植物資源與生物學(xué)

植物資源與生物學(xué)主講教師：潘學(xué)武

第一章緒論一、概念

植物生物學(xué)：從細(xì)胞、組織、器官、個體、類群、生態(tài)系統(tǒng)等不同層次，闡述植物的形態(tài)、構(gòu)造、生理、分類、分布、遺傳變異和進(jìn)化及其與環(huán)境相互關(guān)系的一門課程，從而對植物體、植物界和植物科學(xué)有一整體的了解。植物資源學(xué)的定義植物資源學(xué)：是應(yīng)用植物學(xué)的一個分支，它是研究資源植物的分布、分類、引種馴化；資源植物中有用物質(zhì)的性質(zhì)，形成積累和轉(zhuǎn)化的規(guī)律及提取和加工的工藝；一定地區(qū)的植物資源種類蘊(yùn)藏量，開發(fā)利用及其保護(hù)的一門學(xué)科。二、植物在生物分界中的地位

（一）生物界的劃分：從兩界到多界1.林奈（CarolusLinnaeus,1707~1778）1735年，自然系統(tǒng)（Systema

Naturae）：植物界和動物界，兩界系統(tǒng)2.海克爾

1866年，植物界、動物界和原生生物界，三界系統(tǒng)3.魏泰克(R.H.Whittaker)1959年，植物界、動物界、真菌界和原生生物界，四界系統(tǒng)4.魏泰克

1969年，植物界、動物界、真菌界、原生生物界和原核生物界，五界系統(tǒng)5.陳世驤

20世紀(jì)70年代，植物界、動物界、藍(lán)藻界、細(xì)菌界、真菌界、病毒界，六界系統(tǒng)還有人將生物界劃分為八界。（二）植物的類型與分布

兩界系統(tǒng)中的植物界：50萬余種

類型：包括藻類、菌類、地衣、苔蘚、蕨類、裸子植物和種子植物等類群。

分布：因植物大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活方式各異；分布廣，種子植物種類最多，分布最廣，形態(tài)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜。種子植物類型:

依據(jù)：莖干質(zhì)地喬木木本植物灌木類型半灌木一年生草本植物兩年生多年生（三）植物界的發(fā)生與發(fā)展

30多億年演化歷程，50多萬種植物。

經(jīng)歷了：非生物到生物；簡單到復(fù)雜；水生到陸生；低級向高級。

植物學(xué)發(fā)展史

1.描述植物學(xué)時期

時間:17世紀(jì)前

內(nèi)容:以認(rèn)識和描述植物為主，積累植物學(xué)的基本資料和發(fā)展栽培植物，對農(nóng)業(yè)栽培植物的發(fā)展起了重要作用。

方法:以描述和比較為主

重要事件A公元前371－286，希臘Aristote的學(xué)生Theophrastus發(fā)表了《植物的歷史》（Historia

Plantanum）和《植物本原》（DeCausis

Plantanum），記載了500多種植物。B16世紀(jì)末：意大利，西沙爾比諾，提出以植物生殖器官為分類基礎(chǔ)。C1665年，英國物理學(xué)家虎克（Hooke）創(chuàng)制了第一架有研究價(jià)值的顯微鏡，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞。D1690年，英國的雷給物種下了定義，依據(jù)花和營養(yǎng)器官的性狀分類。…

…

2.實(shí)驗(yàn)植物學(xué)時期

時間：18世紀(jì)到20世紀(jì)初方法：以實(shí)驗(yàn)方法為主，了解植物生命活動過程內(nèi)容：已形成植物形態(tài)學(xué)、植物分類學(xué)和植物生理學(xué)等分支學(xué)科。

重要事件A18世紀(jì)，林奈，自然系統(tǒng)B19世紀(jì)，德國，Schleiden和Schwann，細(xì)胞學(xué)說C1859年達(dá)爾文（Darwin）的《物種起源》問世，創(chuàng)立了進(jìn)化論D孟德爾（Mendel）的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，揭示了植物遺傳的基本規(guī)律；美國的摩爾根（Morgan）于1926

年發(fā)表《基因論》，遺傳理論體系形成。

……

3.現(xiàn)代植物學(xué)時期時間：20世紀(jì)初至今分子生物學(xué)時期：應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)從分子水平研究植物生命現(xiàn)象。重要事件A1953年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型B1972年，分子克隆技術(shù)誕生C植物發(fā)育基因的克隆與功能鑒定D離體培養(yǎng)與發(fā)育 E雙子葉模式植物擬南芥全基因組測序F單子葉模式植物水稻全基因組測序

…

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我國的植物學(xué)研究2000年前，詩經(jīng)：200多種植物公元6世紀(jì)，北魏賈思勰：《齊民要術(shù)》明代徐光啟：《農(nóng)政全書》（1639年）明朝李時珍：《本草綱目》清朝吳啟睿：《植物名實(shí)圖考》清朝李善蘭：《植物學(xué)》1999年：《中國植物志》袁隆平：雜交水稻之父水稻全基因組測序三、植物在自然界和人類生活中的作用

（一）植物在自然界中的作用

1.植物的光合作用和礦化作用

光合作用（Photosynthesis）

過程與條件：CO2+H2OCH2O+O2

宇宙作用：有機(jī)物合成；光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；釋放O2

礦化作用（Mineralization）

過程與條件：

死的有機(jī)物細(xì)菌、真菌等無機(jī)物

作用：無機(jī)物為綠色植物利用；使自然界物質(zhì)循環(huán)往復(fù)永無止境。

2.植物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用

3.植物對環(huán)境保護(hù)的作用

植物地面上的枝葉和地下的根系，改變局部生境。植物的光合作用向周圍環(huán)境釋放氧氣，凈化空氣，水分蒸騰可調(diào)節(jié)大氣中的濕度和溫度；根系的分泌物影響根際微生物的生長和土壤的理化性質(zhì)。

4.植物對水土保持的作用

在土壤中生長的根系有利于水土保持。森林作用：維持生態(tài)平衡，調(diào)節(jié)氣候，防止水、旱、風(fēng)、沙災(zāi)害，有利于人類生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。（二）植物在人類生活中的作用衣、食、住、行、藥。四、植物科學(xué)在自然科學(xué)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的意義（一）植物科學(xué)在自然科學(xué)發(fā)展中的意義

1、植物學(xué)研究對象：植物形態(tài)結(jié)構(gòu)；植物分類；植物的生命活動和發(fā)育規(guī)律；植物與環(huán)境的關(guān)系。2、植物學(xué)分支學(xué)科（按內(nèi)容）

植物形態(tài)學(xué)（PlantMorphology）

植物分類學(xué)（PlantTaxonomy）

植物生理學(xué)（PlantPhysiology）

植物生態(tài)學(xué)（PlantEcology）

地植物學(xué)（Geobotany）

植物細(xì)胞學(xué)（PlantCytology）

植物分子生物學(xué)（PlantMolecularBiology）

植物基因組學(xué)（PlantGenomics）植物蛋白組學(xué)（PlantProteomics）……植物學(xué)分支學(xué)科（按類群）

藻類學(xué)真菌學(xué)地衣學(xué)苔蘚學(xué)蕨類學(xué)裸子植物學(xué)

種子植物學(xué)植物學(xué)分支學(xué)科（按對象和方法）

經(jīng)濟(jì)植物學(xué)藥用植物學(xué)古植物學(xué)植物病理學(xué)植物地理學(xué)放射植物學(xué)

3、當(dāng)代植物學(xué)發(fā)展趨勢

(1)兩極分化及融合：微觀世界；宏觀領(lǐng)域

(2)植物學(xué)科中的各分支學(xué)科彼此交叉滲透，界限逐漸淡化

(3)與其它學(xué)科的交叉滲透進(jìn)一步加強(qiáng)

(4)基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)用于植物學(xué)研究；生物技術(shù)向植物學(xué)各領(lǐng)域滲透在系統(tǒng)研究方面，應(yīng)用計(jì)算機(jī)為手段的模擬方面的研究。

(二)植物學(xué)與國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)系： 人與植物 植物與動物 工農(nóng)業(yè)與植物 社會問題與植物

研究植物與環(huán)境的相互關(guān)系和作用，發(fā)展生態(tài)學(xué)，保護(hù)生物多樣性，改善人類環(huán)境，使人類社會和國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。五、植物資源的分類系統(tǒng)1.食用植物資源1.1淀粉植物類(板栗)1.2植物蛋白類(大豆蛋白、食用菌、藻類蛋白)1.3維生素類植物(蔬菜、食用菌、獼猴桃)1.4食用油脂植物(油菜、油茶)1.5飲料植物類(茶、可可、咖啡)1.6食用色素植物類(紅花色素、辣椒素)1.7食用香料類脂物(胡椒、茴香)1.8植物甜味劑類(水果、甘蔗、甜菜)1.9飼料植物類(牧草)1.10蜜源植物類(各種花)2、藥用植物類2.1中草藥類(黃連等)2.2植物農(nóng)藥類(銀杏、胡桃、臭椿)2.3有毒植物類(大麻)3.工業(yè)用植物類3.1木材類3.2纖維植物類3.3鞣質(zhì)植物類3.4香料植物類3.5工業(yè)用油脂植物3.6植物膠3.7工業(yè)用植物染料3.8能源植物3.9經(jīng)濟(jì)昆蟲寄主植物類3.10其它4.保護(hù)和改造環(huán)境植物資源4.1防風(fēng)固沙植物類4.2水土保持植物類4.3綠肥植物類4.4花卉資源類4.5指示植物類4.6抗污染植物5.植物種質(zhì)資源5.1特用植物類5.2作物品種種質(zhì)資源類六、學(xué)習(xí)植物生物學(xué)的方法