大学 考研 笔记 教案 张美萍04(2)《植物生物学》电子讲稿bmrq.docx
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1、讲 稿课程名称称:植物物生物学学学 时:40学学时适用专业业:生命命技术学学院生物物科学专专业任课教师师:张美美萍黑龙江八八一农垦垦大学绪论第一节植植物与植植物界一、植物物的多样样性1种类类多样性性。在自自然界中中,现在在已知道道的植物物种类多多达五十十余万种种。包括括:藻类类,菌类类,地衣衣,苔藓藓,蕨类类,和种种子植物物。它们们的大小小,形态态结构和和生活方方式各不不相同,共共同组成成复杂的的植物界界。也使使人类社社会生活活更加多多姿多彩彩。2植物物在地球球上分布布的多样样性。热热带寒带,海海洋陆地,平平原高山。其其分布极极广,从从平原,冰冰雪封闭闭的高山山,严寒寒两极地地带,炎炎热的赤赤
2、道区域域,江河河湖海的的水面合合深处,千千里的沙沙漠和荒荒原,都都有植物物生活。几几乎可以以说自然然界处处处都有着着植物。3植物物形态的的多样性性。个体体大小千千差万别别,细菌菌0.22微米,病病毒0.1微米米。而最最高的裸裸子植物物红杉高高达1115米,直直径达111米,寿寿命达335000岁。4植物物体的内内部结构构简繁差差别很大大。最简简单的由由一个细细胞组成成,如小小球藻、衣衣藻。随随着植物物的长期期进化,由由单细胞胞植物多细细胞植物物最后后形成有有根茎叶叶器官的的高等植植物。5植物物的营养养方式不不同。多多数植物物为绿色色植物,自自养植物物,有叶叶绿素,进进行光合合作用,制制造有机机
3、物,共共自身生生活和生生长。包包括藻类类、苔藓藓、蕨类类、种子子植物。有的为非非绿色植植物,为为异养植植物,不不含叶绿绿素,不不能制造造有机物物,从活活的或死死的绿色色植物体体上吸收收现成的的养料,以以维持生生活和生生长。6植物物体寿命命长短不不同。木木本植物物较长,如如松、柏柏能活千千年以上上,有的的寿命较较短,象象草本植植物有一一年生、二二年生、多多年生草草本。有有的细菌菌仅生活活2030分分钟,既既可分裂裂产生新新个体。二、植物物界的基基本特征征和生物物界的划划分(一) 植物共有有的基本本特征1 植物细胞胞有细胞胞壁,由由纤维素素和半纤纤维素构构成。2 绿色植物物能进行行光合作作用,制制
4、造有机机物,行行自养生生活。3 多数植物物在后天天生活中中,能不不断产生生新的植植物体部部分或新新器官。4 植物对环环境的变变化一般般不能作作出运动动反应,而而在形态态出现长长期适应应的变化化。如仙仙人掌科科植物。(二) 生物界的的划分1二界界系统:十八世世纪,117533年,瑞瑞典的博博物学家家林奈把把生物界界划分成成植物和和动物界界,建立立两界系系统,其其建立的的依据如如下:营养方式式:植物物是自养养型,动动物是异异养型。运动方式式:植物物的位置置不能自自身移动动,动物物可以。细胞壁划划分:植植物具有有而动物物不具备备,细菌菌除外。2三界界系统:18666年,德德国海克克尔提出出:植物物界
5、、动动物界、原生生物界原生生物物界:具具有色素素体又能能游动的的单细胞胞低等植植物。后后来包括括藻类、菌菌类。3 四界系统统:19338年,美美国的柯柯柏兰提提出:植植物界、动物界、原生生物界、原核生物界。原生生物物界(细细菌和蓝蓝藻)、原原核生物物界(真真核藻类类、菌类类、原生生动物)4五界界系统:19669年,美美国的惠惠特克提提出:植植物界、动物界、真菌界、原生生物界、原核生物界。5六界界系统:七十年年代,119799年,我国国学者陈陈世壤提提出,在在五界基基础上单单立类病病毒和病病毒为非非胞生物物界。第二节:植物在在自然界界中的作作用一植物物的合成成作用和和矿化作作用光合作用用:绿色色
6、植物细细胞内的的叶绿体体,能够够利用光光能,把把简单的的无机物物(COO2和H2O)合成成碳水化化合物的的过程,称称为光合合作用。因因此,光光合作用用就是把把无机物物合成有有机物的的过程。这一过程程的产物物:不仅仅解决绿绿色植物物自身的的营养,同同时也维维持非绿绿色植物物和动物物和人类类的生命命。所以以,绿色色植物对对维持整整个生物物界的生生命起着着重要的的作用。因因而,在在自然界界的生态态平衡中中也就占占着主要要的地位位。光合作用用也是光光能转变变为化学学能,而而储积在在有机物物内的过过程。除除去作为为自然界界有机食食物源泉泉外,也也为人类类多方的的利用,石石油,煤煤,天然然气。光合作用用进
7、行过过程中还还可发出出氧气,不不断地补补充大气气中的氧氧,使大大气中的的氧含量量保持相相对的稳稳定。这是植物物的三项项伟大的的宇宙作作用。在自然界界中只有有有机物物的合成成和储积积是不行行的。这这样无机机物都被被冻结在在生物体体内,自自然界将将会由于于原料的的缺乏而而成为死死的世界界。自然然界的物物质,总总是处在在不断的的运动中中。一方方面,是是从无机机物合成成有机物物的过程程,另一一方面,也也是从有有机物分分解为无无机物的的过程。矿化作用:非绿色植物(细菌和真菌)把死的有机物分解为简单无机物的过程。有机物分解,主要有两个途径:一是通过动,植物的呼吸作用来进行;一是通过非绿色植物对死的有机物的
8、分解,即矿化作用进行。矿化作用的结果,使复杂的有机物分解为简单的无机物再被植物利用。(二)植植物在自自然界物物质循环环中的作作用 1,碳碳循环空气中的的二氧化化碳容量量仅为00.033%。据据估计,碳碳按重量量计,大大气中总总含量为为6000亿吨。如果大气气中的二二氧化碳碳不加补补充,按按地球上上每年绿绿色植物物要用119亿吨吨碳酸态态的碳计计称,只只要300余年大大气中的的二氧化化碳就将将被消耗耗殆尽,但但事实却却不然,自自有绿色色植物以以来,在在漫长的的岁月中中,二氧氧化碳始始终维持持着相对对的平衡衡,这就就是说自自然界中中的二氧氧化碳一一直在不不断的得得到补充充。这些些补充,除除物质燃燃
9、烧,火火山爆发发,动物物呼吸,主主要依靠靠非绿色色植物的的分解作作用来实实现。2,氮循循环吸大气中的的N2固氮氮作用含氮氮化合物物氨化化作用铵(硝硝化作用用)硝酸盐盐(反硝硝化作用用)N2总之,植植物在自自然界通通过光合合作用和和矿化作作用,也也就是合合成和分分解作用用,使自自然界物物质循环环往复,保保持相对对平衡。这这种合成成分解永永无止境境。(三)植植物对环环境保护护的作用用1, 滞留粉尘尘,净化化大气有毒气体体粉尘(吸吸收吸附附)2, 净化水域域吸收分解解和富集集3, 杀菌减少少噪音4, 调节大气气中二氧氧化碳和和氧气的的平衡亚马逊河河流域的的热带雨雨林,有有“地球之之肺”的美称称5,
10、保持水土土减少地表表径流据估计,黄黄河流水水携带的的泥沙每每年十六六亿吨,而而长江的的泥沙含含量已占占世界各各大河流流第四位位。6, 调节气候候减免干旱旱第三节:植物学学的研究究对象一研究究对象:植物各各类群的的形态结结构,分分类和有有关生命命活动发发育规律律以及植植物和外外界环境境建多种种关系的的科学。它的早期期主要是是一们描描述性的的科学。二二十世纪纪以来,随随着自然然科学其其他工程程技术的的更新和和发展新新的理论论新技术术和新设设备的产产生植物物学才逐逐渐由观观察描述述的阶段段进入试试验阶段段,着重重对植物物界的生生命活动动规律,从从不同的的角度以以新的技技术和理理论进行行微观和和宏观的
11、的理论和和应用的的研究。二分支支科学:1,植物物形态学学:研究究植物体体形态,内内外形状状和结构构,器官官的形成成和发育育,细胞胞组织,器器官在不不同的环环境中以以及个体体发育和和系统发发育过程程中的变变化规律律的科学学。基础础学科之之一包括括植物细细胞学植植物解剖剖学植物物胚胎学学2,植物物分类学学:研究究植物类类群的分分类,鉴鉴定和亲亲缘关系系,从而而建立植植物进化化系统和和鉴别植植物的科科学。3,植物物生理:研究植植物的生生命活动动规律及及机理的的科学。如如光合作作用、呼呼吸作用用、蒸腾腾作用、生生殖作用用等变化化、规律律的科学学。4 植物生态态学:研研究植物物之间、植植物与环环境之间间
12、相互关关系的科科学。5 植物遗传传学:研研究遗传传与变异异、对立立统一规规律及人人工选择择的理论论与实践践。总之,植植物学是是这些分分科的基基础和出出发点,因因此首先先要学好好植物学学。三植物物学的研研究内容容:包括植物物的外部部形态、内内部结构构、植物物类群、植植物分类类等。介介绍植物物的个体体发育和和系统发发育。个体发育育:细胞胞、组织织、根茎茎叶、花花果实种种子,的的形态、结结构及生生理功能能。系统发育育:介绍绍植物界界的基本本类群和和分类及及生态、群群落、植植被介绍绍。第四节:植物学学的发展展简史第五节:学习本本门课程程目的要要求该课程分分三部分分子植物形形态解剖剖植物界的的类群分分类
13、植物生态态。群和和植被(一)目目的掌握植物物学的基基本知识识,技能能和技巧巧为后续续课程,如如植物生生理学、生生态学、遗遗传学、农农作学原原理打下下基础(二)要要求第一章植植物细胞胞1.11 细细胞的概概述一.细胞胞的概念念:细胞胞是构成成植物和和动物体体结构和和功能的的基本单单位。 1.植植物和动动物种类类很多,但但都是由由单个细细胞构成成的,除除病毒外外。单细胞植植物:仅仅由一个个细胞构构成,如如细菌、小小球藻,生生长,发发育,繁繁殖等生生命活动动都由11个细胞胞来完成成。多细胞植植物:由由亿万个个形态,结结构不同同的细胞胞,分工工协作共共同完成成植物体体正常的的生活,例例一些低低等植物物
14、和所有有高等植植物,要要了解植植物的生生活,生生长,发发育规律律必须从从研究细细胞开始始,十六六世纪中中叶,发发明了显显微镜。二细胞胞的发现现:人们们对细胞胞的认识识,追溯溯到十七七世纪,与与显微技技术发明明与改建建是分不不开的。.16665年年,英国国物理学学家虎克克用显微微镜观察察软木藻藻片,第第一次发发现并了了细胞。实实际上他并未看看到完整整的生活活细胞,只只看到的的是失去去生活死死木栓细细胞的细细胞壁,随随后,们对细胞胞言听计计从越深深入,逐逐渐形成成了一切切生物体体是由细细胞组成成的概念念。.18838年年18839年年,由德德国植物物学家施施莱登和和动物学学家施旺旺提出了了“细胞学
15、学说”。内容容:a.植物和和动物组组织都是是由细胞胞构成的的。b.所有细细胞都是是由细胞胞分裂成成融合而而来。cc.卵和和精子都都是细胞胞。d.一个细细胞可以以分裂而而形成组组织。意义在于于证明了了植物和和动物有有着细胞胞这一共共同起源源。细胞胞学说确确定了细细胞是生生物有机机体的基基本单位位,是生生命活动动的基本本单位。恩格斯把把“细胞学学说”作为十十九世纪纪的三大大发现之之一。(牛顿)“能量守恒与转化定律”,(达尔文)“生物进化论”.二十十世纪初初:通过过用光学学显微镜镜,细胞胞的主要要显微结结构都已已查明。(细细胞壁,叶叶绿体,细细胞核,液液泡,细细胞质,线线粒体,高高尔基体体).二十十
16、世纪四四十年代代,电子子显微镜镜发明后后,逐渐渐揭示了了细胞的的超显微微结构。.随着着电子显显微镜技技术的不不断改进进和发展展及运用用超心法法,色谱谱法,放放射自显显影技术术,细胞胞化学,同同位素示示踪法,分分光光度度法,XX射线衍衍射技术术。及其其它新仪仪器新技技术的应应用,对对细胞结结构和功功能的研研究从显显微水平平,超微微水平,进进入大分分子和分分子水平平。能研研究细胞胞内遗传传物质DDNA,RNAA分子结结构。.从虎虎克发现现细胞以以来,经经过3000多年年的研究究,明确确细胞概概念,细细胞是构构成植物物和动物物体的结结构和功功能的基基本单位位。因为为动植物物致病的的病毒是是由蛋白白质
17、包围围的核酸酸组成,并并不具细细胞结构构。是目目前已知知的最小小生命单单位。自然界中中还存在在着比细细胞形态态更简单单的生物物。如病病毒,外外面有一一个蛋白白质组成成的外壳壳,壳内内含有核核酸(RRNA或或DNAA),现现发现3300多多种病毒毒,使人人、动物物致病。还还一类比比病毒更更简单的的生命形形式,叫叫类病毒毒,它比比病毒小小80倍,仅仅由小分分子的核核糖核酸酸构成,而而没蛋白白质,可可使动植植物致病病,有人人认为这这些生物物实际是是由非生生物发展展到生物物的过渡渡类型,因因此细胞胞是生物物结构的的基本单单位,不不是唯一一的结构构单位。细细胞只是是生命在在发展过过程中所所产生的的形式之
18、之一(病病毒,类类病毒)。1.22 植植物细胞胞的大小小和形状状一.植物物细胞的的大小:差别悬悬殊1.最小小的球菌菌 00.2m,一般般种子植植物中细细胞在10-1000mm。如此此小必须须借助显显微镜观观察,光光学显微微镜分辨辨极限00.2m。有有效放大大倍数112000倍15500倍倍,电子子显微镜镜分辨率率高达11(放大大倍数为为10万倍倍),能能观察细细胞超微微结构。2.少数数大型细细胞肉眼眼可见,如如,蕃茄茄果肉,西西瓜瓤,苹苹果细胞胞1mm,棉棉籽的表表皮毛长长达755mm,宁宁麻芝的的纤维细细胞长可可达5550mmm,油松松管胞22mm。3.细胞胞大小与与功能有有关,一一般生理理
19、活跃的的细胞常常常较小小,根尖尖,茎尖尖分生组组织细胞胞,而代代谢活动动弱,则则往往较较大,各各种贮藏藏细胞较较大。4.通常常细胞体体积都很很小的原原因其一:一一个细胞胞核控制制着细胞胞质的量量,细胞胞大小受受细胞核核所能控控制的范范围制约约。其二:细细胞体积积小,相相对表面面积就大大,这对对迅速交交换和运运输有利利。二.细胞胞的形态态:千差差万别,有有球状体体,多面面体,纺纺缍体,柱柱状,卵卵形,椭椭圆形,体体现着形形态和功功能的统统一。.球形形:单细细胞藻类类和细菌菌等游离离生活的的细胞,生生长在疏疏松组织织中细胞胞。.多面面体:多多细胞植植物体,细细胞紧密密排列或或相互挤挤压成多多面体,
20、根根尖,茎茎尖。.长筒筒形:起起输导作作用的细细胞,导导管,筛筛管。.长纺纺缍形(梭梭形):起支持持作用的的细胞,纤纤维聚集集成束,加加强支持持功能。.管状状突起:根毛细细胞,扩扩大根吸吸收面积积。.等径径的:薄薄壁组织织细胞。1.33 细细胞生命命活动的的物质基基础-原生质质一.原生生质的组组成原生质:细胞内内具有生生命活动动的物质质。细胞胞是由原原生质构构成的,它它是细胞胞结构和和生命活活动的物物质基础础。它的的基本组组成成分分。 1.所所含主要要化学元元素:碳碳,氢,氧氧,氮四四种,占占全重990%,其其次少量量的S,P,NNa,KK,Caa,Mgg,Cll,Fee,元素素,这十十二种元
21、元素占全全重999%以上上,此外外微量元元素:BBa,MMn,MMo,CCu,ZZn,SSi,BB,Coo等。组成原生生质物质质有:有有机物和和无机物物。无机物:有水,溶溶于水中中气体,无无机盐。2.水和和其他无无机物:原生质质中含有有大量的的水,占占细胞全全重的660990%,水水是细胞胞中矿物物质离子子和各种种分子的的溶剂,除除水外,原原生质中中还有溶溶于水中中的气体体,如二二氧化碳碳,氧气气,无机机盐及许许多离子子等。3.有机机化合物物:组成成原生质质的有机机物为蛋蛋白质,核核酸,脂脂类和糖糖类。.蛋白白质:构构成蛋白白质的基基本单位位是AAA(氨基基酸),已已知的AAA有20多种种,种
22、种类,数数目,排排列顺序序不同,进进行排列列组合形形成多种种蛋白质质。增加加蛋白质质的多样样性,蛋蛋白质不不是孤立立合存在在的,往往往和其其它分子子结合起起来,如如脂蛋白白,核蛋蛋白,色色素蛋白白,另外外,起催催化作用用的蛋白白质,称称为酶,是是细胞代代谢的主主要调节节者。生生活细胞胞中有几几千种酶酶。除水水以外,蛋蛋白质是是组成原原生质重重要万分分,约占占细胞总总干重的的60%以上。.核酸酸:A:生活活原生质质都有核核酸,是是重要的的遗传物物质,它它与蛋白白质结合合成核蛋蛋白,在在分生组组织细胞胞中,核核酸含量量很高,衰衰老叶含含量低。 bb:核酸酸是由许许多核苷苷酸经脱脱水聚合合而成的的高
23、分子子有机化化全物,一一个核苷苷酸由一一个含氨氨碱基,一一个五碳碳糖,一一个磷酸酸分子组组成。有有五种含含氨碱基基:二种种嘌呤,三三种嘧啶啶:腺嘌嘌呤(AA),鸟鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)或尿嘧啶(U)。 cc:分两两类:核核糖核酸酸(RNNA):在细胞胞中有合合成蛋白白质的作作用,有有在于细细胞质中中。脱氧核糖糖核酸(DNA):文化部在于细胞核中,具有双螺旋结构,构成染色色体的遗遗传物质质。 dd:功能能:核酸酸是细胞胞中主要要的遗传传物质,它它是遗传传信息的的携带者者,通过过复制可可使遗传传物质传传递到子子代中去去。.脂类类:包括括,油,脂脂肪,磷磷脂,蜡蜡,固醇醇,性质质
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