植物资源与生物学

1、植物资源与生物学主讲教师：潘学武主讲教师：潘学武 第一章第一章 绪绪 论论 一、概念一、概念 植物生物学植物生物学：从细胞、组织、器官、个体、：从细胞、组织、器官、个体、类群、生态系统等不同层次，阐述植物的类群、生态系统等不同层次，阐述植物的形态、构造、生理、分类、分布、遗传变形态、构造、生理、分类、分布、遗传变异和进化及其与环境相互关系的一门课程，异和进化及其与环境相互关系的一门课程，从而对植物体、植物界和植物科学有一整从而对植物体、植物界和植物科学有一整体的了解。体的了解。植物资源学的定义v植物资源学植物资源学：是应用植物学的一个分支，它是研究资源植物的分布、分类、引种驯化；资源植物中有用

2、物质的性质，形成积累和转化的规律及提取和加工的工艺；一定地区的植物资源种类蕴藏量，开发利用及其保护的一门学科。二、植物在生物分界中的地位二、植物在生物分界中的地位 （一）生物界的划分：从两界到多界（一）生物界的划分：从两界到多界1. 林林 奈奈 （Carolus Linnaeus,17071778） 1735年，年， 自然系统（自然系统（Systema Naturae）：植）：植 物界和物界和 动物界，两界系统动物界，两界系统 2. 海克尔海克尔 1866年，植物界、动物界和原生生物界，三年，植物界、动物界和原生生物界，三 界系统界系统3. 魏泰克魏泰克 (R. H.Whittaker) 19

3、59年，植物界、动物年，植物界、动物 界、真菌界和原生生物界，四界系统界、真菌界和原生生物界，四界系统 4. 魏泰克魏泰克 1969年，植物界、动物界、真菌界、原生生年，植物界、动物界、真菌界、原生生 物界和原核生物界，五界系统物界和原核生物界，五界系统5. 陈世骧陈世骧 20世纪世纪70年代，植物界、动物界、蓝藻界、年代，植物界、动物界、蓝藻界、 细菌界、真菌界、病毒界，六界系统细菌界、真菌界、病毒界，六界系统 还有人将生物界划分为八界。还有人将生物界划分为八界。（二）植物的类型与分布（二）植物的类型与分布 两界系统中的植物界：两界系统中的植物界：50万余种万余种 类型类型：包括藻类、菌类、

4、地衣、苔藓、蕨类、裸：包括藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类、裸子植物和种子植物等类群。子植物和种子植物等类群。 分布分布：因植物大小、形态结构和生活方式各异；：因植物大小、形态结构和生活方式各异；分布广，种子植物种类最多，分布最广，形态结构最分布广，种子植物种类最多，分布最广，形态结构最复杂。复杂。 种子植物种子植物类型类型: 依据：茎干质地依据：茎干质地 乔木乔木 木本植物木本植物 灌木灌木 类型类型 半灌木半灌木 一年生一年生 草本植物草本植物 两年生两年生 多年生多年生 （三）植物界的发生与发展（三）植物界的发生与发展 30多亿年演化历程，多亿年演化历程，50多万种植物。多万种植物。 经历了

5、：非生物到生物；经历了：非生物到生物； 简单到复杂；简单到复杂； 水生到陆生；水生到陆生； 低级向高级。低级向高级。 植物学发展史植物学发展史 1. 描述植物学时期描述植物学时期 时间时间: 17: 17世纪前世纪前 内容内容: : 以认识和描述植物为主，积累植物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。农业栽培植物的发展起了重要作用。 方法方法: : 以描述和比较为主以描述和比较为主 重要事件重要事件A 公元前公元前371286，希腊，希腊Aristote的学生的学生 Theophrastus发表发表了了植物

6、的历史植物的历史（Historia Plantanum）和）和植物本原植物本原（De Causis Plantanum），记载了），记载了500多种植物。多种植物。B 16世纪末：意大利，西沙尔比诺，提出以植物世纪末：意大利，西沙尔比诺，提出以植物生殖器官生殖器官为分为分类基础。类基础。C 1665年，英国物理学家虎克（年，英国物理学家虎克（Hooke）创制了第一架有研究）创制了第一架有研究价值的显微镜，发现了价值的显微镜，发现了细胞细胞。D 1690年，英国的雷给物种下了定义，依据年，英国的雷给物种下了定义，依据花和营养器官花和营养器官的性的性状分类。状分类。 2. 实验植物学时期实验植物学

7、时期 时间：时间：18世纪到世纪到20世纪初世纪初 方法：方法： 以实验方法为主，了解植物生命活动过程以实验方法为主，了解植物生命活动过程 内容：内容： 已形成植物形态学、植物分类学和植物生理已形成植物形态学、植物分类学和植物生理 学等分支学科。学等分支学科。 重要事件重要事件A 18世纪，林奈，自然系统世纪，林奈，自然系统B 19世纪，德国，世纪，德国，Schleiden和和Schwann，细胞学说，细胞学说C 1859年达尔文（年达尔文（Darwin）的）的物种起源物种起源问世，创问世，创 立了进化论立了进化论D 孟德尔（孟德尔（Mendel）的豌豆杂交实验，揭示了植物遗）的豌豆杂交实验，

8、揭示了植物遗 传的基本规律；美国的摩尔根（传的基本规律；美国的摩尔根（Morgan）于）于1926 年发表年发表基因论基因论，遗传理论体系形成。，遗传理论体系形成。 3. 现代植物学时期现代植物学时期 时间：时间：20世纪初至今世纪初至今 分子生物学时期：应用先进技术从分子水平分子生物学时期：应用先进技术从分子水平 研究植物生命现象。研究植物生命现象。 重要事件重要事件A 1953年，年，DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型B 1972年，分子克隆技术诞生年，分子克隆技术诞生C 植物发育基因的克隆与功能鉴定植物发育基因的克隆与功能鉴定D 离体培养与发育离体培养与发育E 双子叶模式植物拟南芥全基因

9、组测序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单子叶模式植物水稻全基因组测序 我国的植物学研究我国的植物学研究2000年前，诗经：年前，诗经：200多种植物多种植物公元公元6世纪，北魏贾思勰：世纪，北魏贾思勰：齐民要术齐民要术 明代徐光启：明代徐光启：农政全书农政全书（1639年）年） 明朝李时珍：明朝李时珍：本草纲目本草纲目 清朝吴启睿：清朝吴启睿：植物名实图考植物名实图考 清朝李善兰：清朝李善兰：植物学植物学 1999年：年：中国植物志中国植物志 袁隆平：杂交水稻之父袁隆平：杂交水稻之父 水稻全基因组测序水稻全基因组测序三、植物在自然界和人类三、植物在自然界和人类

10、 生活中的作用生活中的作用 （一）植物在自然界中的作用（一）植物在自然界中的作用 1 . 植物的光合作用和矿化作用植物的光合作用和矿化作用 光合作用光合作用（Photosynthesis） 过程与条件：过程与条件：CO2+H2O CH2O+ O2 宇宙作用：有机物合成；光能转化成化学能；宇宙作用：有机物合成；光能转化成化学能； 释放释放O2 矿化作用（矿化作用（MineralizationMineralization） 过程与条件：过程与条件： 死的有机物死的有机物 细菌、真菌等细菌、真菌等 无机物无机物 作用：无机物为绿色植物利用；使自作用：无机物为绿色植物利用；使自然界物质循环往复永无止境

11、。然界物质循环往复永无止境。 2. 植物在自然界物质循环中的作用植物在自然界物质循环中的作用 3. 植物对环境保护的作用植物对环境保护的作用 植物地面上的枝叶和地下的根系，改变局部生境。植物地面上的枝叶和地下的根系，改变局部生境。 植物的光合作用向周围环境释放氧气，净化空气，植物的光合作用向周围环境释放氧气，净化空气，水分蒸腾可调节大气中的湿度和温度；根系的分泌物影水分蒸腾可调节大气中的湿度和温度；根系的分泌物影响根际微生物的生长和土壤的理化性质。响根际微生物的生长和土壤的理化性质。 4. 4. 植物对水土保持的作用植物对水土保持的作用 在土壤中生长的根系有利于水土保持。在土壤中生长的根系有利

12、于水土保持。 森林作用：维持生态平衡，调节气候，森林作用：维持生态平衡，调节气候，防止水、旱、风、沙灾害，有利于人类生活防止水、旱、风、沙灾害，有利于人类生活和农业生产。和农业生产。（二）植物在人类生活中的作用（二）植物在人类生活中的作用 衣、衣、食、食、住、住、行、行、药。药。四、植物科学在自然科学和国民经济四、植物科学在自然科学和国民经济 发展中的意义发展中的意义（一）植物科学在自然科学发展中的意义（一）植物科学在自然科学发展中的意义 1、植物学研究对象：、植物学研究对象： 植物形态结构；植物分类；植物的生命活植物形态结构；植物分类；植物的生命活动和发育规律；植物与环境的关系。动和发育规律

13、；植物与环境的关系。 2、植物学分支学科（按、植物学分支学科（按内容内容） 植物形态学（植物形态学（Plant Morphology） 植物分类学（植物分类学（Plant Taxonomy） 植物生理学（植物生理学（Plant Physiology） 植物生态学（植物生态学（Plant Ecology） 地植物学（地植物学（Geobotany） 植物细胞学（植物细胞学（Plant Cytology） 植物分子生物学（植物分子生物学（Plant Molecular Biology） 植物基因组学（植物基因组学（Plant Genomics） 植物蛋白组学（植物蛋白组学（Plant Proteom

14、ics） 植物学分支学科（按植物学分支学科（按类群类群） 藻类学藻类学 真菌学真菌学 地衣学地衣学 苔藓学苔藓学 蕨类学蕨类学 裸子植物学裸子植物学 种子植物学种子植物学植物学分支学科（按植物学分支学科（按对象和方法对象和方法） 经济植物学经济植物学 药用植物学药用植物学 古植物学古植物学 植物病理学植物病理学 植物地理学植物地理学 放射植物学放射植物学 3、当代植物学发展趋势、当代植物学发展趋势 (1) (1) 两极分化及融合：微观世界；宏观领域两极分化及融合：微观世界；宏观领域 (2) (2) 植物学科中的各分支学科彼此交叉渗透，植物学科中的各分支学科彼此交叉渗透， 界限逐渐淡化界限逐渐淡

15、化 (3) (3) 与其它学科的交叉渗透进一步加强与其它学科的交叉渗透进一步加强 (4) (4) 基因组学和蛋白质组学用于植物学研究；基因组学和蛋白质组学用于植物学研究； 生物技术向植物学各领域渗透生物技术向植物学各领域渗透 在系统研究方面，应用计算机为手段的模拟方在系统研究方面，应用计算机为手段的模拟方面的研究。面的研究。 (二二) 植物学与国民经济的关系：植物学与国民经济的关系： 人与植物人与植物 植物与动物植物与动物 工农业与植物工农业与植物 社会问题与植物社会问题与植物 研究植物与环境的相互关系和作用，发展生研究植物与环境的相互关系和作用，发展生态学，保护生物多样性，改善人类环境，使人

16、类社态学，保护生物多样性，改善人类环境，使人类社会和国民经济持续发展。会和国民经济持续发展。 五、植物资源的分类系统五、植物资源的分类系统v1.食用植物资源v1.1淀粉植物类(板栗)v1.2植物蛋白类(大豆蛋白、食用菌、藻类蛋白)v1.3维生素类植物(蔬菜、食用菌、猕猴桃)v1.4食用油脂植物(油菜、油茶)v1.5饮料植物类(茶、可可、咖啡)v1.6食用色素植物类(红花色素、辣椒素)v1.7食用香料类脂物(胡椒、茴香)v1.8植物甜味剂类(水果、甘蔗、甜菜)v1.9饲料植物类(牧草)v1.10蜜源植物类(各种花)2、药用植物类v2.1中草药类(黄连等)v2.2植物农药类(银杏、胡桃、臭椿)v2.3有毒植物类(大麻)3.工业用植物类v3.1 木材类v3.2 纤维植物类v3.3 鞣质植物类v3.4 香料植物类v3.5 工业用油脂植物v3.6 植物胶v3.7 工业用植物染料v3.8 能源植物v3.9 经济昆虫寄主植物类v3.10其它4.保护和改造环境植物资源v4.1防风固沙植物类v4.2水土保持植物类v4.3绿肥植物类v