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。