绪论
第一节 植物与植物生物学
一、植物与其他生物最主要区别： 1 具有细胞壁；
2 含有叶绿体，能进行光合作用，属于自养生物； 3 固着生活；
4 植物体内通常保留有永久的分生组织，在植物个体发育过程中，可以一直不断地分裂、生长、分化。
二、植物与植物生物学 1 植物学（botany）：
2 植物生物学（plant biology）：植物形态、发育、分类、生理、演化、生态、资源利用等。 *植物学向植物生物学转变的原因：生态学(ecology)和分子生物学(molecular biology)快速发展
三、参考书目：
1 陆时万等，1992 《植物学》（上册）高等教育出版社 2 吴国芳等，1992《植物学》（下册）高等教育出版社
3 杨继等，1999《植物生物学》高等教育及施普林格出版社 4 谷安根等，1993《维管植物演化形态学》吉林科技出版社
5 A. J. Lack & D. E. Evans, 2002. Instant Notes in Plant Biology. Science Press. 四、主要期刊 1 Nature, Science 2 中国科学、科学通报 3 植物学报
4 植物分类学报、植物生态学报、水生生物学报
5 云南植物研究、武汉植物学研究、广西植物、西北植物学报
第二节 植物在生物界中的地位
一、生物界的划分：
1 两界系统：植物界、动物界（林奈 Carolus Linnaeus） 2 三界系统：＋原生生物界（海克尔 E.Haeckel） 3 四界系统：＋真菌界（魏泰克 R.H.Whittaker） 4 五界系统：＋原核生物（魏泰克） 5 三原界系统（三域理论）：古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界（Whittaker, Margulis 马克利斯）
二、植物的类型
1 按生活型分：草本植物、木本植物；乔木、灌木
2 按类群分：藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类、种子植物 三、植物科学发展简史 1 描述植物学时期： 17世纪以前
希腊Theophrastus《植物的历史》、《植物的本原》 荷兰Leeuwenhoek自制的显微镜 2 实验植物学时期： 18世纪－20世纪
1
瑞典的林奈1735年《自然系统》、1753《植物种志》（双名法） 德国施莱登、施旺的细胞学说
英国的达尔文1859年《物种起源》
奥地利的孟德尔1866年《植物杂交的发现试验》（遗传定律） 美国的摩尔根1926年《基因论》
19世纪三大发现：进化论、细胞学说、能量守衡定律 3 现代植物学时期： 20世纪初——今
从分子水平去研究生命现象 克隆植物 水稻基因组
4 中国植物科学发展简史： 西汉的《神农本草经》 北魏的贾思勰《齐民要术》 明代的李时珍《本草纲目》
1858年李善兰、韦廉臣《植物学》 《中国植物志》80卷125册 《中国高等图鉴》7卷
《中国植物红皮书：稀有濒危植物》
第一章 植物细胞与组织
*细胞是植物生命活动的基本单位。
第一节 细胞的化学组成（了解）
一、植物细胞含有多种元素：
C、H、N、O、P、S、Ca、K、Cl、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo等，其中C、H、N、O占90%以上。
存在形式：化合物、离子 二、组成细胞的化合物： 1 无机化合物： 水：
无机盐：常以离子形式存在如Na+ 2 有机化合物：
糖类：单糖、寡糖（麦芽糖、蔗糖）、多糖（淀粉、纤维素、果胶、半纤维素） 脂类： 蛋白质：
核酸：DNA（主要在细胞核中）、RNA（主要在细胞质中） 维生素
第二节 植物细胞的基本结构
一、植物细胞的形状和大小： 1 形状 2 大小
二、植物细胞的基本结构： 1 细胞壁（cell wall）： 2 原生质体（protoplast）：细胞膜（质膜）、细胞质、细胞核 几个名词：
1 原生质（protoplasm）：组成原生质体有生命的物质。 2 后含物（ergastic substance）：植物细胞中的一些贮藏物质或代谢产物。
2
3 显微结构（microscopic structure）：在光学显微镜下观察到的细胞结构。 4 亚显微结构（submicroscopic structure）：在电子显微镜下观察到的细胞内的精细结构。 三、原生质体： 1 质膜（细胞膜）：主要由脂类和蛋白质分子组成，质膜外表还常含有糖类。 质膜具有选择透性，能够控制细胞与外界环境的物种交换。 1972年Singer提出细胞膜结构的流动镶嵌模型。 *生物膜结构的流动镶嵌模型：
~认为：生物膜上有许多的球状蛋白，它们以各种方式镶嵌于磷脂双分子层中，有的分别结合在膜的内外表面，有的较深地嵌入到磷脂质层中，还有的横向贯穿于整个双分子层中。构成膜的磷脂和蛋白质都具有一定的流动性，可以在同一平面上自由移动，使膜的结构处于不断变动的状态。膜的选择透性主要与膜上蛋白质有关，膜蛋白大多是特异性的酶类，他们对物质的透过起到主要的控制作用。 2 细胞质（cytoplasm）：
细胞器、细胞质基质（胞基质） （1）细胞器（organella）： 1) 质体（plastid）：植物细胞所特有的细胞器
A 叶绿体（chloroplast）：光合作用 叶绿体膜（2层）、基粒（ ←内囊体）、基质 思考：在P24图A中标出“基粒”。
叶绿素存在部位：植物绿色部分，特别是叶
叶绿体基质中有环状的双链DNA，称叶绿体基因组，相对独立于染色体基因组（核基因组） B 有色体（chromoplast）：只含有类胡萝卜素和叶黄素等色素的质体。 有色体存在部位：花瓣、果肉 C 白色体（leucoplast）：存在于贮藏营养物质的细胞里。分为：淀粉体、蛋白体、造油体。 *叶绿体、有色体、白色体之间的关系： * 质体是从原质体发育来的。
原质体
日光 黑暗 有色体 叶绿体 白色体
以辣椒为例：
子房 →果实 →成熟的果实 白色体 →叶绿体 →有色体
2）线粒体（mitochondria）：
内外两层膜间有腔，内膜向内折入→嵴
内膜上分布有许多带柄的球状小体，称基粒。 内膜与嵴包围的腔称基质。
作用：细胞呼吸及能量代谢的中心；基粒→ ATP合成场所。 线粒体基因组，相对独立于染色体基因组 3）内质网（reticulum）：
光面内质网：膜上无核糖体（合成蛋白质场所）颗粒。 糙面内质网：膜上有核糖体颗粒。 4）高尔基体（Golgi apparatus）： 由一系列扁平的囊及小泡组成。 5）溶酶体（lysosome）：
3
一些单层膜包裹的小泡。 6）微体（microbody）： 单层膜的球状细胞器。 7）液泡（vacuole）：
细胞中贮存水溶液的腔穴。
成熟的植物细胞有大的中央液泡。 液泡膜有选择性。
思考：标出P69图1－49中的液泡。
8）细胞骨架（cytoskeleton）：由蛋白质纤维组成的支架。包括3种蛋白质纤维： 微管：宽约24nm的中空长管纤维。 微丝：实心的纤维，宽约4－7nm。
中间纤维：直径介于微管和微丝之间（8-11nm）的中空管状纤维。 (2) 细胞基质：细胞质中除细胞器外的无定形部分。 9）核糖体（ribosome）：分布在糙面内质网上或分散在细胞质中；化学成分为RNA、蛋白质是细胞中蛋白质合成的中心。
思考：植物细胞不同于动物细胞的明显特征是什么？ 植物细胞具有细胞壁、质体、液泡。 3 细胞核（nuclear）：
核被膜：核膜(两层膜,上有核孔)、核纤层 染色质：电镜下为交织成网状的细丝
核仁：细胞核中圆形的颗粒状结构，没有膜包围。核仁富含蛋白质和RNA。 核基质（nuclear matrix）：
四、细胞壁（cell wall） 1 细胞壁的化学成分：
主要是多糖，包括纤维素、果胶质、半纤维素。 2 细胞壁的层次：A胞间层、B初生壁、C次生壁 A 胞间层（intercellular layer, middle layer）：
1）定义：两个相邻细胞共同具有的一薄层，是细胞分裂形成细胞板时产生的。 2）成分：果胶质
3）特点：胶粘和柔软的特性
4）作用：a.使相邻细胞粘连在一起；b.可以缓冲细胞之间的挤压；c.不妨碍细胞之间的生长。
B 初生壁（primary wall）：
1）定义：细胞生长过程中和细胞停止生长前所形成的细胞壁。 2）成分：纤维素、半纤维素、果胶质、糖蛋白 3）特点：初生壁较薄，1－3nm
4）功能：使细胞维持一定的形状，能随细胞的生长而延展。 *初生纹孔场（primary pit field）：细胞的初生壁上有一些较薄的区域，称~。
* 胞间连丝（plasmodesma）：穿过细胞壁沟通相邻细胞的细胞质丝称~。
* 胞间连丝使植物体中的细胞连成一个整体，植物体通过胞间连丝接合在一起的原生质体称共质体(symplast)，共质体以外的部分，称质外体（apoplast），包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔。
C 次生壁（secondary wall）：
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1）定义：细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累的细胞壁。 2）成分：纤维素、半纤维素、木质素 3）特点：较厚、较坚硬
4）功能：增强细胞壁的机械强度
* 纹孔（pit）：次生壁上凹陷处所呈现的孔道结构。 纹孔对：相邻细胞之间的纹孔多成对存在，称~。 纹孔腔：纹孔围成的腔。
单纹孔：纹孔口与纹孔底大小近乎相等，纹孔腔呈圆柱形的。 具缘纹孔：纹孔口小，纹孔底大，纹孔腔呈圆锥形的。 *由于纹孔的存在，有利于相邻细胞进行水和物质的交换。 3 细胞壁的形成与发育
细胞有丝分裂时在两个子细胞间形成细胞板，此后发育形成细胞壁。
纤维素前体物质由原生质体合成运到细胞表面，再经过分布于质膜上的纤维素合成酶的催化，聚合形成纤维素微纤丝。
细胞壁的构建受到细胞骨架中微管的引导。微纤丝在细胞壁中沉积的方向由分布在质膜内的微管决定。
补充：细胞壁性质的变化（了解）
1 木质化：原生质体分泌的木质素渗入到细胞壁中所引起的变化（变硬），增强细胞壁的机械强度和支持力，木质化后仍能透水、透气。
2 角质化：原生质体分泌的角质（脂类物质）渗入到细胞壁中所引起的变化，可起保护作用，防止体内水分过分蒸腾，抵抗外界环境的影响，不易透水但透光。
3 栓质化：原生质体分泌的栓质（脂类物质）渗入到细胞壁中所引起的变化，栓质化的细胞会死亡，不透水、不透气，抗压隔热绝缘，对内部结构起保护作用，如老茎、老根的外周。 4 矿质化：原生质体分泌的矿物质（Ca、Si等）渗入到细胞壁中所引起的变化，增强细胞壁的硬度和支持能力。
五、后含物（ ergastic substance ）： 1 淀粉（starch）：
植物光合作用产物以蔗糖等形式运到贮藏组织后在造粉体中合成淀粉，淀粉在细胞中以颗粒状态存在，称为淀粉粒（starch grain）。淀粉粒形成时，由一个中点开始，由内向外层层沉积，这一中点称脐点（hilum）。
在显微镜下观察淀粉粒，可看到围绕脐点有许多亮暗相间的轮纹，这是由于淀粉沉积时，直链淀粉（葡萄糖分子呈直线排列）和支链淀粉（葡萄糖分子呈支链排列）常交替沉积的缘故。
*淀粉粒的类型：
淀粉粒在形态上有3种类型：
单粒淀粉粒：只有1个脐点，无数轮纹围绕这个脐点。
复粒淀粉粒：具有两个以上的脐点，各脐点分别有各自的轮纹环绕。
半复粒淀粉粒：具有两个以上的脐点，各脐点除有本身的轮纹环绕外，外面还包围着共同的轮纹。
2 蛋白质（protein）：
植物的贮藏蛋白质是结晶或无定形的固体，不表现出明显的生理活性。结晶的蛋白质因具有晶体和胶体的二重性，所以称拟晶体，如马铃薯块茎近外围的薄壁细胞中就有这种方形的结晶。无定形的蛋白质常被一层膜包裹成圆球状的颗粒，称糊粉粒或蛋白体，如豆类种子的子叶中有大量的糊粉粒。
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