植物分类的基础知识

植物分类的基础知识植物分类的基础知识 人为分类系统时期人为分类系统时期 自然分类系统时期自然分类系统时期 系统分类系统时期系统分类系统时期 我国种子植物分类简史我国种子植物分类简史2. Classifying of plantae 植物界的分门别类植物界的分门别类植物分类的基础知识 1、传统分类法、传统分类法 （形态分类法、经典分类法）（形态分类法、经典分类法） 2、实验分类法、实验分类法 （1）细胞分类学（染色体分类学）细胞分类学（染色体分类学） （2）化学分类学）化学分类学 （3）孢粉分类学）孢粉分类学 （4）血清鉴定法）血清鉴定法 （5）数量分类学）数量分类学 （6）超微结构和微形态分类）超微结构和微形态分类 （7）分子系统学分子系统学(利用分子标记利用分子标记,DNA差异差异) 植物分类的基础知识（一）植物分类的阶层系统（一）植物分类的阶层系统植物分类的基础知识例：例：水稻水稻 Oryza sativa L.界界.植物界植物界 Plantae 门门.被子植物门被子植物门 Spermatophyta 纲纲.单子叶植物纲单子叶植物纲 Monocotyledoneae 目目.禾本目禾本目 Graminales 科科.禾本科禾本科 Gramineae 属属.稻属稻属 Oryza 种种.稻稻 Oryza sativa L.植物分类的基础知识例：例：黄莲黄莲 Coptis chinensis Franch.界界.植物界植物界 Plantae 门门.被子植物门被子植物门 Spermatophyta 纲纲.双子叶植物纲双子叶植物纲 Dicotyledoneae 目目.毛茛目毛茛目 Ranales 科科.毛茛科毛茛科 Ranunculaceae 属属.黄莲属黄莲属 Coptis 种种黄莲黄莲 Coptis chinensis Franch.植物分类的基础知识u 种（种（species） 生物分类的基本单位。具有一定的形态和生理特征，有一生物分类的基本单位。具有一定的形态和生理特征，有一定的自然分布范围的植物类群，能自然交配，产生正常能育的定的自然分布范围的植物类群，能自然交配，产生正常能育的后代。后代。u 亚种（亚种（subspecies 缩写缩写ssp.) 是一个种内的变异类群，形态上有一定区别，在分布、是一个种内的变异类群，形态上有一定区别，在分布、生态或季节上有所隔离，同种内的两个亚种，不分布在同一地生态或季节上有所隔离，同种内的两个亚种，不分布在同一地理分布区内。理分布区内。植物分类的基础知识龟甲竹龟甲竹 Phyllostachys pubescens f. heterocycla 红花檵木红花檵木Lorpetalum chindense var. rubrum 植物分类的基础知识 根据根据国际植物命名法规国际植物命名法规的规定，以瑞典植物的规定，以瑞典植物分类学家分类学家林奈林奈创立的双名法对植物进行命名。创立的双名法对植物进行命名。 双名法双名法 是指用两个拉丁词或拉丁化的词对一种植是指用两个拉丁词或拉丁化的词对一种植物定名，第一个词是物定名，第一个词是属名属名，第一个字母要大写，相当，第一个字母要大写，相当于于 “姓姓”；第二个词是；第二个词是种加词种加词，相当于名。一个完整，相当于名。一个完整的学名还要加上定名人的姓氏或姓氏缩写，即的学名还要加上定名人的姓氏或姓氏缩写，即命名人命名人。学名学名= =属名属名+ +种加词种加词+ +命名人名命名人名例：例：水稻水稻 Oryza sativa L. 银杏银杏 Ginkgo biloba L. 梅梅 Prunus mume (Sieb.) Sieb.et Zucc. 李李 Prunus salicina Lindl.植物分类的基础知识植物分类的基础知识植物分类的基础知识定距式检索表（以壳斗科的定距式检索表（以壳斗科的5个属为例）个属为例）植物分类的基础知识平行式检索表平行式检索表（以壳斗科的（以壳斗科的5 5个属为例）个属为例）1.1.雄花序头状雄花序头状（1 1）山毛榉属）山毛榉属Fagus1.1.雄花序为葇荑花序雄花序为葇荑花序2 22.2.雄花序直立或向上雄花序直立或向上3 32.2.雄花序下垂雄花序下垂（2 2）栎属）栎属QuercusQuercus3.3.枝顶芽不发育枝顶芽不发育; ;落叶性落叶性（3 3）粟属粟属Castanea3.3.枝顶有顶芽枝顶有顶芽; ;常绿性常绿性4 44.4.壳斗外被刺状或瘤状苞片壳斗外被刺状或瘤状苞片, ,坚果坚果1-31-3个个, ,全包于壳斗中全包于壳斗中; ;叶叶 通常通常2 2列列（4 4）栲属）栲属Castanopsis4.4.壳斗外被硬毛状或鳞状的苞片壳斗外被硬毛状或鳞状的苞片, ,坚果坚果1 1个个, ,大部分露出大部分露出; ;叶叶 不为不为2 2裂裂（5 5）石栎属石栎属Lithocarpus植物分类的基础知识分类方法：分类方法：人为地根据植物的人为地根据植物的经济用途和实用部经济用途和实用部位位进行分类；建立的系统称为进行分类；建立的系统称为人为分类系统人为分类系统。早在公元前，亚里斯多德的学生，希腊人早在公元前，亚里斯多德的学生，希腊人Theophrastus 在在公元前公元前370-285年著有年著有植物的历史植物的历史等书，记载已知植物等书，记载已知植物480种种，用粗放的形态性状分为乔、灌、半灌、草本等，用粗放的形态性状分为乔、灌、半灌、草本等4类，已知道了类，已知道了有限花序和无限花序；离瓣花和合瓣花之分。人们称他为有限花序和无限花序；离瓣花和合瓣花之分。人们称他为“植物植物学之父学之父”。 明代李时珍明代李时珍本草纲目本草纲目记载药用植物记载药用植物1195种，将植物分种，将植物分为草、谷、菜、果、木等为草、谷、菜、果、木等5部。部。草部：山草、芳草、湿草、青草、蔓草、水草草部：山草、芳草、湿草、青草、蔓草、水草等等11类类；木部：乔木、灌木；木部：乔木、灌木等等6类类植物分类的基础知识林奈林奈 (Linnaeus) 1735年发表年发表自然体系自然体系分类方法：分类方法：以以植物性状的相似程度植物性状的相似程度来决定植物间的亲缘关来决定植物间的亲缘关系和系统排序方向；其系统称为系和系统排序方向；其系统称为自然分类系统自然分类系统。英国：英国：边沁（边沁（Bentham）和虎克（）和虎克（Hooker ） 系统系统双子叶植物双子叶植物单子叶植物单子叶植物多瓣、离瓣花类多瓣、离瓣花类合瓣花类合瓣花类单被花和不完全花类单被花和不完全花类微子类、上位花类、冠花类、微子类、上位花类、冠花类、萼花类、裸花类、离心皮类、萼花类、裸花类、离心皮类、颖花类颖花类植物分类的基础知识瑞典植物学家瑞典植物学家 林奈林奈 (Linnaeus) 于于1737年发表年发表自然体系自然体系，根据花的构造特点和花各部分数目，根据花的构造特点和花各部分数目(尤其是雄蕊数目尤其是雄蕊数目)将植物分将植物分为为24纲，纲，其中其中第第1-13纲按雄蕊数目区分，第纲按雄蕊数目区分，第14-20纲按雄蕊长短纲按雄蕊长短 (如二强雄蕊、四强雄蕊等如二强雄蕊、四强雄蕊等)、雄蕊和雌蕊的关系以及雄蕊的联合雄蕊和雌蕊的关系以及雄蕊的联合情况区分情况区分；第；第21-23纲按花的性别纲按花的性别(如雌雄同株、雌雄异株、杂性如雌雄同株、雌雄异株、杂性花等花等)区分，第区分，第24纲称为隐花植物。纲称为隐花植物。许多学者认为林奈系统的人为性大，因为只根据许多学者认为林奈系统的人为性大，因为只根据雄蕊数目雄蕊数目一一个特征划分纲，常会使个特征划分纲，常会使亲缘关系疏远的种类放到同一纲亲缘关系疏远的种类放到同一纲中。如：中。如：蓼科的酸模属蓼科的酸模属(Rumex)有有6个雄蕊，小檗科的小檗属个雄蕊，小檗科的小檗属(Berberis)也也有有6个雄蕊，它们一同放入第个雄蕊，它们一同放入第6纲，显然不合适。纲，显然不合适。植物分类的基础知识u1859年年,达尔文创立生物进化论以后达尔文创立生物进化论以后u根据生物进化的原理，按性状的演化趋势进行分类根据生物进化的原理，按性状的演化趋势进行分类，建立能反映植物类群之间，建立能反映植物类群之间亲缘关系亲缘关系和植物界和植物界客观演化规客观演化规律律的分类系统。的分类系统。u现代分类系统：现代分类系统：恩格勒恩格勒(A.Engler)系统系统哈钦松哈钦松(J.Hutchinson)系统系统塔赫他间塔赫他间(A.Takhtajan)系统系统克朗奎斯特克朗奎斯特(A.Cronquist)系统系统胡先骕的多元系统（胡先骕的多元系统（1950）吴征镒的八纲系统（吴征镒的八纲系统（1998） 植物分类的基础知识 解放前，主要是外国人做中国的种子植物分类。我国首推解放前，主要是外国人做中国的种子植物分类。我国首推钟钟观光观光教授（教授（1918-1921，走遍南方，走遍南方11省，采集省，采集15万号标本）。有万号标本）。有关植物研究所：关植物研究所：1922，中国科学社生物研究所；，中国科学社生物研究所； 1927，北平研，北平研究院植物研究所；究院植物研究所； 1928，静生生物调查所；，静生生物调查所；1929，中山大学农，中山大学农林植物研究所。林植物研究所。 解放后，解放后，1950，中国科学院植物研究所，全国各重要省区都，中国科学院植物研究所，全国各重要省区都成立了植物研究所，高等院校也相应发展植物分类学的教学和成立了植物研究所，高等院校也相应发展植物分类学的教学和科研工作。科研工作。 主要工作：主要工作： 中国植物志中国植物志、中国高等植物图鉴中国高等植物图鉴、中国高等植物中国高等植物、各地方植物志、植物区系和植物资源调查、专科、专属植、各地方植物志、植物区系和植物资源调查、专科、专属植物的深入研究物的深入研究植物分类的基础知识植物分类的基础知识植物分类的基础知识植物分类的基础知识植物分类的基础知识植物界的基本类群植物界的基本类群 藻类植物藻类植物 低等植物低等植物 菌类植物菌类植物 非维管植物非维管植物 (无胚植物无胚植物） 地衣植物地衣植物 孢子植物孢子植物 苔藓植物苔藓植物 （隐花植物隐花植物） 高等植物高等植物 蕨类植物蕨类植物（有胚植物有胚植物） 裸子植物裸子植物 维管植物维管植物 种子植物种子植物 被子植物被子植物（有花植物有花植物） （显花植物显花植物）植物分类的基础知识Cytotaxonomy （染色体分类学）（染色体分类学） 1染色体的数目作为分类性状染色体的数目作为分类性状2染色体核型分析染色体核型分析 （1）常规的形态分析）常规的形态分析 （2）带型分析）带型分析 （3）着色区段分析）着色区段分析 （4）定量细胞化学分析）定量细胞化学分析3、染色体组分析、染色体组分析根据染色体的同源性和非同源性可以：根据染色体的同源性和非同源性可以：(1)知道是否出现了杂知道是否出现了杂交；（交；（2）查明染色体结构上的差异；）查明染色体结构上的差异；(3)解释不育的原因；解释不育的原因；(4)指明一个种的衍生关系，这在分类学上具有重要意义。指明一个种的衍生关系，这在分类学上具有重要意义。植物分类的基础知识Chemotaxonomy在经典分类学的基础上，从植物的化学组成在经典分类学的基础上，从植物的化学组成(主要是特征性主要是特征性成分成分)所表现出来的特征，从小分子化合物和大分子化合物的角所表现出来的特征，从小分子化合物和大分子化合物的角度，并结合其他有关学科，来进一步研究植物的系统发育。度，并结合其他有关学科，来进一步研究植物的系统发育。小分子化合物作为分类性状应用于植物分类小分子化合物作为分类性状应用于植物分类例如：黄酮类化合物的分布对榆科中榆亚科（含黄酮醇）例如：黄酮类化合物的分布对榆科中榆亚科（含黄酮醇）和朴亚科（含葡基黄酮）中属的处理；和朴亚科（含葡基黄酮）中属的处理；又如：萜类化合物对芸香目的分类意义；甜菜拉因的存在又如：萜类化合物对芸香目的分类意义；甜菜拉因的存在与否来划定石竹目与否来划定石竹目大分子化合作为分类性状应用于植物分类大分子化合作为分类性状应用于植物分类首先是血清学研究；蛋白质做电泳分析来比较植物种类之首先是血清学研究；蛋白质做电泳分析来比较植物种类之间蛋白质的异同；间蛋白质的异同；DNA碱基顺序在分类学上是比较可靠的证据碱基顺序在分类学上是比较可靠的证据植物分类的基础知识植物分类的基础知识 1926 德国德国 梅茨（梅茨（ Mez ） 利用沉淀反应来判断植物的亲缘关系利用沉淀反应来判断植物的亲缘关系某种植物蛋白质某种植物蛋白质 兔子兔子 兔子兔子植物蛋白质植物蛋白质 沉淀反应（沉淀反应（沉淀越多，亲缘关系越近沉淀越多，亲缘关系越近）植物分类的基础知识 Numerical taxonomy 数量分类学是以表型特征为基础，利用大量性状数量分类学是以表型特征为基础，利用大量性状(包括形态包括形态学、细胞学和生物化学等的各种性状学、细胞学和生物化学等的各种性状)、数据，按一定的数学、数据，按一定的数学模型，应用计算机运算得出的结果，对物种进行定量比较。模型，应用计算机运算得出的结果，对物种进行定量比较。数量分类学的基本步骤：数量分类学的基本步骤：1确定研究对象确定研究对象2选择性状选择性状3性状的编码性状的编码4 原始数据的变换和标准化原始数据的变换和标准化5 相似性概念的数量化相似性概念的数量化6 分类运算分类运算7 将分类运算结果以树系图或其他图形表示将分类运算结果以树系图或其他图形表示植物分类的基础知识 超微结构和微形态分类超微结构和微形态分类60年代末电子显微镜资料开始应用在被子植物分类方面年代末电子显微镜资料开始应用在被子植物分类方面透射电子显微镜特征透射电子显微镜特征 1筛管分子质体；筛管分子质体； 2P-蛋白质；蛋白质； 3核蛋白质晶体；核蛋白质晶体； 4内质网膨大储囊内质网膨大储囊扫描电子显微镜特征扫描电子显微镜特征 1表皮细胞的排列；表皮细胞的排列； 2细胞的形态；细胞的形态； 3外层细胞壁的凹凸；外层细胞壁的凹凸； 4角质层分泌物。角质层分泌物。植物分类的基础知识鹅观草属（鹅观草属（Roegneria)的种间的种间RAPD分析（分析（OPD-20)10种披碱草属（种披碱草属（Elymus)的的RAPD分析（分析（OPR-16) 分子系统学分子系统学植物分类的基础知识稻（名医别录）稻（名医别录）Oryza sativa L. a. 籼稻（亚种）籼稻（亚种）Oryza sativa L. ssp. Sativa Oryza sativa L. ssp. japonica 叶多被毛，很少无毛。花序较长，穗轴节间较长叶多被毛，很少无毛。花序较长，穗轴节间较长，小穗排列稀疏较少彼此重叠；小花外稃疏被毛。颖果，小穗排列稀疏较少彼此重叠；小花外稃疏被毛。颖果较长，横断面扁平，胚乳含直链淀粉多。较长，横断面扁平，胚乳含直链淀粉多。南方种植南方种植 b. 粳稻（亚种）粳稻（亚种） Oryza sativa L. ssp. indica 叶无毛或少毛。花序短，穗轴节间短使小穗密集重叶无毛或少毛。花序短，穗轴节间短使小穗密集重叠排列；小花密被直而短的毛。颖果粗圆，横断面近圆叠排列；小花密被直而短的毛。颖果粗圆，横断面近圆形，胚乳含支链淀粉多。形，胚乳含支链淀粉多。北方种植北方种植