植物学绪论YSD课件

植物学,植物学,杨素丹,植物学的定义与研究对象,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。什么是植物？植物是生物的一大类群（植物界）,一、植物界(一)植物的基本特征1、具有细胞壁；2、光合自养；3、开放式生长；4、无明显应急反应。,(二)植物的多样性1、种类多样性：200万种生物中植物有50余万种，已描述的高等植物267750种。,丰富的植物世界,2、形态结构多样性3、习性、寿命多样性寿命：20-30min，一年生，多年生等。4、生活方式多样（自养、互生、寄生、腐生）5、分布多样性平原，高山，荒漠，海洋，赤道，极地等。,(三)植物的类型和分布,（1）植物的类型：按照两界系统，已知植物种类50余万种。1.藻类植物2.菌类植物3.地衣植物4.苔藓植物5.蕨类植物6.种子植物植物界是随着地球历史的发展，由原始的生物不断的演化，大约经历了30亿年的漫长历程。其种类繁多，分布也极为广泛。其中，菌类植物体内不具叶绿体，属于非绿色植物，其它种类，属于绿色植物。,植物的类型,植物的类型繁殖方式维管束有无胚的有无进化级别营养方式藻类植物自养菌类植物异养苔藓植物自养蕨类植物自养裸子植物自养被子植物自养,孢子植物,种子植物,无,无,有,低等植物,高等植物,有,植物的类型,植物的种类,菌类植物,苔藓植物,蕨类植物,藻类植物,种子植物,地衣植物,植物的类型和分布,（2）种子植物的类型:1.木本植物：（植物体木质化发达，地上部分能越冬）1)乔木：（有明显的单一主干）2)灌木：（没有明显主干，成丛状生长）3)半灌木：（草本与木本之间的过渡类型）2.草本植物：（植物体木质化不发达、地上部分不能越冬）1)一年生草本：2)二年生草本：3)多年生草本：,种子植物的类型,乔木（松）,一年生草本（水稻）,二年生草本（白菜）,多年生草本（鸢尾）,半灌木（黄芪）,灌木（黄杨）,红藻,褐藻,细菌,青霉,曲霉,真菌,真菌,伞菌,地衣,苔藓,苔藓,鸟巢蕨,树蕨,裸子植物,罗汉松,苏铁,被子植物,红菠萝,观赏凤梨,兰花,红掌,猪笼草,火麒麟,昙花,（四）植物界的划分1、18世纪林奈的二界系统：植物界、动物界2、1866年，德国Haeckel的三界系统：原生生物界、植物界、动物界3、1938年，美国的柯柏兰（Copelend)提出四界系统：原核生物界、原始有核界、后生动物界、后生植物界4、1969年美国的惠特克提出五界系统：原核生物界、原生生物界、真菌界、动、植物界5、1979年我国陈世骧提出六界系统：非胞生物界、原核生物界、原生生物界、真菌界、动、植物界。,（五）植物在自然界中的重要作用,1、参与生物圈形成，推动生物界发展2、转贮能量，提供生命活动能源（光合作用）6CO2+6H2OC6(H2O)6+6O2+ATP,3、促进物质循环，维持生态平衡，改善环境4、是天然的基因库和发展国民经济的物质资源,绪论,植物在自然界的作用,（六）人类利用和改造植物的历史植物与人类的生存与发展密切相关，具体表现如：1、为人类生存提供适宜环境，(调节气候,净化空气,维持氧气和二氧化碳的平衡)2、提供食物来源3、提供能源（煤、油、柴等）,1、栽培作物的起源与农业的发展。早期人类生存的四种方式a、没有控制狩猎与随意采集。b、有控制性狩猎与有计划采集。c、专一性狩猎和采集。d、选择性地蓄养，种植。在人类历史上，把植物种子采回、保存、种植，以保证人类食物来源，给人类的生存带入一场革命。不亚于对火的认识。,原始的农业栽培：将原有的植物加以保护，待成熟后采收，在这个过程中有改造的成分。采集与原始农业有区别，采集没有改造过程，原始农业有改造过程。化石资料表明，关于植物驯化的时间有65007000年的历史，中国是世界上著名农业古国，有7400年的种植历史，分布长江和黄河流域，包括浙江余姚。1882年，法国学者提出三个最早驯化植物中心，有中国、埃及与热带美洲。,1935年前，苏联学者提出作物起源8大中心，中国为中心之一，1971，一位学者提三个最早农业中心、中球埃及流域、中东、中美洲所有栽培植物都是在自然选择的基础上，人工选择结果。随着人类种植技术的提高和改造植物技术的增强，作物的品质与产量不断提高。特别是新品种的培育，化肥的使用，使产量明显增加。称绿色革命。不利因素使作物的遗传多样性单一化，抗性降低。,2、植物资源的开发利用据估计目前被人类利用的植物约2.5万种，栽培植物1.5万种。它门包括以下五大类1）栽培食用植物粮食作物：小麦玉米水稻土豆大麦经济植物:豆类,花生(蛋白质、油类)水果：蔬菜：,2）糖料和调料糖料：最早甘蔗，19世纪以后是甜菜，食用糖和水果，食品添加剂。调料：植物种类很多，如肉桂、桂花、八角，中国有数400种植物。有成功开发技术的有70种。化妆品：香水，香皂香料植物的用途,食品、饮料对香的理解因人而异，浓度高与浓度低不同。,3）药材中国中医药发展世界闻明称为中医。近几年受到国内外关注。有治疗彻底之用，见效快。4)纤维棉花、大麻、亚麻。5)燃料与木材燃料，真接燃烧煤、油等来源。材料，真接利用，造纸的原料。6)花卉业盆花、切花、插花、干花,（七）人类未来的发展与植物1）植物基因工程基因工程：利用分子水平对生物进行改造一个新的学科。植物基因工程：把不同的植物或动物的控制优良性状的基因转移到所需要的植物中，实现植物优良性状的改良。植物基因工程技术在农业上有较为广泛的应用，关于转基因食物有不同的看法。,2）植物细胞融合在细胞水平上对植物进行性状改良的一种方法。细胞融合有以下几种情况（发生细胞融合）天然细胞融合：在自然条件下发生的新的结果称细胞杂交技术，在人的干于下完成的异种间细胞杂交，使细胞质融合。除去壁融合培养植株用于融合的细胞可是植株体的，也可是花粉的。西红柿马铃薯薯番茄地上部结西红柿，地下结马铃薯。,3、野生植物开发人类食用的各类作物均有野物植物驯化而成，在20多万种植物中种，只有数百种被利用，还有很多种植物没开发利用，随着人类对植物认识的加深，新的可利用植物在不断发现，例如：银杏、红豆杉、蒲公英、魔芋等。果树、山楂树、山葡萄、花卉,4）农业生产的新领域一是为人类生命提供更多的粮食，以满足人类生存的需要。二是为工业提供原料，求得更大的经济效益。21世纪将在生物能生产、蛋白质生产、植物次生代谢物质生产和植物全株利用等领域有很大的发展和突破(1)生物能生产：利用种植能源植物，开发能源代替原有能源。如利用植物桔杆、废弃物，通过发酵产生酒精代替能源，使其成为新能源。,（2）蛋白质生产蛋白质是维持生命活动的基本物质，它是器官和组织的主要成分。生产方式：主要是单细胞培养，从酵母、细菌等微生物中获取蛋白质，微生物体中蛋白质比较丰富。蛋白质含量在4580%之间，酵母菌体中含蛋白质占干重4555%，有人体必需氨酸中的7（8种中）种，故称“人造肉”，成人每天食用1015g干酵母，可满对蛋白质的需求。,（3）有用植物次生代谢物质生产利用细胞培养的方法，产生次生代谢物质，来代替植物次生代谢产生的物质，节省时间，又可得到大量物质。但这个过程必须在生物反应器中进行，如生物制药。特别是一些用量大，产量低，价格高的化合物，可通过这种方式生产。,（4）植物全株利用在过去植物被利用的部分很少，如粮食作物只利用果实或种子，蔬菜只利用可食的部分，其它部分即废掉。全株综合利用，如叶作饲料，茎作维纤开发，纤维水解葡萄糖目前，现代生物技术，在农业中有广泛应用，植物综合开发不但能降低成本，还能保护环境，提高农民的经济收入。,二、植物学发展,植物科学的发展简史1.古代植物学时期(200-250万年前人类诞生公元一世纪)2本草学时期（117世纪）3近代植物学时期（16世纪末19世纪中叶）4现代植物学时期（19世纪中叶今）使植物学的研究由观察描述阶段进入实验阶段。,植物学的发展简史,可分为三个阶段：,1、人为分类学时期（古-1830）,2、进化论前后自然系统分类时期：（1763-1920）主要是分类学的发展，争论焦点是进化问题。代表人物：拉马克，达尔文，虎克,3、系统发育时期：植物学产生许多分支学科。代表人物：孟德尔(发现遗传规律)等。,古代分类学时期：代表人物：特奥费拉斯托（Theophrastus）植物历史、植物研究本草学家时期：运用植物治病；代表人物：马革钠斯。早期分类学时期：代表人物西沙尔比诺（Caesalpionn）植物林奈时期：发展双名法植物属志、植物种志,1描述植物学时期,时间：17世纪前内容：以认识和描述植物为主，积累植物学的基本资料和发展栽培植物。对农业栽培植物的发展起了重要作用方法：以描述和比较为主重要事件：A公元前371286，希腊，特奥弗拉斯托，植物的历史，植物本原，500多种植物B16世纪末：意大利，西沙尔比诺，提出以植物生殖器官为分类基础C1665年，英，虎克发现细胞D1690年，英，雷给物种下定义，依据花和营养器官的性状分类,时间：18世纪到20世纪初方法：以实验方法为主，了解植物生命活动过程内容：已形成植物形态学，植物分类学和植物生理学等分支学科重要事件：A18世纪，林奈，自然系统B19世纪，德，施莱登和施旺，细胞学说C达尔文，物种起源D孟德尔，摩尔根,2实验植物学时期,时间：20世纪初至今分子生物学时期：应用先进技术从分子水平研究植物生命现象重要事件：A1954年，DNA双螺旋结构模型B1972年，分子克隆技术诞生C植物发育基因的克隆与功能鉴定D离体培养与发育E双子叶模式植物拟南芥全基因组测序F单子叶模式植物水稻全基因组测序,3现代植物学时期,两极分化及融合植物学科中的各分支学科彼此交叉渗透，界限逐渐淡化与其它学科的交叉渗透进一步加强基因组学和蛋白质组学用于植物学研究,4当代植物学发展趋势,2000年前，诗经：200多种植物公园6世纪，北魏贾思勰：齐民要术明代徐光启：农政全书（1639年）明李时珍：本草纲目清吴启睿：植物名实图考清（19世纪中叶），李善兰与外人合编的植物学一书，是我国第一本植物学的译本。1999年：中国植物志,5我国植物学研究,我国近代植物学发展：1、钟观光：中国第一位植物学家。2、胡先啸：植物起源问题的植物学家。3、刘慎谔：著名植物分类学家、地植物学家和林学家。袁隆平：杂交水稻之父水稻全基因组测序（籼稻）,三、植物科学的研究内容、分科与发展趋势1、内容：研究植物的形态结构和发育规律，类群进化与分类，生长、分布与环境的相互关系，植物的开发利用等。2、分科：植物