《植物學教學課件：0-序論》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《植物學教學課件：0-序論（113頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、植植 物物 學學動物？植物動物？植物?植物還是動物植物還是動物1 11 12 23 34 4一、生物界的劃分一、生物界的劃分五界系統五界系統二界系統：二界系統：1753年林奈（年林奈（Linnaeus）提出）提出將生物界分為植物和動物將生物界分為植物和動物本課程采用二界系統本課程采用二界系統 根據二界系統，植物界包括菌類植物、藻類植根據二界系統，植物界包括菌類植物、藻類植物、地衣類植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物、地衣類植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。物和被子植物。Characteristics of plant Self-feeding;Photosynthesis;Cell
2、 wall-Cellulose;.Not motile;Indeterminate growth;Asexual and sexual reproduction.植物界的發生和發展1、發生年代、發生年代:三十多億年前三十多億年前The meteorite ALH 84001，which came from Mars and landed in Antarctica，contains the chemical signatures of life.The Earliest Trace of Life?This fossil from Western Australia is 3.5 billio
3、n years old and shows carbon traces that indicate life.n n2 2、發生過程：、發生過程：（1 1）由無機物到有機物）由無機物到有機物;（2 2）由非生命體到有生命體）由非生命體到有生命體;（3 3）由非細胞結構到有細胞結構）由非細胞結構到有細胞結構.n n3 3、發展規律、發展規律 （1 1）由簡單到復雜）由簡單到復雜;（2 2）由水生到陸生）由水生到陸生;（3 3）由低等到高等）由低等到高等.Plants Arose from the Green Algae During the Silurian Period Over 400 Mi
4、llion Years Ago古生菌 二二 植物的多樣性植物的多樣性 植物種類多至植物種類多至50余萬種余萬種美國紅杉美國紅杉世界上最高的樹之一世界上最高的樹之一Plants are amazing living organisms北美紅杉屬 Sequoia浮萍-僅長26 mm，花微小如針頭，生于葉狀體的邊緣。最小的有花植物是無根萍，只有浮萍的1/4大。Wolffia borealis無無 根根 萍萍:Dorsal view of buddingfloweringplantnexttothetipofasewingneedle.The floral cavity contains a sing
5、le pistil(with acircular,concave stigma)and one stamen.Thelengthofoneentireplantislessthanonemillimeter(1/25thofaninch).巨藻最長的甚至巨藻最長的甚至可以達到可以達到200米米到到300米，重達米，重達200公斤公斤。巨型蘑菇巨型蘑菇“體重體重”20公公斤斤墨西哥墨西哥-恰帕恰帕斯州斯州。A giant polypore,Fomitiporia ellipsoidea,was found in Hainan Island in southern China.It was 20
6、y old,and its estimated volume was 409 000e525 000 cm3 and weight was 400e500 kg.This is the first report of the largest fungal fruiting body both in volume and weight.Fungal Biology Volume 115,Issue 9,September 2011,Pages 813-814 Fomitiporia ellipsoidea 橢圓嗜藍孢孔菌橢圓嗜藍孢孔菌has the largest fruiting body a
7、mong the fungihttp:/ 大大花花草草世界上最大的花世界上最大的花 生長在印度尼西亞蘇門答臘森林里生長在印度尼西亞蘇門答臘森林里直徑達直徑達1.41.4米米/花瓣長花瓣長30304040厘米厘米/一朵花一朵花6 67 7公斤重公斤重豬籠草豬籠草食蟲植物食蟲植物捕蠅草捕蠅草食蟲植物食蟲植物4.植物的壽命植物的壽命 細菌，短的僅生活細菌，短的僅生活2030分鐘，即可分分鐘，即可分裂而產生新個體。裂而產生新個體。多年生草本、二（越）年生草本、一年多年生草本、二（越）年生草本、一年生草本。生草本。木本植物的壽命較長，有的可達數百年木本植物的壽命較長，有的可達數百年或上千年或上千年.福如
8、東海長流水壽比南山不老松龍血樹龍血樹植物中的活化石能活幾千年岱廟的漢柏岱廟的漢柏The oldest known living organism is a bristlecone pine(狐尾松狐尾松)that has been alive for almost 5,000 years-long enough to have witnessed all of recorded human history.百歲蘭百歲蘭百歲蘭百歲蘭,葉子壽命達葉子壽命達葉子壽命達葉子壽命達100100年以上年以上年以上年以上5.分布：分布極廣，無論平原、高山、荒漠、分布：分布極廣，無論平原、高山、荒漠、海洋，或
9、赤道、極地等，都有不同的植物種類海洋，或赤道、極地等，都有不同的植物種類生長繁衍。生長繁衍。瓶爾小草瓶爾小草旱生植物旱生植物三三 植物的奇妙特征植物的奇妙特征Plant Signaling&Behavior 1:1,9-14,2006n n植物的記憶？植物的記憶？植物的生物鐘植物的生物鐘植物中的生物電植物中的生物電植物中的神經傳遞？植物中的神經傳遞？乙酰膽堿乙酰膽堿重要的神經遞質重要的神經遞質-用于放大電用于放大電信號。信號。乙酰膽堿通過結合乙酰膽堿受體誘發神經乙酰膽堿通過結合乙酰膽堿受體誘發神經元的沖動。元的沖動。過多的乙酰膽堿需要被乙酰膽堿酯酶水解過多的乙酰膽堿需要被乙酰膽堿酯酶水解.乙酰
10、膽堿已經在乙酰膽堿已經在乙酰膽堿已經在乙酰膽堿已經在 animals,plants,fungi and animals,plants,fungi and bacteriabacteria中被發現中被發現中被發現中被發現(Wessler et al.2001;Horiuchi et al.(Wessler et al.2001;Horiuchi et al.2003;Kawashima et al.2007).2003;Kawashima et al.2007).乙酰膽堿酯酶活性也已經在植物中發現乙酰膽堿酯酶活性也已經在植物中發現乙酰膽堿酯酶活性也已經在植物中發現乙酰膽堿酯酶活性也已經在植物中發
11、現 (Momonoki and Momonoki 1991;Roshchina 2001;(Momonoki and Momonoki 1991;Roshchina 2001;Wimniewska and Tretyn 2003;Horiuchi et al.2003;Wimniewska and Tretyn 2003;Horiuchi et al.2003;Kawashima et al.2007).Kawashima et al.2007).但是在植物中尚沒有確切的證據表明存在乙酰膽堿但是在植物中尚沒有確切的證據表明存在乙酰膽堿但是在植物中尚沒有確切的證據表明存在乙酰膽堿但是在植物中尚沒
12、有確切的證據表明存在乙酰膽堿受體。受體。受體。受體。產生綠色熒光的蘑菇產生綠色熒光的蘑菇-Mycenalux-coeli四、植物的重要性四、植物的重要性（一）推動地球和生物的發展（一）推動地球和生物的發展 （二）合成有機物質，貯存能量（二）合成有機物質，貯存能量（三）促進物質循環，維持生態平衡（三）促進物質循環，維持生態平衡（四）人類賴以生存的物質基礎（四）人類賴以生存的物質基礎We could not live without plantsWe could not live without plantsPlants produce most of Plants produce most of
13、 the oxygen we breathe.the oxygen we breathe.Plants produce most of Plants produce most of the chemically stored the chemically stored energy we consume as energy we consume as food and burn for fuel.food and burn for fuel.Plants produce an Plants produce an amazing assortment of amazing assortment
14、of useful chemicals.useful chemicals.A piece of a Peruvian rain forest being converted for A piece of a Peruvian rain forest being converted for agricultural use by the slash-and-burn method.agricultural use by the slash-and-burn method.Chinese Plants and MedicineNearly 5,000 species of plants are u
15、sed for medicine in China today,a fact that is of increasing interest to western medical researchers and pharmaceutical companies.Viruses were first purified from plantsTobacco Mosaic VirusVirusesinfecthumansaswellasplants,causingmanydiseasesincludingAIDS,hepatitis,SARS,swineflu,cervicalcancer,chick
16、enpox,andpolio.Image Copyright 1994 Rothamsted Research.Trichosanthes kirilowii Maxim(栝樓栝樓)strong activity against HIV.原產于中國原產于中國Cinchona tree金雞納樹 bark contains a compound,quinine奎寧,that kills Plasmodium 瘧原蟲ButPlasmodiumaredevelopingresistancestoquinine,soothersourcesofanti-malarialcompoundsmustbefo
17、und.Image credits:Khler;CDC Artemisia annua 青蒿,show great promise against drug-resistant malaria（瘧疾）.2011年，屠呦呦獲得了拉斯克獎，這是中國生物醫年，屠呦呦獲得了拉斯克獎，這是中國生物醫學界迄今獲得的最高級別的國際大獎。學界迄今獲得的最高級別的國際大獎。20092009年出版的年出版的青蒿及青蒿素類藥物青蒿及青蒿素類藥物一書記載，當時他們共篩選了兩百一書記載，當時他們共篩選了兩百多種中藥，并終于在多種中藥，并終于在19711971年年1010月從中藥青蒿中獲得具有月從中藥青蒿中獲得具有100
18、%100%瘧原蟲抑制瘧原蟲抑制率的提取物，取得中藥青蒿抗瘧的突破。后來又經去粗取精，于率的提取物，取得中藥青蒿抗瘧的突破。后來又經去粗取精，于19721972年年1111月月8 8日得到抗瘧單體日得到抗瘧單體青蒿素。青蒿素。這種新結構的抗瘧藥，解決了長期困擾醫學界的對喹啉類藥物產這種新結構的抗瘧藥，解決了長期困擾醫學界的對喹啉類藥物產這種新結構的抗瘧藥，解決了長期困擾醫學界的對喹啉類藥物產這種新結構的抗瘧藥，解決了長期困擾醫學界的對喹啉類藥物產生耐藥性瘧疾的治療問題，并在過去生耐藥性瘧疾的治療問題，并在過去生耐藥性瘧疾的治療問題，并在過去生耐藥性瘧疾的治療問題，并在過去30303030年里挽救
19、了無數瘧疾患者年里挽救了無數瘧疾患者年里挽救了無數瘧疾患者年里挽救了無數瘧疾患者的生命。在非洲，由屠呦呦主持研發的新一代抗瘧藥雙氫青蒿素的生命。在非洲，由屠呦呦主持研發的新一代抗瘧藥雙氫青蒿素的生命。在非洲，由屠呦呦主持研發的新一代抗瘧藥雙氫青蒿素的生命。在非洲，由屠呦呦主持研發的新一代抗瘧藥雙氫青蒿素（商品名（商品名（商品名（商品名“科泰新科泰新科泰新科泰新”），廣泛用于抗瘧治療，被譽為），廣泛用于抗瘧治療，被譽為），廣泛用于抗瘧治療，被譽為），廣泛用于抗瘧治療，被譽為“神藥神藥神藥神藥”。人們一度認為，抗瘧藥物的人們一度認為，抗瘧藥物的人們一度認為，抗瘧藥物的人們一度認為，抗瘧藥物的結構中
20、必須有含氮元素的雜結構中必須有含氮元素的雜結構中必須有含氮元素的雜結構中必須有含氮元素的雜環才能有效，但青蒿素卻完環才能有效，但青蒿素卻完環才能有效，但青蒿素卻完環才能有效，但青蒿素卻完全是由碳、氫、氧三種元素全是由碳、氫、氧三種元素全是由碳、氫、氧三種元素全是由碳、氫、氧三種元素組成的。組成的。組成的。組成的。Mendels studies of peas revealed the laws of inheritanceMendels work laid the foundation for the sciences of plant genetics and plant breeding.
21、Plants make us happy People at work who can see plants report significantly greater job satisfaction than those who cant.五、什么是植物學五、什么是植物學植物學的定義與研究對象植物學是一門內容十分廣博的學科。植物學是一門內容十分廣博的學科。研究對象是植物各類群的形態結構，研究對象是植物各類群的形態結構，分類和有關生命活動、發育規律，以及植分類和有關生命活動、發育規律，以及植物和外界環境間多種多樣關系的學科。物和外界環境間多種多樣關系的學科。Botany covers a wi
22、de range of scientific disciplines Botany covers a wide range of scientific disciplines concerned with the study of plants,algae and fungi,concerned with the study of plants,algae and fungi,including structure,growth,reproduction,including structure,growth,reproduction,metabolism,development,disease
23、s,chemical metabolism,development,diseases,chemical properties,and evolutionary relationships among properties,and evolutionary relationships among taxonomic groups.taxonomic groups.Botany形態解剖形態解剖Anatomy系統分類系統分類 Taxonomy植物形態解剖學植物形態解剖學植物形態解剖學植物形態解剖學 植物系統分類學植物系統分類學植物系統分類學植物系統分類學植物生態學植物生態學植物生態學植物生態學植物生
24、理學植物生理學植物生理學植物生理學 古植物學古植物學古植物學古植物學植物資源學植物資源學植物資源學植物資源學植物遺傳學植物遺傳學植物遺傳學植物遺傳學植物生物化學植物生物化學植物生物化學植物生物化學植物細胞生物學植物細胞生物學植物細胞生物學植物細胞生物學植物分子生物學植物分子生物學植物分子生物學植物分子生物學BotanyBotanyPlant BiologyPlant BiologyPlant SciencePlant ScienceBotany,plant science,phytology,or plant Botany,plant science,phytology,or plant bi
25、ology is a branch of biology that involves the biology is a branch of biology that involves the scientific study of plant life.scientific study of plant life.植物學的發展簡史和發展趨勢植物學的發展簡史和發展趨勢我國是研究植物最早的國家之一。我國是研究植物最早的國家之一。遠在殷代就開始種麥、黍、稻、粟。遠在殷代就開始種麥、黍、稻、粟。最近的考古學證據表明，稻子在長江下游的浙江最近的考古學證據表明，稻子在長江下游的浙江地區是在一個地區是在一個
26、20002000年或年或30003000年內的緩慢過程中轉年內的緩慢過程中轉變為人工種植的作物的，這與小麥和大麥的緩慢轉變為人工種植的作物的，這與小麥和大麥的緩慢轉變為人工種植作物類似。變為人工種植作物類似。Dorian FullerDorian Fuller等的研究認為稻米的人工種植是在等的研究認為稻米的人工種植是在等的研究認為稻米的人工種植是在等的研究認為稻米的人工種植是在69006900年至年至年至年至66006600年前達到高峰的。年前達到高峰的。年前達到高峰的。年前達到高峰的。ScienceScience，20092009年年年年3 3月月月月2020日日日日 詩經中就已經記載200
27、多種植物名字.詩經-周南關雎中云：關關雎鳩，在河之洲。窈窕淑女，君子好逑。參差荇菜，左右流之。窈窕淑女，寤寐求之。荇菜-據吳征鎰考證，是沉水草本植物眼子菜科的菹（zu組）草。草草 賀蘭山賀蘭山-古代巖畫，植物巖畫古代巖畫，植物巖畫-38-38幅幅巖畫作于中國青銅器時代，距今巖畫作于中國青銅器時代，距今30003000余年余年 植物學的發展與農業息息相關植物學的發展與農業息息相關公元六世紀，北魏賈思勰的公元六世紀，北魏賈思勰的齊民要術齊民要術，概括了農、林、果樹和野生植物的利用。概括了農、林、果樹和野生植物的利用。明代明代農政全書農政全書晉代晉代竹譜竹譜唐代唐代茶經茶經宋代宋代菊譜菊譜荔枝譜荔枝
28、譜救荒本草救荒本草 我國我國15世紀初一部記述野生植物的地方世紀初一部記述野生植物的地方性植物志。記載了植物性植物志。記載了植物414種，每種都配有精種，每種都配有精美的木刻插圖。按可食部位分為葉可食、根可美的木刻插圖。按可食部位分為葉可食、根可食、實可食等。書中把植物按同類排在一起，食、實可食等。書中把植物按同類排在一起，既方便于識別，也反映它們之間有相近的親緣既方便于識別，也反映它們之間有相近的親緣關系。關系。朱橚朱橚朱橚朱橚-朱元璋的第五個兒子，救荒本草的作者朱元璋的第五個兒子，救荒本草的作者朱元璋的第五個兒子，救荒本草的作者朱元璋的第五個兒子，救荒本草的作者 中藥學的發展就是人們對植物
29、結構/分類/化學成分不斷深入研究的結果.漢代神農本草經收有中草藥365種。明代李時珍的本草綱目收有植物1173種，為世界學者所推崇。清代吳其著植物名實圖考和植物名實圖考長編，記載了1714種植物，是研究我國植物的重要文獻。19世紀，李善蘭與外人合作編譯世紀，李善蘭與外人合作編譯植物學植物學一書，為我國第一部植物學的譯本，對發展我一書，為我國第一部植物學的譯本，對發展我國近代植物學起了積極作用。該書所譯的細胞、國近代植物學起了積極作用。該書所譯的細胞、心皮、子房、胎座、胚、胚乳等名詞，沿用至今。心皮、子房、胎座、胚、胚乳等名詞，沿用至今。包括現代植物科學的思想包括現代植物科學的思想,概念概念,理
30、論體系理論體系西方植物學的發展 古希臘時人們對植物的應用十分初級.公元前300年，古希臘的特奧弗拉斯所著的植物的歷史、植物的本原兩本書被認為是植物學的奠基著作。TheophrastusTheophrastus 約公元前約公元前370370年年285285年年 亞里士多德的學生亞里士多德的學生植物學之父植物學之父公元前公元前883-859年，年，古敘利亞王古敘利亞王宮的浮雕。神站在海棗樹樹前，宮的浮雕。神站在海棗樹樹前，右手持雄花序為雌花序授粉。右手持雄花序為雌花序授粉。人工授份的最早記錄人工授份的最早記錄公元前公元前4000公元前公元前2000年年 巴比倫對棕櫚實施人工受精。巴比倫對棕櫚實施人
31、工受精。古代埃及古代埃及16世紀，意大利人西沙爾比諾（Cesalpino）的植物一書，以植物的生殖器官作為分類基礎，將植物學與本草區別開來。17世紀，英國虎克（Robert Hooke）利用顯微鏡發現了細胞，從而推動了植物學的微觀研究。18世紀，林奈創立了“雙名法”，為現代植物分類學奠定了基礎。19世紀，德國施萊登和施旺提出了“細胞學說”，論證了生物同出一源。英國達爾文的物種起源，提出了生物進化論觀點。植物科學的發展，經歷了三個時期：1.描述植物學時期 從公元前371286 17世紀。A plate from A plate from LinnaeusLinnaeus s s1737 work
32、 Genera1737 work GeneraPlantarum Plantarum showing theshowing thetwenty-four twenty-four classes ofclasses ofLinnaeusLinnaeus s sexuals sexualsystem.system.2.實驗植物學時期 從18世紀 20世紀初。n n3.現代植物學時期現代植物學時期從從20 世紀初現在世紀初現在現代植物科學的發展趨勢表現在3 個方面1）兩極分化-指微觀領域和宏觀領域的深入研究個體個體組織、器官組織、器官細胞、亞細胞水平細胞、亞細胞水平分子生物學分子生物學納米生物學納米
33、生物學種群種群群落群落生態系統生態系統生物圈生物圈宏觀宏觀微觀微觀 2）傳統的各分支學科彼此交叉滲透，學科間的界限逐漸淡化。19501987:Annual Review of Plant Physiology 19882001 :Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology2001present :Annual Review of Plant Biology 3）植物科學的研究成果日益受到重視。在解決世界性的重大難題中發揮作用。21世紀面臨的許多世界性的難題n n人口膨脹人口膨脹人口膨脹人口膨脹n n糧食緊張糧食緊張
34、糧食緊張糧食緊張n n環境污染環境污染環境污染環境污染n n能源緊缺能源緊缺能源緊缺能源緊缺n n遺傳疾病遺傳疾病遺傳疾病遺傳疾病The world population is expected to triple between 1950(2.5 billion)and 2020(7.5 billion)Globally,more than one billion people per year are chronically hungryThatsmorethanthetotalpopulationoftheUSA,CanadaandtheEU.(Source:FAO news relea
35、se,19 June 2009)Current estimates indicate that we need to increase food production by 70%in the next 40 years.2009年4月8日，國務院常務會議討論并原則通過全國新增1000億斤糧食生產能力規劃（2009-2020年），確認到2020年，中國糧食生產能力達到1.1萬億斤以上，比2009年產能增加1000億斤。當代農業生物科學的前沿當代農業生物科學的前沿作物基因組計劃作物基因組計劃農作物的基因工程農作物的基因工程Even mild drought stress reduces yiel
36、dsMilddroughtstressreducestherateofphotosynthesisandgrowth,whereasextremedroughtstressislethal.serious diseases threaten the worlds food supplyWheat stem rust Corn smut fungusAgricultural fertilizer use is a considerable source of environmental pollutionPhoto courtesy of NASA/Goddard Space Flight Ce
37、nter Scientific Visualization Studio)Fertilizer run-off causes dead zones,algal blooms that then decay,reducing oxygen levels in the water and making animal life impossiblePlant BiotechnologyTraditional crossbreedingTraditional crossbreedingRecombinantDNAtechniqueshttp:/www.insp.mx/xcongreso/ponenci
38、as/5中國工程院院士袁隆平中國工程院院士袁隆平超級雜交稻畝產已經達到超級雜交稻畝產已經達到1000公斤公斤李振聲李振聲 院士院士 開創了遠緣雜交育種在生產上大面積推廣的先例開創了遠緣雜交育種在生產上大面積推廣的先例 玉米專家玉米專家-李登海李登海學習植物學的目的學習植物學的目的最終的目的在于應用，解決實際問題。最終的目的在于應用，解決實際問題。學習植物學的方法學習植物學的方法 注重理論聯系實際，運用觀察、比較和實注重理論聯系實際，運用觀察、比較和實驗的方法。驗的方法。參考資料主要參考書目：1、植物學(上冊，下冊)、高等教育出版社，19922、李揚漢編 植物學、農業出版社課程主頁課程主頁htt
39、p:/ http:/ nhttp:/ nhttp:/ nhttp:/ 影響因子 IF=26Nature IF=28Cell IF=29國際上著名的植物相關的科學雜志國際上著名的植物相關的科學雜志The Plant Cell IF=9The Plant Journal IF=7Plant Physiology IF=6Annual Reviews of Plant Biology IF=18Current Opinion in Plant Biology IF=9國內的植物學雜志國內的植物學雜志Journal of Integrative Plant Biology(JIPB)Journal o
40、f Integrative Plant Biology(JIPB)IF=1.6 IF=1.6Molecular PlantMolecular Plant IF=4.2 IF=4.2植物學報植物學報云南植物研究云南植物研究西北植物學報西北植物學報植物分類學報植物分類學報武漢植物學研究武漢植物學研究武漢植物學研究武漢植物學研究植物研究植物研究植物研究植物研究 植物遺傳資源學報植物遺傳資源學報植物遺傳資源學報植物遺傳資源學報 中國野生植物資源中國野生植物資源中國野生植物資源中國野生植物資源www.e-journals.org/botany/學校圖書館 http:/202.194.143.1/考核平時
41、成績（30左右）考勤 隨堂測驗 課堂提問 筆記期末考試（70左右）閉卷、100分鐘、考教分離每次上課都保證有一張實驗報告紙。每次上課都保證有一張實驗報告紙。南瓜是萬圣節標志。南瓜是萬圣節標志。南瓜是萬圣節標志。南瓜是萬圣節標志。將南瓜掏空并在里面放上蠟燭這一凱爾特人傳統風俗，跟隨將南瓜掏空并在里面放上蠟燭這一凱爾特人傳統風俗，跟隨將南瓜掏空并在里面放上蠟燭這一凱爾特人傳統風俗，跟隨將南瓜掏空并在里面放上蠟燭這一凱爾特人傳統風俗，跟隨愛爾蘭移民流傳至美國的。實際上，原本是用甜菜來雕刻的。愛爾蘭移民流傳至美國的。實際上，原本是用甜菜來雕刻的。愛爾蘭移民流傳至美國的。實際上，原本是用甜菜來雕刻的。愛爾蘭移民流傳至美國的。實際上，原本是用甜菜來雕刻的。萬圣節的南瓜萬圣節的南瓜
植物學教學課件：0-序論
