植物分类学-植物系统与分类基础知识教学内容

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1、植物系统与分类 第一章植物分类的基础知识 植物在生物分界中的地位 林奈的两界系统 植物界 动物界 赫凯的三界系统 原生生物界 植物界 动物界 科帕兰的四界系统 原核生物界 原始有核界 后生植物界 后生动物界 维德克的五界系统 原核生物界 原生生物界 真菌界 植物界 动物界 2 系统发育分类 自然分类 根据植物之间的亲疏程度 作为分类的标准 它是从19世纪后末期开始的 力求客观地反映植物界的亲缘关系和演化发展 德国植物学家A EnglerandK Prantal 1897年的 自然植物科志 英国植物学家J Hutchinson在1926年和1934年的 有花植物科志 二 分类学的基本阶层系统 一

2、 植物分类的基本阶层界 门 纲 目 科 属 种 现以稻为例 说明它在植物分类上的各级单位 界植物界RegnumVegetable门被子植物门Angiospermae纲单子叶植物纲Monocotyledoneae目禾本目Graminales科禾本科Gramineae属稻属Oryza种稻OryzasativaL 例 黄莲CoptischinensisFranch 界 植物界Plantae门 被子植物门Spermatophyta纲 双子叶植物纲Dicotyledoneae目 毛茛目Ranales科 毛茛科Ranunculaceae属 黄莲属Coptis种 黄莲CoptischinensisFranc

3、h 二 种 亚种 变种 变型 品种种 是自然界中客观存在的 是分类学的基本单位 种以居群的方式存在 一个种的所有个体 起源于共同的祖先 具有基本相同的形态结构 同一种的个体间能进行有性生殖 生出完全能育的正常的后代 种占有一定的分布区 亚种subspecies缩写subsp 种内的变异类型 在形态构造上有显著的特征 地理上有一定的大的地带性分布区域 变种varietas缩写var 种内的变异类型 没有明显的地带性分布 变型forma缩写f 形态性状变异比较小的类型 如毛的有无 花的颜色等 品种 栽培植物的变种或变型 多基于经济意义和形态上的差异 不是植物分类学中的一个分类单位 羽衣甘蓝 三 植

4、物的命名法则 同物异名和异物同名现象 学名 对每一种生物制定的国际上统一使用的科学名称 双名法 1753年林奈首创 每一种植物的名称 由两个拉丁字组成 第一个字是属名 名词 第一个字母要大写 第二个字为种名 形容词 后面再写出定名人的姓氏或姓氏缩写 第一个字母要大写 例如 稻OryzasativaL 人参PanaxginsengC A Mey 梅花P mume Sieb Sieb etZucc 二 有关命名人表示法的含义 1 若由二人命名 则在两人之间加 et 如多于二人 在第一人后加 etal 例 纤穗鹅观草RoegneriatenuispicaJ L YangetY H Zhou 2 有时

5、二个命名人之间有 ex 表示前一个是该种的命名人 但未公开发表 后一人著文代他公开发表了这个种 例 紫背杜鹃RhododendronforrestiiBalf exDiels 四 植物检索表二歧分类原则 拉马克 把植物的所有特征分为相对的两个分支性状 依次下去 直到科属种检索表的终点 一 定距检索表 等距检索表 在这种检索表中 相对立的特征 编为同样号码 且在书页左边同样距离处开始描写 每一组性状编排时 向后 右 退一格 如此继续下去 描写行越来越短 直至追寻到科 属或种的学名为止 最终查出植物的名称 1 无真正的菌丝体 如有菌丝体 一般不具横隔壁 藻菌纲1 有真正的菌丝体 菌丝内具横隔壁 2

6、 具有性生殖阶段 3 有性生殖产生子囊孢子 子囊孢子生于子囊内 子囊菌纲3 有性生殖产生担孢子 担孢子生于担子上 担子菌纲2 只发现无性繁殖 有性生殖还不明了 半知菌纲 三 植物分类检索表的编制和使用 二 平行检索表在这种检索表中 每一对照性质的描写紧紧相接 便于比较 在每一行之末 或为一学名 或为一数字 如为数字 则另起一行重新写 与另一相对性状平行排列 如此直至终了为止 左边数字均平头写 为平行检索表特点 三 植物分类检索表的编制和使用 1 蓝藻门 Euglenophyta 2 绿藻门 Chlorophyta 3 硅藻门 Charophyta 4 金藻门 Chrysophyta 5 甲藻门

7、 Pyrrophyta 6 裸藻门 Phaeophyta 7 红藻门 Rhodophyta 8 褐藻门 Cyanophyta 9 细菌门 Bacteriophyta 10 粘菌门 Myxomycophyta 11 真菌门 Eumycophyta 12 地衣门 Lichens 13 苔藓植物门 Bryophyta 14 蕨类植物门 Pteridophyta 15 裸子植物门 Gymnospermae 16 被子植物门 Augiospermae 第二章植物界的基本类群 几类植物名词 藻类植物 菌类植物 低等植物 高等植物 孢子植物 种子植物 显花植物 有花植物 隐花植物 无花植物 颈卵器植物 维管

8、植物 从裸藻门到蓝藻门 这8门植物又统称为藻类 algae 其共同特征为植物体结构简单 无根 茎 叶分化 这种植物体称为叶状体 thallus 它们大多数为水生 具有光合作用色素 属于自养植物 细菌门 粘菌门和真菌门又合称为菌类 Fungi 其形态特征与藻类相似 但不具光合作用色素 大多营寄生或腐生生活 是异养植物 藻类和菌类是植物界中出现较早 但又是比较低级的类型 所以合称为低等植物 根据营养方式的不同 藻类又称为绿色低等植物 菌类称为非绿色低等植物 地衣门是藻类和菌类的共生体 也属于低等植物的范围 苔藓植物门与蕨类植物门的雌性生殖器官 均以颈卵器 archegonium 的形式出现 在裸子

9、植物中 也有颈卵器退化的痕迹 因此 这3类植物又合称为颈卵器植物 archegoniatae 藓与蕨类又是以孢子 spore 进行繁殖的 这和藻类 菌类相似 因此 它们与整个低等植物 即藻类 菌类 合称为孢子植物 sporeplant 裸子植物门与被子植物门都是以种子进行繁殖 故称种子植物 seedplant 种子植物均能开花结实 所以还有一个名称叫显花植物 phanerogamae 孢子植物则没有开花结实现象 故称为隐花植物 cryptogamae 苔藓 蕨类 裸子 被子4门植物 植物体的结构比较复杂 大多有根 茎 叶的分化 内部也分化到较高级的程度 且有胚的构造 大多为陆生 因此 又合称为

10、高等植物 higherplant 以与低等植物 lowerplant 相比较 维管植物 具维管组织分化的植物 包括蕨类 裸子植物和被子植物3门 第一节低等植物 特征 1 植物体无根 茎 叶的分化 2 生殖器官是单细胞的 3 有性生殖的合子 不形成胚而直接萌发成新的植物体 4 常生活于水中或阴湿的地方 有藻类 菌类 地衣三大类共12个门 一 藻类植物 特征 1 含有各种不同的色素 能进行光合作用 2 生活方式 自养 3 多生活水中 4 植物体的营养细胞能吸收水分 无机盐 约有18 000种 一 蓝藻门 特征 1 原核生物 2 原生质体分为周质和中央质 3 周质中光合片层 含叶绿素a 藻蓝素 4

11、中央质中无真正的核 核膜 核仁 只有染色质 5 细胞外有胞质鞘 6 植物体有单细胞 群体 丝状体等形式 繁殖方式 1 细胞分裂 2 丝状体断离 异形胞 丝状体上厚壁的细胞 胞质均匀透明 大小与营养细胞相同 厚垣孢子 丝状体上比营养细胞大的厚壁的细胞 藻殖段 丝状体上由异形胞分隔形成的片段 3 孢子生殖 内生孢子 外生孢子 厚垣孢子 念珠藻属 代表植物 1 颤藻2 念珠藻3 鱼腥藻生活中常听到的蓝藻 发菜 地木耳 螺旋藻引起水华和赤潮 二 眼虫藻门 特征 1 无细胞壁 故又称裸藻 2 真核生物 胞质中有叶绿体 3 无色体的种类能吞食固体食物 为动物性营养方式 4 有1 3条鞭毛 能在水中游动 5

12、 植物体为单细胞 分裂和厚壁孢子 三 绿藻门 特征 1 细胞结构与高等植物相似 有核和叶绿体 色素中富含叶绿素a 叶绿素b 故呈绿色 2 植物体有单细胞 群体 丝状体 3 繁殖方式 有性繁殖 无性繁殖 4 常见于淡水中 池塘中 代表植物 1 衣藻2 小球藻3 水绵 其他藻类 四 金藻门 硅藻遗骸沉积形成的硅藻土是现代工业的重要原料 五 甲藻门 海岸线附近大量繁殖可形成赤潮六 红藻门 紫菜石花菜 琼胶 七 褐藻门 海带 一 菌类植物 特征 1 不含色素 不能进行光合作用 2 生活方式 异养 约有9 000种 一 细菌门 特征 1 原核生物 2 单细胞 3 无色素 异养 类型 1 球菌 2 杆菌

13、3 螺旋菌 代表植物 1 病原细菌 2 硝化细菌 3 根瘤细菌 4 放线菌 抗菌素 链霉素 四环素等 二 粘菌门 特征 介于动物与植物之间的一类生物 生活史中有一段是动物性的 有一段是植物性的 营养体 动物性的 一团裸露的原生质体 能作变形虫式运动 吞食固体食物 生殖孢子 植物性的 形成纤维素的细胞壁 以度过不良环境 三 真菌门 特征 1 植物体形成菌丝 2 生活方式 寄生 腐生 或兼寄腐生 3 生殖方式 无性生殖发达 有性生殖各式各样 有70 000种 可分为4纲 藻菌纲 子囊菌纲 担子菌纲 半知菌纲 各纲代表植物 1 藻菌纲 黑根霉2 子囊菌纲 酵母菌青霉菌3 担子菌纲 蘑菇 伞菌的结构

14、菌盖 菌褶 侧丝 担孢子 菌柄 菌环4 半知菌纲 只知道无性生殖阶段 对有性生殖阶段还不明了 稻瘟病菌 棉花炭疽病菌等病原菌 三 地衣植物门 特征 真菌 子囊菌 与藻类 蓝藻 绿藻 的共生植物 形态 1 壳状 2 叶状 3 枝状 壳状地衣王兆龙2001年摄于美国罗格斯大学 第二节高等植物 特征 1 植物体有根 茎 叶的分化 苔藓植物例外 2 生殖器官是多细胞的 3 有性生殖的受精卵形成胚 再长成新的植物体 4 陆生 有苔藓植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物四个门 一 苔藓植物门 特征 1 植物体 叶状体到茎叶体的分化 无真正的根 2 无维管束的分化 3 生活史中配子体占优势 孢子体不能离开配子

15、体独立生活 4 生于阴湿的地方 约有40 000种 可分为苔纲 藓纲 一 苔纲 特征 植物体为叶状体 有背腹之分 假根为单细胞表皮细胞突起形成 叶无中肋 代表植物 地钱 二 藓纲 特征 植物体有茎叶分化 无背腹之分 假根为多细胞组成 辐射对称代表植物 葫芦藓 生活史 无论是孢子植物还是种子植物 在其一生中都要经历生长发育和繁殖阶段 这两个阶段前后相继 有规律地循环的全部过程 称为生活史 lifehistory 或生活周期 lifecycle 孢子植物的生活史是从孢子萌发开始 直接长成为植物体 最后又产生孢子的过程 而种子植物是从上代个体产生的种子萌发开始 经过生长 分化 发育为成熟的植物体 再

16、经过繁殖阶段 最后又产生种子的过程 生活史中的相关概念 凡是进行有性生殖的植物 在它们的生活史中都有配子的结合过程和进行减数分裂的过程 也就是说在其生活史中存在着双相 2n 和单相 n 的核相交替 多数植物在整个生活史中 除了存在核相交替外 还出现了两种植物体 一种是能产生有性生殖器官及配子的配子体 配子体是由孢子发育形成的 其细胞核染色体为单倍的 另一种能产生孢子称为孢子体 孢子体是由合子发育形成的 其细胞核染色体为二倍的 植物学把生活史中植物体细胞内染色体为二倍 2n 的称2倍体阶段 或称孢子体阶段 即无性世代 而植物体细胞内染色体为单倍 n 的称单倍体阶段 或称配子体阶段 即有性世代 在植物的生活史中 这两个世代交替进行 代代相传 我们称这种现象为世代交替 二 蕨类植物门 特征 1 植物体有根茎叶的分化 2 有维管束系统 3 配子体和孢子体都能独立生活 生活史中孢子体占优势 4 陆生 约有12 000种 可分为石松纲 水韭纲 松叶蕨纲 木贼纲和真蕨纲等5个纲 蕨类植物的野外识别特点 茎多呈根状长在地下 地面上长的是丛生的叶子 叶柄较长 叶片多分裂如羊齿 幼叶拳卷如提琴头 成熟叶背