植物学

植物学zhiwuxue

研究植物生命的科学。早期偏重于形态、分类的观察和描述。近代植物学的研究逐步向宏观和微观两方面发展，即从植物个体水平分别向群体和细胞、分子水平，去研究植物生命活动的规律及其发生和发展规律。研究植物学的目的，是阐明在人和自然环境的影响下植物的生长、发育规律，以利于控制和改造植物，满足人民生活的需求，为建设社会主义事业服务。根据研究对象的不同，植物学有许多分支学科，如植物形态学、植物分类学、植物解剖学、植物生态学、植物生理学、植物胚胎学等。

植物学botany

生物学中研究植物的一门分支学科。主要研究植物的形态结构、生理机能、生长发育、遗传进化、分类系统以及生态分布等内容，目的在于更好地了解植物、控制植物、利用植物和保护植物，为进一步发展工、农业生产和维护人类生态环境服务。植物学早期多着重于经济植物的研究，Botany一词来源于希腊文中βοτανη，意即牧草、蔬菜或植物。中国是研究植物最早的国家之一，《周礼》(约公元前3世纪)中早有“植物”一词的记述，“植物学”作为一门学科的中文名称则由清代李善兰于1857年创译，沿用至今。
发展概况 早期，人类采集植物充饥御寒，尝试百草医治疾病，开始积累有关植物学的粗浅知识。当进一步用植物时，需要识别植物，于是以植物分类为中心的描述性植物学首先发展起来。以后，在从事农牧业生产过程中，对野生植物和栽培植物的形态特征、生活习性及其与环境的关系等方面有了进一步的认识，逐渐积累了更多的观察研究资料，植物学逐步形成。
中国研究植物的历史悠久，距今约5 000年，炎帝神农氏教民耕种、畜牧、辨认药用植物。约公元前2 196年的《山海经》，开始记载了包括植物的数十种有效药物。周代的《尔雅》将植物分为草、木两类，包括100多种草本植物和几十种木本植物。以后历代多有志书、农书和本草著作问世。晋稽含撰《南方草本状》一书，列举80种中国南方的热带、亚热带植物，分属草、木、果、竹四类，是中国最早的地方植物志。后魏贾思勰的《齐民要术》，元代王祯的《农书》和明代徐光启的《农政全书》均涉及植物学内容。明代李时珍所著《本草纲目》记载药物1 892种，其中植物药1 094种，分为草、谷、菜、果、木等5部； 根据生长习性和生态环境不同，草部又分为山草、芳草、湿草、毒草、蔓草、水草、石草等11类，木部又分为乔木、灌木等6类。19世纪中叶，清代吴其濬著《植物名实图考长编》和《植物名实图考》，记载了1 714种植物，是研究中国植物的重要典籍。
国外植物学的研究，最早始于古希腊亚里斯多德(Aristotle)，他首创了欧洲的植物园，并将植物分为乔木、灌木和草本。他的学生德奥弗拉蒂斯(E. Theo-phrastus)采集和研究的植物达550种之多。认识到花序分有限和无限两类、花瓣有分离和连合之分、子房位置有上位和下位的差别等性状，著有《植物的历史》和《植物的研究》，有些首创的术语，如木质部和韧皮部等仍沿用至今。意大利植物学家凯撒皮诺 (A.Caesalpino)于1583年写成《植物》一书，记载植物1500种，并根据植物的习性、果实和种子的形态等分为15纲，认为生殖器官的特性是植物分类的重要依据。包兴兄弟(J.Bauhin,G.Bauhin)分别著有《世界植物史》和《植物学图说》，记载5000～6000种植物，以后广为植物学学者所引用。英人胡克(R. Hooke)在1665年首次应用显微镜观察到植物的木栓细胞，为植物学的微观研究开辟了途径。随后，英国的格鲁 (N. Grew)于1682年出版了《植物的解剖》，意大利的马尔匹基(M.Malpighi)于1687年出版了《植物解剖》，他们已经观察到表皮上的气孔、螺旋纹导管、管胞上的纹孔等结构，可谓植物解剖学的创始。18世纪，瑞典科学家林奈(C. Linnaeus)出版了《植物志属》和《植物志种》两书，记述植物935属，提出以“种”为分类的基本单位，创立了双名法和植物分类系统。英国的达尔文 (C.Darwin)于1859年出版了《物种起源》，系统地阐述了生物从简单到复杂、从低级到高级的进化论观点。德国的施莱登(M.Schleiden)和施旺(T.Schwann)于1839年创立细胞学说，对植物学的迅速发展起着重要推动作用。霍夫迈斯特(W. Hofmeister)通过对19属38种植物的胚进行观察，于1849年提出胚都起源于胚囊中已存在的一个细胞（卵细胞），澄清了10多年关于胚如何发生的争论； 1862年他又发现植物的世代交替现象，这一研究工作对了解植物个体发育的规律极为重要。斯脱拉斯伯格(E. Strasburger)于1877年明确了花粉粒具二核的普遍性，1879年最早对分叉蓼(Po-lygonum divaricatum)的胚囊发育 （蓼型胚囊） 进行了细致的描述，1884年又首先在水晶兰(Monotropahypopitys) 中观察到精、卵结合的连续过程，认识到受精在植物生活史中的重要性。俄国学者纳瓦兴 (C.Г.Наващин)于1898年在头巾百合 (Lilium marta-gon) 和细弱贝母(Fritillaria tenella)中发现由生殖细胞产生的2个精子，1个与卵融合产生胚，另1个与2个极核融合产生胚乳的双受精现象。这对于论证被子植物处于最高级的系统演化地位有重要价值。在植物分类方面，恩格勒(A. Engler)和普兰特莱(K. Prantl)在1887～1899年发表了共23册的《自然植物科志》，并于1892年提出了试图反映植物类群间亲缘进化关系的植物分类系统。
由19世纪下半叶进至20世纪以来，人们对植物生命活动规律的探讨以及植物与环境关系的研究更为深入，植物学逐渐转入实验植物学阶段。哈伯兰特 (G.Haberlandt)从事植物生理解剖学的研究，1884年开始进行植物组织的离体培养，1902年预言植物细胞具有全能性。韩宁(E.Hannig)于1904年离体培养萝卜等的幼胚，首次成功地获得幼苗，成为近代植物遗传工程的先声。克劳斯(F. A. L. Clowes)等人于20世纪50年代应用手术切割、示踪同位素标记以及生理生化等方法研究根尖结构，发现根尖顶端分生组织中存在不活动中心，引起人们对顶端分生组织的广泛重视。另一方面，丹麦瓦尔明(E. Warming)的《以植物生态地理为基础的植物分布学》和德国辛柏尔(A. F. W.Schimper)的《以生理学为基础的植物地理分布》相继出版，阐述了植物的生态适应和植物分布的多样性，以及植物群落的起源和发展，对于建立植物生态学有重大功绩。20世纪40年代《英国植被》 (1935年出版)、《苏联植被》(1940年出版)等专著陆续问世。50年代末至60年代，中国开展了大范围的综合考察，进行植物资源、植物区系和植被的调查，以后陆续出版了《中国植物志》、《中国植被》和各省地方植物志，为改造荒漠、改造土壤、绿化大地、制定全国自然区划和农业区划等方面提供了基础资料。
60年代以来，由于研究方法和技术的革新，植物学向微观和宏观两极迅速发展。在微观方面，由细胞水平进入亚细胞、分子水平，对植物的结构与机能有了更深入的了解。传递细胞概念的提出，对于解释细胞间的短途运输和分泌细胞的生理功能有重要意义。通过对筛管及P-蛋白质和胼胝质的超微结构研究，进一步阐明了韧皮部的功能。应用同位素标记研究木质部管状分子的分化形成，确定了次生壁沉积式样与微管分布之间的密切关系。结合超微结构观察和生化分析，进行花芽原基转变的研究，对花的形态发生获得更深的了解。60年代在裸子植物有性生殖过程的研究中，发现雄配子的细胞质参与合子新细胞质的组成。80年代通过对甘蓝、白花丹(Plumbago zeylanica)雄配子体的超微结构研究，提出2个精子和营养核相连形成雄性生殖单位的概念，并说明2个精子在形态和行为上存在差异性，因而人们对植物受精作用的认识有了新的突破。植物学在宏观方面的发展也很迅速，已由植物的个体生态进入到种群、群落以及生态系统的研究，并已使用遥感技术研究植物群落在地球表面的空间分布和演化规律，进行植物资源调查。当前植物学的最新发展趋向，还表现在植物学的各分支学科之间，植物学与其他有关学科之间，在新的水平上相互渗透，向着综合性的方向发展。例如应用生物化学、植物化学及超微技术，研究植物的系统发生； 测定植物次生物质的分子结构及其合成途径，分析蛋白质氨基酸的顺序，以探讨种级以下单位的进化趋势； 分子生物学技术在植物分类、系统演化、器官分化、物质代谢、病虫害抗性以及植物改良等领域中的应用已日益广泛； 以电子计算机为手段的数学模拟和系统分析的研究，在植物科学中亦不断增多。此外，与当前生产实际紧密联系的若干应用植物学范畴内的研究，如保护森林、草原的方法，开发、利用和保护植物资源，寻找能源植物和新的作物等也普遍受到重视，这些新的内容和发展趋势标志着植物学已进入一个新的发展阶段。
分科 植物学在发展过程中已形成许多分支学科，有的分科发展很快，已成为独立的学科。通常根据植物学研究的基础内涵可分为植物分类学、植物形态学(广义上包括植物细胞学、植物解剖学和植物胚胎学等)、植物生理学、植物遗传学和植物生态学等。按照研究的植物类群可分为细菌学、真菌学、藻类学、苔藓植物学、蕨类植物学、种子植物分类学等。结合经济实用价值又有经济植物学、药用植物学、饲料植物学、园艺植物学、农艺植物学、森林植物学等学科之分。随着实验性内容的增加，相应出现了实验植物分类学、实验植物形态学、实验植物解剖学、实验植物胚胎学等分科。由于学科间的相互渗透，综合性研究领域的形成，又随之出现古植物学、孢粉学、植物资源学、民族植物学、植物细胞分类学、植物化学分类学、植物数值分类学、植物生理解剖学、植物生态解剖学、植物细胞生物学、植物生殖生物学、发育植物学、代谢植物学、分子植物学、环境植物学、进化植物学、植物显微技术、植物组织培养技术、植物生物工程等。
应用 人们应用植物分类学知识进行鉴别、分类，对有用植物的自然生长分布、蕴藏数量等进行调查研究，有利于植物资源的开发利用和植物种质的保存以及寻找有关经济植物的近缘植物。纤维植物、橡胶植物、树脂类植物的形态解剖研究，直接与造纸工业、橡胶工业、树脂和油漆工业有关。木材解剖的研究为木材鉴定、木材的合理利用集聚基础资料。对一些作物、果树、蔬菜进行形态发生、组织结构的研究，有利于了解营养器官的生长状况以及生殖生长中结实器官的形成规律，为采取合理栽培措施、提高产量提供依据。古植物学和孢粉学的研究，在地质勘探和地层划分上有重要参考价值。此外，孢粉学的研究成果还可应用于花粉过敏病的诊断和预防，蜂蜜质量检定，花粉滋补食品的制作，甚至法医侦破等方面。植物实验胚胎学与生产实践的关系至为密切，例如花粉的人工贮存和萌发试验，花药和花粉的培养以获得单倍体植株，试管受精以克服自交不亲和或远缘杂交不亲和，未传粉的胚珠、子房的离体培养以诱导产生单倍体，或利用二倍体无融合生殖来固定杂交优势等，为遗传育种工作开辟了新的途径。研究植物生态，对于合理利用土地，综合治理水土流失，改造沙漠，保护森林，培育草原，测报环境污染与不同植物的净化效应，以及寻找恢复生态平衡的途径等方面均有积极意义。研究植物群落可为制定某一地区的植被区划、农牧业区划提供理论依据。指示植物和地植物化学的研究，有助于了解浅层地下水的深度和矿化度状况，在地质勘探中可起到指示铜、锌、铀等金属矿脉的辅助作用。近代植物学引入了有关生物工程的新概念和新技术，如植物组织培养在杂交育种和作物、花卉、果树、林木、药用植物的培养中有很大实用价值，通过茎尖培养除去马铃薯的病毒，人工种子繁殖芹菜，试管快速繁殖兰花、香石竹等花卉和楠木、红松等树苗，以及采用细胞培养生产有经济价值的代谢产物(如天然色素、植物碱等)，均收到显著成效。

植物学

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植物学botany

研究植物的形态结构、生理机能、生长发育、遗传进化、分类系统以及生态分布等内容的生物学科。研究的目的在于更好地了解植物、控制植物、利用植物和保护植物，为进一步发展工、农业生产和维护人类生态环境服务。植物学在发展过程中形成许多分支学科，通常分为植物分类学、植物形态学(广义概念包括植物细胞学、植物解剖学、植物胚胎学)、植物生理学、植物遗传学、植物生态学等。如按研究的植物类群不同又可分为细菌学、真菌学、藻类学、苔藓植物学、蕨类植物学、种子植物分类学等。结合应用有经济植物学、药用植物学、饲用植物学、园艺植物学、农艺植物学、森林植物学之分。随着实验性内容加强，相应出现实验植物分类学、实验植物形态学、实验植物解剖学、实验植物胚胎学等分科。由于学科间的相互渗透，又形成一些综合性的研究领域，如古植物学、孢粉学、植物资源学、民族植物学、植物细胞分类学、植物化学分类学、植物数值分类学、植物生理解剖学、植物生态解剖学、植物细胞生物学、植物生殖生物学、发育植物学、代谢植物学、分子植物学、环境植物学、进化植物学、植物显微技术、植物组织培养技术、植物生物工程等。

植物学Botany

研究植物的构造、生长和生活机能的规律、植物的分类、进化、传播和利用的科学。
依据研究层次和重点的不同，现代植物学分为以下几个分支：(1)植物形态学，研究植物的形态和结构（由细胞到器官各个层次），又可细分为植物细胞学、植物解剖学、植物组织学和植物胚胎学等；(2)植物生理学，研究植物活动和功能，与植物生物化学和植物化学密切相关；(3)植物遗传学，研究植物的种质和遗传、变异等现象；(4)植物生态学，研究植物与环境的关系，包括植物地理学和植物社会学（植物群落学）等；(5)植物分类学，研究植物的分类和命名；(6)植物病理学，研究植物病害的病原、发生、发展以及防治。此外，还有经济植物学、民俗植物学和古植物学等分支。依据研究对象类群的不同，植物学可划分为细菌学、真菌学、藻类学、蕨类学、地衣学、苔藓学、孢粉学等。
加拿大很早就有人致力于植物的识别、分类和分布的研究，但编目工作至今仍未完善。影响加拿大植物群体和植被分布的一个重要历史因素是冰川作用。一些植物学家认为，自最后的冰盾消退以后，某些植物在其合适的栖息地上不断繁殖，经历了至少1万余年时间。通过孢粉学研究，可在地图上标出自冰河时期以来加拿大各类植被和营养体的生长顺序和分布状况。
最近的研究表明，环境因素对植物群体、个体、细胞和细胞器的影响，除已知的温度、水分、能源、矿物质、空气、有害和有益的动物等因素外，化学污染物质（如酸雨等）也会改变植物有机体的生长发育、结构和功能。
植物遗传学使培育庄稼新品种获得巨大成功。通过品种改良，玉米的种植区域遍布全国各地（包括曾被视为生长季节过短的地区）。
所有学术机构均采用透射式电子显微镜和扫描电子显微镜研究植物结构。以植物学为基础的农学，包括作物种植、园艺学、牧草整修、蔬菜生产、作物育种、林业、花木种植、环境规划、野生动植物保护等，得到较大发展。人们对有毒植物的工作，使其危害性大大降低。植物学从各个方面为人们的健康和福利做出贡献。
一些植物学家在联邦或省政府做工业顾问，有的从事教学或科研工作，常与动物学家、气象学家、土壤学家、海洋学家和其他科学家合作，解决经济等重大课题。全国性或国际性的学术机构有加拿大植物学会、加拿大皇家学会、加拿大植物生理学家协会、加拿大植物病理学会、加拿大—法国科学促进会、加拿大农业研究所、北美北极研究所、加拿大林业学会、加拿大林业研究所、加拿大细胞生物学会、加拿大细胞学会、加拿大环境生物学家协会、加拿大微生物学家协会、加拿大遗传学会、加拿大生物化学学会、加拿大环境规划研究所、加拿大观赏植物基金会、魁北克青年生物学家协会，以及各种省级农业土壤学家协会。
此外，还有80个省级或地方的“自然主义者俱乐部”。学术刊物主要有《加拿大植物学杂志》、《加拿大植物志》、《加拿大微生物学报》、《加拿大遗传学和细胞学杂志》、《加拿大植物病理学报》、《加拿大林学研究》、《加拿大自然主义者》、《加拿大野外自然主义者》等。

植物学

研究植物的科学。生物学分支之一。公元前300年古希腊的提奥夫拉斯图编写了《植物历史》一书，此人被视为植物学创始人。17世纪末英国J·雷确立了现代植物分类基本原理。1753年瑞典植物学家C.林奈确立了双名制。1839年M.J.施莱登和T.A.H.施万创立了细胞学说，到19世纪中叶，植物学各分支学科已基本形成。现代植物学主要有植物形态学、植物生理学、植物遗传学、植物生态学、植物分类学5个分支。