植物生物学ppt课件

.,哈尔滨师范大学生物系生物科学专业,2010.3.1,种子植物分类学,及其多样性,.,植物学知识结构,植物界的基本分类单位:,种属科目纲门植物界,.,课程基本信息,一、课程名称:植物学3（植物分类或种子植物分类及其多样性）二、授课内容1.理论部分24学时，安排见教学日历；王臣2.实验部分18学时，6次，安排见教学日历；刘玫3.实习部分：镜泊湖或帽儿山专业实习6月6日22日6-8位教师三、考试方法：卷面60%，时间在7月7日20日；实习20%，实习结束时在野外进行；平时20%，包括出席、实验、作业；四、教学要求：（）遵守学校关于上课的相关要求；（）备齐教材、笔记本、作业本；（）备齐实验用品；,.,五、主要参考资料：,1.陆时万等.植物学（下册）.北京：高等教育出版社。2.汪劲武.种子植物分类学（第2版）.北京：高等教育出版社，2009，40元。3.马炜梁主编.高等植物及其多样性.北京：高等教育出版社，1998，186元。4.中国植物志（出版多卷）中科院植物所.科学出版社5.中国高等植物图鉴1-5册.科学出版社.6.东北草本植物志，112卷.辽宁林土所科学出版社7.东北植物检索表.傅沛云主编（或刘慎愕）.科学出版社8.中国高等植物科属检索表.中科院植物所.科学出版社9.黑龙江植物检索表.郭贵林等编著黑龙江人民出版社，1990。10.期刊杂志：植物学报、植物分类学报、植物研究、西北植物研究、武汉植物研究、云南植物研究等。,.,第一章绪论,第一节植物分类学概述第二节植物分类学发展简史第三节植物分类依据及演化趋势第四节植物分类的方法第五节植物分类学拉丁文基础,.,第一节植物分类学概述,一、植物分类学的概念、特点及意义1、概念（任务、研究对象）:植物分类学(植物系统学)2、植物分类学的特点：3、学习的目的意义1）目的：2）意义：二、学习方法*理论与实践相结合是学好分类学的关键,.,第二节被子植物分类学发展简史,一、人为分类系统时期（史前与研究本草时期，民间分类学时期）1.时间：远古时期至1830年（1840年）2.特点：1）根据一个或极少数的性状进行分类，如形态上的、体态上的、经济用途、生态条件等。2）研究区域局限、与外界（较广的地区）极少进行交流。3.代表著作：1）国内：2）国外：二、进化论发表前的自然系统时期1.时间17631920年2.特点：根据较多的性状以及性状的相似程度进行分类（把多数性状相似的植物归于一类或根据相似程度确定植物的关系和排列）3.代表人物及著作：主要是外国人,国内,国外,国外,.,三、系统发育系统时期（系统分类学时期）1.时间：1883现今2.特点：根据综合性状及其演化趋势决定植物的编排和位置关系，分类群的特征或分类地位具有预见性。3.代表人物及著作：四、分类学的新发展1.实验分类学：在实验条件下，将形态特征与生态学、遗传学结合起来，探讨物种的起源，划分种及种间关系，对植物进行分类的方法（是对种以下分类单位的染色体形态学、遗传学和繁育系统进行深入研究的学科）。,.,2.细胞分类学：（染色体分类学）：利用染色体资料，主要是对细胞有丝分裂时染色体数目、形态及染色特点等进行比较进而对植物进行分类的学科。3.化学分类学：利用植物的化学成份（化学性状）作为分类依据，对植物进行分类，称为化学分类学。化学依据可分为三类：（1）可见物质：淀粉粒、晶体，等。（2）小分子物质：生物碱、黄酮类、非蛋白氨基酸等（3）大分子物质：蛋白质、核酸、电泳、血清学、DNA分子杂交、核苷酸序列分析等。4.数量（数值）分类学：采用数学理论，以电子计算机为主要手段，以表型特征为基础，对庞杂的植物类群及性状（形态学、细胞学、生物化学等）进行处理，根据相似性值将某些类群归并成更高级的分类群，进而对植物进行分类及编排的学科。,.,第三节被子植物分类原理,一、居群（种群）及物种的概念（种的概念）1.居群：植物在适于其生存的环境中是以一定数量的个体群形式出现，把占据一定生境的个体群称为居群。居群是生物进化的基本单位。个体间有一定的形态一致性，通过有性繁殖。进行基因交流，即可维持种的稳定，又可允许适度变异的存在。2.物种：种是若干居群所构成的居群系统,是分类学的基本单位，种是客观的，有时又是相对的，存在一定的争议：生物学种（遗传进化学家）：杂交能育的个体集群。与其他种在生殖上相互隔离。形态学种（分类学家）：采用形态、地理依据，凭借蜡叶标本，寻找形态上的间断，结合地理分布来确定种的界限。两种观点各有优点，时时又具有一定的局限性。随着科学技术的发展，有趋于一致的趋势，不是对立的，并不矛盾。,.,二、基因型、表现型与表型饰变1.基因型：每一物种的遗传物质中携带有特定的遗传信息.这些携带有特定遗传信息的遗传物质或其所携带的遗传信息称为该物种的基因型.2.表现型：是指一定的基因型与特定环境相互作用所形成的内部或外部特征.具有可塑性.二者的关系是：任何一个性状都是控制它的基因或基因系统与特定环境共同作用的结果，即：表现型=基因型+环境。基因型是根本起主导作用，环境是基因表达的条件，基因控制性状的机理是非常复杂的，遗传学和分子遗传学，基因工程等将进行更深入的阐述。3、表现型饰变：同一遗传型在不同环境中产生不同表现型的差异，称为表现型饰变或适应型。如叶的异形叶性等。,.,三、如何看待性状的价值（分类学价值）1、任何明显的形态性状都没有固定的，天然的分类学意义，其分类意义要在该类群被研究清楚之后才能决定（如：子叶数目）2、个别性状和性状类别，在某种情况下会更重要（如：花的性状比营养器官性壮重要;花部排列特征比大小重要,叶序比叶子大小分类意义重要;稳定的性状分类价值更高;同一个性状在不同的分类处理时价值不同）3、同一性状在不同植物中的进化意义不是绝对的。（如虫媒是原始的，而在兰科皆特化为虫媒）4、同一植物体上各器官的进化不是同步的。相对进化与相对原始常嵌合在一起，极进化和极原始很少混杂在一起。,.,四被子植物的分类依据及演化趋势,分类学具有无限综合、无限发展的特点，所以分类依据是广泛而复杂的，包括形态、地理、孢粉学、胚胎学、细胞学、古植物学、植物化学等等，择重点介绍如下：1、形态学依据：是最重要、最简便、最直观，应用最广泛的分类依据。然而对分群群较复杂的个体来说，难度很大，如莎草科、苔草属Carex有2000多种。来源及演化趋势如下：,返回上页,.,初生的、原始的性状次生的、进化的性状,主根发达木本互生常绿网状脉单叶单生两性花辐射对称花各部螺旋排列雌雄同株虫媒花重被花花各部多数、无定数雄蕊离生心皮离生子房上位边缘胎座、中轴胎座胚珠多数或无定数蓇葖果、蒴果单果有胚乳子叶2枚,不定根草本对生、轮生落叶平行脉复叶成花序单性花两侧对称或不对称轮状排列雌雄异株风媒花单被花或无被花少数有定数合生合生子房下位侧膜胎座、特立中央胎座少数或一个核果、浆果复果无胚乳子叶1枚,根,茎,叶,花,果实,种子,见教材212页,.,2、解剖学依据：是研究进化关系的良好材料。对处理属以上的分类问题非常有意义。比较有价值的解剖特征来自如下几个方面：A、节部的解剖；B、木质部解剖；C、韧皮部解；D、形成层和维管束；E、叶的解剖。,.,3、孢粉学依据：研究孢子和花粉形态及演化趋势的科学。从1950起应用于分类学。主要依据来源于花粉（或孢子）的形状、大小，表面纹饰，萌发孔类型，数目（N），位置（P）及花粉壁性状（C）等。演化趋势如下：单沟花粉：近极单孔多孔花粉三岐沟三沟无萌花孔尚有：单孔、三孔、双孔、周孔等各种形式。,.,4、胚胎学依据：1、研究大小孢子发生，雌雄配子体发育及合子发育为胚的过程也称为生殖生物学，可以较好地反映植物类群演化上的关系。2、胚胎学特征在科水平上较为一致，因此更多地用来处理科等级以上的分类学问题。演化趋势如下：,.,5、细胞学证据（染色体证据）：参考书植物细胞分类学洪德元编著科学出版社1990年细胞分类学的概念（见前述）主要用来解决属级和种级分类，尤其是种级分类问题。有如下几方面特征：A、数目：二倍体、多倍体；B、形态结构：大小、形状、着丝点位置、次缢痕、随体；C、染色体组型分析：常态分析、带型分析、着色区段分析、定量细胞化学方法。D、行为：减数分裂同源染色体的联会及分离过程可以反映是否杂交、染色体结构上的差异、不孕原因的探讨、种系发生等问题；E、碱基序列：分子水平。6、植物地理学7、植物化学分类学8、数量分类学,.,第四节植物分类的方法,一、分类方法二、植物分类的各级单位三、植物命名的方法四、植物检索表的编制及其应用,一、分类方法自然分类方法：是根据植物进化过程中亲缘关系远近进行分类。亲缘关系的远近主要表现在植物的形态结构和生理生化特性的近似程度上。（目前人们可根据植物的形态学、细胞学、分子生物学、化学及超微结构等方面的依据，进行植物分类的研究。）人为分类方法：是人们按照自己的方便，主观地选择植物形态、生活习性和用途上的某些性状进行分类。(如a.将植物分成水生植物和陆生植物、木本植物和草本植物、栽培植物和野生植物;b.瑞典植物分类学家林奈把有花植物的雄蕊数目作为分类标准;c.李时珍在本草纲目中将植物分为木、果、草、谷、菜五大类。）,.,二、植物分类的各级单位,中名拉丁文英文界RegnumKingdom门DivisioDivision纲ClassisClass目OrdoOrder科FamiliaFamily属GenusGenus种SpeciesSpecies,例：水稻的分类位置,.,.,各级单位根据需要可再分成亚级,即在各级单位之前,加上一个亚(Sub)字，如亚门、亚纲、亚目、亚科、族、亚族等。“品种”与“种”的区别：品种不是植物分类学中的分类单位，是劳动人民长期培育形成的。是属于栽培学上的变异类型。在农作物和园艺植物中，通常把经过人工选择形成的有经济价值的变异（色、香、味、形状、大小等）列为品种。,关于植物分类各等级单位的几点说明,.,三、植物命名的方法,双名法:在1753年5月林奈在植物志种创立并使用了双名法，其要点如下：1、将植物的学名用拉丁文命名，一个植物的学名由两个拉丁单词组成，第一个单词是属名，首个字母必须大写；第二个单词为种加词，通常是表明该植物特征的拉丁文形容词，种加词的第一个字母一律小写。这种命名的方式称为双名法。同时，在双名之后还应附加命名人名字的缩写，以示负责，便于查证。大麻(CannabissativaL.)2、每一种植物只能有一个合法的正确名称。3、若一种植物出现两个或更多的学名，凡符合法规的最早发表的名称为正确名称。4、如果是亚种、变种和变型的命名，则是在种加词后加上它们的缩写，subsp或ssp,var.和f.，再加上亚种、变种和变型名。栽培采用三名法,即双名之后加cv.?,.,四、植物检索表的编制及其应用,编制原则：二岐分类特征及依据:采用植物类群的自然性状检索表的格式通常有两种：等距(或定距)检索表：平行检索表：,（一）植物检索表的编制,.,收集检索对象性状完整的标本，并细心观察，必要时还需借助放大镜或实体解剖镜，弄清鉴定对象各部分形态特征，切忌粗心大意与主观臆测。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。若发现有疑问时，应反复检索，直至完全符合为止。对检索表中使用的各项专用术语应有明确的理解，如稍有差错含混就不能找到正确答案。,（二）检索表的使用,进入下一节：拉丁文基础,.,第五节植物分类学拉丁文基础,为什么要学习拉丁文？一、拉丁字母的名称及发音（26个）,.,二、音的分类1、元音（母音）：发音过程中，气流在口腔中不受任何阻碍，因舌位高低和口型变化而发出不同的声音硬元音：aou；软元音：eIy2、辅音（子音）：清辅音：ptc(k,q)flshxj浊辅音：bdgvrzmnw3、双元音：有4个aeoeaueu,其中ae,oe读e;au,eu读过渡音。例如：芍药属Paeonia甘薯属Ipomoe胡罗卜属Daucus芡属Euryale4、双辅音：有4个：ch读k或h；ph读f；rh读r；th读t；藜属Chenopodium鼠李属Rhamnus牵牛属Pharbitis石竹属Dianthus,.,三、音节及音节的划分音节：以元音为主构成的读音单位称为音节，元音是构成音节的要素，每一个音节里必须有一个元音（双元音为一个元音），双元音或单元音可以单独构成一个音节，因此一个单词有几个元音或几个双元音就有几个音节，划分规则如下：1、每个单词里有几个元音就有几个音节；2、两个元音之间如有一个辅音，则将此辅音划归后一音节，Pinus松属；3、两个元音之间如有两个辅音，则将二者分开，前后各一，Campanula风铃草属；4、两个元音之间如有三个（含三个）辅音，将最后一个划归后面的音节，罔草属Beckmannia5、双辅音及辅音后连接l或r,以及ts等辅音组合不分开，归入同一音节，Bupleurum柴胡属Lathyus山黧豆属6、有些单词里的双辅音ae或oe如为a或o时，两个字母分开读，如：芦荟属，Alo7、qu与后面的元音划为一个音节，木贼属Equisetum.,.,四、重音及重音的位置重音：双音节或多音节单词，有一个音节读音长而重，称为重音，用“”注明。重音位置的确定原则：1、单音节的单词无所谓重音,Sex六；2、双音节单词，第一个音节为重音节，蔷薇属Rosa,苹果属Malus;3、多音节（三个以上）单词，如倒数第二音节为长元音时，此音节为重音节，如倒数第二音节为短音节，则倒数第三音节为重音节，不管此音节是长音还是短音。,.,五、长音与短音：长音：音量较大、时间较长；短音：音量较小、时间较短；确定规则如下：1、长音（1）双元音皆为长音；Arisaema天南星属（2）元音之后连2个或3个辅音（双辅音除外），或其后为x或z时，此元音发长音，Glycyrrhiza甘草属；（3）下列词尾为固定长音-inus；-ina；-inum；-iquus；-iqua；-iquum；-ivus；-iva；-ivum；-urus；-ura；-urum；-atus；-ata；-atum；-abus；-amus；-atis；-ebus；-onis；-udus；-alis；-osus；-osa；-osum；2、短音（1）元音前的元音或辅音h前的元音发短音，Abies冷杉属,Picea云杉属；（2）双辅音前的元音是短音，Arachis落花生属；（3）一个元音后有2个辅音，如第二辅音为L或R，则该元音是短音，Celebris著名的；（4）下列词尾为固定短音：Viora堇菜属-icus；-ica；-icum；-idus；-ida；-idum；-imus；-ima；-imum；-ibus；-ita；-inis；-ine；-ini；-erus；-era；-erum；-orus；-ola；-olum；-ulus；-ula；-ulum；-ilis；-ile；,.,六、变音：某些字母或字母的联合在读音时有，有时要根据其前后字母的不同而发生变化，称之为变音。1、C的变音规则：在软元音e,i,y及双元音ae,oe,eu前读t音；在硬元音a,o,u及双元音au之前或词末尾时读K音。2、ti的变音规则：（1）ti后面为元音，前面不是辅音S或X时，发ti音，Gentiana龙胆属；（2）ti后面为辅音，或其后为元音而前面是辅音S或X时，发ti:音,tinctus染色的；3、S的变音规则：在两个元音中间或在元音与辅音M或N之间时读Z音，Rosa蔷薇属Osmunda紫萁属；4、X在2个元音之间读kz音,Ixeris苦菜属；5、Q与U结合在一起时在元音之前作辅音用，读ku音，与后面的元音拼读，Quercus栎属aqua水；6、g与u结合在一起时，在元音之前用作辅音，读gu音，再与后面的元音和并拼读，sanguis血液。,.,Nepta荆芥属Orza稻属Osmnda紫萁属Pnax人参属Pnus松属Qurcus栎属Slix柳属Solnum茄属Tlia椴属Triflium三叶草属lmus榆属rtica荨麻属Vicia野豌豆属Vtis葡萄属Weigla锦带花属Wistria紫藤属Xnthium苍耳属Xanthocras文冠果属Za玉米属（玉蜀黍属）Ycca丝兰属Zzyphs枣属,七、发音练习llium葱属pium芹属Bta甜菜属Fgoprum荞麦属Fragria草莓属ris鸢尾属Cannbis大麻属Cucmis黄瓜属Dtula曼陀罗属Drba葶苈属Gosspium棉属Gladilus唐菖蒲属Hibscus木槿属Hmulus葎草属Jncus灯心草属Lactca莴苣属Lrix落叶松属Jglans胡桃属Mlus苹果属Mlva锦葵属Nelmbo莲属,.,绪论复习思考题,1.解释名词：植物分类学及特点；植物系统学；细胞分类学；数量分类学；化学分类学；居群；生物学种；形态学种；基因型；表现型；环境饰变；植物分类学及其特点；双名法2.植物分类学发展一般分几个阶段？各阶段的特点及代表著作是什么？3.如何看待性状的分类学价值？4.选日常生活中常见的蔬菜或水果或花卉56种，编制一个定距检索表。5.列表回答被子植物形态分类依据的演化趋势？6.熟记发音练习中42个拉丁属名？,.,植物分类学:是植物学（植物生物学）的重要组成部分，是对植物进行分门别类，并研究其分布、演化及应用的科学，称为植物分类学植物系统学：用进化的观点研究植物的系统演化并对其进行近乎自然的（实际上是相对的，相对真实的）分类及排序（家谱），称为系统学。植物分类学的特点（1）无限综合：用于进行分类的各种依据是植物的各种性状(特征),方方面面,各种各样,不断丰富,不断发展,在若干连续性状之中寻找间断是植物分类研究的主要内容。（2）无限发展：,.,目的：掌握种子植物分类的知识理论，学会使用检索表对植物进行、分类并识别常见的植物类群，为更好地利用植物打好基础意义：1.是植物学各分支学科的基础（植物生态学、植物地理学、植物生理学、植物遗传学等）；2.是其他应用学科的基础（林学、牧业、医药、农学、轻工等）；3.是中学生物教学必备的基本技能,.,*理论与实践相结合是学好分类学的关键理论上：利用已有的知识，开动脑筋，寻找各类群之间的区别与联系进行理论记忆；实践：通过实验、实习、观察,结合生活实际，增加感性素材，经对比、归纳,借助检索表进行识别鉴定植物，最终达到分门别类之目的。,.,国内：1.东汉（公元25200年）末年问世的神农本草经,作者不详，该书为药用植物专著，记载历代相传的药用植物252种，并根据药效分为上品、中品、下品。2.嵇含在公元304年(西晋时期)所著南方草本状,该书列举了亚热带至热带植物80多种，并分为草、木、果、竹四类,是我国和世界最早的区域植物志。3.明代李时珍（15181593)在1590年所著的本草纲目，他是植物学家和医药学家。本书收载药物1892种，药用植物1044种，并将植物分为木、果、草、谷、蔬菜5部。该版本极多，并有日、俄、德文译本。具有世界影响。4.清代吴其浚所著植物名实图考，该书收录植物1741种，附插图。将植物分为12类，对每种植物考证名实，并有文献引证，与近代植物分类专著相似，科学价值较高。,.,国外：1.13世纪日耳曼人马格纳斯发现了胚中数目的差异，只是作为一个一般分类性状，没有给予足够的重视。2.英国植物学家雷约翰（JohnRay16281750）