绪 论

绪 论 第一节 植物与植物界

第一节 植物与植物界

一、生物界的划分

从地球上诞生最原初的生命形式起，生命已经历约38亿年漫长的发展和进化历程。此间，

其所处环境的多样性和多变性、自身适应性方式和适应性特征的异质性，从原初的单细胞生物

进化形成现今的复杂多样性的生物界。植物只是生物的一部分。生物界的划分与人类的认识水

察手段及分类的标准和目的等有关，有一个较长的历史过程。生物究竟如何划分、划分成几个

问题，至今没有定论。

早在1735年，瑞典博物学家、植物分类学之父林奈（C.Linnaeus，1707～1778）将整个生

分为植物界（Plantae）和动物界（Animalia）两界。认为植物是一类具细胞壁、营固着生活

养的生物，而动物是一类能运动和异养的生物。这两界系统建立较早、简单直观且沿用最广。

显微镜的广泛使用，人们发现有些生物兼有动物和植物的特征：如单细胞、多核的黏菌（sli

d），在营养生长期，原生质体裸露、无细胞壁，能运动摄食，与动物中的变形虫相似，但在

期或不良环境条件下，其个体能产生具纤维素的细胞壁，并营固着生活，或形成具纤维素细胞

孢子；裸藻（Euglena acus her.）单细胞、有鞭毛、能运动、无细胞壁，但体内含叶绿体，

行光合作用等。这样在动物和植物之间就失去了截然的界线。因此，1868年，德国生物学家

尔（E.Haeckel,1834～1919）提出在植物界和动物界之间建立原生生物界(Protista),主要包

始的单细胞（菌类、低等藻类和海绵）,从而形成”三界系统”；1938年，美国人科帕兰

opeland,1902～1968）提出了“四界系统”，区分出原核生物界（Prokaryotes）（包括蓝藻

菌）、原始有核界（Protoctista）（包括低等的真核藻类、原生动物、真核菌类）；1969年

生物学家魏泰克（R.H.Whittaker，1924～1980）将不含叶绿素的真菌类生物独立出一个真菌

ngi)(或称菌物界，Myceteae)，1969年，魏又根据细胞的结构和营养类型提出五界之说，即

界、动物界、原生生物界、原核生物界（Monera）和菌物界。我国昆虫学家陈世骧（1905～19

据病毒（Virus）与类病毒（立克次氏体、类菌质体）不具任何细胞形态、不能自我繁殖、在

的情况下无生命等特点，把病毒、类病毒独立为病毒界（Viri）（或非胞生物界）而有“六界

”受到广泛重视。可见生物的划界至今悬而未决。本教材仍沿用林奈的两界分类。

二、植物界的多样性

按两界系统，已定名或描述记载的植物种类有近50万种。这些植物在其大小、形态、结构

理功能、遗传变异、生活习性、地理分布、对环境的作用及与人类的关系各不相同，表现出丰

样性特征，成为人类生存和发展的基础。现已知道：全世界有病毒、藻类、菌类等植物种数

种以上，有苔藓植物、蕨类植物和种子植物28万种以上。其中种子植物，特别是被子植物是

界中最进化、最复杂、最高等、种类最多的植物类群。中国有病毒、藻类、菌类等植物种数1

种，有苔藓植物、蕨类植物和种子植物约3万种。植物进化仍在继续，新的种类还会出现。随

学研究和科学技术的发展、人类生产、经济活动的进一步深化，如引种栽培、驯化野生植物等

对植物界的进化速度和植物的丰富多样性产生愈来愈深远的影响，植物对人类经济发展和文明

必将发挥愈来愈大的作用。

（一）植物形态结构和功能的多样性

在千差万变的植物中，它们的形态、结构、生活习性以及对环境的适应性是丰富多样的。有

物体形微小，结构简单，仅由单个细胞组成，只能在显微镜下才能观察清楚；有的植物由一定

的细胞松散联系，聚成丝状、枝状或球状群体；有的细胞之间联系紧密，形成多细胞植物体，

扁如叶状、或匍匐呈游走状、或直立为矮小的茎叶体，许多植物进化地位较高，在结构和功能

现了组织、器官的分化，甚至集根、茎、叶、花、果和种子等于一体的复杂类群，如植物界最

的植物类型——被子植物。

在丰富多样的被子植物中，有挺拔向上的白桦和桉树；有枝叶茂盛、茎干发达、独树成林的

；有枝叶聚生枝顶，其形如伞的华盖木；此外，还有众多的穿行于山林、编织林网的藤本植物

及近地或贴地而生的草本植物等。

(二) 植物营养方式和生活周期的多样性

从营养方式看，绝大多数植物种类．其细胞中具叶绿素，能够进行光合作用、制造养分，它

称为绿色植物或自养植物。但是，也有部分植物其体内无叶绿素，不能自制养料，而只能寄生

他植物体上，吸取现成的营养物质而生活。例如，寄生于麦类作物茎、叶上的秆锈菌等，以及

于大豆植株上的菟丝子等，它们被称为寄生植物。还有些植物如马先篙(Pedicularis sp．)和

菌类植物．它们生长在腐朽的有机体上，通过对有机物的分解作用而摄取生活所需的营养，被

腐生植物。非绿色植物中也有少数种类，如某些硫细菌(sulfur bacteria)、铁细菌（iron

teria），可以借助于氧化无机物获得能量而自行制造食物，它们属于化学自养植物。

植物的生命周期在不同植物中常有差别。有的细菌仅生活20--30min，即可分裂而产生新个

命植物—风滚草，生长在雨水稀少的非洲草原上，当雨季来临时，其种子很快发芽，经约一周

长发育，便能开花结实，完成整个生活史过程。一年生和二年生的种子植物分别在一年中或跨

个年份，经历两个生长季节而完成生命周期，它们都为草本类型，如水稻、蚕豆、油菜等。多

植物有草本(如狗牙根、菊)和木本两种类型(如桑、苹果、松)，其中木本植物的树龄，有的可

数百年（如生长在扬州市石塔寺边的银杏已有500多年的历史）或数千年（如生长在美国西海

红松，据测定已存活7000多年）。

(三) 植物的遗传多样性

植物的遗传多样性是指每一物种内的基因和基因型的多样性，是植物适应变化着的环境和进

成新的多样性物种的重要基础。植物的生活史特点、种群动态及其遗传结构等决定或影响着一

种与其他物种及环境之间相互作用的方式。物种的遗传变异愈丰富，对环境适应性就愈广，即

内的遗传多样性愈丰富，所反映的物种进化潜力愈大。

人们早就注意到物种内变异的多样性和持续性，并将它们划分成将干个变种、变型乃至栽培

的品种和品系等。除了重视其形态、地理分布、生态特征以及生产性状等个体水平的差异外，

重视个体或群体间的染色体数目、形态、行为等细胞水平的差异，不同代谢产物的代谢水平的

以及蛋白质等分子水平的差异。在这4种水平不同的表现型中，找出能稳定遗传的生态型，加

水平上的多样性研究是今后中国遗传多样性研究、保存和利用的关键。杂交水稻的成功培育

入研究就是最成功的事例。

(四) 植物生态系统的多样性

生态系统(ecosystem)是指在一定的时空范围内生物和非生物成分通过物质的循环和能量的

相互作用、相互依存而形成的一个生态学功能单位。地球上有无数大大小小的生态系统、大至