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高级植物学课件


5、植物超微结构学研究植物的超微结构以及与次生 产物的关系。植物的生长、发育及其他生理活动,都 与其组成细胞的超微结构的特点及变化密切相关,而 经济植物所含的有用成分通常是细胞代谢过程中的次 生产物,后者的产生和贮存往往与植物体内的一些组 织细胞的超微结构有关。 6、植物实验形态学研究植物或其外植体在人工控制 的条件下,形态结构建成规律。通常将植物体或其器 官、组织置于人工控制的条件下生长,研究其组织、 器官的形态形成过程,或调控一些对植物生理活动有 重大影响的条件,引起形态结构发生变化,探索其形 态建成机理,或促进产生生物碱、甙类、糖类等次生 产物的组织的发育。
生草本的概念,将植物体分为根、茎、叶等 部分,并将茎的结构分为皮部、木质部和 髓部,所以他所总结知识标志着科学的植 物学的起始。
二、学科发展历史
植物科学包含多个分支学科,《植物解剖学》为 其中之一。研究植物,开发植物资源,首先要认识植 物,为此,在植物学各分支学科中植物分类学是最早 建立和发展的。 《植物解剖学》是研究植物的显微结构规律,必须 首先创造和具备研究显微结构的仪器,因此,该学科 的建立较迟。据历史记载,1590年荷兰的眼镜制造商 Janseen试制成功第一架复式显微镜。英国物理学家 Rabert Hooke(1635-1703年)在1665年用自制的复式显 微镜观察软木薄片,发现有许多蜂窝状小空室,他称 为细胞(cell,原意为小室)。这张软木结构图刊登于 1665年英国出版的《显微图谱》上。
第二节
植物解剖学的发展历史
一、植物解剖学的发源
植物科学是随着人类的农业生产、医药事业 及植物资源的开发利用的需要而产生和发展的。 通 常 认 为 古 希 腊 学 者 Theophrastus(370285B.C)是植物科学的奠基人。他通过收集、总 结农业劳动者在生产实践中积累的植物知识,编 写了《植物学的历史》 (Historia Plantanum) 、 《植物的探讨》(De Causis Plantanum)二本专 著,在书中首次提出乔木、灌木、多年生和一年
研究内容:
1、描述性植物解剖学研究不同种类植物或其 器官、组织的内部结构规律,阐明该种植物的 结构特征。 2、植物发育解剖学 研究植物体或其器官、组 织内部结构的发育规律。植物在个体发育中, 其内部结构都有其分化、形成过程,而每种植 物又各有其特性,此方面的研究内容把植物结 构的动态变化与生长发育过程联系起来,特别 是近年来把植物发育解剖学和分子生物学结合 起来形成了植物发育生物学。
4、20世纪后植物解剖学的主要进展
20世纪以后,植物解剖学发展迅速。在研究 方法上,在50年代以前主要利用各种光学显微镜 进行观察,而50年以后开始应用透射电镜和扫描 电镜,并采用人工离体组织培养和各种物理的和 化学的技术,从而对植物的结构及其与生理功能、 系统演化的关系有了深入理解,并进一步扩大了 植物解剖学的研究领域。在其他学科相互渗透下, 其研究内容逐步分化出若干专门领域(分支学科), 如植物比较解剖学、植物发育解剖学、植物生理 解剖学、植物生态解剖学、植物病理解剖学以及 木材解剖学等。
植 物解剖学
授课:宁熙平
第一章 绪 论 第一节 植物解剖学的任务、 研究内容和方法
植物解剖学是植物科学的一个分支学科。 本学科的主要任务:是研究植物的细胞、 组织和器官的显微结构和超微结构的规律, 包括不同种类植物内部结构特征,植物在 个体发育和系统发育中和不同生境条件下 内部结构的形成过程和变化规律,以及如 何利用这些结构规律为生产实践服务。
(7)中柱学说
法国学者P.van tieghem (1839-1914年)及 其学生比较研究了蕨类和种子植物根、茎的结构 基础上,提出了中柱学说(Stelar theory),认为 维管植物的轴器官内都有一个中柱,在植物进化 过程中其中柱结构发生一系列变化。 以上研究工作为植物比较解剖学奠定了基础。
在 此 时 期 中 , 贡 献 较 大 的 如 法 国 学 者 Du Hamel(1700-1781年),提出了形成层(cambium)的名 词,认为形成层是植物的茎和根中皮层以内具胶质的 生殖层。
德国学者C.F.Wolf(1733-1794年),在1759 年他的著作《发生学》(Generaticpa)中提出了 细胞和组织分化的理论,认为植物最幼嫩的部分 是在茎端,它是透明的、含胶质和富含营养物质, 叶和花都是由它产生的。他的观点促进了人们对 生长点的研究,因而在19世纪提出了多种生长点 结构理论,为此,后人尊称他为发育解剖学的创 始人。
(8)在植物的结构与功能方面的工作
J.van Sachs(1832-1892年)从植物的生 理功能出发,对植物的组织进行分类,划分 为6类组织。
G.Haberlandt在1844年出版了《植物生 理解剖学》专著,书中从生理功能观点把植 物组织划分为12个生理解剖系统(组织),并 提出了植物细胞具有全能性的观点,为植物 生理解剖学奠定了基础。
(1)20世纪国外几个著名的植物解剖学家
进入20世纪,国外许多学者对其的发展做出了突出
的贡献。 1)美国加州大学的Esau教授在植物韧皮部的解剖及其 功能方面有着巨大的贡献。 2)以色列希伯莱大学的Fahn教授在植物的比较解剖、 旱生植物的结构和植物的分泌结构方面取得了重大的成 果。 3)德国马普大学的Napp-zin教授的主要贡献是在植物 叶的结构及其与环境的关系方面。 4)英国丘园的Cuttler教授则在植物结构与环境的关系 上及结构与生理功能的关系上做出了杰出的贡献。
由于上述二位学者首先较系统地研究 了植物的显微结构,提出一些植物结构的 名词概念,为此,后人尊称他们是植物解 剖学的创始人。
3、18世纪的主要研究工作
18世纪以后,植物解剖学的研究中心转移到欧洲 大陆,其主要研究工具显微镜也逐步改善。但是,当 时的欧洲正处封建社会,新的思想、观点受到压制, 影响了自然科学各学科的发展,植物解剖学进展缓慢。
研究方法:
1描述的方法: 主要以植物体的成熟结构为
研究对象,观察、描述和分析其器官、组织 的结构特点。
2个体发育的方法:主要以植物体或其器官
的形态发育过程为研究对象,研究其组织分 化过程,阐明其内部结构动态变化的规律。
3比较解剖的方法:主要以不同种类植物为
研究对象。通过对它们内部结构特征的比较 观察和分析,总结出它们相同和不同的特点, 探索它们在系统发育中内部结构变化的规律 性。
3、植物比较解剖学比较研究不同种类植物的内 部结构在系统进化中的变化规律。不同种类植物在 内部结构中有一定的特殊性,又有其共同性。通常 亲缘关系愈近的植物种类,其共同性愈多,为此, 通过比较解剖研究,可以为植物的系统进化提供内 部结构依据。 4、植物生态解剖学研究不同生态环境中植物内 部结构变化的规律。每种植物的内部结构特征受其 遗传因子的控制,同时,也与其生长环境密切相关, 当植物的生长环境发生改变时,将程度不同地影响 其内部结构,产生相应的变化。
J.van.Hanstein也进行了不同植物的生长点的研 究,1868年提出了组织原学说,并负责编辑国际性的 植物形态解剖学专著。以上的研究工作成果为植物发 育解剖学奠定基础。 德国学者H.A.De Bary 在广泛观察不同种类植物 的结构基础上,总结了前人在此方面的研究成果,在 1877年出版了《显花植物和蕨类植物的比较解剖学》, 比较系统地阐述了上述两类植物的结构。
(2)H.von.Mohl(1815-1872年)的工作
他在1844年提出了细胞内胶体物质为原生 质(m),是生命的基本物质,并提 出细胞壁的组成和形成过程的看法,同时, 还叙述了表皮层、角质膜、皮孔和木栓的结 构和性质,树皮、导管的形成过程,并通过 对棕榈等植物解剖,提出茎内具有复杂的维 管系统以及其与叶的关系,指出维管束包括 木质部(xylem)和韧皮部(phloem)两部分。
(1)J.J.P.Moldenhawer的工作:
他在1812年出版了《植物解剖学》, 书中报道利用水浸植物组织的离析方法, 证明了植物的各种细胞都有细胞壁,并发 现由纤维和导管组成长束,称为维管束 (vascular bundle),提出茎是由表皮、薄 壁组织和维管束构成,改变了以往对茎结 构的不正确看法。
(5)C.W.Nageli(1817-1891年)的杰出贡献
他在研究各种植物胚胎的原始细胞和 生长点结构发育的基础上于1845年提出生 长点的顶端细胞学说,并将植物体内各种 组织划分为分生组织和永久组织两类,并 认为永久组织是由初生或次生分生组织产 生,而双子叶植物茎的增粗是由次生生长 造成。
(6)J.van.Hanstein(1822-1880年)的组织源 学说
2、N.Grew 的研究发现
英国解剖学家N.Grew(1641-1712年)提出植物的 器官都是由薄壁组织和纤维组织组成,并指出此种 类似纺织物内经线和纬线的组合,决定了植物的内 部结构,而上述组织是由细胞组成,他提出的薄壁 组织(parenchyma)名词,沿用至今。 他发现植物叶上有气孔,可使植物体内水分蒸 发和吸入空气,并认识了花是植物的生殖器官,其 雌蕊、雄蕊相当于雌、雄性器官,认为植物一般是 雌 雄 同 体 。 他 的 著 作 《 植 物 解 剖 》(Anatomies Plantarum)由M.Malpighi译成拉丁文,曾流传了一 百多年。
发展过程的一些重要研究
1、 M.Malpighi的研究工作 在Robert Hooke的研究发现影响下,意 大利的解剖学家M.Malpighi (1628-1694年) 在动、植物的显微结构方面进行大量观察, 提出植物的各部分都是由细胞组成,并对不 同植物比较观察,描述了它们各部分的结构, 指出了双子叶植物和单子叶植物结构的区别 以及虫瘿是由昆虫引起的。
(2)我国的植物解剖学发展历史
在我国植物解剖学发展也经历了50多年的发 展阶段。在1950年以前,有关植物解剖学方面的 工作做的很少。而特别值得提出的是张景钺教授 在植物学教育、研究和恢复出版《植物学报》等 方面做出的重要贡献。 他1926年发表在《Botanica Gazette》上的 研究论文是我国植物解剖学家最早在此杂志上发 表的专业论文。同时他培养了一大批我国著名的 植物学家。
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