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植物的生殖生长和发育教材

第四章植物的生殖、生长和发育

单细胞藻类

高等植物

生活过程

生长→繁殖(重复)

种子萌发→幼苗生长→根茎叶营养生长→开花、结果、孕育种子(繁殖生长)

特性

1.环境因素的压力:

植物行固着生活、对环境依赖性高

2.繁殖后代、永续生存

4-1植物的生殖

无性生殖

有性生殖

配子形成

受精作用

有(形成受精卵或合子)

减数分裂

大多无

遗传重组

有(于配子形成、受精作用时)

环境适应

弱(农业上,可保存优良品种)

强(增加个体个别差异)

种类

孢子、出芽、营养生殖

同配、异配、卵配生殖

例子

低等生物、高等生物

高等生物(主要繁殖方式)

1、无性生殖

孢子生殖

营养繁殖

出芽生殖

分裂生殖

单性(孤雌)

裂片

生物

低等生物

被子植物

低等生物

低等生物

动物

低等

例子

1.霉菌-孢子囊内

2.酵母菌-子囊内

3.蕈-蕈褶上

4.蕨-叶背孢子囊堆

1.块根-甘藷

2.块茎-马铃薯

3.叶-落地生根

、非洲菫等

1.酵母菌

2.水螅

(腔肠动物)

1.细菌

2.藻类

3.原生动物

1.雄蜂(n)

2.雄蚁(n)

1.藻类

2.涡虫

.海星(再生)

营养繁殖用途(农业、园艺):

插枝(甘蔗、竹子、甘藷、万年青、玫瑰、菊花、桂花…)

压条、嫁接、匍匐茎(草莓)、组织培养(任一活的体细胞(2n)在试管中培养)

2、有性生殖

同配生殖

异配生殖

卵配生殖

外形

无大、小之分

有大、小之分

有雌、雄之分

遗传差异

多有「正」、「负」之分

有「正」、「负」之分

有雌、雄之分

例子

单胞藻、波发藻.石莼

实球藻

大团藻、藓苔、蕨类、裸子、

被子植物

三、世代交替:

真核生物生活史中、单倍体(有性世代)和双倍体(无性世代)的交替

有性世代(配子体世代、n世代)

无性世代(孢子体世代、2n世代)

主要个体

配子体

孢子体

染色体

单套(n)

双套(2n)

起始细胞

孢子(经减数分裂产生)

合子(经受精作用产生)

生殖方式

产生配子(n),行有性生殖

产生孢子(n),行无性生殖

过程

孢子(n)→配子体(n)→配子(n)

合子(2n)→孢子体(2n)

例子

1.蕨:

孢子囊堆内的孢子囊有孢子(风力)

→配子体(原叶体、心形)→配子

2.高等植物:

配子体不显著且时间短

1.蕨:

孢子体明显

2.高等植物:

孢子体显著

3、孢子、配子、种子的比较

孢子

配子

种子

染色体

单套(倍)

单套(倍)

胚(2n)、胚乳(3n、n)

世代归属

有性世代

有性世代

无性世代

细胞

无性生殖细胞(单细胞)

有性生殖细胞(单细胞)

多细胞(养分较多)

来源

孢子体减数分裂产生(2n→n)

配子体有丝分裂产生(n→n)

胚珠受精发育成

发育成

配子体(n→n)

受精产生孢子体(n+n→2n)

孢子体

例子

藓苔、蕨类、种子

藓苔、蕨类、种子

种子(裸子、被子)

4-1.2生殖构造与适应

藻类

藓苔

蕨类

种子植物

种类

无维管束

无维管束

维管束

维管束

世代交替

无(石莼例外)

孢子体

无(石莼独立)

小依赖配子体(寄生)

独立、显著

独立、显著

配子体

无(石莼独立)

显著(雌雄异株)

独立(小、心形、雌雄同株)

退化藏在孢子体

藏精器

无(间生藻例外)

有(精子二条鞭毛

有(精子多条鞭毛、需水)

无(精子无鞭毛)

藏卵器

无(间生藻例外)

有(胚胎植物)

有(胚胎:

受精卵在藏卵器)

无(胚胎植物)

生长环境

潮湿多水(水生)

潮湿多水(陆生)

阴湿(陆生:

精子需水游动)

藉花粉管受精

例子

1.石莼:

孢子→配子体↓

↑配子↓

孢子体←合子

2.其他:

↓营养体(n)↓

孢子↑↑配子↓

孢子←合子

1.苔(土马鬃):

原丝体→配子体

↑孢子配子↓

孢子体←合子

(蒴、蒴柄、足)

.雌配子体:

蒴帽、顶端杯状2.藓(地钱)同上

.弹丝散播孢子

.缺原丝体

1.蕨类:

孢子→配子体(原叶体)↓

↑藏精、卵器(腹面)

↑雄、雌配子↓

↑←--孢子体←合子

蕨叶背面

孢子囊堆

1.裸子:

球果

2.被子(开花):

.完全、不完全

.两性、单性花

.风媒、虫媒花

.雌雄同、异株

.自、异花受粉

ps.有大小孢子

1、裸子植物生殖器官:

雄、雌球果

位置

大小

鳞片

生殖细胞

茎枝较顶端

较小

木质化

一鳞片外侧有二花粉囊

许多花粉(有气囊、风力传播)

茎枝较下方

大而易见

木质化

一鳞片内面有二胚珠

内含卵

2、完全花:

被子植物花的四部分构造均具有(不完全花:

缺任一部份)

花萼

花瓣(花冠:

多片合称)

雄蕊(雄性生殖)

雌蕊(雌性生殖构造)

绿色

花色:

类胡萝卜素

、花青素

花药(四个花粉囊、有

花粉粒)+花丝

柱头(花粉管萌发)+花柱+

子房(发育成果实、内有胚珠)

保护

花朵

1.香油:

表皮细胞产生

2.花蜜:

基部蜜腺分泌

雄配子体(花粉管):

三核

(二个精核、一个管核)

雌配子体(胚囊):

3次分裂、

八核(2极.1卵.2辅助.3反足)

3、双重受精:

仅发生在被子植物(裸子仍是一次受精形成胚2n,故胚乳为单套n)

1.二个精核(生殖核分裂成)分别和卵核、结合核(二极核合成)形成胚(2n)、胚乳核(3n)

2.一个管核(雄配子体)、二个辅助细胞、三个反足细胞消失(雌配子体)

四、两性花、单性花、杂性花的比较:

两性花

单性花

杂性花

雌、雄蕊

兼具

雄花(仅有雄蕊)、雌花(仅有雌蕊)

两性、单性花均有

雌雄同株

同株

同株:

玉米(雄花在上方、雌花下方)

异珠:

木瓜

同株

传(受)粉

自花:

豌豆(同朵)

异花

异花

自花

自花(同朵或同株)

异花

例子

朱槿、百合、羊蹄甲

玉米、丝瓜

柿子

五、风、虫媒花的比较:

风媒花

虫(鸟)媒花

花的构造

小、颜色平淡(常绿色)、没有香气和蜜腺

大、颜色鲜艳、有香气和蜜腺

花药

轻附花丝、伸出花外、随风摆动

紧附花丝、不伸出花外

花粉

表面光滑、量多、轻

表面粗糙多凸起、量少、较重

柱头

常呈羽状、可伸出花外

平坦或呈瓣状突起、黏、不伸出花外

例子

水稻

玫瑰、百合、朱槿

六、共同演化:

开花植物的花与传粉者(昆虫、鸟类、蝙蝠…)相互依赖

传粉者

植物

植物共同演化

桦斑蝶

马里筋

花粉盛在类似小型鞍状囊

黄蜂

昆兰

形似黄蜂、分泌类似雌蜂的性费洛蒙

昆虫

腐臭味

丝兰蛾

北美洲丝兰

爱玉小蜂

爱玉

释放气味(爱玉小蜂又称小瘿蜂、爱玉与榕树及无花果是相似植物)

七、果实(1真果:

子房发育成,桃、李..2假果:

子房与花萼、花冠或花托形成,苹果、

梨..3颖果:

果皮与种皮愈合,稻、玉米、小麦..)和种子(胚珠发育成)的散播:

方式

例子

风力

1.果实:

绒毛状附属物(蒲公英、芒果)、翅(槭树)

2.种子:

翅(松树)、毛(马里筋)

水力

果实:

果皮厚富纤维质、蜡质(椰子树)、绵毛状构造(水杨)

动物

果实:

动物采食且种子抗消化液(番石榴、野蔷薇、芒果、荔枝、桃、李、葡萄…)、

果皮有刺状或钩状突起(鬼针草、牛膝)、羽状构造(铁线莲)

自力

果实:

果皮扭曲(凤仙花)、果鞘扭曲(山藤)

4-2种子的萌发与幼苗的生长:

种子(含水量低、代谢活性低、抵抗恶劣环境)

4-2.2种子萌发(代谢升高、环境抵抗力差)过程

种子

胚(体):

幼小孢子体、合子经多次有丝分裂

胚乳

种皮

来源

胚芽

胚轴

胚根

子叶

胚乳核(3n)

珠被(2n)

发育

初生叶

初生根

吸收胚乳养分

储存养分

1外种皮:

厚、

双子叶

(3)第一对叶

(2)

弯曲

(1)先长

(4)渐萎缩

二片

无胚乳种子

(蓖麻例外)

有种脐、珠孔

2内种皮:

单子叶

(2)芽鞘保护、突出地表、基部长不定根

(1)先长

一片

(3)萎缩

有胚乳种子

、白色

4-2.3幼苗的生长

双子叶

光照

黑暗

下胚轴

较短

伸长(生长、无分化)

胚轴上端

无弯曲

弯曲

子叶

开展、绿色

闭合、缺乏叶绿素

发育良好、有叶绿素(叶绿素合成、叶绿体发育)

不发育、不含叶绿素(淡黄色)白化现象

节间

4-2.1影响种子萌发的因素:

休眠期(种子在适宜环境、仍需一段时间才萌发)

外在因素

内在因素

水分

(最重要)

温度

胚未完全成熟

种皮太硬

内在植物激素

抑制物

1浸软种皮

2化学反应的

进行(水溶液)

3溶解、运输

养分

4使酵素活化

影响酵素:

0~40℃温度

愈高、萌发

速率愈快

细胞

呼吸、

产生

能量

1光促进:

莴苣种子

2光抑制:

粉蝶花

种子

相思树

1吉贝素

促进

2离素:

抑制

种子外一层胶状物:

动物消化或理化作用消失才萌发、如木瓜、蕃茄

4-3调节植物生长与发育的物质:

受遗传、环境(产生小分子有机的植物激素-荷尔蒙)

4-3.1植物生长素4-3.2吉贝素4-3.3细胞分裂素、乙烯及离素

生长素IAA

引朵乙酸

(最早发现)

奈乙酸

NAA

二氯苯氧

基乙酸

2.4-D

吉贝.滥长素GA

(作用于生长点、延长部间)

细胞

分裂素

C.K

乙烯(分子最小)ethylene

可人工合成

离素ABA

休眠素

逆境激素

产生部位

分生组织、

胚、嫩叶

(作用于延长部)

合成生长素

合成生长素

真菌、分生组

织、胚(促糊

粉层分泌水解脢分解养分)

分生组织

萌发种子

发育果实

成熟果实

老化组织

茎上节、根、叶、花

成熟、老化叶,茎

、叶、未成熟果实

生理机能

1促进茎生长

(细胞延长、体积增大)

2促进发根

3促进形成层细胞分裂

4抑制离层产生(高浓度)

5促进果实发育

6与向性有关

1防止落果

2促进开花

3抑制马铃薯萌芽

(高浓度)

4促进单性结果

1杀死双子叶植物

(高浓度)

2促进植物生长

(低浓度)

1促进茎生长

(细胞分裂、增多数目)

2促进单子叶种子萌发

3打破种子、芽的休眠

4促进果实发育

5促进花粉粒萌发

6促进开花(春化作用)

1促进细胞分裂

2促进双子叶的子叶扩大

3延迟组织老化(叶片..)

溶于水、油脂,易气化(扩散)

1促进果实成熟、组织老化

2促进离层产生(落叶)

1促进芽休眠

2抑制种子萌发

3促使气孔关闭、防止水分散失(面临缺水)

4对生长素和吉贝素有拮抗作用

农业应用

1促进扦插植物发根

2协助嫁接

3促单性结果

4组织培养(初期)

5防止落叶、落果(落叶主因:

生长素减少、乙烯增多)

1抑制马铃薯发芽

2防止早期落果

3促进单性结果

1杀草剂

(单子叶作物)

1使葡萄变大、减少虫害

2促矮性植物正常生长

3促单性结果

1延长花卉蔬果保存

2组织培养(初期)

1催熟果实

1使苗圃幼苗暂时休眠、方便运送

一、生长素(IAA)浓度对根、茎影响不同:

要选择适当浓度

1.某一浓度对茎促进、对根却会抑制

2.若再增加生长素浓度、对根和茎都抑制

二、秋水仙素:

取至秋水仙植物的天然植物激素

1.功能:

细胞分裂时不形成纺锤丝、停留在中期形成多倍体

2.应用:

生产无子西瓜(雌蕊变4n、合子变3n)

4-4植物对环境刺激之反应:

植物没有神经系统

4-4.1向性:

植物组织生长不均匀(生长素分布不均)造成和刺激方向有关的运动

环境

光线

地心引力

接触面

原理

顶端细胞产生长素由背光面往下送

朝下一侧生长素浓度高

接触面生长素较少

根茎叶

1.根:

生长素对根生长抑制

背光面生长慢、背光弯曲

(负向旋光性、背旋光性)

2.茎:

生长素对茎生长促进

背光面生长快、向光弯曲(向旋光性)

1.根:

朝下侧生长慢

(向地性)

2.茎:

朝下侧生长快

(负向地性、背地性)

*根冠组织去除、缺向性

接触面生长慢

(向触性)

如葡萄、豌豆、

瓠瓜的卷须(叶)

一、向旋光性实验:

19世纪末达尔文和儿子佛兰西斯以芽鞘为材料

1.芽鞘受侧面光照、向光弯曲

2.芽翘顶端切除、就不会向光弯曲

二、1920年植物学家证实引起芽鞘向光弯曲的是生长素(IAA)

*膨压运动:

因细胞膨压改变、产生局部运动(和向性、生长无关)

1.触发运动:

叶柄和小叶基部的叶枕细胞、吸水膨胀而张开(含羞草、捕蝇草…)

2.睡眠运动:

有些植物因叶基膨压改变,白天平举、夜间下垂(酢酱草…)

4-3.4光周期4-3.5春化作用

植物开花:

受遗传控制(如豌豆)或特定光照和温度刺激

光周期

春化作用

刺激因素

光照和黑暗交替

低温处理

感应部位

胚、芽等分生组织

反应物质

开花素(假设名词)

春化素(假设名词)

运输

维管束韧皮部

扩散作用

例子

黑暗期长短:

真正影响开花因素

分为长日照、中性日照、短日照

1.冬小麦、黑麦等二年生植物(秋天播种)

2.温带多年生植物(第二年春天开花)

3.萝卜播种(提早40天开花、否则要80天)

1、临界日照:

适宜与不适宜开花之光周期的分界

长日照(短夜性)植物

中性日照植物

短日照(长夜性)植物

开花季节

多在春夏季开花

与季节光照无关

多在秋冬季开花

临界日照

光照多于临界日照(开花)

无关

光照少于临界日照(不一定开花)

临界黑暗

少于临界黑暗(开花)

无关

多于临界黑暗(开花)

光照调整

秋冬季延长光照

无关

春夏季按室处理

例子

白芥菜、玉米、、甜菜、

菠菜、萝卜、马铃薯、莴苣…

蕃茄、向日葵、棉花、菜豆

菊花、圣诞红、羊带来、大豆、烟草、牵牛花、甘藷、紫罗兰、彩叶草、草莓…

4-4.4光敏素:

色素蛋白质(1.含量极微,对光敏感2.绿藻到种子所有植物都有)

与光敏素(植物色原)有关的生理反应(型态发育)

1.植物开花(光周期):

Pfr(红光、阳光)促进长日照、Pr(远红光、黑暗)促进短日照开花

2.种子萌发:

Pfr(红光、阳光)促进莴苣种子萌发(若红光后再照远红光,先前红光便消除)

3.叶绿素、类胡萝卜素的合成,叶绿体的发育:

光敏素吸光时

4.叶和子叶的增大、茎的伸长、茎的分枝

5.睡眠运动

6.花青素的合成

7.mRNA的转录

8.膜电位的改变

4-5讨论

1、植物激素在农业上的应用

2、植物激素的不当使用:

适当浓度的使用方可达到效果

1、活动4-1花粉的观察

1、花粉的形态:

90%酒精固着

A、花粉粒大小通常在20~40μm间(玉米最大可达10μm)

B、花粉多呈球粒状,外壁厚、内壁自萌发孔(沟)突出形成花粉管(只有一个特别长)

C、花粉的萌发孔(沟):

大部分双子叶3个(如日日春、豌豆…、凤仙花4个)、

单子叶1个(如玉米、百合…)

2、花粉粒的萌发:

A、蔗糖溶液(维持花粉的渗透压):

用凡士林封闭(防止水分散失、保持原有浓度)

B、花粉适宜萌发浓度:

因植物种类而易、通常介于5%~20%间

D、影响花粉萌发因素:

蔗糖溶液浓度、花粉成熟度、温度溶液种类等…

2、联考试题:

第一部份:

单一选择题

1.参见图下之配对数据,请问下列四组配合题答案中何者正确?

1.胚囊a.供应胚发育所需的营养

2.胚乳b.供应大孢子发育所需的营养

2.胚c.雌配子体

3.胚球d.早期孢子体

(A)1和d;2和a;3和c;4和b(B)1和c;2和a;3和d;4和b(C)1和d;2和c;

3和b;4和a(D)1和c;2和b;3和d;4和a(79)

2.下列有关种子植物生长发育的叙述,何者正确?

(A)某些矮性植物经吉贝素处理便能长

高(B)若光照时以短暂的黑暗中断,短日照植物则不开花(C)双子叶植物种子的胚乳及

子叶所储存的养分,无法供应胚的生长(D)植物色原(光敏素)并非植物激素,故不影响

植物生长(84)

3.下列四个排列何者足以正确地表示生物体之孢子体趋于显要,而配子体趋于简单?

(A)种子植物→藻类→蕨类(B)种子植物→蕨类→藻类(C)蕨类→藻类→种子植物(D)

藻类→蕨类→种子植物(86)

4.若某种植物之临界日照为16小时,则下列叙述何者正确?

(A)该植物体必须培养16小

时,8小时黑暗的环境,才会开花(B)若该植物体于光照14小时,黑暗10小时的环境

会开花,则它为短日照植物(C)若以短暂的黑暗中断光照明,不影响该植物体开花,则

它为短日照植物(D)若以短暂的光照中断黑暗期,不影响该植物体的开花,则它为长日

照植物(87)

5.若将满江红、地钱归为一类,而苏铁、兰花归在另一类,则此分类系根据下列何种特

征?

(A)种子的有无(B)维管束的有无(C)世代交替的有无(D)同型配子或异型配子

(89)

第二部分:

多重选择题

1.下列哪些植物的精子需要靠水分为媒介才能与卵子结合?

(A)水仙花(B)水笔仔(C)

土马鬃(D)银杏(E)铁线蕨(79)

2.下列有关裸子植物和被子植物的比较,何者正确?

(79)

裸子植物(松柏类为代表)

被子植物

(A)

种子无胚乳

种子有胚乳

(B)

皆为风媒花

有风媒花和虫媒花

(C)

花粉囊位于雄球果鳞片的外侧

花粉囊位于花药内

(D)

胚珠位在雌球果鳞片的内面

胚珠位在子房内

(E)

种子裸露

种子位于果实内

3.下列有关植物开花和光周期的叙述,何者正确?

(A)光周期的黑暗期比光照期对植物开

花的影响来得大(B)入秋后花农在菊花园圃进行夜间照明,可使菊花延迟开花(C)短日

照植物需有16小时黑暗期和8小时光照期始能开花(D)温度及光周期对植物的开花均

有影响(E)植物的叶片能感受光周期(79)

4.下列有关被子植物生殖的叙述,何者正确?

(A)雌配子体内有八个核,其中卵核和极核

具受精作用(B)雄配子体不具鞭毛,受精时不需水分为媒介(C)胚囊内的卵核位在远离

胚珠开口端,极核位在中央(D)双重受精的现象只发生在被子植物(E)子房能发育为种

皮(81)

5.下列有关植物荷尔蒙的叙述,何者正确?

(A)室内植物地上部向窗外弯曲生长,是因为

靠窗一侧的茎含有较低量的细胞分裂素(B)单子叶植物种子的胚,若不产生吉贝素就不

能萌芽(C)在黑暗中生长的马铃薯幼苗,没有光敏素(D)在秋季可利用灯光延长光照时

间,以促成菊的植株开花(E)有些植物其种子经低温处理后,有助于以后的开花(81)

6.下列有关植物激素的叙述,何者正确?

(A)离素可抑制种子萌芽(B)光敏素(或植物色

原)是一种植物激素可促进叶的生长(C)大麦萌芽时,胚产生的吉贝素,可促进种子产

生酵素,分解胚的养分(D)外加吉贝素,可促进有些矮性植物长高(E)乙烯可促进果实

的成熟(83)

7.下列生物何者之配子体较孢子体发达?

(A)石松(B)石莼(C)地钱(D)松叶蕨(E)土马

鬃(87)

8.下列有关植物的叙述,何者正确?

(A)藻类、蕨类及种子植物的配子体演化趋向简单(B)

被子植物种子位于果实内部(C)种子植物均有双重受精的现象(D)有些种子植物的花未

受粉但子房仍可发育成果实(E)梨、苹果为真果,而李和桃则为假果(84)

9.下列有关花、种子和果实的叙述,何者正确?

(A)水稻、小麦和玉米等的种子就是果实

(B)百合花的萼片、花瓣和雄蕊是三倍数,此为单子叶植物花的特征(C)蒲公英的种子

具有绒毛状附属物能藉风力散播(D)蕃茄的花可不经授粉而发育为果实(E)花粉母细胞

经减数分裂产生四个单套的细胞核,其中两个为精核,以进行双重受精作用(84)

10.下列有关开花及种子萌芽的叙述,何者正确?

(A)叶片是植物感受春化作用的部位

(B)短日照植物生长于比其临界日照短的光周期下,才能开花(C)种子内的胚,包括有

储存养分的胚乳(D)种子中的离素,使某些种子虽在适宜环境下,仍不能萌芽(E)台湾

的菊花多在秋季开花(85)

11下列哪些植物生长发育的物质,可由人工合成?

(A)二氯苯氧基乙酸(B)乙烯(C)奈乙

酸(D)光敏素(E)开花素(86)

12.下列生物何者之生活史具有双重受精的特征?

(A)鬼针草(B)凤仙花(C)银杏(D)苏铁

(E)水稻(87)

13.下列有关植物胚的叙述何者正确?

(A)胚是种子植物特有的构造,能抵抗干旱、过热

或过冷等不适宜环境(B)被子植物的胚是经由双重受精发育而来,此为被子植物受精过

程之重要特征(C)合子经数次有丝分裂后先发育为胚囊,再分化为幼小的胚(D)单子叶

植物胚内常含有大量的胚乳双子叶则否(E)种子萌发时,胚会产生某种植物激素,以促

进酵素的产生来分解胚乳中的养分(88)

14.下列有关胚珠与子房的叙述,何者正确?

(A)松树球果上鳞片的数目,即其胚珠的数

目(B)向日葵花上葵瓜子的数目,即其成熟子房的数目(C)西瓜内的瓜子数目,即其成

子房内胚珠的数目(D)玉米穗上的玉米粒数目即其子房内胚珠的数目(E)一串葡萄的葡

萄数目,即其胚珠的数目(89)

第三部分:

非选择题

1.黄豆种子在黑暗中发芽为幼苗,经过处理后得下表的数据,请依据下表资料回答下列

问题:

(80)

处理方法

重量(mg)

种子

幼苗

湿重

直接秤重

160

750

干重

70℃,72小时

138

118

灰分

550℃,16小时

2

2

(1)湿重之增加原因为何?

(2)干重之减少原因为何?

(3)灰分是代表哪些物质?

(4)种子和幼苗比较,何者的核酸较多?

(5)种子和幼苗比较,何者的脂肪较多?

2.请写出影响下列生理功能的植物激素名称:

(84)

(1)对生长激素有拮抗作用。

(2)促进果实成熟。

(3)引起向旋光性。

(4)促进单子叶植物种子的萌发。

3.回答下列各种影响种子萌发的原因?

(1)水分

(2)氧气(3)温度(4)吉贝素(85)

4.下列数据为一株具有直立胚芽与胚根的豌豆幼苗,在连续八小时同向侧面光照过程中,

胚芽与胚根所呈现的弯曲角

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