《资源植物学》教材 （供生物系本科班学员使用） 曹子建 冯鸿 编写 四川教育学院生物系 绪 论 资源植物学的概念： 资源植物学是通过研究植物的细胞、组织、营养器官和繁殖器官的形态、结构和生理功能；认识植物界各大类群及其相互间的亲缘关系和系统发育规律以及植物分类的基本原则和原理；掌握经济植物的性质、鉴定、用途和分布的科学。 二、资源植物学的内容及其任务： 在地球上，植物种类繁多，现存约50余万种，它们分布广，遍及地球各处；类群多，体形变化大，从低等的藻菌植物到高等的种子植物，反映了植物在漫长的演化过程中的适应形态，体现了从水生到陆生，从低等到高等，从简单到复杂的生物演化规律。 因而资源植物学的内容是以植物体为基础，了解个体的形态、结构、生理功能和发育的规律，又从不同层次的进化类群中分门别类，阐述系统发育演化的规律。具体内容是： 种子植物个体发育生活周期的形态变化，包括营养生长和生殖生长，即根、茎、叶的形成和结构，花、果实、种子的形成和结构，以及它们的组成成分和功能。 植物界各大类群（藻菌植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物）的分类及其演化规律。 植物资源的开发、利用与保护。 学习资源植物学的任务是从分子、亚细胞、细胞、组织、器官、整体、群体等不同层次水平，全面深入地了解植物体和植物界，从而达到控制、利用和改造植物为人类服务的目的。 三、资源植物学的简史 1.产生： 资源植物学是在人们生产实践活动中逐步形成和建立的一门科学。在实践中通过接触各类植物，首先认识植物，然后利用植物为人们服务，进而由科学家写成专著，逐渐形成了资源植物学。 2.发展： 我国是一个文明古国，地大物博，是研究植物最早国家之一。许多科学家撰写了不少描述植物的著作。约在两千多年前，《诗经》就提到了二百多种植物。公元第6世纪。北魏《齐民要术》概括了当时农、林、果树和野生植物的利用．明代李时珍的《本草纲目》（1578）是闻名中外的药书，书中描述了藻、菌、地衣、苔藓、蕨类和种子植物共1173种。清代的《植物名实图考》（1848）等，记载了野生植物和栽培植物共1714种。这些名著均为植物学和资源植物学的建立和发展做出了重要贡献。 国际上如 17世纪英国虎克发明显微镜后，使植物的研究进入到了微观细胞水平。18世纪著名的瑞典博物学家林奈，发表了《植物种志》（1753）建立了“双名命名法”，统一了对植物的命名，对植物分类学的发展起了重要作用。19世纪德国施莱登、施旺提出“细胞学说”后，认识到细胞是动、植物的基本结构单位。英国达尔文的《物种起源》发表后，改变了神创论的生物观，提出了进化论。他们的巨大成就大大推进了植物学的发展。 四、研究植物的不同学科及其关系： 植物形态学 ：是研究植物形态结构形成和发育的规律及其与环境条件的关系的科学，是植物学的基础学科之一。其中研究植物细胞结构和功能的叫植物细胞学，研究植物组织器官内部结构的叫植物解剖学；研究植物胚胎结构、发生分化的叫植物胚胎学。 植物分类学：是研究植物类群的亲缘关系，对植物进行分类、鉴定从而建立植物演化系统，阐明其演化规律的科学。它是研究植物的一门重要基础学科。根据研究植物类群不同，又可分为种子植物分类学、藻类学、菌类学、苔藓植物学、蕨类植物学等等。 植物生理学： 是研究植物生命活动规律及生命活动中的物质代谢、能量、转化、形态建成等机理的科学。 4．植物生态学：是研究植物与环境之间相互关系的科学。植物群落学（地植物学）是研究植物群落与环境相互关系的科学。 5．植物地理学：是研究各种植物和植被的地理分布规律及其与自然环境之间关系的科学。还有植物遗传学、植物化学、植物病理学、古植物学、胞粉学等。 在近年举行的国际植物学会上，根据学科的发展及新成就，将植物的研究领域分为代谢植物学、发育植物学、结构植物学、系统和演化植物学，环境植物学、分子植物学、历史植物学、应用植物学等。 按照教育部师范司关于“中学教师进修高等师范本科（专科起点）教学计划”的说明，认为资源植物学是涉及了所有植物研究内容的一门科学，是生物专业本科必修课之一。“植物资源学为众多后续课程的教学提供必要的基础，也为培养学员的独立工作能力提供必要的训练；学员掌握本课程的基本内容和方法，对达到本科培养规格、对业务方面的要求具有关键性的作用”。 五、资源植物学与中学生物教学的关系 （一）中学生物课程标准的要求： 在课程标准的第三部分“内容标准”中有关“生物圈中的绿色植物”的内容是与资源植物学的学习紧密相关的。 课程标准认为： 生物圈中的绿色植物 绿色植物是生物圈中作用最大的一类生物，它对生物圈的存在和发展起着决定性作用。绿色植物通过它的生命活动直接或间接地为其他生物提供食物和能量，并对维持生物圈中的碳氧平衡和水循环发挥着重要作用。绿色植物分布广泛，与人类生活的关系十分密切。 高等绿色植物中的粮食作物、蔬菜、瓜果、花卉等都是人类种植栽培的主要对象，在它们的生活中有许多适合学生观察、探究的内容，教师应积极组织学生开展各种探究活动，加强学生对相关知识的理解，提高学生运用知识解决实际问题的能力 绿色开花植物的一生 具体内容标准 活 动 建 议  描述种子萌发的 条件和过程。 描述芽的发育和根的生长过程。 概述开花和结果的过程。 体验一种常见植物的栽培过程。 开展“种子萌发条件”的探究活动。 有条件的地方可以开展人工授粉等活动。 栽培一种常见植物，观察从种子到成熟植株的生长发育以及开花结果的整个过程。   绿色植物的生活需要水和无机盐 具体内容标准 活 动 建 议  说明绿色植物的生活需要水和无机盐。 描述绿色植物的蒸腾作用。 收集或实测不同植被环境中的大气湿度数据，并进行比较分析。   3.绿色植物的光合作用和呼吸作用 具体内容标准  活 动 建 议  阐明绿色植物的光合作用。 举例说出绿色植物的光合作用原理在生产上的应用。 描述绿色植物的呼吸作用。 探究光合作用的条件、原料和产物。 调查生产中利用植物光合作用和呼吸作用原理的有关措施。     （二）与中学生物教学内容的联系： 以人民教育出版社2001年所编中学七年级《生物学》教材为例介绍：  六、资源植物学的发展及新成就 早期对植物学的研究以形态描述和分类观察为主，多从整体水平认识和鉴别植物。随着近代生物学的发展，新的仪器的使用和实验方法的改进，植物的研究同时也开展了以实验为主的新领域。 由于电子显微镜分辩率的提高及现代生物实验技术的应用，有可能深入到亚细胞及分子水平进行研究，例如在受精生物学方面新近取得不少成果，现在已知受精过程中的不亲和性，是由于花粉壁与雌蕊柱头识别蛋白引起的识别反应。又助细胞对花粉管进入胚囊的作用、胚囊的结构和功能、卵细胞、中央细胞的结构特点、两个不同大小的精子与双受精的关系、花粉发育形态和核酸代谢等许多方面的成果，都是通过采用电镜技术、生化技术、放射化学技术、分子技术、计算机技术等取得的。 植物实验形态学近年有不少新进展。例如根据全能性理论，用植物组织培养法，从离体的细胞组织中诱导再生植株，现已知在离体条件下，植物细胞、组织形态发生的途径有两种：器官发生型和胚胎发生型。胚状体的诱导是十分重要的，是研制人工种子，工厂化育苗的基础。另方面，用组织培养技术进行无性系快速繁繁殖以生产试管苗，对农、林、园艺、花卉有广泛地应用价值。 广泛开展了分类学、生态学的研究，如将细胞学、生物化学、数学、计算机技术等应用到分类学中，对植物物种形成、种群进化机制均取得新的进展。近年来，对生物圈的形成，环境保护和生态平衡方面的研究有很大进展。如将生态型的生理生化特点结合到农业上，掌握不同生态型对环境条件的要求而达到增产效能。 总之，植物学是朝微观，宏观两个方向深入发展，其特点是以植物作为基础，用新技术、新方法从微观方面研究形态发生的机理和过程及其与环境条件的关系，从宏观方面研究植物群体在地球表面的空间分布和演变规律，探讨群体在时间上的变化以建立自然进化系统。在此基础上，定向改造植物，使植物学知识转化为巨大的生产力，为社会主义现代化服务。 七、资源植物学课程教学计划 本课程分为三篇： 第一篇：植物形态解剖 植物细胞 植物组织 种子和幼苗 植物营养器官 植物繁殖器官 第二篇：植物系统分类 植物系统学 植物分类学 第三篇：植物资源的开发、利用与保护 概述 资源植物的开发、利用与保护 八、参考资料： 1.植物生物学，杨继、郭友好、杨雄、饶广正，高等教育出版社，1999.7； 2.资源植物学，何明勋，华东师范大学出版社，1995； 3.植物生物多样性，马炜梁，高等教育出版社，1998； 4.植物生物学，周云龙，高等教育出版社，1999.11； 5.植物学（上、下），华东师范大学等编，高等教育出版社，1982； 6.植物学（上、中、下），李扬汉，高等教育出版社，1988； 7.中国高等植物图鉴（1～5册，补编1-2册），中国科学院植物研究所，科学出版社，1972-1982； 8.植物学报，科学出版社，期刊； 9.四川植物志 10.网站： http://www.scjy.net 四川教育学院生物系 http://www.chnbotany.net/ 植物学教育科研网 http://www.chinbullbotany.com 植物学通报 http://www.biooo.com 植物学 http://www.yy168.com 中国芳香植物网 http://www.bcrc.firdi.org.tw 菌种查寻资料库 http://glossary.gardenweb.com 植物学词典 植物的形态解剖 植物细胞 植物细胞的形态和大小 二、植物细胞的基础 1.原生质：是植物细胞内复杂的有机物和无机物的总和。由于组成原生质的各种物质能形成一定的构相，将这些有形的和无形的构相组成的结构叫－－原生质体；由原生质体和细胞壁构成植物细胞。 2。原生质的分子组成 （1）有机组成 A。蛋白质 B。核酸 C。脂类 D。糖类 DNA和RNA组成成分和特征比较 DNA RNA  分布 主要在核中，少量在叶绿体和线粒体中。 在细胞质、核仁、染色体中。  嘌呤 腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G）。 腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G）。  嘧啶 胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）。 胞嘧啶（C），尿嘧啶（U）。  糖 脱氧核糖 核糖  孚尔根反应 阳性 阴性  水解酶 脱氧核糖核酸酶 核糖核酸酶  作用 传递遗传信息 参与蛋白质合成各过程  （2）水、无机盐和离子 A。水： 86～95％ B。无机盐和离子：Na + ,K+ ,Mg2+ ,Cl- ,HPO2- 3。原生质的特点 A、稳定性 B。变化性 溶胶与凝胶 三、植物细胞的结构 1. 原核细胞与真核细胞的差别 2.植物细胞的结构 叶绿体的结构 （1）叶绿体的结构 三种质体的比较 （3）花青素与有色体的比较 （4）植物细胞壁