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1、教学目标与要求1 识记 细胞分类学 化学分类学 植物化学分类学的概念 任务和内容 数值分类学 分类运算单位 2 理解 细胞学资料 染色体的数目 染色体的形态结构 染色体组型分析和多倍体及其在分类学研究中的应用 小分子化合物 醌类 黄酮类 苄基异喹啉类 萜类 和大分子化合物 血清学研究 蛋白质电泳分析 DNA测序 在植物分类中的应用 数值分类学的基本步骤 透射电子显微镜和扫描电子显微镜特征概述 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 第九章植物分类学的发展动态 教学重点 细胞学资料 染色体的数目 染色体的形态结构 染色体组型分析和多倍体 大分子化
2、合物 血清学研究 蛋白质电泳分析 DNA测序 在植物分类中的应用 数值分类学的基本步骤 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 第九章植物分类学的发展动态 第九章植物分类学的发展动态 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 在地球的表面 在广阔的自然界 到处都有植物的踪迹 无论是高山 平原 沙漠或是湖沼和海洋都有植物生长 这许许多多丰盛繁茂的植物 它们中的大多数 直接或间接地与人们的生活有着密切的关系 是人们衣 食 住 行等生活资料的主要源泉 第九章植物分类学的发展动态 Chapter9Deve
3、lopmentaltendencyofplantTaxonomy 远在古代 人类还处于蒙昧状态时 在寻找食物和治病药草的过程中 就开始识别和利用植物了 有人将人类对植物的分类活动远推到史前时代 说原始人类在采集野菜和摘取野果以为食物时 就有了分类的知识 可以设想史前人在能制造粗石器或简单盛食物的容器时 就有可能对周围的植物给予适当的名称 特别对于有毒的 能吃或不能吃的 必然加以区分 这种原始的植物分类及应用的知识 是以语言和记忆而历代相传的 第九章植物分类学的发展动态 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 纪元前约3千年 我国炎帝时 已开始教
4、导人们认识植物的种类及其栽培方法 人们在生产实践中 虽然很早就有植物分类学的知识 但植物分类学成为比较有系统的知识 还应从林奈时代算起 第九章植物分类学的发展动态 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 大致从18世纪中叶开始 至19世纪末 可称为古典植物分类学时期 在这一时期中 主要的分类工作是采集标本 根据植物形态器官的差别 包括营养器官和生殖器官进行分类和命名 编写世界各地的植物志以及利用当时所知的全部形态学知识 作为建立自然学说的依据 而努力于建立一个能反映自然实际的分类系统等 工作的场所主要是自然界 标本室及图书馆 所以工具比较简单
5、手段比较原始 方法也只限于描述和绘图而已 第九章植物分类学的发展动态 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 达尔文进化论提出以后 以大量材料论证了生物进化的观点 分类学的概念及工作方法也有所改变 分类学在鉴别种类的同时 注意研究植物之间的相互关系及分布规律 形成了系统分类学 随着植物学各分支学科的不断发展 使分类学与其他学科如解剖学 胎胚学 细胞学 古植物学 遗传学 生态学等保持密切的联系 分类学从这些学科中取得分类学上的旁证 又分化出系统解剖学和细胞分类学 第九章植物分类学的发展动态 Chapter9Developmentaltendenc
6、yofplantTaxonomy 20世纪近代科学技术的发展 特别是生物化学 分子生物学的发展 生命的基本物质核酸 蛋白质等被深入研究 以这些学科的成就应用于植物分类学中 使古典分类学不再满足于和停留在描述阶段 而要求有所突破 有所前进 向着客观的实验科学发展 便产生了实验分类学 化学分类学 孢粉学的建立和研究 对植物分类也有很大的帮助 孢粉鉴定可算是高等植物分类学的一部分 第九章植物分类学的发展动态 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 在20世纪60年代以后 有人注意以统计学方法研究植物的分类问题 从而建立了数值分类学 在电子显微镜及扫描
7、电子显微镜的技术 应用于观察植物的细微结构以后 近来也有所谓超微结构分类学 Ultra structuralTaxonomy 总之 自20世纪40年代以来 由于各种近代科学方法及电子计算机的应用 植物分类学得到了迅速的发展 与18至18世纪的古典分类学相比 已有很大变化 出现了许多新的研究方向 第一节细胞分类学 第二节化学分类学 第九章植物分类学的发展动态 第三节数值分类学 Chapter9DevelopmentaltendencyofplantTaxonomy 第四节超微结构和微形态学特征在被子植物分类中的应用 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学的资料用作分类
8、学的重要证据 越来越被分类学家所重视 半个世纪以前 就开展了细胞有丝分裂时染色体数目 大小和形态的比较研究 染色体的数目 大小和形态如同其他各类比较资料一样 应用于分类学 染色体在减数分裂时的配对行为 则有助于了解居群的进化和关系 实践证明 这些细胞学的资料在分类上是很有价值的 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学 cytology 是研究细胞的结构 功能及其生活史的科学 细胞分类学Cytotaxonomy 是近代发展起来的一门学科 它是利用细胞学的性状和现象来研究动 植物的自然分类 进化关系和起源 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞
9、学资料在分类学研究中的应用AppliedofcytologydataamongTaxonomyresearched 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 2 染色体的形态结构Morphylogicstructureofchromosome 1 染色体的数目AmountofChromosome 4 多倍体Polypiont 3 染色体组型分析Caryotypeanalysis 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryo
10、fcytologydata 1 染色体的数目AmountofChromosome染色体的数目作为分类性状的价值 在于它在种内相当恒定 当然也有例外情况 所以作为分类学指标而被利用 尤其是多倍体属中的染色体基数常用作鉴定种 属 甚至科的指标 一个种内的各个植株 通常具有相同的染色体数目 尽管有很多例外的情况 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 1 染色体的数目AmountofChromosome在有花植物中 体细胞染色体的数目有很大的变化 由几个到几百个 不同类生物染色体一般相差较大 而同一类生物之间相差较小 所以亲
11、缘关系越接近的生物 染色体数目就约接近 反之 染色体数目相差越大 关于染色体数目与进化关系之间虽然看不出明显的规律性变化 但总的来说 还是高等一些的种类有较多的数目 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 1 染色体的数目AmountofChromosome如纤细单冠菊 Haplopappusgracilis 其染色体数目最小为2n 4 景天科伽蓝菜属 Kalanchoe 染色体数目最大为2n 500 被子植物中已计过数的种类的染色体数目绝大多数在2n 14 24之间 蕨类植物的染色体数目普遍较高 通常2n在40 12
12、0 而最大的要算是网脉瓶尔小草 Ophiglossumreticulatum 2n 1260 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 1 染色体的数目AmountofChromosome对染色体计数工作 进展较快 据最近的统计 约有10 的苔类植物 14 的藓类植物 20 的蕨类植物和15 20 的种子植物已进行染色体计数 但是这些计数在不同的植物门类是不平衡的 藻类和真菌由于染色体都很小 难以观察 因此 到目前为止 对这两大类群植物的染色体数目 知道得很少 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy
13、细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 1 染色体的数目AmountofChromosome染色体基数或简称基数 通常以X来表示 如何推测一个类群的染色体基数 假如一个类群既有二倍体 又有多倍体 则其染色体基数 X 即为二倍体的配子体的染色体数目 即X n 因此 二倍体的孢子体的染色体数目为2n 2X 而四倍体为2n 4X 六倍体为2n 6X 以此类推 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 1 染色体的数目AmountofChromosome现以禾本科狐茅属 羊茅属 Festuca 为例 种的染色体数
14、目为2n 14 28 42 56和70 这样的种被分别称为二倍体 四倍体 六倍体 八倍体和十倍体 所有这些数目都是以二倍体种的配子体染色体数7为基数的 因此狐茅属的染色体基数为X 7 其四倍体为2n 4X 28 六倍体为2n 6X 42 八倍体为2n 8X 56 十倍体为2n 10X 70 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 1 染色体的数目AmountofChromosome有些科或属的染色体基数不止一个 则其最原始的基数称之为原始基数 由它衍生的基数称为派生基数 派生基数又可分为原初基数和次生基数 第一节细胞分
15、类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 2 染色体的形态结构Morphylogicstructureofchromosome 着丝点染色体一般是由两条染色单体组成的 在绝大多数生物种中 每一条染色体的一定部位有一个称做着丝点 着丝粒 的区域 这个区域是和纺锤体的牵引丝相连的部位 在染色体的一定部位有着丝点 着丝点的两边是染色体的臂 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 2 染色体的形态结构Morphylogicstructureofchromosome
16、着丝点根据着丝点在染色体上的位置不同 可将染色体分为4种类型 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 2 染色体的形态结构Morphylogicstructureofchromosome 着丝点其中如果完全没有短臂 即真正是着丝点在末端的 特称为具正端部着丝点的 telocentric 符号为T 如果着丝点在正中 则特称为具正中部着丝点的 metacentric 臂比正好为1 0 符号为M 图9 1 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytologydata 2 染色体的形态结构Morphylogicstructureofchromosome 着丝点这四种形态的染色体数目比例在同种个体内是固定的 但不同种个体之间又有差别 所以着丝点的位置就成了识别染色体识别生物的一个重要指标 一般而言 若染色体数目愈多 t型数目占比例较大 反之 则m sm型比例较大 第一节细胞分类学 Section1Cytotaxonomy 细胞学资料概述Sumaryofcytology
