摘要：结构植物学(StructureBotany；关键词：结构植物学；系统进化；个体发育；科学研究；引言；结构植物学(StructureBotany)是植；1结构植物学与植物形态解剖学；植物解剖学(plantanatomy)是阐明植物；1.1植物比较解剖学；从系统演化的观点，比较各类群植物结构的异同的学科；的形成总是由等径薄壁组织和长轴厚壁共同分化的，有；1
摘要：结构植物学(Structure Botany)是植物学科的一个分支学科, 其主要任务是研究植物的细胞、组织和器官在个体发育、系统发育和不同生长环境条件下显微结构和超微结构的发生、发育规律以及如何利用这些结构规律为生产实践服务。本文通过综述结构植物学在植物的系统与进化、个体发育、植物与环境关系等方面进行了系统的综述，并指出了今后的研究方向和重点。
关键词：结构植物学；系统进化；个体发育；科学研究
结构植物学(Structure Botany)是植物科学的一个分支学科，其内容包括原来的植物形态解剖学及其相关的实验技术，以及一部分有关的植物细胞学和胚胎学内容。结构植物学的概念，在国际上是从1987年在德国召开的第14届国际植物学会议上使用。1993年中国植物学会60周年年会上为了与国际接轨也使用此学科概念，并将原来的植物形态学更名为结构植物学[1]。结构植物学起步于复式显微镜发明后，植物结构方面的首批论文由意大利学者M. Mapighi( )和英国学者N. Grew ( )分别发表[1]。近年来, 随着植物学科的发展, 结构植物学在原有基础上, 引进了新理论、新技术, 实行学科交叉, 深入研讨植物的结构与其功能的关系, 在研究的深度和广度上都有了新发展。
1结构植物学与植物形态解剖学
植物解剖学(plant anatomy)是阐明植物细胞、组织和器官的显微、超显微结构及其发育规律的植物学分支学科。20世纪中期以前，植物解剖学基本上是利用各种光学显微镜进行观察。50年代以后，广泛应用了透射电子显微镜和扫描电子显微镜，并采用了人工离体培养及各种物理的、生物化学的技术方法，对于植物的各种组织结构和功能都有了更深入的了解，进一步扩大了植物解剖学的研究领域。植物解剖学经历了两个世纪的研究后，在其他有关学科的相互渗透下，又逐渐分化出一些分支学科。
1.1植物比较解剖学
从系统演化的观点，比较各类群植物结构的异同的学科，这些结构特征，可以作为植物分类学的依据。其次对维管组织，特别是次生木质部的解剖给予关注。目前认为细胞分化的本质是细胞内基因选择表达特异功能蛋白质的过程，木质部
的形成总是由等径薄壁组织和长轴厚壁共同分化的，有时还有其它类型的细胞发生[2]。扫描电子显微镜的应用，而对叶子的结构（如叶脉、角质膜、气孔及表皮毛等），给予了较大的注意。
1.2植物发育解剖学
植物发育解剖学是从植物个体发育的观点说明植物的组织和器官发生发展过程的学科。一般从胚胎各部分的起源与发育开始，阐明植物体中分生组织的本质，各种组织的起源，初生生长和次生生长的各种结构变化以及各组织的结构和功能。
主要研究内容：顶端分生组织及其分化的表皮层、基本组织、维管组织，以及分泌结构，传细胞与周皮发生等；根端分生组织的分化、侧根的形成、根的次生生长和不定根的发生；茎端的分化，叶和芽的发生，茎的初生生长和次生生长；叶原基的发生和组织分化，以及幼叶的发育与变异等。
1.3植物生理解剖学
植物生理解剖学是从从植物生理功能的角度，探讨植物各种组织结构的学科。19世纪后期，德国哈贝兰特的《植物生理解剖学》一书，将植物组织依据功能划分成12个生理解剖系统：分生组织（系统）、皮系统（保护系统）、机械系统、吸收系统、光合系统、维管（或输导）系统、贮藏系统、通气系统、分泌和排泄系统、运动系统、感觉系统和刺激传导系统，从而奠定了植物生理解剖学的基础。近代植物生理解剖学重点讨论了光合作用与光合组织（具有叶绿体的细胞）、各种激素对细胞和组织结构分化的影响、组织结构与吸收和输导的关系、植物生长发育中的组织变化，特别是成花过程中的结构变化等。
1.4植物病理解剖学
研究植物细胞与组织的抗病机理及其结构变化的学科。20世纪初德国E.屈斯特尔论述了彩斑现象、黄化及其相关现象、水肿组织、愈伤组织和再生与虫瘿等，也对组织发生、机械组织的发生、病理与生态的关系等，进行了比较系统的描述，还确定了细胞增生、细胞减生、细胞肿大和膨肿等一些植物病理解剖学的名词。
近年植物病理解剖学进一步揭示了种子植物在防病的结构变化中，或是增厚角质膜，或是延迟气孔的开放 ，抵抗或避免病菌的侵入，以及被侵染后的细胞
及其周围的细胞能主动迅速死亡并产生毒素，从而阻止病菌的蔓延等
1.5植物生态解剖学
研究在不同生态条件下（旱生、水生、腐生等），植物细胞、组织结构的变化的学科。尤其着重于旱生植物的适应结构的研究。植物遭受有毒气体与重金属离子毒害的组织变化，与耐毒气和河湖污染的适应等方面研究，也日渐增多，已成为植物生态解剖学中的重要部分。
1.6木材解剖学
又称次生木质部解剖学。1858年C.W.Von 内格利在描述维管组织系统时，首先提出木质部和韧皮部的概念。德国C.萨尼奥提出“管胞”(tracheid)这一名词，他对木材组织进行的研究工作，奠定了木材解剖学的基础。木材解剖学的研究，大致趋向木材系统演化和亲缘关系的理论研究，以及用作木材鉴定和利用的应用研究两个方面。
2结构植物学与植物细胞学
植物细胞学(Plant Cell Biology)研究植物细胞结构的科学，是广义的形态学之一，也是细胞学的一个分支；植物细胞学以植物细胞作为研究对象，利用生物学、化学和物理学等研究方法来研究细胞的生命活动。植物细胞学的主要研究方法有生物显微技术包括电镜技术、细胞免疫技术、细胞培养等[10]。
植物细胞壁是一种复杂的网状结构,其成分包含纤维素、半纤维素、果胶和少量的结构蛋白等。在植物细胞生长过程中,细胞能产生伸展素蛋白,打断纤维素和半纤维素之间的氢键,引起细胞膨压驱动的细胞壁扩张。成熟细胞壁扩张性的丧失是由于细胞壁硬化作用而对扩张性蛋白的作用不敏感造成的,细胞壁成熟过程中很多不同的连接会同时发生,当细胞壁基质多聚体分子之间的连接增加到一定的程度,细胞壁的伸长就会被完全抑制[3]。
3结构植物学与植物胚胎学
植物胚胎学是研究高等植物有性生殖器官和生殖细胞的形成、受精（植物）以及胚胎发生（植物）规律的植物学分支学科。被子植物胚胎学的研究范围主要包括大、小孢子的发生，雌、雄配子的发生，传粉和受精，胚和胚乳的发育，无融合生殖、多胚现象，以及各种生殖器官与组织的离体培养和在人工控制条件下的实验研究。
胚胎学在中国的发展大体可划分为3个时期[7]：（1）初始时期，主要在裸子植物胚胎发育的观察和实验研究方面开展了一些工作。（2）在20世纪50年代的十几年是学科的建立时期。这期间培养了一些植物胚胎学的人才和开展了许多胚胎发育的描述性研究。（3）近二十几年，随着国际上这一学科的发展，进入植物生殖生物学的发展时期，在这一时期中，以被子植物为对象开展了多方面的研究，第一，在结构与功能关系方面，研究小孢子发生过程中细胞质改组，雄配子体发育中营养核与生殖细胞的关系；雄性生殖单位与雄性生殖单位的结构，细胞质遗传的细胞学机理，生殖系统中的细胞骨架和传递细胞的结构与分布，胚珠中细胞衰退与其物质的迁移。第二，生理活动方面，研究钙在受精过程中的作用，ATP酶在胚珠物质运输中的参与，受精过程中与识别作用相关的柱头表膜和精细胞质膜蛋白的分离与组分的分析。第三，与育种相关的胚胎学研究，包括雄性不育性，无融合生殖及远缘杂交等，在以裸子植物为对象的研究中，首先是对许多我国特有的属种的胚胎发育作出详细的描述，以及为讨论系统位置提供胚胎学佐证，这方面的研究是独具特色的，其次，在受精作用和精细胞的光镜和电镜的研究也获得了突出的成果[8]。
4结构植物学与育种学
通过对植物的形态学解剖观察，可以指导我们在遗传育种方面做相应的品种改良。如土壤干旱时小麦根系的解剖结构有所变化[4]。裘昭峰等[5]研究也表明，小麦茎节间大小、维管束数目、面积还与穗粒数和粒重有关，大小维管束数目与穗粒数呈显著正相关，以穗下节间最为明显。植物的形态学解剖也指导园艺植物抗病虫害、光合系统及光合性能的方面的研究也有所报道。如近期本实验室人员通过石蜡切片观察根肿病对甘蓝的影响。陈静等[9]通过观察研究发现，单性结实胚珠和果实发育的过程与有性结实差异明显，所以说解剖性状完全可作为单性结实的选育辅助手段，虽然比较费时，但精确度较高。而灵活掌握植物胚胎学和细胞学上的特征并加以应用，不仅会为茄子单性结实方面的研究提供新的思路，而且有利于新品种的开发和培育。
5结语与展望
结构植物学的研究内容涉及结构植物学的各领域，近年来，在结构植物学研究中, 由于物理、化学及分子生物学等相关交叉学科知识和技术的不断渗入, 新
技术和新仪器的应用, 对一些植物结构问题有了新的发现、新的见解[6]。目前，描述性的研究逐步减少，而与植物的发育、系统与进化、生理生态结合的内容增多，并在研究方法上有新发展。我国植物种质资源丰富,存在许多需要研究的植物学理论和生产实践问题，同时，从事结构植物学教学和科研人员众多，为今后结构植物学的发展提供了良好条件。我国结构植物学今后在研究内容上应积极与植物发育、系统进化、生理生态等分支学科结合，协同攻关，在理论上有所创新，并联系生产实际与相关学科协作努力解决生产中的问题，在研究方法上应在常规技术基础上，积极探索，采用新技术，提高研究水平。
参考文献：
[1] 胡正海.从事结构植物学教学和科研工作50年的回顾[J].西北大学学报(自然科学版)，
[2] 适胡宜.植物胚胎学在中国的发展[J].植物学报，2002,9.
[3] 赵庆新，袁生.植物细胞壁研究进展[J].生物学通报，）.
[4] 胡正海.结构植物学的现状和发展趋向的探讨[J].西北植物学报，）：899-906.
[5] 吴同彦,赵书岗,赵锦,郑永圃,杨学举.小麦形态解剖学研究进展.安徽农业科
[6] 裘昭峰,方陈,陈洪俭.小麦节间的维管束组织与单穗粒数的关系[J].安徽农业大学学
报,19,5(2)：37―42．
[7] 甘小洪，丁雨龙.竹类结构植物学的研究进展[J].竹子研究会刊，）.
[8] HU Shi―Yi. Development of Plant Embryology in China[J]. ActaBotanica Sinica，
[9] 陈静,王志敏等.结构植物学在茄子单性结实选育上的应用进展[J].长江蔬菜（学术版），
2011，（6）.
[10] 姜波，郝建华.沈宗根教授结构植物学研究工作回顾与评述[J].常熟理工学院学报（自
然科学），2010，（4）.
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正文:
光合作用与植物结构功能-植物研究光合功能的出现和演化的相互关系& & 按现有的认识，光合功能是从利用非生命来源的有机物的原始生物中演化出来的一部分生物所具有的特性。这些原始的光合生物有了这一功能就为生物的迅速发展准备了条件，既有大量的有机物质形成又使大气中氧气逐渐积累。氧气可使有机物彻底氧化而释放许多能量，这就有利于演变出可进行耗氧代谢的能有更复杂生命活动的生物，使它有可能由单细胞向多细胞发展并分化出具有不同功能的组织。光台作用释放的氧气大量积累还使得地球周围大气层E方有可能形成臭氧层。这个臭氧层可吸收太阳辐射中对生物非常有害的那一部分紫外线。这样，包括植物本身在内的生物，就有可能出水登陆，走向地球的每一个角落。所以．生物进化到具有光合作用功能的生物的出现，可以说是整个生物进化的一个关键环节，不仅生物数量可大大增加，而且为其结构功能的复杂化和活动范围的扩展开辟了无限广阔的天地光合作用与植物结构功能的特殊性& & 光合功能的出现影响了整个生物界的进化．当然更会影响具有光合能力的植物结构和功能的发展。光合作用是植物独有的令人瞩目的功能．植物形态结构和生长发育的各种特点，可以说都和光合作用有直接或间接的联系。在水中不同深度生长的藻类，得到足够的太阳光是生存发展的关键，因而它们的显著特征是具有不同组成的光合色素。对于陆生的植物，除了日光外，如何从空气中吸收浓度很低的二氧化碳作为原料又要同时解决不可避免的大量水分散失问题成了重要矛盾．这就决定了它在土壤中有发达的根系，以便汲取水分来供应地上部分向各方生长着的枝叶进行光台作用和蒸腾消耗。陆生植物的这种固定于一处且上下均松散伸展的形态结构也就导致了它们的生长发育、新陈代谢以及与环境的关系都和其它生物有着明显不同的特点
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植物生长的结构-功能模型及其校准研究——以corner型植物为例
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