1--植物学-绪论

1、2021/8/21彭 羽2021/8/22教材：教材：高等院校十一五规划教材高等院校十一五规划教材 植物生物学植物生物学参考书：参考书：植物生物学植物生物学科学出版社科学出版社学时：学时： 54 学时，学时，18 周周 周学时：周学时： 3 学时学时 学学 分：分： 3 学分学分 关于考试：关于考试：平时成绩占平时成绩占 30； 期末考试期末考试 702021/8/23l绪论l细胞与组织l根、茎、叶l花、果实、种子l植物分类l植物分科2021/8/24l第一节 植物与植物界l第二节 植物与当今人类所面临的重大问题的关系l第三节 植物学发展的历史l第四节 植物学及主要分支学科l第五节 学习植物学

2、的目的与方法2021/8/25 第一节第一节 植物与植物界植物与植物界一、生物界的划分一、生物界的划分二、植物的多样性及其意义二、植物的多样性及其意义（一）植物种类的多样性和我国丰富多样的植物资源（一）植物种类的多样性和我国丰富多样的植物资源（二）植物形态结构和功能的多样性及其意义（二）植物形态结构和功能的多样性及其意义（三）植物营养方式和生活周期的多样性及其意义（三）植物营养方式和生活周期的多样性及其意义（四）植物遗传的多样性及其意义（四）植物遗传的多样性及其意义（五）植物生态系统的多样性及其意义（五）植物生态系统的多样性及其意义（六）植物在自然界中的作用及其意义（六）植物在自然界中的作用及

3、其意义 2021/8/26l两界说：植物界（Plantae）和动物界（Animalia）； 1735年，林奈（瑞典）。l三界说：植物界、动物界和原生生物界；1868年，海克尔（德国）。l四界说：植物界、动物界、原核生物界（Prokaryotes）和原始有核界（Protoctista）；1938年，科帕兰（美国）。l五界说：植物界、动物界、原生生物界、原核生物界（Monera）和菌物界；1969年，魏泰克（美国）。l六界说：植物界、动物界、原生生物界、原核生物界（Monera）、菌物界和病毒界。陈世骧（中国）。2021/8/27（一）植物种类的多样性和我国丰富多样的植物资源（一）植物种类的多样性

4、和我国丰富多样的植物资源（二）植物形态结构和功能的多样性及其意义（二）植物形态结构和功能的多样性及其意义（三）植物营养方式和生活周期的多样性及其意义（三）植物营养方式和生活周期的多样性及其意义（四）植物遗传的多样性及其意义（四）植物遗传的多样性及其意义（五）植物生态系统的多样性及其意义（五）植物生态系统的多样性及其意义（六）植物在自然界中的作用及其意义（六）植物在自然界中的作用及其意义2021/8/282021/8/29v 丰富的植物种类（近30万种）v生理功能、生理功能、形态结构大小的多样性v营养方式的多型性（寄生、腐生、自养）v遗传的多样性（同一环境、不同环境下同物种的多种表现或特征）v生

5、态系统的多样性（多种类型适应环境）（森林、草原、农业、湿地、海洋）v多用途性（生存、政治、经济、军事、交通、建筑、旅游、文化、保健、娱乐、发展）2021/8/210l大小：大小：0.10.1微米微米-200-200多米，如枝原体，巨藻等；多米，如枝原体，巨藻等；-几千平方米，如几千平方米，如榕榕树等；树等；l形态：球形，棒状，星形，枝状，叶形，形态：球形，棒状，星形，枝状，叶形，l结构：单细胞（衣藻）结构：单细胞（衣藻）-多细胞群体（水绵）多细胞群体（水绵）-组织（海带）组织（海带）器器官官植物系统（多细胞茎叶体植物系统（多细胞茎叶体-蕨类植物蕨类植物-种子植物）（表皮种子植物）（表皮皮皮层层

6、中柱）（地钱，肾蕨，银杏，菊花等）中柱）（地钱，肾蕨，银杏，菊花等） 单细胞单细胞体形小、结构简单，只能显微镜观察；体形小、结构简单，只能显微镜观察； 丝状丝状、枝状或球状群体、枝状或球状群体由一定数量的细胞松散联系聚成；有的细胞之由一定数量的细胞松散联系聚成；有的细胞之间联系紧密，形成间联系紧密，形成多细胞植物体多细胞植物体，或，或平扁平扁如叶状、或匍匐呈游走状、如叶状、或匍匐呈游走状、或直立为矮小的或直立为矮小的茎叶体茎叶体，许多植物进化地位较高，出现了多种结构和，许多植物进化地位较高，出现了多种结构和功能独特的功能独特的组织、器官的分化组织、器官的分化，甚至集根、茎、叶、花、果和种子等，

7、甚至集根、茎、叶、花、果和种子等于一体的复杂类群，如植物界最高级的植物类型于一体的复杂类群，如植物界最高级的植物类型被子植物。被子植物。2021/8/211生存（衣、食、住、行）；社会（外交、礼仪）；经济（贸易）；军事（特殊材料、特异功能）；交通运输（材料与工具）；建筑材料；旅游设施；文化娱乐、保健用品；新的可再生能源的开发植物资源是复杂多样的，5000多种药用植物都具有潜在的药用价值。2021/8/212营养方式：绿色植物或自养植物、寄生植物（如秆锈菌、菟丝子、马先篙(Pedicularis sp)、腐生植物。硫细菌、铁细菌属于化学自养植物。 生活环境的多样性生活环境的多样性 陆生：阴生和阳

8、生，湿生和旱生等 水生：挺水、沉水、浮水等植物的生命周期多样性：植物的生命周期多样性：细菌20-30min；短命植物风滚草；一年生和二年生草本植物，如水稻、蚕豆、油菜等；多年生植物（如河南省郑州市登封市嵩阳书院的将军柏，是中国最古老的柏树2100年）或数千年（如生长在美国西海岸的红松，据测定已存活7000多年）。 2021/8/213l乔木（松）乔木（松）l一年生草本一年生草本（水稻）（水稻）l二年生草本二年生草本（白菜）（白菜）l多年生草本多年生草本（鸢尾）（鸢尾）l半灌木半灌木（黄芪）（黄芪）l灌木（黄灌木（黄杨）杨）2021/8/214l基本组织基本组织l维管组织维管组织l叶叶脉脉l 节

9、节间间l 顶芽顶芽l 侧芽侧芽l茎茎l节节l叶叶l 表表皮皮l 子子叶叶l地地上 部上 部分分l根根系 部系 部分分l主主 根根l侧侧根根l根根冠冠l 根根毛毛l维维管管植植物物的的形形态态2021/8/215植物遗传多样性是指每一物种内基因和基因型植物遗传多样性是指每一物种内基因和基因型的多样性的多样性。是新的多样性物种进化形成的重要基础。物种。是新的多样性物种进化形成的重要基础。物种的遗传变异愈丰富，对环境适应性就愈广，进化潜力愈大。的遗传变异愈丰富，对环境适应性就愈广，进化潜力愈大。 种内的多样性划分成变种、变型、品种、品系。种内的多样性划分成变种、变型、品种、品系。除了形态、地理分布、

10、生态特征以及生产性状等除了形态、地理分布、生态特征以及生产性状等个体水平差个体水平差异异，个体或群体间的染色体数目、形态、行为等，个体或群体间的染色体数目、形态、行为等细胞水平细胞水平的的差异，不同代谢产物的差异，不同代谢产物的代谢水平代谢水平的差异以及基因的直接产物的差异以及基因的直接产物蛋白质等蛋白质等分子水平分子水平的差异，如杂交水稻的差异，如杂交水稻2021/8/216地球上行无数大大小小的生态系统、大至整地球上行无数大大小小的生态系统、大至整个生物固、整个海洋、整个大陆，小到一片个生物固、整个海洋、整个大陆，小到一片森林、一片草地、一个小小的池塘都可看作森林、一片草地、一个小小的池塘

11、都可看作为一个生态系统。生态系统多样性由生物群为一个生态系统。生态系统多样性由生物群落与生境类型的各样性共同决定。落与生境类型的各样性共同决定。 森林森林生态系统生态系统、陆地、陆地生态系统生态系统、海洋、海洋生态系生态系统统、湿地、湿地生态系统生态系统、农田、农田生态系统生态系统2021/8/217自然界中的碳、氮、氧等的循环自然界中的碳、氮、氧等的循环植物体中的碳、氧、氢、氮、硫、磷、钾等主要元素，植物体中的碳、氧、氢、氮、硫、磷、钾等主要元素，以及铁、镁、钙等少量元素都是来自大气或土壤。以及铁、镁、钙等少量元素都是来自大气或土壤。绿绿色植物在自然界中的物质循环中起着重要作用。色植物在自然

12、界中的物质循环中起着重要作用。2021/8/218一、植物与世界粮食问题二、植物与世界人口问题三、植物与世界能源问题四、植物与生态环境问题五、植物与人类的文明和可持续发展2021/8/219人类赖以生存的全部粮食、蔬菜、人类赖以生存的全部粮食、蔬菜、水果等都是植物。全世界可食用的水果等都是植物。全世界可食用的植物有植物有75000种之多约有种之多约有10000余余种药用植物至今仍为发展中国家种药用植物至今仍为发展中国家80%的人口的人口(30多亿多亿)的健康服务。的健康服务。2021/8/220人口问题的核心是食品与人口增人口问题的核心是食品与人口增长的比例。食用植物、饲料和饵长的比例。食用植

13、物、饲料和饵料等植口的增长量的总和要大于料等植口的增长量的总和要大于人口增长量，才能彻底解决人口问人口增长量，才能彻底解决人口问题；题；2021/8/221 全世界仍有全世界仍有8%的工业能源直接来自于植的工业能源直接来自于植物。在民间，维持生活所消耗的植物源物。在民间，维持生活所消耗的植物源能源则更多（热带可达能源则更多（热带可达80-90%）。利用）。利用植物或植物的残体发展沼气（植物或植物的残体发展沼气（28立方米立方米甲烷甲烷/吨，相当于吨，相当于1.25桶原油）提取石油桶原油）提取石油和酒精，已受到愈来愈多的重视和鼓励。和酒精，已受到愈来愈多的重视和鼓励。2021/8/222l植物光

14、合作用，利用二氧化碳制造有机植物光合作用，利用二氧化碳制造有机物，提供生存所需的食物和氧气，吸收物，提供生存所需的食物和氧气，吸收粉尘、减少噪音、调节气候、防止污染、粉尘、减少噪音、调节气候、防止污染、净化空气中的二氧化和氯气等有毒气体。净化空气中的二氧化和氯气等有毒气体。此外，植物在涵养水源、固坡护沙、防此外，植物在涵养水源、固坡护沙、防止水土流失，改良土壤、提高土壤肥力、止水土流失，改良土壤、提高土壤肥力、绿化城市和庭园、保护环境、减少温室绿化城市和庭园、保护环境、减少温室效应，提供优美的生活环境等。效应，提供优美的生活环境等。 2021/8/223植物是人类食、衣、住、行的物质基础植物是

15、人类食、衣、住、行的物质基础经济发展的物质资源。经济发展的物质资源。农、林、牧、副、渔业直接或间接与植农、林、牧、副、渔业直接或间接与植物有关。粮、棉、油、麻、丝、茶、糖、菜、烟、果、药等。物有关。粮、棉、油、麻、丝、茶、糖、菜、烟、果、药等。养殖的饲料来源。养殖的饲料来源。工业原料或参与作用：食品、油脂、制糖、制药、建筑、工业原料或参与作用：食品、油脂、制糖、制药、建筑、纺织、造纸，或是橡胶、油漆、酿造、化妆品，冶金纺织、造纸，或是橡胶、油漆、酿造、化妆品，冶金工业、煤炭、石油工业等。工业、煤炭、石油工业等。 2021/8/224一、国外植物学发展历史简介二、中国植物学发展历史简介三、当代植

16、物学发展的主流与趋势 2021/8/225植物学知识的积累已有几千年的历史。中植物学知识的积累已有几千年的历史。中国是世界上研究植物最早的国家之一：国是世界上研究植物最早的国家之一：17世纪的李时珍（中国）世纪的李时珍（中国）18世纪的林萘（瑞典）等，都对植物学做世纪的林萘（瑞典）等，都对植物学做出过杰出的贡献。出过杰出的贡献。植物学发展的微观与宏观方向。植物学发展的微观与宏观方向。2021/8/226 可分为三个阶段：l1、人为分类学时期（古-1830）l2、进化论前后自然系统分类时期： （1763-1920）l 主要是分类学的发展，争论焦点是进化问题。 1902年，MHaberlandt首

17、次提出植物细胞全能性观点l 代表人物：达尔文，虎克3、系统发育时期：植物学产生许多分支学科。 l 代表人物：孟德尔(发现遗传规律)等。l古代分类学时期： 代表人物：特奥费拉斯托（Theophrastus）植物历史、 植物研究l描述性植物学时期：恩格勒(AEngler)和普兰特莱(KPrantl)发表了自然植物科志，恩格勒(AEngler)和普兰特莱(KPrantl)发表了自然植物科志l林奈时期：发展双名法l 植物属志、 植物种志2021/8/227 我国学者对于植物学的发展也有一定的贡献：我国学者对于植物学的发展也有一定的贡献： 约在两千年前，约在两千年前，诗经诗经中就记载了约中就记载了约20

18、0种植物。种植物。 北魏贾思勰的北魏贾思勰的齐民要术齐民要术。 明代徐光启的明代徐光启的农政全书农政全书。明末宋应星。明末宋应星天工开物天工开物 明代李时珍的明代李时珍的本草纲目本草纲目。 19世纪中叶，李善兰与外人合编的世纪中叶，李善兰与外人合编的植物学植物学一书，是我国第一本植物学的一书，是我国第一本植物学的译本。译本。我国近代植物学发展：我国近代植物学发展： 1、钟观光：中国第一位植物学家。、钟观光：中国第一位植物学家。 2、胡先啸：植物起源问题的植物学家。、胡先啸：植物起源问题的植物学家。 3、刘慎谔：著名植物分类学家、地植物学家和林学、刘慎谔：著名植物分类学家、地植物学家和林学 家。

19、家。2021/8/228一、植物学的基本概念及其内容一、植物学的基本概念及其内容二、植物学及其与相关学科的关系二、植物学及其与相关学科的关系 2021/8/229植物学是关于植物的科学。是研究植物和植物的生活与发展规律的科学。植物学的主要研究内容包括植物生长发育过程中的形态建成、器官发育与结构、植物类群进化与分类，以及植物与环境间的相互关系等内容。 2021/8/230植物科学的分支学科主要有：植物形植物科学的分支学科主要有：植物形态学、植物分类学、植物生理学、植态学、植物分类学、植物生理学、植物遗传学、植物生态学等学科。植物物遗传学、植物生态学等学科。植物科学的各个领域不断交叉渗透，已产科学

20、的各个领域不断交叉渗透，已产生出许多新的分支学科。生出许多新的分支学科。 2021/8/231对象是植物对象是植物 研究植物的生活和发展规律及与环境关系研究植物的生活和发展规律及与环境关系的学科的学科l 植物形态学植物形态学l 植物分类学植物分类学l 植物生理学植物生理学l 植物遗传学植物遗传学l 植物生态学植物生态学2021/8/232l 研究内容研究内容:植物学是研究植物各类群的形态结构、分类和有关的生命活植物学是研究植物各类群的形态结构、分类和有关的生命活动、发育规律，以及植物和外界环境间多种多样关系的学科。动、发育规律，以及植物和外界环境间多种多样关系的学科。l 分支学科分支学科：l

21、植物形态学：研究植物体外部形态、结构，内部组成、发植物形态学：研究植物体外部形态、结构，内部组成、发l 育和系统发育变化规律的科学。育和系统发育变化规律的科学。l 植物分类学：研究植物类群的分类、鉴定和亲植物分类学：研究植物类群的分类、鉴定和亲 缘关系，缘关系，l 从而建立植物进化系统和鉴别植从而建立植物进化系统和鉴别植 物的科学。物的科学。l 植物生理学：研究植物生命活动、生长发育规律的科学。植物生理学：研究植物生命活动、生长发育规律的科学。l 植物生态学和地植物学：研究植物与环境条件间相互关植物生态学和地植物学：研究植物与环境条件间相互关l 系的科学。系的科学。2021/8/233 在现在根据解决的科学问题分