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1、绪论 一、生物界的划分： 二、植物界多样性的表现形式 一) 植物种类的多样性 植物界有50多万种,约占现存生物的1/4, 包括藻类、菌类、地衣类、苔藓植物、蕨类植物和种子植物. 二) 植物形态结构和功能的多样性 单细胞-群体-多细胞 (组织、器官的分化) 木本(乔木、灌木 、半灌木) 和 草本(一年生、二年生 、多年生) 三) 植物营养方式和生活周期的多样性 绿色植物(自养)、非绿色植物( 寄生、腐生、化学自养植物) 四) 植物的遗传多样性 个体水平的差异-细胞水平的差异-代谢水平的差异-分子水平的差异 五) 植物生态系统的多样性 经济效益、生态效益、社会效益统一 三、植物在自然界中的作用 1
2、 植物的光合作用和矿化作用(有机物的合成和分解) 绿色植物细胞的叶绿体,利用光能,将简单的无机物(即二氧化碳和水)合成为碳水化合物的过程,称为光合作用(photosynthesis). 非绿色植物(如细菌;真菌等)对死的有机物的分解,即为矿化作用. 2 植物在自然界物质循环中的作用 碳循环 氮循环 3 植物对环境保护的作用 净化作用(对大气净化;对水域的净化) 4 植物对水土保持的作用 四 植物与人类的关系 1 植物与人类的粮食和能源 2 植物与人类的生存环境 3 植物资源与国民经济 农业;工业; 药用植物;野生香料植物;野生果树; 化妆品; 日用品; 育种利用; 4 植物多样性的保护意义 五
3、 植物科学发展历史国外植物科学发展简史 公元前300年，Theophrastus在希腊雅典建立植物园，500种 罗马人Pliny Elder（公元2379），手稿植物历史，参考473人研究；1469年出版，到1799年重印190次 1665年英国Hooke发明显微镜（1682植物的新教程；1686植物史；1694植物学原理；1694植物的性别；1700植物学基础；1717关于花的结构 1753年瑞典的Linnaeus双名法，植物志属新系统 1839年德国Schlenden和Schwann创立细胞学说 1859年达尔文发表物种起源 1909德国Engler；1926英国Hutchinson；19
4、54俄国Takhtajian；1958美国Cronquist各自分类系统 1953年Crick和Watson建立DNA模型，开创分子生物学国内植物学发展简史 西汉（2000年前） 诗经尔雅记载200种植物 东汉（公元200年） 神农本草经记载365种植物 东汉（304年）嵇含南方草本状80种南方植物 南北朝（500年）陶弘景神农本草经记载650种植物 南宋（1200年）全芳备祖我国最早的植物学词典 明朝（1578；1596？）李时珍本草纲目152卷，1235为植物1173种 明朝（1639）徐光启农政全书，60卷 清朝（1848）吴其 睿植物名实图考1714种 1919年，李善兰翻译植物学，国
5、明党大学开设植物学，成立研究院 1980年中国植物志80卷125册 六 当代植物学发展的主流与趋势 微观：分子 宏观：个体生态 种群 群落 生态系统 七 植物学及其主要分支学科 1 植物学及其主要研究内容 2 分支学科 植物形态学: 植物生理学: 植物分类学和植物系统学: 植物生态学: 植物胚胎学: 植物生物学: 植物遗传学: 植物化学: 植物资源学: 分子植物学: 八 学习植物学的目的和意义 九 学习植物学的方法 1 树立辩证唯物主义观点; 2 理论联系实际; 3 积极主动的态度第一章 植物细胞 一 显微镜与植物细胞 植物细胞是植物体形态结构和生命活动的基本单位。 二 植物细胞的形态与类型
6、1 形状多种多样: 长筒形: 导管分子;筛管分子; 长管状: 根毛细胞; 单细胞: 球形; 2 大小各异: 3 类型: 原核细胞 真核细胞 三 真核植物细胞的一般结构P52 细胞膜 原生质体 细胞质 细胞核 植物细胞 细胞壁细胞膜 1 生物膜：细胞膜和细胞内膜共同构成的膜系统。 2 膜的分子结构 脂类双分子层 球蛋白：外在蛋白 内在蛋白 3 膜的特性：不对称性 流动性 4 质膜的功能 a. 物质的跨膜运输 b. 信号转换：胞外信号，胞内信号 信号转导：从细胞外信号转换为细胞内信号并与相应的生理生化反应偶联的过程叫细胞信号转导。 第二信使：细胞外信号物质称 “第一信使”，第一信使与受体作用后在胞
7、内最早产生的信号物质称为第二信使。 c. 细胞识别 d. 纤维素合成和微纤丝的组装：纤维素微纤丝细胞壁成分细胞质 一、细胞质基质：电子显微镜下，看不出特殊结构的细胞质部分。 成分：功能： 二、细胞器：散布在细胞质内具有特定形态、结构和功能的亚细胞结构。 1 质体：白色体（造粉质体，蛋白质体，造油体），有色体，叶绿体（形状、结构），前质体，质体的发生和互相转化 2 线粒体：形态多样，结构 3 核糖体 多聚核糖体：多个具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体。 类型 70s 原核细胞 叶绿体 线粒体 ；80s 真核细胞 4 内质网 rER，sER 5 高尔基体 Forming face ，
8、Maturing face ，功能 6 液泡：液泡膜、细胞液；大小、形状、数目；发生；功能： 7 溶酶体：功能 8 微体：过氧化物酶体：氧化酶 绿色细胞 参与光呼吸 光合作用产生的乙醇酸-己糖；乙醛酸循环体：脂肪-糖类 9 细胞骨架系统的组成与功能 细胞核 1 核被膜：核孔、核纤层 2 核仁 3 核质 1)染色质 常染色质：浅 异染色质：深不转录 2)核基质细胞壁 1 细胞壁的结构分层 1) 胞间层: 果胶为主; 2) 初生壁:纤维素、半纤维素 、果胶. 3) 次生壁:纤维素为主. 2 细胞壁的生长 初生壁的生长: 次生壁的生长: （1）木质化：纤维、导管、管胞的壁的构架中渗入木质素的过程。木
9、质素是一种酚类化合物，可增加壁的硬度，也是木材的主要成分。 （2）栓质化 （3）角质化 （4）矿质化 3 纹孔和胞间连丝 1)初生纹孔场：初生壁上的凹陷区域。 2)纹孔：次生壁形成时，次生壁上具有一些中断部分，这些部分也就是初生壁完全不被次生壁覆盖的区域。 3)胞间连丝：穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝，是细胞间进行物质和信息交流的通道，是细胞间的联络结构。 4 细胞壁的化学组成 多糖（纤维素，半纤维素，果胶多糖）；蛋白质（结构蛋白，酶，凝集素）。 5 细胞壁在植物细胞生命活动中的作用 6 研究细胞壁的意义后含物 一、贮藏物 淀粉 蛋白质 脂类 二、晶体 三、植物次生物质 酚类化合物 类黄
10、酮 生物碱 生氰糖苷 非蛋白氨基酸植物细胞的分裂、分化与死亡l 一、植物细胞的全能性及其应用l 二、植物细胞的分裂l 一) 细胞周期及各时期特征l 分裂间期：G1期、S期、G2期l 分裂期：M期l 二) 细胞的三种状态l 周期细胞；G0期细胞；终端分化细胞。细胞周期各阶段的特征G1复制准备期为DNA复制准备材料（RNA,组蛋白，脱氧核糖核酸，酶）S复制期DNA双链的复制（合成酶读取方向3-5，新链合成方向5-3）组装核小体G2分裂准备期为分裂作准备，合成RNA, 蛋白质，微管和微丝M分裂期是一个连续的分裂活动，包括核分裂和细胞质分裂，人为地将其分为几个时期3种类型的细胞周期细胞始终进行分裂活动
11、的细胞（如分生组织）G0期细胞暂时不分裂的细胞，在适当的条件下再分裂的细胞（如居间分生组织）终端分化细胞分化成熟的细胞，执行特定的功能（有些细胞可反分化）l 三) 细胞分裂的方式l 1 有丝分裂：高等真核生物细胞分裂的主要方式l 核分裂l 前期：细胞核内出现染色体，随后核膜和核仁消失，同时纺锤丝开始出现。l 中期：染色体排列到细胞中央的赤道面上，纺锤体非常明显。l 后期：染色体分裂成二组子染色体，二组子染色体分别朝相反两极运动。l 纺锤丝： 染色体牵丝（动粒微管）；连续丝（极间微管）l 末期：染色体到达两极，直至核膜、核仁重新出现，形成新的子核。l 胞质分裂l 2 无丝分裂：低等生物、高等植物
12、某些器官。l 3 减数分裂：在有性生殖过程中，细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次的分裂方式，所形成的四个子细胞染色体数目减半。l 前期I：前细线期、细线期、偶线期（同源染色体联会）、粗线期（二价体形成，基因互换）、双线期、终变期；l 中期I：染色体排在赤道面上。l 后期I：同源染色体分离。l 末期I：核膜、核仁出现，形成两个子核。l 分裂间期：l 前期II：核内染色体呈细丝状，逐渐变粗短，至纺锤体形成，核膜、核仁再度消失。l 中期II：每个细胞染色体排列在赤道面上，纺锤体明显。l 后期II：每条染色体的两条染色单体随着着丝点的分裂而彼此分开，由纺锤丝牵向两极。l 末期II：移向两极的染色单体
13、各组成一个子核，并各自形成一个子细胞。l 特点：只存在于细胞的有性生殖中；两次连续分裂，产生四个子细胞，染色体只复制一次；子细胞染色体是母细胞的一半。l 意义：减数分裂和配子的融合，保证了植物染色体数目和类型的相对稳定性；染色体发生联会、交叉、互换，导致基因重组，产生新的变异个体。 细胞分裂的方向和细胞的壁面及排列问题l 细胞分裂的方向和细胞的壁面及排列问题：l 细胞分裂的方向有平周、垂周和横向之分。l 平周分裂也称为切向分裂或弦向分裂，系细胞分裂的方向和产生的新壁与器官的表面相平行，用以增加细胞的层数，使器官或组织加粗、变厚，新壁为切向壁，细胞径向排列。l 垂周分裂也称为径向分裂，系细胞分裂的方向和产生的新壁与器官的表面相垂直；用以扩大组织或器官的周径，新壁为径向壁，细胞切向排列。l 横向分裂系细胞分裂的方向和产生的新壁与器官的长轴方向相垂直，结果增加轴向的细胞数目，增加了高度，使器官或组织伸长，新壁为横向壁，细胞纵向排列。l 就细胞的壁面而言，有横向、切向和径向之分，横向壁为细胞的上、下壁；切向壁为细胞的内、外壁；径向壁为左右两侧壁。细胞的排列是以两个以上细胞排列的方向与器官表面或器官长轴的方向为准，切向分裂后
