植物学 讲义2

绪论一、植物学的含义：植物学：是研究植物界和植物体的生活和发展规律的科学。

植物学研究的目的和任务：是用观察和实验的方法，去掌握植物体的生长发育及植物界规律，从而达到充分利用改造植物，满足人民生活的需要，为社会主义服务。

二、植物界及植物的多样性１、种类多地球上现有的生物已知的有２００多万种，其中植物：５０万种。

包括：藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物。

由这些种类繁多的植物构成庞大的植物界。

２、分布极为广泛从高山至平原、从海洋至陆地、从赤道至南北极、到处都有植物的分布。

３、植物体的大小、形态结构、生活习性各不相同如：单细胞植物、群体、多细胞植物、绿色植物、非绿色植物。

由以上三个方面我们可以说，自然界中生长的植物是多种多样的，因此形成了复杂的植物界。

三、植物在自然界和国民经济中的意义１、合成有机物提供生命所需要的物质、能量和氧气。

２、促进自然界的物质循环。

３、在国民经济中，植物是人类生产和生活不可缺少的物质资源四、植物学的发展简史植物学的产生和发展，与人类的生产实践是分不开的，它是在类的实践中产生，并在实践中不断发展和完善。

古时候的人类，在采集野生植物的过程中，逐渐认识了植物，并且学会了栽培植物。

随着农、牧业的发展，积累了有关植物的形态特征和生活习性的知识。

我国是研究植物最早的国家之一。

早在二千多年前，•周代的诗经已记载了２００多种植物。

汉代（公元前２００多年）的《神农本草经》记载药用植物３６５种。

北魏贾思勰《齐民要术》，概述了当时农、林、果树和野生植物的栽培利用，提出了豆类植物可以肥田及嫁接技术。

•明代李时珍从１５５２－１５７８年，•花费了２７年的时间编著了《本草纲目》一书，分以三十年的深入实践，详细记载了１８９２种药物，其中１０９４种是植物，现已译成英、法、德、日、俄等文字，这是世界植物分类和药学方面的重要文献。

清代吴其 •《植物名实图考》和《植物名实图考长编》，是我国植物学的又一巨著。

总之，我国古代植物学萌芽很早，成绩也很大，但由于长期封建制度的束缚，而只限于记载和描述阶段，发展很慢。

新中国建立以后，由于崭新的社会制度的建立，生产力得到迅速的发展。

植物学也和其他学科一样，迅速发展起来，取得了巨大的成果。

例如：①中国科学院植物研究所已成为亚洲蕨类标本的收藏中心之一；②近二十年来，我们发现了７50个新种，33个新属和四个新种；③在出版上，编写了很多有学术价值的专著，主要有《中国植物志》《中国植被》《新生代植物化石》等。

其中正在编写的《中国植物志》是一部80卷几百分册的巨著，目前已出版十多卷，它是我国植物学的重要文献，它的出版是对世界植物区系和地理分布的巨大贡献。

④1965年我国在世界上和一次人工合成具有生命的蛋白质－－结晶胰岛素，开辟了人工合成蛋白质的新纪元。

⑤1993年６月我国又成功地用基因工程方法研制出一种新型的人胰岛素，这标志着我国人胰岛素研究工作达到了新的水平。

⑥各省都进行了植物资源的普查，我省在普查的基础上编写出《黑龙江省树木志》、《黑龙江省植物检索表》为我省的经济发展奠定了基础。

其它方面不一一例举。

第一章植物的细胞与组织第一节植物细胞一、植物细胞的概念１、细胞的发现： 1665年英国人胡克（ROBRT HOOKE）用自制的复式显微镜观察了软木的结构（木栓），发现软木是由蜂巢式的小室构成，定名为细胞（CELL）。

胡克看到的细胞实际上是一个没有任何内容物的细胞空壳。

２、细胞学说的建立：十九世纪，约1840年前后德国植物学家施莱登以植物为材料进行研究德国动物学家施旺以动物为材料证明：①所有的植物和动物是由细胞组成的。

②所有的细胞都是细胞分裂一融合而来。

③精和卵都是细胞④一个细胞可以分裂形成组织和器官从而发表了细胞学说：确认细胞是一切动植物体的基本结构单位。

细胞学说的建立说明了动、植物有机界的统一性。

恩格斯曾给予高度的评价，把它列为十九世纪自然科学的三发现之一。

植物细胞：细胞是组成植物体结构和功能的基本单位。

二、植物细胞的形状和大小１、形状：细胞在游离状态下呈球形（表面积最小），但在植物体内，由于所处的位置和生理功能不同，在形态上表现出多种多样。

如长筒形（导管）；园柱形（叶肉细胞）；梭形（形成层细胞）；多面体；星形等。

２、大小：细胞的大小差异很大，一般是很微小的，平均直径在20－100ｕｍ，所以只有在显微镜下才能看到。

但有些细胞更小：球状细菌直径0.5ｕｍ有些细胞较大：成熟的西瓜果肉细胞 1ＭＭ苎麻的纤维细胞长达 550ＭＭ• 这些细胞我们用肉眼都能看到。

三、植物细胞的构造（一）原生质体原生质体：是细胞内所有有生命活动部分的总称，是分化的原生质。

植物细胞内的生命物质－－原生质原生质的概念细胞内具有生命活动的物质称为原生质。

原生质的化学组成组成原生质的物质可分为有机物和无机物质两类：①无机物：有水、溶于水中的气体、无机盐等②有机物：组成原生质的有机物有蛋白质、核酸、脂类、糖类以及微量生理活性物质，如：酶、激素、维生素、抗菌素等。

1、细胞质幼嫩的细胞：充满在细胞壁和细胞核之间。

成熟的细胞：紧贴细胞壁形成一薄层。

质膜细胞质细胞器胞基质（１）质膜：是细胞质最外面紧靠细胞壁的一层界膜，它是原生质体的最外部分。

功能：具有选择透性，控制细胞与外界环境的物质交换。

胞内膜：细胞内存在的膜系统，称为胞内膜。

生物膜：质膜与胞内膜统称为生物膜。

生物膜的结构：单位膜学说、流体镶嵌学说生物膜的功能：①是细胞和细胞器按室分工的保障，•使细胞各种生命活动有条不紊地进行。

②控制细胞内外物质的交换。

③在原生质体内起运输的作用。

④扩大了原生质内部的表面积，为各种生理活动提供了场所。

（２）细胞器指存在于细胞质中的具有一定的形态、特定生理功能以及特殊化学组成的微结构，称为细胞器。

①线粒体：是一种球形、线形或杆状的小体。

直径0.2－1微米；长约1－2微米。

功能：是呼吸作用的场所，是细胞内能量代谢的中心。

②质体：是绿色细胞所特有的细胞器，分布在细胞质中。

是一类合成和积累同化产物的细胞器。

根据质体所含色素和生理机能的不同，质体可分为三种：Ａ：叶绿体：存在于植物所有绿色部分的细胞里，以叶肉细胞为最多。

是细胞内的一种绿色质体，内含叶绿素及类胡萝卜素。

形状：扁椭园形；直径：5－8微米。

功能：是进行光合作用的场所。

Ｂ：白色体：是细胞内不含有任何色素的无色质体。

在质体中是最小的一种，通常存在于幼嫩的细胞和根、茎、叶、种子等无色的细胞中。

形状：球形或纺锤形功能：不同类型组织中的白色体其功能有所不同。

可分为造粉体、造油体、造蛋白体。

Ｃ：有色体：是含有类胡萝卜素的质体。

能常存在于花、果实和细胞中，但有些营养器官也含有，如胡萝卜的肉质根中。

以上三种质体在一定的条件下可以相互转化：白色体脱分化有色体叶绿体③内质网是充满在细胞质中的一个膜系统，这是由单层膜围成的管、泡或池，并相互连结成网状，称为内质网。

内质网的一些分枝内与核膜相连，外与质膜相连。

类型：平滑内质网、粗糙内质网功能：Ａ合成蛋白质和脂类。

Ｂ进行细胞间物质的运输和信息的传递。

Ｃ是许多细胞器的来源（液泡、高尔基体、微体等）。

④核糖体无膜质包被，为15－25微米的球形颗粒，为布在内网表面或游离于细胞质中。

成分：大约由40％的蛋白质和60％的核糖核酸组成。

功能：是合成蛋白质的场所。

⑤高尔基体高尔基体是由数个单层膜围成的扁平园盘状的囊相迭而成，囊的边缘膨大肥厚，并且或多或少出现穿孔，当穿孔扩大时，•囊的边缘更显得象网状结构。

在网状结构的外侧，局部区域向外突出形成小泡（VESILE），同时在高尔基体周围也存在一些大泡。

功能：Ａ：参与细胞的分泌作用。

Ｂ：参与多糖的合成和运输及质膜、细胞壁的形成。

⑥溶酶体由单层膜围成的小泡，直径为0.25－0.3微米，呈球形或长园形，内含多种水解酶，大约60多种。

如：酸性磷酸酶、核糖核酸酶、蛋白酶、脂酶等。

功能：Ａ：通过膜的内陷，消化细胞质的某些组分。

Ｂ：对细胞贮藏物质的利用、消除多余及衰老的原生质体结构、导致原生质体解体志特定作用。

⑦微体由单层膜围成的小体，直径为0.2－1.5微米。

它的大小、形状与溶酶体相似，但两者所含有的酶不同。

可分为：Ａ：过氧化体存在于绿色细胞中，与叶绿体相伴存在，参与光呼吸及甘氨酸的形成。

Ｂ：乙醛酸体参与脂肪的代谢。

⑧园球体由单膜围成，比微体更小，直径约为0.1－1微米。

园球体来源于内质网，内部有细微的颗粒结构。

功能：贮藏脂肪的场所。

⑨微管是直径约为0.025微米的中空圆筒，横断面一周由13条原纤丝－－蛋白质亚单位组成。

长度不一，一般可达几个微米。

功能：A、参与细胞壁的形成，以及与细胞及细胞器的运动有关。

B、微管与细胞更微小的微丝等相互交织，形成细胞的微梁系统，起细胞内的支架作用。

C、微管能在细胞内随着不同条件迅速地装配或解聚，是一种不太稳定的细胞器。

⑩液泡是由单层膜包被所形成的细胞器，是植物细胞所特有的结构。

液泡的动态：幼小的细胞－－－成熟的细胞细胞液：液泡里的水溶液称为细胞液。

细胞液的成分：主要成分是水，此外还溶有各种无机盐和有机物。

如：硝酸盐、磷酸盐、糖类、有机酸、植物碱、单宁、色素、晶体等。

因此，可使细胞具有酸、甜、苦、涩等味道。

功能：Ａ：贮藏营养物质如糖、有机酸、无机盐。

Ｂ：与细胞的吸水有关，并形成膨压，使细胞保持紧张状态，有利于各种生理活动的进行。

Ｃ：代谢废物的积累与转化。

Ｄ：参与细胞的分化、结构更新等过程。

（３）胞基质在电子显微镜下也看不出有特殊结构的细胞质部分，称为胞基质。

细胞器和细胞核都存在于胞基质中。

胞基质的化学成分：水、无机盐、溶解的气体、糖类、氨基酸、核苷酸、蛋白质、核糖核酸等。

功能：为细胞代谢和细胞器之间物质运输提供场所和介质，•同时为各类细胞器提供必需的营养和原料。

２、细胞核呈球形或椭园形，直径5－20微米，存在于细胞质中。

（１）成分：主要是核蛋白（由核酸和蛋白质组成）核酸主要是DNA，也有少量的RNA。

（２）结构核膜：为双层膜，存在有核孔。

核孔是细胞民细胞核进行物质传递的通道。

核质：由染色质和核液组成。

核仁：为存在于核质中的球状小体，生活细胞内有一个或几个核仁，由核糖核酸和磷蛋白组成。

核仁的作用是合成rRNA，并与蛋白质结合经核孔输送到细胞质，再形成核糖体（３）功能细胞核是遗传物质（DNA）存在和复制的场所，由此决定蛋白质的合成从而控制细胞的整个生命过程。

因此细胞核被认为是细胞的控制中心，在细胞的遗传和代谢方面起主导作用。

（二）细胞壁是位于原生质体外面的保护层，是植物细胞特有的结构。

功能：①决定细胞的形态和功能，对细胞起着保护和巩固的作用。

②与植物的吸收、运输、蒸腾、分泌等生理活动有密切关系。

１、结构（１）胞间层：为相邻细胞所共有的一层，成分主要是果胶质。

作用：将相邻细胞粘合在一起，并具有一定的可塑性，能缓冲细胞间的压力。