绿素的干扰。
各种植物光敏色素的分子量大体为120KD～127KD，拟南芥研究得知多种光敏色素的编码基因和蛋白质。
如燕麦的光敏色素基因长为5.94kbp，多肽由1128个氨基酸组成，分子量为125KD，生色团连接在N端起第321位的半胱氨酸上。
4. 光敏素的合成与类型
光敏色素合成与组装
光敏素生色团的生物合成是在黑暗条件下的质体中进行的，其合成过程可能类似脱植基叶绿素(叶绿素的前体)的合成过程，因为两者都具四个吡咯环。生色团在质体中合成后就被运送到胞质中，与脱辅基蛋白质装配形成光敏色素全蛋白质。
光敏色素类型及其基因
●类型I光敏色素（PI）——黄化组织光敏素，光不稳定型，参与调控的反应时间较短。在黄化组织中大量存在，在光转变成Pfr后就迅速降解，在绿色组织中含量较低。
●类型Ⅱ光敏色素（PⅡ）——绿色组织光敏素，光稳定型，参与调控的反应时间较长。在黄化组织中含量较低，仅为PⅠ的1%～2%，但光转变成Pfr后较稳定，加之在绿色植物中PⅠ被选择性降解，因而PⅡ虽然含量低，却是绿色植物中主要的光敏色素。
植物光敏色素蛋白质的基因是多基因家族。拟南芥中至少存在5个基因，分别为PHYA，PHYB，PHYC，PHYD，PHYE。不同基因编码的蛋白质有各自不同的时间、空间分布，有不同的生理功能。
PHYA编码PⅠ，PHYA的表达受光的负调节，在光下mRNA 合成受到抑制。在光下PHYA基因的转录活性被强烈抑制；
PHYB、C、D、E 编码PⅡ光敏色素，这4个基因表达不受光的影响，在光暗下均能表达。属于组成性表达(基因表达不受光暗调节)。
5. 光敏色素转变形式
光敏色素有两种可以互相转化的形式：
红光(R)吸收型Pr: (最大吸收峰在红光区的660nm) ，Pr属于生理钝化型，在黄化苗中仅存在Pr型，照射白光或红光后Pr型转化Pfr型 远红光(FR)吸收型Pfr:(最大吸收峰在远红光区的730nm) ，生理活化型。
照射远红光后Pfr型转化为Pr型。
6.生理作用
控制形态建成植物的许多形态建成离不开光敏色素作用。
诱导多种酶的合成植物体内有约60多种酶或蛋白质的合成受光敏色素诱导。叶绿素合成酶、Rubisco和PEPC、硝酸还原酶、呼吸系统酶、核酸代谢酶、氮素代谢酶等。
参与植物激素代谢黄化大麦经红光照射，GA含量急剧上升；红光可以减少植物体内游离生长素水平；激素可以模拟红光诱导反应，如GA能使处于休眠期的需光种子萌发。对需光种子萌发来讲，GA和红光（光）有相同作用。
燕麦芽鞘伸长但抑制中胚轴生长;刺激拟南芥种子萌发. 7.光敏色素调节的反应类型
根据对光量(光照强度）的需求，可将光敏色素反应分为3种类型。
极低光通量反应(very low influence response,VLFR)。
光敏色素可被0.0001～0.05 mol/m2的光诱导，即使在实验室的安全光下反应都可能发生。因此极低光量反应只能在全黑环境下观察，供试材料一般为暗中生长的幼苗或种子。
遵守反比定律，即反应的程度与光照强度和光照时间的乘积成正比。如增加光照幅度可减少照光时间，反之亦然。一个短暂强红光可诱导一个反应，相反一个照射时间足够长的弱红光也能导致同样反应又称为互易法则(law of reciprocity)。
极低光量反应不能被远红光逆转。
典型生理反应：刺激
?低光通量反应（low influence response, LFR）。
低幅照度反应也称为诱导反应，光敏色素所需要的光能为1～1000 mol/m2，是典型的红光－远红光可逆反应。反应可被一个短暂的红闪光诱导，并可被随后的远红光照射所逆转。在未达到光饱和时，反应也遵守反比定律。
典型生理反应：种子和黄化苗的一些反应，如莴苣种子需光萌发，转板藻叶绿体运动等属于这一类。
?高光通量反应（high irradiance response, HIR）。
高幅照度反应也称高光照反应，反应需要持续强的光照，光敏色素达到饱和光照，比低幅照度反应强100倍以上。光照时间愈长，反应程度愈大，不遵守反比定律，红光反应也不能被远红光逆转。
典型生理反应：双子叶植物花色素苷的形成，芥菜、莴苣幼苗下胚轴的延长，开花诱导，胚芽弯钩的张开等。
光对生长的植物来说，光敏素还作为环境中红光和远红光的比率的感受器，传递不同光质，调节植物生长发育。如植物叶片叶绿素吸收红光，透过或反射远红光比例提高。特别是植物受到周围植物的遮阴时，有更多的Pfr转化为Pr，光敏色素中Pfr比例下降，植物在这样条件下，被遮蔽植物茎向上伸长速度加快，以获取更多的阳光，这种因其他植物遮蔽而使被遮蔽植物株高增加现象称避阴反应（shade avoidance response），属生态反应。
（二）光敏色素的作用机制
光引起植物的形态建成过程可推断如下：
光首先被光受体(光敏色素）接收，然后产生特定的化学信使物质，信使物质通过信号传递系统，激活效应蛋白，最后启动与光形态建成有关的一系列反应。光形态建成中光敏色素作用机理，主要有两种假说：
膜作用假说：光敏色素可以通过改变膜透性（膜性质）使植物形态发生变化。快反应，从吸收量子到诱导出形态变化反应迅速，以分秒计。如：含羞草、合欢叶运动，转板藻叶绿体运动，反应没有停滞期，反应可逆。如含羞草叶运动。基因调节假说：光敏素可以通过转绿和翻译水平，调节生理代谢来促进形态建成。慢反应，光量子能过光敏素调节基因转录，包括酶诱导和蛋白质的合成，到生长发育速度，反应缓慢，以小时和天计，反应不可逆。如种子萌发。
1. 膜假说
Hendricks和Borthwick（1967）提出。
主要内容：光敏色素位于膜上，当光敏色素吸收光发生光化学转换时，Pfr直接与膜发生物理作用，从而改变膜的透性、膜上酶的分布，进一步影响跨膜离子流动和酶的活性，最终引起植物形态建成的变化。
红光→Pfr增多→跨膜Ca2+流动→细胞质中Ca2+浓度增加→钙调素活化→肌球蛋白激酶活化→肌动球蛋白收缩运动→叶绿体转动。
棚田效应：红光可诱导离体黄化绿豆根尖的膜产生少量正电荷，因此可使之粘附在带负电荷的玻璃表面。远红光照射可逆转该现象。
与乙酰胆碱有关：红光可提高组织中乙酰胆碱水平，组织中乙酰胆碱水平升高可以刺激质子从根细胞流出到溶液中，从而形成表面正电势，以致根尖被吸附到带负电的玻璃杯内壁上；远红光促使光敏素从远红光吸收型（Pfr）转变为红光吸收型（Pr），致使根尖从玻璃杯内壁释放到溶液中。
2. 基因调节假说
慢反应：光量子能过光敏素调节生长发育速度，包括酶诱导和蛋白质的合成，反应缓慢，以小时和天计，反应不可逆。如种子萌发。
原理：Mohr（1966）提出.光敏色素接受红光后，Pfr经过一系列过程，即光信号经过传递、放大，通过激活转录因子，活化或抑制某些特定基因，使转录mRNA的速度发生改变(调节其转录)，mRNA翻译成特殊蛋白质（酶），最后
表现出形态建成。
光质→光受体→信号转导组分→光调节基因→光形态建成反应
?目前研究表明，光形态建成调节因子（constitutively photomorphogenic，
COP1）、（hypocotyl5）HY5为光信号转导下游调控因子，可以对相关功能基因表达进行调控。在拟南芥中获得2类光形态建成突变体。一类突变体在光下进行暗形态建成，表现出黄花表型，光形态建成的正调控因子发生突变，称为long hypocotyl或hy突变体。植株丧失了感光能力，无论在光下或暗中，都长出伸长的下胚轴。
光信号转导模式：
Roux等（1994）提出：外界信号光可能通过质膜上PIP2，水解IP3和DG，由IP3和DG使细胞内Ca2＋增加，激活蛋白激酶和蛋白磷酸酶。蛋白质磷酸化可能是连接光敏素的光活化和基因表达的中间步骤。这个模型有助于我们对光形态建成细胞中生理生化变化的理解。
光→光敏素→PIP2＜IP3 DG＞→细胞质中Ca2+增加＜激活蛋白激酶蛋白磷酸酶＞蛋白质磷酸化→生理反应。
?耶鲁大学邓兴旺小组（1992）研究拟南芥光形态建成机理过程中，筛选
出一系列突变体，这些突变体中的相应基因座位（locus）的缺失，会导致暗中生长的植物呈现出一种类似于光下生长的状态。此现象称为“组成型光形态建成”（constitutive photomorphogenesis，COP）。后来他们进一步分析鉴定出与组成型光形态建成密切相关的COP9信号复合体（COP9signalosome，CSN）。有8个亚基组成依次记作CSN1-8.此复合体可以通过泛素降解途径调节植物对光信号的应答。从而使植物体能够完成从暗生长到光形态建成转换。
?其中转录因子HY5、HYH等是植物体进入光生长的正调控因子（positive
regulator），当植物体处于光照条件下时，HY5、HYH受光信号激活后，启动一系列基因转录，植物进入光生长；相反，在黑暗条件下，CSN激活泛素降解途径，促进HY5这类转录因子降解，植物仍然是暗中生长。
光敏色素的信号转导途径
Sharma(2001)提出光敏色素调控基因表达的信号转导途径和组分。钝化的光敏色素A（PrA）和光敏色素B（PrB）经红光激活为生理活跃型（PfrA）和（PfrB），经自身磷酸化后跨膜进入细胞核，通过两条途径调节基因表达：
?一是直接参与光调节基因的表达，或通过激活下游的信号组分SPA1
（supressor of PhyA105，PhyA105的抑制因子）和PIF3（phytochrome interacting factor 3，光敏色素作用因子3）而参与基因表达调控；磷酸化的PfrB还可激活NADK2（nucleoside diphosphate kinase2，核苷二磷酸激酶2）。
在黑暗中，光形态建成的负调节因子COP1进入细胞核，与光形态建成的正调节因子HY5结合，使HY5被降解而无法启动光形态建成反应；在光下，SPA1可与COP1发生相互作用，将COP1运输到胞质溶液中去，使之失活，HY5启动光形态建成。
HY5（LONG HYPOCOTYL 5，在光诱导的基因表达中,HY5调控着植物基因组中上千基因的表达,它既可以单独调控相关基因的表达,也可以与其他调控因子一起共同调控相关基因的表达）
?另一条途径就是磷酸化的（PfrA）和（PrB）可与质膜上G蛋白作用，
通过cGMP或Ca-CaM激活核内转录因子（X或Y），参与调控基因表达。
关于Rubisco小亚基(SSU)的基因rbcS和LHCⅡ的基因cab表达的光调节 rbcS和cab都由负责表达调控的启动子区和负责编码多肽链的编码区两个主要区域构成。
红光照射使Pr转变成Pfr，激活了细胞质中的一种调节蛋白。转移至细胞核中与rbcS和cab基因启动子区中的一种特殊的光应答元件(light response element，LRE)相结合，转录被刺激，促使有较多的基因产物SSU
和LHCP蛋白的生成。
新生成的SSU进入叶绿体，与在叶绿体中合成的大亚基LSU结合，组装成Rubisco全酶。而LHCP进入叶绿体后，参与了类囊体膜上PSⅡ复合体的组成。
植物体内60多种酶或蛋白质受光敏色素的调控
与叶绿体形成和光合作用有关的叶绿素a/b结合蛋白和Rubisco、PEPC；
与呼吸及能量代谢有关的细胞色素C氧化酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶；
与碳水化合物代谢有关的淀粉酶、α-半乳糖苷酶；与脂类代谢有关的脂氧合酶；
与氮及氨基酸代谢有关的硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶；
与蛋白质、核酸代谢有关的tRNA合成酶、RNA核苷酸转移酶、三磷酸核苷酶及吲哚乙酸氧化酶等。
与次生物质合成有关的酶, 如PAL等；
与信息传递有关的物质,如G-蛋白、光敏色素本身（自我反馈调节）等
二、蓝光/紫外光A受体—隐花色素、向光素
蓝光对植物生长发育的影响非常重要, 涉及多种生理过程的调节作用, 包括脱黄化、开花、昼夜节律、基因表达、向光性、叶绿体运动和气孔运动等。
蓝光受体有隐花色素(cryptochrome，cry)和向光素(phototropin，phot)两种。和光敏色素一样，都是色素蛋白复合体，有多基因家族编码脱辅基蛋白。生色团接受光信号，脱辅基蛋白应答生色团感受的信号，并将应答信号转导给光受体下游信号传递体，引发某种生理反应。
1993年，美国宾西法尼亚大学Ahmad M, Cashmore等，从hy4突变体中克隆到一种蓝光受体，称为HY4，以后称为CRY1.分离得到的HY4 基因，所编码的蛋白是cryptochrome，并把这个基因起名为CRY1，发现现转基因拟南芥对蓝光、紫外光和绿光敏感，并发现CRY1一个可溶性蛋白。
1. 隐花色素( Cryptochromes)
隐花色素又称蓝光受体(blue light receptor)或蓝光/紫外光A受体(BL/UV A receptor)。它是吸收蓝光(400～500nm)和近紫外光(320～400nm)而引起光形态建成反应的一类光敏受体。
隐花色素在不产生种子而以孢子繁殖的隐花植物(cryptogamoa)如藻类、菌类、苔藓、地衣、蕨类等植物的光形态建成中起重要作用。如它能调节真菌类水生镰刀霉菌丝体内类胡萝卜素的合成、木霉分生孢子分化等。
隐花色素也广泛存在于高等植物中，因为许多生理过程如植物的向光性反应、花色素合成、气孔的开放、叶绿体的分化、茎和下胚轴的伸长和抑制等都可被蓝光和近紫外光调节。
蓝紫光抑制伸长生长，阻止黄化并促进分化。在温室栽培的植物，可以利用蓝光效应，促进形态建成。用浅蓝色聚乙烯薄膜育秧，因透过的蓝紫光多，能使秧苗长得较健壮。
?隐花色素作用光谱的特征是在蓝光区有3个吸收峰或肩(在440～460 nm
时有最大作用，在420和480nm处各有一“小肩”和一“陡肩”),作用光谱特征：“三指”状态，在近紫外光区有一个峰(通常在370～380nm),大于500nm波长的光对其是无效的，这也是判断隐花色素介导的蓝光、紫外光反应的实验性标准。
?由于隐花色素作用光谱的最高峰处在蓝光区，所以常把隐花色素引起的
反应简称为蓝光效应。
?隐花色素是一种类光解酶的蓝光受体(Lin 2000), 目前，在大多数双子叶
植物（包括拟南芥）中已研究发现至少两种隐花色素，隐花色素1（CRY1）和隐花色素2（CRY2）。1993年从拟南芥中克隆了CRY1，含有与蝶呤、脱氮黄素、FAD相结合的区域。CRY1和CRY2都定位于细胞核内，是一类吸收蓝光和近紫外光的光受体，可以调节植物形态建成、新陈代谢
变化及向光性反应。
生理功能：
?藻类、真菌、蕨类和种子植物都有蓝光反应(blue-light response）
?高等植物典型的蓝光反应有去黄化、抑制茎伸长、控制植物开花、向光
性、叶绿体运动、气孔运动、调节植物“生物钟”等。
?苯基苯乙烯酮合酶( chalcone synthase, CHS)
CHS 是合成黄烷酮、黄酮、黄酮醇及花色素苷所必需的酶, 因此被认为是类黄酮生物合成过程中的一个关键酶。。CHS 基因表达受蓝光和紫外光的调节，已经越来越受到人们的关注, 可以作为研究蓝光和紫外光信号转导的良好系统( Kubasek et al , 1992)
?UV_B 和UV_A/ 蓝光诱导CHS 表达的信号转导过程已经有报道
( Christie and Jenkins,1996) 。应用药理学实验揭示了在拟南芥悬浮细胞体系中UV_B 和UV_A/ 蓝光光转导途径中包括有钙信号、可逆的蛋白磷酸化、蛋白质的合成。然而, 不同光的信号转导途径不同,至少是部分的不同。
植物界存在的第二形态建成，蓝光引起的植物形态建成，受蓝光调节的反应。藻、真菌、蕨和筛子植物都有蓝光反应。
褐藻中的萱藻:蓝光―使其平面生长，
红光―诱导出丝状体。
蕨类植物的绵马:蓝光――正常发育成心形原叶体，红光――纵向生长成绿色丝状体。
真菌光形态建成:主要受蓝光和紫外光调节诱导。如丛赤壳类真菌子囊壳的发育，
木霉菌分生孢子的诱发，须霉菌的向地性反应。水生镰刀菌细胞内类胡萝的合成。
2. 向光素（Phototropin）
向光素是继光敏色素和隐花色素之后发现的一种蓝光受体。有两种：phot1和phot2，分别含有两个重要的多肽区域：
?一是具有能与FMN结合的位于N端的两个光氧电位势
（light-oxygen-voltage，LOV）发色团结构域（LOV1与LOV2），该功能区与对光照、氧气及电压差敏感的一大类蛋白在序列上相似；
?另一个是位于C末端的Ser/Thr蛋白激酶区域。
生理功能：目前愈来愈多的研究表明，phot1和phot2在植物向光性反应、叶绿体移动反应、气孔运动、叶片的扩展生长和弱光下植物生长等过程中起重要的调节作用，并且在不同的生理反应过程中，phot1和phot2可能采用不同的信号传递载体实现其功能互补。
?在花青素的生物合成和积累过程中，环境因子(光照、温度、水分；生长
调节剂B9等）作为外在因素，同样调控着植物中花青素的呈色反应，除上述光照外，温度是控制花青素合成代谢的重要因素之一，它对花青素合成结构基因的表达起着至关重要的作用(Christie, et al. 1994)。
?在菊花中，低温能够促进花青素下游基因DFR和ANS的表达，反之高
温抑制它们的表达(Huang, et al. 2008)；
?低温能够诱导橘子中结构基因PAL、CHS、DFR、ANS的过量表达，从
而使橘子果肉中富含大量的花青素(Piero, et al. 2005)。
?PAL（苯丙氨酸解氨酶，phenylalanine ammonia lyase，PAL）、
?CHS（苯基苯乙烯酮合酶，chalcone synthase, CHS)、
?DFR（二氢黄酮醇4-还原酶，dihydroflovonol4-reductase，DFR）和ANS
（花青素合成酶，anthocyanidin synthase）
三、紫外光B受体
紫外光B受体是吸收280～320nm波长紫外光(UV-B)，以引起光形态建成反应的光敏受体。
紫外光对生长有抑制作用，在UV-B照射下，它可引起高等植物子叶展开，下胚轴缩短，茎节间伸长抑制等形态变化。但这个受体的本质尚不清楚。
(不同波长光对生长抑制作用，波长越短抑制作用越强）
近年来由于氯氟代烃(chlorofluorocarbous)的增多引起了大气中臭氧层的破坏，导致到达地面的UV-B增加，因而UV-B辐射增加对植物的影响，以及对此的生理响应已引起人们的关注。
紫外光对植物生长发育的主要作用
?UV-B通过其受体对植物形态建成发挥一定作用，小麦、大豆、玉米等在
紫外光-B照射下，植株矮化，叶面积减小，作物产量下降。
?类黄酮/花色素苷等色素合成，诱导黄化玉米苗胚芽鞘和高粱第一节间形
成花青苷；诱导欧芹悬浮培养细胞积累黄酮类物质（可能通过诱导PAL 起作用）等。
查尔酮及其衍生物是芳香醛酮发生交叉羟醛缩合的产物，是一种重要的有机合成中间体。查尔酮合成酶( CHS)调控花色素苷生物合成的一个关键酶。UV-B、隐花色素和光敏色素信号传递途径之间的相互作用调控CHS表达。CHS转录的启动子元件和转录因子现已被鉴定出。UV -B途径与UV-A /蓝光途径的协同相互作用使CHS最大量表达。
UV-B对植物细胞有一定伤害作用，花青苷和黄酮类物质的产生可能是植物对UV-B伤害的一种适应。
植物的光形态建成是植物生长发育的重要内容，光受体即光敏色素（PHY）、蓝光受体（CRY1、CRY2、PHOT1、PHOT2）及紫外光受体都是光形态建成中信
号传导研究重点。迄今，光受体仍然是植物学界研究的前沿和热点，近几年光受体研究不断有新的突破性进展，如新的光受体及功能的发现、克隆等。
有报道指出植物体还可能存在绿光受体(Folta 2004),由此可以假设，不同波长光范围内可能存在一种或几种光受体，通过不同信号转导途经调节生理代谢过程并控制植物的形态发生和生长发育。
第九章花的形态与结构第一节花的组成与发生 快速导航：花的组成与发生 | 花芽分化与调控 | 植物的繁殖( reproduction)是植物在漫长的演化历程中形成的特性，是植物体生长发育到一的、有利于再生新个体的特定结构，繁殖是重要的生命现象之一。植物通过繁殖不断增加新的个传性和稳定性，随着不断的自然选择和人工选择，形成了种类繁多、性状各异的植物世界，使物化。植物的繁殖方式多种多样，一般分为营养繁殖(vegetative reproduction/ propagation)、reproduction)和有性繁殖(sexual reproduction) 三类。 营养繁殖是植物在植株的一定部位形成新的营养性个体的繁殖方法，如可块根、块茎和珠芽的植物的克隆（株）系（clone）等。营养繁殖有利于物种保持其遗传的稳定性。农林生产中，常扦插(cutting)、压条(layering)和嫁接(grafting)等方法进行快速繁殖，保存优良种质。 无性繁殖是植物在其生活史中的某一阶段、在植株的一定部位产生具有繁殖能力的特化细胞化的细胞或孢子（离开植物体后）直接发育成新个体的原始体或能够独立生活的新个体的繁殖方融合生殖（apomixis）或无配子生殖（agamospermy），后者如菌类植物、蕨类植物的孢子繁殖等有性生殖是植物体在其生活史的一定阶段、在其特定部位产生具有性别分化的细胞（或称配胞等），通过两性细胞或配子的结合（或受精）形成合子，再由合子萌发成新的植物体的繁殖方具有丰富的遗传变异性，是植物进化和物种多样性的基础。被子植物的有性生殖是植物界中最进被子植物在经历一定时期的营养生长后，并进入生殖生长，在植株的一定部位形成花芽，然发育形成果实和种子。花、果实和种子与植物的有性生殖有关，被称为生殖器官(reproductive 重点介绍被子植物的花、果实和种子的发育与结构。 第一节花的组成与发生 一、花的形态与特征 （一）花的形态与组成 被子植物又称为有花植物（flowering plant）或显花植物（anthophyta），有时将裸子植物的被子植物约有30万种，其花的变化巨大，它们的形态，大小，颜色和组成数目因种而异、各不可将被子植物的花分为完全花(complete flower)和不完全花（incomplete flower）两类。完全萼、花冠、雄蕊（群）和雌蕊（群）等几个部分组成，例如桃花、蚕豆花等（图9-1）；不完全花 一部分或几个部分的花，如南瓜、玉米等植物的单性花。 花是适应于生殖、极度缩短且不分枝的变态枝（Goethe ,17 的一部分，花托通常是花柄顶端呈不同方式膨大的部分，是花器官 雄蕊群和雌蕊群）着生的地方。花萼常为绿色，像很小的叶片。 形态，但其形态和结构均类似于叶，有的甚至就呈绿色(如绿牡丹 变态叶，虽然雄蕊与叶的差异较大，但在较早的被子植物(如睡莲 间存在过渡形态，此外，有的植物(如梅、桃等)经过培育，雄蕊 由叶变态而成的心皮卷合而成的，如蚕豆、梧桐等。因此，通常 态叶，雄蕊、雌蕊为可育的变态叶。 1．花柄（pedicel）和花托(receptacle) 花柄也称花梗，呈圆柱形，是连接花和茎的柄状结构，其基 养物质由茎向花输送的通道，又能支持着花，使其向各方展布。类而不同，如梨，垂丝海棠（Malus Halliana Koehne）的花柄很长，有的则很短或无花柄，如贴speciosa (Sweet) Nakai]。果实形成时，花柄发育成果柄。 花托位于花柄的顶端，是花器官其他各组成部分着生的部位。花托的形态常因植物种类而异呈圆柱状，如木兰科植物等；有的呈圆锥状，如草莓等的花；有的凹陷呈杯状，如桃等；有的花冠、雄蕊、雌蕊的一部分贴在一起，形成下位子房，如苹果等；有的呈倒圆锥形，如莲的花；有冠之间，扩大形成扁平状或垫状的盘状体，称为花盘(desk)，如柑橘（Citrus reticulata Blan
深圳大学实验报告课程名称：生命科学基础实验 实验项目名称：校园植物观察 学院： 专业： 指导教师： 报告人：学号：班级： 实验时间： 实验报告提交时间： 教务处制
龙船花全株侧枝向上挺直生长且平滑，叶子表面光滑革质对生，全缘而呈倒卵形状或是椭圆形。一般长度约9厘米－12厘米左右，宽约4 是深绿色，背面的颜色较浅。花属于顶生的伞房花序，每簇花丛大约有 小花由其冠筒上长出后分裂4－5片椭圆形花瓣，冠筒长约2.5 红砖色。20－30朵聚生的小花整体呈现一个大圆球状，花团锦簇。
对生的二回羽状复叶舌状花瓣
茎钝四棱形或近圆柱形，披淡褐色鳞片状糙毛。单叶对生，长椭圆形或卵形，先端钝尖，基部近圆形或浅心形，全缘，叶片坚纸质，两面披淡褐色糙毛及短柔毛，长约4－12厘米，宽约3－8厘米；叶脉5－7条基出；叶柄长约 厘米。 花为聚伞花序，长于分枝顶端，近头状，由3－7朵花组成，稀单生，基部具叶状总苞；花梗密披鳞片状糙毛，长约3－20亳米；花萼 宽，内侧红色，外侧披淡褐色鳞片状糙毛，先端渐尖，萼管壶形，长约 花瓣5片，倒卵形，先端圆形，粉红色或玫瑰红色，密披缘毛，离瓣花；雄蕊10枚，5长5短，较长的雄蕊基部黄色直立，上部呈关节状弯曲，状似镰刀，连接紫红色半圆形的花药，短的雄蕊黄色，并未分两节，连接黄色的花药；雌蕊柱状，墨绿色；花柱线形，紫红色。
茎肉质，直立，粗壮。叶互生；叶柄长约1-3cm，两侧有数个腺体；叶片披针形，长4-12cm，宽1-3cm，先端长渐尖，基部渐狭，边缘有锐锯齿，侧脉对。 花梗短，单生或数枚簇生叶腋，密生短柔毛；花大，通常粉红色或杂色，单瓣或重瓣；萼片2，宽卵形，有疏短柔毛；旗瓣圆，先端凹，有小尖头，背面中
一、植物茎的形态术语 茎是植物的营养器官之一，一般是组成地上部分的枝干，主要功能是输导和支持。 (一)、根据植物茎的性质、寿命，可将植物分为木本植物与草本植物 1.木本植物:茎含有大量的木质，一般比较坚硬。寿命较长，均为多年生的。 它们又可分为： 1)乔木:有明显主干的高大植株，分枝位置距地面较高。如旱柳、毛白杨等。 2)灌木：主干不明显，植株比较矮小，常由基部分枝，如：月季、蔷薇、紫荆等。 3)半灌木：较灌木矮小，高常不及1米，基部近地面处木质多年生，上部茎草质，于开化后枯死，如蒿属植物。 2、草本植物:茎含有木质较少，多汁、柔软、易折断。这类植物根据生活周期又可分为： <1>一年生草本植物：生活周期在本年内完成，并结束其生命，开花结果。如：水稻、棉花等。 <2>二年生草本植物：生活周期跨越两个年份，即第一年生长，第二年才开花结果后枯死。如：白菜、萝卜、冬小麦等。 <3>多年生草本植物：植物的地下部分能生活多年，每年都发芽生长。如：大理菊、马铃薯、甘薯等。 (二)根据茎的生长习性，可将茎分为以下四种类型： 1直立茎茎背地面而生，直立。 2匍匐茎茎细长、柔弱、平卧地面，蔓延生长，节上生不定根，芽发育为新植株。如草莓、甘薯。 3攀援茎以茎上发出卷须、吸器等攀援器官，借助攀援器官使植物攀附于他物上。有5种攀援结构： 1）卷须：瓜类、葡萄、豌豆 2）气生根：常春藤、络石 3）叶柄：旱金莲、铁线莲 4）钩刺：猪殃殃、白藤 5）吸盘：爬山虎（地锦） 4缠绕茎茎细长，柔弱，不能直立，以茎本身缠绕它物上升。如牵牛等。 *5斜生茎 *6平卧茎
二、叶的形态术语 叶由叶柄、叶片和托叶三部分组成，叶片是叶的绿色平扁部分，也是叶光合作用的主要部位，是叶行使其功能的主要部分。具有叶片、叶柄和托叶三部分的叶称为完全叶，缺少其中任一部分或两部分的称为不完全叶。 (一)叶序 指叶在茎或枝条上排列的方式叫叶序，常见的有5种： 1、互生：每节上只生一片叶，如大豆、棉花、玉米等。 2、对生：每节上相对着生两片叶，如丁香、芝麻、薄荷等。 3、轮生：三个或三个以上的叶，着生在一个节上，如夹竹桃。 4、簇(丛)生：两个以上的叶着生于极度缩短的短枝上，如金钱松、银杏等。 5、基生：两片以上的叶着生于地表附近的短茎上称为叶基生。如蒲公英、车前草等。（二）叶形 （三）叶尖
马丽霞《植物学》课程教学平台(二） 06生物技术班《植物学》(形态解剖部分)复习要点本课程的教学要求 1．形态解剖部分主要掌握种子植物的根、茎、时、花、果实和种子的形态结构和发育过程。2．植物的基本类群部分主要掌握七大类群的基本特征，代表植物和起源演化。 3．被子植物分类部分主要掌握分类单位、学名、形态结构的演化规律，重要目、科的特征及起源和演化。 下面将按各章顺序进行学习指导: 第一章绪论 一、本章教学内容为：1．植物学的昨天,今天和明天 2. 植物科学的重要作用 3.植物界划分和植物科学的分支学科 4.植物分类的阶层系统和国际植物命名法规 5.学习植物学的方法 二、本章思考题： 1．植物与人类的关系表现在哪些方面？ 2.什么光合作用和矿化作用？它们在自然界中各起什么作用？ 3.为什么说，植物对环境具有保护作用？ 4.如何学习植物学？ 第一编种子植物的形态与解剖
第一章种子与幼苗 一、本章重点掌握的内容： 二、本章复习思考题 1．学习植物各器官的形成与发育，为什么从种子开始，为什么说胚是新一代植物的原始体? 2．总结种子的基本结构有哪些?比较有胚乳种子中双子叶植物种子与单子叶禾本科植物的种子有何异同。 3．种子里有哪些主要的贮藏物质? 4．种子萌发的内外条件是什么?萌发的主要过程如何?从胚发育为幼苗可以见到哪些形态方面的变化? 5．何谓"子叶出土幼苗"和"子叶留土幼苗"? 第二章植物的细胞和组织的形态结构 一、本章重点内容： （一）植物细胞 1、原生质体 2．细胞壁 3. 质体 4. 液泡 5. 植物细胞的后含物 （二）植物的组织 1.植物组织 2.植物组织的类型 3. 维管系统 二、本章复习思考题
植物形态学 细胞和组织 第一节植物细胞的形态结构 第二节植物细胞的繁殖 第三节植物的生长和分化 第四节植物的组织和组织系统 本章小结 本章作业
第一节植物细胞的形态结构 一、细胞是构成植物体的基本单位 二、植物细胞的形状和大小 三、植物细胞的结构 四、植物细胞的后含物 五、原核细胞和真核细胞 细胞概念
1.细胞的发现 1665年，英国人罗伯特·虎克（R.Hook）观察软木片，发现软 木由很多“小室”构成，形似蜂窝，他称其为“cell”，原意为小室，后来，随着研究的进展和细胞结构的进一步观察、发现，赋于“cell”以特定的意义，逐渐形成了“细胞”这一概念。 实际上，他当时所观察到的是死细胞的空腔，细胞内的其他 结构，是后来其他学者观察所发现的。
2.细胞学说 细胞学说的创立： 植物学家施莱登（Schleiden）（德国）：于1838年提出，所 有植物体都由细胞构成。 动物学家施旺（Schwann）（德国）：于1839年在动物研究中证实了上述结论。并首次提出“细胞学说”（Cell theory）这一概念。他提出：“动物和植物乃是细胞的集合体，它们依 照一定的规律排列在动物和植物体内”。并明确提出：“一 切动物和植物皆由细胞组成”。
2.细胞学说 细胞学说要点： 细胞是所有生物结构和功能的最基本单位。 所有生物的生物体都是细胞的集合体，它们依照一定的规律排列在生物体内。 一切细胞皆来自细胞。 细胞学说的意义： 为个体发育学说奠定了基础 为系统发育学说奠定了基础 为生物界学说的发展奠定了基础
3.细胞学研究的主要阶段 细胞的发现及细胞学说的创立：本阶段除细胞的发现和细胞学说的创立外，还有许多重大发现： 施特拉斯布格（Strasburger）在植物细胞中发现了有丝分裂。 1898年，纳瓦兴（Nawaschin）发现了被子植物的双受精现象。 1883年，范·贝登（Van Beneden）又在动物和1886年施特拉 斯布格在植物中发现了减数分裂。 故称19世纪最后25年为细胞学经典时期。
实验1环境因子对植物形态结构的影响 一、实验目的 1、掌握生长在不同环境下的植物形态结构的特点，理解植物形态结构是如何适应于其生境特征。掌握从植物外部形态及生长，生境特点上鉴别植物耐荫性的方法。 2、理解植物器官的结构特点对植物生长发育及其环境适应的意义。初步判定植物对光照强度的适应类型.。 3、使学生掌握划分植物生活型的方法，并通过不同地区和不同植被类型植物生活型的分析，进一步认识植物与环境的关系及划分植物生活型的生态意义 二、实验原理： 1、在植物的生长发育过程中，光和水是极其重要的生态因子。根据植物与其生境中水分的的关系，把植物分为水生植物、陆生植物（包括了中生植物和旱生植物）。水生植物依据其生活型又可分为沉水植物、浮水植物和挺水植物。生长在不同环境中的植物，在演化过程中会形成一些适应环境的结构特征，其中以叶的结构变化最为显著。叶子是植物的重要器官，它有两大生理功能，光合作用和蒸腾作用。蒸腾作用是根系吸收水分的动力之一，植物根系吸收的矿物质主要是随蒸腾液流上升并转运到植物体的其他部位。另外，蒸腾作用也能降低叶片的表面温度，从而使叶子在强烈的日光照射下，不至于因温度过分升高而受损伤。但蒸腾作用会消耗很到植物体内的水分，因而植物根系吸收的水分和叶片蒸腾作用消耗的水分之间需达到一个等量的状态，即水分平衡状态。植物在长期的进化过程中，逐渐形成了防止水分散失的结构，如叶表面的角质层，密生绒毛，气孔下陷或形成气孔窝，叶片内储水组子发达等，都是为了适应保持水分，减少水分蒸腾的特征。植物生活于不同的生态环境中其叶片的这些适应性结构不同，形态变化也较大。 阳光是植物光合作用的能量来源，但是由于植物长期适应不同的环境条件，不同植物需要的光强不同。根据植物对光强的不同要求，把它们分为阳性植物、阴性植物、耐阴植物三大类。阳地植物与阴生植物是生长在不同光照强度环境中的植物，由于叶是直接接受光照的器官，因此，受光照强度的影响，也就容易反映在它们的形态和结构上。又因为具有相同基因型的植物若长期生活在不同的生态环境中，会出现结构和生理的趋异性；而不同基因型的植物生活在同一环境中，又会出现趋同性，所以，即使是同一植物，因叶所处位置的光照不同，也会有阴生与阳生的差异。一般来说树冠上部和向阳一面的叶，具阳生叶特征；而树冠下部和阴面的叶则具阴生叶的特点。由此也可以看出叶是最具变化的器官。 2、生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也是相似的。对植物而言，其生活型是植物对综合环境条件的长期适应，而在外貌上反映出来的植被类型。它的形成是植物对相同环境条件趋同适应的结果。在同一类生活型中，常常包括了在分类系统上地位不同的许多种，因为不论各种植物在系统分类上的位置如何，只要它们对某一类环境具有相同或（相似）的适应方式和途径，并在外貌上具有相似的特征，它们都属于同一类生活型。 关于植物生活型的分类有各种标准和系统，这里采用丹麦生态学家Raunkiaer的生活型分类系统和《中国植被》中的生活型系统。 （1）Raunkiaer 的生活型分类系统 他以植物体在度过生活不利时期（冬季严寒、夏季干旱）对恶劣条件的适应方式作为作为分类的基础。具体的是以休眠或复苏芽所处位置的高低和保护的方式为依据，把陆生植物划分为五类生活型。
植物学实验 实验一、植物学实验的基本研究方法 1、简述光学显微镜的使用方法 1）取镜放置准备：a、取时右手握镜臂，左手托镜座。小心轻放，放置实验台中部略偏左位置，距桌3-4cm。 b、插电源 c、旋转物镜转换器，低倍镜就位 e、使虹彩光圈调到最大，聚光器转到最高 2）放装片，准备观察：a、放载玻片 b、从左侧观察，调至最中心 c、用双手调节粗准焦螺旋 d、调节目镜 3）观察：a、调节粗准焦螺旋，下降载物台至最低，使其清晰，上调 b、调节细准焦螺旋 c、用推进器使物体于视野中央 d、左眼观察，右眼画图 4）高倍镜观察：a、侧面转动转换器（不换油镜） b、调节光源亮度 c、调节细准焦螺旋使像清晰 d、画图 5）换载玻片：a、载物台放至最低 b、调节至最低物镜 c、换新片 d、用低倍镜观察 6）结束整理：a、关闭电源 b、载物台放至最低 c、取下载玻片 d、4倍，10倍物镜内呈八字形放置 e、电源线缠绕2圈半（至镜筒上） 2、常用的植物制片技术有哪几种 共5种——临时水封片、徒手切片法、压片法、石蜡切片法、离析法 3、详细说明生物绘图的具体步骤与要求 a、观察：细心观察，对各部分的位置、比例、特征等有完整的认识 b、起稿：勾画轮廓，用软铅笔（HB）勾勒观察对象的轮廓和结构 c、定稿：用硬铅笔（2H或3H）将全图绘出。用线条表示结构，线条要均匀，光 滑，用圆点表示各部分的对比度，点要圆。 d、标注名称：一般为直接标注，标出指示部位的名称，最好在右侧 e、核实全图：核实绘图内容，保持图画整洁，并在下方写图名称
实验二、植物细胞的基本结构 1、根据观察简述植物细胞的基本结构，你都观察到了那些细胞器 植物细胞：细胞壁——纹孔和胞间连丝 原生质体——细胞质——细胞器和胞机制 后含物细胞核 细胞膜 观察到的细胞器有：质体（叶绿体、白色体、有色体） 液泡 2、植物细胞中后含物包括哪些，通常位于细胞的什么细胞器内 1）淀粉——以淀粉粒的形式在造粉体内形成并贮藏 2）蛋白质——通常位于细胞的核糖体、高尔基体、内质网中 3）脂肪和油——存在于白色体 4）晶体——液泡 实验三、植物分生组织和细胞分裂 1、从根尖分生组织的类型、位置和细胞特点等方面说明分生组织的特点 根尖分生组织的类型：1）原生分生组织：位于根和茎的最前端，是从胚胎中保留下 来的，具有永久分裂能力的细胞群，由原 始细胞组成，细胞分化少 2）初生分生组织：由原生分生组织刚衍生的细胞组成的， 位于原生组织后方，细胞已出现初步分 化，其又可划分成三部分即原表皮、基本 分生组织和原形成层，随后依次发育成表 皮，维管柱，皮层 分生组织细胞的特点：细胞小，壁薄，原生质丰富，细胞核大并位于细胞中央，没 有液泡或会有分散的小液泡，细胞排列紧 密 2、做好根尖压片的关键是什么 1）固定液要迅速杀死正在分裂的细胞使其保持分裂状态 2）解离时注意解离时间 3）染色时间充分 4）轻压盖玻片使细胞分散 实验四、植物组织观察 1、比较导管和筛管在结构和功能上有何异同 结构：同：都由长管状细胞上下连接而成，均无细胞核 异：导管：以端壁形成的穿孔相互连接，上下贯通：由有花纹的死细胞构成， 有五种类型 筛管：细胞连接处稍微膨大，连接端壁即筛板上有许多筛孔；由活细胞构 成 功能：同：都有运输功能 异：导管运输水和无机盐 筛管运输有机物
一、实验名称：植物花形态结构及解剖研究 二、实验目的 （1）识辨数种常见花卉； （2）掌握花的基本结构和常见类型； （3）掌握描述花形态结构的基本术语； 三、实验用具 3.1. 实验材料：新鲜的金鱼草花、百合花、玫瑰花、菊花、水稻花，百合子房横切片 3.2. 实验设备：WiFi光学显微镜（Motic麦克奥迪），互动光学显微镜（Motic麦克奥迪），体视显微镜，镊子，解剖针，解剖刀，载玻片，盖玻片，吸水纸，洗瓶等 3.3. 实验试剂：蒸馏水 四、实验内容 4.1. 花的各部分结构解剖 金鱼草花的观察：在体视镜下解剖金鱼草花，自内向外观察其组成。 （1）花柄（花梗）：着生在茎上，支持花朵。 （2）花托：花柄顶端着生花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群的部分。 （3）花萼：为花的最外一轮，萼片为（绿）色，共（5）片，萼片（分离）。 （4）花冠：位于花萼内轮，花冠由（2）片（白）色的花瓣
组成，花瓣基部愈合，分离部分呈唇形，上唇（二） 裂直立，下唇（三）裂开展外曲，故称唇形花冠。花 瓣形状、大小各异，通过花的中心只有一根对称轴能 将花分成相等的两半，故属不完整花（两侧对称）。（5）雄蕊群：位于花冠的内方，共（4）枚，其中（2）枚较短，（2）枚较长，称二强雄蕊。每枚雄蕊由两部分 构成：细长的部分为花丝；顶端的囊状物称为花药。（6）雌蕊群：位于花的中央，形似一瓶装物即雌蕊。雌蕊顶端扩大部分为柱头，基部膨大部位为子房；二者之 间较细的部分为花柱。子房的基部着生于花托上，为 子房上位。用刀片将子房做若干个横切，用体视显微 镜进行观察，课间子房分为（2）室，由此可推断这 种雌蕊为（2）心皮合生的复雌蕊。 按上述内容解剖观察百合花、玫瑰花、菊花、水稻花。 4.2 百合子房结构 取百合子房横切片于显微镜下观察。百合的雌蕊是由三心皮联合而成的复雌蕊。 百合子房主要有子房壁、子房室、胎座和胚珠租车那个，横切面上可见有（6）个子房室，每室中可见（1）个胚珠（实为纵向两列）。胚珠着生处为胎座，百合胚珠着生在中轴上所以为（中轴）胚座。子房壁最外面一层的细胞叫外表皮，最内一层细胞叫内边皮，内外表皮之间为薄壁细胞；在对着
“植物形态解剖学”模拟试题 A 一、名词解释(每小题3分，共15分) 1．凯氏带 2．细胞器 3．异形叶性 4．无融合生殖 5．双受精 二、判断正误(对的在括号内写“+”，反之写“-”)(每小题1分，共10分) 1．初生木质部成熟方式，在根中为外始式，而在茎中则为内始式。 2．根毛与侧根在发生上是相同的。 3．无胚乳种子在形成过程中不出现胚乳组织。 4．茎中的环髓带是一种特殊的中柱鞘。 5．胡萝卜是变态根，食用部分主要是其次生韧皮部。 6．叶中脉的韧皮部靠近上表皮，木质部靠近下表皮。 7．苹果的果实在植物学上称梨果，属于假果，又属于肉果。 8．卵细胞是雌配子，花粉粒是雄配子。 9．花单性是进行异花传粉的必要条件。 10．植物细胞中，无定形蛋白质常被一层膜包裹成圆球状的颗粒，称为糊粉粒。 三、填空(每空0．5分，共24分) 1．在电子显微镜下，细胞所呈现出的结构叫。 2．植物细胞中不同细胞器具不同的功能。是细胞进行呼吸作用的场所； 是合成蛋白质的细胞器；的主要功能是进行光合作用；花色素存在于中；导管成熟时，原生质体最后完全破坏消失，这一过程与的作用密切相关。 3．细胞壁分为三层，存在于细胞壁最外面的是，细胞停止生长后形成的是，细胞停止生长前形成的是。 4．分生组织按在植物体上的位置可分为、和三种类型。 5．植物成熟组织按功能可分为五种，它们是 (如纤维)、 (如种皮)、 (如叶肉的栅栏组织)、 (如蜜腺)和 (如木质部)。 6．下列植物果实或种子的主要食用部分各是什么：花生：；玉米：；西瓜：；银杏：；龙眼：；苹果：。 7．二细胞型花粉粒成熟时含有两个细胞，即和。 8．起源相同、构造和着生部位相似而形态和功能不同的器官称为器官，如鳞叶与叶卷须；反之，形态 和功能相似而起源和构造不同的器官称为器官，如块根和块茎。 9．胚由、、和四部分组成。 10．根尖的初生分生组织初步分化为、和三部分，然后分别发育成、和。 11．按芽的生理活动状态，芽可分为和两类。 12．松树茎的增粗生长，主要是由于形成层进行了分裂和分裂的结果。
实验一、双子叶植物根（花生、毛茛）的构造 横切材料，分别观察初生结构和次生结构，说出是什么植物的什么部位，写出判断依据。材料：花生根，毛茛根（要看皮层淀粉粒） 器材：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、双面刀片、培养皿、吸水纸等 试剂：番红、固绿 由外向里仔细观察并思考：（初生） 1.表皮：为最外一层细胞，排列紧密整齐，没有细胞间隙．能否见到气孔和角质层?能否见到根毛?为什么? 2.内皮层：观察凯氏带。 3.维管柱：分别指出被染成红色、绿色的是什么部位。是内始式还是外始式。 花生根比较特殊，初生木质部没有分化到维管柱中心，在维管柱的中心仍保留有薄壁细胞，此即为髓． 另外毛莨根其凯氏带不成环式加厚，而为六面增厚，常被番红染成红色，只有对着木质部束的少数内皮层细胞壁不增厚，为水和溶液进入维管柱的通道，称通道细胞。它的初生本质部一直分化到根的中央，故无髓，这是典型的双于叶植物根的初生构造特征。 （次生） 1、栓内层：其中有断续的纤维束环以及草酸钙结晶。 2、维管射线：是贯穿整个次生木质部和次生韧皮部中，由径向排列的1-几列薄壁细胞组成·在次生韧皮部内的叫韧皮射线，在次生本质部的叫木射线。射线细胞也是形成层细胞分裂产生的。 注意根的次生构造的维管束已由辐射型转变成无限外韧维管束。 细心观察可见初生木质部保留在根的中央，中间有较小的髓。 作业：绘图并表明结构。 实验二、单子叶植物根（）的构造 横切材料，观察初生结构和次生结构。
材料：鸢尾根 器材：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、双面刀片、培养皿、吸水纸等 试剂：番红、固绿 填写下列表格： 实验三、变态根 横切材料，观察。 材料：何首乌块根 器材：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、双面刀片、培养皿、吸水纸等 试剂：番红、固绿 最外为木栓层，中心为正常维管束，形成层呈环状，在木栓层与正常维管束之间的皮层中，分布着许多单独的和复合的异型维管束，均为无限外韧型．复合异型维管束的形成层呈环状。故在横切面上肉眼可见一些大小不等的圆圈状的花状纹理，、特称“云锦花纹”。在薄壁细胞中含有淀粉粒及草酸钙簇晶。 完成表格
旗开得胜 读万卷书行万里路1 第一章植物形态解剖第一章植物形态解剖 三、竞赛训练题 （一）选择题 1．鉴定植物细胞中的后含物，通常 A 用碘液鉴定蛋白质和脂肪 B 用苏丹Ⅲ鉴定蛋白质和脂肪 C 用碘液鉴定蛋白质和淀粉 D 用苏丹Ⅲ鉴定脂肪和淀粉 2．水生被子植物茎的结构特征是 A 表皮形成根毛 B 机械组织发达 C 通气组织发达 D 木质部发达3．筛管分子最明显的特征是 A 侧壁具筛域 B 为具核的生活细胞 C 端壁具筛板 D 为有筛域、筛板而无核的生活细胞
旗开得胜 读万卷书行万里路2 4．漆树中的漆是从茎韧皮部的哪种结构中产生的？ A 溶生型分泌道 B 裂生型分泌道 C 溶生型分泌腔 D 裂生型分泌腔 5．下列在植物学上能称为种子的是 A 玉米籽粒 B 高粱籽粒 C 向日葵籽粒 D 花生仁6．下列哪种植物的种子属于有胚乳种子 A 大豆 B 蚕豆 C 花生 D 蓖麻 7．我们吃的绿豆芽，主要吃的是 A 根 B 芽 C 下胚轴 D 上胚轴 8．小麦种子萌发时，对胚乳内贮藏的物质加以分解和转运的结构是A 糊粉层 B 盾片 C 上皮细胞 D 外胚叶 9．不活动中心位于根尖的 A 根冠 B 分生区 C 伸长区 D 根毛区 10．中柱鞘细胞可产生
旗开得胜 读万卷书行万里路3 A 部分维管形成层和木柱形成层 B 不定芽和不定根 C 侧根 D A、B和C 11．根初生维管组织中，木质部与韧皮部的排列是 A 内外排列 B 散生 C 相间排列 D 相对排列 12．禾本科植物根的内层细胞在发育后期常五面增厚只有哪项是薄的 A 横壁 B 径向壁 C 内切向壁 D 外切向壁 13．细胞分裂产生的子细胞的新壁与该细胞所在部位的半径相平行，此细胞分裂也称 A 平周分裂 B 切向分裂 C 径向分裂 D 横向分裂 14．形成展通过径向分裂产生 A 次生木质部 B 次生韧皮部 C 次生维管组织 D 使周径扩大形成 15．根部形成层产生过程中，首先开始于 A 初生韧皮部内方的薄壁细胞 B 初生木质部脊处的中柱鞘细胞
走进植物王国 ——植物学基础知识讲座 一、总说植物界 植物界是整个生物界的一部分，要了解植物界就必须知道生物界是怎么划分的。人类对于生物界的认知是随着科学的发展而发展的。 生物界划分： 18世纪鼎鼎大名的瑞典博物学家林奈把生物界划分为动物界和植物界，这就是所谓的二界系统。这个系统建立得最早，也应用得最广泛、最悠久。后来单核细胞原始生物被划出来，称原生生物界，即三界系统。电子显微镜投入使用之后，缺少真正细胞核的原核生物，如蓝藻、细菌等，也被单独划分出来，称原核生物界，成为四界系统。其后，酵母菌、霉菌等真菌被划为真菌界，成为五界系统。随着电子显微镜的广泛使用，人们又发现了没有细胞结构的病毒和类病毒，称为非胞生物界，至此生物界成六界系统。在不同的分界系统中，植物界所包括的具体范围是不一样的。很明显，在二界系统中，植物的范围最广，包括的种类也最多。为了方便大家的教学，今天我们还是用二界系统来讲。 生物分类阶元： 按照二界系统，已知的植物约有50余万种。它们的大小、形态、结构、生态环境和生活习性各不相同，人类对它们进行了分类。植物分类阶元和动物是一样的，阶元就是等级的意思。都是按照：界-门-纲-目-科-属-种的等级（阶元）来划分。有的阶元中包括的植物种类仍然很多，根据需要，在阶元中再按性质归纳为亚阶元，如门中有亚门，目中有亚目，科中有亚科等等。所以完全的植物分类阶元不仅有门纲目科属种6个“正”的，还有亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种6个“亚”的。这样的分类阶元，就像编户口一样，每一个物种都可以归纳进来，有自己的位置。这种位置还能反映生物之间的亲缘关系，让我们看到进化的脚印。 植物界这50余万种植物共分为藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物六大类群，一共16个门。 二、各类群植物简介 1、藻类 16个门里，藻类其实占据了8个门。但是所有的藻类都具有共同的特性。它们一般具有光合作用色素，能进行光合作用，具有植物最根本的特征——自己制造营养物质，自己养活自己，叫做自养型生物。只有低等藻类的极少数种类是异养或暂时性异养，也就是利用别人制造的营养物质生存。藻类的大小和构造差异很大，小的只有几微米，大的有几百米，比如生活在太平洋东岸寒流中的巨藻可以长到400米。尽管藻体有大小、简单和复杂的区别，但它们基本上都没有根茎叶的分化，生殖器官也是单细胞。有些高等藻类的生殖器官虽是多细胞，但每个细胞都直接参加生殖作用，形成孢子或配子，也就是说，在繁殖后代的过程中，每个细胞起到的作用是一样的，没有功能上的区别。 藻类绝大多数水生，有的漂浮在水中，随波逐流，叫浮游藻，有的用固着器固定在岩石上生长，叫固着藻，比如说海带，我们去买新鲜海带的时候还能看到它的固着器，有点像根。还有少数气生藻类可以在树皮、树叶、岩石、墙壁、土表等不为水浸泡的地方生活。藻类适应环境的能力很强，零下数十度的南北极、终年积雪的高山、高达85摄氏度的温泉中，都能找到藻类的身影。日常生活中，
一、单项选择题：每小题2分，共120分。 1．当果实成熟后，果皮从两腹缝线裂开，成两片脱落，只留下假隔膜，这是： A．瘦果 B．蒴果 C．荚果 D．角果2．蒲公英果实的冠毛来自： A．花萼 B．花冠 C．花柱 D．珠被3．关于胚乳和外胚乳的比较，错误的是： A．它们功能相同，但来源不同 B．胡椒种子同时具有胚乳和外胚乳 C．胚乳核相为三倍或更多倍 D．外胚乳核相为单倍 4．在被子植物的生活史中： A．花药是退化的雄配子体 B．子房是退化的雌配子体 C．成熟的胚囊由8个细胞构成 D．成熟的花粉粒由2或3个细胞构成 5．花粉囊成熟后有助于其开裂的结构是：A．纤维层 B．中间层 C．绒毡层 D．其他6．对以下两花图式判断正确的是： 图Ⅰ图Ⅱ A．图Ⅰ所示花花冠的排列方式是镊合式 B．图Ⅱ所示花雌蕊由三心皮构成，侧膜胎座 C．图Ⅰ所示花雄蕊为二体雄蕊 D．图Ⅱ所示花花程式为：* K3 C3 A6 G(3︰3) 7．在小麦的小穗中： A．芒来自外颖 B．不育花没有稃片 C．花被退化为浆片 D．总苞特化为稃片 8．关于花各部分的演化趋势正确的是： A．数目：少而有定数→多而无定数 B．排列：螺旋式→轮状排列 C．对称：不对称→辐射对称→两侧对称D．花托：圆顶式→圆锥式→凹顶式 9．关于雄蕊群配对不正确的是： A．白菜——二强雄蕊 B．棉花——单体雄蕊 C．菊花——聚药雄蕊 D．金丝桃——多体雄蕊10．下列每组同功器官中，也同源的是：A．南瓜的卷须和葡萄的卷须 B．旱金莲的卷须和豌豆的卷须 C．葡萄的卷须和牛尾菜的卷须 D．豌豆的卷须和尖叶麻辣仔籐的卷须 11．大蒜的“蒜瓣”属哪种营养器官的变态？ A．块茎 B．鳞茎 C．球茎 D．鳞叶12．关于根变态配对不正确的是： A．榕树——支柱根 B．土豆——贮藏根C．凌霄——攀缘根 D．菟丝子——寄生根13．右图是苹果的解剖结构，关于结构1～4的发育判断错误的是： A．1是由花托发育而来的 B．2是由子房壁发育而来的 C．3是由胚珠发育而来的 D．4是由胎座发育而来的 14．下列说法错误的是： A．植物组织包括分生组织和成熟组织两大类 B．植物尖端的分生组织都是时刻处于活跃状态 C．根尖、茎尖分生区细胞的分裂面与根、茎的长轴垂直 D．根、茎内部形成层细胞的分裂面与根、茎的周缘平行 15．根、茎的形成层是： A．顶端分生组织、次生分生组织 B．侧生分生组织、初生分生组织 C．侧生分生组织、次生分生组织 D．居间分生组织、次生分生组织 16．以下说法错误的是： A．所有种子植物都具有顶端分生组织 B．扦插枝条生根是次生分生组织活动的结果 C．分裂能力：原分生组织＞初分生组织 D．植物同时具有顶端、侧生、居间三种分生组织17．玉米茎的直径大小是由哪种分生组织活动决定：A．初生分生组织 B．次生分生组织 C．初生分生组织和次生分生组织 D．先是初生，然后是次生分生组织 18．一些树的年龄可以通过年轮来鉴定，年轮代表：A．原生韧皮部和木质部的年生长 B．次生韧皮部和木质部的年生长 C．仅次生韧皮部的年生长 D．木栓的年生长 19．蚜虫从植物幼茎的哪一层获得它的营养？ A．形成层 B．形成层以外 C．形成层以内 D．与蚜虫本身有关 20．大豆、油菜、蓖麻等植物的种子，在萌发形成幼苗时，子叶出土的原因是： A．胚芽伸长 B．胚根伸长 C．上胚轴伸长 D．下胚轴伸长 21．具凯氏带的内皮层细胞不呈带状增厚的部分是： A．左、右径向壁 B．上横壁 C．内、外切向壁 D ．下横壁
“植物形态的野外观察”实践报告 开课实验室： 年 月 日 一、实践目的 （1）通过校园附近植物的观察，认识40种热带、亚热带植物种 （2）通过观察常见植物的主要特征，进一步熟悉识别植物的形态术语，为认识各种植 物和进行植物地理野外实习打下基础。 二、内容及要求 观察校园植物，主要观察对象为苏铁科、木兰科、樟科、大戟科、桃金娘科、 含羞草科、苏木科、蝶形花科、桑科、禾本科植物。 区分木本植物（包括乔木、灌木、半灌木）和草本植物。 学院 地理学院 年级、专业、班 地理161 姓名 学号 成绩 课程 名称 土壤与植物地理学 实践项目名称 植物形态的野外观察 指导教师 签名
三、原理与基础知识 四、使用仪器、材料 放大镜、笔记本、笔、照相机。 五、报告内容 草本植物和木本植物的区别 1、茎的结构不同：木本植物的茎部含有大量的木质，比较坚硬；草本植物的茎部为“草质茎”，比较柔软，这是草本植物和木本植物的本质区别。 2、生长周期不同：木本植物为多年生植物，草本植物则分为一年生、二年生和多年生。 3、形态不同：木本植物比草本植物高大直立，其中乔木主干明显，分枝部位比较高，灌木主干不明显，分枝靠近茎的基部，半灌木茎的基部木质化，而上部为草质，冬季枯萎。 4、生长习性不同：随着地理纬度及栽培习惯的改变，草本植物中一年生、二年生和多年生的习性会发生变化，如小麦和大麦在秋播时为二年生草本，在春播时则成为一年生草本；又如棉花及蓖麻在江浙一带为一年生草本，而在低纬度的南方可长成多年生草本。 乔木:有明显主干的高大树木 灌木：主干不明显，比较矮小，常由基部分枝 半灌木：植物多年生，但仅茎的基部木质化，而上部为草质，冬季枯萎，如牡丹。
种子植物形态解剖学 第一章植物细胞基本结构 第一节植物细胞 1. 细胞的结构和功能 1.1 原生质体 1.1.1 原生质体的概念：原生质体是由生命物质生质构成，它是细胞各类代谢活动的场所，是细胞最重要的部分。原生质体包括细胞核和细胞质两部分。 细胞器： 一般认为，细胞器是指细胞质内具有一定结构和功能的微结构和微器官。叶绿体、线粒体、内质网和高尔基体均为植物细胞的主要细胞器。 1.2 细胞壁 1.2.1 细胞壁的概念：细胞壁是包围在植物细胞原生质体外面的一个坚韧的外壳。它是原生质体生命活动的产物, 一般认为是没有生命的。它的主要功能是对原生质体起保护作用。最近, 越来越多研究证明, 细胞壁和原生质体之间有着结构和机能上的密切联系。 (1) 细胞壁的层次、形成时间和化学成分 细胞壁一个重要的特征就是分层，每层形成的时间和化学成分均不相同。 胞间层: 胞间层又称中层，存在于细胞壁的最外面，它的化学成分是果胶，具有把两个细胞粘连在一起的作用。胞间层为相邻的两个细胞共有，它形成最早，出现于细胞有丝分裂末期。 初生壁： 初生壁是细胞停止生长之前由原生质体分泌形成的细胞壁层，位于胞间层以内，主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。初生壁能随着细胞生长而延展。一些细胞初生壁是它们永久的细胞壁。 次生壁: 次生壁是细胞停止生长以后在初生壁内侧继续积累的细胞壁层。它的主要成分是纤维素和少量半纤维素，并常常含有木质、栓质等化学成分。所有植物细胞都有胞间层和初生壁，次生壁仅存在于部分细胞中，具有次生壁的大部分细胞由于壁的加厚和化学成分的改变使细胞与外界物质的交流受阻，乃至中断，这类细胞成熟以后原生质体随之解体，整个细胞也就死亡了。 1.2.2纹孔、初生纹孔场和胞间连丝 细胞壁生长并不是均匀增厚的。在初生壁壁上有一些明显凹陷的区域，称为初生纹孔场。在初生纹孔场上集中分布着许多小孔。细胞的原生质细丝就是通过这些小孔，与相邻细胞的原生质体相连形，这种穿过细胞壁沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。 当次生壁形成时，次生壁上有一些中断的部分，这些部分也就是初生壁完全不被次生壁覆盖的区域，称为纹孔。一个纹孔由纹孔腔和纹孔膜组成。纹孔分为单纹孔和具缘纹孔两种类型。 1.3 后含物
植物形态学基础 一、植物生长类型： 1.木本植物(wood plant)：是指植物体的木质部比较发达，一般比较坚硬，寿命较长。可分为： （1）乔木(tree)：指有明显主干的高大树木，高达6m以上。 （2）灌木(shrub)：指主干低矮或不明显，常由基部分枝，呈丛生的，高不及6m 的木本植物。 2.草本植物(herb)：植物体的木质部不发达，茎柔软。 3.藤本植物(vein)：植物体地上部分细而长，不能直立生长，只能依附其他物体，缠绕或攀缘向上生长的植物。 二、根 根是植物长期适应陆地生活过程中发展起来的器官，构成植物体的地下部分。根由种子幼胚的胚根发育而成，向地下伸长，使植物体固着在土壤里，并从土壤中吸取水分和营养物质。根一般不分节，不生芽。一株植物全部根的总体称为根系。 1.根系类型 (1)直根系(tap root system)：主根与侧根在形态上区别明显，并在土壤中延伸较深的根，也称深根系。 (2)须根系(fibrous root system)：主根不发达或早期停止生长，由茎基部生出许多较长、粗细相似的不定根，呈须状根系，在土壤中延伸较浅，也称浅根系。2.按照根的功能来划分 1.贮藏根 贮藏根生长在地下，形态多样，能贮藏养料，它所贮藏的养料，可以供越冬植物来年生长发育的需要。根据贮藏根是由根的哪一部分发育而成的，又可把储藏根分为二类： （1）肉质根 肉质直根是由主根发育而成，因而一棵植株上，仅有一个肉质直根，在肉质直根的近地面一端的顶部，有一段节间极短的茎，其下由肥大的主根构成肉质直根的主部，有一段节间极短的茎，其下由肥大的主根构成肉质直根的主体，一般不分枝，仅在肥大的肉质直根上先有细小须状的侧根。例如萝卜、胡萝卜的食用部分即属肉直根。 （2）块根 块根是由侧根或不定根的局部膨大而形成。它与肉质直根的来源不同，因而在一棵植株上，可以在多条侧根中或多条不定根上形成多个块根。番薯在地下形成的肥大部分，就是最常见的块根。在不同的植物中，块状根的大小、色泽、质地都有许多不同，都可以作为识别植物的依据。 2.气生根 气生根是比较特殊的一类根，它生长在地表以上的空气中，能起到吸收气体或支
我国旱生植物的形态解剖学研究
我国旱生植物的形态解剖学研究 干旱是世界农业所面临的最严重问题之一。据统计 ,世界干旱、半干旱区占地球陆地面积的 1∕3。我国干旱、半干旱地区约占国土面积的 50 % ,特别是我国北方农业区干旱尤其严重。即使在湿润地区 ,也时常受到旱灾的侵袭。干旱对世界作物产量的影响 ,在自然环境胁迫中居首位 ,其危害相当于其它自然灾害之和〔 1〕。因此 ,植物抗旱性研究一直是各国科学家关注的重要问题之一 ,是当前研究的热点。它的研究涉及形态解剖学、生理学、生态学、分子生物学以及生物技术等诸多学科。关于植物抗旱性的形态解剖学研究已有不少,本文对其研究历史和进展进行了概括和总结 ,力争使人们对植物抗旱性的形态解剖学研究有一全面和规律性的认识。 1 旱生植物的形态解剖学研究概况 Schow 早在 1822 年提出了”旱生植物 ( xerophyte)”的概念 ,对旱生植物上的一些结构特征展开解剖研究。由于当时条件的限制 ,人们未能把植物的解剖特征与环境关系及植物生态生理分析结合起来 ,使得其后很长一段时间植物抗旱性的研究一直停留在纯粹的形态解剖上〔 2 ,3 ,4〕。19世纪末叶 ,随着新的植物学科 - 植物生态学的诞生 ,植物抗旱性的研究得以发展 ,人们开始把植物的抗旱性与环境因素结合起来。植物生态学的两位奠基人 Warming和 Schimper强调植物之间的相互关系及其外界环境对植物有机体的直接影响 ,把水分作为植物生存环境中最重要的因素。Warming 依据水分状况的特征 ,首先把陆生植物划分成三大类 ,即:旱生植物、中生植物(mes ophytes)和湿生植物(hy2grophyte) 。Schimper (1898) 在对旱生植物进行研究时 ,把植物的形态解剖特征与植物生理分析结合 ,试图从荒漠植物的水分平衡方面说明旱生植物形态解剖特征。荒漠植物的形态解剖学
第二章植物学基础知识 植物的营养器官：根、茎、叶执行水分和养分的吸收、运输、合成及转化等营养代谢功能。 植物的繁殖器官：花、果实、种子完成开花结果的生殖过程。 第一节植物的根 一、根的功能 二、根的类型和根系 三、根系的生长特点 四、根的变态 五、根瘤与菌根 六、根的欣赏 一、根的功能 1．吸收作用吸收水分和养分，吸收作用最活跃的区域仅限于根尖部分。 2．固定和支持作用固定植物；固定土壤； 3．输导作用根到枝叶；叶到茎和根； 4．贮藏和繁殖作用 如大丽花、小丽花、胡萝卜、红薯、山药等。 二、根的类型和根系 1 ．根的类型种子植物的根有主根、侧根和不定根。按来源分类，根可分为主根和侧根。 按发生部位分类，可分为定根和不定根。 2．根系一株植物地下部分所有根的总体叫根系。植物的根系有直根系和须根系两 种类型。 直根系： 指主根粗壮发达，有明显的主根和侧根之分，如大多数双子叶植物和裸子植物。快速生长的直根系，它能够使植物很快地在土壤中向下穿入，以吸取深层的水源。有些植物的直根系明显超过植物地上部分的高度，具有这种根系的植物叫深根性植物，如马尾松成年后主根可深达5m以上，还有其他松树、柏树、广玉兰，也属于这类根系。 须根系： 主根和侧根无明显区别的根系，或者根系全由不定根组成。单子叶植物多为须根系。例如禾本科植物，主根长出后不久就停止生长或死亡．由胚轴和茎基部的节上生出许多不定根组成须根系。 一般直根系分支层次明显，根系分布在土壤的深处；组成须根系的根粗细差不多，根系分布在土层的浅处。
3．根系深浅与环境的关系 根系的深浅不但取决于植物的遗传性，也取决于外界条件，特别是土壤条件，如土壤水分、土壤类型等。长期生长在河流两岸或低湿地区的树种．如柳树、枫杨等，在土壤表层就能获得充足的水分，所以根系发育为浅根性。生长在干旱或沙漠地区的植物，只能在土壤深层吸收水分，一般成深根性，如沙漠中的植物，根可达5m深。即使是同一种植物，生长在地下水位较低，土壤肥沃，排水良好的地区，根系分布于较深土层；反之，则多分布在较浅的土层。另外，用种子繁殖的苗木，主根明显，根系深；扦插和压条繁殖的苗木，无明显主根，根系是分布浅。 植物的根系特征是种植设计选择的重要依据之一。用作防风林带的树种，一般要选深根性树种，才具有较强的抗风力。营造水土保持林，一般宜用侧根发达、固土能力强的树种。 营造混交林时，除考虑地上部分的相互关系外，还要注重选择深根性与浅根性树种的合理配植，以利于不同土层深度水分和养分的充分吸收与利用。在建筑物周边种植时，需考虑到根系与建筑基础的关系，选用浅根系或根系离建筑基础要有一定距离。一般乔木要求远离5m左右。 三、根系的生长特点 1 ．根系的年生长动态 树木根系没有自然休眠期，只要条件合适，就可全年生长或随时可由停顿状态迅速过渡到生长状态。生长势的强弱和生长量的大小，随土壤温度、水分、通气条件及树体内营养状况而异，但根系的伸长生长在一年中是有周期性的，根的生长与地上部分有关，且往往与之生长交错进行。 一般根系生长要求温度比萌芽低，因此，春季根开始生长比地上部分早。春季根开始生长即出现第一个生长高峰，其发根量与树体贮藏营养水平有关。然后，是地上部分开始迅速生长，而根系生长趋于缓慢。 当地上部分生长趋于停止时，根系生长出现一个大高峰，其强度大，发根多。落叶前根系还可能有一次生长小高峰。有些树种，根系的生长一年内可能有好几个生长高峰。2．根系的生命周期 一般幼树期根系生长快，其生长速度都超过地上部分。随着年龄增加，根系生长速度趋于缓慢，并逐年与地上部分的生长保持着一定的比例关系。在整个生命过程中，根系始终发生局部的自疏与更新。待根系达到最大幅度后，发生向心更新。当树木衰老，地上部分濒于死亡，根系仍能保持一段时间的寿命。至于须根，从形成到壮大直至衰亡，一般有数年的寿命。根系的生长发育很大程度上受土壤环境条件的影响．土壤温度、湿度、通气条件、营养状况、土壤类型、土层厚度、母岩分化、地下水位，对根系的生长与分布都有密切关系。根系的生长动态与植树或移栽都有着密切的关系，一般植树季节应选在适合根系再生和枝叶蒸腾量最小的时期。在四季分明的温带地区，一般以秋冬落