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植物地理学复习资料第一章 绪论一、解释下列名词植物地理学：植物地理学是研究生物圈中各种植物和各种植被的地理分布规律、生物圈各结构单元(各地区)的植物种类组成、植被特征及其与自然环境之间相互关系的科学。生物圈：地球上所有生物（植物、动物、微生物及人类）赖以生存的生活领域与范围的总合，称为生物圈。二、问答题1.阐明植物在生物圈中的作用。（1）植物是生产者（2）植物参与了自然界的物质循环（3）植物能够影响环境，净化环境（4）植物为地球上其他生物提供了赖以生存和繁衍后代的场所和物质基础2.植物地理学研究的对象什么？它研究的内容包括哪些方面？植物地理学研究的对象是植被，研究内容包括植物区系地理和植被地理。3.阐明植物地理学与植物学和生态学的关系？植被是由植物组成的，因此与植物学有着密切的关系。生态学（ecology）是研究生物及其环境之间相互关系及作用规律的一门学科。从1866年海克尔创立生态学以来，生态学已经发展成为一个庞大的学科体系，包括许多分支学科，植物地理学与其中的群落生态学、景观生态学、全球生态学、植物生态学、陆地生态学等等有着密切的关系。4.植物地理学的发展，经历了哪些阶段？植物地理学的发展，大约经历了三个时期：1）植物地理学的开端：古西腊的提奥夫拉斯特（370-285DC）到18世纪（1）古代植物地理学的萌芽：古西腊、我国周代、战国（2）近代植物地理学的前奏：18世纪中期到末期（3）近代植物地理学基础的奠定：18世纪末到19世纪初2）植物地理学的巩固时期：1820-19世纪50年代3）植物地理学的发展时期：1855年至现在；19世纪末开始，植物地理学就按照各个分支学科发展。第二章 植物的形态结构和基本类群一、解释下列名词物种 ：种是起源于共同祖先，具有相同的形态学、生理学特征和有一定自然分布区的生物类群。双名法：双名命名法是指用拉丁文给植物的种起名字，由两个拉丁字组成：属名+种加词+命名人名。属名为名词，第一个字母必须大写；第二个字是种名，常常为形容词，一律小写。孢子植物：藻类植物、菌类植物、苔藓植物和蕨类植物以孢子进行繁殖，这些植物合称为孢子植物（spore plant）。种子植物：裸子植物与被子植物均以种子进行繁殖，故称为种子植物（seed plant）。显花植物：由于种子植物均能开花，所以又称为显花植物（phanerogamae）。 隐花植物：孢子植物没有开花结实现象，故又称为隐花植物（cryptogamae）。高等植物：在形态上有根茎叶分化，构造上有组织的分化，生殖器官多细胞，合子在母体内发育胚的植，包括苔藓植物、蕨类植物、种子植物。低等植物 ：在形态上无根茎叶分化，构造上无组织的分化，生殖器官单细胞，合子发育时离开母体，不形成胚，包括藻类植物、菌类植物、地衣植物。颈卵器植物：雌性生殖器官为颈卵器的植物，包括苔藓植物、蕨类植物、裸子植物。维管植物：具有维管系统的植物，包括蕨类植物和种子植物。茎叶体植物：植物体有根茎叶分化的植物。原植体植物：在形态上无根茎叶分化的植物。世代交替：在植物的生活史中，有性世代和无性世代交替的现象。同形世代交替 ：在有世代交替的生活史中，配子体和孢子体的形态构造基本相同。异形世代交替：在有世代交替的生活史中，配子体和孢子体的形态构造不同。 无性世代：植物的孢子体发育阶段，称为无性世代（孢子体世代） 有性世代：植物的配子体发育阶段，称为有性世代（配子体世代）。 孢子体：双倍体的植物体，因行无性生殖即孢子生殖，故称为孢子体。配子体：单倍体的植物体，因行有性生殖即配子生殖，故称为配子体。 无性生殖：植物营养生长到一定时期，进入生殖生长阶段，产生具有生殖功能的细胞，这些细胞不经过两性的结合可直接发育成新个体，这种生殖方式，称为无性生殖。 有性生殖：通过两性细胞的结合形成新个体的一种繁殖方式。 个体发育：指某种生物从它生命中的某一个阶段（孢子、合子、种子）开始，经过一些发展阶段，再出现当初这个阶段的整个过程，其中包括形态和生殖上的各个方面的发展变化。系统发育：即生物种族的发展史。可以只一个类群形成的历史，也可以指生命在地球上起源和演化的整个历史过程。 原核植物：植物体由原核细胞组成的植物，包括蓝藻和细菌。 真核植物：植物体由真核细胞组成的植物。 裂生多胚现象：一个受精卵在发育过程中原胚细胞分裂成几个胚的现象。 简单多胚现象：一个雌配子体上的多个卵细胞分别受精，各自发育成一个胚，形成的多胚现象称为简单多胚现象。单子叶植物 ：种子只有一片子叶的植物。 双子叶植物：种子只有两片子叶的植物。 真花学说：该学派以美国的Bessey和英国的哈钦松为代表。认为原始的被子植物具有两性花，由已经灭绝的具有两性孢子叶球的本内苏铁演化而来。现代被子植物中的多心皮特别是木兰目植物为原始类群，即两性花、双被花和虫媒花为原始特征；单性花、单被花、风媒花为进化特征。 假花学说：该学派以Wettstein为代表，认为被子植物起源于具有单性花的高级裸子植物中的弯柄麻黄。被子植物中具有单性花的柔荑花序类植物是原始类型。 二、填空题1. 蓝藻细胞由（ ）和（ ）组成，在电镜下观察前者分为（ ）层，后者分化为（ ）和（ ）两部分。【细胞壁、原生质体、周质、中央质】2.葫芦藓的蒴帽前身是（ ），属于（ ）部分，具有（ ）作用。【颈卵器、配子体、保护】 3. 葫芦藓的配子体可分成（ ）、（ ）和（ ）三部分，孢子体可分成（ ）、（ ）和（ ）三部分，孢蒴可分为（ ）、（ ）和 （ ）等结构。【假根、茎、叶、基足、蒴柄、孢蒴、蒴盖、蒴壶、蒴台】4. 苔藓植物在其生活史中是以（ ）发达，（ ）处于劣势，（ ）寄生在（ ）上为显著特征，另一个特征是孢子萌发先形成（ ）。【配子体、孢子体、孢子体、配子体、原丝体】5. 地钱的营养繁殖主要是（ ），其生于叶状体背面中肋上的（ ）中。【胞芽、胞芽杯】6. 地钱雄生殖托的托盘呈（ ），雌生殖托的托盘呈（ ）。葫芦藓植株上产生精子器的枝形如（ ），产生颈卵器的枝形如（ ）。【边缘波状的圆盘状、边缘指状深裂的圆盘状、一朵小花、顶芽】 7. 从蕨类植物开始，植物体已经有了真正的（ ）、（ ）和（ ）的分化和（ ）的分化，生活史中（ ）体和（ ）体都能独立生活，但（ ）体占优势。【根、茎、叶、组织、孢子体、配子体、孢子体】 8. 蕨类植物的有性生殖器官为（ ）和（ ），无性生殖器官为（ ）。【精子器、颈卵器、孢子囊】9. 大多数真蕨植物的每个孢子囊群还有一种膜质的保护结构，叫做（ ）。【孢子囊群盖】10.蕨类植物的主要营养体属于 （ ） 体。【孢子体】 11.裸子植物在植物界的地位介于（ ）和（ ） 之间，其主要特为 （ ）、 （ ） 、（ ） （ ）和（ ）。【蕨类植物、被子植物、孢子体发达、具有裸露的胚珠、孢子叶聚生成球花、配子体退化，寄生在孢子体上、形成花粉管具有多胚现象】12. 裸子植物通常可分为（ ）、（ ）、 （ ）、 （ ）和（ ）等五纲。【苏铁纲、银杏纲、松柏纲、红豆杉纲、买麻藤纲】13. 被子植物比裸子植物更进化，这主要体现在被子植物具有如下五个方面的特征（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。【具有真正的花、具有雌蕊，形成果实、具有双受精现象、孢子体进一步发达、配子体进一步退化】14. 双子叶植物花部常（ ）基数,极少（ ）基数。【4-5、3】15.葫芦科植物的果特称（ ）。【瓠果】16. 下列植物果实中主要食用部分各是什么? 【花托、胎座、花托、中果皮、中果皮】17.低等植物包括( )、 ( )和( )三大类群；高等植物包括( )、 ( )和( )三大类群。【 藻类植物、 菌类植物、地衣植物、苔藓植物、 蕨类植物、种子植物】18.维管植物包括( )、 ( )和( )三大类群。【蕨类植物、 裸子植物、被子植物】19.颈卵器植物包括( )、 ( )和( )三大类群。【苔藓植物、 蕨类植物、裸子植物】三、问答题1.阐明植物分类的分类单位和等级系统？界、门、纲、目、科、属、种2.植物界分为几大类群？藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物3.为什么苔藓植物是高等植物中比较低级的类型？ 苔藓植物的生殖器官有不孕性细胞构成的壁保护其内的生殖细胞，受精卵在颈卵器的保护下吸取母体营养发育成为胚；孢子囊高出，孢子细小，适于随风散布，孢子囊有蒴齿或弹丝有助于孢子的散放，是苔藓植物对陆生环境的适应。 苔藓植物没有维管束构造，输导能力不强，水分和无机盐常常靠叶片直接吸收，精子具有鞭毛，需要借助于水才能与卵结合，限制了苔藓植物进一步向陆生生活发展，使它们只能生活在阴湿的环境中。 综上所述，苔藓植物是高等植物中比较低等的类型。4. 蕨类植物在哪些方面比苔藓植物进化？ 植物体具有根茎叶的分化，具有维管组织等5. 为什么说苔藓植物是由水生植物到陆生植物之间的过渡类群? 苔藓植物的生殖器官有不孕性细胞构成的壁保护其内的生殖细胞，受精卵在颈卵器的保护下吸取母体营养发育成为胚；孢子囊高出，孢子细小，适于随风散布，孢子囊有蒴齿或弹丝有助于孢子的散放，是苔藓植物对陆生环境的适应。 苔藓植物没有维管束构造，输导能力不强，水分和无机盐常常靠叶片直接吸收，精子具有鞭毛，需要借助于水才能与卵结合，限制了苔藓植物进一步向陆生生活发展，使它们只能生活在阴湿的环境中。6. 苔藓植物和蕨类植物有哪些相同点和不同点。 都是孢子植物，苔藓植物无维管组织，蕨类植物有维管组织。7. 简述裸子植物的主要特征。（1）孢子体发达，配子体退化种子植物孢子体较蕨类植物来说更加发达，配子体进一步退化，并依附在孢子体上，使它们与蕨类、苔藓植物区分开来。（2） 有花粉管的形成 种子植物在受精过程中有花粉管的形成，借助于花粉管将不动精子送到雌配子体与卵结合，使植物体的受精作用摆脱了对水分的依赖。（3）形成种子由于种子对胚具有保护作用，因此使它能够渡过不良环境，保证了种族的繁衍。种子的形成是植物界进化过程中的一次重大飞跃。（4）具有裸露的胚珠（5）孢子叶聚生成球花（6）具有多胚现象8. 为什么说被子植物是植物界最进化的一个类群？（1）被子植物最显著的特征是具有真正的花 由花被（花萼、花冠）、雄蕊群和雌蕊群等部分组成。雄蕊是由小孢叶转化而来，分化为花丝和花药两部分。雌蕊是大孢叶的特化为子房、花柱和柱头，是花中最重要的部分。花的颜色、大小、形状、气味、传粉特性多种多样。（2） 胚珠有心皮包被，形成果实 被子植物的胚珠包藏在心皮构成的子房内，经受精作用后，子房形成果实，种子又包被在果皮之内。果实的形成使种子不仅受到特殊保护，免遭外界不良环境的伤害，而且有利于种子的散布。被子植物的果实形态多样。（3） 被子植物的孢子体（植物体）高度发达在它们的生活史中占绝对优势，木质部是由导管分子所组成，并伴随有木纤维，使水分运输畅通无阻。（4）被子植物的配子体进一步简化 被子植物的配子体达到了最简单的程度。小孢子即单核花粉粒发育成的雄配子体只有2个细胞或者三个细胞。大孢子发育为成熟的雌配子体称为胚囊，胚囊通常只有7个细胞：3个反足细胞、1个中央细胞（包括2个极核）、2个助细胞、1个卵细胞。颈卵器消失。可见，被子植物的雌、雄配子体均无独立生活能力，终生寄生在孢子体上，结构上比裸子植物更加简化。（5）出现双受精现象和新型胚乳 被子植物生殖时，一个精子与卵结合发育成胚（2n），另一个精子与两个极核结合形成三倍体的胚乳（3n）。所以不仅胚融合了双亲的遗传物质，而且胚乳也具有双亲的特性，这与裸子植物的胚乳直接由雌配子体（n）发育而来不同。（6）被子植物的生长形式和营养方式具有明显的多样性 被子植物的生长形式有木本的乔木、灌木和藤本，它们又有常绿的和落叶的；而更多的是草本植物，又分多年生、二年生及一年生植物，还有一些短生植物。被子植物大部分可行光合作用，是自养的，也有寄生和半寄生的、食虫的、腐生的以及与某些低等植物共生的营养类型。第三章 植物区系地理一、解释下列名词植物分布区：分布区是一个种系或任何分布单位（种、属、科等）在地表分布的区域。连续分布区：连续分布区是指某一植物种(或属、科)连续分布在某一完整区域内。间断分布区：如果某一植物分类学单位占有两个以上相互分离的地区，并且它们之间不可能凭借现在的自然因素传播种子，这种分布区成为间断分布区。狭域分布区：植物分布区只限于局部地区。特有分布：是指只生长在某一地区而不在其他地区出现的植物。世界种：少数种类植物的分布区遍及世界各地，这些种称为世界种。古特有种：某一地质时期残留下来的种称为古特有种。新特有种：晚近时期才分化出来的特有种，尚未获得充分扩大分布区的时间和条件，一般分布范围较为局限，称为新特有种。地理残遗种：古特有种的分布区常常带有残遗分布的性质，故又称为地理残遗种。如水杉、银杏、珙桐、杜仲等。地理替代：属于同一祖先的种群，由于古地理环境变迁分成了若干地理隔离的种群，它们在以后的进化过程中失去了基因交流的机会，加上各处生态条件差异引起自然选择效果不同，彼此之间区别扩大为不同的近缘种或亚种。这种现象称为地理替代，相应的种称为地理替代种（vicarious）。生态特有种：有的种的分布与特异的生态条件相联系，它们在一些特殊生境中经过自然选择形成了特有的生态型(或相当于分类单位中的种和亚种)。它们称为生态特有种。植物区系：植物区系（flora）是某一地区、或者某一时期、某一分类群、某类植被等所有植物的总称。地理成分：根据植物种或其他分类单位的现代地理分布来划分的，可以归为若干分布型。发生成分：植物区系组成种类中，还可以根据各类群的起源地(起源中心)而划出的区系成分。迁移成分：按植物种迁移到某一植物区系所在地所循的迁移路线来划分的区系成分，例如，沿某江河流域、海岸线、山脉等。生态成分：是按植物种的适应生境而定的区系成分。这类成分对于研究一个植物区系的历史及其所经历的气候变化具有极大意义。历史成分：根据植物种在某植物区系区域内出现的时间来确定的区系成分。植物区划：利用各种植物区系成分分析方法把那些植物区系种类组成、地理成分与起源、不同等级的特有性与发展历史相似的地区合并，并按照相似程度、关系密切程度，分成若干等级，便是植物(区系)区划。生物入侵：生物由原生地经过自然或人为途径侵入另一新环境，对生态系统和人类健康造成损害或生态灾难的过程。 二、填空题1.分布区的表示方法分为（ ）、（ ）和（ ）三种。【点图法、轮廓法、涂斑法】2.残遗种包括（ ）、（ ）。【群系残遗种、地貌残遗种】3.分布中心包括（ ）（ ）（ ）（ ）。【多度中心、发生中心、变异中心、残遗中心】4.植物区系成分分为（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。【地理成分、发生成分、迁移成分、历史成分、生态成分】三、问答题1.阐明间断分布的成因。（间断分布由连续分布发展而成。间断分布的原因有许多，但主要是历史的原因：）（1）自然条件的变化某种植物的分布区原来是连续的，但后来由于分布区个别部分的自然条件发生变化，引起该种在这一部分的死亡造成隔离；或者这个变化地区原来的种发生分化变为其他种，也就是种系演化过程中发生了地理分化，而造成隔离。（2）由于某些植物分散迁移以及植物在原来分布区范围内死亡而发生（迁移说）例如欧洲在冰期时，很多北极植物向南迁移至中欧平原，冰川退后，这些植物一部分随着冰川向北退却，另一部分退居中欧高山，但欧洲平原地区的北极种都死亡了，而造成分布间断。（3）陆地下沉一部分植物分布的间断是由于陆地下沉而形成的：如非洲、马达加斯加和印度之间，根据“陆桥学说”，古代它们是相连的，后来“陆桥”下沉使彼此之间的植物形成间断，又如白令海峡在更新世曾形成陆桥，我国海南岛和雷州半岛也是在第四纪才失去联系，形成植物分布间断。（4）大陆漂移说根据这个学说，认为在二亿年前，所有的大陆曾联合成一个单一的巨大陆块联合古陆(pangaes)，约在中三迭纪分裂为冈瓦纳古陆(Gonawdha land)和劳亚古陆(Laurasla land，由欧亚、北美大陆组成)，中间隔着古地中海。以后，前者相继分裂为印度、非洲及南半球诸大陆，并向北移：北美自欧洲分离，随大西洋向西、向北漂移。直到新生代大陆才漂移到今天的位置。这就提供了“世界植物热带统一起源说”的地质基础，比较合理地解释了洲际间断产生的原因。（5）)跳跃式传播造成间断分布夏威夷距离北美3900km，至少有25个分类单位属于两地间断分布，可以用踏脚石作用加以解释。更新世冰期海面下沉，大洋岛出露增多，有些具有很轻的种子、孢子的植物，可以被洋流、水鸟等把繁殖体带到很远的地方生长传播形成间断分布。（6）人为影响造成间断分布人类对间断分布的形成也有很大的作用。人类可以有意识或无意识地促成某些种植物分布区的间断，例如我国西南干热河谷地区分布的龙舌兰，绝大部分是热带美洲种类，可能由于人为活动而传人我国的，现在已变为野生。（7）归化植物造成间断分布如万寿菊(Tagetes)、大波斯菊(Cosrrlos)等植物物原产于美洲。现在已在我国及其它国家被归化，因而形成该种植物的间断分布。2.阐明特有分布的成因。A.古特有种 这类植物在地质时期曾经有过比现代广泛的分布区，即当时又很适宜古气候及其他生态条件，后来由于古地理环境的变化，对它们的生长不利，显著缩小分布范围直到现代边界的所在地。气候即使环境条件有所改善，由于它们缺乏与其它植物竞争的能力，难以恢复原来的分布区范围。B. 新特有种 晚近时期才分化出来的特有种，尚未获得充分扩大分布区的时间和条件，一般分布范围较为局限，称为新特有种。有些特有种与特殊的气候条件有关。 比如非洲南部的好望角地区，由于气候条件与相邻地区的差别悬殊，造成起源于近代的特有种非常丰富，这些植物称为新特有种。C. 生态特有种 有的种的分布与特异的生态条件相联系，它们在一些特殊生境中经过自然选择形成了特有的生态型(或相当于分类单位中的种和亚种)。它们称为生态特有种。D 岛屿特有现象 岛屿和大陆之间长期存在植物难以逾越的障碍时，岛上植物长期孤立进化的结果便逐渐形成若干特有种类，甚至特有科或属。 陆地上孤立的高山和海岛情况类似，长期独立进化可以形成一些特有种类。 3.阐明中国植物区系的特点及成因。特点：1）植物种类丰富 据统计，已经知道的我国维管植物有353科3184属27150种。其中蕨类植物52科，占全世界同类科数的80%。在现存的裸子植物11科中，除南洋杉科外，我国均有分布。被子植物291科，占世界同类科数的53.5%。按照我国植物区系所包含的科数，仅次于马来西亚（约45000种）和巴西（约40000种），居世界第三位，由此可见我国植物区系的丰富程度及在世界植物区系中的重要地位。我国植物区系的丰富程度，还可以从科属的大小和所含种属的多少表现出来，如世界种子植物种含四个万种或万种以上的大科（兰科、菊科、蝶形花科、禾本科）在我国有大量的种类（含千种以上），另有50科在我国含有100-1000种以上，广布全国，是我国植物区系的重要组成部分。2）起源古老 我国具有悠久的地质历史和有利于植物生存繁衍的种种条件，致使我国植物区系中含有大量古老的科属，并保存了许多残遗植物。3）地理成分复杂 我国种子植物区系属(2980属)的地理成分可划分为15种类型。（1）具有明显的热带、亚热带性质 各类热带成分共约1460多属，约占全国属数51(不包括世界分布属，以下同)。（2）具有世界上最丰富的温带成分 各类温带成分共约930属，约占全国属数32.4，几乎包括了世界温带分布的所有木本属。（3）具有一定比例的古地中海和泛地中海成分（278属）（4）特有属丰富（196属）4）各种地理成分联系广泛，分布交错混杂（1）我国植物区系与世界有着广泛的联系（2）各类地理成分在我国境内的分布是相互渗透交错的 各类地理成分在我国境内分布相互交错渗透的现象，说明它们彼此在发生上和地理上的联系。这种交错渗透现象在我国西南地区表现得特别明显，这主要是由于这一地区复杂的自然历史过程和生态条件所致。5）特有植物丰富特有单种科：钟萼木科、珙桐科、杜仲科、银杏科等。特有属：257属中国植物区系特征形成的原因：中国植物区系特征形成的原因主要是中国环境演变历史。中生代与早第三纪时中国大部气候温湿，晚第三纪青藏高原迅速隆起，内陆干旱化加重，气温逐渐下降，但与周围地区之间仍然有密切联系。第四纪冰期中国大部未受北方冰盖影响，只在一些山地与高原发育山地冰川，在一些地方形成古老植物庇护所和新物种的发祥地。南方地区更是基本保持温湿环境。环境条件的多样化，为形成丰富多彩的植物区系成分提供了基础。这些特征不仅说明中国植物资源丰富多样，也显示出物种保护，特别是大量濒危珍惜种类的保护任务的迫切性与艰巨性。4.简述岛屿生物地理学平衡理论。并说明岛屿生态理论对自然保护的指导意义。 岛屿生物地理学平衡理论：生物向岛屿拓殖速度与岛上种类灭绝速度趋于平衡。即岛屿上的物种数决定于物种迁入和灭亡的平衡。这是一种动态平衡，不断地有物种灭亡，也不断地由同种或别种的迁入而补偿灭亡的物种。 岛屿生态与自然保护：自然保护区在某种意义上讲是受其周围生境“海洋”所包围的岛屿。岛屿生态理论对自然保护区的设计具有指导意义。一般说来，保护区面积越大，越能支持或“供养”更多的物种；面积小，支持的种数也少。但有两点需要说明：建立保护区意味着出现了边缘生境(如森林开发为农田后建立的森林保护区)。适应于边缘生境的种类受到额外的支持。对于某些种类而言，小保护区比大保护区可能生活得更好。5.阐明生物入侵的途径。 异地生物入侵的途径主要有两类：自然途径和人为途径。6.阐明生物入侵对生态系统的危害性。（1）严重破坏生态系统的结构和功能（2）加快物种多样性的丧失（3）影响遗传多样性（4）严重危害农林业生产（5）对人体健康造成危害第四章 植物生活与环境一、名词解释环境：环境指某一特定生物体或群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存与活动的外部条件的总和。环境因子：组成环境的各种要素。 生态因子 ：环境因子中一切对植物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子则称生态因子(ecological factor)。生存条件：生态因子中生物生存不可缺少的因子称为生存因子(或生存条件、生活条件)。例如光、温、水、气等对于植物来讲，都是它们生存所不可缺少的环境因子。生境：生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境统称为生境。环境胁迫：环境中某种生存条件出现异常变化，变化抑制植物生命活动或威胁植物的生存，称为环境胁迫（stress）。限制因子：那些对植物的生长、发育、繁殖、数量和分布起限制作用的关键性因子叫限制因子。例如，低温对于南方喜暖植物来说都是限制因子。生态幅 ：生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个耐受上限与耐受下限，上限与下限之间的范围，称为生态幅。 植物内稳态 ：指植物控制小环境使其保持相对稳定的机制。适应：植物在某类生境中能够正常生长和繁衍的现象，称为适应。适应是自然选择的结果。植物的适应表现为或者更充分地利用有益条件，或者增强抵御不利条件的能力。趋同适应：趋同适应是指不同种类的植物，由于长期生活在相同或相似的环境条件下，通过变异、选择和适应，在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面表现出相似性的现象。趋异适应：趋异适应是指亲缘关系相近的同种植物，长期生活在不同的环境条件下，形成了不同的形态结构、生理特性、适应方式和途径等。又称为辐射适应（adaptive radiation）。生活型 ：植物对于综合生境长期适应，而在外貌上反映出来的植物类型，称为生活型。生态型：同种生物的不同个体或群体，长期生存在不同的自然生态条或人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择或人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群，称为生态型(ecotype)。光反应：是在类囊体膜上由光引起的光化学反应，通过叶绿素等光合色素分子吸收、传递光能，并将光能转换为电能，进而转换为活跃的化学能，并形成ATP和NADP的过程。暗反应：它是在叶绿体基质中进行的不需要光的酶促化学反应，利用光反应产生的ATP和NADP，使CO2还原为糖类等有机物，将活跃的化学能最后转化为稳定的化学能，积存于有机物中。C3植物：固定CO2的最初产物3-磷酸苷油酸（三碳化合物），故称为C3途径。采取这种途径的植物称为C3植物。C3植物叶片的维管束鞘细胞小，几乎不含叶绿体，叶肉细胞排列松散，叶绿体大而多，CO2吸收、固定与碳水化合物合成均在这类细胞中完成。C4植物： C4途径(C4 photosynthesis)是在叶肉细胞中经由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶(PEPC)的作用，CO2首先与PEP结合，形成一种四碳化合物即草酰乙酸(OAA)，采取这种途径的植物称为C4植物。C4植物叶片的叶肉细胞排列紧密、叶绿体小而少，主要起到吸收和固定CO2的作用；在叶脉周围有一圈含叶绿体的维管束鞘细胞，叶绿体大而多，其外面又环列着叶肉细胞（具花环结构）。CAM植物：生长在干旱地区的景天科(Crassulaceae)等肉质植物的叶子，气孔白天关闭，夜间开放，因而夜间吸进CO2，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)催化下，与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸。白天CO2从贮存的苹果酸中经氧化脱羧释放出来，参与卡尔文循环，形成淀粉等。所以植物体在夜间有机酸含量很高，而糖含量下降；白天则相反，有机酸含量下降，而糖分增多。这种有机酸日夜变化的类型，称为景天科酸代谢(crassulaceae acid metabolism，CAM)，这些植物称为CAM植物，如景天、落地生根等。生理有效辐射：能被植物光合作用所吸收利用的光辐射称为生理有效辐射或光合有效辐射。生理有效辐射约占总辐射的40-50%。 光周期现象：植物长期生活在具有一定光照长短变化格局的环境中，借助于自然选择与进化，形成各类植物所特有的对日照长短变化的反应方式（生长、开花、落叶、休眠等方面）。温周期现象：植物的生长发育与昼夜温度变化同步的现象，称为温周期现象（thermoperiod）。有效积温：植物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。 发育起点温度：植物的生长发育需要一定的温度范围，低于某一温度，植物的生长发育就停止，高于这一温度，植物才开始生长发育，这一温度阈值称为发育起点温度或生物学零度。物候：物候是指生物长期适应于一年中温度水分的节律性变化，形成的与此相适应的发育节律。生态对策：一个物种或一个种群在生存斗争中对环境条件所采取适应的行为，即生物在其生境中，能以全部形态和机能的适应特征来对抗环境因子，并以此在生境中繁衍，称为生态对策（bionomic strategy）。春化作用：某些植物需要经过一个低温刺激才能开花的现象，称为春化作用。需要低温刺激的发育阶段称为春化阶段。二、填空题1. 按照生态因子的性质，一般将生态因子分为（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）5大类。【气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子】2. 按照环境的范围大小，环境分为（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）5大类。【宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境、内环境】3. 环境中非生物因子对植物的影响，称为（ ）；植物对环境的影响称为（ ）；生物之间的相互影响，称为（ ）。【作用、反作用、相互作用】4. 按照生态幅的大小，物种可以分为（ ）和（ ）。【狭生态辐物种、广生态辐物种】5. 光对于植物的生态作用，由（ ）（ ）和（ ）三个因素的对比关系构成。【光照强度、光质、日照长度】6. 光合固碳途径分为（ ）（ ）（ ）。【C3、C4、CAM】7. 根据光合固碳途径，可将植物分为（ ）（ ）（ ）三类。【C3植物、C4植物、CAM植物】8. 不同的植物对光照强度的反应是不同的，由此将植物分为（ ）（ ）（ ）三类。【阳性植物、阴性植物、耐荫性植物】9. 绿光在植物的光合作用中很少被吸收利用，因此，绿光又称为（ ）。【生理无效光】10. 根据植物开花对日照长度的反应不同，可将植物分为（ ）（ ）（ ）（ ）四大类。【长日照植物、短日照植物、中日照植物、中间型植物】11. 低温胁迫划分为（ ）（ ）（ ）三类。【寒害、冻害、霜害】12. 温度的生态适应类型划分为（ ）（ ）两类。【广温植物、狭温植物】13. 植物细胞的吸水方式包括（ ）（ ）（ ）三类。【吸涨吸水、渗透吸水、代谢吸水】14. 根系被动吸水的动力是（ ），主动吸水的动力是（ ）；根系吸水的途径可分为（ ）（ ）两部分。【蒸腾拉力、根压、共质体、质外体】15. 根据植物沉没在水中的情况，水生植物分为（ ）（ ）（ ）三类。【沉水植物、浮水植物、挺水植物】16. 根据环境水分的多少，陆生植物分为（ ）（ ）（ ）三类。【湿生植物、中生植物、旱生植物】17. 根据环境的特点，湿生植物分为（ ）（ ）两类。【阳性湿生植物、阴性湿生植物】18. 根据植物体内含水分的多少，旱生植物分为（ ）（ ）两类。【少浆液植物、多浆液植物）】19. 根据植物适应短期水分亏缺，陆生植物分为（ ）（ ）两类。【变水植物、定水植物】20. 植物对土壤养分含量的适应类群为（ ）（ ）（ ）三类。【贫养植物、富养植物、中间型植物】21. 按照分布区类型，盐土植物分为（ ）（ ）2类；按照植物对过量盐类的适应特点，盐土植物又分为（ ）（ ）（ ）3类。【旱生盐土植物、湿生盐土植物、聚盐性植物、泌盐性植物、不透盐性植物】22. 适应分为（ ）（ ）2类；植物的生活型是（ ）适应的结果，而生态型是（ ）适应的结果。【趋同适应、趋异适应、趋同、趋异】23. 丹麦植物学家C.Raunkiaer将植物的生活型分为（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）5大类。【高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隐芽植物、一年生植物】24. 根据引起生态位分化的主导因子，生态型包括（ ）（ ）（ ）3类。【气候生态型、土壤生态型、生物生态型】25. 生态对策分为（ ）（ ）2个类型。【r-对策、K-对策】26. CSR系统中，植物采取了不同的资源分配策略，即（ ）（ ）和（ ）。【杂草型、胁迫型、竞争型】三、问答题1.阐明生态因子作用的特征。（1）综和性每一个生态因子都是在与其他因子的相互影响、相互制约中起作用的，任何因子的变化都会在不同程度上引起其他因子的变化。（2）非等价性 对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中有12个是起主要作用的主导因子。主导因子的改变常会引起其他生态因子发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化。（3）不可替代性和可调剂性 生态因子虽非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。如植物生长要求环境中具备全部它所需要的生活物质，这些物质有大量存在的，有微量存在的，植物所需，有多有少，但不存在重要性的大小之分。另一方面，在一定条件下，因子间存在着补偿作用，即因子的调剂性。某一因子的数量不足，有时可以由其他因子来补偿。但是因子之间的补偿作用不是经常的和普遍的，仅仅是部分的调剂，决不等于因子之间的代替。（4）阶段性和限制性 生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。（5）直接性和间接性直接参与生物生理过程或参与新陈代谢作用的因子，属于直接因子，而那些通过影响直接因子而对生物作用的因子，称为间接因子。例如，地形起伏、坡度、坡向、海拔、经纬度及人为的某些因子就是间接因子，它们的作用，不亚于直接因子。2.阐明限制因子原理。并比较这些原理之间的异同。 李比希最小因子法则：植物的生长取决于那些处于最少量因素的营养元素。 谢尔福德耐受性定律：生物的生存需要依赖环境中的多种条件，而且生物有机体对环境因子的耐受性有一个上限和下限，任何因子在数量上或质量上不足或过多，即当其接近或超过了某种生物的耐受限度时，该种生物的生存就会受到影响，甚至灭绝。 相同点：耐受性定律与最小因子法则合称为限制因子原理。它们只适用于稳定的环境，而不适用于不稳定状态的环境。不同点：最小因子定律只考虑了因子量过少，而耐受性法则既考虑了因子量的过少，也考虑了因子量的过多; 耐受性定律不仅估计了限制因子量的变化，而且也估计了生物本身的耐受性问题。生物的耐受性不仅随着种类不同，且在同一种内，耐受性也因为年龄、季节、栖息地的不同而有差异;耐受性定律允许生态因子之间的相互作用，如因子补偿作用。3.比较C3、 C4 和CAM组植物的适应特征。（见书p155-156）4.光具有什么生态意义？1）太阳的光能是地球上一切生物能量的源泉 首先是由绿色植物吸收太阳光能合成有机物质，把光能转变为贮藏于有机物中的化学能，从而供给生态系统中各种动物和其它异养生物作为食料而消耗，因此，通过植物的光合作用使几乎所有活的有机体与太阳能之间发生了最本质的联系，所以太阳的光能是地球上一切生物能量的源泉。2）太阳辐射为维持生命的环境创造了必要的条件 被地表吸收的绝大部分太阳辐射直接转变为热能，其中一部分用于水分蒸发，其余部分用于增加地表的温度，因而辐射也是构成地表热量、水分和有机物质分布状况的能量源泉，所以太阳辐射也为维持生命的环境创造了必要的条件。3）光的有害作用 太阳光并非都是有益的，如紫外线就有致死作用。实际上，生物圈的进化过程就是不断“制服”太阳辐射的过程利用其中有用的部分，减缓或消除其危险作用。由此可见，光对生物是矛盾的，光既是生命必需的，又是限制生命的因子。4）光的信号作用 光是植物昼夜周期性、季节周期性节律的外界触发器。生命活动的昼夜节律、季节节律都与光照周期有直接的关系。5.比较阳性植物和阴性植物的不同点。 阳性树种一般枝叶稀疏、透光、自然整枝良好，枝下高长，树皮通常较厚，叶色较淡，植株开花结实力较大，一般生长较快，寿命较短；阴生树种一般枝叶浓密，透光度小， 自然整枝不良，枝下高短，树皮通常较薄，叶色较深，通常生长较慢：寿命较长。 阳性植物的茎通常较粗，节间较短，分枝也多。很多高山植物由于生长在强烈阳光下节间强烈缩短，常常变成矮态或莲座状更是突出的例子。茎的内部结构是细胞体积较小，细胞壁厚，木质部和机械组织发达，维管束数目较多，结构紧密，含水量较少；阴性植物的茎通常细长，节间较长，分枝较少，内部细胞体积较大，细胞壁薄，细胞的大部分充满着细胞液，木质化程度较差，机械支持组织较不发达，维管束数目较少，结构疏松，含水量较多。 阳性植物的叶子一般较小，质地较厚。叶面上常有很厚的角质层覆盖，有的叶子表面有绒毛。内部结构是叶细胞较小，细胞壁较厚，且排列紧密，细胞间隙小。气孔通常较小，较密集，叶脉细密而长。叶肉细胞强烈分化，栅栏组织较发达，常有23层，有时在上、下表皮层内都有栅栏组织，而海绵组织不发达。这种形态构造的叶子叫阳生叶。阳性植物的叶在着生排列上常常与直射光成一定的角度；叶大而薄，角质层薄，海绵组织发达，叶绿素多，叶脉稀疏，气孔分布较稀，与阳性植物相反，称之为阴生叶。阴性植物的叶柄常或长或短，叶形也或大或小，使叶子成镶嵌状排列在同一平面上以充分利用阴暗不足的光线，这也是植物在形态上对不同光强的适应特征。 阳性植物与阴性植物不仅在形态构造上有明显的差别，而且在生理上也有明显不同的适应特性。6.为什么高山植物毛茸发达、茎叶富含花青素、花色鲜艳、植株矮小？ 除了高山风大、低温、光照强烈外，主要是由于高山紫外线、短波光较多的缘故，这些光具有如下生态作用： 抑制植物体内某些生长激素的形成，从而抑制植物的伸长生长，造成植物矮化。 使植物细胞特别是表皮细胞叶累积去氢黄酮衍生物，再使其还原为花青素。花青素等物质的存在，对UV-B具有很强的吸收性，可以防止UV-B进入叶片。7.在植物界，各种植物的开花季节为什么各不相同？ 植物长期生活在具有一定光照长短变化格局的环境中，借助于自然选择与进化，形成各类植物所特有的对日照长短变化的反应方式（生长、开花、落叶、休眠等方面）。根据植物开花对日照长度的反应不同，可将植物分为四类： 1）长日照植物（long day plants） 是指在日照时间长于一定数值（一般14小时以上）才能开花的植物，否则只能进行营养生长。如冬小麦、大麦、油菜和甜菜等。这类植物光照时间越长，开花越早。可以通过辅助人工光照使之提前开花。长日照植物大多数原产于温带和寒带（高纬度地区），在生长发育旺盛的夏季，一昼夜中光照时间长。如果把长日照植物栽培在热带，由于光照不足，就不会开花。 2） 短日照植物 在一定日照时数范围内，黑夜越长，开花越早的植物。它们通常是日照时间短于一定数值才能开花，否则只能进行营养生长。如水稻、棉花、大豆和烟草等。他们多在深秋或早春开花，人工缩短日照时数，则可以提前开花。短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带（低纬度地区）；短日照植物栽培在温带和寒带会因光照时间过长而不开花。 3） 中日照植物（day intermediate plant）开花要求昼夜长短比例接近相等（12小时左右），如甘蔗、甜根子草等。 4）中间型植物 对日照长度要求不严格，只要其他条件适宜，在任何日照条件下都能开花的植物，如番茄、黄瓜、四季豆、辣椒等。8.以水生植物为例，阐明植物与环境之间的相互关系。 1）水环境的特点弱光、缺氧、密度大、粘性高、温度变化平缓，以及能溶解各种无机盐类。 2）水生植物的生态适应 （1）水生植物具有发达的通气组织以保证各器官组织对氧的需要。例如，荷花从叶片气孔进入的空气，通过叶柄、茎进入地下茎和根部的气室，形成了一个完整的通气组织，以保证植物体各部分对氧气的需要。 （2）其机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应于水体流动 （3）水生植物在水下的叶片多分裂成带状、线状，而且很薄，以增加吸收阳光、无机盐和CO2的面积。 （4）淡水植物具有自动调节渗透压的作用，而海水植物是等渗的。9.阐明阳性湿生植物与阴性湿生植物之间的区别。 答题要点：环境不同、形态不同、生理特征不同10.冬小麦为什么要秋播？ 需要春化作用11.阐明低温胁迫的原因。(1)寒害又称冷害，是指温度在零度以上仍能使喜温生物(如热带生物)受害甚至死亡。这种在零度以上的低温对生物的伤害称为寒害。寒害的主要原因是低温打破了代谢的协调性所致。如蛋白质合成受阻、碳水化合物减少和代谢紊乱、细胞膜透性改变、根吸收能力下降等。（2）冻害冻害是指00C以下的低温使生物体内（细胞内和细胞间）形成冰晶而造成的损害。植物在温度降至冰点以下时，会在细胞间隙形成冰晶，一方面造成原生质失水，蛋白质凝固变性。另一方面冰晶压迫细胞导致机械损伤，破坏细胞的结构，影响酶的活性和代谢；冻害还会造成养分的外渗损失；导致树皮破裂；冻拔：在黏重潮湿的土壤上，冻融交替，造成树苗根系上升出土的现象。12.阐明植物对低温的适应。有些植物通过自然选择，在形态上、生理上和行为上获得了特殊的防御装备，对极端低温表现出很多明显的适应。（1）形态上 北极和高山上的植物在芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有鳞片，器官的表面有蜡粉和密毛等；有些树种到了冬天，树皮有较发达的木栓组织，树干好像包裹上了一层棉被，保护树干免遭冻裂；高山植物为了避免低温的袭击，即使是乔木，也使其植株变得非常矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状，伏在地上，卷缩成团。（2）生理上原生质特性发生改变： 生活在低温环境中的植物常通过减少细胞中的水分，这样使细胞质的浓度增高，使植物的冰点下降，防止原生质萎缩和蛋白质凝固；.有机物质含量增加，细胞内淀粉水解，使糖类的积累量增加，同时，在低温条件下，植物生长减慢，糖类等物质的消耗量减少，也增加了细胞液内糖类的含量。同时细胞中粘液、脂肪和色素等物质增加，积累起来。这些物质都具有很强的持水能力，减少水分渗透到细胞间隙中去，使冰点大大降低。上述种种原因都降低植物的冰点，增加抗寒能力；有些植物如虎耳草、十大功劳等植物叶片在秋季变红，能吸收更多的红外线，增加对热量的吸收；落叶树种冬季落叶休眠是抗低温的有效方法，其机理是在休眠条件下，细胞发生轻度质壁分离，原生质把贯穿在细胞壁中的胞间连丝吸入内部，表面盖上一层厚厚的脂类物质，使水分不易通过，因此，细胞内不易形成冰晶，增强抵御低温的能力。（3）行为适应 植物对低温的行为适应，主要表现在生长方式、向热移动与休眠方面。13.阐明高温对植物的伤害作用以及植物对高温的适应。高温对植物的生态作用温度超过植物适宜温区的上限后就会对植物产生有害影响，温度越高对植物的伤害作用越大。高温可减弱光合作用，增强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调，呼吸消耗大于光合积累，植物因为“饥饿”而死亡。高温使植物的呼吸作用增强，使蒸腾失水大于吸水量，破坏植物的水分平衡，使植物枯萎而死亡。促使蛋白质凝固、脂类溶解，破坏酶的活性，妨碍正常的生理生化反应，导致有害代谢产物在体内的积累而伤害植物。 影响受精过程突然的高温灰使树皮灼伤，甚至开裂，导致病虫害入侵。植物对高温的适应植物的防暑装备使在高温环境中逐步适应而获得的，同样也表现在形态上、生理上及行为上。1）避热适应植物保持比气温低的体温，避免高温危害。（1）形态上就植物来说，有些植物生有密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射一大部分阳光，使植物体免受热伤害。有些植物叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的吸收面积，如热带许多植物的叶片垂直地挂在树上，叶沿向阳；还有一些植物如羊蹄甲，在烈日当空的中午，就把叶子对折起来，减少了光的吸收面积，避免热害。还有些植物的树干和根茎生有很厚的木栓层，具有绝热和保护作用。（2）植物对高温的生理适应：降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，这有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力；靠旺盛的蒸腾作用避免使植物体因过热受害；一些植物具有反射红外线的能力，夏季反射的红外线比冬季多，这也是避免使植物体受到高温伤害的一种适应。（3）行为上：叶片运动，减少叶片与入射光线的角度，避免体温过高。2）耐热适应：在体温比气温高的情况下，仍然维持正常的生命活动。减低细