植物学 第一章 绪论

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1、主讲教师：徐 杰 （副教授） 内蒙古师范大学生命科学与技术学院,植 物 生 物 学 Plant Biology,,课程导言,植物学是生物科学中的一门基础学科，是生物学相关专业的重要基础课程。为适应生物学理科基地所开设的一门新课程。是在21世纪初即将推广，并与国际同类课程接轨的课程。 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。,生活中的植物现象 你能解释吗？,春暖花开 秋风扫落叶 藕断丝连 雨后春笋 昙花一现 西瓜种子在果实内不发芽 土豆、苹果削皮后会变黑 自然界的黑色、绿色花较少,植物科学的重要作用,1

2、、植物是自然界中的第一性生产者（初级生产者）； 2、在维持地球上物质循环的平衡中起着不可替代的作用； 3、为地球上其他生物提供了赖以生存的栖息和繁衍后代的场所； 4、植物在调节气温、水土保持，以及在净化生物圈的大气和水质等方面均有极为重要的作用； 5、为人类提供：粮食、蔬菜、水果、木材、纤维、饲料、药材、饮料（茶、咖啡等）、烟草、糖、景观、花卉,waterfall,举 例 1,为利用和改造植物提供基础理论和基本知识,中国的水稻育种第一次突破是60年代初矮化育种的成功，将水稻产量提高了2030； 第二次是70年代中期杂交水稻的研究成功，水稻产量又在矮秆良种的基础上增长了20左右; 现在正在酝酿第

3、三次突破，利用水稻亚种间杂种优势培育超级杂交稻。,左:“超级杂交水稻”最新品种GDs/RB207 大面积推广成功,将达到亩产900余公斤; 右: 亩产800公斤超级杂交水稻品种,杂交水稻之父袁隆平新目标：杂交稻亩产2000斤,2003年,2006年影响因子为9.8,举 例 2,更高水平上探讨植物生命的奥秘和发生发展规律,2006年影响因子为6.1,2006年影响因子为6.5,植 物 学 报,,通过以下绪论的学习，要求同学们了解植物界的丰富多样性。懂得植物学发展史上的重大事件和人物，了解我国对植物学发展的贡献和意义。同时，对植物界和植物学学科的概况有一个基本的了解。通过学习，掌握学习植物学的目的

4、和方法。,课程导言,,绪 论,Part 1 植物的基本特征与植物界的划分 Part 2 植物的多样性 Part 3 植物学发展与分科,1.1.1 植物的基本特征 1.1.2 植物界的划分,Part 1 植物的基本特征 与植物界的划分,低等植物的特征 1、植物体结构简单，没有根茎叶的分化。 2、内部组织分化程度低，多没有组织分化。 3、生殖器官为单细胞，合子发育离开母体，不形成胚。 高等植物的特征 1、植物体结构复杂，具根茎叶的分化。 2、内部组织分化达到较高级的程度。 3、生殖器官为多细胞，合子发育不离开母体，形成胚。,1.1.1 植物的基本特征,植物体：单细胞型；群体型；多细胞型。 植物界在

5、漫长的岁月中，由低等到高等，由简单到复杂,逐步发展成大型而复杂的多细胞植物有机体，植物的多样性来自连续不断的种的形成过程。 单细胞体形小、结构简单，只能显微镜观察；丝状、枝状或球状群体由一定数量的细胞松散联系聚成；有的细胞之间联系紧密，形成多细胞植物体，或平扁如叶状、或匍匐呈游走状、或直立为矮小的茎叶体，许多植物进化地位较高，出现了多种结构和功能独特的组织、器官的分化，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被子植物。,1.1.1 植物的基本特征,种子植物可根据它茎干的质地，分为木本植物和草本植物两大类型： 1、木本植物 又可分乔木、灌木和半灌木三类。 （1）

6、乔木: 植株一般高大，主干显著而直立，在距地面较高处的主干顶端，由繁盛分枝形成广阔树冠的木本植物，如泡桐、杨、榆、松等。 （2）灌木 :植株较矮小，无显著主干，近地面处枝干丛生的木本植物，如大叶黄杨、迎春、紫荆、木槿、南天竺、茶等。灌木和乔木的区别，不是内部结构的不同，而是生长型的不同。 （3）半灌木: 外形类似灌木，但地上部分为一年生，越冬时枯萎死亡的木本植物，如金丝桃、黄芪和某些蒿属植物。,1.1.1 植物的基本特征,2草本植物 又可分为一年生、二年生和多年生三类。 （1）一年生植物: 在一个生长季完成全部生活史的植物。它们从种子萌发到开花结实，直至枯萎死亡，在一个生长季内完成，如水稻、玉

7、米、高粱、大豆、黄瓜、烟草、向日葵等。 （2）二年生植物: 在两个生长季内完成全部生活史的植物。第一年种于播种后当年萌发仅长出根、茎、叶等营养器官，越冬后第二年才开花结实直至枯萎死亡，如白菜、胡萝卜、菠菜、冬小麦、洋葱、甜菜等。 （3）多年生植物 :生存期超过两年以上的草本植物。地上部分每年生长季节末死亡，地下部分（根或地下茎）为多年生，如薄荷、菊、鸢尾、百合等。 不论木本植物或草本植物，凡茎干细长不能直立，匍匐地面或攀附他物而生长的，统称藤本植物。草质藤本如牵牛等；木质藤本如葡萄等。,1.1.1 植物的基本特征,动植物的区别,1.1.2 植物界的划分,在我们生存的这个星球上存在着各种各样的生

8、命形式，植物（plant）就是其中最重要的一大类。人类对植物和其他生物的研究和认识有一个漫长的历史，人们为了建立一个能反映自然演化过程和彼此间亲缘关系的分类系统，作了长期不懈的努力，使其日臻完善。,按照现代的概念，自然界是由运动形式不同的“四圈”组成 。 生物圈 生物界 四圈是 水 圈 自然界 大气圈 非生物界 岩石圈,植物界的发生和发展,1、发生年代:三十多亿年前 2、发生过程：由无机物到有机物， 由非生命体到有生命体， 由非细胞结构到有细胞结构 3、发展规律： （1）由简单到复杂：单细胞到多细胞，无分化到有分化，无分工到有分工，由简单的分化，分工到复杂的分化，分工。 （2）由水生到陆生：是

9、进化发展的一次大的飞跃 （3）由低等到高等：被子植物为最高级的类群，而被子植物内部也有个由低级到高级的发展问题,生物界的划分，有不同的主张，因此有不同的分界系统： 1、二界系统：瑞典林奈Linnaeus 1753 植物界（光合，固着），动物界（运动，吞食） 2、三界系统：赫凯Haeckel 1866 原生生物界（变形虫，具鞭毛，能游动的单Cell，群体） 3、四界系统：科帕兰 Copeland 1938 原核生物界（原始核） 4、五界系统：维德克 Whittaker 1969 真菌界（营养方式分解） 5、六界系统：陈世骧（xiang) 1977 非胞生物界（病毒、类病毒） 一般植物学教材多采用

10、二界系统，对初学教易于理解，便于学习。,1.1.2 植物界的划分,生物界按上述两界系统分类，现在已经知道的植物种类多至50余万种，包括藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物等。它们的大小、形态结构和生活方式各不相同，共同组成了复杂的植物界。,1.1.2 植物界的划分,植物界的基本类群,1.1.2 植物界的划分,1.1.2 植物界的划分,Part 2 植物的多样性,种类多、分布广 形态、结构、大小各异 营养方式各异 生活环境各异 寿命长短各异,植物的多样性特征,植物界的基本类群：真核藻类、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物。 它们的大小、形态、结构、寿命和生活习性、营养方式、生态特性等是多种多样，共

11、同组成了复杂的植物界。,Next,拟态植物石头花,Next,食虫植物-猪笼草,Next,旱生植物 芦荟,Next,旱生植物仙人球,Next,水生植物,睡 莲,Next,农 作 物,Next,水 果,Next,蔬 菜,Next,花 卉,亚 麻,爬山虎,1.2.1 植物的多样性 1.2.2 我国丰富多样的植物资源 1.2.3 植物在自然界中的作用及其意义,Part 2 植物的多样性,1.2.1 植物的多样性,丰富的植物种类（近30万种） 生理功能、形态结构大小的多样性 营养方式的多型性（寄生、腐生、自养） 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） 生态系统的多样性（多种类型适应环

12、境）（森林、草原、农业、湿地、海洋） 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）,世界和中国已知和估算的植物种数,1.植物资源现状：地域辽阔，地形复杂，气候多样高等植物470科，3,700余属，约3万余种，居世界第三位。 经济用途：我国已发现的药用植物种类在5,000种以上；香料植物约350种；工业用植物200种以上。,1.2.2 我国丰富多样的植物资源,我国是一个少林国家，森林覆盖率16.55。乱砍滥伐的现象十分普遍。,森林覆盖率的问题：,1.2.2 我国丰富多样的植物资源,1.2.2 我国丰富多样的植物资源,1.2.2 我国丰富多样的植物资源,过渡放牧，不

13、合理开垦，使我国牧区草场沙化、碱化和退化的面积达7,700万hm2，占可利用草原的23。,1.2.2 我国丰富多样的植物资源,2.开发利用的成果：中国植被、中国树木志、中国经济植物志、中国植物志、中华药海等著作。各省市区地方植物志和地方经济植物志陆续出版。 药用植物资源的开发取得不少成就，如绞股蓝饮品、萝芙木降压药利血平；很多名贵药材的人工栽培获得成功；食用植物资源的开发；工业植物资源的开发。,1.2.2 我国丰富多样的植物资源,3.对植物资源的保护：1978年后，逐步颁布了一系列有关保护植物资源方面的法规。积极建立自然保护区和国家森林公园。加大对物种保护项目的资金支持力度。 内蒙古自治区共有

14、25个国家级自然保护区和4个国家森林公园,1.2.2 我国丰富多样的植物资源,1.2.3 植物在自然界中的作用及其意义,A、植物的光合作用和矿化作用 B、植物在物质循环中的作用 C、植物对环境保护的作用 D、植物对水土保持的作用,A 植物的光合作用和矿化作用,光合作用分解水释放出O2，并将CO2转化成糖类。,光 光合作用：CO2+H2O 有机物+O2 意义： （1）最大规模地把无机物变成有机物； （2）把光能转化为化学能； （3）保持氧气平衡。 分解作用：(呼吸作用)将有机物转化为无机物的过程。,植物的光合作用和分解作用：,矿化作用是指在土壤微生物作用下，土壤中有机态化合物转化为无机态化合物过

15、程的总称。,矿化作用：,B 植物在物质循环中的作用,（1）碳循环 carbon cycle （2）氮循环 nitrogen cycle （3）微量元素循环,维持自然界物质循环的平衡,碳 循 环,氮 循 环,（1）净化作用。 对大气的净化：吸收、吸附大气中的毒气和粉尘； 对水域的净化：分解和转化某些有毒物质，对有毒物质具有富集作用； 对土壤污染的净化：吸收土壤中的污染物。 （2）具有杀菌作用，还可以降低噪声。 （3）环境监测作用。,C 植物对环境保护的作用,D 植物对水土保持的作用,（1）植被可阻止风蚀、水蚀等造成的土壤流失，以保持土层的厚度和土壤肥力。 （2）林下厚厚的枯枝败叶层可涵养大量的水

16、分，植物体本身通过吸收，也可涵养水分。,Part 3 植物学的发展与分科,1.3.1 植物学的发展简史 1.3.2 植物学的分支学科,1 描述植物学时期（18世纪以前） 2 实验植物学时期（18世纪至20世纪初） 3 现代植物学时期（20世纪以来） 4 中国植物学发展的简要回顾,Next,1.3.1 植物学的发展简史,1 描述植物学时期,1.发展动力：人类生活、生产及生存。 2.内容：主要是认识和描述植物形态、习性、物候、用途等 ，积累资料，发展栽培植物。 3.方法：描述和比较（具思辩性） 4.著作： （1）希腊 特奥佛拉斯托 Theophrastus. 约公元前371286 植物的历史和植物本源（奠基）植物500余种； （2）意大利 塞萨平诺（Caesalpino.15191603） 植物1500余种； （3）1672年英国 格鲁（ Gre