1、生物奧林匹克競賽考試范圍 、細胞生物學（25%）細胞的結構和功能：化學成分、細胞器、細胞代謝、蛋白質合成、生物膜的特點、有絲分裂和減數分裂、微生物學、生物技術、植物解剖和生理（重點是種子植物）（15% ）組織和器官的結構和功能、光合作用、呼吸作用和氣體交換、水分、礦物質和同化物的運輸、生長和發育、生殖（包括蕨類和苔蘚）、動物解剖和生理（重點是脊椎動物）（15%）組織和器官的結構和功能、消化和營養、呼吸作用、血液循環、排泄、調節（神經的和激素的）、生殖和發育、免疫、動物行為學（5%）行為的體系、行為的原因、爭斗行為、學習行為、遺傳學與進化（15%）突變和漸變、孟德爾遺傳、多等位性、重組

2、、伴性遺傳、哈迪一溫伯格定律、演化的機理、生態學（15%）生態系統、食物關系、能流、生物地球化學循環、演替、種群結構和動態、生物圈和人 、生物系統學（10%） 植 物 學植物細胞在自然界，各種各樣的植物，都是由細胞構成的。細胞不僅是植物結構單位,也是功能單位。 1665年,英國人Hooke用他改進的顯微鏡觀察軟木的結構,發現并命名了細胞。 德國植物學家Schleiden.M.J,和動物學家Schwan.T,于1838年,提出細胞學說。細胞學說內容：     1. 植物和動物的組織由細胞構成     2. 所有的細胞

3、由細胞分裂或融合而成     3. 卵和精子都是細胞     4. 一個細胞可分裂形成組織 原生質的化學組成構成細胞的生活物質為原生質，它是細胞活動的物質基礎。1、水和無機物          原生質含有大量的水，一般占全重的60-90%。幼嫩植株含水60-90%。 種子（成熟的）含水10-14%。 除水之外，原生質中還含有無機鹽及許多呈離子狀態的元素，如鐵、鋅、錳、鎂、鉀、鈉、氯等。2、有機化合物 蛋白質   &#

4、160;  蛋白質分子由20多種氨基酸組成。由于氨基酸的數量、種類、排列順序不同，形成各種蛋白質。蛋白質可以作為原生質的結構蛋白，而且還以酶的形式起重要作用。例如，使物質分解的淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等。 核酸     生活的原生質都含有核酸，核酸都和蛋白質結合形成核蛋白。核酸由核苷酸構成。單個的核苷酸由一個含氮堿基、一個五碳糖和一個磷酸分子組成。核酸根據含糖不同，可分為含有核糖的核糖核酸（RNA）和含有脫氧核糖的脫氧核糖核酸（DNA）。脂類    凡是經水解后產生脂肪酸的物質屬于脂類。 

5、0;  在植物體內，有的作為結構物質，例如磷脂和蛋白質結合，構成細胞的各種膜。有些脂類形成角質，木栓質和蠟，參與細胞構成。糖類    糖類是光合作用的同化產物，參與構成原生質和細胞壁。細胞中最重要的糖可分為:       單糖 例如：葡萄糖、核糖       雙糖 例如：蔗糖、麥芽糖       多糖 例如：纖維素、淀粉 原生質

6、中除上述四大類物質以外，還含有極微量的，但生理作用很大的有機物，稱為生理活躍物質,如： 酶、維生素、激素、抗菌素。      原生質中的蛋白質，核酸，多糖等生物大分子，均勻地分散在原生質所含的水溶液中，形成膠體。原生質失去水分為凝膠，吸收水分則為溶膠。 植物細胞的基本結構 不同植物其細胞的大小不同，最小的細胞是支原體，直徑僅有0.1微米左右；西瓜瓤細胞直徑約1毫米；苧麻莖纖維細胞長可達550毫米。植物細胞的形狀也多種多樣，有長管狀、球狀等，植物細胞的形狀取決于其生理功能。 植物細胞雖然大小不同，形狀多樣，但是一般有相同的基本結構。 1、細胞膜&

7、#160;   生活的細胞原生質外表，都有一層膜包圍，稱為細胞膜或質膜。質膜橫斷面在電鏡下呈現“明-暗-明"三條平行帶，暗帶為蛋白質分子組成，明帶為脂類物質組成，稱為單位膜。2、細胞質:      位于細胞膜和細胞核之間，可分為胞基質和細胞器。胞基質是包圍細胞器的細胞質部分。細胞質內的細胞器種類很多。 質體     質體是植物細胞特有的細胞器，幼期未分化成熟的，成為前質體。     分化成熟的質體可根據其顏色和功能不同，分為葉綠體、有色體和白色體

8、三種主要類型。 葉綠體      高等植物的葉綠體主要存在于葉肉細胞內，含有葉綠素。電鏡觀察表明： 葉綠體外有光滑的雙層單位膜，內有單層膜結構的基粒片層組成的基粒。基粒內的某些片層薄膜向外伸展，連接不同基粒,稱為基質片層。     有色體      有色體含有類胡蘿卜素。類胡蘿卜素包括：葉黃素（黃色）、胡蘿卜素（紅色），部分植物的花瓣，成熟的果實，胡蘿卜的貯藏根，衰老葉片都存在有色體。有色體的形狀有球形和不規則形狀。 白色體   

9、60; 白色體不含色素，存在于甘薯、馬鈴薯等植物的地下貯藏器官中。按照功能不同，可以分為：造粉體、造油體和造蛋白質體。在植物發育過程中，質體可以相互轉化。 線粒體      線粒體是進行呼吸作用的主要細胞器。電鏡觀察，線粒體是雙層單位膜構成， 內膜形成片狀或管狀的內褶，稱為嵴。內膜及其所在的嵴的內表面，均勻地分布有形似大頭針的結構，稱為電子傳遞粒。 核糖體      生活的細胞中都存在核糖體，它是合成蛋白質的主要場所，存在于胞基質，內質網等處。核糖體結構上為兩個近半球形而大小不等的亞單位結合而成的，常幾十個到幾百個

10、聚合在一起，成為多聚核糖體。內質網      細胞內存在內質網，它是由膜圍成的扁平的囊、槽、池或管，形成互相溝通的網狀系統。     內質網的外表面有的結合有核糖體，稱為粗面型內質網（rER），有的沒有，成為光滑型內質網（sER）。 高爾基體      高爾基體是一疊由平滑的單位膜圍成的囊組成。高爾基體是動態結構，有形成面和成熟面，與細胞壁的形成有關。液泡     液泡是由單位膜構成的細胞器。液泡的膜稱為液泡膜，液汁稱為細胞液。幼期細胞

11、，液泡很小，但隨著細胞生長，液泡長大。小液泡逐漸合并為大液泡，位于細胞中央。     液泡的功能為：滲透調節、貯藏和消化 溶酶體      溶酶體是分解蛋白質、核酸、多糖的細胞器，由單層單位膜構成，內含多種水解酶，可分解從外面進入到細胞內的物質，也可消化局部細胞器或整個細胞。 微體      微體也由單位膜包圍的。呈球形，在植物細胞中，已明確的兩種微體是過氧化物酶體和乙醛酸循環體。過氧化物酶體常和葉綠體，線粒體結合在一起，執行光呼吸。乙醛酸循環體存在于油料植物種子中，脂肪經它

12、含的幾種酶逐步分解。 微管      普遍存在細胞中，由兩種結構不同的球狀蛋白-微管蛋白組成。 在細胞內，微管有多方位的功能: 質內分布起支架作用，使細胞維持一定形狀。 參與分裂紡錘絲。 對細胞的生長和分化起作用。 影響胞內物質的運輸和胞質運動。 參與構成低等植物的纖毛，鞭毛。 3、細胞核 是生活細胞中最顯著的結構，細胞內的遺傳物質DNA，幾乎都存在于核內，為細胞的控制中心。 細胞核的形態多種多樣。細胞核的結構，隨細胞周期的改變而變化，可分為分裂期和間期。間期核可分為核膜、核仁和核質。核膜為雙層膜、上有核孔，核孔的物質進入并非自由，而是受某些機制調節。核

13、仁常有一個或幾個，是細胞內形成核蛋白亞體的部位。形狀因不同部位而不同。     核質可分為著色的物質-染色質和不著色的部分-核液。染色體為核酸和蛋白質的復合體 。4、細胞壁     是植物細胞特有的結構，它是由原生質體分泌的物質構成的，一般認為是無生命的。 構成細胞壁的物質分為構架物質和襯質兩類。      構架物質：纖維素     襯質：果膠質，半纖維素，水，蛋白質    細胞壁的結構  

14、60;      細胞壁是在細胞分裂、生長和分化過程中形成的。由于功能不同，壁在結構和成分上變化很大。細胞壁可以分為：胞間層、初生壁、次生壁三部分，除此以外細胞壁上還有紋孔和胞間連絲。 胞間層     由相鄰的兩個細胞向外分泌果膠物質構成，果膠為多糖物質，膠粘而柔軟，能將相鄰兩個細胞粘連在一起。胞間層將細胞粘起，細胞幼時，呈現柔軟。初生壁     初生璧是細胞增長體積時所形成的壁層，由相鄰細胞分別在胞間層兩面沉積壁物質而成。初生壁的成分是：纖維素、半纖維素、果膠質。

15、  它的特點薄、有彈性、可隨細胞的生長而擴大面積。初生壁一般薄，但有時也局部成顯著均勻增厚。如柿胚乳，成為儲藏營養物質，供種子萌發需要。次生壁    次生壁是在細胞停止增大體積后，在初生璧內表面增加后的壁層，次生壁主要成分為：纖維素，此外還有：木質素。     次生壁厚，一般為5-10m，質地堅硬，機械強度大。植物細胞一般有初生壁，但不都產生次生壁，只有那些在生理上分化成熟后原生質體消失的細胞，才在分化過程中產生次生壁，如纖維、導管、管胞等 紋孔     細胞壁形成次生壁時并

16、非全面地增厚。在一些位置上不沉積次生壁物質，這種未增厚的區域成為紋孔。相鄰兩個細胞壁上的紋孔往往精確地發生，形成紋孔時，紋孔對中間的胞間層和兩側的初生壁，合稱紋孔膜。由次生壁圍成的紋孔腔穴，叫做紋孔腔。紋孔可以分為：     單紋孔：簡單，紋孔口和底同大，紋孔腔為上下等徑，圓筒形。     具緣紋孔：在紋孔腔周圍向細胞內延伸。 胞間連絲 胞間連絲是穿過細胞壁的細胞質細絲。相鄰細胞一般有胞間連絲相連，使整個植物體連成統一整體，傳遞物質和信息，也傳遞病毒。細胞壁的特化 有些細胞由于在植物體中擔負的功能不同，原生質常分泌

17、一些性質不同的物質，增加到細胞壁中，或存在于細胞壁的外表面，使細胞壁的組成物理性質和功能發生變化。常見特化有：木化、角化、栓化、礦化。 木化;木化指木質素滲透到細胞壁中，加大細胞壁的硬度，增強細胞的支持力量。 角化;角化是指細胞外壁為角質所滲透，在外表形成膜。為脂類化合物，不透水，但可透光。 栓化;栓化為木栓質（脂類化合物）滲入細胞壁引起的變化。栓化后，細胞失去透水、通氣能力。原生質體最終解體成為死細胞。 礦化;細胞壁滲入礦物質而引起的變化，最常見的礦物質有碳酸鈣和二氧化硅等。礦化能增強細胞壁的機械強度，提高抗倒伏和抗病蟲能力。 植物細胞的后含物 植物細胞在代謝過程中，不僅為生長分化提供營養物

18、質和能量，同時還能產生代謝中間產物，貯藏物質和廢物等。這些稱為后含物。 1、淀粉          淀粉是植物細胞中最普遍的貯藏物質。貯藏的淀粉常呈顆粒狀，稱為淀粉粒。光合作用產生的葡萄糖在葉綠體中聚合成同化淀粉轉成可溶性糖類，運輸到造粉體中，由造粉體將它們再合成為貯藏淀粉。     在淀粉粒中，中間有臍，圍繞臍形成許多同心的層次-輪紋。淀粉有單粒、復粒和半復粒。單粒為有一個臍和許多輪紋圍繞。復粒有2個以上臍和各自輪紋。半復粒是在復粒基礎張上外圍有共同的輪紋。  &

19、#160;   淀粉粒主要存在于種子的胚乳，甘薯、蘿卜等地下肉質根。 2、蛋白質     貯藏蛋白質以多種形式存在于細胞質中。      禾本科植物籽粒糊粉層中，存在糊粉粒。蓖麻、油桐的胚乳糊粉粒內，除無定形蛋白質外，還含有蛋白質擬晶體和非蛋白質的球狀體。 3、油和脂肪     植物細胞中，油和脂肪或多或少都存在，但通常是存在油料植物種子或果實中，由造油體合成。    如花生、大豆、油菜的子葉，蓖麻的胚乳，都含有大量

20、脂肪，可用蘇丹染色 。 4、丹寧和色素 丹寧是一類酚類化合物，存在于細胞質、液泡和細胞壁中，在葉、周皮，維管組織以及未熟的果肉細胞中。被認為有保護作用。 用刀切開蘋果后變黑，證明有單寧。 植物細胞中的色素，除存在于質體中的葉綠素、類胡蘿卜素，還有存在于液泡中的一類水溶色素，稱為花色素苷和黃酮或黃酮醇，在部分植物的花瓣以及果實細胞中有這類色素。花色素苷顯示出顏色因細胞液的pH值而異。5、晶體和硅質小體 在植物細胞內，常可見到各種形狀的晶體，晶體常為草酸鈣的，形狀多樣，常沉積在液泡內。晶體常認為是排泄的廢物。     禾本科、莎草科植物莖，葉表皮細

21、胞內常含有二氧化硅的晶體。 植物組織 高等植物的植物體是由多細胞組成的。多細胞植物，為了適應環境，其體內分化出許多生理功能不同、形態結構相應發生變化的細胞組合，這些細胞組合之間有機配合，緊密聯系，形成各種器官。這些形態結構相似，擔負一定生理功能的細胞組合，稱為組織。 一、分生組織     位于植物的生長部位，具有持續或周期性分裂能力的細胞群，稱為分生組織。分生組織的細胞排列緊密，細胞壁薄，細胞核相對較大，細胞質濃，細胞器豐富。根據分生組織在植物體內的位置不同，可將分生組織分為頂端分生組織、側分生組織和居間分生組織三類: 1、頂端分生組織 

22、60;   頂端分生組織存在于根尖和莖尖的分生區部位，由短軸或近于等徑的胚性細胞構成，細胞排列緊密，能較長時期地保持旺盛的分裂能力。 2、側分生組織     側分生組織包括維管形成層和木栓形成層，它分布于植物體的周圍，平行排列于所在器官的邊緣。側分生組織細胞的形狀為長軸形和等徑狀，其功能是使植物體變粗。 3、居間分生組織     居間分生組織分布于成熟組織之間，進行一段時間的分裂活動后失去分裂能力，完全分化為成熟組織。例如，水稻、小麥的節間基部都有居間分生組織存在。 此外，也可根據來源將分生組織

23、分為原分生組織、初生分生組織和次生分生組織三類：     原分生組織位于根尖和莖尖的頂端，由一群胚性的原始細胞組成，能長期地保持分裂能力。初生分生組織由原分生組織的細胞分裂而來，一方面初生分生組織的細胞可繼續分裂，另一方面開始初步分化，逐漸向成熟組織過渡。初生分生組織有原表皮、基本分生組織和原形成層三種。次生分生組織也就是側分生組織，由已分化成熟的薄壁組織細胞恢復分裂能力轉變而來，有維管形成層和木栓形成層兩類。 二、成熟組織 分生組織分裂產生的細胞，經生長、分化后，逐漸喪失分裂能力，形成各種具有特定形態結構和生理功能的組織，這些組織稱為成熟組織。根據生理

24、功能的不同，成熟組織可再分為數種。1、 保護組織 保護組織覆蓋于植物體的外表，由一至幾層細胞組成，主要有防止水分過分蒸發，抵抗病蟲害的侵襲等作用。植物體內的保護組織有初生保護組織-表皮和次生保護組織-周皮兩種。 表皮     表皮由原表皮分化而來，通常是一層細胞組成的，但也有少數植物有幾層細胞構成的復表皮。表皮除表皮細胞外，在幼莖和葉上還有氣孔器、表皮毛或腺毛等結構。表皮細胞行狀扁平，排列緊密，無細胞間隙，細胞的外壁增厚，形成角質膜。氣孔器由2個保衛細胞圍成，禾本科植物的保衛細胞旁側還有一對副衛細胞。表皮毛有多種類型，它們能增強表皮的保護作用；腺毛則有分

25、泌作用。 周皮       周皮是次生分生組織形成的，它由木栓層、木栓形成層和栓內層組成。木栓層細胞之間無細胞間隙，細胞壁較厚且高度栓化，形成不透水、絕緣、隔熱等特性，對植物有較強的保護作用。周皮存在于裸子植物和被子植物的雙子葉植物中，這些植物能進行增粗生長。  2、 薄壁組織 薄壁組織是構成植物體的基本成分，在植物體內所占的比例最大，因此也稱基本組織。薄壁組織的細胞間隙較大，細胞壁薄，有較大的液泡，它們的分化程度較淺，在一定的條件下，部分細胞可轉化成其它組織。根據薄壁組織的功能不同可再分為以下幾類： 吸收組織   

26、0;  根尖外層的表皮，其細胞壁和角質膜均薄，且部分細胞的外壁突出形成根毛，具有明顯的吸收作用。 同化組織      能夠進行光合作用的薄壁組織，它們的細胞中含有葉綠體，例如葉肉細胞。 貯藏組織      根、莖、果實和種子的薄壁細胞中常貯藏有大量的淀粉、蛋白質、脂肪等營養物質，這類薄壁組織稱為貯藏組織，如水稻、小麥種子的胚乳細胞。 通氣組織      濕生和水生植物體內的薄壁組織有特別發達細胞間隙，它們形成較大的氣腔或貫連的氣道，特稱為通氣組織。這類通氣

27、結構有利于氣體交換，或適應于水中的漂浮生活，如水稻、蓮等植物體內就有發達的通氣組織。 傳遞細胞      傳遞細胞是一種特化的薄壁細胞，它們具有內突生長的細胞壁和發達的胞間連絲。這種內突生長的細胞壁是由非木質化的次生壁向細胞腔內突生長而成。傳遞細胞的這種結構有利于它的短途運輸功能。細胞質膜緊貼這種多褶的胞壁內突物，使細胞的吸收、分泌以及與外界交換物質的面積大大增加。它大多出現在溶質大量集中的、與短途運輸有關的部位，例如小葉脈的輸導分子周圍、莖節、子葉節和花序軸節部的維管組織中；某些植物子葉的表皮，胚乳的內層細胞等處都有傳遞細胞的分化；在營分泌功能的各種細

28、胞中，也發現有傳遞細胞存在。 3、機械組織 機械組織是鞏固、支持植物體的組織，機械組織的共同特點是其細胞壁局部或全部加厚，根據機械組織細胞的形態及細胞壁的加厚方式，可分為厚角組織和厚壁組織兩類： 厚角組織 厚角組織是初生的機械組織。它是由活細胞構成，常含有葉綠體，可進行光合作用。此種組織的細胞是引長的，兩端呈方形、斜形或尖形，彼此重疊連結成束。厚角組織細胞壁的成分主要是纖維素，也含有較多的果膠質，細胞壁增厚不均勻，增厚部分常位于細胞的角隅，故有一定的堅韌性，并具有可塑性和延伸性，既可支持器官的直立，又適應于器官的迅速生長，普遍存在于正在生長或經常擺動的器官之中，植物的幼莖、花梗、葉柄和大葉脈的

29、表皮內側均有厚角組織分布。     厚角組織有時成束縱向集中在器官的邊緣，使器官外表出現棱角，增強了支持力量，如芹菜、南瓜的莖。 厚壁組織 此類組織細胞的細胞壁呈不同程度的木質化加厚，細胞腔很小，成熟細胞一般沒有生活的原生質體。厚壁組織又可分為纖維和石細胞兩類： 纖維        纖維是引長的細胞，其細胞壁在各方面都強烈地增厚，常木化而堅硬，含水量低，壁上有少數小紋孔，細胞腔小，纖維可以尖端穿插連接，形成器官內的堅強支柱。 纖維有韌皮纖維和木纖維兩種。韌皮纖維主要是指存在韌皮部的纖維

30、，一般為兩端尖削長紡錘形的細胞。長比寬大很多倍，細胞壁極厚，主要由纖維素組成，細胞呈狹長的縫隙。橫切面上細胞呈多角形、長卵形、圓形等，韌皮纖維堅韌而有彈性，有很強的支持作用，適宜于作麻繩或織麻袋等用途。     木纖維是被子植物木質部中的主要組成成分之一，也是長紡錘形細胞，但較韌皮纖維為短。通常約長1毫米，細胞壁木化，細胞腔小。木纖維壁厚而堅硬，增強了木材的機械鞏固作用，能承受壓力，但木纖維失去彈性，故不宜直接用作紡織原料，而可供造紙或人造纖維。 石細胞         石細

31、胞一般由薄壁細胞經過細胞壁的強烈增厚分化而來。它們的細胞壁極度增厚、木化，有時也可栓化或角質化，出現同心狀層次。壁上有分枝的紋孔道從細胞腔放射狀分出。細胞腔極小，通常原生質體已消失，成為僅具堅硬細胞壁的小、死細胞，故具有堅強的支持作用。石細胞的形狀差別比較大，最常見的為等徑的，但也有形狀較長的，或具有多分枝的，或呈不規則的星狀。石細胞往往成群分布在薄壁細胞之間，有時也可單個存在。石細胞分布很廣，在植物的皮層、韌皮部、髓以及某些植物的果皮、種皮，甚至葉中都可見到，例如桃、李、梅、椰子等果實的堅硬的"核"，主要由石細胞構成。水稻的谷殼，花生的"果殼"，豌豆、

32、菜豆的種皮中都有大量石細胞存在。梨果實中的沙粒也是由石細胞群聚而成。 4、 輸導組織 輸導組織是被子植物體內的一部分細胞分化成的管形結構，它貫穿于植物體各器官之間,專門運輸水溶液和同化產物。根據它們運輸的主要物質不同，可將輸導組織分為兩大類；即運輸水溶液和溶解在水中的無機鹽的導管和管胞，以及運輸溶解狀態的同化產物的篩管和篩胞。 導管    導管存在于木質部，是被子植物所特有的，由許多長管狀，細胞壁木化的死細胞縱向連接而成。組成導管的每一個細胞稱為導管分子。 導管分子的端壁解體，形成穿孔。這些穿孔致使導管成為中空連續的長管，減少了水分運輸的阻力。根據導管發育先后和次

33、生壁木化增厚的方式不同，可將導管分為以下五個類型： 環紋導管：每隔一定距離有一環狀木化增厚的次生壁，加在導管里面的初生壁上。 螺紋導管：其木化增厚的次生壁呈螺旋狀加在導管內的初生壁上。梯紋導管：木化增厚的次生壁呈橫條突起，似梯形。 網紋導管：木化增厚的次生壁呈突起的網狀，"網眼"為未增厚的初生壁。 孔紋導管：導管壁大部分木化增厚，未增厚的部分則形成許多紋孔。環紋導管和螺紋導管在器官形成過程中出現較早，一般存在于原生木質部中，它們的口徑較小，輸水能力較弱。梯紋導管直徑較大，出現于器官停止生長的部分，網紋導管與孔紋導管的次生壁堅固，直徑更大，輸導效率提高，它們出現于器官組織分化的后期，即后生木質部和次生木質部中，為被子植物主要的輸水組織。管胞     管胞是絕大部分蕨類植物和裸子植物的唯一輸導水的結構。多數被子植物