大学《植物学》讲义1.doc

第一章 绪论 教学目的：了解植物界的基本概况和研究植物的重要性，以及植物科学的发展简史和发展趋势，了解植物学和分支学科的研究内容，明确学习目的，掌握植物学的学习方法。 难点重点：植物的分类及重要作用。 一、植物的类群及多样性 地球上生存的植物种类极其丰富，仅目前已知的植物种类已达50多万种，其中种子植物约为25万余种。它们的大小、形态、结构、寿命、生活方式、营养方式及生态特性等方面表现为多年多样，共同构成了复杂的植物界。从以下几方面充分体现物种的多样性： 1．地理分布： 植物在地球上的分布是极为广泛的，可说是无处不有。 2．个体大小： 植物在形体大小上差异极大。最小的植物只有几个微米，也有高达100米的高大乔木。 3．形态结构： 植物界中最简单的植物只有1个细胞，随着植物的演化发展，植物由单细胞发展到多细胞的线状体，再由线状体发展到叶状体，最后达到具有根、茎、叶分化的高等植物，因而形成了在结构上简繁不等的植物界。根据植物的这种进化系统，植物界可以分为藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物及被子植物。 4．营养方式： 植物界中，大多数植物为自养型植物（绿色植物），另一类为非绿色植物。又称异养型植物。 5．寿命长短： 各种植物的寿命长短不等。木本植物一般可以生活多年，草本植物有一年生、二年生及多年生之分。有些生长在沙漠里的植物，其生活周期仅为几周，故称短命植物或类短命植物。 6．生境： 植物界中大多数植物生活在陆地上，统称为陆生植物（阳性植物、阴性植物、耐阴性植物）。生活在水体中的植物称为水生植物（沉水植物、浮水植物）。也可根据陆生植物对土壤中含盐量的适应度，划分为中性植物和盐生植物。根据陆生植物对土壤水分的要求，分为旱生植物、中生植物、湿生植物。 7．繁殖方式： 以孢子繁衍后代，故统称孢子植物；种子繁衍后代，统称种子植物。 上述诸现象不仅说明了植物的多样性，而且揭示了植物界漫长的岁月里，从水生向陆生、从单细胞向多细胞、从简单向复杂、从低等向高等进化的规律。 二、植物的基本特征 尽管植物种类丰富多样，但仍表现出共同的基本特征： 1．植物细胞都有细胞壁，其初生壁的主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质，具有较为稳定的细胞形状； 2．绿色植物和少数非绿色植物细胞内均含叶绿体，都能借助于太阳能或化学能，把简单的无机物转化成复杂的有机物，营自养生活； 3．植物在其个体发育的过程中，可以不断地产生出新的植物体部分或器官； 4．植物对于环境的变化一般不能迅速地做出行动反映，而往往只在形态上表现出长期适应的变化。 三、植物在自然界中的作用及与人类的关系 1．植物是自然界的第一生产力 绿色植物是自然界中的第一生产力，光合产物中的糖类，以及在植物体内进一步同化形成的脂类、蛋白质等物质，除了少部分消耗于本身生命活动之中，或转化为组成身体的结构材料之外，大部分贮藏于细胞中。当人类、动物食用绿色植物时，或异养生物从绿色植物躯体死后的残骸上摄取养料时，贮积物质被分解利用，能量再度释放出来，为生命活动提供能源。存在于地下的煤炭、石油、天然气主要由远古绿色植物遗体经地质矿化而形成，都是人类生活上的重要能源物资。 随着不可再生能源资源的逐步减少，人们在寻找和开发新的可再生能源资源时，再度提出绿色植物是最大限度地利用太阳能、转化太阳能的最理想的天然工厂。石油是碳氢化合物，如何筛选出富含碳氢化合物的植物以补充和替代石油作为能源资源，将愈来愈受到人们的重视。 2．植物在自然界物质循环与生态平衡中的作用 自然界的物质始终处于不断运动之中。对于各种物质的循环，植物起着非常重要的作用。最为突出的是绿色植物在光合过程中释放氧气，不断由于补充动、植物呼吸和物质燃烧及分解时对氧气的消耗，维持了自然界中氧的相对平衡，保证了生物生命活动的正常进行。 碳是生命的基本元素。绿色植物进行光合作用时，需要吸收大量的二氧化碳以作为合成有机物的原料。而二氧化碳的补充，除了部分来自工业燃烧，火山爆发，动、植物的呼吸放出的二氧化碳外，主要的来源是依靠非绿色植物对生物尸体分解时释放出的大量二氧化碳。长期以来，空气中的二氧化碳含量能够维持在相对稳定的水平，显然与植物的合成和分解作用的相对平衡密切相关。现代工业发展迅速，空气中的二氧化碳含量有增长的趋势。面临这一严峻形势，加强植物资源的保护与合理开发利用，积极开展森林植被的营造，扩大植物的覆盖率，对于避免二氧化碳平衡遭受破坏所导致的不良后果具有十分重要意义。 在氮的循环中，植物也充当着重要的角色。固氮细菌和固氮蓝藻能将游离于空气中的分子态氮固定，转化成为植物能够吸收利用的含氮化合物；绿色植物吸入这些含氮化合物，进而合成蛋白质，建造自身或储积于体内；动物摄食植物又转而组成动物蛋白质。生物有机体死亡后，经非绿色植物的腐败分解作用而放出氨，其