IB 生物/植物科学
9.1.0 简述植物界中广泛的多样性，例如苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物之间的结构差异。
[此问题不在 AHL 部分中，但它是核心部分（第 5 章生态学和进化 5.5.3）的一部分]
苔藓植物（苔藓和地钱）
- 没有根、维管系统或角质层。
- 假根类似于根毛。
- 苔藓具有简单的叶状结构。
- 地钱具有扁平的形状，称为叶状体。
蕨类植物（蕨类）
- 根、叶片呈叶状体和维管系统。
- 叶子上覆盖有角质层。
- 可以形成小树，但不是木质的。
裸子植物（针叶树）
- 从灌木到非常大的树木不等。
- 先进的维管系统。
- 木质茎和根。
被子植物（开花植物）
- 结构变化很大 - 从微小的草本植物到大型树木不等
- 根、茎和叶。
- 先进的维管系统。
- 可以形成木质组织。
13.1.2 画一个图来显示一种已命名的双子叶植物的外部部分。
9.1.1 画出并标注植物图，以显示双子叶植物茎和叶中组织的分布。 [以前是 13.1.3 画出平面图来显示双子叶植物茎、根和叶中组织的分布。]
9.1.2 列出双子叶植物和单子叶植物结构之间的三个区别。
| ------ | 双子叶植物 | 单子叶植物 |
|---|---|---|
| 叶脉 | 形成网状图案 | 彼此平行 |
| 维管束 | 位于茎外侧附近的一圈 | 随机分布在茎中 |
| 雄蕊/花卉 | 以 4 或 5 的倍数存在 | 以 3 的倍数存在 |
| 根 | 从其他根部分支出来 | 从茎部生长出无分支的根 |
9.1.3 解释叶中组织的分布与其功能之间的关系。 [以前是 13.1.4]
- 木质部：将水输送到叶片中以补充因蒸腾作用造成的损失，以及从土壤中输送无机矿物质。
- 韧皮部：将光合作用的产物从叶片中运输出去。
- 气孔：允许二氧化碳（用于光合作用）扩散进入和氧气扩散出去的孔隙。
- 保卫细胞：这对细胞可以打开或关闭气孔，从而控制蒸腾作用的程度。
- 上表皮：一层连续的细胞，覆盖着厚厚的蜡质角质层。即使在阳光照射下加热，它也能防止水分从上表面流失。
- 下表皮：位于较凉爽的位置，具有较薄的蜡质角质层。
- 海绵状叶肉：由松散排列的圆形细胞组成，细胞质中含有少量叶绿体。该组织提供主要的 газообмена surface，因此必须靠近下表皮中的气孔。
- 栅栏状叶肉：由密集排列的圆柱形细胞组成，细胞质中含有许多叶绿体。这是主要的光合组织，位于光照强度最高的表面附近。
9.1.4 识别根、茎和叶的各种功能的修改：鳞茎、块茎、块根和卷须。
- 鳞茎 = 茎的修改，由叶子的扩大基部组成；有助于食物储存（例如洋葱）
- 块茎 = 水平生长的茎；有助于碳水化合物和淀粉储存（例如马铃薯）
- 块根 = 专用于储存大量碳水化合物和水的根（例如胡萝卜）
- 卷须 = 叶子的修改，有助于支撑和攀爬；能够通过向地性反应在生长过程中缠绕物体（例如牵牛花卷须）
9.1.5. 指出双子叶植物具有顶端分生组织和侧生分生组织。
- 分生组织：植物中细胞持续分裂和生长的区域，通常贯穿其整个生命周期。
9.1.6 比较双子叶植物中顶端分生组织和侧生分生组织造成的生长。
- 顶端分生组织存在于根和芽的尖端，参与植物的伸长。
- 侧生分生组织存在于形成层组织中。侧生分生组织的生长会增加植物的厚度。
9.1.7 解释生长素在向光性中的作用，作为植物生长控制的示例。
- 生长素是一种促进茎细胞伸长的激素。生长素由茎尖合成，并被输送到光照较少的部分。这将导致该侧的伸长，从而向光的一侧弯曲。
13.1.5 列出旱生植物的四种适应性。
- 刺而不是叶子 - 降低蒸腾作用的速度
- 厚茎 - 含有大量的水储存组织
- 厚厚的蜡质角质层
- 垂直茎 - 在一天的早晚吸收阳光，但不在正午阳光太强烈时吸收阳光
- 广泛的分支和浅根系统 - 在更靠近地表的地方吸收水分，否则水分会在到达根部之前蒸发掉
13.1.6 列出水生植物的两种结构适应性。
- 叶片中的气室 - 产生浮力
- 茎和叶中的木质部数量少
- 气孔在上表皮
- 叶片上表面覆盖有蜡质角质层
9.2.1. 简述根系如何通过分支和根毛提供大量的表面积以吸收矿物质离子和水。 [以前是 13.2.1 解释根系如何通过分支、根毛和皮层细胞壁提供大量的表面积以吸收矿物质离子和水。]
根毛提供大量的表面积以吸收矿物质离子和水。皮层细胞吸收溶解在水中的离子，并通过毛细作用从皮层细胞壁中吸入这些离子。分支增加了根可以吸收离子的数量和面积。
9.2.2 列出土壤中的矿物质离子进入根部的途径。 [以前是 13.2.2 描述矿物质离子通过主动运输进入根部的过程。]
植物从土壤中吸收钾、磷酸盐、硝酸盐和其他矿物质离子。主动运输泵将离子泵入根部。根毛为离子吸收提供了大量的表面积。
13.2.3 解释水通过根表皮细胞的吸收过程及其通过共质和质外途径穿过根部进入木质部的过程。
根细胞的细胞质通常比周围土壤中的水具有更高的总溶质浓度。因此，水通过渗透作用扩散到根细胞中。水必须穿过根的皮层，通过共质和质外途径进入木质部。
- 共质途径 - 水通过进入细胞质并通过胞间连丝（细胞质连接）从一个细胞移动到另一个细胞。
- 质外途径 - 水通过毛细作用穿过皮层细胞壁移动，直到到达内皮层。90 % 的水通过这种途径移动。
13.2.4 指出陆生植物通过增厚的纤维素、细胞膨压和木质部来支撑自己。
13.2.5 定义蒸腾作用
蒸腾作用 - 植物叶片和茎中水分蒸发的损失
13.2.6 解释水如何通过蒸腾流传递，包括木质部导管的结构、蒸腾拉力、内聚力和蒸发。
蒸腾作用导致水从根部流向茎和叶。这种运动称为蒸腾流。
- 叶片海绵状叶肉细胞壁中水的蒸发
- 蒸发的水从木质部中得到补充，通过毛细作用被从木质部中拉出，进入叶肉细胞的孔隙中
- 当水被拉出时，木质部导管内部会产生低压（蒸腾拉力）。木质部导管包含长的、不间断的水柱，压强会传递到整个水柱中。
- 为了平衡压强，水通过其内聚力性质向上移动导管。
13.2.7 指出保卫细胞打开和关闭气孔以调节蒸腾作用。
13.2.8 解释非生物因素如何影响典型陆生中生植物的蒸腾作用速率。
- 光照 - 光照强度会增加或减少叶片顶端水的蒸发速率，从而导致蒸腾作用速率的增加或减少。
- 温度 - 高温会增加叶片顶端水的蒸发速率，导致蒸腾作用速率的增加。相反，低温会降低叶片顶端水的蒸发速率，导致蒸腾作用速率的降低。
- 风 - 大风也会通过允许更多空气分子与叶片上的水分子碰撞来增加蒸发，导致水分蒸发和蒸腾作用的增加。低风会导致气孔周围的空气更加静止和饱和，从而降低蒸发和蒸腾作用。
- 湿度 - 高湿度会降低植物的水分蒸发和蒸腾作用速率。
13.2.9 简述韧皮部在生物化学物质主动转运中的作用。
韧皮部有筛管，用于运输有机化合物。伴胞通过分解细胞核和细胞质发展成筛管，在其端壁上形成大的孔隙，以允许汁液流动。质膜泵使用 ATP 将有机化合物泵入筛管。这会造成溶质浓度高，导致水扩散进入，从而产生正压梯度，使有机化合物能够被泵入植物的任何地方。
13.2.10 描述植物中食物储存的一个例子。
马铃薯块茎
- 叶子通过光合作用产生食物
- 茎中的韧皮部将食物运输到储存器官
- 块茎生长并储存食物
13.3 开花植物的繁殖
[edit | edit source]13.3.1 画出双子叶动物传粉花的结构，如肉眼和手持放大镜所见。
13.3.2 定义授粉
授粉 - 花粉从花药转移到柱头的过程
13.3.3 区分授粉、受精和种子散布。
- 授粉 - 花粉从花药转移到柱头的过程
- 受精 - 雄性配子和雌性配子在卵子中融合
- 种子散布 - 通过各种方式将种子（受精的胚珠）散布开来，种子包含在果实（由子房发育而来）中。
13.3.4 画出已命名的双子叶种子的外部和内部结构。
13.3.5 描述典型含淀粉种子的萌发过程中的代谢事件。
- 吸收水分使种子中的活细胞重新水化
- 植物生长激素赤霉素产生
- 刺激淀粉酶的产生，催化淀粉消化成麦芽糖
- 麦芽糖被运输到幼苗的生长区域
- 麦芽糖转化为葡萄糖
- 在叶子能够开始进行地面光合作用之前，用于细胞呼吸
- 用于合成纤维素或其他生长物质
13.3.6 解释典型种子萌发所需的条件。
- 充足的水分 - 使干燥的组织重新水化
- 氧气 - 光合作用发生之前进行有氧细胞呼吸
- 适宜的温度 - 萌发涉及淀粉消化和纤维素合成的酶促活性。如果温度：*超出这些酶的温度范围，萌发就不会发生。这会导致许多地方的季节性萌发。
- 种子在光照需求方面有所不同，因此，此因素不必包含在内