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植物學(xué)(第三版)教材 版權(quán)信息
- ISBN:9787030556578
- 條形碼:9787030556578 ; 978-7-03-055657-8
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
植物學(xué)(第三版)教材 內(nèi)容簡介
《植物學(xué)(第三版)》除緒論外,共分為五章。**章植物界基本類群與分類,展現(xiàn)植物界不同類群的分類特征、代表類型及其相互關(guān)系;第二章植物細(xì)胞和組織,承前啟后,是學(xué)好第三、第四章被子植物營養(yǎng)器官、生殖器官的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能及其與環(huán)境統(tǒng)一性的重要基礎(chǔ);第五章被子植物主要分科概述,在強(qiáng)調(diào)其植物典型科、屬、種的識(shí)別特征的同時(shí),更注重介紹被子植物對(duì)環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等的影響與作用。此外,對(duì)被子植物的起源、進(jìn)化和被子植物的分類系統(tǒng),也有簡要陳述。
植物學(xué)(第三版)教材 目錄
第三版前言
第二版前言
**版前言
緒論 1
內(nèi)容導(dǎo)讀 2
教法與學(xué)法 2
**節(jié) 植物與植物界 2
一、生物的分界 2
二、植物在自然界中的作用 4
三、植物與人類的關(guān)系 4
第二節(jié) 植物的多樣性與保護(hù) 6
一、植物的多樣性 6
二、我國植物資源的多樣性與利用 9
三、植物多樣性的保護(hù)與意義 11
第三節(jié) 植物學(xué)發(fā)展簡史 12
一、國外植物學(xué)發(fā)展史簡介 12
二、中國植物學(xué)發(fā)展史簡介 13
三、當(dāng)代植物學(xué)發(fā)展的主流與趨勢 15
第四節(jié) 植物學(xué)及其主要分支學(xué)科 16
第五節(jié) 學(xué)習(xí)植物學(xué)的目的與方法 17
一、學(xué)習(xí)植物學(xué)的目的和意義 17
二、學(xué)習(xí)植物學(xué)的方法 17
總結(jié)與復(fù)習(xí) 18
閱讀與探究 19
**章 植物界基本類群與分類 21
內(nèi)容導(dǎo)讀 22
教法與學(xué)法 22
**節(jié) 植物分類的基礎(chǔ)知識(shí) 23
一、植物分類的方法與分類知識(shí)的來源 23
二、植物分類的等級(jí)與命名法則 26
三、植物分類檢索表的編制和使用 28
第二節(jié) 植物界基本類群與演化規(guī)律 29
一、藻類植物 32
二、菌類植物 40
三、地衣植物門 51
四、苔蘚植物門 S4
五、蕨類植物f J 58
六、裸子植物門 65
七、被子植物門 76
八、植物界的演化規(guī)律 77
總結(jié)與復(fù)習(xí) 78
閱讀與探究 81
第二章 植物細(xì)胞和組織 84
內(nèi)容導(dǎo)讀 85
教法與學(xué)法 85
**節(jié) 植物細(xì)胞 86
一、植物細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 87
二、植物細(xì)胞的分裂與分化 99
第二節(jié) 植物組織 103
一、分生組織 104
二、成熟組織 106
三、復(fù)合組織和組織系統(tǒng) 115
總結(jié)與復(fù)習(xí) 117
閱讀與探究 121
第三章 被子植物營養(yǎng)器官的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能 123
內(nèi)容導(dǎo)讀 124
教法與學(xué)法 124
**節(jié) 根的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能 126
一、根的形態(tài) 126
二、根的結(jié)構(gòu) 127
三、側(cè)根的發(fā)生 137
四、根瘤與菌根 139
第二節(jié) 莖的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能 141
一、莖的形態(tài)與分枝 141
二、莖的結(jié)構(gòu) 147
第三節(jié) 葉的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能 161
一、葉的形態(tài)與組成 162
二、葉的結(jié)構(gòu) 164
第四節(jié) 植物的適應(yīng)性與整體性 170
一、營養(yǎng)器官的變態(tài)與變態(tài)器官 170
二、植物營養(yǎng)器官的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與環(huán)境的關(guān)系 179
三、營養(yǎng)器官間結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性 181
總結(jié)與復(fù)習(xí) 184
閱讀與探究 188
第四章 被子植物生殖器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 190
內(nèi)容導(dǎo)讀 191
教法與學(xué)法 191
**節(jié) 花的組成與發(fā)生 192
一、花的形態(tài)與特征 192
二、花芽分化 196
第二節(jié) 雄蕊的發(fā)育與結(jié)構(gòu) 199
一、花藥的發(fā)發(fā)育與結(jié)構(gòu) 199
二、花粉粒的發(fā)育與結(jié)構(gòu) 201
三、花粉植物與單倍體育種 205
四、雄性不育與利用 205
第三節(jié) 雌蕊的發(fā)育與結(jié)構(gòu) 206
一、柱頭的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 207
二、花柱的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 207
三、子房的結(jié)構(gòu) 208
第四節(jié) 開花、傳粉與受精 214
一、開花 214
二、傳粉 215
三、受精 219
四、環(huán)境條件對(duì)開花、傳粉和受精的影響 223
第五節(jié) 種子的發(fā)育與結(jié)構(gòu) 223
一、種子的發(fā)育 224
二、種子的組成和基本類型 231
第六節(jié) 果實(shí)的發(fā)育與結(jié)構(gòu) 235
一、果實(shí)的發(fā)育和結(jié)構(gòu) 235
二、單性結(jié)實(shí) 238
三、果實(shí)的類型 238
四、果實(shí)與種子的傳播 238
第七節(jié) 被子植物的生活史 241
一、種子萌發(fā)與幼苗類型 241
二、被子植物的生活史過程和特征 243
總結(jié)與復(fù)習(xí) 245
閱讀與探究 248
第五章 被子植物主要分科概述 249
內(nèi)容導(dǎo)讀 250
教法與學(xué)法 250
**節(jié) 被子植物分類的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 250
一、莖 251
二、葉 252
三、花 260
四、花序的類型和特征 267
五、果實(shí)的類型與特征 269
第二節(jié) 被子植物的分類原則 273
第三節(jié) 被子植物的分科概述 274
一、雙子葉植物綱 274
木蘭科(274)樟科(276)毛茛科(277)殼斗科(278)楊柳科(279)石竹科(280)蓼科(281) 茶科(282)錦葵科(283)葫蘆科(284)十字花科(285)薔薇科繡線菊亞科(287)薔薇科薔薇亞科(288)薔薇科蘋果亞科(288)薔薇科李(梅)亞科(289)含羞草科(291)蘇木科(云實(shí)科)(292)蝶形花科(293)大戟科(295)無患于科(296)蕓香科(297)五加科(298)傘形科(299)杜鵑花科(300)木犀科(301)玄參科(302)茄科(303)唇形科(304)菊科筒狀花亞科(305)菊科舌狀花亞科(306)蓮(307)杜仲(308)桑(308)珙桐(308)葡萄(309)
一、單子葉植物綱 310
澤瀉科(310)棕櫚科(311)天南星科(312)百合科(313)鴨跖草科(315)莎草科(316)禾本科竹亞科(317)禾本科禾亞科(318)蘭科(320)香蕉(321) 藥(321)水仙(321)姜(322)
第四節(jié) 被子植物的起源與分類系統(tǒng) 323
一、被子植物的起源與進(jìn)化 323
二、被子植物的系統(tǒng)演化與分類系統(tǒng)簡介 326
總結(jié)與復(fù)習(xí) 331
閱讀與探究 334
主要參考文獻(xiàn) 336
附表1:國外植物學(xué)發(fā)展大事記 338
附表2:中國植物學(xué)發(fā)展大事記 339
附表3:細(xì)胞發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)相關(guān)的大事記 340
植物學(xué)(第三版)教材 節(jié)選
緒論 內(nèi)容導(dǎo)讀 植物是地球生物圖的重要組成部分,是生物界的核心成員。為什么說“植物是**生產(chǎn)者,植物與人類生活十分密切,人類的衣食住行、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、疾病控制與保健、精神生活與生態(tài)文明等無一不與植物有關(guān)”。植物是多樣的,其多樣性表現(xiàn)在哪些方面,我國植物資源的分布和豐富程度如何,植物學(xué)研究發(fā)展的代表性人物和貢獻(xiàn)怎樣,以及為什么要學(xué)習(xí)植物學(xué),如何才能學(xué)好植物學(xué)等,通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí),你都將能找到答案。 教法與學(xué)法 教法 (1) 情境教學(xué)法。設(shè)問式或應(yīng)用相關(guān)微課、微視頻開始教學(xué)。例如:植物是什么?你所見到的植物究竟怎樣?或是:植物是怎么來的,地球的形成與演變與植物的關(guān)系如何?等等。 (2) 互動(dòng)式講授。在陳述式講授或播放微課、微視頻講授植物的多樣性及其與人類的關(guān)系時(shí),可讓學(xué)生聯(lián)系所見所聞回答。通過緒論的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)植物的好奇心和學(xué)習(xí)植物學(xué)的興趣,為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)植物學(xué)打好基礎(chǔ)。 (3) 利用多媒體展示植物的多樣性與我國植物資源的豐富性及其應(yīng)用。 學(xué)法 (1) 應(yīng)認(rèn)真聽講、積極思考、適當(dāng)做些課堂筆記。積極配合教師的課堂教學(xué),主動(dòng)回答問題或參與問題討論等。 (2) 在教師指導(dǎo)下,利用課余時(shí)間、節(jié)假曰,觀察、調(diào)查、拍照或資料查詢你的家鄉(xiāng)或校園、休閑旅游區(qū)、自然保護(hù)區(qū)植物種類,根據(jù)植物多樣性的層次性,整理、分析和描述植物的多樣性,開展小組交流,*后班級(jí)大組交流。進(jìn)一步理解植物的多樣性和意義。 **節(jié) 植物與植物界 一、生物的分界 從地球上誕生*原始的生命形式起,生命已經(jīng)歷約38億年漫長的發(fā)展和進(jìn)化歷程。此問,生物因其所處環(huán)境的多樣性和多變性、白身適應(yīng)性方式和適應(yīng)性特征的異質(zhì)性,從原初的單細(xì)胞生物逐漸進(jìn)化形成現(xiàn)今復(fù)雜多樣的生物類型。生物的分類與人類的認(rèn)識(shí)水甲、觀察手段及分類標(biāo)準(zhǔn)和分類目的等有關(guān),有一個(gè)較長的歷史過程。生物究竟如何劃分、劃分成幾個(gè)界等問題,至今仍沒有定論。 早在1735年,瑞典博物學(xué)家、植物分類學(xué)之父C.Linnaeus(1707~1778年)將整個(gè)生物群劃分為植物界(Plantae)和動(dòng)物界(Animalia)兩界。認(rèn)為植物是一類具細(xì)胞壁、營固著生活、自養(yǎng)的生物,而動(dòng)物是一類能運(yùn)動(dòng)且異養(yǎng)的生物。該兩界系統(tǒng)簡單直觀,被廣泛接受并沿用至今。 隨著顯微鏡的使用,人們發(fā)現(xiàn)有些生物兼有動(dòng)物和植物的特征。例如,單細(xì)胞、多核的黏菌(slime mold),在營養(yǎng)生長期,原生質(zhì)體裸露、無細(xì)胞壁,能運(yùn)動(dòng)攝食,與動(dòng)物中的變形蟲相似,但在生殖期或不良環(huán)境條件下,其個(gè)體能產(chǎn)生具纖維素的細(xì)胞壁,并營固著生活,或形成具纖維素細(xì)胞壁的孢子;再如,裸藻(Euglena acus Her.),單細(xì)胞、有鞭毛、能運(yùn)動(dòng)、無細(xì)胞肇,但體內(nèi)含葉綠體,能進(jìn)行光合作用等。這樣,在動(dòng)物和植物之間就失去了截然的界線。因此,1868年,德國生物學(xué)家E.Haeckel(1834~1919年)提出在植物界和動(dòng)物界之間建立原生生物界(Protista),主要包括原始譯細(xì)胞菌類、低等藻類和海綿等,從而形成“三界系統(tǒng)”;1938年,美國人Copeland(1902~1968年)提出了“四界系銃”,劃分出原核生物界(Prokaryotes)(包括藍(lán)藻和細(xì)菌)、原始有核界(Protoctista)(包括低等的真核藻類、原生動(dòng)物、真核菌類);1969年美國生物學(xué)家R.H.Whittaker(1924~1980年)將不含葉綠素的真菌類生物獨(dú)立為一個(gè)真菌界(Fungi)(或稱菌物界,Myceteae),1969年他義根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)類型提出五界之說,即植物界、動(dòng)物界、原生生物界、原核生物界(Monera)和菌物界(表1);我國昆蟲學(xué)家陳世驤(1905~1988年)根據(jù)病毒(virus)與類病毒(立克次氏體、類茼質(zhì)體)小具任何細(xì)胞形態(tài)、小能自我繁殖、在游離的情況下無生命等特點(diǎn),把病毒、類病毒獨(dú)立為病毒界(Viri)(或非胞生物界)而有“六界系統(tǒng)”受到暈視。1978年R.H.Whittaker和L.Margulis根據(jù)分子生物學(xué)研究的資料,將生物分為三原界(Urkingdom),即古細(xì)菌原界(Archaebacteria):包括產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌和嗜熱嗜酸菌;真細(xì)菌原界(Eubacteria):包括藍(lán)細(xì)菌和各種原核生物(除古細(xì)菌外);真核生物原界(Eucaryotes):包括原生塵物、真菌、動(dòng)物和植物。三原界之說吸收了真核細(xì)胞起源的“內(nèi)共生學(xué)說”思想,也已引起學(xué)者們的關(guān)注?梢娚锏膭澖缰两駪叶礇Q(本教材使用的仍是林奈的兩界分類系統(tǒng))。 表1 生物五界主要特征比較 注:9+2型,是指鞭毛由外圈9組二聯(lián)微管和其內(nèi)包含的一對(duì)中央微管組成的微細(xì)結(jié)構(gòu)。 一、植物在自然界中的作用 在自然界中,不論高山或平原、陸地或水域,甚至沙漠及巖石上,都生長著各種各樣的植物。其中種子植物,它們征服自然界的能力強(qiáng),適應(yīng)性廣,是植物界中*繁茂的一大類群。 地球上誕生的不同植物,是地球歷經(jīng)數(shù)億年至數(shù)十億年物理化學(xué)過程的結(jié)果。生物出現(xiàn)后,又有廠生物的作用,更加有利于植物的進(jìn)化和發(fā)展。現(xiàn)已知道,植物體內(nèi)含有大氣或土壤中的全部化學(xué)元素,如碳、氧、氫、氮等大量元素,鉀、鈉、鈣、磷、硫、鐵、鎂等少量或微量元素,以及銅、鉬、鋅、鋇等極微量或痕量元素。同時(shí),地球有機(jī)物的形成和積累幾乎全部來源于植物。例如,煤炭、打油、泥炭均來自于植物,是工業(yè)的動(dòng)力基礎(chǔ)。 綠色植物是地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵因素。植物,尤其是森林植物通過光合作用,吸收并同定CO2,釋放O2,同時(shí)積累有機(jī)物質(zhì)。氧氣是人類和其他所有生物有氧呼吸的**條件,也是地殼氧化的必要基礎(chǔ)。一般情況下,大氣中的CO2,因動(dòng)植物的呼吸、土壤中微生物的活動(dòng)、火山的噴發(fā)和燃燒等得以不斷補(bǔ)充,使地球上大氣中的CO2比例保持相對(duì)穩(wěn)定。植物,尤其是木本植物通過光合作用大量吸收二氧化碳,以生物量的形式同定大氣中的二氧化碳過程稱為“碳匯”(carbon-sink);因此,森林有獨(dú)特的碳匯功能。森林的這種碳匯功能可在一定時(shí)期內(nèi)穩(wěn)定并降低大氣中溫室氣體濃度,并以其巨大的生物量成為陸地生態(tài)系統(tǒng)中*大的碳庫(表2)。 表2 不同植被類型每年每公頃的固碳能力 據(jù)2000年政府間氣候變化專門委員會(huì)(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)特別報(bào)告:2000~2050年,全球*大碳匯潛力為每年15.3億~24.7億t碳,其中造林的碳匯潛力約占28%,再造林約占14%,農(nóng)用林約占7%。研究表明:人上林每公頃每年可以固定CO2為1~1.4t,每生產(chǎn)1m3木材可吸收1.83tCO2,德立方米木材折合含碳量約0.25t。中國現(xiàn)有森林面積1.59億hm2,蓄積量為124.9億m3。研究表明:中國森林碳儲(chǔ)量為45億~50億t(1994年)。中國現(xiàn)有森林平均每年凈增加1.1億t碳儲(chǔ)量,其中森林(含經(jīng)濟(jì)林和竹林)每年凈增碳儲(chǔ)暈7550萬t,疏林、散生木每年凈增加碳儲(chǔ)量3500萬t。全球碳平衡和碳貿(mào)易已經(jīng)成為新的經(jīng)濟(jì)增長和國家政治熱點(diǎn)問題。 三、植物與人類的關(guān)系 (一)植物與人類的糧食和能源 植物是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者,是其他生物生存的*基本能源。當(dāng)今世界,人口膨脹導(dǎo)致的糧食短缺、能源巨耗、資源枯竭、環(huán)境退化與生態(tài)失衡等一系列幣大問題都直接或間接地與植物有關(guān)。 植物是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)資源。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、副業(yè)、漁業(yè)都直接或問接地與植物有關(guān)。經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活所需的糧、棉、油、麻、絲、茶、糖、菜、煙、果、藥等,都取自于植物;即使各種家畜、家禽、魚類等的養(yǎng)殖,也需要植物作為飼料來源。在工業(yè)方而,無論是食品、油脂、制糖、制藥、建筑、紡織、造紙,還是橡膠、油漆、釀造、化妝品,甚至冶金、煤炭、石油等都需要植物作為原料或利用到植物的產(chǎn)品。 據(jù)估計(jì),全世界可食用的植物有75 000種之多,其中有近3萬種藥用植物至今仍存為發(fā)展中網(wǎng)家80%的人口(30多億人)的健康服務(wù)。糧食的產(chǎn)量、質(zhì)量是人類生存和繁衍的基礎(chǔ)。如果全世界儀以70億人口計(jì),每人每年消耗400kg糧食,甲均每年每公頃(hm2)生產(chǎn)10500kg糧食,則全世界年消耗糧食約需28億t,必須有2.67億hm2的良田作為保證。然而,水土流失、可耕地面積的縮減、晶種的退化、糧食品質(zhì)和產(chǎn)量的下降,加之人幾的急劇增長,使得全世界糧食問題日益突出。因此,大力改良和提高已有作物的產(chǎn)量和品質(zhì)、開發(fā)新的植(食)物資源,已成為確保社會(huì)安定和文明平穩(wěn)發(fā)展與進(jìn)步的至關(guān)因素。 植物是光能或太陽能的*大、*有效的轉(zhuǎn)化器,是未來石油、煤或煤炭及天然氣等有機(jī)能源的潛在來源。迄今,全世界仍有8%的工業(yè)能源直接來白丁植物。在民間,維持生活所消耗的植物能源則更多(熱帶可達(dá)80%~90%)。大范圍、無節(jié)制地開采、利用和消耗煤炭、石油和大然氣,使得這種非再生性能源資源日趨耗盡,能源危機(jī)愈加突出。隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,利用植物或植物的殘?bào)w發(fā)展沼氣(28m3甲烷/t,相當(dāng)于1.25桶原油)已受到越來越多的重視和鼓勵(lì)。利用生物技術(shù)提高并提取植物體內(nèi)的碳水化合物,如乙醇、甲烷、植物精油、液化樹脂等作為新能源,受到了廣泛重視。 當(dāng)今世界,人口急劇增長,對(duì)物質(zhì)的需求量越來越大。而人口問題的核心是食品增加與人口增長的比例,即植口(plant population)失調(diào),以及由植口所決定的二級(jí)生產(chǎn)者的總和與人幾之間的數(shù)量協(xié)調(diào)問題。因此,食用植物、飼料和餌料等的增長總量應(yīng)大于人口增長量,才能真正解決人幾問題。植口的增長必須通過提高作物產(chǎn)量、改變其品質(zhì),擴(kuò)大食用植物、飼料植物、餌料植物的使用范同,開發(fā)新的植物資源或植物原料,以及擴(kuò)大其利用范范圍等來解決。 20世紀(jì)50年代70年代初,國際生物學(xué)計(jì)劃(International Biological Program,IBP)重點(diǎn)研究全球不同生物群系的生產(chǎn)力,以及如何滿足地球上不斷增長的人口需要,研究可能獲取的產(chǎn)量的*大定額,其*終目的就是通過查明生物有機(jī)物質(zhì)的質(zhì)和量的分布,掌握其再生產(chǎn)的基本規(guī)律,以便*為合理地利用。 (二)植物與人類的生存環(huán)境 植物存在于人類活動(dòng)的一切環(huán)境中,是其他環(huán)境因素和活動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。植物通過光合作用,利用CO2制造有機(jī)物,為其他生物提供生存所需的食物和氧氣。不僅人類的衣食住行直接或問接地取之于植物,而且植物能涵養(yǎng)水源、吸收粉塵、過濾噪聲、調(diào)節(jié)氣候、減少溫室效應(yīng),凈化水、土壤和大氣中的有毒有害物質(zhì)(重金屬、SO2、NO2、Cl2等),保護(hù)、監(jiān)測并改善環(huán)境質(zhì)量。此外,植物還能固坡護(hù)沙、防止水土流失、改良土壤、提高土壤肥力、綠化都市、營造庭園景觀,有利于人類創(chuàng)造*佳生存環(huán)境。 人類的勞動(dòng)使荒地變?yōu)榱继;林帶的植造,能防風(fēng)同沙,使沙漠變?yōu)榫G洲;熱帶與亞熱帶植物資源的開發(fā)和利用,引種馴化和栽培植物;利用植物指示探礦、石油開采、環(huán)境保護(hù),以及農(nóng)業(yè)區(qū)劃和土地規(guī)劃等重要的人類生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),都將或多或少地改變著特定地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,直接影響人類的文明和永續(xù)發(fā)展。 至2017年,有6075種植物被認(rèn)定為入侵植物(invasive species),儀菊科就有650種。中國現(xiàn)有外來植物800多種,如紫莖澤蘭(Eupatorium coelestinum L.)等。入侵植物不僅嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,威脅物種多樣性,造成重大經(jīng)濟(jì)損失,而且影響人類和牲畜健康與安全,還會(huì)與近緣土著種雜交造成遺傳污染和種質(zhì)喪失。 30多年來,國際性研究計(jì)劃——人與生物圈(Man and Biosphere,MAB)的實(shí)施,使人們更為深入地研究、認(rèn)識(shí)和理解自然與人、自然界與社會(huì)間相互作用的基本規(guī)律。 第二節(jié) 植物的多樣性與保護(hù) 一、植物的多樣性
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