植物分类学和植物分类系统

植物分类学和植物分类系植物分类学和植物分类系统统鸣谢与声明v本PPT教案中大量引用了马炜梁教授等著名专家亲自拍摄或设计的植物形态结构等的特征图片,恕不能一一列出,谨此谢诚。v本本PPT仅供阅读，其图片不得转用，以仅供阅读，其图片不得转用，以免侵权。免侵权。v如有谬误，敬请读者批评指正。教学目的和要求l了解植物系统进化与各基本类群的主要特征；l掌握植物分类的基础知识、基本方法、基本技能；l熟悉常见科、属、种的重要识别特征及其学名；l了解物种分类依据及植物分类学工具书的使用方法；主要参考书目l中国科学院中国植物志编辑委员会：中国植物志，科学出版社l中科院植物所，中国高等植物图鉴，科学出版社，1972-1983l汪劲武，种子植物分类学，高等教育出版社，1985；l张宏达，种子植物系统分类提纲，中山大学学报，第一期，1986；l吴国芳等，种子植物图谱，高等教育出版社，1989；l江苏植物研究所，江苏植物志，（上、下册），江苏科学技术出版社，1977，1982；绪论 美科学家在美科学家在南南非非发现地球陆地上发现地球陆地上2626亿前就存在生命亿前就存在生命的证据。的证据。有证据显示：有证据显示：3838亿亿年前生命在海洋中年前生命在海洋中诞生。诞生。生物界的生物界的划分与系统划分与系统l二二界界系系统统：动动物物界界、植植物物界界。（瑞瑞典典）Linnaeus,1735Linnaeus,1735。l三三界界系系统统：原原生生生生物物界界、动动物物界界、植植物物界界,(德德)Haeckel,1866)Haeckel,1866。l四四界界系系统统：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 动动 物物 界界,（美美）CoplandCopland。l五五界界系系统统：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、动动 物物 界界,(美美 加加)Whittaker1969年年。第一章 植物分类的基础知识植物分类的基础知识l第一节、第一节、植物分类的方法与分类系统l第第二节节、植物分类的依据l第第三节节、植物的分类等级l第第四节节、种与物种的形成 l第第五节节、植物的命名法则l第第六节节、植物分类检索表 人类对植物的认识和研究有非常漫长人类对植物的认识和研究有非常漫长的历史的历史:1、人类对植物识别和分类的最初认识（动、人类对植物识别和分类的最初认识（动物人）物人）可食；有毒；药用可食；有毒；药用2、人类有目的认识植物与人为分类（文明、人类有目的认识植物与人为分类（文明人）人）第一节 植物分类方法与分类系统植物的人植物的人为为分分类类 l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途、生活习性及分研究了植物的经济用途、生活习性及分类。类。l我国，我国，神农神农尝百草尝百草-农政全书农政全书-明代明代李时李时珍（珍（1518-1593）本草纲目。本草纲目。该书中共收该书中共收集植物种类一千多种，按其集植物种类一千多种，按其用途用途分为草、谷、分为草、谷、菜、果和木五部。菜、果和木五部。二二、植、植物界的分物界的分类类方法方法与分类系统与分类系统1.1.人为分类法：选择植物的一个或几个特点作为分人为分类法：选择植物的一个或几个特点作为分类标准，将不同植物进行分门别类的方法。类标准，将不同植物进行分门别类的方法。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纲、二雄蕊纲为一雄蕊纲、二雄蕊纲2.2.自然分类法：依据植物间亲源关系（相似程度、自然分类法：依据植物间亲源关系（相似程度、共同点多少）远近进行植物分门别类的分类方法。共同点多少）远近进行植物分门别类的分类方法。如如达尔文（达尔文（1809-18821809-1882）现代植物分类方法现代植物分类方法植物分类系统：依据某种统一标准将全部植物种植物分类系统：依据某种统一标准将全部植物种类进行分门别类而形成的排序或体系。类进行分门别类而形成的排序或体系。人为分类系统：人为分类系统：自然分类系统：自然分类系统：第二节植物分类的依据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）分分类类的依据的依据形形态态学依据学依据：解剖学解剖学 超微超微结结构和微形构和微形态态学依据：学依据：表皮表皮细细胞排列胞排列、花粉形花粉形态结态结构。构。化学物质：黄酮类、酰胺类化学物质：黄酮类、酰胺类统计数量分类：计算模拟统计数量分类：计算模拟细细胞学依据：胞学依据：染色体数目、带型染色体数目、带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态的差异，是由染色体上的基的差异，是由染色体上的基因的差因的差别别引起的。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别越大，越大，亲缘亲缘关系越关系越远远。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进化化关系关系。二）植物系统与分类学研究方法植物系统与分类学研究方法1.1.野外调查与标本随机采集野外调查与标本随机采集2.2.栽培：遗传稳定性栽培：遗传稳定性3.3.形态特征：形态特征：4.4.胚胎学、解剖学：胚胎学、解剖学：5.5.染色体组型：染色体组型：6.6.生化手段：色谱、光谱、免疫、电泳生化手段：色谱、光谱、免疫、电泳7.7.化石分析化石分析第三节、植物分类的等级第三节、植物分类的等级一、一、植物分类的基本单位：植物分类的基本单位：界、门、纲、目、科、属、种。界、门、纲、目、科、属、种。各级单位根据需要可再分成亚级。各级单位根据需要可再分成亚级。植物分类等级 拉丁文 英文界 RegnumKindom门 Divisio Division 各级有亚单位纲 Classis Class目 Ordo Order科 Familia Family 属 Genus Genus种 Species Species sub.亚（subspecies）var.变种(Varietas)forma-变型（Forma）水稻：植物界Regnum Vegetabile被子植物门 Angispermae 单子叶植物纲 Monocotyledoneae 颖花亚纲 Glumiflorae 禾本目 Graminale 禾本科 Gramineae 稻属 Orysa 稻 Orysa sativa L.二、种及种以下单位二、种及种以下单位种种：共同的祖先，稳定的分布区，形态特：共同的祖先，稳定的分布区，形态特征相似，自然交配，后代正常。征相似，自然交配，后代正常。种间存在生殖隔离。种间存在生殖隔离。种种是分类上的基本单位。是分类上的基本单位。种内分为：亚种、变种、变型种内分为：亚种、变种、变型亚种亚种：地理区域分布、生境不同，生态适应亚种（半种）种内生态适应，地理分布上的分布区、生境不同，种与亚种是一个连续的过程。变种变种：某一特征的差异但不大，糯稻Orysa sativa var.glutinosa Matsum变型：变型：某一小特征的区别品种品种cultivar:不存在野生，人类生产、培育、栽培植物的变种类型。物种形成的原因物种形成的原因：条件条件环境改变，环境改变，基础基础变异（转基因）变异（转基因）保证保证选择隔离；选择隔离；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（渐变式（慢）：慢）：变异变异分化选择分化选择隔离隔离 变型变型-生态型生态型-变种变种亚种亚种种种 forma var.subspp forma var.subspp 吸收式或巨变式（快）吸收式或巨变式（快）：染色体加倍染色体加倍2.2.物种的形成过程物种的形成过程 地产宗地产宗地理隔离地理隔离宗宗 race race地理宗地理宗 地理亚种（半种）地理亚种（半种）宗：宗：种类、种群或系统基因组成或遗传表种类、种群或系统基因组成或遗传表 型与其它宗有差异，基因可分化交流。型与其它宗有差异，基因可分化交流。地方宗地方宗地理宗地理宗地理亚种（半种）地理亚种（半种）物种的形成物种的形成 生态型生态型地理宗的产生地理宗的产生环境差异环境差异土壤土壤、气候气候、海拔海拔、放牧放牧、流动沙川、沙、流动沙川、沙砾、海滨、内陆森林等砾、海滨、内陆森林等不同不同产生产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）如对土如对土壤中壤中酸碱度、重金属等酸碱度、重金属等的反的反应：马银花、地锦（生态型）马银花、地锦（生态型）TuressonTuresson（杜尔（杜尔松）（连续松）（连续clinecline（梯度）（梯度）间断断 ）隔离隔离（分化、选择和积累）（分化、选择和积累）一一.空间空间 ：1.1.地理（悬铃木）地理（悬铃木）二二.环境环境 2.2.生态（三色堇）生态（三色堇）三三.生殖生殖 外部外部 3.3.时间时间 季节（春、夏莴苣）季节（春、夏莴苣）4.4.机械机械 昼夜（月见草）昼夜（月见草）5.5.行为行为 （传粉媒介）（传粉媒介）6.6.异花受粉（异花受粉（报春花报春花）月苋草（Oenothera odorataOenothera odorata）内部内部 7.7.不亲和障碍不亲和障碍 8.8.杂种不活杂种不活 9.9.杂种不育杂种不育 10.10.杂种衰败杂种衰败四四.引种（引种（传粉媒介专一性）传粉媒介专一性）小结l一切具有种间差异的特征均可作为分类的依据。l能用于分类的性状非常多，人们用新仪器、新技术、新方法发现了很多有价值的资料，补充或修改了传统分类方法的许多不足之处，这方面今后还应大力发展。但是如果认为新的技术比旧的技术能揭露出更可靠更本质的性状，因而轻视传统的比较形态学的分类，这样的看法就是片面的。就上面介绍的几类依据而言，没有哪一类依据可以象形态学依据那样普遍地用于所有的高等植物、所有的分类等级。形态的差异通常也是内在本质的差异。随着各学科的发展，对植物体的认识愈来愈全面，植物学各学科的发展为植物分类的逐步完善提供了条件，人们才有可能综合各方面的全面资料，用计算机进行反映植物本身全面特征的最终的分类，并建立起一个反映亲缘关系的分类系统。第五节、第五节、植物的命名植物的命名法则法则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、植物的植物的学学名名构成构成植物植物学名学名：由林奈：由林奈(1753)(1753)创立、遵循国际植物创立、遵循国际植物命名法规，用两个拉丁单词命名一种植物、且命名法规，用两个拉丁单词命名一种植物、且为国际上统一使用的名称为学名。为国际上统一使用的名称为学名。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，学名统一名称，学名属（名词）拉丁词或拉丁化的词，第一个字母大属（名词）拉丁词或拉丁化的词，第一个字母大写。写。种名（种加词），形容词（拉丁词或拉丁化），种名（种加词），形容词（拉丁词或拉丁化），小写小写定名人，姓氏或其定名人，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法双名法：双名法：属名属名+种名种名+定名人的姓氏或姓氏缩写定名人的姓氏或姓氏缩写（林奈）（林奈）三名法：三名法：属名属名+种加词种加词+亚种或变种加词亚种或变种加词四名法：四名法：属名属名+种加词种加词+亚种加词亚种加词+变种加词变种加词羽叶甘蓝羽叶甘蓝(Brassica oleracea var.acephala f.tricolor)4、国际植物命名法规、国际植物命名法规l1867年年8月，法国巴黎，第一次国际植物学会议，月，法国巴黎，第一次国际植物学会议，AlphonsodeCandole起草植物命名法规起草植物命名法规(LoisdelaNomenclatureBotanique)l1910年，比利时第年，比利时第3次国际植物学会议确定次国际植物学会议确定l国际植物命名法规在植物命名方面具有国际国际植物命名法规在植物命名方面具有国际的效力，有的效力，有6条原则条原则75条规则和更多的辅则。条规则和更多的辅则。国际植物命名法规国际植物命名法规l植物命名的模式发和模式标本植物命名的模式发和模式标本l每一种植物只有一个合法的正确学名。其他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废弃名称应作异名或废弃l学名包括属名和种加词，附加命名人之名学名包括属名和种加词，附加命名人之名l学名的有效发表：拉丁文特征描述、命名模学名的有效发表：拉丁文特征描述、命名模式（模式属、种及模式标本）式（模式属、种及模式标本）l优先律原则优先律原则l学名之变更学名之变更l名称的保留与废弃名称的保留与废弃第六节、植物分类检索表检索表检索表(key)是用来鉴定不明学名的植是用来鉴定不明学名的植物的工具。它通过一系列的从两个相互对物的工具。它通过一系列的从两个相互对立的性状中选择一个相符的、放弃一个不立的性状中选择一个相符的、放弃一个不相符的方法，达到鉴定的目标。检索表可相符的方法，达到鉴定的目标。检索表可以分为两类：以分为两类：(1)退格式检索表退格式检索表(indentedkey)：每：每一组性状编排时，向后一组性状编排时，向后(右右)退一格。例如毛退一格。例如毛茛科茛科5个属的分属检索表如下：个属的分属检索表如下：果实果实花瓣花瓣萼片萼片总苞总苞整齐整齐距距铁线莲属铁线莲属瘦果瘦果无无2-4片片3无无3是是无无白头翁属白头翁属瘦果瘦果1无无5片片3有有3是是无无毛毛茛茛属属瘦果瘦果有有2-5片片无无是是无无耧斗菜属耧斗菜属1有有5片片无无是是45枚枚4翠翠雀雀属属有有5片片无无不整齐不整齐41枚枚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.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：使用检索表时应注意下列事项：1.全面核对两项性状全面核对两项性状：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。