植物学绪论YSD.ppt

1、植 物 学,植物学,杨素丹,植物学的定义与研究对象,植物学是一门内容十分广博的学科。 研究对象是植物各类群的形态结构，分类和有关生命活动、发育规律，以及植物和外界环境间多种多样关系的学科。 什么是植物？ 植物是生物的一大类群（植物界）,一、植物界 (一)植物的基本特征 1、具有细胞壁； 2、光合自养； 3、开放式生长； 4、无明显应急反应。,(二)植物的多样性 1、种类多样性： 200万种生物中植物有50余万种，已描述的高等植物267750种。,丰富的植物世界,2、形态结构多样性 3、习性、寿命多样性 寿命：20-30min，一年生，多年生等。 4、生活方式多样 （自养、互生、寄生、腐生） 5

2、、分布多样性 平原，高山，荒漠，海洋，赤道，极地等。,(三)植物的类型和分布,（1）植物的类型： 按照两界系统，已知植物种类50余万种。 1. 藻类植物 2. 菌类植物 3. 地衣植物 4. 苔藓植物 5. 蕨类植物 6. 种子植物 植物界是随着地球历史的发展，由原始的生物不断的演化，大约经历了30亿年的漫长历程。其种类繁多，分布也极为广泛。 其中，菌类植物体内不具叶绿体，属于非绿色植物，其它种类，属于绿色植物。,植物的类型,植物的类型 繁殖方式 维管束有无 胚的有无 进化级别 营养方式藻类植物 自养菌类植物 异养苔藓植物 自养蕨类植物 自养裸子植物 自养被子植物 自养,孢子植物,种子 植物,

3、无,无,有,低等植物,高等植物,有,植物的类型,植物的种类,菌类植物,苔藓植物,蕨类植物,藻类植物,种子植物,地衣植物,植物的类型和分布,（2）种子植物的类型: 1. 木本植物：（植物体木质化发达，地上部分能越冬） 1) 乔木：（有明显的单一主干） 2) 灌木：（没有明显主干，成丛状生长） 3) 半灌木：（草本与木本之间的过渡类型） 2. 草本植物：（植物体木质化不发达、地上部分不能越冬） 1) 一年生草本： 2) 二年生草本： 3) 多年生草本：,种子植物的类型,乔木（松）,一年生草本（水稻）,二年生草本（白菜）,多年生草本（鸢尾）,半灌木（黄芪）,灌木（黄杨）,红藻,褐藻,细菌,青霉,曲霉

4、,真菌,真菌,伞菌,地衣,苔藓,苔藓,鸟巢蕨,树蕨,裸子植物,罗汉松,苏铁,被子植物,红菠萝,观赏凤梨,兰花,红掌,猪笼草,火麒麟,昙花,（四）植物界的划分 1、18世纪林奈的二界系统：植物界、动物界 2、1866年，德国Haeckel的三界系统：原生生物界、植物界、动物界 3、1938年，美国的柯柏兰（Copelend)提出四界系统：原核生物界、原始有核界、后生动物界、后生植物界 4、1969年美国的惠特克提出五界系统：原核生物界、原生生物界、真菌界、动、植物界 5、1979年我国陈世骧提出六界系统：非胞生物界、原核生物界、原生生物界、真菌界、动、植物界。,（五）植物在自然界中的重要作用,1

5、、参与生物圈形成，推动生物界发展 2、转贮能量，提供生命活动能源（光合作用） 6CO2+6H2O C6(H2O)6+6O2+ATP,3、促进物质循环，维持生态平衡，改善环境 4、是天然的基因库和发展国民经济的物质资源,绪 论,植物在自然界的作用,（六）人类利用和改造植物的历史 植物与人类的生存与发展密切相关，具体表现如： 1、为人类生存提供适宜环境，(调节气候,净化空气,维持 氧气和二氧化碳的平衡) 2、提供食物来源 3、提供能源（煤、油、柴等）,1、栽培作物的起源与农业的发展。 早期人类生存的四种方式 a、没有控制狩猎与随意采集。 b、有控制性狩猎与有计划采集。 c、专一性狩猎和采集。 d、

6、选择性地蓄养，种植。 在人类历史上，把植物种子采回、保存、种植，以保证人类食物来源，给人类的生存带入一场革命。不亚于对火的认识。,原始的农业栽培：将原有的植物加以保护， 待成熟后采收，在这个过程中有改造的成分。 采集与原始农业有区别，采集没有改造过程，原始农业有改造过程。 化石资料表明，关于植物驯化的时间有65007000年的历史，中国是世界上著名农业古国，有7400年的种植历史，分布长江和黄河流域，包括浙江余姚。1882年，法国学者提出三个最早驯化植物中心，有中国、埃及与热带美洲。,1935年前，苏联学者提出作物起源8大中心，中国为中心之一，1971，一位学者提三个最早农业中心、中球埃及流域

7、、中东、中美洲 所有栽培植物都是在自然选择的基础上，人工选择结果。随着人类种植技术的提高和改造植物技术的增强，作物的品质与产量不断提高。特别是新品种的培育，化肥的使用，使产量明显增加。称绿色革命。 不利因素使作物的遗传多样性单一化，抗性降低。,2、植物资源的开发利用 据估计目前被人类利用的植物约2.5万种，栽培植物1.5万种。 它门包括以下五大类 1）栽培食用植物 粮食作物：小麦 玉米 水稻 土豆 大麦 经济植物:豆类,花生(蛋白质、油类) 水果： 蔬菜：,2）糖料和调料 糖料：最早甘蔗，19世纪以后是甜菜，食用糖和水果，食品添加剂。 调料：植物种类很多，如肉桂、桂花、八角，中国有数400种植

8、物。有成功开发技术的有70种。 化妆品：香水，香皂 香料植物的用途, 食品、饮料 对香的理解因人而异，浓度高与浓度低不同。,3）药材 中国中医药发展世界闻明称为中医。近几年受到国内外关注。有治疗彻底之用，见效快。 4) 纤维 棉花、大麻、亚麻。 5) 燃料与木材 燃料，真接燃烧 煤、油等来源。材料，真接利用， 造纸的原料。 6) 花卉业 盆花、切花、插花、干花,（七）人类未来的发展与植物 1）植物基因工程 基因工程：利用分子水平对生物进行改造一个新的学科。 植物基因工程：把不同的植物或动物的控制优良性状的基因转移到所需要的植物中，实现植物优良性状的改良。 植物基因工程技术在农业上有较为广泛的应

9、用，关于转基因食物有不同的看法。,2）植物细胞融合 在细胞水平上对植物进行性状改良的一种方法。 细胞融合有以下几种情况（发生细胞融合） 天然细胞融合：在自然条件下发生的新的结果称细胞杂交技术，在人的干于下完成的异种间细胞杂交，使细胞质融合。 除去壁融合培养植株 用于融合的细胞可是植株体的，也可是花粉的。 西红柿马铃薯薯番茄 地上部结西红柿，地下结马铃薯。,3、野生植物开发 人类食用的各类作物均有野物植物驯化而成，在20多万种植物中种，只有数百种被利用，还有很多种植物没开发利用，随着人类对植物认识的加深，新的可利用植物在不断发现，例如：银杏、红豆杉、蒲公英、魔芋等。 果树、山楂树、山葡萄、花卉,

10、4）农业生产的新领域 一是为人类生命提供更多的粮食，以满足人类生存的需要。二是为工业提供原料，求得更大的经济效益。 21世纪将在生物能生产、蛋白质生产、植物次生代谢物质生产和植物全株利用等领域有很大的发展和突破 (1)生物能生产：利用种植能源植物，开发能源代替原有能源。如利用植物桔杆、废弃物，通过发酵产生酒精代替能源，使其成为新能源。,（2）蛋白质生产 蛋白质是维持生命活动的基本物质，它是器官和组织的主要成分。 生产方式：主要是单细胞培养，从酵母、细菌等微生物中获取蛋白质，微生物体中蛋白质比较丰富。蛋白质含量在4580%之间，酵母菌体中含蛋白质占干重4555%，有人体必需氨酸中的7（8种中）种

11、，故称“人造肉”，成人每天食用1015g干酵母，可满对蛋白质的需求。,（3）有用植物次生代谢物质生产 利用细胞培养的方法，产生次生代谢物质，来代替植物次生代谢产生的物质，节省时间，又可得到大量物质。 但这个过程必须在生物反应器中进行，如生物制药。特别是一些用量大，产量低，价格高的化合物，可通过这种方式生产。,（4）植物全株利用 在过去植物被利用的部分很少，如粮食作物只利用果实或种子，蔬菜只利用可食的部分，其它部分即废掉。 全株综合利用，如叶作饲料，茎作维纤开发，纤维水解葡萄糖 目前，现代生物技术，在农业中有广泛应用，植物综合开发不但能降低成本，还能保护环境，提高农民的经济收入。,二、植物学发展

12、,植物科学的发展简史 1.古代植物学时期 (200-250万年前人类诞生公元一世纪) 2本草学时期（117世纪） 3近代植物学时期（16世纪末19世纪中叶） 4现代植物学时期（19世纪中叶今） 使植物学的研究由观察描述阶段进入实验阶段。,植物学的发展简史,可分为三个阶段：,1、人为分类学时期（古-1830）,2、进化论前后自然系统分类时期： （1763-1920） 主要是分类学的发展，争论焦点是进化问题。 代表人物：拉马克，达尔文，虎克,3、系统发育时期：植物学产生许多分支学科。 代表人物：孟德尔(发现遗传规律)等。,古代分类学时期： 代表人物：特奥费拉斯托（Theophrastus）植物历史

13、、 植物研究 本草学家时期：运用植物治病；代表人物：马革钠斯。 早期分类学时期：代表人物西沙尔比诺（Caesalpionn）植物 林奈时期：发展双名法 植物属志、 植物种志,1 描述植物学时期,时间：17世纪前 内容：以认识和描述植物为主，积累植物学的基本资料和发 展栽培植物。对农业栽培植物的发展起了重要作用 方法：以描述和比较为主 重要事件： A 公元前371286，希腊，特奥弗拉斯托，植物的历史，植物本原，500多种植物 B 16世纪末：意大利，西沙尔比诺，提出以植物生殖器官为分类基础 C 1665年，英，虎克发现细胞 D 1690年，英，雷给物种下定义，依据花和营养器官的性状分类 ,时间

14、：18世纪到20世纪初 方法：以实验方法为主，了解植物生命活动过程 内容：已形成植物形态学，植物分类学和植物生理学等分支学科 重要事件： A 18世纪，林奈，自然系统 B 19世纪，德，施莱登和施旺，细胞学说 C 达尔文，物种起源 D 孟德尔，摩尔根 ,2 实验植物学时期,时间： 20世纪初至今 分子生物学时期：应用先进技术从分子水平研究植物生命现象 重要事件： A 1954年，DNA双螺旋结构模型 B 1972年，分子克隆技术诞生 C 植物发育基因的克隆与功能鉴定 D 离体培养与发育 E 双子叶模式植物拟南芥全基因组测序 F 单子叶模式植物水稻全基因组测序 ,3 现代植物学时期,两极分化及融

15、合 植物学科中的各分支学科彼此交叉渗透，界限逐渐淡 化 与其它学科的交叉渗透进一步加强 基因组学和蛋白质组学用于植物学研究 ,4 当代植物学发展趋势,2000年前，诗经：200多种植物 公园6世纪，北魏贾思勰：齐民要术 明代徐光启：农政全书（1639年） 明李时珍：本草纲目 清吴启睿：植物名实图考 清（19世纪中叶），李善兰与外人合编的植物学 一书，是我国第一本植物学的译本。 1999年：中国植物志,5 我国植物学研究,我国近代植物学发展： 1、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。 3、刘慎谔：著名植物分类学家、 地植物学家和林学家。 袁隆平：杂交水稻之父 水稻全基因组测序（籼稻）,三、植物科学的研究内容、分科与发 展趋势 1、内容：研究植物的形态结构和发育规律，类群进化与分类，生长、分布与环境的相互关系，植物的开发利用等。