植物分类学-植物系统与分类基础知识.ppt

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。,一、植物分类的方法,1.人为分类：按照自己的方便和意图，选择一个或少数性状（形态、习性、用途）作为分类的依据，而不考虑植物间的亲缘关系和演化关系。 明朝李时珍（15181593）的本草纲目共收集植物药达1195种，分为草、木、谷、果、菜5部，每部又分若干类，共分60类。 瑞典分类学家林奈（17071778）根据有

2、花植物雄蕊的有无、数目及着生情况，分为24个纲。,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.Engler and K.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）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 Regnum Vegetable门 被子植物门 Angiospermae纲 单子叶植物纲 Monocotyl

3、edoneae目 禾本目 Graminales科 禾本科 Gramineae属 稻属 Oryza种 稻 Oryza sativa L,例：黄莲 Coptis chinensis Franch. 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 Coptis chinensis Franch.,（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

4、，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：17

5、53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 Oryza sativa L. 人参 Panax ginseng C.A.Mey. 梅花 P. mume (Sieb.) Sieb.et Zucc.,（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“et al.”。 例：纤穗鹅观草 Roegneria tenuispica J.L.Yang et Y.H.Zhou （2）有时二个命名人之间有“ex”，表示前一 个

6、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 Rhododendron forrestii Balf.ex Diels.,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

7、. 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（

8、Chrysophyta）； 5.甲藻门（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

9、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

10、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（spore plant）。,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（seed plant）。 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）

11、。,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，又合称为高等植物（higher plant），以与低等植物（lower plant）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、

12、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、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

13、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、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。

14、 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。 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。

15、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：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

16、： 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,(

17、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（life history）或生活周期（life cycle）。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

18、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。

19、 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。,成熟叶背长有虫卵般的孢子囊群。,孢子囊群,孢子体,配子体,蕨类植物的形态,（一）孢子体 1 根：通常为不定根，着生于根状茎上。少数无根（如松叶蕨）。,不定根,根茎,2 茎：常为根状茎，其茎上有各种鳞片或毛茸。少数为地上茎，只有桫椤为木本。,木贼茎为地上茎,桫椤茎为直立的树干状,金毛狗脊根茎具毛茸,3.叶 营养叶（不育叶） 仅进行光合

20、作用，不产生孢子的叶。 孢子叶（能育叶） 指能产生孢子囊的叶。,紫萁营养叶,贯众孢子叶,同型叶（一型）营养叶和孢子叶形态完全相同。 异型叶（二型）营养叶和孢子叶形明显不同。,肾蕨 同型叶,海金沙异型叶,孢子囊,（二）配子体：配子体小，大多数种类为腹背性叶状体，心脏形，绿色，有假根，精子器和颈卵器均生在腹面。,配子体,（三）生活史：,代表植物,石松纲： 卷柏 水韭纲：中华水韭 松叶蕨纲：松叶兰 木贼纲： 木贼 真蕨纲： 水龙骨 满江红,三、 裸子植物门,特征： 1、产生了种子，不过胚珠和种子是裸露的。不形成子房和果实 2、植物体大多数为常绿的乔木。 3、木质部中只有管胞，而无导管；韧皮部中只有筛

21、胞，而无筛管。 4、雌配子体中具颈卵器。（少数高等类群除外） 5、生活史中孢子体占优势，配子体十分退化不能离开孢子体独立生活 。 可分为苏铁纲、松柏纲、罗麻藤纲,种子出现的意义,1、种皮使胚受到保护。 2、胚乳为胚准备了充足的营养。 3、有利于植物度过不良的环境。 4、花粉管可以把精子直接送到卵，摆脱了水的限制，更适应陆地生活。,裸子植物的孢子体,均为多年生的木本植物，少为为亚灌木(如麻黄)或藤本(如买麻藤)。 多为常绿植物，极稀为落叶性(如银杏）。 茎内维管束环状排列，有形成层及次生生长，但木质部仅有管胞，韧皮部仅有筛胞。,裸子植物的雌配子体,大孢子叶（心皮）不包卷形成子房，丛生或聚生成大孢

22、子叶球(雌球花 )； 大孢子叶常变态为珠鳞、珠领或珠座、珠托、套被和羽状大孢子叶,大孢子叶球着生于新枝 的近顶部,大孢子叶由两部分组成，下面薄片为苞鳞，上 面肥厚为珠鳞，每1珠鳞的基部着生2个胚珠。,胚珠内的大孢子母细胞分裂而成的四个大孢子，排列成一列，但只有离珠孔最远的一个发育，（其余三个消失）形成一个多细胞的雌配子体，当多细胞的雌配子体形成后，在其上部，产生2-3 个颈卵器，每个颈卵器有2-4 个颈细胞，一个迅速退化的腹沟细胞和一个大的卵细胞，卵细胞受精后，发育成胚，雌配子体继续生长，形成胚乳。 雌配子体：颈卵器+胚乳,裸子植物的雄配子体,小孢子叶聚生成小孢子叶球(雄球花）； 小孢子叶球着

23、生于新枝的基部或近顶部,小孢子叶下面形成两个并列的长椭圆形的小孢子囊,花粉粒在单细胞时期即小孢子，它是雄配子体的第一个细胞，小孢子在小孢子束内开始萌发，第一次分裂成一大一小两个细胞（小的一个称第一原叶细胞），大的一个细胞又分裂一次，又形成一个小的细胞（第二原叶细胞），这样先后形成的第一、第二原叶细胞代表着雄性配子体的营养细胞，它们很快消失，仅留下痕迹，剩下的一个细胞再分裂一次，形成一个管细胞和一个生殖细胞，这个具有四个细胞（包括两个退化的营养细胞）的雄配子体，就是成熟的花粉粒,花粉粒成熟后具4个细胞。2个原叶体 细胞、1个管细胞和1个生殖细胞。,雄配子体就是花粉粒:,形成的种子是三个世代的产物

24、,胚为新的孢子体世代 ； 胚乳为雌配子体世代； 种皮为老的胚子体世代。,分纲检索表 1花无假花被；茎的次生木质部无导管；乔木和灌木。 2叶为大型羽状复叶，聚生于茎顶，茎不分枝苏铁纲 2叶为单叶，不聚生于茎顶端，茎有分枝。 3叶扇形，有二叉状脉序；花粉萌发时产生2个有纤毛的游动精子 银杏纲 3叶针状或鳞片状，无二叉状脉序；花粉萌发时不产生游动精子。 4大孢子叶两侧对称，常集成球果状；种子有翅或无翅松杉纲 4大孢子叶特化为鳞片状珠托或套被，不形成球果；种子具肉质假种皮红豆杉纲 1花有假花被；茎的次生木质部有导管；亚灌木或木质藤本 买麻藤纲,裸子植物是种子植物中比较低级的一类植物。现存的裸子植物，共

25、有5纲、9目、12科、近800种，我国有 5纲、8目、 11科、 41属 236种。常组成大面积森林，多为用材树种。,（一）、苏铁纲Cycadopsida,苏铁的雄花和雌花,苏铁的种子,（二）、银杏纲 Ginkgopsida,科特征：落叶大乔木，多分枝，有长、短枝之分。叶扇形，2裂，2叉脉序。花单性异株，生于短枝上；,种子核果状； 外种皮肉质，成熟时橙黄色； 中种皮白色、骨质； 内种皮红色、膜质。,松杉纲,松属(Pinus),水杉,红豆杉，Taxusmairei,红豆杉科Taxusaceae,红豆杉纲,买麻藤纲,百岁兰,四、 被子植物门,特征： 1、种子或胚珠包被在果实或心皮中。 2、孢子体高

26、度分化，木质部中有了导管；韧皮部中有了筛管。 3、配子体高度简化。 4、双受精作用和三倍体胚乳。,（一）具有真正的花,典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分组成，各个部分称为花部。 被子植物花的各部在数量上、形态上有极其多样的变化，这些变化是在进化过程中，适应于虫媒、风媒、鸟媒、或水媒传粉的条件，被自然界选择，得到保留，并不断加强造成的。,（二）具雌蕊,雌蕊由心皮所组成，包括子房、花柱和柱头3部分。 胚珠包藏在子房内，得到子房的保护，避免了昆虫的咬噬和水分的丧失。所以叫被子植物 子房在受精后发育成为果实。果实具有不同的色、香、味，多种开裂方式；果皮上常具有各种钩、刺、翅、毛。果实

27、的所有这些特点，对于保护种子成熟，帮助种子散布起着重要作用，它们的进化意义也是不言而喻的。,（三）具有双受精现象,双受精现象，即两个精细胞进入胚囊以后， 1个与卵细胞结合形成合子， 另1个与2个极核结合，形成3n染色体，发育为胚乳，幼胚以3n染色体的胚乳为营养，使新植物体内矛盾增大，因而具有更强的生活力。 所有被子植物都有双受精现象，这也是它们有共同祖先的一个证据。,反足细胞,极核,卵细胞,助细胞,（四）孢子体高度发达,在解剖构造上，次生木质部有导管，韧皮部有伴胞；输导组织的完善使体内物质运输畅通，适应性得到加强。,（五）配子体进一步退化（简化）,被子植物的小孢子发育为雄配子体，大部分成熟的雄

28、配子体仅具2个细胞（2核花粉粒），其中1个为营养细胞，1个为生殖细胞，少数植物在传粉前生殖细胞就分裂1次，产生2个精子，所以这类植物的雄配子体为3核的花粉粒。 被子植物的大孢子发育为成熟的雌配子体称为胚囊，通常胚囊只有8个细胞：3个反足细胞、2个极核、2个助细胞、1个卵。反足细胞是原叶体营养部分的残余。助细胞和卵合称卵器，是颈卵器的残余。 由此可见，被子植物的雌、雄配子体均无独立生活能力，终生寄生在孢子体上，结构上比裸子植物更简化。配子体的简化在生物学上具有进化的意义。,植物界进化的规律从水生到陆生，简单到复杂，低级到高级，并沿着孢子体逐渐占绝对优势，配子体高度简化的方向发展。,配子体世代,孢

29、子体世代,藻类、菌类、地衣、苔藓,蕨类 植物,裸子、被子植物,第三节 被子植物的分类,被子植物分为两个纲双子叶植物纲（木兰纲）和单子叶植物纲（百合纲），它们的基本区别如下： 双子叶植物纲 单子叶植物纲 根 直根系 须根系 茎 维管柬成环状排列，有形成层 维管束成星散排列，无形成层 叶 具网状脉 具平形脉或弧形脉 花 各部分基数为4或5 各部分基数为3 花粉粒具3个萌发孔 花粉粒具单个萌发孔 胚 具2片子叶 具1片子叶,这些区别点只是相对的、综合的，实际上有交错的现象： (1) 一些双子叶植物科中有1片子叶的现象，如睡莲科、毛莨科、小檗科、罂粟科、胡椒科、伞形科、报春花科等。 (2) 双子叶植物

30、中有许多须根系的植物，尤其在毛茛科、车前科、茜草科、菊科等科中为 (3) 毛茛科、睡莲科、石竹科等双子叶植物科中有星散维管束，而有些单子叶植物的幼期也有环状排列的维管束，并有初生形成层。 (4) 单子叶植物的天南星科、百合科等也有网状脉。 (5) 双子叶植物的樟科、木兰科、小檗科、毛茛科有3基数的花，单子叶植物的眼子菜科、百合科有4基数的花。,花的主要构成： 花柄和花托 花被（花冠和花萼） 雄蕊群 雌蕊群,种子植物花的组成及基本结构,1.花被类型,1. 花被类型,无被花：缺花被，如杨、柳等。,1. 花被类型,1. 花被类型,依花冠形状分：（花瓣形状，大小，花瓣分离程度）,十字形花冠（油菜）,蝶形花冠（豌豆）,1. 花被类型,漏斗形花冠（牵牛）,钟状花冠（风铃草）,1. 花被类型,管状花冠（马兜铃）,唇形花冠（益母草）,1. 花被类型,舌状花冠（菊花）,1. 花被类型,依花被离合程度：,离瓣花,花瓣彼此分离,（十字形花）,1. 花被类型,合瓣花,花瓣不同程度联合（漏斗形花）,1. 花被类型,依雄蕊的离合情况,单体雄蕊,许多花丝联合成管状套在花柱外,二体雄蕊,10