植物学讲稿
第一章 绪论
一、什么是植物
通俗地说一切不属于动物的生物都称为植物，目前没有一条独立的标准可以完全将它们划分开来，但是以下若干特征综合起来可以作为划分它们的基础： 1、植物一般固定生活，而动物多数具有移动能力； 2、植物细胞一般具有纤维素结构的细胞壁； 3、植物一般具有丰富、持久、活跃的胚性组织； 4、植物大多数具有叶绿素，能进行光合作用。
但是，有些低等生物则兼有植物和动物的特征，既不能专一的划归植物、也不能专一的划归动物，被称为“植物动物”（Plantimals）。例如：植物学中的黏菌、在动物学中称为黏虫。 二、植物多样性
1、种类多样 50多万种，而且种群数量巨大、呈发展动态，有些种类逐渐灭亡、有些种类也会产生。
2、形态结构多样 最小的为单细胞植物：绿藻门的普通小球藻等以微米计算；单细胞群体的：团藻属、绿藻门；多细胞丝状体的：水绵、绿藻门，黑根霉、真菌门；多细胞叶状体的：紫菜、红藻门，地钱、苔类植物；具有根茎叶分化且出现维管系统的：金星蕨、蕨类植物；分化出种子的：银杏、裸子植物；分化出花和果实的，被子植物。目前已知最高的植物为桉树，可达156米，海洋中的巨藻、褐藻门植物，可达400米长。
3、营养方式多样 自养：大多数绿色植物；化学自养：借氧化无机物获得能量而自行制造养料的生活方式，硫细菌、铁细菌等；寄生：菟丝子、列当等；腐生：多数真菌以及少数被子植物（水晶兰/鹿蹄草科、天麻/兰科等）。
4、生命周期多样 短命的：细菌，20-30分钟；一年生的：水稻、棉花、花生、玉米、春小麦等；二年生的：萝卜、白菜、冬小麦等；多年生的：巨杉/3500年，龙血树/6000年。
5、分布多样 从茂密的热带森林到西伯利亚冻土高原、甚至两极，如南极的荷兰石竹、北极的北极柳，格陵兰岛雪地上的雪生衣藻、雪生粘球藻等；从平地到高山；从海洋到陆地，沙漠耐旱植物胡杨、海洋中的海藻等。
6、进化发展多样 从简单到复杂；低等到高等；水生到陆生；无胚到有胚；孢子繁殖到种子繁殖；等等。 三、植物的重要性
1、固定太阳能 绿色植物是第一生产力。地球上绿色植物每年大约固定1.2亿亿千瓦·小时。煤炭、石油、天然气也主要是由远古时代的绿色植物遗体经过地质矿化而形成。
三峡水电站，截止2009.6，总投资1849亿，年均发电量847亿度（千瓦·小时），可以照亮半个中国。
2、形成有机物，促进物质循环。
3、天然基因库。人类生存的物质资源。 4、参与地球生物圈形成、推动生物界发展。 四、植物学概况
1、发展阶段 （1）描述植物学时期：18世纪以前；（2）实验植物学时期：18-20 世纪；（3）现代植物学时期/分子生物学时期：20世纪以来。
2、植物学：是研究植物和植物界的生活与发展规律的学科。包括植物的形态结构和发育规律、生长发育的基本特性、类群进化与分类、植物生长分布与环境的相互关系等内容。
3、主要分支学科 （1）植物形态解剖学：研究植物个体发育和系统发育中形态结构建成的规律以及结构与功能和生活条件关系的学科。 （2）植物分类学：按照植物进化的程序和植物间的亲缘关心对植物进行分门别类的学科。
五、植物科学与农业科学的关系
人类研究植物的过程中也同时建立了农业格局，形成了农作物、果树、蔬菜、花卉、药用植物等经济植物的栽培以及林业经营、牧场管理等生理体系。
进入实验植物学时期后，植物科学研究上的重大突破往往引起生产技术的巨大变革。如：光合生产率理论的研究成果促进了粮食生产技术中“矮化密植措施”的创建，以及与之相配合的品种改良、植物保护等措施的革新，使粮食在20世纪中叶大幅度增产，被誉为“绿色革命”。
植物资源、植物区系、植被的调查，为农业、林业、畜牧业、植物原料工业提供可以利用的野生植物资源。
植物遗传学、分子生物学的研究发展，促进了现在作物育种的发展。如：杂交水稻、杂交玉米等，大大促进了作物产量的提高。超级稻的选育种，依赖于对植物形态解剖结构的认识；植物生命现象的了解也依赖于对植物解剖结构的认识；植物抗性育种如：抗虫、抗病、抗除草剂、抗盐等，要依赖于对植物基因库的认识和发现。
生物技术的发展，正在给农业领域带来一场新的技术革命。未来生物技术的发展，将主要不是取决于技术设备，而是取决于对可利用基因的掌握。 六、学习植物学的目的和方法 1、目的：（1）认识和揭发植物生长发育等生命活动规律，以便控制植物、保护植物、改造和利用植物，从而达到改善人民生活、发展国民经济、为人类服务的目的。（2）
植物学是一门专业基础课，为后续课程如：植物生理学、植物遗传学、植物病理学、作物栽培学、果树育种学、蔬菜栽培学、药用植物学、细胞生物学等的学习打下基础。 2、方法：（1）实践的方法：从实验、实习等实践环节中熟悉、认识植物的形态结构，并与理论结合起来，做到理论与实践相结合。（2）动态发展的方法：植物的发育过程是一个动态的过程，细胞的结构是动态变化的，植物的演化过程是动态的，植物学研究过程也是动态的。（3）局部和整体的方法：植物体是由细胞、组织、器官构成的一个整体，但是各组成部分又是一个相对独立的部分。
第二章 植物细胞与组织
第一节 植物细胞
一、植物细胞一般特征 （一）细胞概述 1、植物细胞定义：是植物体形态结构和功能的基本单位，由细胞壁和原生质体组成。 2、细胞的发现 1665年，英国光学仪器修理师虎克用自制的显微镜观察软木的结构，发现并命名了细胞。
3、细胞学说 1838年，德国植物学家施莱登、动物学家施旺提出细胞学说：植物和动物的组织由细胞构成；所有细胞由细胞分裂或融合形成；卵和精子都是细胞；一个细胞可以分裂形成组织。
细胞学说的重要意义在于：首次明确指出细胞是一切动植物结构单位的思想，从理论上确立了细胞在整个生物界的地位，把自然界中形形色色的有机体统一起来了。 恩格斯把细胞学说列为19世纪自然科学的三大发现之一，从而为19世纪在自然哲学领域中，辩证唯物主义战胜形而上学、唯心主义，提供了一个有力的证据。 （二）原核细胞与真核细胞
1、原核细胞 由细胞膜、细胞质、核糖体、拟核组成，较小、直径一般为1-10微米。拟核由一条DNA双链构成、无核膜。无线粒体、质体等细胞器。细胞璧只存在于部分种类中，其成分并非纤维素，而是肽聚糖。细胞分裂方式为无私分裂一种，此类生物一般称为原核生物。一般是单细胞构成、少数种类为群体的、没有多细胞有机体。例如：蓝藻、细菌、支原体、放线菌等。
2、真核细胞 由细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核四部分构成，较大，直径一般为10-100微米，细胞质中含有多种细胞器。成熟的植物细胞一般具有一个中央大液泡，其质体和线粒体也是动物细胞所不具备的。 （三）植物细胞的形状与大小
植物细胞的形态和功能是相统一的，其形状和大小取决于细胞的遗传，各种细胞形状不同、大小差异很大。现在已知的最小细胞是支原体/0.1微米，在电镜下才能找到。最大的细胞可能是苎麻的纤维细胞，其长度可达550毫米。形状有长纺锤形（管胞）、长筒形（导管分子细胞）、长柱形（栅栏细胞）、近正方体形（原分生组织细胞）、星形（传递细胞）等。 二、原生质和原生质体 （一）原生质
1、原生质定义 构成活细胞的生活物质，是细胞结构和生命活动的物质基础。是具有一定粘度、半透明、不均一的亲水胶体。具有新陈代谢的生命特征。 2、主要组成成分
（1）无机物 含量最多的是水，可占细胞全重的60-90%，还有溶于水的气体（二氧化碳、氧气等），无机盐以及多种呈离子状态的元素，如：铁铜锌锰钙钾钠氯等。 （2）有机物 蛋白质、糖类、脂类、核酸等。
（二）原生质体 细胞内由原生质组成的各种结构的统称，是细胞内代谢活动 的主要场所，一般由细胞膜、细胞质、细胞核组成。 三、细胞表面结构
（一）细胞壁 具有一定弹性与硬度，包围于原生质体之外。 1、功能（1）使细胞维持一定形状、对器官具有支持作用；（2）保护原生质体、减少蒸腾，防止微生物入侵和机械损伤；（3）参与植物体吸收、分泌、蒸腾和细胞间运输等过程；（4）参与细胞生长调节、细胞识别等重要生理活动。 2、分层
（1）胞间层 是细胞分裂产生新细胞时形成的，是相邻细胞共有的一层较薄的膜质结构，其主要成分是果胶质，具有可塑性，在细胞间可以起到缓冲作用。
（2）初生璧 是在细胞生长过程中形成的细胞壁的主要层次，其主要成分是纤维素和半纤维素和果胶质，通常较薄、柔软而有弹性，以“填充”的方式进行生长，能扩大细胞壁的面积。
（3）次生璧 是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面的璧层，其主要成分是纤维素和半纤维素，并常有木质素、木栓质等物质渗入。在植物体中，只是那些在生理上分化成熟后，甚至是原生质体消失的细胞才在分化过程中产生次生璧，以“附加”的生长方式增加细胞壁的厚度。如：导管分子、管胞、纤维细胞、石细胞等。 3、特化 细胞壁生长分化过程中，由于生理上的分工，原生质体合成一些特殊的璧物质渗入璧内，改变细胞壁的性质以适应一定功能的现象称为细胞壁特化。常见的有如下几种：
（1）木化 木质素（酚类化合物）渗入细胞壁的过程。增加璧的厚度，使细胞壁坚硬，起支持作用。如：纤维细胞、石细胞、管胞、导管分子等。
（2）角化 角质（一种脂肪酸）覆盖于细胞壁外璧以增加细胞的保护作用。如：茎叶的表皮细胞。