植物学1
第一章 绪论
一 植物界的类群及多样性 （一） 植物及植物学的概念
1 植物：是能依附于土壤或它物生长的、有生命的、细胞具有细胞壁、大都能自
养生活的有机体。
特征：（1）细胞具有细胞壁（2）自养生活（3）不断产生新的器官（4）对外界
环境的变化不能做出迅速运动反应。
2 植物学：研究植物的形态结构、分布、生理、生态、生殖、分化、进化规律及
怎样利用和保护植物的一门学科。 （二） 植物界的类群
根据不同植物的特征及它们的进化关系，将植物界分为：
藻类植物 植 菌类植物 低等植物（无胚植物） 物 地衣植物
界 苔藓植物 孢子植物 蕨类植物 颈卵器植物 高等植物（有胚植物） 种子植物 裸子植物 维管植物 被子植物 （三） 植物界的多样性
在自然界中，生物的种类多，形态各异。据统计，地球上现有的生物已知的就有200多万种，在众多的生物中，植物仅是其中的一个类群，它构成了生物界中的植物界。植物界随着地球历史的发展，由原始的生物不断演化，其间经历了30多亿年的过程，形成了现在已知的50万种的植物界。 1 从数量上：现在已知的植物总数有50多万种。
2 从个体大小上：最小的只有几微米，至于高大的可达60~100米。 3 从细胞结构上：有单细胞的，群体的和多细胞的植物等。
4 从形态结构和进化关系上：有藻类，菌类，地衣，苔藓，蕨类和种子植物等。 5 从分布上：水生，陆生和湿生等。
6 从生活习性上：自养型和异养型植物等。 二 植物在自然界中的作用及与人类的关系
（一） 植物是自然界的第一生产力——绿色植物的光合作用
绿色植物的叶绿体能够利用太阳的光能把简单的无机物二氧化碳和水合成为复杂的有机物碳水化合物并放出氧气，这个过程叫光合作用。
光合作用是有机物的合成作用，也是光能转变成化学能贮存在碳水化合物中的过程。
（二） 植物在自然界物质循环与生态平衡中的作用
自然界中的物质始终处于不断运动之中，这种运动包括合成和分解，这样才能保持地球上物质与能量的相对平衡。有机物的分解作用，有两个途径，一是动物和植物的呼吸作用；另一个是死的有机体经过非绿色植物的作用发生分解或非绿色植物的矿化作用。
碳素循环： 有机物的分解首先使大气中的碳素获得平衡，大气中含有0.03%的二氧化碳，这些二氧化碳不断由绿色植物的光合作用加以利用。如果空气中的碳素德不到继续补充的话，那么大气中的二氧化碳只能维持绿色植物35~50年的消耗。事实上，大气中的二氧化碳长期以来一直保持相对的平衡。这主要是由于细菌及真菌等非绿色植物对有机物的分解所释放的二氧化碳，再加上动、植物的呼吸作用，以及火山爆发和物质的燃烧所形成的二氧化碳来补充。
氮素循环： 大气中氮含量有78%，单这些有离状态的氮绿色植物不能直接利用，固氮细菌或蓝藻把空气中的有离氮变成植物能吸收和利用的氮化物，绿色植物在同化作用过程中把吸收的氮素与碳水化合物合成蛋白质，除了建造本身外，并把它贮存起来。动物摄取植物的蛋白质，加工成为本身的蛋白质。蛋白质通过呼吸，或者在动、植物死后，通过尸体分解，进行氨化作用又放出铵离子，一部分的铵离子成为铵盐被植物所吸收，另一部分经过硝化作用成为硝酸盐，再被植物所吸收。硝酸盐也可以由反硝化细菌的反硝化作用，恢复成有离氮或氧化亚氮释放到大气里去。
（三） 植物界是植物种植保存的天然基因库
植物界保存了决定植物“种性”并将其丰富的遗传信息从亲代传递给后代的遗传物质总体的本质。种质可以是大到一个遗传原种的综合体，小到控制各别遗传性状的某一个基因片段。植物界所包含的种质资源，为人类驯化野生，改良新品种提供了广阔的遗传基础。
（四） 植物对环境的保护作用
植物具有净化大气、水体、土壤以及改善环境方面的作用。由于工业生产规模日益扩大，废气、废水和废渣使环境发生污染，危害人民健康，是当前工业化中一个重大的站障碍。
人们利用某些藻类细菌来净化污水，以及利用植物和微生物来净化土壤，而利用木霉对纤维素进行糖化作用。是维护城市卫生变废为利的一种途径。 三 植物学的发展概况及分科 （一） 植物学的发展简史
人类从事生产活动以后，就和植物界发生了联系。植物学就是生产时间活动中逐渐建立和成长起来的。我国是研究植物最早的国家之一。
早在两千多年前，周代的《诗经》就已记载了二百多种植物。东汉时期的《神农本草经》就记载有草药365种，是我国目前可考查的第一部本草学总结。北魏贾思家的《齐民要术》概述了当时农、林、果树和野生植物的栽培利用，提出豆类植物可以肥田，并记述了嫁接的技术。明代李时珍从1552~1578年花费了27年的时间编著了《本草纲目》记载了药物1892种，其中1195种是植物。是植物学方面的一部经典性的著作。清代吴其溶的《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，记载野生植物和栽培植物共1714种，成为我国研究植物的重要文献。总之，我国古代植物学的萌芽很早，成就也很大，但解放前由于长期封建制度的束薄，只限于记载和描述，发展较慢。
解放后，社会主义建设事业飞跃发展，植物学和其它学科一样，迅速发展起来，建立了专门的研究机构，在高等学校开设了相应的专业，培养和造就了一大批人才。在开展了祖国丰富植物资源的普查和开发利用方面，组织了植物区系的系统调查，包括青藏高原的考查。仅在西藏就采集了25000多种植物标本，不但为弄清西藏及喜玛拉雅地区的植物区系创造了良好的条件，而且大大丰富了我国的植物标本贮存。
在出版上，编写了不少有学术价值的专著，如：《中国植物志》《中国植被》《西藏植物志》以及各省植物志；《新生代植物化石》等。此外，还发行了各类学报及科普性期刊，为促进学术交流、普及植物学知识起了积极推动作用。在科研上，也取得了许多新的成就。有些方面，还进入了国际先进行列。如：光合磷酸化，呼吸代谢途径的多方向性，植物激素等方面的研究，都做出了不少的贡献。受到了国内外科学界的重视。
在其它国家，植物学的研究，也从不同的方面，做出了重要的贡献。十七世纪，
英国人虎克，发现了细胞。十八世纪，瑞典博学家林耐创立了分类系统及双名法。十九世纪，德国植物学家施来登和动物学家施旺同时发表了细胞学说。1859年达尔文的《物种起源》一书出版以后，不仅使植物的自然分类系统研究有了正确的指导思想，并在哲学和思想领域成为反对唯心主义的锐利武器。因此，恩格斯把细胞学说、物种起源和能量守恒定律并列为十九世纪自然科学的三项重大发现。从此以后，植物学的研究逐渐从宏观世界进入到微观世界，对生命现象有了较为深入的研究。
纵观植物学的发展历程，大致可归纳为三个时期：即描述植物学时期、实验植物学时期和创新植物学时期。 （二） 植物学研究内容及分科
1 研究内容：
研究植物的形态结构、生理机能，生长发育的规律、植物与环境的关系以及植物分布的规律，植物的进化与分类和植物资源利用等。 2 分科
随着植物学的深入研究和发展，以及与其它学科的互相渗透，植物学的研究范围也越来越广泛。因此，使植物学形成许多分支学科，主要有： 植物形态学：植物细胞学、植物解剖学、植物胚胎学。 植物分类学 植物生理学 植物生态学 植物遗传学 地植物学等
（三） 植物学的研究方法
1 描述：是对植物或某个生命现象进行由表及里的观察、描述记载，以掌握研究
对象的特征，性质等。获得第一手的感性知识。
2 比较：通过对事物或现象的相互比较，找出本质性的或规律性的结论。
3 实验：将已获得的理性认识再经过实践的检验，证实其正确与否。从而获得新的感性经验。
（四） 植物学与林业科学的关系
参考书
《植物学》 北京林学院主编 中国林业出版社
《植物学 》 吴万春主编 高等教育出版社车 《植物学》 南京林学院主编 农业出版社 《植物学》 徐汉卿主编 中国农业出版社
第二章植物细胞
第一节 关于植物细胞的认识
一 植物细胞的发现及其意义 1 细胞的发现
植物细胞的发现与透镜的制造和光学技术的发展直接有关。十六世纪至十七世纪之间制造了最早的显微镜。
1665年英国光学仪器修理师虎克，用自己制造的一台复式显微镜下观察薄的木栓切片，发现许多象蜂巢一样的小室，称它为“细胞”。实际上，当时他所看到的是植物细胞的细胞壁和空腔。以后经过许多人先后相继的工作，收集了大量的关于细胞的材料。 2 细胞学说的建立
细胞的发现打开了生物显微世界的大门。然而在相当长的时间内，切没有引出理论的概括。什么是细胞？在这个问题上，人们徘徊了一个多世纪。直到十九世纪开始，有人从理论上探讨这个问题。
1838年和1839年，德国植物学家施来登和动物学家施旺同时发表了细胞学说。它们指出，一切有机体，从简单到复杂都是由细胞组成的。细胞是生物结构、功能和遗传变异的基本单位。即关于生物体构成的“细胞学说”。其主要内容是：（1）一切动植物有机体由细胞发育而来。（2）每个细胞是相对独立的单位，既有“自己的”生命，又与其它细胞共同组成整体生命而起着应有的作用。（3）新细胞来源于老细胞的分裂。
细胞学说的建立说明了动、植物有机界的统一性。 二 植物细胞的形状和大小
1 细胞的形状：植物细胞由于所处的位置和所执行的生理功能的不同，因而在