植物界的分类林奈课件

第一节植物的分类一、植物界的分一、植物界的分类林奈（林奈（Carolus Linnaeus，1707-1778）一生共出版）一生共出版了了180种著作，其中在植物学方面的代表著作是自然种著作，其中在植物学方面的代表著作是自然系系统，植物学基，植物学基础、植物属志、植物、植物属志、植物纲志、植物种志等，并志、植物种志等，并创立和正式使用了双名法。立和正式使用了双名法。在在1735年出版的自然系年出版的自然系统（Systema Naturae）首次提出了以植物生殖器官作首次提出了以植物生殖器官作为分分类依据的方法，并依据的方法，并将生物界分将生物界分为植物界和植物界和动物界。之后物界。之后1753年出版的年出版的植物种志（植物种志（Species Plantarum）中）中对植物采用植物采用了双名命名法，例如：水稻：了双名命名法，例如：水稻：Oryza sativa L.。林奈。林奈将生物界分将生物界分为植物界和植物界和动物界，而海克物界，而海克尔（Haeckel）将自然界分将自然界分为三界系三界系统，即植物界、，即植物界、动物界和原生生物界和原生生物界。物界。第一节 植物的分类一、植物界的分类19世纪前后，由于显微镜的发明和广泛使用，人们发现有些生物具有动植物两种属性。1860年霍格（Hogg）提出了原始生物界的概念，1866年德国植物学家海克尔提出了原生生物界，并将原核生物、原生动物、硅藻、黏菌和海绵等归并原生生物界，从而与植物界、动物界并立为三界系统。例如：动物与植物之间的小生物眼虫。眼虫多存在于富含矿物质的淡水，立体湖沼、池塘中因含有大量眼虫而显绿色，水中的糙皮澡使水变为黄褐色。眼虫的植物体为单细胞，在一侧具有感光功能的眼点和伸缩泡，体内具有曾圆形薄板、星点等的色素，含有叶绿素a 和b、类胡萝卜素及叶黄素等，色素体内还具有淀粉核。19世纪前后，由于显微镜的发明和广泛使用，人们发现有些生物具威泰克（Wittaker）将自然界分为四界系统：植物界、动物界、原生生物界及真菌界，这里的真菌界是指不含有叶绿素的一类真核菌类。其后又将自然界分为五界系统，增加了一个原核生物界。蓝藻和细菌是地球上最早的生物，细胞壁主要是肽聚糖，以细胞直接分裂方式进行繁殖，曾合称为裂殖植物门。由于细胞没有形成细胞核，因此威泰克将这两类归为原核生物界。从五界分类系统可以看到生物的进化阶段（原核生物原生生物（单细胞真核生物）多细胞真核生物（植物界、真菌界、动物界）和演化方向（光合自养生物吸收方式的真菌摄食方式的动物）。威泰克（Wittaker）将自然界分为四界系统：植物界、动物植物界的分植物界的分类方法可方法可简单的划分的划分为人人为分分类法和法和自然分自然分类法。法。1.人人为分分类方法：林奈根据植物雄蕊数目分方法：林奈根据植物雄蕊数目分为一一雄蕊雄蕊纲、二雄蕊、二雄蕊纲等，等，这种依据自己的使用方种依据自己的使用方便或按照用途便或按照用途进行的分行的分类方法，被称之方法，被称之为人人为分分类法。法。2.自然分自然分类方法：达方法：达尔文文进化化论提出物种起源于提出物种起源于自身自身变异与自然异与自然选择，从而得知复，从而得知复杂的物种可能的物种可能是同源的。物种表面的相似程度能是同源的。物种表面的相似程度能显示它示它们在在亲缘关系上的关系上的远近。因而，根据植物的近。因而，根据植物的亲缘关系关系进行分行分类的方法，被称之的方法，被称之为自然分自然分类，这种分种分类方方法反法反应了植物之了植物之间的的亲缘关系和自然界的关系和自然界的进化化过程，属于自然分程，属于自然分类法。法。植物界的分类方法可简单的划分为人为分类法和自然分类法。二、植物分二、植物分类学的学的简史史（一）人（一）人为分分类系系统时期期本时期人类活动主要目的是寻找食物、药物及其他生活用品；所提出的分类系统大多以实用价值为依据。我国李时珍的本草纲目为该期的典型代表。虽然，缺乏科学性，但植物特征的描述为以后更科学的分类系统的建立奠定了基础。这一时期对分类单位的划分非常粗糙，没有真正的物种概念。二、植物分类学的简史（一）人为分类系统时期1 古代分类时期代表人物和著作是号称“植物学之父”的切奥夫拉斯 特 斯（Theophrastus）（公 元 前 约 370215），他是柏拉图和亚里士多德的学生，著作有植物的历史（De Historia Planterum）。他利用最明显的形态学特征（如乔木、灌木、草本）及相继越来越隐蔽的特征进行分类，划分出约480个分类群。他甚至根据子房上位和下位、花瓣的融合或分离及粗放的解剖学和果实类型等特征区分植物的差异。他得出的许多形态和分类术语至今仍被沿用。我国古代本草中记载的“神农尝百草，一日而遇七十毒”，就是指这一时期。1 古代分类时期代表人物和著作是号称“植物学之父”的切奥夫2 本草学家时期受欧洲文艺复兴影响，随科学的发展，印刷术的发明出版了大量的新书，植物学领域主要是本草书（herbals）。主要是研究对人类有价值的植物，尤其是粮食和药用植物。所以，本草学家在十六世纪曾统治了整个植物学界。那时植物学和本草学实际上是同一个意思。此时期本草书特点是图文并茂，有些书还提出了初步的自然分类，但这不是他们的目的，大多分类系统是人为排列，往往按字母排列。李时珍（15131593）的本草纲目，收入1892种药物，其中植物类1195种，分草、谷、菜、果、木等（纯实用各部）。其中的草部：山草、湿草、青草、水草等；木部：乔木、灌木等六类。从实用、生境、习性分类，也算前进了一步。2 本草学家时期受欧洲文艺复兴影响，随科学的发展，印刷术的3 早期分类学家时期在此时期，研究者对植物的研究产生了真正的兴趣，开始有意识地从科学角度来研究植物，但受整个科学发展水平和宗教的影响，研究水平受到限制。代表人物有意大利的凯沙尔宾罗（A.caesalpino）,被称为第一个分类学家，代表著作是植物（De Plantis）(1853年)。书中收入1500种植物。主要分类依据是生长习性；如果实、种子形态、花和营养器官等一系列性状。书中提出的许多分类群与现存承认的许多分类群密切相符，如十字花科和菊科。3 早期分类学家时期在此时期，研究者对植物的研究产生了真正4.林奈及其信徒时期18世纪，资本主义发展，欧洲对外扩张，客观上促进了植物分类研究的进展。植物学家林奈（瑞典）于1737年发表的“自然系统”（Systema matuae）将植物进行了初步的分类。分类依据是花结构特点和各部数目，尤其是雄蕊数目，故又称“性系统”，该植物系统将植物分为24纲，将隐花植物列为一纲。他的主要著作是植物属志、植物科志。然而，自然系统人为性大，仅依雄蕊数目分类，会使部分关系远的种类归为一类。林奈的思路受当时流行的“物种不变”的影响，因此不了解亲缘关系，因而，此时期仍属典型的人为分类系统时期。但林奈总结了18世纪前的研究内容，初步整理了较为混乱的资料，而且提出了一个分类系统，为以后科学的分类系统的创立奠定了正确的研究方向。4.林奈及其信徒时期18世纪，资本主义发展，欧洲对外扩张（二）自然分（二）自然分类系系统时期（林奈后期（林奈后进化化论发表表前前时期）期）自然分类系统是指依据形态、解剖、生殖、发育等全面的资料进行分类所建立的分类系统。在前人工作的基础上，随着科学进步，进化思想开始酝酿，加之资料的积累，产生了从自然角度研究植物分类的倾向。此时代表人物有法国的阿当森（17271806）和 裕苏（17481836）。此时期的代表著作如植物属志，将植物分为无子叶植物（包括隐花植物和一些被误认为无子叶的单子叶植物）；单子叶植物，仅子叶植物（裸子植物）。分15纲，100个自然目（相当于现在的科），并使用了许多与现代相同的术语，如子房上、下位，离瓣、合瓣花等。该分类系统虽不够准确，但已接近现代的分类，他划分的大多数类群的界限同现代分类系统的划分相似。因此，他的著作可作为现代植物分类的直接渊源。另外，代表人物还有法国的拉马克，他是进化论的提出者。本时期，可称为是分类学的经典时期，为现代分类学的发展奠定了重要基础。（二）自然分类系统时期（林奈后进化论发表前时期）自然分类系（三）系（三）系统发育系育系统时期（期（1883）进化论是指生物有起源、进化、发展的过程；物种是变化发展的，各类生物间有或远或近的亲缘关系。达尔文进化论的发展及孟德尔遗传理论的发表，进化论学说和遗传理论的发现，促使分类学家重新估价已建立的分类系统，认识到应创立反映植物界进化规律，体现出各类群间进化关系和亲缘关系的分类系统，就提出了系统发育系统（进化系统）。系统发育系统是体现各类群间亲缘关系和进化关系的分类系统。百余年来，对系统发育系统的研究取得了巨大进展，并由许多学者建立了数十个分类系统，但并不表示这些系统是最科学的。尽管“系统发育系统”学说是正确的，但在生物进化问题完全解决以前，不可能创立出真正的、最科学的系统发育系统，也许最科学的分类系统是不可能存在的。下面简单介绍2个常见系统分类学。（三）系统发育系统时期（1883）进化论是指生物有起源、1.细胞胞遗传学学研究植物细胞染色体的信息、多倍化、杂交和繁殖的行为，确定物种之间和种下的亲缘关系。由于染色体在一个物种内基本是稳定不变的，因此常被作为植物分类的依据。减数分裂时染色体的行为方式表明了不同亲本的染色体组之间配对程度，因而常用来揭示种间关系。多倍化即一个细胞中出现多套染色体，是生物进化的重要机制，多倍体多是由不同种之间的杂交产生的杂种染色体加倍而成的。二倍体与四倍体交配产生不育的三倍体，三倍体加倍可成为能育的六倍体，二倍体与多倍体在形态上差异很小，确是不同物种。不同物种在形态结构、生理变化方面的差异，是染色体基因的差别造成的一种表现型差异。分子生物学就是直接在染色体DNA结构上寻找分子水平的差异，作为分类依据。DNA双螺旋结构中，碱基配对有二种形式：A-T和G-C，每个物种的都有其特定G+C含量，不同物种的C+C含量不同，亲缘关系越远，其G+C含量差异就越大，所以这是一个新的能反应属种之间亲缘关系的遗传型特征。在细菌的分类中以此作为常规的分类指标。1.细胞遗传学研究植物细胞染色体的信息、多倍化、杂交和繁殖2.化学分化学分类学学植物的化学成分组成随物种的不同而异，是受植物基因及外界环境影响而产生的一类初生或次生代谢产物，研究植物的化学成分，特别是生物大分子，评价植物类别的种系发生关系，建立以化学信息资料为基础的化学分类系统，可用以研究生物类群之间的亲缘关系和演化规律。具有分类意义的化学物质分为次生代谢产物如生物碱、萜类、甾体、苷、酚等，以及大分子如蛋白质、酶、DNA、RNA等。2.化学分类学植物的化学成分组成随物种的不同而异，是受植物3.数量分数量分类学学采用现代计算机统计分析技术，对物种的生物资料进行数量分析，客观的评价各组生物资料之家的关系，判断各分类性状之间的进化关系。3.数量分类学采用现代计算机统计分析技术，对物种的生物资料三、植物三、植物类群群早在30多亿年前太古时代出现了最原始植物，随着地质变迁和时间的推移，新的物质不断产生，一部分老的物种因各种因素而消亡，经过不断的遗传、变异和演化就形成了今天地球上这丰富多彩的植物界。根据植物的形态特征、生活习性、亲缘关系将植物分为高等植物和低等植物两大类。低等植物是起源较早，构造简单的一群植物，低等植物分为藻类、菌类、地衣，高等植物分为苔藓植物、蕨类植物和被子植物。三、植物类群早在30多亿年前太古时代出现了最原始植物，随着低等植物：植物体无根、茎、叶分化（原植体）；生殖器官多为单细胞，无不育细胞构成的外壁；合子脱离母体发育，不产生胚的植物即为低等植物。因其植物体无根、茎、叶分化，故又称原植体植物；因其生活史过程中合子不发育为胚，又称无胚植物。包括藻类（8门），菌类（3门）和地衣类植物（1门），共12门。高等植物：植物体结构复杂，具根、茎、叶分化（茎叶体）；生殖器官为多细胞，具不育细胞构成的外壁；合子（在母体内）发育为胚的植物即为高等植物。因其植物体具根、茎、叶分化，故又称茎叶体植物。又因其生活史中产生胚，又称有胚植物。包括苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物，共4门。藻类植物：具光合色素，营自养的无胚的原植体植物。实际上就是具光合色素的低等植物，共8门。低等植物：植物体无根、茎、叶分化（原植体）；生殖器官多为单细菌类植物：无光合色素，营异样的无胚的原植体植物。即无光合色素的低等植物，有细菌门、真菌门和粘菌门3门。地衣门：藻类和真菌共生的一类植物（1门）。颈卵器植物：雌性器官为颈卵器的植物。苔藓植物、蕨类植物和裸子植物3门均属此类。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。孢子植物：无开花结果现象，不产生种子，仅以孢子繁殖的植物。因无开花结果现象，又称其为隐花植物。包括低等植物（12门）以及高等植物中的苔藓植物、蕨类植物。种子植物：具开花结果现象，产生种子，以种子繁殖的植物即为种子植物，又称显花植物。包括裸子植物和被子植物2门。菌类植物：无光合色素，营异样的无胚的原植体植物。即无光合色素植物界的分类林奈课件植物植物类群的群的检索表索表1.植物体构造简单、无根、茎、叶的分化，无多细胞构成的生殖器官 （低等植物）2.植物体不为藻类和菌类组成的共生体。3.植物体内含叶绿素或其它光合色素，营自养生活.藻类植物 3.植物体内无叶绿素或其它光合色素，营异养生活.菌类植物 2.植物体为藻类和菌类组成的共生体 地衣类植物1.植物体构造复杂、多有根、茎、叶的分化，有多细胞构成的生殖器官（高等植物）4.植物体茎、叶和根中,无维管束存在,配子体较孢子体-苔藓植物 4.植物体茎、叶和根中,有维管束存在,孢子体较配子体大 5.植物以孢子繁殖,孢子中无胚.蕨类植物 5.植物以种子繁殖,种子中有胚 6.胚珠裸露,无心皮所构成的子房.裸子植物 6.胚珠包被于心皮所构成的子房内 被子植物植物类群的检索表1.植物体构造简单、无根、茎、叶的分化，