植物学教学课件：第五章 植物界的类群与分类

第五章第五章 植物界的类群与植物界的类群与分类分类第一节 植物分类的方法 在植物分类学的历史发展过程中，植物分类采取过两种方法。1 人为分类法（artificial classfication）：人们按照自己的意志，选择植物的一个或几个特点或应用价值，作为分类的标准。 人类对植物的认识和研究有非常漫长的历史: 在欧洲，公元前300年，古希腊的本草学家和植物学家便对植物的经济用途、生活习性及分类学的研究。我国: 以明代李时珍的本草纲目最为全面。该书中共收集植物种类一千多种，按其用途分为草、谷、菜、果和木五部。 作物：粮食、油料、纤维。2. 自然分类法（phylogenetic classfication） 根据植物的亲缘关系作为分类依据的分类方法。 如何判断亲疏的程度？按照物种间在形态、结构、生理上相似程度的大小判断亲缘关系。物种表面上的相似程度能显示它们血统上的亲缘关系。 自然分类方法建立的系统叫自然分类系统。自然分类系统有数十个，著名的有恩格勒系统（德国）、哈钦松系统（英国）、塔赫他间系统（苏联）、柯朗奎斯特系统（美国）。 恩格勒系统 这一系统是德国植物学家恩格勒 (Engler )和柏兰特 Prantl 于 1887 年在植物自然分科志中发袤的 ,是分类学史上第一个比较完整的自然分类系统。 恩格勒系统认为无花瓣、单性、木本、风媒传粉等为原始的性状 , 而有花瓣、两性、草本、虫媒传粉等是进化的性状。为此,他们把柔夷花序植物 ( 如杨柳科、桦木科等 ) 当作被子植物中最原始的类型,而把木兰科、毛莨科等着作是较为进化的类型。同时把单子叶植物放在双子叶植 物之前被子植物计 48目,280科31964年修订为62目,844 科。 哈钦松系统 本系统是英国植物学家哈钦松Hutchinson 于 1926 年在有花植物科志中提出的 ,1973 年作了修订,从原来的332 科增加到411科。 哈钦松认为,两性花比单性花原始 : 花各部分分离、多数的比连合、定数的为原始:花各部螺旋状排列的,比轮状排列的为原始等。他还认为,被子植物是单元起源的,双子叶植物以木兰目和毛莨目为起点 , 从木兰目演化出一支木本植物,从毛莨目演出一支草本植物,认为这两支是平行发展的；无被花和单被花是后来演化过程中蜕化而成的;单子叶植物起源于双子植物的毛莨目。 赫他间系统 这系统是1964年公布的。自1959 年起,进行了多次修订,在1980年发表的分类系统中,把被子植物分为木兰纲 ( 双子叶植物纲 ) 和百合纲 ( 单子叶植物纲 ),总计 92目,410 科。 塔赫他间认为,被子植物起源于种子蕨 : 草本植物是由木本植物演化出来的:单子叶植物起源于原始的水生双子叶植物的具单沟舟形花粉的睡莲目莼菜科。他主张单元起源。由木兰目发展出毛英目及睡莲目。全部单子叶植物都出自睡莲目。木本单子叶植物 则由木兰目演化而来。柔夷花序类备目起源于金缕梅目。 克郎奎斯特系统 这个系统是美国学者克郎奎斯特1968 年发表的。此系统接近于培赫他间系统 ,1981 年修订的分类系统中,他把被子植物 ( 称木兰植物门 ) 分为木兰纲和百合纲 ( 即汉子 叶植物和单子叶植物 ),共有 83 目 ,883 科。 克郎奎斯特认为有花植物起源于一类已经灭绝的种子蕨: 木兰目是被子植物原始类型 : 柔夷花序类各目起源于金缕梅目 2；子叶植物来源于类似现代睡莲目的祖先。二、植物分类的单位 植物分类常用的各级单位有界、门、纲、目、科、属、种，其中界是生物分类的最高单位，种是生物分类的基本单位，也称为物种。 目前常用科和种这两个分类单位。被子植物有2纲、300多至400多科，1万多属，2025万种，超过植物界总种数之半。三、种或物种 概念：具有相似的形态特征，表现一定的地理特性，能进行自然交配，产生正常的后代的植物类群。 四、植物的命名法则 4.1 创始人 瑞典植物分类学家Linnaeus (林奈)于1753年发表的植物种志一书中创立的。 4.2 构成 种以上的分类单位，通常有属、族、亚科、目、纲、门，其学名均只有一个词，即用“单名法”。 植物种的学名采用“二名法”命名： 属名+种加词+定名人 种以下的分类单位（变种、亚种、变型），采用“三名法”：属名、种加词、种以下加词、定名人 双名法：用两个拉丁单词作为一种植物的名称，第一个单词是属名，是名词，其第一个字母要大写，第二个单词是种名，一般是形容词，后面写上定名人的姓氏或姓氏缩写（第一个字母要大写）这种国际上统一的名称叫学名。这种命名的方法称双名法。 4.3 For example:种的学名：(1)单个定名人： 荔枝：Litchi chinensis Sonn. “属名” “种名” “定名人”(2)两个定名人： 海南马齿苋 学名：Portulaca hainanensis Chun et How et 表示命名人有两个：Chun和How 射干 学名：Belamcanda chinensis (L.) D.C. (L.)的意思是原来射干由林奈命名为（Iris chinesis），被放在鸢尾属（ Iris ），后经De Candole研究认为射干应放在鸢尾属（ Belamcanda ），于是把林奈的学名重组。 响铃豆：Crotalaria albida Heyne. ex Roxb. ex 表示Heyne为定名人， Roxb是著文公开发表这个种的人。六月雪 学名 ：Serissa foetida (L. f.) CommL. f.表示：林奈（L.）的儿子(filius的拉丁文意思是儿子）柠檬 学名：Cituus limonia Burrn. f.对叶榕 学名：Ficus hispida L. f. 亚种的学名：属名+种加词+命名人+ ssp.+亚种加词+定名人。 箭叶堇菜的学名:Viola betonicifolia Sm. ssp. nepalensis W. Beck属名种加词命名人姓氏缩写亚种加词亚种命名人姓氏缩写 种以下的分类单位，在学名中通常简化，如亚种subsp.或ssp.（subspecies），属内的若干种：spp.（ species popular ），变种：var.（vatietas）， 变型：f.（forma）等表示。变种学名：属名+种加词+命名人+ var.+亚种加 词+定名人疏柔毛罗勒:Ccimum basilicum L. var. pilosum (Willd.) Benth 属名种加词命名人姓氏缩写变种加词亚种命名人姓氏缩写糯稻：Oryza sativa L. var. glutina Matsu4.4 鉴定植物的方法 鉴定植物指的就是弄清植物的特征、确定植物的种类、决定植物名称的过程。 鉴定植物的两个基本环节：正确应用描述植物形态的名词术语；学会观察植物标本（对器官的细部，可借助放大镜和解剖镜进行观察，对器官长度的测量，必须使用量尺 ）和使用参考文献。椰子 Cocos nucifera L.水稻 Oryza sativa L. 属名 种名 命名人糯稻 Oryza sativa L. var. glutinosa Matsum. 变种符号 变种命名人 大叶桃花心木 Swietenia macrophlla King 巴西橡胶树 Hevea brasiliensis Mull.Arg. 荔枝 Litchi chinensis Sonn. 龙眼 Euphoria longan（Lour.） Stoud. 芒果 Mangifera indica L. 油梨 Persea americana P.Miller 咖啡 Coffea canephora Pierre ex Froehn. 五、植物检索表 植物检索表是拉马克根据二歧分类原则编制的，有两种形式：等距检索表和平行检索表。 分科检索表，可检索出植物的科 分属检索表，可检索出植物的属 分种检索表，可检索出植物的种定距式检索表：将每一种相对特征的描述给予同一号码并列在同一距离处，1，1；2，2；3，3等如此继续逐项列出，逐级向右错开，描写行越来越短，直到科，属，种的名称出现为止。 优点：一目了然 缺点：浪费篇幅 平行式检索表：把每一种相对特征的描写并列在相邻两行里，每一条后面注明往下查的号码或者是植物的名称。 优点：整齐美观1. 植物无种子 , 以孢子繁殖 2. 植物体结构简单,仅有茎叶之分 ( 有时仅为叶状体 ); 不具有真正的根和维管束.苔藓植物门 (Bryophyta) 2. 植物体有根茎叶的分化 , 具有微管束.蕨类植物门 (Pteddophyta)1. 植物有种子 , 以种子繁殖 2. 胚珠裸露 , 不包于子房内.裸子植物门 (Gymospemae) 2. 胚珠包子房内被子植物门 (Angiospermm)定距式检索表：平行式检索表1. 植物无种子 ,以孢子繁殖21. 植物有种子 , 以种子繁殖32. 植物体结构简单 , 仅有茎叶之分 ( 有时仅为叶状体 ); 不具有真正的根和维管束.苔藓植物门 (Bryophyta)2. 植物体有根茎叶的分化 , 具有维管束 蕨类植物门 (Pteddophyta)3. 胚珠裸露 ，不包于子房内裸子植物门 (Gymnospermae)3. 胚珠包于子房内被子植物门 (Angiospermae)目前采用比较多的是定距式检索表怎样利用检索表决定植物 鉴定植物标本是确定植物名称的一种手段，是利 用现有资料(检索表，植物志等)，核对出某一植物标本的名称。应该做到：(1) 必须对所要鉴定的植物标本有一个全面的了解。 所采集的植物标本一定要完整。 要用科学的形态术语对所采集的植物标本的各部分特征进行描述，尤其是对花、果实的组成特征(因为它们遗传基础稳定，较少受生境条件影响)更要仔细观察。 对植物的生活习性、生长环境等也必须要有一个全面的了解。 （2） 选择合适的检索表。 不同的检索表包含的范围各不相同,有包括全国范围的植物检索表,也有包括某一地区的植物检索表和包括某一类植物的检索表(如观赏植物检索表)等等。因此应根据鉴定目标选用合适的检索表，这样，就能够达到事半功倍的效果。检索表的选用最好根据所鉴定植物的产地来选择。 （3）根据植物特征利用检索表对植物标本进行鉴定。 在做好上述两方面工作的情况下，根据检索表的编排顺序逐条由上向下查找，直到检索到需要的结果为止。（4）鉴定结束后，还应找有关专著或相关资料进行核对 , 看鉴定结果是否完全符合该植物的特征，该植物标本上的形态特征是否和书上的图、文描述符合。 观察与描述被子植物的方法1. 对所描述的植物进行认真细致的观察，并作简单的记录观察一株植物，通常从下列几个方面进行 :(1)茎： 确定是属于草本植物还是木本植物。观察茎的生长习性 , 判断茎是否属于直立茎、平卧茎、缠绕茎、攀缘茎、匍匍茎等 ; 再观察茎是否有变态类型等(2)根： 直根系还是须根系 , 是否有变态类型等。(3)叶：单叶还是复叶 , 如为复叶，则要判断出复叶的类型；再从叶序、叶形、叶尖、叶基、叶缘、叶裂形状、脉序等对叶进行形态描述。(4)花: 单生花可直接观察 ; 花序则需先判断其型。(6)果实：果实类型及其组成特征。(7)种子：种子的结构组成特点。2. 对植物的生长期、花期、果期、用途和俗名等可通过走访调查和长期定点观察得知。3. 用科学的形态术语对所观察的植物体进行归纳和总结 描述顺序按照根、茎、叶、花序、花的结构、果实、种子、花期、果期、产地、生境、分布、用途等进行具体的文字描述。通常用“，”“：”“、”“。”将描述植物的内容分开 , 以表示前后内容之间的关系。第二节 植物分类的依据及被子植物的分类原则 一 植物分类的依据 1 形态学依据 2 细胞学依据 3 分子生物学依据 4 其他依据（如化学分类、数量分类等）1 形态学依据 物种表面上的相似程度能显示它们血统上的亲缘关系。 超微结构和微形态学依据：利用电子显微镜研究植物的表皮细胞的排列方式和花粉的形态结构的不同，来作为划分的依据。2 细胞学依据 以细胞学的资料用作分类的依据。细胞分类学：染色体显带、染色体数目、染色体形态、细胞分裂时的染色体行为等。3 分子生物学依据 植物外部形态的差异，是由染色体上的基因的差别引起的。该方法寻找分子水平上的差异，来作为分类的依据。DNA双螺旋结构中，碱基对有两种配对形式：A-T，G-C。而不同物种的G+C的含量是不同的，其含量差别越大，亲缘关系就越远。以此可分析物种之间的同源性、探索生命的起源和进化关系。 此外还有化学分类、数量分类等二 被子植物的分类原则第四节 植物的基本类群 地球上有七大植物类群，通常把植物界划分为两大类：低等植物和高等植物 低等植物:藻类植物 菌类植物 地衣植物 高等植物:苔藓植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物项目低等植物高等植物生存环境水生、阴湿陆生植物体简单，无根、茎、叶的分化复杂，有根、茎、叶的分化生殖器官简单，一般为单细胞复杂，一般为多细胞世代交替不普遍普遍胚无有低 等 植 物 一、藻类植物 藻类是一类含叶绿素的、光合自养的、无胚的原植体植物。低等的为蓝藻，高等的为褐藻。 （一）一般特征1 藻类植物含有与高等植物相同的叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种色素，这是高等植物起源于藻类的证据之一。 许多藻类植物除以上四种色素外，还含有其它色素。由于叶绿素和其它色素的比例不同，而呈现出不同的颜色，可分为蓝藻门、绿藻门、红藻门、褐藻门等。2生活方式为自养。3绝大多数是水生的，生活在淡水或海水中，少部分生活在陆地上，凡是潮湿的地区，都可见到藻类植物。 4. 植物体结构简单，没有根、茎、叶的分化。5. 藻类植物体具有多样类型，有单细胞、群体（细胞形态构造相同，没有分工现象）和多细胞个体（细胞不但有形态上的分化，而且有营养和生殖的分工）。 6.藻类植物的繁殖方式有营养繁殖、无性繁殖和有性生殖。 凡以植物体的片断发育为新个体的称为营养繁殖；凡以特化的细胞-孢子，直接发育为新个体的称为无性繁殖或孢子繁殖；有性生殖则借配子的结合而进行。蓝藻门（1）一般特征 蓝藻是地球上最原始、最古老、最简单的绿色自养植物。植物体为单细胞的或为群体。主要特征是无细胞核分化，细胞内的原生质体分为中央质（centroplasm）和周质（periplasm）两部分。中央质又称为中央体（central body），无色透明，没有核膜和核仁，有核质（染色质），其功能相当于细胞核，故中央体也称为原核，是向真正细胞核进化中的一个阶段。（2）代表植物 颤藻属（Oscillatoria）生于湿地或浅水中。植物体是一列细胞组成的丝状体。丝状体常丛生，无胶质鞘，或有一层不明显的胶质鞘。丝状体能前后运动，或左右摆动，故称颤藻。以藻殖段进行繁殖。 常见的蓝藻还有念珠藻属 螺旋藻 念珠藻 绿藻门1）一般特征 绿藻植物的细胞与高等植物相似，具核和叶绿体，有相似的色素、贮藏养分和细胞壁的成分。贮藏的养分为淀粉和油类。细胞壁主要由纤维素构成。 植物体形态多种多样，有单细胞、群体和多细胞个体，繁殖方法有营养繁殖、无性繁殖和有性生殖。（2）代表植物 团藻 衣藻褐藻门(1)一般特征 褐藻多生活在海水中，在温带海洋中尤为繁茂，是藻类植物中形体最大，构造最简单的一类。 外形上有类似高等植物“根”、“茎”、“叶”的分化；内部结构有同化、贮藏、机械、输导、生殖和分生细胞的初步分化，具有明显的世代交替，孢子体发达。 海带 裙带菜红藻门红藻门 （1）一般特征 植物体多数是多细胞的，绝大多数为海产。藻体为丝状体、叶状体或枝状体，载色体中含叶绿素a、叶绿素d，胡萝卜素和叶黄素，还含有藻红素和藻蓝素。植物体常为红色或紫红色。贮藏养分是红藻淀粉。无性生殖产生不动孢子，有性生殖是卵式生殖。（2）代表植物 紫菜（六）藻类植物的经济价值 1藻类在自然生态系统中，对物质循环和大气中O2和CO2的平衡起极重要作用。 2具有食用、医用、或工业用价值。 二、菌类植物 （一）一般特征 1不具自然亲缘关系 2无根、茎、叶的分化 3不含叶绿素，生活方式为异养 寄生：从活的动植物体吸收养分、 腐生：从死亡的动植物体或无生命 的有机物质吸收养分。 分为细菌门、粘菌门、真菌门 （二）细菌门 单细胞的原核生物，形态上分为三种类型： 球菌、杆菌、螺旋菌 特点： 1.无真正的细胞核 2.单细胞 3.大多数不含叶绿素，异养 （三）粘菌门 粘菌兼有动物和植物的特性。粘菌的营养体为裸露的原生质团，无叶绿素，含有多数细胞核，能作变形虫式的运动，吞食固体食物，这些特性均与动物相似；但粘菌的生殖方式及能产生具有纤维素细胞壁的孢子，是为植物的特性。 （四）真菌门 1特点 1）有真正的细胞壁 2）绝大多数由菌丝构成菌丝体 3）一般有细胞壁 4）储藏的糖类是糖元，不含淀粉 5）不含叶绿素，异养 6）高等种类（如担子菌纲）的菌丝体常形成子实体 真菌的繁殖方式多种多样，无性繁殖极为发达。 组成一个植物体的所有菌丝叫菌丝体 菌丝体在生殖时形成各种各样的形状，如伞形、球形、盘形等，称为子实体。2藻菌纲 代表植物：黑根霉 又称面包霉。3子囊菌纲：酵母，冬虫夏草，青霉。青霉：菌丝上生有很多分生孢子梗，生小梗的枝叫梗基。小梗上有一串分生孢子，青绿色。繁殖时，以分生孢子进行繁殖。4担子菌纲：蘑菇，木耳，银耳，猴头，灵芝 5半知菌纲：稻瘟病菌。 6真菌的经济价值 1）矿化作用，促进自然界物质循环 2）在酿造、发酵工业上的运用，如酵母 3）食用，如木耳，香菇 4）药用，如冬虫夏草，灵芝 三、地衣植物 1地衣是由藻类和菌类植物共同生活在一起而形成的共生植物。构成地衣的藻类，通常是蓝藻和单细胞的绿藻；菌类则属于子囊菌和担子菌。 藻类制造有机物质供给菌类养料，菌类则吸收水分及无机盐类供给藻类使用。由于地衣是共生植物，适应能力很强，分布很广，能生长在其它植物不易生长的地方。 2按形态可分为三种类型：壳状地衣、 叶状地衣、 枝状地衣 3经济价值 1）为植物界的开路先锋，能风化岩石，促进土壤形成。 2）环境监测。 3）具有药用价值 。高等植物 一、苔藓植物 苔藓植物是高等植物中最原始、结构简单的陆生类群 。（一）一般特征 1.植物体矮小，为叶状体或有茎、叶分化，无真正的根。 2.无维管束的分化。 3.配子体发达，能独立生活，孢子体简单，寄生在配子体上。 4. 精子具鞭毛，受精离不开水。 比较低级的为叶状体：即苔纲，比较高级的是茎叶体：藓纲，有茎、叶和假根的分化。生殖器官为精子器，雌性生殖器官为颈卵器。 （二）苔纲 1植物体形态结构(代表植物：地钱) 植物体呈扁平二叉分支的叶状体。生长点在二叉凹陷处，叶状体背面深绿色，有菱形或多边形小区，各区中央有一气孔。腹面有多细胞的鳞片和单细胞的假根。 表皮下的气室连通气孔，气室中有含有大量叶绿体的同化组织，其下为储藏组织，由几层大型薄壁细胞组成。 2生殖 1）营养繁殖：产生孢芽 2）有性生殖： 雄托的每个精子器产生许多精子 雌托的每个颈卵器产生一个卵细胞 精子与卵细胞结合成受精卵 3生活史：（简图P278）（三）藓纲 1植物体形态结构 植物体无背腹之分，有茎、叶分化，具单列细胞构成的假根，叶常具中肋，孢体结构较苔类复杂。 2生活史（见简图） 藓纲生活史 3意义： 1）植物界的开路先锋 2）涵养水源，保持水土 3）药用二、蕨类植物 蕨类植物是介于苔藓和裸子植物之间的一类高等植物。 与苔藓的相同点：有明显的世代交替现象，无性生殖产生孢子，有性生殖器官具有精子器和颈卵器。 与种子植物相同点：有根、茎、叶的分化，有维管系统. 与它们的不同点：孢子体与配子体均能独立生活。 (四)生活史 (五)经济价值 蕨类植物与人类的关系非常密切，具有重大的经济用途。 现代开采的煤炭，大部分是古代蕨类植物遗体所形成的 ，成为现代工业上的重要燃料。 在一些蕨类植物的根茎中富含淀粉，可提取蕨粉供食用。 有的蕨类植物可以指示土壤的性质，气候。三、种子植物 （一）裸子植物门 裸子植物保留了颈卵器，能产生种子，是介于蕨类和被子植物间的一群维管植物。裸子植物特征1. 胚珠裸露，生在大孢子叶上，不形成果实。2. 有颈卵器，颈卵器构造简单。3出现花粉管，受精作用脱离水的限制。4孢子体发达，并占绝对优势，配子体简化， 并寄生在孢子体上。 5具有多胚现象。6传粉时花粉直达胚珠 。 种类 苏铁纲，银杏纲， 松柏纲，红豆杉纲，买麻藤纲。 以松科的松属为例介绍其生活史： （二）被子植物门 被子植物是植物界中最高等的植物类群，表现在以下几方面（被子植物在植物界占优势的原因）： 1.具有真正的花 典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群四部分组成2雌蕊由心皮组成，胚珠包在子房内，得到子房的保护 。 3具有双受精现象，胚乳为3N 4孢子体高度发达，占绝对优势。木质部中有导管和纤维，韧皮部中有筛管和伴胞。 5雌雄配子体进一步简化为花粉粒和胚囊。 第五章至此结束谢谢