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1、黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训林学专业（2010-2014）第四年专业科目学习教材森林植物学东北林业大学2013年3月课程性质：专业基础课教学目的：森林植物学是研究植物的形态结构、系统分类、地理分布、生物学和生态学特性及利用效益的学科，是生物类专业一门重要的专业基础课,是为植物生理学、生态学、遗传学和资源植物学等后续课程的学习打基础。本课程要求学生掌握有关植物学的基础理论、基础知识和基本技能，具备运用相关植物学知识解决实际问题的能力。教学任务和内容：通过本课程教学，要求学生掌握种子植物的形态结构、生长发育和生殖规律。通过实验，掌握徒手切片，装片技术和染色方法；生物绘图方法；生物显微镜
2、和解剖镜的使用方法。教学原则和方法：植物学是一门实验性较强的学科，本课程将遵循理论联系实际的教学原则，通过课堂讲述、实验课教学、野外实习等教学手段，提高学生观察问题和解决问题的能力。教材及必要的参考书：教材：森林植物学 刘一樵、李士编 中国林业出版社参考书：1植物学（上） 陆时万、徐祥生等编著 高教出版社2植物学 马炜梁主编 高教出版社版社3植物学 金银根主编 科学出版社4植物学 强胜主编 高等教育出版社5植物生物学周云龙等编著 高教出版社绪 论教学目标：通过绪论的教学，使学生了解植物在自然界和国民经济中的地位，了解世界及中国的植物资源，通过对有关知识的学习及植物学发展方向的了解，激发学生的学
3、习兴趣，树立学好植物学的信心。教学方法：理论讲述教学步骤与内容：一 植物在生物分界中的地位在自然界中生物是多种多样的，植物是它们其中的一员。什么是植物呢？人们常常把含有叶绿素，能够进行光合作用，具有细胞壁，而且是固着生活的生物称为植物。但是随着科学技术的发展，人们对生物的认识不断加深，对植物的确定特征和它所包含的类群也不断地有了新的看法。因此要了解植物在生物分界中的地位，就首先要了解生物的分界问题。1林奈的两界系统在200多年前，博物学家林奈在自然系统一书中明确地将生物分为植物和动物两大类，即植物界和动物界。至今我们的教科书仍沿用该两界系统。2海克尔的三界系统 19世纪前后，由于显微镜的发明和
4、使用，人们发现有些生物既有植物特征又有动物特征。如裸藻它没有细胞壁，可进行运动，是动物特征。而它含有叶绿素，可进行光合作用。在1866年德国的生物学家海克尔提出成立一个原生生物界。他把原核生物、原生动物、硅藻、粘菌和海绵等，分别从植物界和动物界中分出共同归入原生生物界。加上动物界和植物界这就是三界系统。3魏泰克的四界和五界系统1959年魏泰克提出了四界系统，它将不含叶绿素的真核菌类从植物界中分出，建立一个真菌界。原生生物界、真菌界、动物界、植物界这就是四界系统。1969年魏泰克在他四界系统上又提出了五界系统，它将四界系统中归入原生生物界中的细菌和蓝藻分出，建立一个原核生物界。原核生物界、原生生
5、物界、真菌界、动物界、植物界这就是五界系统。其优点是：纵向显示了生物进化的三大阶段，即原核生物、原生生物和真核多细胞生物。横向显示了生物演化的三大方向，光合自养的植物、吸收方式的真菌和摄食方式的动物。1974年黎德尔提出了另一个四界系统，原核生物界、真菌界、动物界、植物界。他把原生生物分别归入植物界、真菌界和动物界中。4六界和八界系统1949年Jahn提出将生物分成后生动物界、后生植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界和病毒界的六界系统。1990年R.C.Brusca提出另一个六界系统，即原核生物界、古细菌界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界。1989年Cavaliersmith提出八界系统
6、，古细菌界、真细菌界、古真核生物界、原生动物界、藻界、植物界、真菌界、动物界。5三原界系统1978年魏泰克和玛古利斯根据分子生物学研究的资料,提出了三原界学说,即古细菌原界：包括产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌。真细菌原界：包括蓝细菌和各种原核生物。真核生物原界：包括原生生物、真菌、动物和植物。三原界系统目前正受到人们的重视，其观点是：在生物进化的早期，各类生物都由一类共同的祖先经三条进化路线发展的。因此形成了三个原界。从上述生物界的划分我们不难看出，人类对于生物的认识和研究是随着科学技术的发展而不断加深的。虽然不能达到一致，但它们各有所长。但近代学者们认为，在生物分界的问题上，应根据生物的营
7、养方式，并要考虑到生物的进化水平。根据这两个主要特征，对植物界的概念可以概括为：含有叶绿素，能进行光合作用的真核生物与其他生物的主要区别是营养方式为光合自养。按照这一概念，植物界所包括的主要类群是；真核藻类、苔藓、蕨类植物、裸子植物、被子植物。二 植物在自然界和人类生活中的作用1植物是自然界的初级生产者绿色植物含有叶绿素，能够进行光合作用，把无机物合成有机物，把光能转变成化学能，并释放出氧气。光合作用产生的糖类、蛋白质和脂肪是人类赖以生存的物质基础，据推算，地球上的植物为人类提供约90%的能量，80%的蛋白质。食物中90%产于陆生植物。人类食物约有3000余种，其中作为粮食的植物约有20余种。
8、药用植物有11000种。因此要使人类的生活质量更高，首要的一条就是要保护环境，保证生态平衡，创造更高的生态系统效益。（九八年发洪水在很大程度上是由于上游的森林生态系统遭到破坏，丧失了水土保持和水源涵养功能，以及中游的湖泊湿地生态系统丧失了水分调节功能。）2保证了自然界的生态平衡植物在维持地球上物质循环的平衡中起到了不可替代的作用。通过光合作用吸收大量的CO2并放出O2，维持了C02和O2的平衡,通过合成和分解作用参与了自然界中碳的循环、氮的循环和磷等的循环。3植物为地球上其他生物提供了生存和繁衍后代的场所。4调节气温、保持水土、净化空气和水质。(如大树底下好乘凉的道理，植物有庞大的根系、粘液、
9、油脂、表面粗糙、有毛可吸附灰尘，可吸收水中有毒物质和重金属元素。) 总之，植物在自然界中是第一生产者，是一切生物赖以生存的物质基础，没有植物其他生物将不能生存。三 植物学的内容和学习方法（一）内容植物学包括很多分支学科，植物形态学、植物细胞学、植物分类学、植物生理学、植物解剖学、植物生态学、植物胚胎学、植物生殖生物学等。我们主要研究植物形态和解剖部分以及系统分类部分。要求掌握植物细胞的基本结构、种子植物的形态结构、生长发育和生殖规律，了解孢子植物各大类群的特征（形态结构、繁殖及生活史）以及植物间的亲缘关系。从而了解植物发展演化规律，掌握种子植物分类的一般知识和重要科、属特征及代表植物知识要点，
10、并了解当地的常见植物。（二）学习方法植物界纷纭复杂但有其自身发生和发展的规律，要学好这门课程需要注意以下几个问题：1注意辩证思维，把握知识间的内在联系。防止孤立片面的思维方式。2认真阅读教材，了解教材基本内容，掌握植物科学的基本知识和基本理论。3注意了解植物科学的新成就、新动向、新发展。因为科学在发展，社会在进步，每年都有许多新的研究成果，要不断汲取，补充自己知识的不足。4理论联系实际，认真做好实验和植物野外实习，注意观察，联系生活实际和生产实际。用植物学的基本知识和基本理论来解释生活和生产中的实际问题。这样不但掌握了植物学的基本知识和理论，又培养了分析问题解决问题的能力。第一章 植物细胞教学
11、目标：使学生了解细胞是构成植物体形态结构和生命活动的基本单位。掌握由于细胞的生长和分化形成了各种组织，不同的组织具有不同的功能。时间分配： 讲述4学时 实验4学时 重点：掌握各种组织的结构特点及生理功能，为后续课程打基础。难点：植物细胞的分化。教学方法：采取理论教学（例举生活中的实例）、配合多媒体教学，并与实验教学相结合的方法。采用小测方法，检验教学效果。教学步骤与内容：第一节 植物细胞的形态和结构一植物细胞的概念是构成生物体形态结构和生命结构的基本单位，同时又是个体发育和系统发育的基础。二植物细胞的形状和大小（一）植物细胞的形状球形、多面体形、柱状、长梭形、扁平体形。（二）植物细胞的大小直径
12、一般为10100微米。影响细胞大小的因素为：1细胞的大小受细胞核所控制的范围的制约2与物质交换和代谢活动及细胞功能有关3受外界环境条件的影响 三植物细胞的结构是由原生质体和细胞壁两部分组成（一）原生质体一个细胞内的原生质称为原生质体。原生质是细胞内具有生命活性的物质，是构成生活细胞的基本物质，是细胞结构和生命活动的物质基础。1细胞核（1）核膜：由外膜、内膜和核孔构成。起到控制核与细胞质之间物质交流的作用。（2）核仁：是核内合成和贮藏RNA的场所，其大小与代谢快慢有关。（3）染色质：交织成网状的细丝其主要成分是DNA和蛋白质。缩短变粗便是染色体。（4）核液：是核内没有明显结构的基质，可能含有蛋白
13、质、RNA和多种酶。细胞核的功能：贮存和传递遗传信息；控制蛋白质的合成，对细胞的生理活动起着重要的调节作用。2细胞质充满在细胞核和细胞壁之间，由质膜、细胞器和胞基质构成。（1）质膜：包围在细胞质表面的一层薄膜。有三层结构，即两个暗带中间夹一个明带。其中暗带各为2nm ，明带为3.5nm。质膜的主要功能是控制细胞与外界环境的物质交流。因为质膜具有选择透性。（2）细胞器：是散布在细胞质内具有一定结构和功能的微结构或微器官。包括质体、线粒体、内质网、高尔基体、核糖核蛋白体、液泡、溶酶体、圆球体、微体、维管和微丝。要特别指出的是质体和液泡是植物细胞所特有的细胞器。质体：与碳水化合物的合成与贮藏有关，根
14、据色素的不同可分为三种类型，叶绿体、有色体和白色体。叶绿体-是光合作用的质体存在于植物的绿色细胞中；有色体-存在于植物果实、花瓣或植物体的其他部分，可呈现黄色、橙色或橙红色；白色体-不含色素，呈无色颗粒状，普遍存在于植物体各部分的贮藏细胞中，起着淀粉和脂肪合成中心的作用。液泡：由单层膜包被，膜内充满细胞液，细胞液是含有多种有机物和无机物的复杂水溶液，如贮藏物质有糖、有机酸、蛋白质、磷脂等。果实的甜酸味来源于此，另外还含有草酸钙、花色素（使花瓣、果实或叶片现出红色、紫色、或蓝色。花色素的显色与PH值有关，酸性时呈红色、碱性时呈蓝色、中性时呈紫色）、丹宁（具涩味）、植物碱等。（3）胞基质：无特殊结
15、构，细胞器及细胞核都包埋其中。是细胞代谢的重要场所，是细胞器之间物质运输和信息传递的介质。为各类细胞器提供原料。（二）细胞壁细胞壁是包围在植物细胞原生质体外面的一个坚韧外壳，是植物细胞所特有的结构。对原生质体起保护作用。1细胞壁的层次（1）胞间层（中层）存在于细胞壁的最外面。化学成分是果胶，具有很强的亲水性和可塑性。使相邻两细胞粘连在一起，易被酸或酶溶解。（2）初生壁 存在于胞间层内侧，主要成分为纤维素、半纤维素和果胶。是由原生质体分泌形成的壁层，有较大的可塑性。（3）次生壁 细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的细胞壁层。它的主要成分是纤维素，含有少量的半纤维素，并常常含有木质。可分为三层：外层、中层和内层。2纹孔和胞间连丝（1）纹孔：当次生壁形成时，次生壁上有一些中断的部分，这些部分也就是初生壁完全不被次生壁覆盖的区域，称为纹孔。可分为单纹孔和具缘纹孔。（2）胞间连丝：穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。3细胞壁的化学组成主要的化学成分是纤维素，另外还有果胶质、 半纤维素和非纤维素多糖这些物质都具有亲水性。细胞壁中还
