植物学：蕨类植物

1、第九章 蕨类植物(Pteridophyta),蕨类植物是地球上出现最早的、不产生种子的陆生维管植物，而且是高等植物中唯一的孢子体和配子体都可以独立生活的类群。,第九章 蕨类植物(Pteridophyta),教学目的： 了解蕨类植物的分类依据和代表植物； 各类群代表植物的形态特征和生活史特点。 教学重点： 各类群代表植物的形态特征和生活史特点。,第九章 蕨类植物(Pteridophyta),第一节 维管植物,一、维管植物的特征 凡是具有维管系统的植物都称维管植物，包括蕨类植物和种子植物。维管系统主要有木质部和韧皮部组成。它们大多为陆生植物，只有少数在受精时需要在水中进行。它们的孢子体在生活史中占

2、优势，配子体一般较小。 二、维管植物的分类 维管植物分为蕨类植物、裸子植物和被子植物。,三、中柱类型 中柱是维管植物茎的初生结构中的复合组织，是由中柱鞘、维管系统、髓等组成。 1、原生中柱：常见于裸蕨、石松及其它一些植物的 幼茎中，有时见于根中。,2、管状中柱：木质部围绕中央髓部形成圆筒状。,3、网状中柱：管状中柱由于枝与叶的发生形成枝 （叶）隙而呈网状。 4、真中柱：木质部与韧皮部并列成束，多束形成一圈 （来源于外韧管状中柱或外韧网状中柱）。 5、散生中柱：木质部与韧皮部并列成束，散生茎内。,四、中柱类型演化,第一节 蕨类植物概述,一、基本特征 （1）有根、茎、叶分化，具维管组织； （2）孢

3、子体发达，配子体不发达，但两者都能独立 生活； （3）无性生殖只产生孢子、不产生种子，为孢子植物； （4）有性生殖时在配子体上形成精子器、颈卵器，故 又称颈卵器植物，合子萌发形成胚（有胚植物）。 （5）喜阴湿、湿暖，以热带、亚热带为分布中心。,发达的根状茎(少数兼具气生茎或树干状),蕨类植物表皮毛和鳞片,叶有小型叶(无叶柄,叶脉不分枝)和大型叶(具叶柄,叶脉分枝),营养叶 孢子叶,同型叶异型叶,生境和分布,分布广泛，大多仍生活在沟谷和阴湿的环境。,1、孢子体 （1）形态与结构： 多为多年生草本。有了真正根、茎、叶的分化。 根：多数具有真正的根（不定根),少数只有假根（松叶蕨）。,二、植物体的形

4、态结构,茎：现存蕨类多为根状茎，少数为直立地上茎。中柱类型主要有原生中柱、管状中柱、网状中柱等，多数只有管胞，少数有导管。,小型叶蕨,大型叶蕨,叶：小型叶(延生起源或顶枝起源)与大型叶(顶枝起源) 营养叶(不育叶)与孢子叶(能育叶) 同型叶与异形叶（孢子叶与营养叶形态的分化）,有柄石韦,单叶,复叶,大型叶有单叶和复叶两类。,异型叶 （营养叶和孢子叶不同）,同型叶 （无营养叶和孢子叶之分）,蜈蚣蕨,（2）孢子囊和孢子 厚孢子囊：一群原始细胞发育，囊壁为多层细胞组成 薄孢子囊：一个原始细胞发育，囊壁为一层细胞组成 孢子囊着生位置 聚囊 孢子叶球/穗 孢子囊群,聚囊(3个孢子囊聚合) :松叶蕨类,孢

5、子叶球/穗(孢子叶密集枝顶):石松类、卷柏类和木贼类,孢子囊群(多数孢子囊聚集，生于叶背面或边缘): 大型叶的真蕨类,孢子囊结构 孢子囊、环带,松叶蕨聚囊,孢子叶穗,孢子囊群,囊群盖,孢子囊群,囊群盖,孢子囊群,无囊群盖,孢子囊群,假囊群盖,孢子,同型孢子和异型孢子（大、小孢子） 两面型孢子：肾形，单裂缝，两侧对称 四面型孢子：圆形或钝三角形，辐射对称,2、配子体,配子体结构简单，寿命较短，称为原叶体。具叶绿体，都能独立自养生活。 配子体能产生精子器和颈卵器。颈卵器颈部较短，精子带鞭毛，受精需要水。,三、生活史,第三节 蕨类植物的分类和代表植物,一、蕨类植物的分类系统 现存蕨类植物约12000

6、种，中国约2600种。按照秦仁昌系统(1978)，将现代蕨类植物作为1门，即蕨类植物门，下分为5亚门、7纲、11目 松叶蕨亚门 松叶蕨纲：松叶蕨目 石松亚门 石松纲：石松目、卷柏目 水韭亚门 水韭纲：水韭目 楔叶蕨亚门 木贼纲：木贼目 真蕨亚门 厚囊蕨纲：瓶尔小草目、观音座莲目 原始薄囊蕨纲：紫萁目 薄囊蕨纲：水龙骨目、苹目、槐叶苹目,二、蕨类植物的代表植物,（一）松叶蕨亚门 Psilophytina 孢子体具匍匐的根状茎和直立的气生枝，二叉分枝，根状茎上有假根；具原生中柱。小型叶。孢子囊2-3个聚合成聚囊生在枝端或孢子叶近轴处。,松叶蕨的孢子体,代表植物： 松叶蕨(Psilotum nudu

7、m) 枝上有纵棱3-5条，小枝扁平。孢子囊3室生于孢子叶基部。,松叶蕨的配子体,（二）石松亚门(Lycophytina) 孢子体具有根茎叶分化，茎多二叉分 枝；原生中柱；小型叶；孢子囊着生在孢子叶叶腋处， 形成孢子叶穗（球）。,石松属,卷柏属,石松茎的横剖面,代表植物： 石松属(Lycopodium ) 叶无叶舌；孢子同型，原叶体独立生活；无根托，不定根直接在根状茎上产生。,石松孢子体和配子体,石松生活史,卷柏属（Selaginella）,叶有叶舌；孢子异型；原叶体独立生活时间短；具 有根托，在根托上产生不定根。,卷柏孢子叶的纵切图,卷柏生活史,茎粗短似块茎状，原生中柱，叶基生，具叶舌。孢子囊

8、生于叶舌下方的一个特殊凹穴中。 代表植物：水韭属(Isoetes),（三）水韭亚门 Isophytina,水韭属,（四）楔叶亚门(Sphenophytina),孢子体具根茎叶分化，茎有节与节间，节间中空，具节中柱。小型叶不发达轮生呈鞘状。孢子囊生于枝顶的孢子叶上。 代表植物：问茎属(Equisetum）,问荆茎的横切面,问荆（地上茎分营养枝和生殖枝 ）,问荆生活史：,（五）真蕨亚门(Filicophytina),孢子体发达，有根茎叶分化。根为不定根。 茎为根状茎（树蕨类具直立茎）；中柱类型：原生中柱、管状中柱、多环网状中柱。 茎表面有鳞片与毛；毛:单细胞毛、节状毛、星状毛； 鳞片：粗筛孔鳞片、

9、细筛孔鳞片。 叶：大型叶，幼叶拳卷。分化为叶柄与叶片。单叶或复叶：单叶叶片不分裂或浅裂；复叶叶片多分裂或叶柄上生有分离的小叶。,孢子囊聚集为 各式孢子囊群。,环带类型,厚囊蕨纲 Eusporangiopsida,瓶尔小草,紫萁属 Osmunda,原始薄囊蕨纲 Protoleptosporangiopsida,紫萁属 Osmunda,薄囊蕨纲 Leptosporangiopsida,水龙骨目,扇叶铁线蕨,芒萁,长叶肾蕨 半边旗 槲蕨 海金沙,满江红,第四节 蕨类植物的起源和演化,1、蕨类植物的起源 古代和现存的蕨类植物共同起源于4亿年前古生代志留纪末期到下泥盆纪时出现的裸蕨植物。 裸蕨植物起源于

10、藻类（绿藻，褐藻）或苔藓。,2、化石蕨类的主要类群,莱尼蕨属 Rhynia 在中泥盆地层发现，是裸蕨目的典型代表，其发生可追潮到距今4亿年前的志留纪，下泥盆纪的时候最为繁茂，至泥盆纪中期以后完全灭绝。,裸蕨属Psilophyton 距今4亿年前的古生代志留纪末期和下泥盆纪时出现。 根状茎 和分叉的气生茎，无叶,气生茎基部有刺状突起，枝尖卷曲。 孢子囊位于枝的顶端，常成对并下垂 。,3、蕨类植物的演化： 刺石松-石松类 裸蕨植物-叉叶属、古芦木属-木贼类 原始蕨属、古蕨属-真蕨类,镰叶刺石松,古芦木属,原始蕨属Protopteridium 小原始蕨 P. minutum云南省泥盆纪地层中发现的原始蕨类的重要代表。 茎二叉合轴分枝，侧枝的末端扁化成扁平二叉分枝的叶片状，孢子囊着生在具维管束的小侧枝顶上