课程安排和要求

1. 课程安排和要求 • 理论：植物形态学。 • 实验： • 学生应提前5-10分钟进实验室，做好实验前的准备。 • 硬铅笔（2H或3H）、橡皮。 • 实验报告 • 作业： • 考试： • 植物学网络课程： 　　　 http://www.gdzk.dq.cnpc.com.cn/yflzwx

2. 植物形态解剖学 绪 论 主讲教师：尤凤丽　　yfl@dqsy.net

3. 内容提要: • 一、植物界 • 二、植物在自然界中的作用 • 三、植物学的研究内容及其分支学科 • 四、植物学发展简史 • 五、学习植物学的目的和方法

4. 一、植物界 １、植物的多样性 ２、植物的基本特征 ３、生物界的划分

5. １、植物的多样性 • 地球上的生命诞生至今，经历了近35亿年漫长的发展和进化过程，形成了约200万种现存生物，其中属于植物界的有50余万种。它们从各个方面体现出植物的多样性：

6. （1）植物在地球上分布的多样性： （2）植物形态结构的多样性 （3）植物营养方式的多样性 （4）植物生命周期的多样性

7. 植物的多样性是植物有机体与环境长期相互作用，通过遗传和变异，适应和自然选择而形成的。植物进化仍在继续，新的种类还会出现。同时，随着科学研究、生产实践的深化，人类对植物界的进化速度和繁荣昌盛也将产生越来越深远的影响。植物的多样性是植物有机体与环境长期相互作用，通过遗传和变异，适应和自然选择而形成的。植物进化仍在继续，新的种类还会出现。同时，随着科学研究、生产实践的深化，人类对植物界的进化速度和繁荣昌盛也将产生越来越深远的影响。

8. ２、植物的基本特征 • 植物虽然多种多样，但绝大多数具有共同的基本特征： • 含有叶绿体，可以进行光合作用， • 具有细胞壁且固着生活。 • 上述特征在进化地位越高的植物类群中，愈明显。

9. ３、生物界的划分 植物界是整个生物界的一部分，要了解植物界就必须知道生物界是如何划分的。这直接关系到植物界的范围、分类以及进行其他的研究。那么，生物界究竟应该如何划分，长期以来，随着科学的发展，学者们有着不同的看法。

10. 二界系统—林奈（1707—1778） 早在18世纪瑞典博物学家林奈在其著作《自然系统》（Systema Naturae）（1735年）中将生物划分为植物界和动物界。 依据 ： 运动能力、细胞壁有无和营养方式。 • 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。 • 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。

11. 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。

12. 由于电子显微镜的使用，人们发现有些生物的细胞缺少真正的细胞核，如蓝藻、细菌等，故称这类生物为原核生物，即称为四界系统，即植物界、动物界、原生生物界和原核生物界。由于电子显微镜的使用，人们发现有些生物的细胞缺少真正的细胞核，如蓝藻、细菌等，故称这类生物为原核生物，即称为四界系统，即植物界、动物界、原生生物界和原核生物界。 • 四界系统是1938年美国的柯柏兰提出的。 • 原核生物界：将归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。

13. 五界系统—魏泰克（1969）：他认为应将真菌从原来的植物界中独立分出，而把生物重新划分为五界，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）。五界系统—魏泰克（1969）：他认为应将真菌从原来的植物界中独立分出，而把生物重新划分为五界，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）。 • 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。 • 评价：魏泰克五界系统中的所归入的生物比较庞杂、混乱，不能成为一个系统的分类群。

14. 优点：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。优点：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。

15. 六界系统 • 非胞生物界：七十年代，我国学者（陈世骧等）提出，将病毒、类病毒等无细胞结构的另立一界，称非胞生物界。 • 六界系统：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。

16. 由此可以看出：在不同生物界的分界系统中，植物界的范围大小不一，包括的具体植物种类也不相同。在同一分界系统中，由于各学者的看法不同，植物界所包括的具体植物种类也不完全一样。由此可以看出：在不同生物界的分界系统中，植物界的范围大小不一，包括的具体植物种类也不相同。在同一分界系统中，由于各学者的看法不同，植物界所包括的具体植物种类也不完全一样。 本门课作为植物学基础课，仍采用两界系统，以便范围较广，易于理解。

17. 二、植物在自然界中的作用 • 植物是生物圈中一个庞大的类群，分布广泛，它们在生物圈的生态系统、物质循环和能量流动中处于最关键的地位，它们在自然界中具有不可替代的作用。

18. 光合作用：植物是自然界中第一生产者． • 植物在自然界物质循环与生态平衡中的作用 • 植物对环境保护的作用 • 植物对大气净化的作用。 • 植物对水域净化的作用。 • 植物的监测作用 • 植物对水土保持的作用 • 植物在土壤形成中的作用

19. 三、植物学的研究内容和分支 （一）植物学范畴 　　植物学：是研究植物（界）的生活和发展规律及其与环境和人类的相互关系的科学。 研究对象：是整个植物界。 任务：是认识和揭示植物界所存在的各种层次的生命活动的客观规律，从分子、细胞、器官到整体水平的结构与功能、生长与发育、生理与代谢、遗传与进化、分布，以及与环境相互作用等规律，揭示新原理和探索新技术，并为广泛应用植物学的理论和方法解决人类面临的一些重大问题，如粮食短缺、能源紧张、环境污染、生态系统退化和平衡失调、生物多样性减少等；同时，还要进行植物的种类、群落、区系和应用价值等的调查、鉴定、分类和综合。因此植物学是由基础理论研究、应用基础研究和基本资料的调查三方面的内容组成的。

20. (二) 植物学分支学科 按内容分： • 植物形态学（PlantMorphology） • 植物分类学（PlantTaxonomy） • 植物生理学（PlantPhysiology） • 植物生态学（PlantEcology） • 地植物学（Geobotany） • 植物细胞学（PlantCytology） • 植物分子生物学（PlantMolecularBiology） • 植物基因组学（ PlantGenomics)

21. 植物形态学：其宗旨是研究植物的形态结构在个体发育和系统发育中的建成过程和形成规律。广义的概念还包括研究植物组织和器官的显微结构及其形成规律的植物解剖学，研究高等植物胚胎形成和发育规律的植物胚胎学，以及研究植物细胞的形态结构、代谢功能、遗传变异等内容的植物细胞学。植物形态学：其宗旨是研究植物的形态结构在个体发育和系统发育中的建成过程和形成规律。广义的概念还包括研究植物组织和器官的显微结构及其形成规律的植物解剖学，研究高等植物胚胎形成和发育规律的植物胚胎学，以及研究植物细胞的形态结构、代谢功能、遗传变异等内容的植物细胞学。 • 植物分类学:　是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科学，是整个植物学中最基本的一门学科，也是进行植物资源调查等工作的必需基础。

22. 植物生理学：这是研究植物生命活动及其规律性的科学，所研究的内容包括植物体内的物质代谢和能量代谢、植物的生长发育、植物对环境条件的反应等。有的进一步形成专门的科学，如植物代谢生理学、植物发育生理学等。植物生理学：这是研究植物生命活动及其规律性的科学，所研究的内容包括植物体内的物质代谢和能量代谢、植物的生长发育、植物对环境条件的反应等。有的进一步形成专门的科学，如植物代谢生理学、植物发育生理学等。 • 植物生态学：是研究植物与其周围环境相互关系的科学。随着科学的发展，派生出植物个体生态学、植物群落学和生态学等。 • 植物遗传学：是研究植物的遗传变异规律以及人工选择的理论和实践的科学。

23. 按类群分： 藻类学 真菌学 地衣学 苔藓学 蕨类学 种子植物学 按对象和方法分： 经济植物学 药用植物学 古植物学 植物病理学 植物地理学 放射植物学 • 植物形态学和植物分类学就是我们现在所学习的经典 • 植物学。另外要开设的课程，均涵盖植物学的其他分支学科。

24. 四、植物学发展简史 • 科学从实践中产生，又为实践服务。几何学因量地而发展起来，地理学是因商业和旅游而形成，生物学是因为人类生产和生活的需要而产生。 • 植物学同其他学科一样，有一个发生和发展的过程。回顾植物学的发展史，可以大体分为描述植物学、实验植物学和现代植物学3个主要时期。各时期的主要成就和特点简介如下：

25. 1.描述植物学时期 (17世纪之前) • 多数人承认：以亚历士多德的弟子特奥费拉斯托(公元前371-286年)所著《植物历史》和《植物本原》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。并建立了许多植物园，我国明朝的李时珍也属这一时期的代表人物，他的著作《本草纲目》1596年问世。 从特奥费拉斯托到17世纪近2000年的时间内,植物学从创始到不断发展。此时我国植物学的研究如下：

26. 北京周口店出土的50万年前的猿人洞中，发现大量朴树种子的化石。北京周口店出土的50万年前的猿人洞中，发现大量朴树种子的化石。 • 公元6世纪北魏贾思勰 的《齐民要术》（533-544）总结了当时的农、林、果树和野生植物的利用成就，提出了豆类植物可以肥田，介绍了嫁接技术。我国现存最早、最完整的农业专著。 • 《神农本草经》是世界最早的本草学著作 • 《南方草木状》（西晋嵇含）我国最早的植物学专著，记载了热带、亚热带植物８０种。反映出南方植物的特色。 • 《本草纲目》（ 1596明李时珍）总结了16世纪以前的中国本草著作，为世界学者所推崇。记载植物1173种？包括：藻、菌、地衣、苔藓、蕨类和种子植物。

27. 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的牧场管理生产体系。

28. 2.实验植物学时期 • 从18世纪至20世纪初的100多年为实验植物学时期。这一时期在植物学的发展史上最为重要。植物科学和其他自然科学一样，经历了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。

29. 实验植物学时期主要研究成果： • 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。称为现代动植物分类学奠基人 。 • 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。 • 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。

30. —光合作用的发现： • 光合作用的发现是植物科学历史上又一重大事件。 • 1771年英国人发现植物可以恢复因燃烧而变“坏”的空气。 • 1804年瑞士人研究证实CO2和H2O是植物生长的原料。 • 1845年德国人证实植物把太阳能转化为化学能 • 1860年人们已用CO2 + H2O （CH2O）+ O2表示植物利用光能的总过程。 • 1897年首次在教科书中称它为光合作用

31. 1859年，英国伟大的自然科学家达尔文发表了《物种起源》和后来的其他著作，创立了进化论，他把整个生物界看作是一个自然进化的谱系。这直接推动了19世纪植物分类学的发展。1859年，英国伟大的自然科学家达尔文发表了《物种起源》和后来的其他著作，创立了进化论，他把整个生物界看作是一个自然进化的谱系。这直接推动了19世纪植物分类学的发展。 • 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。 • 农业上的育种实践，植物受精生理学说的建立使植物遗传学`得到了迅速的发展。1866年孟德尔的《植物杂交的发现试验》揭示了植物遗传的基本规律。因此，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。

32. 总之，植物学经过18世纪特别是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，推动了以品种改良、高产栽培、大量使用农药和化肥以及机械化为标志的现代农业体系的形成。使农业生产方式发生了根本改变。总之，植物学经过18世纪特别是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，推动了以品种改良、高产栽培、大量使用农药和化肥以及机械化为标志的现代农业体系的形成。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。

33. 3.现代植物学时期 • 开始于19世纪末，20世纪初，大发展于20世纪后半叶。 • 特点：应用先进技术从分子水平上去研究生命现象。 • 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，大大促进了现代植物学的发展。

34. 主要成就： 　　随着物理学、化学等学科渗入生物学研究领域，一批交叉学科，如生物化学、生物物理学等相继诞生。 • 1953年Sanger利用纸层析技术和纸电泳技术第一次揭示了胰岛素的一级结构，开创了数千种蛋白质序列分析的先声。 • DNA双螺旋结构的发现：1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋模型，随后Crick又提出了中心法则，这标志着以大分子为研究目标的分子生物学的诞生。也是现代植物学发展的标志。

35. 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，使植物解剖学进入了超微时代。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，使植物解剖学进入了超微时代。 • 近20多年来，分子生物学和近代技术科学，以及数学、物理学、化学及新概念和新技术被引入到植物学领域，植物科学的微观和宏观的研究上均取得了突出成就。无论在研究的深度和广度上都达到了一个新水平。如：分子克隆技术诞生、植物发育基因的克隆与功能鉴定、离体培养与发育等等。

36. 近年来在植物发育分子生物学研究中取得的重大突破之一，就是发现了有关花发育中调控各类花器官形成的器官特征基因的克隆及其功能分析。在植物生殖生物学的研究上也取得了重大进展，如配子识别、配子分离、配子融合和人工培养合子等均获成功，已可在离体条件下观察受精过程中的变化。同时，在宏观的研究上，如生态学、植物（生物）多样性的研究等领域也取得了重大进展。近年来在植物发育分子生物学研究中取得的重大突破之一，就是发现了有关花发育中调控各类花器官形成的器官特征基因的克隆及其功能分析。在植物生殖生物学的研究上也取得了重大进展，如配子识别、配子分离、配子融合和人工培养合子等均获成功，已可在离体条件下观察受精过程中的变化。同时，在宏观的研究上，如生态学、植物（生物）多样性的研究等领域也取得了重大进展。 总之，近20多年来，特别是近10年来植物科学发展迅速，其中对植物科学发展影响最大、最深刻的就是分子生物学及其技术。这是现代植物学时期的一个明显特点。

37. 现代植物科学的发展趋势： (一)、两极分化及其融合。 现代植物科学的发展已经进入到两极分化与趋同性的阶段，一方面是在微观领域进一步探索生物分子水平的结构、过程与机理，以揭示生物界的高度的同一性；另一方面在宏观领域继续在生物圈的水平上发展对大气圈、水圈、岩石圈相互作用的认识，而且还将会跨出地球，进入外层空间，研究宇宙射线作用与无重力世界中的生命活动。上述两方面（两极）的研究与发展又相互融合。在这种分化与融合的过程中会进一步深化人类对植物界的复杂性、多样性与同一性的认识，大大丰富植物科学的内容。还会产生一系列新的分支学科，形成现代植物科学体系。

38. (二)、学科交叉、渗透 　　植物学科中传统的各分支学科彼此交叉渗透，各分支学科间的界限逐渐淡化，而且植物科学也与其他生物学科、非生物学科间进行交叉渗透和相互影响、相互推动。植物科学也将在这种广泛的交叉渗透中得到更大的发展。

39. (三)、植物科学的研究（包括微观领域和宏观领域）和所获得的成果将会和解决人类面临的人口增长、粮食和能源短缺、环境污染、生物多样性减少、人类和生物生存环境日益恶化等重大问题更密切地相互联系。并在解决这些重大问题中发挥作用。(三)、植物科学的研究（包括微观领域和宏观领域）和所获得的成果将会和解决人类面临的人口增长、粮食和能源短缺、环境污染、生物多样性减少、人类和生物生存环境日益恶化等重大问题更密切地相互联系。并在解决这些重大问题中发挥作用。

40. 五、学习植物学的目的和方法 • 在研究生命活动这种最复杂、最高级的运动形式时，无疑要对所有生物的形态结构、物质基础、系统发育等方面做深入研究。植物学作为发展生命科学的基础科学之一，包含了广泛的生产和实践意义。

41. 学好本门课要注意以下几点： • 1、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。 • 2、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，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。

42. 3、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。3、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。 • 4、加强理论联系实际，一方面认真作好实验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。另一方面，用植物学基础知识和基本理论解释和解决生产、生活中的实际问题。 这样既可深刻了解植物科学的基本知识和理论，又培养了科研能力、分析问题的能力，从而推动自己进行进一步的探讨和学习。

43. 总之，学无止境，随着生物科学的深入发展和探索生命活动的微观化，会出现一系列的交叉科学和边缘科学，但科学无论发展到什么程度，都不会脱离基础，植物学作为生命科学的基础科学之一，一定要学好，学扎实，只有对基础知识牢牢把握，充分学习、擅于积累，才有可能在未来生物学的发展过程中，充分发挥主观能动性，为满足人类生产、生活的需要发挥更大的潜力。

44. 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。 • 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。

45. 主要参考网站： • 植物学教育科研网http://www.chnbotany.net/ • 生物谷：http://www.bioon.com/ • 生命经纬：http://www.biox.cn/ • 中国公众科技网http://www.cpst.net.cn/

46. The end