植物篇 植物篇

微亚讲座--植物-WEEK3 植物的分类及植物细胞

发布时间:2022-07-13 文章来源:本站原创 阅读量:964

微亚讲座--每周读点植物学

  WEEK 3:植物的分类及植物细胞

  一、植物的分类

  既然植物的种类如此繁多,那么就需要进行归类,让每一种植物都能找到自己的家,否则我们面对的将是一团乱麻。早在公元前300年,泰奥弗拉斯托斯便开始根据植物的经济用途或生长习性等方面,对当时所知道的植物进行分门别类。我国古代也不乏这方面的植物学家,明代的李时珍和清代的吴其濬则最为著名。李时珍的《本草纲目》将所收集的1195种植物药分为草、谷、苹、果和木等五部30类。吴其濬的《植物名实图考》将收载的1714种植物分为12类。由于受当时科学水平的限制,这些分类法仅就一两个特点或应用价值进行分类,没能够考察到植物彼此间演化上的亲缘关系[1]

图1. 左.《本草纲目》;右边.《植物名实图考》

  19世纪后期植物学家建立了自然分类系统,每种植物在系统中都有一定的地位和归属。为了分类方便,按植物类群等级各给一定的名称,基本上有七级(界、门、纲、目、科、属、种)。每种植物都有名称,可归为俗名和学名两大类,就像一个人有他的小名和大名,甚至还有外号。例如马铃薯,我国北方称其为土豆,南方称洋芋,豫西有地方称芋头,英语名叫“Potato”。如果你是个南方人,去北方的餐馆吃洋芋,看看菜单上的酸辣土豆丝也许就是你要的菜。

 

图2. 小名马铃薯、土豆,大名Solanum tuberosum L.

  学名即以双名法给植物起名。国际公认的双名法是由植物分类学大师林奈首创的。双名法指一个学名由两个拉丁字组成,第一字为属名,名词,首字母大写,第二字为种名,形容词,字母都小写,最后附以命名人的姓氏或缩写。如马铃薯的学名叫Solanum tuberosum L.。每一种植物都有自己的身份证,这对于植物资源的鉴定、利用、保护和开发起到了重要的作用。

二、植物细胞

 植物的种类形形色色,千差万别,从低等植物到高等植物,都有一个基本构成单位——细胞(Cell)。Cell一词的发明人是罗伯特·胡克,没错,就是中学物理中发现弹性定律的天才,他不仅仅是英国皇家学会的物理学家,还是个博物学家、发明家、建筑设计师,放到现在来说就是大佬级别的存在。1665年,他用显微镜观察了木工刨下的软木薄片,发现软木片由一个个被分割的小室组成,就像传教士居住的单人房间一样,就将一个小室叫做“Cell”。当然,胡克看到的仅仅只是留下了细胞壁而失去了内容物的一些死细胞。

图3. 罗伯特·胡克用的显微镜与观察的软木薄片

 19世纪,德国植物学家施莱登首次提出:“一切植物,如果它们不是单细胞的话,都完全是由细胞集合而成的。细胞是植物结构的基本单位。”他的发现得到了另一位德国动物学家施旺的证实,两人的研究确立了“细胞学说”。20世纪30年代后,电子显微镜的发明和新技术方法的应用,揭示了细胞内各种微小的细胞器。之后随着近代物理、化学的发展,使植物细胞的研究达到分子水平。

 人有高矮胖瘦,植物细胞的大小和形态也是多种多样的。单细胞植物,如小球藻,直径只有3-8微米,薄壁细胞直径约20-100微米,贮藏细胞可达到1毫米,最长的细胞——无节乳汁管长达数米。细胞的形状有球形、椭圆形、梭形、星形、多面体形等等。细胞的大小受到细胞核和物质交换的制约,通常细胞相对表面积越大,物质交换效率越高。细胞大小的差异往往与其代谢活动、功能和外界条件有关。一般来说,生理活跃的细胞常常较小,代谢活动弱的细胞往往较大。细胞遗传、生理功能和环境条件的适应是决定细胞大小和形态的主要因素[2]。

 事物总是对立统一的,既然植物细胞表现出不同的个性,那不同的植物细胞同样具有共性。植物细胞的共性就是:细胞壁+原生质体,最外层为细胞壁,其内是原生质体,包含细胞质膜、细胞质、细胞核和各种细胞器等结构。原生质体是细胞代谢活动的场所,呈溶胶状态,具有流动性。一些干燥的种子,细胞中水分含量较少,原生质呈凝胶状态,在吸收大量水分后,原生质可转成溶胶态,生命活动变得旺盛起来。植物细胞具有细胞壁、中央大液泡和质体,是动物细胞没有的。所以,小小的浮萍看上去似乎和高大的树木没有相似之处,但本质上它们都是由植物细胞组成的。

图4. 植物细胞的构造

 植物细胞是构成植物体形态和结构的基本单位,也是进行生命活动的功能单位。单细胞植物由一个细胞来完成它的生命历程,多细胞植物的各个细胞相互联系,紧密配合,协调一致,共同完成生命体的生长和发育,既相对独立又互相统一。

图1来源于mt.sohu.com/20180529/n539188940.shtml

图2来源于www.douban.com/note/777331980/

图3来源于百度网

图4来源于《植物生理学》 宋纯鹏译

[1]植物学 张爱芹

[2]植物学 强胜

下周预览:植物细胞的组成