【正文】 《植物形態(tài)解剖學(xué)》教案緒 論重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)是生物界的劃分、研究對(duì)象、發(fā)展趨勢(shì)和學(xué)習(xí)植物學(xué)的重要意義；難點(diǎn)是通過補(bǔ)充有關(guān)目前利用、改造和保護(hù)植物的新成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)植物學(xué)的興趣，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性。教案要求: 通過緒論的教案，要求學(xué)生掌握生物界的劃分和學(xué)習(xí)植物生物學(xué)的重要意義，了解地球上植物的發(fā)生和植物對(duì)人類及自然界的作用，了解植物生物學(xué)的研究對(duì)象、任務(wù)和分支學(xué)科，以及植物科學(xué)在自然科學(xué)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的意義、植物科學(xué)的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢(shì)。教案內(nèi)容： 一、植物界（一）植物界的劃分（二）植物的類型和分布（三）植物在自然界中的作用（四）植物界的多樣性及我國的植物資源（五）植物界的發(fā)生和發(fā)展（六）植物學(xué)研究分支二、植物學(xué)的內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法（一）植物學(xué)研究的對(duì)象（二）植物學(xué)的分支學(xué)科（三）植物學(xué)的發(fā)展簡史（四）植物學(xué)與國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)系（五）植物學(xué)的學(xué)習(xí)方法三、學(xué)習(xí)植物學(xué)的目的與要求一、植物界　?。ㄒ唬┥锝绲膭澐帧　≡谧匀唤缰校锸嵌喾N多樣的，植物只是自然界多種多樣生物中的一員。整個(gè)生物界的劃分，關(guān)系到植物界的范圍、細(xì)致的分類和進(jìn)行其他的研究。生物界究竟應(yīng)該分成幾個(gè)界，長期來，隨著科學(xué)的發(fā)展，學(xué)者們有著不同的看法。瑞典博物學(xué)家林奈（ ，—）在世紀(jì)就將生物界分成植物和動(dòng)物兩界，這種兩界系統(tǒng)，建立得最早，也沿用得最廣和最久。以后出現(xiàn)了三界系統(tǒng)，即在動(dòng)、植物界外，又另立原生生物界。后來又有了四界系統(tǒng)，即植物界、動(dòng)物界、原生生物界（或真菌界）和原核生物界。所謂五界系統(tǒng)，即植物界、動(dòng)物界、真菌界、原生生物界和原核生物界。在年代，我國學(xué)者又把類病毒（）和病毒（）另立非胞生物界，和植物界、動(dòng)物界、菌物界（即真菌界）、原生生物界、原核生物界，共同組成了六界系統(tǒng)?！　≡诓煌锝绲姆纸缦到y(tǒng)中，植物界的范圍大小不一。在同一分界系統(tǒng)中，由于各學(xué)者的看法不同，植物界所包括的具體植物種類也不完全一樣，例如在五界系統(tǒng)中，魏泰克（．．，）提出植物界包括維管植物、苔蘚植物、紅藻、褐藻和綠藻；動(dòng)物界包括多細(xì)胞動(dòng)物；真菌界包括真菌和粘菌；原生生物界包括原生動(dòng)物和金黃藻；原核生物包括藍(lán)藻和細(xì)菌。而馬古利斯（．，）提出的五界系統(tǒng)除動(dòng)物界和原核生物界包括的內(nèi)容與魏泰克的相同外，植物界包括維管植物和苔蘚植物，真菌界包括無鞭毛真菌，原生生物界包括鞭毛真菌、粘菌、紅藻、褐藻、金黃藻、綠藻和原生動(dòng)物。但是從進(jìn)化關(guān)系上看，生物界的劃分，卻把許多通常認(rèn)為的植物劃入了其他界，而不少分界系統(tǒng)中所謂植物界，又只包括維管植物和苔蘚植物，因此，對(duì)廣泛地了解植物界是有一定的局限性。本書作為植物學(xué)基礎(chǔ)課的教材，仍采用兩界系統(tǒng)，以便范圍較廣，易于理解，有利于初學(xué)者。　?。ǘ┲参锏念愋秃头植肌　∩锝绨瓷鲜鰞山缦到y(tǒng)分類，現(xiàn)在已經(jīng)知道的植物種類多至余萬種，包括藻類、菌類、地衣、苔蘚、蕨類和種子植物等。它們的大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活方式各不相同，共同組成了復(fù)雜的植物界。　　在地球表面上，總的來講，植物的分布極為廣泛。無論在廣大的平原、冰雪常年封閉的高山、嚴(yán)寒的兩極地帶、炎熱的赤道區(qū)域、江河湖海的水面和深處、干旱的沙漠和荒原，都有植物在生活著。即使一滴水珠、一撮塵埃、巖石的裂縫、樹葉的表層、懸崖峭壁的裸露石面、生物體甚至人體的內(nèi)外，都可成為某些植物的生活場(chǎng)所。同樣，在冷達(dá)冰點(diǎn)的積雪下面和水溫極高的溫泉中間，也常有特殊的植物種類在生存著。某些地衣甚至在冰點(diǎn)以下的溫度中仍能生存，某些藍(lán)藻在水溫達(dá)—85℃的溫泉中仍能旺盛生長。在高空的大氣中，常有飄浮著的細(xì)菌和孢子，土壤的表層和深層，也多生活著藻類和菌類。所以，幾乎可以說自然界處處都有植物。　　植物界中，盡管種類繁多，形態(tài)結(jié)構(gòu)變化萬端，但除極少數(shù)外，它們都是由細(xì)胞構(gòu)成的，并具有細(xì)胞壁。其中種子植物是今天地球上種類最多，分布最廣，形態(tài)結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，也是和人類生活最為密切的一類植物。由于農(nóng)、林、園藝植物和絕大多數(shù)的經(jīng)濟(jì)植物，都是種子植物。因此，本書內(nèi)的形態(tài)、解剖部分，將著重討論種子植物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)?！　》N子植物可根據(jù)它莖干的質(zhì)地，分為木本植物和草本植物兩大類型?！　。颈局参?莖內(nèi)木質(zhì)部發(fā)達(dá)、木質(zhì)化組織較多、質(zhì)地堅(jiān)硬，系多年生的植物。因莖干的形態(tài)，又可分為喬木、灌木和半灌木三類。　?。ǎ﹩棠?植株一般高大，主干顯著而直立，在距地面較高處的主干頂端，由繁盛分枝形成廣闊樹冠的木本植物，如玉蘭、泡桐、楊、榆、松、柏、水杉、桉等?！　。ǎ┕嗄?植株較矮小，無顯著主干，近地面處枝干叢生的木本植物，如大葉黃楊、迎春、紫荊、木槿、南天竺、茶等。灌木和喬木的區(qū)別，不是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，而是生長型的不同?！　。ǎ┌牍嗄?外形類似灌木，但地上部分為一年生，越冬時(shí)枯萎死亡的木本植物，如金絲桃、黃芪和某些蒿屬植物。　?。荼局参?莖內(nèi)木質(zhì)部不發(fā)達(dá)，木質(zhì)化組織較少，莖干柔軟，植株矮小的植物。因植株生存年限的長短，又可分為一年生、二年生和多年生三類。　?。ǎ┮荒晟参?在一個(gè)生長季完成全部生活史的植物。它們從種子萌發(fā)到開花結(jié)實(shí)，直至枯萎死亡，在一個(gè)生長季內(nèi)完成，如水稻、玉、高粱、大豆、黃瓜、煙草、向日葵等?！　。ǎ┒晟参?在兩個(gè)生長季內(nèi)完成全部生活史的植物。第一年種于播種后當(dāng)年萌發(fā)僅長出根、莖、葉等營養(yǎng)器官，越冬后第二年才開花結(jié)實(shí)直至枯萎死亡，如白菜、胡蘿卜、菠菜、冬小麥、洋蔥、甜菜等?！　。ǎ┒嗄晟参?生存期超過兩年以上的草本植物。地上部分每年生長季節(jié)末死亡，地下部分（根或地下莖）為多年生，如薄荷、菊、鳶尾、百合等?！　〔徽撃颈局参锘虿荼局参?，凡莖干細(xì)長不能直立，匍匐地面或攀附他物而生長的，統(tǒng)稱藤本植物。草質(zhì)藤本如牽牛、蔦蘿等；木質(zhì)藤本如葡萄、紫藤等。　?。ㄈ┲参镌谧匀唤缰械淖饔谩　。参锏墓夂献饔煤偷V化作用 綠色植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體，能夠利用光能，將簡單的無機(jī)物（即二氧化碳和水）合成為碳水化合物的過程，稱為光合作用（）。因此，光合作用就是把無機(jī)物合成為有機(jī)物的過程。光合作用的產(chǎn)物不僅解決綠色植物自身的營養(yǎng)，同時(shí)，也維持了非綠色植物、動(dòng)物和人類的生命。所以，綠色植物對(duì)維持整個(gè)生物界的生命起著重要作用。因而，在自然界的生態(tài)平衡中（ ）也就占著主要的地位。此外，人類的衣、食、住、行、藥物和工業(yè)原料，絕大部分也是來源于植物光合作用的產(chǎn)物。科學(xué)的發(fā)展，大大促進(jìn)了人們對(duì)光合作用的研究，而揭開光合作用的奧秘，將會(huì)更有效地提高農(nóng)、林、園藝植物和其他經(jīng)濟(jì)植物的產(chǎn)量，為人類利用、控制和改造自然，創(chuàng)造出更廣闊美好的前景?！　」夂献饔靡彩枪饽苻D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，而儲(chǔ)積在有機(jī)化合物內(nèi)的過程。這種積蓄的能量，除去作為自然界有機(jī)食物的源泉外，也常為人類多方面所利用。甚至古代植物所儲(chǔ)積的能量，到今天還被人類利用著，如工業(yè)上主要?jiǎng)恿碓粗坏拿?，就是古代植物?chǔ)積的能量。而石油、天然氣的形成，綠色植物也起了很重要的作用?！　」夂献饔眠M(jìn)行過程中放出氧氣，不斷地補(bǔ)充大氣中的氧，對(duì)改善生物生活環(huán)境有極大的影響。因?yàn)檠跏侵参?、?dòng)物和人類呼吸，以及物質(zhì)燃燒所必需的氣體。大氣中的氧約占，它能夠穩(wěn)定地保持平衡，源源地供應(yīng)，這就不能不歸功于綠色植物的光合作用?！　【G色植物以外的絕大多數(shù)非綠色植物和動(dòng)物，都不能進(jìn)行光合作用。少數(shù)的非綠色植物，如某些細(xì)菌，能進(jìn)行細(xì)菌光合作用和化能合成作用，但具這種能力的細(xì)菌，種類既少，而又常受所需條件的限制，不能進(jìn)行較大規(guī)模的光合作用。而綠色植物的光合作用所需條件（即二氧化碳、水和光）最為普遍，所以光合作用的規(guī)模最大。　　由此可見，綠色植物的光合作用是地球上唯一的最大規(guī)模地把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，將光能轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)積的化學(xué)能以及把氧釋放出來補(bǔ)充大氣中的氧，這是地球上生物界生命活動(dòng)所需能量和其他必需條件的基本源泉，也正是綠色植物的三項(xiàng)偉大的宇宙作用。　　綠色植物進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物質(zhì)，這在自然界中是極為重要的。但是，只有有機(jī)物的合成和儲(chǔ)積，還是不成的。這樣，無機(jī)物都將被凍結(jié)在生物體內(nèi)，自然界最終也將會(huì)由于原料的缺乏而成為死的世界。自然界的物質(zhì)，總是處在不斷的運(yùn)動(dòng)中，一方面，是從無機(jī)物合成為有機(jī)物的過程，而另一方面，也是從有機(jī)物分解為無機(jī)物的過程。有機(jī)物的分解，主要有兩個(gè)途徑：一是通過動(dòng)、植物的呼吸作用來進(jìn)行；一是通過非綠色植物的參加，如細(xì)菌、真菌等對(duì)死的有機(jī)物質(zhì)的分解，也就是所謂礦化作用來進(jìn)行。礦化作用的結(jié)果，使復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的無機(jī)物，可以再為綠色植物所利用。這樣，光合作用和礦化作用，也就是合成和分解，使自然界的物質(zhì)循環(huán)往復(fù)，永無止境?！　。参镌谧匀唤缥镔|(zhì)循環(huán)中的作用上面已經(jīng)提到綠色植物和非綠色植物的相互作用，以及有機(jī)物的分解在物質(zhì)循環(huán)中的作用。現(xiàn)就植物在碳和氮循環(huán)中的作用，再作進(jìn)一步的說明。　　碳循環(huán)（ ）綠色植物進(jìn)行有機(jī)物的合成，即光合作用的過程中，需要空氣中的二氧化碳作為原料，以合成有機(jī)物。空氣中的二氧化碳以容量計(jì)，僅為。據(jù)估計(jì)，碳按重量計(jì)，大氣中的總含量約億噸，綠色植物在進(jìn)行光合作用的過程中，要吸收大量的碳，如果大氣中的二氧化碳不加補(bǔ)充，按地球上每年綠色植物要用億噸碳酸態(tài)的碳計(jì)算，只要余年，大氣中的二氧化碳就將被消耗殆盡。可是，事實(shí)上卻不然，自有綠色植物以來，在漫長的歲月中，二氧化碳始終維持著相對(duì)的平衡，這就說明自然界中的二氧化碳一直在不斷地得到補(bǔ)充，這些補(bǔ)充，除去地球上物質(zhì)的燃燒、火山的爆發(fā)、動(dòng)、植物的呼吸外，主要是依靠非綠色植物，如真菌、細(xì)菌等對(duì)動(dòng)、植物尸體的分解所釋放出的二氧化碳來補(bǔ)充（圖緒）?！　〉h(huán)（ ）氮是植物生命活動(dòng)中不可缺少的重要元素之一。大氣中的氮含量為，盡管含量高，但是這種游離氮，只有少數(shù)的固氮細(xì)菌和藍(lán)藻，才能吸收利用，而綠色植物卻不能直接利用。這些細(xì)菌、藍(lán)藻等把大氣中的游離氮固定轉(zhuǎn)化為含氮化合物，成為植物所能吸收利用的氮，這個(gè)過程稱為生物固氮作用（）。綠色植物把由光合作用所合成的碳水化合物與所吸收的銨鹽合成蛋白質(zhì)，用以建造自己的身體，或作為備用的養(yǎng)料，儲(chǔ)積在體內(nèi)。動(dòng)物攝取植物的蛋白質(zhì)，加工成為動(dòng)物本身的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)通過呼吸，或者通過動(dòng)、植物尸體的分解，進(jìn)行氨化作用（），又釋放出銨離子。部分的銨成為銨鹽，供植物吸收；另一部分銨，經(jīng)過硝化細(xì)菌一系列的硝化作用（）成為硝酸鹽。硝酸鹽是植物能夠吸收和利用的氮的主要來源。但硝酸鹽也可以由反硝化細(xì)菌的反硝化作用（）回復(fù)成游離氮（）或氧化亞氮（），重返大氣中。氮就是這樣通過植物的復(fù)雜作用而循環(huán)著（圖緒）。　 植物體內(nèi)除碳和氮外，還有氫、氧、磷、硫、鉀、鎂、鈣，以及各種微量元素如鐵、錳、鋅、銅、硼、氯、鉬等。這些元素被植物吸收后，又通過植物，以各種途徑返還自然界，進(jìn)行著永無休止的物質(zhì)循環(huán)。由此可見，植物界是按照一定的規(guī)律來完成它的作用，合成與分解是辯證地統(tǒng)一，是有規(guī)律地變化著，循環(huán)反復(fù)，使自然界成為取之不盡，用之不竭的寶庫，維持著整個(gè)生物界的生存；同時(shí)，也使整個(gè)自然界，包括生物和非生物之間成為不可分割的統(tǒng)一體?！　。参飳?duì)環(huán)境保護(hù)的保護(hù)作用 植物對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用，主要反映在它的凈化作用上。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大量應(yīng)用有毒農(nóng)藥，特別是工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，排放含有各種有害物質(zhì)的廢氣、廢水、廢渣，所謂“三廢”，大量進(jìn)入大氣、水體和土壤，造成環(huán)境污染，影響生物的生存，更嚴(yán)重地是危害人類的生活和生產(chǎn)。　　植物對(duì)大氣的凈化，一般是通過以下的途徑：首先是通過葉片吸收大氣中的毒物，減少大氣中的毒物含量；其次，是植物能降低和吸附粉塵，凈化大氣，例如茂密的樹林能降低風(fēng)速，使空氣中的大粒塵埃降落，特別是某些植物的葉面粗糙多毛，有的分泌粘液和油脂，更能吸附大量飄塵。蒙塵的植物，一經(jīng)雨水沖洗，又能迅速恢復(fù)吸附的能力；此外，草坪也有顯著的減塵作用。草坪由于枝葉繁茂，根莖與土表緊密結(jié)合，在草坪上沉積的各種塵埃，在大風(fēng)天氣不易出現(xiàn)揚(yáng)塵和污染。因此，在城市、工廠區(qū)和隙地，多種草坪，盡量避免土壤裸露，也是保護(hù)環(huán)境、減少污染的一種有效措施?！　≈参飳?duì)水域的凈化，主要有以下途徑：首先是植物能分解和轉(zhuǎn)化某些有毒物質(zhì)。在低濃度的情況下，植物能吸收某些有毒物質(zhì)，并在體內(nèi)將有毒物質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化為無毒成分。例如，植物從水中吸收丁酚，丁酚進(jìn)入植物體后，就能與其他物質(zhì)形成復(fù)雜的化合物，而失去毒性。其中最常見的為酚糖苷，它可以貯藏在液泡內(nèi)變成對(duì)植物無毒的結(jié)合態(tài)物質(zhì)，在以后的生長發(fā)育過程中，可以被分解和利用，參加細(xì)胞正常的代謝過程。其他苯、氰等也都有相似的情況；其次是植物的富集作用。水生植物能吸收和富集水中的有毒物質(zhì)，其富集能力依植物種類不同而異，但一般可高于水中有毒物質(zhì)濃度的幾十倍、幾百倍甚至幾千倍以上。不同植物吸收和富集不同的有毒物質(zhì)的能力是不同的，利用植物富集能力來凈化環(huán)境時(shí)，必須注意食物鏈的延伸對(duì)人類的影響?！　⊥寥牢廴究梢杂纱髿馕廴竞退|(zhì)污染而引起。工廠排出的含有重金屬的廢氣、煙塵和其他有害氣體、工業(yè)廢水、廢渣，以及農(nóng)業(yè)上施用化學(xué)農(nóng)藥、某些毒性除莠劑及污水灌溉等都會(huì)污染土壤。其他放射性物質(zhì)也會(huì)對(duì)土壤污染。土壤污染后，能引起土壤酸化或堿化，以及影響有些作物的正常生長發(fā)育，因此，利用某些植物對(duì)土壤中污染物質(zhì)的吸收，就能達(dá)到消除和凈化的目的，但也必須注意某些農(nóng)林產(chǎn)品，通過糧食、蔬菜、果品、牧草等，嚴(yán)重危害人畜?！　≡诃h(huán)境保護(hù)中，植物除了凈化作用，還有監(jiān)測(cè)作用。所謂監(jiān)測(cè)作用，就是利用某些植物對(duì)有毒氣體的敏感性，當(dāng)某些有毒氣體在低濃度時(shí)，它就能出現(xiàn)受害癥狀，反映出有毒氣體的大概濃度，作為環(huán)境污染程度的指示，這就是監(jiān)測(cè)作用，而對(duì)有毒氣體特別敏感的植物，利用它們來監(jiān)測(cè)有毒氣體的濃度，指示環(huán)境污染程度，這種植物就稱為監(jiān)測(cè)植物。例如利用唐菖蒲和葡萄監(jiān)測(cè)氟化氫，利用菠菜和胡蘿卜監(jiān)測(cè)二氧化硫（），這些植物的葉片部分反應(yīng)最為敏感。葉片上都會(huì)因距離污染源的遠(yuǎn)近而出現(xiàn)傷斑的長短、大小、深淺和受害葉面積的百分率大小等差異，指示出大氣中有毒物質(zhì)的濃度。不論植物的凈化作用或監(jiān)測(cè)作用，都必須在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市的環(huán)保工作等的統(tǒng)籌計(jì)劃和綜合治理的基礎(chǔ)上，使有毒物質(zhì)的含量，在植物可以忍受的程度下，才能起凈化和監(jiān)測(cè)的作用。因此，不同植物對(duì)有毒物質(zhì)含量的忍受程度、敏感性和凈化情況，也是植物學(xué)上一個(gè)重要的課題。此外，在環(huán)境保護(hù)方面，植物有散放殺菌素的作用，還有減低噪聲的作用，這對(duì)人類的健康和工作，是極為有利的。　?。参飳?duì)水土保持的作用 植物的生長發(fā)育，都要受到周圍環(huán)境的影響，而植物在