植物分类概述课件

植植物物分分类类概概述述植物分类概述1一、植物分类学的概念和任务一、植物分类学的概念和任务植植物物分分类类学学是是植植物物学学中中主主要要研研究究整整个个植植物物界界不不同同类类群群的的起起源源、亲亲缘缘关关系系以以及及进进化化发发展展规规律律的的一一门门科科学学，也也就就是是把把极极其其繁繁杂杂的的各各种种各各样样植植物物进进行行鉴鉴定定、分分群群归归类类、命命名名并并按按系系统统排排列列起起来来，以以便便于于认认识识、研研究和利用的科学。究和利用的科学。一、植物分类学的概念和任务植物分类学是植物学中主要研究整个植2植物分类概述课件3植物分类概述课件4人为分类系统人为分类系统（Artificial system）仅仅就就植植物物形形态态、习习性性、用用途途上上的的不不同同进进行行分分类类，往往往往用用一一个个或或少少数数几几个个性性状状作作为为分分类类依依据据，而而不不考考虑虑植植物物彼彼此此间间在在演化上的亲疏关系。演化上的亲疏关系。人为分类系统（Artificial system）仅就植物5 李李时时珍珍所所编编本本草草纲纲目目将将所所收收集集的的一一千千多多种种植植物物分分成成草草、谷谷、菜菜、果果和和木木等五部等五部,包括山草、芳草等三十类；包括山草、芳草等三十类；吴吴其其濬濬在在其其植植物物名名实实图图考考中中将将植植物物分分为为谷谷、蔬蔬、山山草草、隰隰草草、石石草草、水水草草、蔓蔓草草、芳芳草草、毒毒草草、群群芳芳、果果和和木木等十二类。等十二类。林林奈奈在在植植物物种种志志采采取取的的生生殖殖器器官官分分类系系统也是人为分类系统。也是人为分类系统。李时珍所编本草纲目将所收集的一千多种植物分成草、谷6自然分类系统自然分类系统（Natural system）利利用用现现代代自自然然科科学学的的先先进进手手段段，从从比比较较形形态态学学、比比较较解解剖剖学学、古古生生物物学学、植植物物生生态态学学、植植物物化化学学、细细胞胞学学和和分分子子生生物物学学等等不不同同的的角角度度进进行行研研究究，所所建建立立的的能能够反反映映出出植植物物界界自自然然演演化化过程程和和彼彼此此间亲缘关关系系的分类系统。的分类系统。自然分类系统（Natural system）利用现代自7木兰科：木兰科：白兰、含笑白兰、含笑桑桑 科：科：菠萝蜜、榕、无花果菠萝蜜、榕、无花果蔷薇科：蔷薇科：苹果、玫瑰苹果、玫瑰葡萄科：葡萄科：葡萄葡萄旋花科：旋花科：牵牛牵牛葫芦科：葫芦科：黄瓜黄瓜木兰科：白兰、含笑8植物分类的单位（等级）植物分类的单位（等级）界（界（Kingdom）门（门（Division）纲（纲（Class）目（目（Order）科（科（Family）属（属（Genus）种（种（Species）植物分类的单位（等级）界（Kingdom）9种种是是生生物物分分类类的的基基本本单单位位。它它是是具具有有一一定定的的自自然然分分布布区区和和一一定定的的生生理理、形形态态特特征征的的生生物物类类群群。同同一一种种中中的的各各个个体体具具有有相相同同的的遗遗传传性性状状，彼彼此此杂杂交交可可以以产产生生后后代代，但但与与另另一一个个种种的的个个体体杂杂交交，一一般般不不能能产产生生后后代代。种种是是生生物物进进化化与与自然选择的产物。自然选择的产物。种是生物分类的基本单位。它是具有一定的自然分布区和一定的生理10蓝藻藻门裸藻裸藻门绿藻藻门轮藻藻门金藻金藻门甲藻甲藻门红藻藻门褐藻褐藻门细菌菌门粘菌粘菌门真菌真菌门地衣地衣门苔苔藓植物植物门蕨蕨类植物植物门裸子植物裸子植物门被子植物被子植物门植物界的分门植物界的分门 蓝藻藻门裸藻裸藻门绿藻藻门轮藻藻门金藻金藻门甲藻甲藻门红藻藻门褐藻褐藻门细菌菌门粘菌粘菌门真菌真菌门地衣地衣门苔苔藓植物植物门蕨蕨类植物植物门裸子植物裸子植物门被子植物被子植物门藻藻类植物植物菌菌类植物植物维管植物管植物低等植物低等植物（无胚植物）（无胚植物）高等植物高等植物（有胚植物）（有胚植物）颈卵器植物卵器植物孢子植物子植物（隐花植物）花植物）种子植物种子植物（显花植物）花植物）蓝藻藻门裸藻裸藻门绿藻藻门轮藻藻门金藻金藻门甲藻甲藻门红藻藻门褐藻褐藻门细菌菌门粘菌粘菌门真菌真菌门地衣地衣门苔苔藓植物植物门蕨蕨类植物植物门裸子植物裸子植物门被子植物被子植物门蓝藻藻门裸藻裸藻门绿藻藻门轮藻藻门金藻金藻门甲藻甲藻门红藻藻门褐藻褐藻门细菌菌门粘菌粘菌门真菌真菌门地衣地衣门苔苔藓植物植物门蕨蕨类植物植物门裸子植物裸子植物门被子植物被子植物门蓝藻藻门裸藻裸藻门绿藻藻门轮藻藻门金藻金藻门甲藻甲藻门红藻藻门褐藻褐藻门细菌菌门粘菌粘菌门真菌真菌门地衣地衣门苔苔藓植物植物门蕨蕨类植物植物门裸子植物裸子植物门被子植物被子植物门蓝藻门植物界的分门 蓝藻门藻类植物菌类植物维管植物低等植物高11三、植物的命名三、植物的命名同物异名同物异名同名异物同名异物三、植物的命名同物异名12植物的科学名称植物的科学名称学名学名 十十八八世世纪纪中中叶叶以以前前曾曾采采用用过过多多名法。名法。1690年年，来来维维努努斯斯提提出出给给植植物物命名不得多于命名不得多于2个字的建议。个字的建议。1753年年，瑞瑞典典分分类类学学大大师师林林奈奈(Carolus Linnaeus)在在植植物物种种志中采用了志中采用了双名法双名法。植物的科学名称学名 十八世纪中叶以前曾采用过多名法。13林林 奈奈(17071778)林 奈14每每一一种种植植物物的的种种名名，都都由由2个个拉拉丁丁字字或或拉拉丁丁化化形形式式的的字字构构成成；前前面面1个个字字为为属属名名，代代表表该该植植物物所所从从属属的的分分类类单单位位，词词首首字字母母大大写写；第第 2个个 字字 为为 种种 加加 词词（specific epithet），词词首首字字母母小小写写；均均用用斜体斜体。例：人参例：人参 Panax ginseng每一种植物的种名，都由2个拉丁字或拉丁化形式的字构成；前面115 一一个个完完整整的的学学名名，除除属属名名和和种种加加词词之之外外，在在最最后后还还应应加加上上命命名名人人姓姓名名的缩写。的缩写。例：人参例：人参 Panax ginseng C.A.Mey 杏杏 Prunus armenica L.1867年年，德德堪堪多多(A.P.Decandono)等等拟拟定定出出国国际际植植物物命命名名法法规规则则(International Code of Botanical Nomenclature)。一个完整的学名，除属名和种加词之外，在最后还应加上16 种以下单位种以下单位亚种种用用ssp.表示表示 大大麻麻 Cannabis sativa L.ssp.indica(Lam.)Small.et Cronq.变种种用用var.表示表示 蒙蒙古古黄黄芪芪 Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.monghlicus(Bge.)Hsiao变型型用用f.表示表示 怀怀庆庆地地黄黄 Rhamannia glutinosa Libosch.f.hueichingensis(Chao et Schin)Hsiao 组合组合 轮轮叶叶沙沙参参 Adenopora tetraphylla(Thunb.)Fisch.种以下单位17 归并归并 益母草益母草 Leonurus japonicus Houtt.L.artemisia(Lour.)S.Y.Hu L.heterophyllus Sweet.共同发表共同发表 化香树化香树 Platycarya strobilacea Sieb.et Zucc.依据发表依据发表 太子参太子参 Pseudostellaria heterophylla (Miq.)Pax ex Pax et Hoffm.归并18四、植物分类学进展四、植物分类学进展四、植物分类学进展19细胞分胞分类学学通通过过研研究究染染色色体体各各个个方方面面的的资资料料来来研研究究生生物物的的变变异异规规律律，以以探探讨讨各各种种生生物物之之间间的的关关系系和和起起源源。细细胞胞学学资资料料包包括括染染色色体体的的数数目目、染色体的形态和组型分析染色体的形态和组型分析。应应用用范范例例：芍芍药药属属系系统统地地位位的确定的确定细胞分类学通过研究染色体各个方面的资料来研究生物的变异规律，20化学分化学分类学学利利用用化化学学的的特特征征，研研究究植植物物体体变变异异的的规规律律，提提示示物物种种在在分分子子水水平平止止所所反反映映出出来来的的特特有有现现象象，从而探索各种植物之间的关系和起源。从而探索各种植物之间的关系和起源。在分类学中的应用的植物化学特征有：在分类学中的应用的植物化学特征有：l.直直接接可可见见到到的的物物质质，包包括括淀淀粉粉粒粒和和针针晶晶体体(raphides)。2植植物物本本身身的的产产物物，即即植植物物碱碱、黄黄酮酮类类和和萜烯类等。萜烯类等。3蛋白质的血清鉴定和电泳。蛋白质的血清鉴定和电泳。应用范例：应用范例：人参属的化学分类人参属的化学分类化学分类学利用化学的特征，研究植物体变异的规律，提示物种在分21数量分数量分类学学数数量量分分类类学学用用数数量量的的方方法法来来评评价价有有机机体体类类群群间间的的相相似似性性，并并根根据据相相似似性性值值把把某某些些类类群群归归成成更更高高阶阶层层的的分分类类群群(Taxa)。它它以以表表型型特特征征为为基基础础，利利用用有有机机体体大大量量性性状状(包包括括形形态态学学的的、细细胞胞学学的的和和生生物物化化学学等等的的各各种种性性状状)、数数据据，按按一一定定的的数数学学模模型型(Model)，应应用用电电子子计计算算机机运运算算得得出出的的结结果果，从从而而作出有机体的定量比较。作出有机体的定量比较。它它不不仅仅运运用用的的性性状状数数量量多多，运运算算速速度度快快，而而且且没没有有偏偏见见，比比较较客客观观，这这是是以以往往分分类类学学家家难难以以做做到到的的。经经过过这这种种处处理理所所得得到到的的分分类类群群之之间间的的关关系系，不不是是凭凭经经验验的的判判断断，而而是是凭凭大大量量的的性性状状并并可可验验证证的的，因为这个关系是用一定的精确标准计算得来的。因为这个关系是用一定的精确标准计算得来的。由其派生出由其派生出分支分类学分支分类学等。等。数量分类学数量分类学用数量的方法来评价有机体类群间的相似性，22分子系分子系统学学随随着着分分子子生生物物学学的的发发展展，分分子子证证据据，主主要要是是一一些些基基因因序序列列，逐渐应用于分类学研究。逐渐应用于分类学研究。在在属属、种种级级水水平平，常常用用的的序序列列是是核核核核糖糖体体DNA(nrDNA)的的转转录录间间隔隔区区（Internal Transcribed Spacer,ITS）。它它可可示示意意为为18s rDNA ITS1 5.8s rDNA ITS2 28s rDNA。此此结结构构在在植植物物核核基基因因组组中中是是高高度度重重复复的的，千千万万个个拷拷贝贝以以串串联联重重复复方方式式出出现现在在一一个个或或多多个个染染色色体体基基因因位位点点上上，有有利利于于发发现现、扩扩增增、克克隆隆和和测测序序。这这些些重重复复单单位位经经历历一一致致进进化化，可可对对nrDNA PCR产产物物直直接接测测序序，不不同同居居群群样样本本的的序序列列也也基基本本一一致致。ITS区区序序列列短短，具具有有长长度度保保守守性性（ITS1:187298bp，ITS2:187252bp）和和核核苷苷酸酸序序列列的的高高度度变变异异性性（每每个个区区成成对对序序列列趋趋异异百百分分率率在在410%），而而且且在在两两个个间间隔隔区区的的两两侧侧都都有有高高度度保保守守的的序序列列存存在在，使使得得这这一一区区段段即即使使是是对对标标本本材材料料也也易易被被扩扩增增并并测测序序。由由于于ITS有有利利的的特特性性，使使得得它它被被植植物物学学家家广广泛泛应应用用于于属属及及以以下下分分类类阶阶元元的的系系统统发发育育研研究究，结果显示同属不同种间的结果显示同属不同种间的ITS序列有显著差异。序列有显著差异。另外，另外，matK、trnL等基因也有应用。等基因也有应用。分子系统学随着分子生物学的发展，分子证据，主要是一些基因序列23五、学习植物分类学的目的五、学习植物分类学的目的六、学习植物分类学的方法六、学习植物分类学的方法五、学习植物分类学的目的六、学习植物分类学的方法24