奥妙植物学.pdf

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1、书书书西南大学通选课教材奥 妙 植 物 学主编： 杨晓红 王春华西南师范大学出版社书书书图书在版编目! “ #“ 数据!奥妙植物学!杨晓红“ 王春华主编$#重庆$ 西南师范大学出版社“% 经!销$ 全国新华书店印!刷$ 重庆大学建大印刷厂开!本$ , ?0 & ( % !0!0 / 印!张$0 1 % . 字!数$1 1 (千字 版!次$% & & 年(月!第0版 印!次$% & & 年(月!第0次印刷 书!号$“ ) * +!( , - - . / % 0 - 1 ( & - /定!价$% 0$ & &元前 言杨 晓 红生命科学是 世纪的重要科学， 新时代的大学生对生命科学都应该有一定的了解

2、、 理解或研究。对于非植物生产类各专业的同学来讲， 生命科学可能较为陌生。为提高大学本科学生的整体综合素质， 适应现代生物学发展的需要、 适应社会发展的需要， 我校为同学们开设了多门通选课， 奥妙植物学是这些课程中之一， 属于科普教育的性质。什么是植物 （ ） ？地球大致可以分为大气圈、 生物圈、 岩石圈和水圈。植物就是生物圈中的一员， 它具有光合作用的色素， 能够利用二氧化碳、 无机盐、 水和能量合成有机物满足自身营养上的需要， 它是地球上最早出现的生命形式， 其生物多样性在维持生物圈和为人类提供广泛的、 大量的未开发资源方面起着重要作用。植物细胞具有纤维素质的细胞壁， 一般情况下没有运动器

3、官， 不能够剧烈地远距离运动。植物学 （ ） 是研究植物形态、 结构、 个体发生、 系统发育、 分类及植物与环境、 植物与植物、 植物与其他生物之间相互关系等的一门科学， 涉及面广， 内容丰富， 与生产实际有着密切的联系和重要的生态、 经济和社会价值。奥妙植物学 （ ） 不是专门的一门学科， 它是为非植物生产类各专业同学开设的一门特色通选课， 主要介绍植物学的一些基本原理、 植物资源、 典型的植物生物学现象、 植物学应用技术， 并将这些基本原理、 基础知识与植物奇妙的生命现象相结合， 让同学感受生命力的强大和奇妙， 激发学习的愿望， 获得愉快学习的教学效果。奥妙植物学在我校作为通选课已经连续开

4、课年， 授课讲义在教学实践中逐步得到修改、 补充和完善， 授课面广， 授课效果优良。 年秋季在学校正式立项编写成教材。各章基本上是一个相对独立的专题， 学习后面的知识无需对前面章节知识的积累。教材在编写过程中力求突出科普性、 趣味性、 广适性、 实践性、 适用性和时代性， 是对植物学课程在大学通识教育中教学实践的一种探索。可作为各类大专院校奥妙植物学和植物学的教材， 也可供中学生物学教师及其他生物学工作者参考。由于编者水平有限、 编写时间仓促， 又没有同名的现存教材或专著参考， 在编写内容和编辑过程中难免存在不足之处， 恳请使用本教材的相关专家、 领导和同学们提出批评指正。本教材中使用的资料，

5、 除编者原创的外， 有的来自于国内外相关数据库、 植物学相关教材、 植物学挂图以及植物学相关网站， 在此向这些资料的原创作者致以诚挚的谢意和崇高的敬意！ 年月内 容 提 要奥妙植物学是为大学本科非植物生产类专业学生设计的一门通选课， 它将植物学的基本理论知识与一些奇妙的植物生物学现象及现实的社会经济学意义相结合， 引导学生在植物界遨游和探索， 于教、 于用、 于乐中了解植物和植物学， 使学生开阔视野， 拓展思路， 易于创新， 提高综合素质。全书分为 章： 丰富的植物资源、植物的运动、 植物的命名及分类阶层系统、 营养器官的变态、 中国十大名花、 活化石植物、 植物共生现象、 干花工艺与叶脉书签

6、的制作、 植物细胞的显微结构与司法鉴定的联系、 植物结果现象解密。本书可作为各类大专院校奥妙植物学、 植物学、 植物生物学的教材或参考书，也可作中学生物教师、 植物园工作者及其他生物学工作者的参考资料。 第 一 章丰 富 的 植 物 资 源第一章 丰富的植物资源地球上拥有大约 万种植物， 中国有高等植物万余种， 仅次于世界高等植物最丰富的巴西和哥伦比亚， 居世界第三位。苔藓植物 种， 占世界总种数的 ， 隶属 科， 占世界科数的 ； 蕨类植物 科， 约 种， 分别占世界科数的 和种数的 ；裸子植物全世界共 科， 属， 约 种， 中国就有 科， 属， 约 种， 是世界上裸子植物最多的国家； 被子

7、植物约有 科， 属，万多种， 分别占世界科、 属、 种数的 、 和 。中国是植物资源十分丰富的国家， 其中可作为资源开发利用的共 种， 约为全国植物种类的 。研究植物资源的科学称为植物资源学（ ） ， 它是研究自然界所有植物的分 布、 数量、 用途及其开发的科学， 与药用植物学、 植物分类学和保护生物学有密切关系。我国著名学者吴征镒院士定义植物资源为一切有用植物的总和， 并将植物资源按用途分为五大类： 食用植物资源、 药用植物资源、 工业用植物资源、 保护和改造环境用植物资源、 种质资源。植物资源是国家的重要财富， 国家要发展经济， 必须可持续地开发和利用植物资源。在已发现的约 万种植物中，

8、包括了藻类、 菌类、 地衣、 苔藓、 蕨类和种子植物。它们的大小、 形态、 结构、 寿命和生活习性、 营养方式、 生态特性等是多种多样的， 共同组成了复杂的植物界。最小的支原体（ 介于细菌和病毒之间的、 无细胞壁的单细胞生物） ， 直径为 微米，而巨杉高可达 米； 最简单的单细胞植物只有一个细胞， 如衣藻， 比较复杂的有多细胞群体， 继而出现丝状体， 而后演化出具有根、 茎、 叶的多细胞植物体。有的生活在陆地上， 有的生活在水中； 有的需要强烈的阳光， 有的则喜生于光弱的阴暗处； 有的是自养生活， 有的是异养生活等等。很多植物在体内具有叶绿素， 吸收太阳光能， 表现植物所特有的绿色， 这叫做绿

9、色植物；另一大类不具叶绿素的， 叫做非绿色植物。植物的多种多样不是偶然产生的， 而是植物有机体在和环境的相互作用中， 经过长期不断的遗传、 变异、 适应和选择等一系列的矛盾运动， 有规律地演化而成的。演化规律是由原核到真核， 水生到陆生， 简单到复杂， 低等到高等。我国是世界上植物种类最丰富的国家之一， 也是经济植物最多的国家之一， 许多植物不仅原产于我国， 并多引种到国外。裸子植物多是经济用材树种， 我国的银杏、 水杉、 银杉素有三大活化石（ 或称孑遗植物） 之 奥 妙 植 物 学誉， 银杉、 台湾杉、 粗榧等均为孑遗植物。还有许多特产树种， 如金钱松、 油杉、 红豆杉、 白豆杉、 根树、

10、福建柏等。被子植物中， 粮食作物如水稻、 小米（ 粟） 早在数千年前已有栽培， 大豆原产于我国。果树中的桃、 梅、 梨、 枇杷、荔枝、 杨梅、 橙、 栗等皆原产于我国。我国还是蔬菜种类最多的国家。特种经济植物有条桑、 油桐、 苎麻、 大麻等。我国观赏植物之多更是闻名于世， 如牡丹、 芍药、 茶花等均为我国特产。药用植物有人参等数千种中草药， 更是宝贵的财富。我国广东、 广西、 福建、 台湾和云南南部的热带地区， 气候温暖， 雨水充沛， 四季如春， 有利于植物的繁生滋长， 仅广东一省就有几千种有花植物。这一地区有菠萝、 甘蔗、 剑麻等农田、山谷植物， 植物种类繁多， 海湾内有抗击强烈风流的红树，

11、 果树有香蕉、 荔枝、 龙眼、 芒果等， 还有橡胶、 椰子、 咖啡、 可可、 胡椒、 油棕、 槟榔等经济作物。台湾省盛产香樟， 是生产樟脑最多的地方。农业是国民经济的基础。人类生活中的衣、 食、 住、 行的物质基础都直接或间接地来自植物。各种动物， 包括家畜、 家禽、 鱼类等， 其饲料也离不开植物。农业上开展以菌治虫， 如苏云金杆菌能防治松毛虫， 已成为有效的生物农药。冶炼工业、 医药卫生等方面也与植物密切相关。在环境保护方面， 农业生产上大量应用有毒农药， 工业生产排放各种有害的废气、 废水、废渣， 污染环境， 危害人民健康。人们可以利用某些绿色植物来净化空气， 利用某些藻类和细菌来净化污水

12、， 利用植物和微生物来净化土壤等。此外， 造林， 种草， 绿化、 美化祖国， 保护、 改造和改良生态环境， 以及维持生态平衡， 也离不开植物。 食用植物世界上所有能量都来源于阳光，绿色植物能够将太阳能转化为化学能， 是所有动物的直接或间接的能量来源。食物提供给人类生存所需要的物质及能量， 修复受伤的组织， 使人类保持健康。人所需要的最低的能量， 称为基础代谢（） 。粮食作物包括三类： 一是种子中淀粉含量很高的谷类作物； 二是种子中富含蛋白质、 脂肪营养成分的豆类作物； 三是块根块茎等富含淀粉等营养成分的营养变态器官。随着科技不断发展， 一批高产、 稳产、 优质的粮食作物不断被科技人员培育出来，

13、 为祖国和世界农业作出了重要贡献。 水稻 稻的栽培历史可追溯到约公元前 年的印度， 后逐渐向西传播， 中世纪引入欧洲南部。除称为旱稻的生态型外， 水稻都在热带、 亚热带和温带等地区的沿海平原、 潮汐三角洲和河流盆地的淹水地栽培。种子播在准备好的秧田上， 当苗龄为 天时移植到周围有堤 第 一 章丰 富 的 植 物 资 源的水深为 厘米的稻田内， 生长季节一直浸在水中。收获的稻粒称为稻谷， 有一层外壳，碾磨时常把外壳连同米糠层一起去除， 有时再加上一薄层葡萄糖和滑石粉， 使米粒有光泽。碾磨时只去掉外壳的稻米叫糙米， 富含淀粉， 并含约的蛋白质和少量脂肪， 含硫胺、 烟酸、核黄素、 铁和钙。碾去外壳

14、和米糠的大米叫精米或白米， 其营养价值大大降低。米的食用方法多为煮成饭。在东方、 中东及许多其他地区， 米可配以各种汤、 配菜、 主茶食用。碾米的副产品包括米糠、 磨得很细的米糠粉和从米糠提出的淀粉， 均用作饲料。加工米糠得到的油既可作为食品也可用于工业。碎米用于酿酒、 提取酒精和制造淀粉及米粉。稻壳可做燃料、 填料、 抛光剂， 也可用以制造肥料和糠醛。稻草用作饲料、 牲畜垫草、 覆盖屋顶材料、 包装材料，还可制席垫、 服装和扫帚等。稻的主要生产国是中国、 印度、 日本、 孟加拉国、 印度尼西亚、 泰国和缅甸。其他重要生产国有越南、 巴西、 韩国、 菲律宾和美国。 世纪晚期， 世界稻米年产量平

15、均为 亿千克左右， 种植面积约 亿公顷。世界上所产稻米的 为人类所食用。水稻将成为许多国家、 地区和民族之间的物质和精神纽带。图 杂交水稻之父袁隆平院士与水稻水稻是世界主要粮食作物之一， 我国主要分布在长江沿岸， 是禾本科、 禾亚科的一年生草本， 须根系， 不定根发达。高米左右。秆直立， 圆柱状。叶鞘与节间等长， 下部长于节间； 叶舌膜质而较硬， 窄长披针形， 基部两侧下延与叶鞘边缘相结合； 叶片扁平披针形， 长 厘米， 宽 毫米， 幼时具明显叶耳。圆锥花序疏松， 颖片常粗糙； 小穗长圆形， 通常带褐紫色， 退化外稃锥刺状； 能育外稃具脉， 被细毛， 有芒或无芒； 内稃脉， 被细毛； 鳞被，

16、卵圆形； 雄蕊； 花柱， 柱头帚刷状， 自小花两侧伸出。自花授粉， 颖果平滑， 粒饱满， 稍圆， 色较白， 煮熟后粘性较大。花果期月。中国工程院院士、 世界“ 杂交水稻之父” 、 农学家、 杂交水稻育种专家袁隆平研究员长期从事杂交水稻育种理论研究和制种技术实践。 年首先提出培育“ 不育系、 保持系、 恢复系”三系法利用水稻杂种优势的设想并进行科学实验。 年， 与其助手李必湖和冯克珊在海南发现一株花粉败育的雄性不育野生稻， 成为突破“ 三系” 配套的关键。 年育成中国第一个大面积应用的水稻雄性不育系“ 二九南一号 ” 和相应的保持系“ 二九南一号” ， 次年育成了第一个大面积推广的强优组合“ 南

17、优二号” ， 并研究出整套制种技术。 年因提出了杂交水稻育种分为“ 三系法品种间杂种优势利用、 两系法亚种间杂种优势利用到一系法远缘杂种优势利用” 的战略设想， 他被同行们誉为“ 杂交水稻之父” 。近年来他育成的超级杂交水稻产量可超过 千克公顷。 小麦 自古以来， 小麦和稻米是人类的主要营养来源。亚洲人的主要食物是米， 而欧洲、 非洲、美国、 澳大利亚和亚洲部分地区的主要食物则是小麦。世界上大约人口依赖小麦生存。可以肯定， 人类文明的历史与小麦的历史紧密相关。由于在美索不达米亚和西南亚发现了野 奥 妙 植 物 学图 小麦生麦的化石， 野生麦被认为是所有麦类的祖先， 并表明在 万年前人们就已将小

18、麦作为食物。座落在尼罗河边的坟墓始建于公元前 年， 在这些坟墓的壁画上也有对小麦的描绘， 而众所周知， 最早生产发酵面包的是古埃及人。小麦长期以来都带有宗教色彩并成为无数宗教仪式的一部分。希腊人和罗马人都信奉小麦神和面包神。在西班牙人第一次登陆美洲以前， 小麦仅仅在旧大陆被培植。 世纪， 哥伦布在第二次远征时将它带到了新大陆。 年过后， 约在 世纪， 堪萨斯的俄国移民带来了名为“ 土耳其红麦” 的麦种， 这在当时是最优良的品种， 红麦成为美国谷类业的重要贸易产品。小麦原产地在西亚和中亚， 一般认为， 北从土耳其斯坦通过新疆、 蒙古， 南经印度通过云南、 四川传入我国。我国是世界小麦起源的重要次

19、中心， 是小麦栽培最古老的国家之一。据古书 广雅 注释， 我国在二三千年前就已种植小麦了。植麦最早的地区集中于古文明发祥地 黄河流域。 年， 中国科学家破解了中国特有小麦的起源之谜。中国特有小麦的三个主要类型中， 发现有两种特有小麦类型具有相同的碎穗基因和包壳基因， 推断它们共同起源于中东地区； 另一种特有小麦类型起源于中国新疆， 新疆稻麦是含有黄化基因的波兰小麦与中国的节节麦天然杂交并且染色体数目加倍的结果。小麦是单子叶植物， 禾本科， 禾亚科。一年生或越年生草本。秆中空或基部有髓， 有分蘖， 叶片长披针形， 叶鞘常短于节间， 叶舌短小， 膜质。复穗状花序顶生， 直立。小穗有朵小花， 单独互

20、生于穗轴各节， 有芒或无芒， 颖果顶端有毛， 腹面具深纵沟， 易与稃片分离。全世界广泛栽培， 品种或类型极多， 我国种植以普通小麦为最普遍。按播种期不同， 可分为冬小麦和春小麦。按春化阶段对温度的要求不同有冬性、 半冬性和春性之分。我国是世界上最早栽培小麦的国家之一，栽培历史已有 年。麦粒用于磨制面粉， 为我国北方主要粮食。麸皮可作饲料； 麦芽可入药， 秆为编织及造纸原料。 高粱 高粱属于禾本科高粱属， 是古老的谷类作物之一。它具有抗旱、 耐涝、 耐盐碱、 适应性强的优点， 所以在现代的农业生产上一直占有重要的地位。图 高粱高粱在我国的东北、 华北种植面积较大， 世纪 年代以前为 东北地区人民

21、的主要粮食， 但目前种植面积下降， 也较少直接食用，因为其蛋白质中含人体难以消化的醇溶性蛋白较多， 而人体必需的赖氨酸、 色氨酸偏低， 加上其籽粒特别是深色的籽粒含有单宁， 往往有涩味， 适口性较差， 所以目前除了少量用做煮饭、 熬粥， 更多的是用做饲料。在饲料中添加一定量的高粱可以增加牲畜的瘦肉比例， 还可防治牲畜的肠道传染病。在工业上高粱还可以酿酒、 做醋、 生产酱油、 味精或提取单宁等， 我国名酒“ 茅台” 、 “ 竹叶青” 、 “ 汾酒” 、 “ 泸州大曲” 等均以高粱为主要原料或重要配料。糖用高粱， 又称甜高粱， 一般茎秆较高、 节间长、 茎髓多汁， 含糖 。这种高粱在我国长江中下游

22、地区种植较多， 此时的高 第 一 章丰 富 的 植 物 资 源粱实际上是用做糖料作物了。甜高粱可以象甘蔗那样直接生食， 也可用于榨汁熬糖， 做成糖稀、 片糖、 红糖粉或白砂糖等。饲用高粱一般以分蘖力强、 生长旺盛、 茎内多汁并有一定的再生能力为好， 主要用做青饲、 青贮或干草。但应注意， 高粱幼嫩的茎叶含有蜀黍苷， 牲畜食后在胃内能形成有毒的氰氢酸， 所以含蜀黍苷多的品种不宜做青饲。工艺用高粱的茎皮坚韧，有紫色和红色类型， 是工艺编织的良好原料。此外， 有的高粱类型适于制作扫帚， 穗柄较长者可制帘、 盒等多种工艺品。高粱为异花授粉作物， 广泛分布在世界各地， 在长期的种植过程中形成了许多的变种

23、和类型。按其穗部性状可分成散穗和紧穗两种； 按其原产地和生态类型可分成中国高粱、 印度高粱、 非洲高粱等多种类型。生产上多是根据其用途不同而划分成粒用高粱、 糖用高粱、饲用高粱和工艺用高粱四类。粒用高粱顾名思义是收获其籽粒用做粮食、 饲料或是工业原料。这种高粱一般籽粒大而外露， 易脱粒， 品质较优。高粱籽粒一般含淀粉 ， 蛋白质 左右， 营养价值不是很高。高粱的营养价值与玉米近似， 稍有不同的是高粱籽粒中的淀粉、 蛋白质、 铁的含量略高于玉米， 而脂肪、（ 胡萝卜素） 的含量略低。 玉米 墨西哥是玉米的故乡， 墨西哥人对玉米有着深厚的感情。现代考古证实， 玉米起源于一种生长在墨西哥的野生黍类，

24、 经过培育， 大约在 年前， 中美洲的古印第安人已经图 玉米开始种植玉米了。现在的墨西哥人对玉米的种植和加工技术可以说是已经发展到了极致。墨西哥人最先培育并推广了彩色玉米， 像深蓝色、 墨绿色、 紫红色， 还有红、 黄、 蓝、 白、 绿各色间杂的五彩玉米。超市的货架上， 种类繁多的玉米食品足以让人为之瞠目。玉米是墨西哥文化的根基， 是墨西哥的象征， 是墨西哥人无穷无尽的灵感的源泉。他们创造了玉米， 玉米又造就了他们。墨西哥人自豪地称自己为玉米人。我国黑龙江的青冈、 湖北的武汉等地举办过玉米文化节。玉米亦称玉蜀黍、 包谷。禾本科， 玉蜀黍属。年生草本， 茎秆粗壮， 直立， 多节， 实心， 高米，

25、 通常不分枝。叶片阔线型， 小穗单性， 雌雄同株异花， 雄花序为顶生的圆锥花序； 雌花序腋生， 肉穗花序，雌蕊有细长的丝状花柱伸出苞鞘之外， 并可作造纸原料； 花柱（ 玉米须） 作药用， 能利尿消肿； 果穗轴可造酒或作饲料。由于玉米籽粒和植株在组成成分方面的许多特点， 决定了玉米的广泛利用价值。现今全世界约有三分之一的人以玉米籽粒作为主要食粮， 其中亚洲人的食物组成中玉米占 ， 多者达 以上， 非洲占 ， 拉丁美洲占 。玉米的营养成分优于稻米、 薯类等， 缺点是颗粒大、 食味差、 粘性小。随着玉米加工工业的发展， 玉米的食用品质不断改善， 形成了种类多样的玉米食品。玉米籽粒中含有 的淀粉， 左

26、右的蛋白质，的脂肪，左右的多 种维生素。籽粒中的蛋白质、 脂肪、 维生素 、 维生素、 维生素含量均比稻米多。玉米籽粒含热量很高， 每 克籽粒中约有 千焦的热能， 比高粱、 大麦、 燕麦高。德国营养保健协会近年的一项研究表明， 在所有主食中， 玉米的营养价值和保健作用是最高的，可预防心脏病和癌症。在这项持续年的研究中， 专家们对玉米、 稻米、 小麦等多种 奥 妙 植 物 学主食进行了营养价值和保健作用的各项指标对比。结果发现： 玉米中的维生素含量非常高，为稻米、 小麦的 倍。同时， 玉米中含有大量的营养保健物质也让专家们感到惊喜。除了含有碳水化合物、 蛋白质、 脂肪、 胡萝卜素外， 玉米中还含

27、有核黄素、 维生素等营养物质。这些物质对预防心脏病、 癌症等疾病有很大的好处。研究还显示， 特种玉米的营养价值要高于普通玉米。比如， 甜玉米的蛋白质、 植物油及维生素含量就比普通玉米高倍； “ 生命元素” 硒的含量则高 倍； 其所含有的 种氨基酸中， 有 种高于普通玉米。此外， 鲜玉米的水分、 活性物质、 维生素等各种营养成分也比老熟玉米高很多， 因为在贮存过程中， 玉米的营养物质含量会快速下降。德国著名营养学家拉赫曼教授指出， 在当今被证实的最有效的 多种营养保健物质中， 玉米含有种： 钙、 谷胱甘肽、 维生素、 镁、 硒、 维生素和脂肪酸。经测定， 每 克玉米能提供近 毫克的钙， 几乎与乳

28、制品中所含的钙差不多。丰富的钙可起到降血压的功效。如果每天摄入克钙，周后血压能降低。此外， 玉米中所含的胡萝卜素， 被人体吸收后能转化为维生素 ， 它具有防癌作用； 植物纤维素能加速致癌物质和其他毒物的排出； 天然维生素则有促进细胞分裂、 延缓衰老、 降低血清胆固醇、 防止皮肤病变的功能， 还能减轻动脉硬化和脑功能衰退。玉米含有的黄体素、 玉米黄质， 可以对抗眼睛老化。此外， 多吃玉米还能抑制抗癌药物对人体的副作用， 刺激大脑细胞， 增强人的脑力和记忆力。 燕麦 燕麦原为谷类作物的田间杂草， 约在两千年前才被驯化为农作物， 为世界性栽培作物， 分布在五大洲 个国家， 但集中产区是北半球的温带地

29、区。中国燕麦的栽培始于战国时期， 距今至少已有 年之久。最大的燕麦生产国是俄罗斯， 它的总产量占全世界的 以上。中国燕麦在内蒙古自治区种植面积最大， 占全国燕麦总面积约 。中国的栽培燕麦以大粒裸燕麦为主， 俗称莜麦、 铃铛麦。图 燕麦燕麦一般分为带稃型和裸粒型两大类。世界上许多国家栽培的燕麦以带稃型的为主， 常称为皮燕麦。我国栽培的燕麦以裸粒型的为主， 常称裸燕麦。裸燕麦的别名颇多， 在我国华北地区称为莜麦， 西北地区称为玉麦， 西南地区称为燕麦， 有时也称莜麦， 东北地区称为铃铛麦。燕麦在我国种植历史悠久， 遍及各山区、 高原和北部高寒冷凉地带。历年种植面积 万公顷， 其中裸燕麦 多万公顷，

30、 占燕麦播种面积 。主要种植在内蒙古、 河北、 山西、 甘肃、 陕西、 云南、 四川、宁夏、 贵州、 青海等省（ 自治区） ， 其中前个省（ 自治区） 种植面积约占全国总面积的 。种植燕麦有 个县， 但集中产区是内蒙古自治区的阴山南北， 河北省阴山和燕山地区， 山西省太行山和吕梁山区，陕、 甘、 宁、 青的六盘山、 贺兰山和祁连山， 云、 贵、 川的大、 小凉山高海拔地区。近年来， 全国播种面积下降到 万公顷， 但由于新品种的不断推广和栽培技术水平的提高， 平均产量 千克公顷。实践证明， 我国裸燕麦是一个适应性强、 产量较高的粮、 饲兼用作物。燕麦属禾本科一年生草本粮食作物， 秆高约 厘米，

31、直立， 叶舌膜质， 椭圆形， 半透明， 外围有锯齿形状， 无叶耳或不显著。圆锥花序， 花枝具棱角， 有主分枝， 主分枝再生 第 一 章丰 富 的 植 物 资 源分枝， 每小穗花， 护颖较外颖长， 颖与小穗等长， 宿存， 披针状， 先端细尖， 平滑， 条脉， 并具横隔脉， 纸质； 外稃具芒， 狭长椭圆形披针状， 背部圆形， 坚硬， 下半部被小刺毛，条脉； 小穗轴伸长， 近于无毛或疏生短毛， 不易断落； 小穗含小花； 芒由背面中央处长出，内稃较外稃短， 棱脊上被短毛。颖果被毛， 腹面有腹沟， 有丛毛着生顶部， 内外颖不易脱离。第外稃背部无毛， 基部仅具少数短毛或近于无毛， 无芒， 或仅背部有较短的

32、芒， 第外稃无毛， 通常无芒。在我国人民日常食用的小麦、 稻米、 玉米等种食粮中， 以燕麦的经济价值最高， 其主要表现在营养、 医疗保健和饲用价值均高。营养价值高。据中国医学科学院卫生研究所综合分析， 我国裸燕麦含粗蛋白质达 ， 脂肪 ， 淀粉 ， 淀粉释放热量以及磷、 铁、 钙等元素， 裸燕麦蛋白质中主要氨基酸含量也较高， 与其他种粮食相比， 均名列前茅。燕麦中水溶性膳食纤维分别是小麦和玉米的 倍和 倍。燕麦中的 族维生素、 尼克酸、 叶酸、 泛酸都比较丰富， 特别是维生素， 每 克燕麦粉中高达 毫克。此外燕麦粉中还含有谷类食粮中均缺少的皂甙（ 人参的主要成分） 。蛋白质的氨基酸组成比较全面

33、， 人体必需的种氨基酸的含量均居首位， 尤其是含赖氨酸高达 克。最常见的吃法是用开水和面之后， 趁热在涂釉油的陶瓷板上推成薄的指筒状的“ 窝窝” 或压成“ 饸饹” 蒸熟食用， 也可制成炒面加水调食。燕麦片、 燕麦粥是欧美各国人民的主要早餐食品， 燕麦粉也是制作高级饼干、 糕点、 儿童食品的原料。还可制作肥皂、 化妆品。涂有燕麦粉的纸张具有防腐作用， 适用于包装乳制品。从绿色的燕麦干草中可提取叶绿素、 胡萝卜素。医疗保健价值高。燕麦的医疗价值和保健作用， 已被古今中外医学界公认。据 年中国农科院与北京市心脑血管研究中心、 北京市海淀医院等 家医疗单位轮动物试验和轮 例临床观察研究证明， 裸燕麦能

34、预防和治疗由高血脂引发的心脑血管疾病。服用裸燕麦片个月（ 日服 克） ， 可明显降低心血管和肝脏中的胆固醇、 甘油三脂、脂 蛋白， 总有效率达 ， 其疗效与冠心平无显著差异， 且无副作用。对于因肝、 肾病变， 糖尿病， 脂肪肝等引起的继发性高脂血症也有同样明显的疗效。长期食用燕麦片， 有利于糖尿病和肥胖病的控制。燕麦籽实中还含有维生素、 维生素和少量的维生素、 钙、 磷、 铁、 核 黄素以及禾谷类作物中独有的皂甙。经常食用， 可对中老年人的主要威胁 心脑血管病起到一定的预防作用。据北京心肺血管医学研究中心和中国农科院协作研究证实， 只要每日食用 克燕麦片， 就可使每百毫升血中的胆固醇平均下降

35、毫克、 甘油三酯下降 毫克。经常食用燕麦对糖尿病也有非常好的降糖、 减肥的功效。燕麦粥有通大便的作用， 这不仅是因为它含有植物纤维， 而且在调理消化道功能方面， 维生素 、 更是功效卓著。很多老年人大便干， 容易导致脑血管意外， 燕麦能解便秘之忧， 还可以改善血液循环、 缓解生活工作带来的压力； 含有的钙、 磷、 锌等矿物质也有预防骨质疏松、 促进伤口愈合、 预防贫血的功效， 是补钙佳品。饲用价值高。燕麦叶、 秸秆多汁柔嫩， 适口性好。裸燕麦秸秆中含粗蛋白 、 粗脂 肪 、 无氮抽出物 ， 均比谷草、 麦草、 玉米秆高； 难以消化的纤维 ， 比小麦、 玉米、 粟秸低 ， 是最好的饲草之一。其籽

36、实是饲养幼畜、 老畜、 病畜和重役畜以及鸡、 猪等家畜家禽的优质饲料。 奥 妙 植 物 学 马铃薯 别名土豆。在我国， 不同的地区叫法也不同。北方叫土豆、 洋芋、 山药蛋， 江浙一带则叫洋番薯、 洋山芋。它和玉米、 小麦、 水稻、 燕麦被称为世界五大粮食作物。图 马铃薯马铃薯主要分布在南美洲的安第斯山脉及其附近沿海一带的温带和亚热带地区， 最早野生于南美洲的秘鲁、 玻利维亚和厄瓜多尔等国高山地区。 世纪中期， 马铃薯被一个西班牙人从南美洲带到欧洲。那时人们总是欣赏它的美丽花朵， 把它当作装饰品。后来一位法国农学家安奥巴曼奇在长期观察和亲身实践中， 发现马铃薯不仅能吃， 还可以做面包等。从此，

37、法国农民便开始大面积种植马铃薯。 世纪初期，俄国彼得大帝游历欧洲时， 以重金买了一袋马铃薯， 种在宫廷花园里，后来逐渐发展到民间种植。后又传播到亚洲、 北美、 非洲南部和澳大利亚等地。马铃薯产量高， 营养丰富， 对环境的适应性较强， 现已遍布世界各地， 热带和亚热带国家甚至在冬季或凉爽季节也可栽培并获得较高产量。马铃薯传入我国只有一百多年的历史， 据说是华侨从东南亚一带引进的。主要在我国的东北、 内蒙、 华北和云贵等气候较凉的地区种植， 现在我国马铃薯种植面积居世界第二位。最重要的马铃薯栽培种是四倍体种， 世界马铃薯主要生产国有波兰、 中国、 美国。中国马铃薯的主产区是西南山区、 西北、 内蒙

38、古和东北地区， 其中以西南山区的播种面积最大， 约占全国总面积的， 黑龙江省则是全国最大的马铃薯种植基地。马铃薯是茄科茄属的一年生草本植物， 高 厘米， 无毛或疏被柔毛。茎分地上茎和地下茎两部分， 块茎， 地下茎块状， 圆、 扁圆、 卵圆或长圆形， 直径约 厘米， 外皮白色、 淡红色或紫色， 薯肉为白、 淡黄或黄色。块茎可供食用， 是重要的粮食、 蔬菜兼用作物。普通栽培种马铃薯由块茎繁殖生长， 形态因品种而异。由种子长成的植株形成细长的主根和分枝的侧根； 而由块茎繁殖的植株则无主根， 只形成须根系。初生叶为单叶， 全缘。随植株的生长，逐渐形成奇数不对等的羽状复叶， 小叶常大小相间， 长 厘米，

39、 叶柄长 厘米， 小叶对， 先端尖， 基部稍不相等， 全缘， 两面均被白色疏柔毛。夏季开花， 伞房花序顶生， 有白、 淡蓝、 紫和淡红等色。萼钟形， 直径约厘米， 外面被疏柔毛，裂， 裂片披针形， 先端长渐 尖； 花冠辐射状， 直径约 厘米， 花冠筒隐于萼内， 长约毫米， 裂片， 三角形， 长约毫米； 雄蕊长约毫米， 花药长为花丝长的倍； 子房卵圆形， 无毛， 花柱长约毫米， 柱头头状。浆果， 圆球形， 光滑， 直径 厘米。块茎富含淀粉， 是淀粉工业的主要原料。吃土豆你不必担心脂肪过剩， 因为它只含有 的脂肪， 含热能很低， 每百克鲜土豆所产生的热量只有 千焦， 而米、 面每百克却高达 千焦，

40、 因此食用土豆不会引起发胖， 是所有充饥食物望尘莫及的。每天多吃土豆可以减少脂肪的摄入， 使多余脂肪渐渐代谢掉， 消除你的“ 心腹之患” 。其次， 你也不必担心吃土豆营养单纯， 有损健康。在人们的印象里， 黄豆含的优质蛋白是首屈一指的。其实， 土豆中的蛋白质无论是营养价值， 还是保健功能， 都能让黄豆自叹弗如。就是人体需要的其他营养素， 如碳水化合物、 、 、 钙、 镁、 钾等也都应有尽有， 且比米面的营养更全面。具有很高营养价值的苹果与土豆相比， 多数营养素也相形见 第 一 章丰 富 的 植 物 资 源绌，千克土豆的营养价值， 与 千克苹果相当， 因此欧洲人把土豆称为“ 地下苹果” 。土豆营

41、养价值之高， 使美国营养学家断言： “ 每餐只要吃全脂奶和马铃薯， 便可得到人体需要的全部营养素。 ” 你更不必担心肚皮有难熬的饥饿。土豆在补足人体需要的几乎全部营养素的同时， 那丰富的纤维素可以让胃鼓鼓的， 有“ 酒足饭饱” 之感， 故土豆在欧美享有“ 第二面包” 的称号是当之无愧的。 能源植物数百年来， 煤炭、 石油和天然气一直是人类能源的主角。但是， 随着文明的飞速发展、 人口的急剧增长和能耗的成倍增加， 这些不可再生资源日趋紧缺， 能源危机已直接威胁到世界的和平与发展， 成为不同政治制度国家共同关注的战略难题。正当人们对能源的前景倍感忧虑的时候， 科学家们设想， 既然煤炭、 石油和天然

42、气的“ 祖宗” 皆系远古时代的植物， 那么就有可能通过种植绿色植物来“ 生产” 石油， 从而为人们所利用。美国加利福尼亚大学的化学家、 诺贝尔化学奖得主梅尔温卡尔文突发奇想， 决定寻找可能生产“ 石油” 的植物， 进而从地里“ 种” 出石油来。以卡尔文为代表的研究小组足迹遍及世界各地， 从寻找产生类似于石油成分的树种入手， 集中研究了十字花科、 菊科、 大戟科等十几个科的大部分植物， 分析了这些植物的化学成分。功夫不负有心人， 历经多年的寻觅， 终于在巴西的热带雨林里发现了一种名为“ 三叶橡胶树” 的高大的常绿乔木。这是一种能产生“ 石油” 的奇树， 人们只需要在它的树干上打一孔洞， 就会有胶

43、汁源源不断地流出。卡尔文博士对这种胶汁进行了化验， 发现其化学成分居然与柴油有着惊人的相似之处， 无需加工提炼， 即可充当柴油使用。将其加入安装有柴油发动机的汽车的油箱， 可立即点火发动， 上路行驶。 年， 美国率先进行人工种植石油植物， 每公顷年收获石油 桶。随后， 英国、 法国、 日本、 巴西、 菲律宾、 俄罗斯等国也相继开展了石油植物的研究与应用， 建立起石油植物园、 石油农场等全新的石油生产基地。此外， 他们还借助于转基因技术培育新品种， 采用更先进的栽培技术来提高产量。能够生产石油的植物被称为 世纪的绿色能源。植物界可用于制成石油的植物品种很多， 不少乔木、 灌木、 草本植物以及藻类

44、、 细菌等都含有可观的天然炼油物质。近年来， 科学家还发现利用玉米、 高粱、 甘蔗等的秸秆可以生产汽油、 酒精， 并可直接用做汽车的动力燃料。目前能源植物中尤其引人注意的是生物质能源植物。能源是人类社会进步最为重要的基础， 化石能源一直是人类社会发展的主要动力。随着工业的发展、 人口的增长， 人类对能源的巨大需求， 在化石能源大规模开采利用过程中造成了严重的环境污染与不可逆环境破坏。这种不可再生的耗竭性和破坏的不可逆性形成内在的危险性机理， 威胁着社会可持续发展。研究现有生物柴油资源， 开发替代的、 可再生的环保型能源显得非常迫切。生物柴油是清洁的可再生能源， 它是以能源作物、 能源林木果实、

45、 工程微藻以及动物油脂、 废餐饮油等为原料制成的液体燃料， 是优质的石油柴油代用品， 它取之不尽、 用之不竭， 又称“ 绿色能源” 。我国柴油供应短缺， 石油进口不断攀升、 油价涨幅大。同时， 三峡库区农民收 奥 妙 植 物 学入低， 开展生物柴油资源调查， 并对之进行综合评价， 提出可持续利用的相应对策， 对库区经济的可持续发展， 推进能源替代， 减轻环境压力， 控制城市大气污染， 深化库区农业产业结构的调整以及提高库区农民的收入， 全面贯彻可持续发展的科学发展观具有重要的战略意义和社会实践价值。西方国家生物柴油产业发展迅速。生物柴油这一概念最早由德国工程师鲁道夫狄塞尔（ ， ） 于 年提出， 年的巴黎博览会上， 他展示了使用花生油作燃料的发动机， 尝试了使用花生油作发动机燃料的可能性， 但由于后来廉价石油的开发和原油精炼技术的日臻完善， 这一计划没有得到足够的重视。自 世纪 年代“ 石油危机” 的发生和环境保护日趋受到关注以来， 人们开始研究各种替代能源， 开发新的液体能源已成为保障石油供应安全的国家战略举措， 生物柴油再次成为解决能源危机及环境污染最热门的研究课题。 年月， 第一届植物油燃料国际会议在美国北达科他州的法戈市（ ， ） 得以及时召开， 主要议题是燃油价格、 植物油对发动机性能及可靠性的影响以及植物油制备、 规范及