植物分类学和植物分类系统

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1、植物系统与分类学扬州大学生技学院扬州大学生技学院金银根金银根2003年年扬州大学生技学院金银根20032003年年3 3月月植物分类学鸣谢与声明v本本PPT教案中大量引用了教案中大量引用了马炜梁教授等著名梁教授等著名专家家亲自拍自拍摄或或设计的植物形的植物形态结构等的特征构等的特征图片片,恕不能一一列出恕不能一一列出,谨此此谢诚。v本本PPT仅供供阅读,其,其图片不得片不得转用,以免侵用,以免侵权。v如有如有谬误,敬,敬请读者批者批评指正。指正。教学目的和要求n了解植物系了解植物系统进化与各基本化与各基本类群的主要特征;群的主要特征;n掌握植物分掌握植物分类的基的基础知知识、基本方法、基本技能

2、;、基本方法、基本技能;n熟悉常熟悉常见科、属、种的重要科、属、种的重要识别特征及其学名;特征及其学名;n了解物种分了解物种分类依据及植物分依据及植物分类学工具学工具书的使用方法;的使用方法;主要参考书目n中国科学院中国植物志中国科学院中国植物志编辑委委员会:中国植物志,会:中国植物志,科学出版社科学出版社n中科院植物所,中国高等植物中科院植物所,中国高等植物图鉴,科学出版社,科学出版社,1972-1983n汪汪劲武,种子植物分武,种子植物分类学,高等教育出版社,学,高等教育出版社,1985;n张宏达,种子植物系宏达,种子植物系统分分类提提纲,中山大学学,中山大学学报,第一期,第一期,1986

3、;n吴国芳等,种子植物吴国芳等,种子植物图谱,高等教育出版社,高等教育出版社,1989;n江江苏植物研究所,江植物研究所,江苏植物志,(上、下册),植物志,(上、下册),江江苏科学技科学技术出版社,出版社,1977,1982;绪论美科学家在美科学家在南非南非发现地球地球陆地上地上26亿前就存在生命的前就存在生命的证据。据。有有证据据显示:示:38亿年前生命在海洋中年前生命在海洋中诞生。生。生物界的生物界的划分与系统n二界系二界系统:动物界、植物界。物界、植物界。(瑞典)(瑞典)Linnaeus,1735Linnaeus,1735。n三界系三界系统:原生生物界、:原生生物界、动物界、植物界物界、

4、植物界, ,( (德德)Haeckel,1866)Haeckel,1866。n四四界界系系统:原原核核生生物物界界、原原始始有有核核界界、后后生生植植物物界界、后后生生动物物界界, ,(美)(美)CoplandCopland。n五五界界系系统: 原原核核生生物物界界、原原生生生生物物界界、植植物物界界、真真菌菌界界、动物物界界, ,(美加美加)Whittaker1969年年。第一章 植物分类的基础知识n第一第一节、植物分、植物分类的方法与分的方法与分类系系统n第二第二节、植物分、植物分类的依据的依据n第三第三节、植物的分、植物的分类等等级n第四第四节、种与物种的形成、种与物种的形成n第五第五节

5、、植物的命名法、植物的命名法则n第六第六节、植物分、植物分类检索表索表 人人类对植物的植物的认识和研究有非常漫和研究有非常漫长的的历史史:1、人、人类对植物植物识别和分和分类的最初的最初认识(动物人)物人)可食;有毒;可食;有毒;药用用2、人、人类有目的有目的认识植物与人植物与人为分分类(文明人)(文明人)第一节第一节 植物分类方法与分类系统植物的人植物的人为分分类 n古希腊古希腊提奥弗那斯(提奥弗那斯(Theophrastus,371-288BC)研究了植物的经济用研究了植物的经济用途、生活习性及分类。途、生活习性及分类。n我国,我国,神农神农尝百草尝百草-农政全书农政全书-明代明代李时珍(

6、李时珍(1518-1593)本草纲本草纲目目。该书中共收集植物种类一千多种,按其。该书中共收集植物种类一千多种,按其用途用途分为草、谷、菜、果分为草、谷、菜、果和木五部。和木五部。二二、植物界的分物界的分类方法与分类系统1.1.人人为分分类法:法:选择植物的一个或几个特点作植物的一个或几个特点作为分分类标准,将不同植物准,将不同植物进行分行分门别类的方法。的方法。egeg:LinnaeusLinnaeus(1707-17781707-1778)依据雄蕊数目将有花植物分依据雄蕊数目将有花植物分为一雄蕊一雄蕊纲、二雄蕊、二雄蕊纲2.2.自然分自然分类法:依据植物法:依据植物间亲源关系(相似程度、源

7、关系(相似程度、共同点多少)共同点多少)远近近进行植物分行植物分门别类的分的分类方法。方法。如如达达尔文(文(1809-18821809-1882)现代植物分代植物分类方法方法植物分植物分类系系统:依据某种:依据某种统一一标准将全部植物种准将全部植物种类进行分行分门别类而形成的排序或体系。而形成的排序或体系。人人为分分类系系统:自然分自然分类系系统:第二节植物分类的依据1.形态学依据2.细胞学依据3.分子生物学的依据4.化学依据5.超微结构和微形态方面的依据6.小结一)一)分分类的依据的依据形形态学依据:学依据:解剖学解剖学 超微超微结构和微形构和微形态学依据:学依据:表皮表皮细胞排列胞排列、

8、花粉形花粉形态结构。构。化学物化学物质:黄:黄酮类、酰胺胺类统计数量分数量分类:计算模算模拟细胞学依据:胞学依据:染色体数目、染色体数目、带型型分子生物学依据分子生物学依据:分子生物学依据分子生物学依据植物外部形植物外部形态的差异,是由染色体上的基因的差的差异,是由染色体上的基因的差别引起的。引起的。不同物种的不同物种的DNA中中G+C的含量差的含量差别越大,越大,亲缘关系越关系越远。分析物种同源性分析物种同源性、探索生命的起源和探索生命的起源和进化关系化关系。二)植物系统与分类学研究方法1.1.野外野外调查与与标本随机采集本随机采集2.2.栽培:栽培:遗传稳定性定性3.3.形形态特征:特征:

9、4.4.胚胎学、解剖学:胚胎学、解剖学:5.5.染色体染色体组型:型:6.6.生化手段:色生化手段:色谱、光、光谱、免疫、免疫、电泳泳7.7.化石分析化石分析第三节、植物分类的等级一、一、植物分植物分类的基本的基本单位:位:界、界、门、纲、目、科、属、种。、目、科、属、种。各各级单位根据需要可再分成位根据需要可再分成亚级。植物分类等级拉丁文拉丁文英文英文界界RegnumKindom门DivisioDivision各各级有有亚单位位纲ClassisClass目目OrdoOrder科科FamiliaFamily属属GenusGenus种种SpeciesSpeciessub.亚(subspecies

10、)var.变种种(Varietas)forma-变型(型(Forma)水稻:水稻:植物界植物界RegnumVegetabile被子植物被子植物门Angispermae单子叶植物子叶植物纲Monocotyledoneae颖花花亚纲Glumiflorae禾本目禾本目Graminale禾本科禾本科Gramineae稻属稻属Orysa稻稻OrysasativaL.二、种及种以下单位种种:共同的祖先,:共同的祖先,稳定的分布区,形定的分布区,形态特征相似,自然交配,后代特征相似,自然交配,后代正常。正常。种种间存在生殖隔离。存在生殖隔离。种种是分是分类上的基本上的基本单位。位。种内分为:亚种、变种、变型

11、亚种种:地理区域分布、生境不同,生:地理区域分布、生境不同,生态适适应亚种(半种)种内生种(半种)种内生态适适应,地理分布上的分布,地理分布上的分布区、生境不同,种与区、生境不同,种与亚种是一个种是一个连续的的过程。程。变种种:某一特征的差异但不大,糯稻:某一特征的差异但不大,糯稻Orysasativavar.glutinosaMatsum变型:型:某一小特征的区某一小特征的区别品种品种cultivar:不存在野生,人不存在野生,人类生生产、培育、培育、栽培植物的栽培植物的变种种类型。型。物种形成的原因: 条件条件环境改境改变, 基基础变异(异(转基因)基因) 保保证选择隔离;隔离;第四节、物

12、种的形成第四节、物种的形成1 1、物种形成的方式:、物种形成的方式:渐变式(式(慢):慢): 变异异分化分化选择隔离隔离 变型型- -生生态型型-变种种亚种种种种 forma var. subspp forma var. subspp 吸收式或巨吸收式或巨变式(快)式(快): 染色体加倍染色体加倍2.2.物种的形成过程 地地产宗宗地理隔离地理隔离宗宗 racerace地理宗地理宗 地理地理亚种(半种)种(半种)宗:宗:种种类、种群或系、种群或系统基因基因组成或成或遗传表表 型与其它宗有差异,基型与其它宗有差异,基因可分化交流。因可分化交流。地方宗地方宗地理宗地理宗地理地理亚种(半种)种(半种)

13、 物种的形成物种的形成 生生态型型地理宗的产生环境差异土壤土壤、气候气候、海拔海拔、放牧放牧、流、流动沙川、沙沙川、沙砾、海、海滨、内、内陆森林等森林等不同不同产生生局部表局部表现型型相异相异(花色(花色、叶色、叶色、株形)株形)如如对土土壤中壤中酸碱度、重金属等酸碱度、重金属等的反的反应:马银花、地花、地锦(生(生态型)型)TuressonTuresson(杜(杜尔松)(松)(连续clinecline(梯度)(梯度)间断断 )隔离(分化、选择和积累)一一. .空空间 :1.1.地理(地理(悬铃木)木)二二. .环境境 2.2.生生态(三色(三色堇)三三. .生殖生殖 外部外部 3.3.时间

14、季季节(春、夏(春、夏莴苣)苣) 4.4.机械机械 昼夜(月昼夜(月见草)草) 5.5.行行为 (传粉媒介)粉媒介) 6.6.异花受粉(异花受粉(报春花春花)月苋草月苋草(Oenothera odorataOenothera odorata)内部内部 7.7.不不亲和障碍和障碍 8.8.杂种不活种不活 9.9.杂种不育种不育 10.10.杂种衰种衰败四四.引种(引种(传粉媒介粉媒介专一性)一性)小结n一切具有种一切具有种间差异的特征均可作差异的特征均可作为分分类的依据。的依据。n能用于分能用于分类的性状非常多,人的性状非常多,人们用新用新仪器、新技器、新技术、新方法新方法发现了很多有价了很多有

15、价值的的资料,料,补充或修改了充或修改了传统分分类方法的方法的许多不足之多不足之处,这方面今后方面今后还应大力大力发展。展。但是如果但是如果认为新的技新的技术比旧的技比旧的技术能揭露出更可靠更能揭露出更可靠更本本质的性状,因而的性状,因而轻视传统的比的比较形形态学的分学的分类,这样的看法就是片面的。就上面介的看法就是片面的。就上面介绍的几的几类依据而言,依据而言,没有哪一没有哪一类依据可以象形依据可以象形态学依据那学依据那样普遍地用于所普遍地用于所有的高等植物、所有的分有的高等植物、所有的分类等等级。形形态的差异通常也的差异通常也是内在本是内在本质的差异的差异。随着各学科的。随着各学科的发展,

16、展,对植物体的植物体的认识愈来愈全面,植物学各学科的愈来愈全面,植物学各学科的发展展为植物分植物分类的的逐步完善提供了条件,人逐步完善提供了条件,人们才有可能才有可能综合各方面的全合各方面的全面面资料,用料,用计算机算机进行反映植物本身全面特征的最行反映植物本身全面特征的最终的分的分类,并建立起一个反映,并建立起一个反映亲缘关系的分关系的分类系系统。第五节、植物的命名植物的命名法则1、植物学名由来、植物学名由来1623年,年,C.Bauhin,(法,法,1560-1624)1690年,年,Rivinus1753,CarolusLinnaeus,(瑞典,瑞典,1707-1776)2、植物的植物的

17、学名名构成植物植物学名学名:由林奈:由林奈(1753)(1753)创立、遵循立、遵循国国际植物植物命名法命名法规,用两个拉丁,用两个拉丁单词命名一种植物、且命名一种植物、且为国国际上上统一使用的名称一使用的名称为学名。学名。同物异名(同物异名(synonymsynonym)同名异物()同名异物(hornonymhornonym)属属 + + 种种 + + 定名人定名人 , ,统一名称,学名一名称,学名属(名属(名词)拉丁)拉丁词或拉丁化的或拉丁化的词,第一个字母大,第一个字母大写。写。种名(种加种名(种加词),形容),形容词(拉丁(拉丁词或拉丁化),或拉丁化),小写小写定名人,姓氏或其定名人,

18、姓氏或其编号,第一字母大写号,第一字母大写 3、植物的命名植物的命名法双名法:双名法:属名属名+ +种名种名+ +定名人的姓氏或姓氏定名人的姓氏或姓氏缩写(林奈)写(林奈)三名法:三名法:属名属名+种加种加词+亚种或种或变种加种加词四名法:四名法:属名属名+种加种加词+亚种加种加词+变种加种加词 羽叶甘蓝(Brassica oleracea var.acephala f.tricolor)4、国际植物命名法规n1867年年8月,法国巴黎,第一次国月,法国巴黎,第一次国际植物学会植物学会议,AlphonsodeCandole起草植物命名法起草植物命名法规(LoisdelaNomenclature

19、Botanique)n1910年,比利年,比利时第第3次国次国际植物学会植物学会议确定确定n国国际植物命名法植物命名法规在植物命名方面具有国在植物命名方面具有国际的效力,有的效力,有6条原条原则75条条规则和更多的和更多的辅则。国际植物命名法规n植物命名的模式植物命名的模式发和模式和模式标本本n每一种植物只有一个合法的正确学名。其他名称每一种植物只有一个合法的正确学名。其他名称应作异名或作异名或废弃弃n学名包括属名和种加学名包括属名和种加词,附加命名人之名,附加命名人之名n学名的有效学名的有效发表:拉丁文特征描述、命名模式(模式属、种及模式表:拉丁文特征描述、命名模式(模式属、种及模式标本)本

20、)n优先律原先律原则n学名之学名之变更更n名称的保留与名称的保留与废弃弃第六节、植物分类检索表检索表索表(key)是用来是用来鉴定不明学名的植物的工具。它通定不明学名的植物的工具。它通过一系一系列的从两个相互列的从两个相互对立的性状中立的性状中选择一个相符的、放弃一个不相符的一个相符的、放弃一个不相符的方法,达到方法,达到鉴定的目定的目标。检索表可以分索表可以分为两两类:(1)退格式退格式检索表索表(indentedkey):每一:每一组性状性状编排排时,向,向后后(右右)退一格。例如毛茛科退一格。例如毛茛科5个属的分属个属的分属检索表如下:索表如下: 果实 花瓣 萼片 总苞 整齐 距 铁线莲

21、属 瘦果 无 2-4片3 无3 是 无 白头翁属 瘦果 1 无 5片3 有3 是 无毛 茛 属 瘦果 有 2-5片 无 是 无耧斗菜属 1 有 5片 无 是4 5枚4翠 雀 属 有 5片 无 不整齐4 1枚4 退格式检索表(indented key) 每一组性状编排时,向后(右)退一格。例如毛茛科5个属的分属检索表如下: 1.果为一簇瘦果;花无距 2.花无花瓣 3.萼片通常4枚,总苞缺失铁线莲属(Clematis) 3.萼片通常5枚,总苞存在白头翁属(Pulsatilla) 2.花有花瓣毛茛属(Ranunculus) 1.果为一簇;花有距 4.花整齐;距5枚耧斗菜属(Aquilegia) 4.

22、花不整齐;距1枚翠雀属(Delphinium)这个检索表也可以把一组性状并列地出现,改写成下面的形式: 1.果为一簇瘦果;花无距2 1.果为一簇;花有距 4 2.花无花瓣3 2.花有花瓣毛茛属(Ranunculus) 3.萼片通常4枚,总苞缺失铁线莲属(Clematis) 3.萼片通常5枚,总苞存在白头翁属(Pulsatilla) 4.花整齐;距5枚耧斗菜属(Aquilegia) 4.花不整齐;距1枚翠雀属(Delphinium)(2)不退格式检索表 这种检索表适用于种类很多的场合,编制方法是将所有的检索性状按1、2、3、4的次序编号,括弧中列出其相对性状的编号。它保留了退格式检索表的优点,即

23、将相近的生物排列在一起,便于使用者掌握情况;同时又克服了浪费篇幅的缺点,采取左边排齐的不退格方式。例如可将上述的分属检索表改写成不退格式: 1(6) 果为一簇瘦果;花无距 2(3) 花有花瓣毛茛属(Ranunculus) 3(2) 花无花瓣 4(5) 萼片通常4枚,总苞缺失铁线莲属(Clematis) 5(4) 萼片通常5枚,总苞存在白头翁属(Pulsatilla) 6(1) 果为一簇;花有距 7(8) 花整齐;距5枚耧斗菜属(Aquilegia) 8(7) 花不整齐;距1枚翠雀属(Delphinium)使用检索表时应注意下列事项: 1. 全面核对两项性状:如果第一项性状看来已符合手头的标本,也应继续读完相对的另一项性状,因为有时后者更为适合。 2. 在涉及大小尺寸时,应用尺量而不作大致的估计。 3. 在核对了两项相对的性状后仍不能作出选择时,或手头的标本上缺少检索表中要求的特征时,可分别从两方面检索,然后从所获的二个结果中,通过核对两个种的描述作出判断。 4. 对检索到的结果,还需核对该种植物的全面描述。当描述的内容与手头标本一致时,才能作为鉴定的结束。因为如果手头的标本是检索表中未列入的植物,如分布新记录种或引种植物,在检索时会指向另一植物。

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