植物学(上)植物形态解剖学课件.ppt

1、2023年2月15日星期三植物学（上）植 物 形 态 解 剖 学主讲：陈晔2023年2月15日星期三2023年2月15日星期三植物形态解剖学绪 论一、植物界二、植物在自然界中的作用三、植物学的内容四、植物学发展简史五、植物学与国民经济的关系六、植物学的学习方法七、学习本课程的要求本期主要参考书目2023年2月15日星期三一、植物界 生物界的划分 物质世界依其存在特性可划分为有机世界（生物界）和无机世界（非生物界），对于有机世界的划分，有二界系统、三界系统、四界系统、五界系统,六、七界系统和八界系统等分界系统。2023年2月15日星期三1.二界系统林奈（17071778）林奈：在其著作自然系统（

2、Systema Naturae）（1735年）中将生物划分为植物界和动物界二界。依据：运动能力、细胞壁有无和营养方式。n植物界：具叶绿素（自养）、具细胞壁和固着生活（无运动能力）的生物类群。n动物界：具运动能力、无光合色素、细胞无壁的生物类群。植物界包括：细菌、真菌、藻类、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物和种子植物。一、植物界2023年2月15日星期三评价：二界系统建立最早，影响最大，也是沿用最广泛和时间最长的一个分界系统，直今，大部分教科书仍采用这一系统。现行教材采用的也是二界系统。一、植物界2023年2月15日星期三 2.三界系统海克尔海克尔 1866年德国生物学家创建原生生物界。加上原来的二

3、界，构成由植物界、动物界和原生生物界组成的三界系统。原生生物界：所有单细胞生物均属原生生物界。植物界包括：多细胞藻类和真菌、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物和种子植物。评价：原生生物界有其无法解决的缺陷，例如，将衣藻、细菌、酵母菌等单细胞生物划归一界，非常勉强。一、植物界2023年2月15日星期三3.四界系统和五界系统魏泰克（1959-1969）真菌界（1959）：将不含叶绿素的真核菌类（真菌和粘菌）从植物界划出，建立真菌界。四界系统：植物界、动物界、原生生物界和真菌界。植物界包括：具有光合色素的所有多细胞生物（多细胞藻类、地衣、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物）。原核生物界：将四界系统中归

4、入原生生物界中的细菌和蓝藻分出，建立具有原核细胞结构的原核生物界。五界系统（1969）：包括植物界、动物界、原生生物界、原核生物界和真菌界（菌物界）。一、植物界2023年2月15日星期三3.四界系统和五界系统魏泰克（1959-1969）植物的定义：按五界系统，将植物定义为，具光合色素营自养、具细胞壁、固着生活的真核多细胞绿色生物。包括 真核多细胞藻类、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物和种子植物。一、植物界2023年2月15日星期三3.四界系统和五界系统魏泰克（1969-1969）评价：魏泰克四、五界系统中的原生生物界所归入的生物比较庞杂、混乱，不能成为一个系统的分类群。邓叔群（真菌学家）1966指

5、出：“所谓的原生生物只不过是各种低等生物的混合”。1978年我国藻类学界在计论中国藻类志编写系统时，决定不把原生生物界作为一个自然的分类群。优点：在纵向显示了生物进化的三大阶段，即原核生物、单细胞真核生物（原生生物）和真核多细胞生物（植物界、真菌界、动物界）；同时又从横向显示了生物演化的三大方向，即光合自养的植物，吸收方式的真菌和摄食方式的动物。一、植物界2023年2月15日星期三五界系统发展方向发展水平植物界（光合）真菌界（吸收）动物界（吞食）一、植物界2023年2月15日星期三4.六界系统非胞生物界：七十年代，我国学者提出，将病毒、类病毒等无细胞结构的“生物”另立一届，称非胞生物界。六界系

6、统：由植物界、动物界、原生生物界、原核生物界、真菌界和非胞生物界构成。非胞生物界目前尚未得到国际学术界的普遍承认，因为病毒类缺乏生物所应具备的一些基本特征，如新陈代谢、独立生存能力、应激性、独立繁殖能力等。有人认为，病毒类应属于生物和非生物之间的物质存在方式。一、植物界2023年2月15日星期三一、植物界 植物的类型和分布1.植物的分布：略。2.植物的类型木本植物定义：茎内木质部发达、木质化组织较多、质地坚硬，系多年生植物。乔木：植株高大，主干显著直立，在上部繁盛的分枝形成广阔树冠的木本植物。如杨、榆、松、柏、杉等。灌木：植株矮小，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

7、、等。乔木、灌木的区别在形态上，不在内部结构上。半灌木：外形似灌木，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、黄芪及某些蒿属植物等。2023年2月15日星期三2.植物的类型草本植物：定义：茎内木质部不发达，木质化组织较少，茎干柔软，植株矮小的植物。因植株生存年限的长短，又可分为一年生植物、二年生植物和多年生植物三类。一年生植物：在一个生长季完成全部生活史过程的植物。如水稻、玉米等。二年生植物：在两个生长季完成全部生活史的植物。一般第一年只进行营养生长，第二年才开花结实，如白菜、胡萝卜、菠菜、小麦、洋葱等。多年生植物：生存期超过2年以上的草本植物。地上部分每年季末死亡，地下部分为多

8、年生，如薄荷、菊、鸢尾等。一、植物界2023年2月15日星期三 生物多样性生物多样性：指生物种类多样性、生态类型多样性、遗传多样性和景观多样性。植物多样性：指植物种类多样性、生态类型多样性、遗传多样性和景观多样性。具有生物多样性特征的一个生态系统，物种之间可以达到一种稳定的制衡关系，就可以在最大程度上使整个生态系统免遭崩溃。因此，保护生物多样性是环境保护的一个关键环节。一、植物界2023年2月15日星期三二、植物在自然界中的作用 1.植物的光合作用和矿化作用 光合作用（合成作用）地球上绿色植物是人类生存的基础，是第一生产力，只有绿色植物可以做到以下几点：n最大规模的把无机物转化为有机物n把光能

9、转化为化学能n保持氧气平衡2023年2月15日星期三 矿化作用生物将有机物分解转化为无机物的过程即为矿化作用。无机物 光合作用（合成作用）有机物有机物 矿化作用（分解作用）无机物二、植物在自然界中的作用2023年2月15日星期三二、植物在自然界中的作用2.植物在自然界物质循环中的作用（1）碳循环2023年2月15日星期三二、植物在自然界中的作用（2）氮循环有机态氮来自大气中的氮气，通过生物固氮和有机态氮的各种分解而保持自然界中氮的平衡。植物有机态氮的来源：固氮作用及植物对土壤中铵态氮和硝态氮的吸收。有机氮的分解途径：第一步、氨化作用：动植物尸体及排泄物的有机氮经微生物的氨化作用而形成铵态氮（铵

10、盐）。铵盐可被植物直接利用或被硝化细菌转化为硝态氮。第二步、硝化作用：铵态氮经硝化细菌的硝化作用产生亚硝酸盐，并最终硝化为硝酸盐（硝态氮），可直接被植物利用或被反硝化。第三步、反硝化：硝态氮经反硝化作用而产生氮气，返回大自然。2023年2月15日星期三二、植物在自然界中的作用32023年2月15日星期三二、植物在自然界中的作用2023年2月15日星期三 42023年2月15日星期三三、植物学的内容 植物学研究的对象“多层蛋糕”体系示意图：动物学植物学 按系统分类划分真菌学形态学解剖学细胞学生理学分子生物学 按生命现象及遗传学 活动规律划分生物化学进化学生态学发生生物学2023年2月15日星期三

11、水平切法：按照生命现象及其活动规律加以划分：如形态学、分类学、生理学、遗传学、进化论等学科。垂直切法：按照系统分类，把生物学划分为植物学、动物学、真菌学、细菌学、藻类学等。综合：将上述两种方法结合起来，包括：植物形态学、植物系统学、植物分类学、植物生态学、植物生理学、植物生物化学、植物遗传学、植物细胞学、发育植物学等等。三、植物学的内容2023年2月15日星期三以上所有内容综合在一起，即为大植物学，或叫“广义植物学”。狭义植物学：即生物学专业课程体系中所开设的植物学。其主要内容包括形态学、系统学、分类学，及植物细胞学的基础知识，有时也包括植物生态学的基本知识。三、植物学的内容2023年2月15

12、日星期三三、植物学的内容 植物学内容简介1.植物形态学：研究植物体内外形态和结构，器官的形成和发育，细胞、组织、器官在不同环境中以及个体发育和系统发育过程中的变化规律的学科。三个分支：植物细胞学（Plant cytology）：研究植物细胞结构、发育及各种生理特征的学科。植物解剖学（Plant anatomy）：研究植物组织和器官显微结构的学科。植物胚胎学（Plant embryology）：研究植物胚胎结构、发生和分化的学科。2023年2月15日星期三2.植物系统学：研究植物类群的分类、鉴定和亲缘关系，从而建立植物进化系统和鉴别植物的学科。包括两大领域：植物系统学（狭义）：研究植物系统发育的

13、学科。即研究从最原始的原核生物到最高级的被子植物的系统演化过程。植物分类学：研究植物各分类群的分门别类，直至分类鉴别到种，并建立科学的分类系统的学科。三、植物学的内容2023年2月15日星期三3.植物生理学（Plant physiology）：研究植物体生理功能、各种功能的变化、生长发育的情况，以及在环境条件影响下所起的反应等的学科。4.植物遗传学：研究植物遗传和变异规律的学科。5.植物生物化学：研究植物生命活动中化学本质的学科。如植物新陈代谢的过程等。6.分子植物学：本专业将开设一门分子生物学课。7.植物生态学：研究植物个体与环境条件间相互关系的学科。三、植物学的内容2023年2月15日星期

14、三植物学还有其他一些分支学科。植物形态学和植物系统学就是我们现在现在所学习的经典植物学。另外要开设的植物生态学、生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学等课程，均涵盖植物学的其他分支学科。三、植物学的内容2023年2月15日星期三四、植物学发展简史 1.描述植物学时期多数人承认：以亚历士多德的弟子西奥夫拉斯特斯（Theophrastus,371-286BC）所著植物历史（Historia plantanum）和植物本原（De Causis plantanum）的问世作为植物学的创始。随着文艺复兴时期的到来，16世纪的本草学家和种植学家的大量工作，使人们熟悉了全世界广泛种植的经济植物。并

15、建立了许多植物园，我国的李时珍也属这一时期的代表人物。2023年2月15日星期三本时期的特点：采用描述和比较的方法，把植物界的各种类型加以区别，确定了这些类型的严格界限。这是在着手研究植物生命活动过程之前为了解植物所必须进行的工作。对植物学发展的贡献：由于这一时期对世界范围内的植物的广泛收集和种植，完成了重要栽培植物的农业格局，形成了粮食作物、药用植物、果树、花卉、蔬菜及各种经济作物的栽培，林业经营以及随着畜牧业的发展而兴起的牧场管理生产体系。四、植物学发展简史2023年2月15日星期三四、植物学发展简史2.实验植物学时期在植物学的发展史上，这一时期最为重要。植物科学和其他自然科学一样，经历了

16、一二千年的知识积累，在19世纪有着迅速的发展。现有植物科学，除新兴分支学科外，几乎全部分支学科体系，都是19世纪建立起来的。当时的中国在干什么呢？20世纪前半叶中国科学的基础很少是主动引进的，大多是以殖民地、半殖民地的社会形态，被动接受的。2023年2月15日星期三主要研究成果：植物分类系统的建立：代表人物为林奈（C.linnaeus,1707-1778），统一了植物命名方法，建立了植物分类系统。为经典植物学分支学科的建立奠定了基础。显微镜的发明和植物解剖学、植物胚胎学的建立：1665年英国人胡克（R.Hooke，1635-1703）利用显微镜发现了“细胞”，为植物解剖学和植物胚胎学的建立奠定

17、了基础，同时也推动了真菌学、藻类学、苔藓植物学、蕨类植物学等分支学科的发展。四、植物学发展简史2023年2月15日星期三主要研究成果：细胞学说的创立：德国人施莱登（M.J.Schleiden）和施旺（TSschwann）在19世纪创立了细胞学说，为细胞学的创立奠定了基础。恩格斯称细胞学说、进化论和能量守恒定律为19世纪科学的三大发现。植物生理学、植物遗传学、植物生态学、植物地理学等植物学的各分支学科也都在这一时期创立。四、植物学发展简史2023年2月15日星期三植物学经19世纪和20世纪初期的发展，摆脱了依附于其他学科的地位，已经形成了包括许多分支学科的独立的科学体系，发展到了以实验方法了解植

18、物生命活动过程为主要内容的科学。同时，这一时期植物学的发展，也促使农业走向了现代农业体系，使农业生产方式发生了根本改变。因为植物学的经典理论和经典的分支学科大都在这一时期建立，故也称此期为经典植物学时期。四、植物学发展简史2023年2月15日星期三四、植物学发展简史3.现代植物学时期时间：开始于19世纪末，20世纪初，大发展于20世纪后半叶。特点：以现代物理学、现代化学等学科在植物学研究领域的应用促进了植物学的发展。如X射线、电子学、放射技术等，促进了X射线衍射技术、电子显微镜技术、超离心技术、同位素技术、核磁共振技术、光谱技术、电流分析、色层析以及计算机技术等技术手段在植物学研究中的应用，大

19、大促进了现代植物学的发展。2023年2月15日星期三主要成就：DNA双螺旋结构的发现：1953年，DNA双螺旋结构的发现，标志着分子生物学的建立，也是现代植物学发展的标志。电子显微镜的应用：电子显微镜在植物学研究上的应用，使植物解剖学的发展上了一个台阶，使植物解剖学进行了超微时代。现代植物学的发展还有很多方面的内容。四、植物学发展简史2023年2月15日星期三 五、植物学与国民经济的关系 2023年2月15日星期三六、植物学的学习方法认真阅读教材，认真了解教材的基本内容，掌握植物科学的基本知识和基本理论。必须注意辩证思维，把握知识的内在联系。如形态结构与生理功能的联系，形态结构与生态环境的关系

20、，个体发育和系统发育的关系，遗传与变异的关系，共性和个性的关系、多样性的保护和资源开发利用的关系，基础知识与应用的关系等。不能死板的孤立的和片面的思维方式。2023年2月15日星期三六、植物学的学习方法要注意了解新成就、新动向、新发展。因为植物科学总是在发展中的，尤其是现在，每年都有许多新的发现和新的进展，因此，应注意知识更新。加强理论联系实际，一方面认真作好实验和植物野外实习，以验证和观察植物科学中的一些基本规律、生命活动和多样性等。另一方面，注意观察和联系生产、生活实际，以植物学基本知识和基本理论解释和解决问题，并可进一步通过实验来验证自已的分析是否正确。这样既可深刻了解植物科学的基本知识

21、和理论，又培养了分析问题的能力，而且还可以发现一些问题，从而推动自己进行进一步的探讨和学习。2023年2月15日星期三七、学习本课程的要求1.种子植物形态解剖部分通过学习，要求掌握植物细胞的基本结构，包括显微结构和亚显微结构；细胞分裂的类型和过程；组织的起源和类型；营养器官和繁殖器官的发育和结构。并通过实验，能掌握显微镜的使用，识别细胞、组织的特征和结构，器官的主要外部形态和内部结构，徒手切片及染色、装片等方法和技术。了解透射和扫描电子显微镜的应用和相应的制片技术。2023年2月15日星期三七、学习本课程的要求2.孢子植物部分通过学习，要求对孢子植物中各大类群和门的特征，以及代表植物的结构、生

22、活史、亲缘关系等有一基本认识，从而建立起植物界发展演化的概念。通过实验和野外实习，识别和记录常见的和中学课本所涉及的孢子植物，以及它们的生态和分布，并学会标本的采集、野外的观察和记录以及各类孢子植物标本的制作方法。2023年2月15日星期三七、学习本课程的要求3.种子植物部分通过学习，要求掌握一部分重要科、属、种的特征、亲缘关系、分布和经济价值等知识；掌握识别种子植物的方法，包括熟悉检索表和重要工具书的使用。并通过实验，掌握繁殖器官和营养器官的形态特点，较熟练地应用检索表，能鉴别出常见种子植物的科、属；通过野外实习，接触自然，扩大眼界，识别和记录常见的种子植物，以及它们的生态和分布，并学会采集

23、和制作腊叶标本的方法。2023年2月15日星期三本期主要参考书目：陆时万、张国芳等，植物学（上、下），高等教育出版社，1992年第二版。周云龙，植物生物学，高等教育出版社，1999年版。李正理，植物解剖学。胡适宜，被子植物胚胎学，高等教育出版社，1982年，吴树明等译，植物解剖学（以色列），南开大学出版社，1990年版。李扬汉，植物学，上海科学技术出版社，2个版本，一个是全一册，另一个分上、下册。李正理等，中国大百科全书生物学植物形态 植物生理分册，中国大百科全书出版社，1988年版。另见陆时万教材（1991年第二版）253页介绍。2023年2月15日星期三本章作业：简述生物的分界系统。在各分界系统植物如何定义？各包括哪些生物类群？根据茎干的质地，将植物分为哪些类型？简述碳循环和氮循环的过程。综述植物的定义。