植物分類(lèi)學(xué)蕨類(lèi)植物

關(guān)于植物分類(lèi)學(xué)蕨類(lèi)植物12.04.20241第一節(jié)維管植物（vascularplant）

從蕨類(lèi)植物開(kāi)始，高等植物進(jìn)化到了一個(gè)新階段，其標(biāo)志就是植物體有了維管組織的分化。維管組織的分化是植物體由簡(jiǎn)單到復(fù)雜進(jìn)化的關(guān)鍵；是高等植物由小型、簡(jiǎn)單的莖葉體向大型化、高度分化的莖葉體進(jìn)化的基礎(chǔ)；是高等植物由水生環(huán)境向陸生環(huán)境演化的基礎(chǔ)。維管植物分為蕨類(lèi)植物門(mén)、裸子植物門(mén)和被子植物門(mén)第2頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、維管植物的特征定義：具維管植物分化的植物即為維管植物，包括蕨類(lèi)植物和種子植物。維管植物的結(jié)構(gòu)特征：維管植物大多為陸生植物，只有少數(shù)在受精過(guò)程需要在水中或水濕條件下進(jìn)行。孢子體在生活史中占優(yōu)勢(shì)，只有在幼小的時(shí)候（胚及幼孢子體階段）才依賴配子體而生存。少數(shù)維管植物孢子體的形態(tài)較簡(jiǎn)單，僅為軸形，多數(shù)分化成復(fù)雜的根、莖、葉系統(tǒng)。配子體一般較小，種子植物配子體完全寄生在孢子體上。第3頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、中柱類(lèi)型

1.原生中柱：中柱中的最原始類(lèi)型。在橫切面上，木質(zhì)部在最中央，韌皮部圍繞于其外。其中，單中柱的木質(zhì)部位于最中央；若木質(zhì)部呈輻射狀，則為星狀中柱；若木質(zhì)部中夾雜著一些韌皮部，使木質(zhì)部成為不連續(xù)結(jié)構(gòu)，則為編織中柱。2.管狀中柱：中央為髓，木質(zhì)部呈管狀圍繞其外形成圓筒形。有外韌管狀中柱和雙韌管狀中柱二種類(lèi)型。3.網(wǎng)狀中柱：相當(dāng)于雙韌管狀中柱的維管組織被分割成若干圓弧形片段。4.真中柱：種子植物的根和雙子葉植物莖的中柱（維管柱）。5.散生中柱：?jiǎn)巫尤~植物莖即為此類(lèi)。第4頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、中柱類(lèi)型

1.原生中柱：中柱中的最原始類(lèi)型。在橫切面上，木質(zhì)部在最中央，韌皮部圍繞于其外。其中，單中柱的木質(zhì)部位于最中央；若木質(zhì)部呈輻射狀，則為星狀中柱；若木質(zhì)部中夾雜著一些韌皮部，使木質(zhì)部成為不連續(xù)結(jié)構(gòu)，則為編織中柱。2.管狀中柱：中央為髓，木質(zhì)部呈管狀圍繞其外形成圓筒形。有外韌管狀中柱和雙韌管狀中柱二種類(lèi)型。3.網(wǎng)狀中柱：相當(dāng)于雙韌管狀中柱的維管組織被分割成若干圓弧形片段。4.真中柱：種子植物的根和雙子葉植物莖的中柱（維管柱）。5.散生中柱：?jiǎn)巫尤~植物莖即為此類(lèi)。第5頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)蕨類(lèi)植物形態(tài)特征概述一、孢子體特征二、配子體的特征三、蕨類(lèi)植物的生活史四、無(wú)孢子生殖和無(wú)配子生殖五、蕨類(lèi)植物的分類(lèi)第6頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天概述蕨類(lèi)植物也稱(chēng)羊齒植物。既是孢子植物，又是高等植物、維管植物，比苔蘚植物進(jìn)化，較種子植物原始，是介于苔蘚植物和種子植物之間的一個(gè)大類(lèi)群，是有胚的孢子植物向種子植物進(jìn)化的過(guò)渡類(lèi)群。除海洋和沙漠外，到處都有它們的蹤跡，因?yàn)檗ь?lèi)植物性喜溫濕，所以尤以熱帶、亞熱帶為其分布為中心，多為土生、石生類(lèi)型，少數(shù)附生或水生。第7頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天概述蕨類(lèi)植物具明顯的世代交替，無(wú)性生殖以孢子形式，有性生殖器官為精子器和頸卵器，有性生殖過(guò)程離不開(kāi)水濕環(huán)境，這些特征與苔蘚植物相似；但蕨類(lèi)植物的孢子體遠(yuǎn)比配子體發(fā)達(dá)，能獨(dú)立生活，在生活史中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，孢子體具真正而發(fā)達(dá)的根、莖、葉系統(tǒng)，有發(fā)達(dá)的縱向系統(tǒng)，這是較苔蘚植物進(jìn)化之處。與種子植物相比，具維管組織，孢子體發(fā)達(dá)，這是相同之處；但不產(chǎn)生種子，生殖過(guò)程離不開(kāi)水，配子體獨(dú)立生活且不能適應(yīng)真正的陸生環(huán)境使蕨類(lèi)不能成為真正的陸生植物，這又是蕨類(lèi)植物較種子植物原始之處。總之，蕨類(lèi)植物既與苔蘚植物有相似之處，又較之進(jìn)化；與種子植物有相似之處，又較之原始，說(shuō)明了它們是由孢子植物向種子植物、由水生向陸生過(guò)渡的典型類(lèi)群，也說(shuō)明了蕨類(lèi)植物是最高級(jí)的孢子植物。第8頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天概述孢子體顯著，生活期長(zhǎng)，細(xì)胞染色體是雙倍的（2n），產(chǎn)生許多單倍染色體的孢子，孢子成熟脫離母體后在適宜的環(huán)境中萌發(fā)，獨(dú)立生長(zhǎng)發(fā)育成配子體，即原葉體。配子體體形微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生活期短，其上產(chǎn)生精子器和頸卵器，分別產(chǎn)生精子和卵。精子有鞭毛，以水為媒介游入頸卵器與卵結(jié)合成合子，合子在配子體上發(fā)育成幼胚，長(zhǎng)成孢子體，配子體則死亡。第9頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、孢子體特征與苔蘚植物相比，蕨類(lèi)植物在進(jìn)化上最大的突破是，植物體中分化出了維管組織，并分化出了真根。形態(tài)特征：一般為多年生草本，少為一年生。除極少數(shù)為假根外均具真正的根、莖、葉的分化。1.根

真根。通常為不定根，具較好的固定和吸收能力，常著生在根狀莖上。2.莖通常為根狀莖，少數(shù)為直立莖，多為二叉分枝，有維管組織，形成中柱，所以蕨類(lèi)植物和種子植物又稱(chēng)維管植物。絕大多數(shù)蕨類(lèi)植物具中柱，木質(zhì)部以管胞，韌皮部以篩胞運(yùn)輸水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。個(gè)別種類(lèi)具導(dǎo)管。多無(wú)形成層。第10頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、孢子體特征3.葉蕨類(lèi)植物的葉具有葉脈。小型葉與大型葉：小型葉：無(wú)葉跡和葉柄，僅具單一不分枝葉脈的葉。大型葉：具葉柄和葉片分化，具葉跡，具多分枝葉脈的葉。營(yíng)養(yǎng)葉與孢子葉：營(yíng)養(yǎng)葉（不育葉）：僅行光合作用的葉稱(chēng)。孢子葉（可育葉）：能產(chǎn)生孢子囊和孢子的葉。同型葉與異型葉：同型葉：既行營(yíng)養(yǎng)功能，又可產(chǎn)生孢子囊的葉。異型葉：植物體上既有孢子葉又有營(yíng)養(yǎng)葉，其形態(tài)不同。第11頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天小型葉第12頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天大型葉第13頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天營(yíng)養(yǎng)葉和孢子葉第14頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天同型葉第15頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天異型葉第16頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、孢子體特征4.孢子囊：由孢子葉表皮細(xì)胞發(fā)育而來(lái)。⑴孢子囊位置小型葉蕨類(lèi)：?jiǎn)紊阪咦尤~葉腋或葉基。孢子葉通常集生在枝的頂端，形成球狀或穗狀稱(chēng)孢子葉球或孢子葉穗。大型葉蕨類(lèi)：其孢子囊通常生在孢子葉背面、邊緣或集中在特化的孢子葉上，往往由多數(shù)孢子囊聚集成群，稱(chēng)孢子囊群。水生蕨類(lèi)孢子囊生于孢子果內(nèi)。⑵孢子囊發(fā)育類(lèi)型厚囊性發(fā)育：一群細(xì)胞發(fā)育而成。囊壁厚，無(wú)柄，無(wú)環(huán)帶，不規(guī)則開(kāi)裂。薄囊性發(fā)育：由一個(gè)細(xì)胞發(fā)育而成。具三列細(xì)胞構(gòu)成的長(zhǎng)柄，囊壁薄，一層細(xì)胞，環(huán)帶多縱行，橫裂。環(huán)帶由囊壁上一列壁不均勻增厚的細(xì)胞構(gòu)成。中間類(lèi)型：厚囊性發(fā)育，但囊壁較薄，具短柄，環(huán)帶盾形，縱裂。5．孢子孢子大多同型，萌發(fā)成的配子體，雌雄同株。異型孢子則分別萌發(fā)成雌、雄配子體，是較進(jìn)化的類(lèi)型。孢子囊群第17頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、配子體的特征配子體又稱(chēng)原葉體。為小型植物體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生活期短。原始類(lèi)型：為輻射對(duì)稱(chēng)的圓柱狀體，生長(zhǎng)在地下，無(wú)葉綠體，通過(guò)菌根吸取養(yǎng)料，生殖器官包埋體內(nèi)，極少數(shù)配子體為絲狀體。原始類(lèi)型僅占少數(shù)。進(jìn)化類(lèi)型：配子體綠色、具腹背分化的葉狀體，腹面產(chǎn)生生殖器官。精子具鞭毛，受精需借助水環(huán)境。合子發(fā)育為胚，幼胚階段寄生在配子體上，孢子體長(zhǎng)大后即行獨(dú)立生活，配子體死亡。蕨類(lèi)植物的精子器和頸卵器較苔蘚植物簡(jiǎn)化。原始型配子體進(jìn)化型配子體第18頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、蕨類(lèi)植物的生活史生活史過(guò)程：與苔蘚植物相似，但孢子體獨(dú)立生活。生活史特征：蕨類(lèi)植物也有明顯的世代交替現(xiàn)象。但與苔蘚植物不同的是，通常所見(jiàn)綠色的植物體為孢子體，孢子體發(fā)達(dá)，配子體退化，孢子體和配子體都能獨(dú)立生活。

第19頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天生活史第20頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天

蕨類(lèi)植物的生活史第21頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、無(wú)孢子生殖和無(wú)配子生殖1.無(wú)孢子生殖：孢子體不經(jīng)孢子階段而直接產(chǎn)生配子體的現(xiàn)象。孢子體上的一些細(xì)胞（2N）直接發(fā)育為配子體（2N），配子體上產(chǎn)生的精、卵當(dāng)然也是2N性質(zhì)的，它們受精產(chǎn)生的合子應(yīng)該是4N的，這樣就是產(chǎn)生了多倍體蕨類(lèi)植物。2.無(wú)配子生殖：配子體不產(chǎn)生配子，其上的一些細(xì)胞（N）直接發(fā)育為孢子體，這個(gè)孢子體肯定是單倍體（N），稱(chēng)為單性生殖。上述多倍的孢子體可以進(jìn)行正常的有性生殖再產(chǎn)生多倍的孢子體。但單倍的孢子體（N）不可能通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生正?？捎逆咦樱虼瞬豢赡芡ㄟ^(guò)正常途徑產(chǎn)生配子體，但它可以通過(guò)無(wú)孢子生殖的方式直接產(chǎn)生配子體，這樣可以使它的有性生殖回到正常的軌道上。第22頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天五、蕨類(lèi)植物的分類(lèi)蕨類(lèi)植物約12000多種，我國(guó)約有2600多種，以熱帶、亞熱帶種類(lèi)最為豐富。我國(guó)植物學(xué)家秦仁昌教授將蕨類(lèi)植物門(mén)分為五個(gè)亞門(mén)，即石松亞門(mén)、水韭亞門(mén)、松葉蕨亞門(mén)、楔葉亞門(mén)及真蕨亞門(mén)。其中前四個(gè)亞門(mén)為小型葉蕨類(lèi)，又稱(chēng)擬蕨植物，現(xiàn)存種類(lèi)很少，是原始、古老的類(lèi)型。真蕨亞門(mén)為大型葉蕨類(lèi)，現(xiàn)代蕨類(lèi)植物大多屬真蕨亞門(mén)。第23頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天蕨類(lèi)植物的分類(lèi)系統(tǒng)分類(lèi)系統(tǒng)—秦仁昌系統(tǒng)，蕨類(lèi)植物門(mén)分5個(gè)亞門(mén)蕨類(lèi)植物5個(gè)亞門(mén)主要特征比較

特征

松葉蕨亞門(mén)

石松亞門(mén)

水韭亞門(mén)

楔葉亞門(mén)

真蕨亞門(mén)孢子體根

假根

真根

真根

真根

真根根狀莖、地上氣生莖地上氣生莖粗壯似塊莖根狀莖和氣生莖,節(jié),節(jié)間明顯,節(jié)間中空多僅具根狀莖,極少具氣生莖莖小型葉,具1條葉脈或無(wú)小型葉,具1條葉脈小型葉,細(xì)長(zhǎng)條形,具葉舌

小型葉,鱗片狀,輪生,彼此聯(lián)合,1葉脈大型葉,各種脈序,單葉或復(fù)葉葉厚孢子囊,2或3個(gè)形成聚囊厚孢子囊,單生孢葉基部,孢葉集成孢子葉球生孢葉基部特殊的凹穴中,厚孢子囊厚孢子囊5-10生孢囊柄六角形盤(pán)狀體下面薄孢子囊集成囊群生孢葉背或背緣,多具囊群蓋孢子同型同型或異型孢子異型孢子同型,具彈絲同型,水生異型孢子囊孢子第24頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天分類(lèi)系統(tǒng)—秦仁昌系統(tǒng)，蕨類(lèi)植物門(mén)分5個(gè)亞門(mén)蕨類(lèi)植物5個(gè)亞門(mén)主要特征比較(續(xù)表)

特征

松葉蕨亞門(mén)

石松亞門(mén)

水韭亞門(mén)

楔葉亞門(mén)

真蕨亞門(mén)配子體

形態(tài)和營(yíng)養(yǎng)方式柱狀，有分枝不含葉綠素，與真菌共生柱狀或不規(guī)則塊狀，無(wú)葉綠素,與真菌共生，有的部分組織含葉綠素，有的種類(lèi)在孢子囊內(nèi)發(fā)育在大、小孢子壁內(nèi)發(fā)育綠色，墊狀，自養(yǎng)綠色自養(yǎng)，多為心形

精子螺旋形，具多條鞭毛紡錘形或長(zhǎng)卵形，具2條鞭毛螺旋形，具多條鞭毛螺旋形，具多條鞭毛螺旋形，具多條鞭毛第25頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.松葉蕨亞門(mén)僅2屬3種，中國(guó)產(chǎn)1種——松葉蕨第26頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天松葉蕨莖、葉與孢子囊第27頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.石松亞門(mén)的代表種類(lèi)識(shí)別特征：孢子體小型，直立或匍匐小型葉，鱗片狀，螺旋狀排列，或呈4行排列孢子同型或異型配子體微小，生地下與真菌共生，或部分綠色精子長(zhǎng)卵形，具2條鞭毛石松屬(Lycopodium)：我國(guó)11種第28頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天石松配子體縱切第29頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天卷柏屬(Selaginella)第30頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天卷柏孢子葉穗縱切第31頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛇足石杉（千層塔）第32頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天鋪地蜈蚣（垂穗石松）第33頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天伏地卷柏第34頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天伏地卷柏松散的孢子葉穗第35頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天江南卷柏的孢子葉穗第36頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天12.04.2024373.水韭亞門(mén)代表種類(lèi)水韭亞門(mén)：70種，國(guó)產(chǎn)3種，常見(jiàn)種為中華水韭第37頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天12.04.202438水韭基部—根莖肉質(zhì)、塊狀第38頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天12.04.202439水韭孢子葉基部第39頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.楔葉亞門(mén)代表種類(lèi)識(shí)別特征：孢子體莖具明顯的節(jié)和節(jié)間，節(jié)間中空小型葉，鱗片狀，輪生具節(jié)中柱形成孢子葉球孢子具彈絲1科29種，中國(guó)產(chǎn)9種第40頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天犬問(wèn)荊(Equisetumpalustre)第41頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天犬問(wèn)荊營(yíng)養(yǎng)枝及生殖枝第42頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天犬問(wèn)荊孢子葉球局部第43頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天木賊營(yíng)養(yǎng)體第44頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天節(jié)節(jié)草節(jié)、節(jié)間及葉第45頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天5.真蕨亞門(mén)代表植物識(shí)別特征：除樹(shù)蕨外，孢子體僅具根狀莖大型葉，具各式脈序幼葉拳卷孢子囊聚集成囊群生孢子葉背面或背緣，多具囊群蓋配子體多為心形，綠色自養(yǎng)10000余種，全世界廣布第46頁(yè),共61頁(yè)，2024年2月25日，星期天蕨(Pteridiumaquil