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植物学,汇总了植物细胞和组织、种子植物的营养器官、种子植物的繁殖器官、藻类植物、菌类、地衣、苔藓植物、蕨类植物、植物的系统发育、裸子植物、被子植物、植物对环境的适应的知识。
编辑于2023-05-29 20:44:48植物学
第一章:绪论
第二章:植物细胞和组织
1、植物细胞的基本结构和功能
①植物细胞的形状和大小:细胞形态的多样性,反映了细胞功能的多样性;细胞体积的大小受细胞核的控制,体积小,他的相对表面积就大,这对细胞间在代谢过程中物质的迅速交换与转运十分有利。
②植物细胞的结构与功能:植物细胞由原生质体和细胞壁两部分组成
原生质体
细胞核
核膜
核仁
核质
染色质
核基质
细胞质
质膜:暗带蛋白质;明带脂质;选择透性;膜的流动镶嵌模型:识别捕捉释放
细胞器
质体:有色体;叶绿体;白色体
线粒体
内质网
高尔基体
核糖体
液泡
溶酶体
圆球体
微体
微管、微丝和中间纤维
子主题
胞基质
细胞壁
细胞壁的层次
胞间层
初生壁
次生壁
初生纹孔场、胞间连丝和纹孔
细胞壁生长时并不是均匀增厚的,在初生壁上具有一些明显的凹陷区域,称为初生纹孔场
次生壁形成时,初生壁完全不被次生壁覆盖的区域
细胞壁的化学成分:纤维素;果胶质;半纤维素;多糖;蛋白质;角质化;栓质化;木质化;矿质化
细胞壁的亚显微结构:微纤丝
③原核细胞的和真核细胞
2、植物细胞的后含物
淀粉
蛋白质
脂肪和油类
晶体
3、植物细胞的繁殖
有丝分裂
核分裂
间期:G1,S,G2 DNA复制和组蛋白的合成
前期:细胞核内出现染色体,核膜核仁消失,纺锤丝开始出现
中期:染色体排列到细胞中央的赤道面上,纺锤体十分明显
后期:染色体着丝点分裂,在两极纺锤体的牵引下,染色体单体分别朝相反的两级移动
末期:染色体到达两极,直至核膜核仁重新出现
胞质分裂:胞质分裂是在两个新的子核之间形成新细胞壁,把一个母细胞分隔成两个子细胞的过程。
有丝分裂的特点和意义:每次核分裂前必须进行染色体的复制,在分裂时,每条染色体裂为两条子染色体,平均的分配给两个子细胞。保持了细胞遗传的稳定性。
无丝分裂:分裂时,核内不出现染色体,不发生像有丝分裂过程中出现的一系列复杂变化,例如横缢式分裂
减数分裂
第一次分裂
前期Ⅰ
细线期
偶线期
粗线期
双线期
终变期
中期Ⅰ
后期Ⅰ
末期Ⅰ
第二次分裂:分裂Ⅱ一般与分裂Ⅰ的末期紧接,或出现短暂的间歇。在分裂Ⅱ,核不再进行DNA的复制和染色体的加倍,整个分裂过程与一般有丝分裂相同,分成前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ
减数分裂的特点和意义:减数分裂中一个母细胞要经历两次连续的分裂,形成四个子细胞,每个子细胞的染色体数只有母细胞的一半。减数分裂是有性生殖的前提,是保持物种稳定性的基础。
4、植物的细胞的生长和分化
植物细胞的生长:是细胞体积的增长,包括细胞纵向的延长和横向的扩展。
植物细胞的分化:分裂后的细胞在生长过程中形态结构功能上产生的差异,形成不同的细胞群,细胞在生长过程中的这种结构和功能上的特化,称为细胞分化
5、植物的组织和组织系统
植物组织的类型
分生组织
分生组织的概念:在植物生长过程中能持久或在一定时间内保持分裂能力的细胞群称分生组织。分生组织的细胞没有或很少有分化,分布在植物体的特定部位。
分生组织的类型
按在植物体上的位置分;顶端分生组织;侧生分生组织;居间分生组织
按来源的性质分:原分生组织;初生分生组织;次生分生组织
成熟组织
成熟组织的概念:分生组织衍生的大部分细胞逐渐丧失分裂的能力,进一步生长和分化形成的各种组织,称为成熟组织,又称永久组织
成熟组织的类型
保护组织
表皮(初生保护组织)
周皮(次生保护组织)
薄壁组织
同化组织
贮藏组织
贮水组织
通气组织
转输组织
机械组织
厚角组织
厚壁组织
输导组织
木质部
韧皮部
分泌结构
外部的分泌结构
内部的分泌结构
组织系统:植物的每一器官都由一定种类的组织构成。具有不同功能的器官中,组织的类型不同,排列方式也不同。然而植物是一个有机的整体,各个器官除了具有功能上的相互联系外,在它的内部结构上也必然具有连续性和统一性。
第三章:种子植物的营养器官
1、根
①根和根系的类型
主根、侧根和定根、不定根
直根系和须根系
②根尖的发育
顶端分生组织
成熟根中的维管柱、皮层和根冠
所有各区,或者至少是皮层和根冠,都是集中在一群横向排列的细胞中,起源于共同的原始细胞层
根尖的结构和发育
根冠去
分生区
伸长区
成熟区
③根的初生结构
表皮(一种吸收组织)
皮层,有凯氏带
维管柱,有潜在分生能力,由初生向次生,外始式。
④侧根的形成,起源于中柱鞘,最先中柱鞘相应部位的细胞恢复分生能力,进行平周分裂。
⑤根的次生生长和次生结构
维管形成层的发生及其活动
木栓形成层的发生及其活动
⑥共生根和寄生根
共生根
根瘤
菌根
寄生根
⑦根的作用
吸收作用
固着和支持作用
输导作用
合成作用
贮藏和繁殖作用
分泌作用
2、茎
①茎的发育
茎尖的构造
顶端分生组织组成的几种理论
组织原学说:韩士汀认为被子植物的茎端是三个组织区(表皮,皮层,维管柱)前身,即三个组织原,每一组织原由一个或一群原始细胞发生。
原套—原体学说:史密特认为茎的顶端分生组织原始区域包括原套和原体两个部分,组成原套的一层或几层细胞只进行垂周分裂,保持表面生长的连续进行;组成原体的多层细胞进行平周分裂和各个方向的分裂,连续的增加体积,使茎端增大。
叶和芽的起源(外起源)
叶的起源
芽的起源
②茎的初生生长和初生结构
双子叶植物和裸子植物茎的初生结构
双子叶植物茎的初生结构
表皮
皮层
维管柱
初生木质部(内始式)
初生韧皮部(外始式)
形成层
髓和髓射线
裸子植物茎的初生结构
表皮
皮层
维管柱
单子叶植物茎的初生结构
玉米茎的结构
表皮
基本组织
维管束
竹茎的结构
机械组织特别发达
原生木质部像玉米和小麦一样也有腔隙
基本组织大部分为厚壁组织,细胞壁比玉米和小麦要厚的多,而且木质化
③茎的次生生长和次生结构
双子叶植物茎的次生结构
维管形成层的来源和活动
维管形成层的来源
维管形成层的细胞组成、分裂方式和衍生细胞的发育
维管形成层的季节性活动和年轮
早材和完材
年轮
心材和边材
三种切面
木栓形成层的来源和活动
裸子植物茎的次生结构
多数裸子植物茎的次生木质部主要是由管胞、木薄壁组织和射线所组成,无导管,无典型木质纤维
裸子植物次生韧皮部的结构也较简单,是由筛胞、韧皮薄壁组织和射线所组成。
有些裸子植物茎的皮层、维管柱中,常分布许多管状的树脂道
单子叶植物茎的次生结构,大多数单子叶植物是没有次生生长的。
木质茎和草质茎
木质茎:木质茎是较早出现的,裸子植物只有木质茎
草质茎:是在木质茎类型中衍生出来的。草质茎一般柔软、绿色,没有或只有极少量木质化的组织。
④茎的作用
输导作用
支持作用
贮藏和繁殖
光合作用
3、叶
①叶的发育:叶片是由叶原基经顶端生长、边缘生长和居间生长而形成。
②叶的结构
双子叶植物叶的一般结构
叶片的结构
表皮
无规则型
不等型
平列型
横列型
叶肉
叶脉
叶柄的结构的结构比叶片要简单些,与茎的结构有些相似,由表皮、基本组织和维管组织组成。
单子叶植物叶的结构特点
表皮
叶肉
叶脉
裸子植物叶的结构特点
表皮
叶肉
叶脉
③叶的生态类型
旱生植物的叶
保持水分
防止水分蒸发
叶小而厚,多茸毛
水生植物的叶
沉水植物的叶细裂成丝状,机械组织不发达
挺水植物气孔只分布于上表皮,上突型;叶肉有多层栅栏组织分化;海绵组织特化;维管束中韧皮部相比木质部发达
叶的表皮薄,不加厚也未角质化,角质层薄或无,没有表皮毛,没有气孔
阳生植物、阴生植物和耐阴植物的叶
④落叶和离层
落叶:植物的叶经过一段时间的生理活动,细胞内积累了大量的无机盐,引起细胞功能的衰退
离层:在叶将落下时,叶柄基部或近基部处有一些薄壁组织细胞开始分裂,产生一些小型排列紧密而整齐的细胞,这些细胞的外层细胞壁胶化,细胞成为游离的状态,因此支持作用变得脆弱,这部分细胞称为离层
⑤叶的作用
光合作用
蒸腾作用
4、营养器官间的相互联系
①营养器官间微管组织的联系
茎与枝、叶的维管组织的联系
叶迹
枝寂
茎与根的维管组织的联系:过渡区
②营养器官在植物生长过程中的相互影响
地下部分与地上部分的相互关系
顶芽与叶芽的相互关系
第四章:种子植物的繁殖器官
1、花
①花的概念和花的组成
花的概念:花是适合于繁殖作用的、不分枝的变态短枝,是形成有性生殖过程中的大、小孢子和雌雄配子,并进一步发育为种子和果实的器官
花的组成
花柄和花托
花被
花萼
花冠
雄蕊群:一朵花中雄蕊的总称,由多数或一定数目的雄花蕊所组成,位于花被的内方或上方,在花托上呈螺旋状或轮状排列。
雌蕊群
柱头:雄蕊的顶端,接受花粉的部位
花柱:柱头和子房的连接部分,是花粉管进入子房的通道。
子房:雌蕊基部的彭大部分,有柄或无柄,着生在花托上。
花各部分的演化
数目的变化
排列方式的变化
对称性的变化
子房位置的变化
②花程式和花图式
花程式
K代表花萼
C代表花冠
A代表雄蕊群
G代表雌蕊或雌蕊群
P代表花被
花图式:花图式是用花的横剖面简图来表示花各部分的数目、离合情况、排列的位置和胎座类型。
2、雄蕊的发育
①花药的发育和小孢子的形成
②花粉粒的发育和形态结构
发育:花粉细胞从四分体分离出来时细胞壁薄,含浓厚的原生质,核位于细胞的中央,他们从绒毡层取得营养,细胞体积不断增大,细胞核由中央位置移向细胞一侧,随后进行一次不均等分裂,形成两个细胞,大细胞为营养细胞,小细胞为生殖细胞。
形态结构
二细胞型花粉粒:只含营养细胞和生殖细胞
三细胞型花粉粒:一个营养细胞和两个精子细胞
③花粉败育和雄性不育花粉败育
花粉败育:成熟的花药一般都能散发正常发育的花粉粒。但有时花药散发出的花粉没有经过正常的发育,不能起到生殖作用。
雄性不育
花药退化
花药内不产生花粉
产生的花粉败育
④由花药和花丝两部分组成
3、雌蕊的发育
①胚珠的发育:胚珠是在胎座上发生的,初出现时是一个很小的突起物,这个突起物称为珠心。珠心体积增大并从珠心的基部生出一种保护构造—珠被
②胚囊的发育和结构
大孢子的发生
大孢子母细胞经过两次连续的分裂,其中一次是染色体的减数,分裂后,每个细胞产生各自的细胞壁,成为4个含单倍核的大孢子。
大孢子母细胞在减数分裂时两次分裂都没有形成细胞的壁,所以4个单倍的核共同存在于原来的大孢子母细胞的细胞质中,以后这四个大孢子核一起参与囊胚的形成。
囊胚的形成:直列形的4个大孢子中和点端的1个逐渐长大,而另外3个逐渐退化消失。长大的大孢子也可称单核胚囊,含有大的液泡
成熟囊胚的结构和功能
卵细胞
助细胞
反足细胞
4、开花、传粉与受精
①开花:当雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊达到成熟时,或二者之一发育成熟,原来由花被紧紧包住的花张开,露出雌、雄蕊,为下一步的传粉做准备,这一现象叫做开花
②传粉
自花传粉与异花传粉及其生物学意义
自花传粉:花粉从花粉囊散出后,落到同一花的柱头上的传粉现象
两性花,花的雄蕊常围绕雌蕊而生,而且挨得很近,所以花粉易于落在本花的柱头上
雄蕊的花粉囊和雌蕊的胚囊必须是同时成熟的
雌蕊的柱头对于本花的花粉萌发和花粉管中雄配子的发育没有任何生理阻碍
闭花传粉和闭花受精
异花传粉:一朵花的花粉传送到同一植株或不同植株另一朵花的柱头上的传粉方式,称为异花传粉
花单性
两性花,但雄蕊和雌蕊不同时成熟
花粉落在本花的柱头上不能萌发,或不能完全发育以达到受精的结果
风媒花和虫媒花
风媒花:依靠风力传送花粉的传粉方式称为风媒
虫媒花:依靠昆虫为媒介传送花粉的方式称虫媒
多具有特殊气味
多具有花蜜
花大而显著
花粉粒大而外壁粗糙,具黏性;雌蕊柱头也有黏液
结构上常和传粉的昆虫互相适应
其他传粉方式
水媒
鸟媒
人工辅助授粉
③受精
花粉粒在柱头上的萌发:花粉粒落在柱头上后,首先向周围吸取水分,吸水后的花粉粒呼吸作用迅迎参强,蛋白质的合成也显著地加快。同时,花粉粒因吸水而增大体积高尔基体活动加强,产生很多大型小泡,带着多种酶和造壁物质,循着细胞质向前流动的方向,释放出小泡,参与花粉管壁的建成。吸水的花粉粒营养细胞的液泡化增强,细胞内部物质增多,细胞的内压增加,这就迫使着花粉粒的内壁向着一个萌发孔突出,形成花粉管
花粉管的生长及受精:具有受精亲和性的花粉,在酶的促进作用下开始萌发,形成花粉管。由于花粉粒的外壁性质坚硬,包围着内壁四周,只在萌发孔的地方留下伸展余地,所以花粉的原生质体和内壁,在膨胀的情况下,一般向着一个萌发孔突出,形成一个细长的管子,称为花粉管。花粉管有顶端生长的特性,它的生长只限于前端3~5μm处,形成后能继续向下延伸,先穿越柱头,然后经花柱而达子房。同时,花粉粒细胞的内含物全部注入花粉管内,向花粉管顶端集中,如果是三细胞型的花粉粒,营养核和2个精子全部进入花粉管中,而二细胞型的花粉粒在营养核和生殖细胞移入花粉管后,生殖细胞便在花粉管内分裂形成2个精子。
被子植物的双受精过程及其生物学意义:花粉管经过花柱,进入子房 直达胚珠,然后穿过珠孔,进而伸向胚囊。在珠心组织较薄的胚珠里,花粉管可以直接进入胚囊,但在珠心较厚的胚珠里,花粉管需要先通过厚实的珠心组织才能进入胚囊。被子植物的双受精,使两个单倍体的雌、雄配子融合在一起,成为一个二倍体的合子,恢复了植物原有的染色体数目。双受精在传递亲本遗传性、加强后代个体的生活力和适应性方面是具有重要的生物学意义的。精、卵融合将父、母本具有差异的遗传物质结合在一起,形成具双重遗传性的合子由于配子间的相互同化,形成的后代就有可能形成一些新的变异。由受精的极核发展成的胚乳是三倍体的,同样兼有父、母本的遗传特性,作为新生一代胚期的养料,可以为巩固和发展这一特点提供物质条件。所以,双受精在植物界成为有性生殖过程中最进化、最高级的形式。
无融合生殖以及多胚现象:在正常情况下,被子植物的有性生殖是经过卵细胞和精子的融合,以发育成胚。但在有些植物里,不经过精卵融合,也能直接发育成胚,这类现象称无融合生殖(apomixis)。无融合生殖可以发生在经过正常减数分裂的胚囊中,或发生在未经正常减数分裂的胚囊中,或发生在胚囊以外小的其他细胞。
5、种子和果实
①种子的基本形态
种皮
胚
胚根
胚芽
胚轴
子叶
胚乳
②种子的形成
胚的发育
胚乳发育:胚乳是被子植物种子贮藏养料的部分,由2个极核受精后发育而成,所以是三核融合的产物。极核受精后,不经休眠,就在中央细胞发育成胚乳。 胚乳的发育,一般有核型(nuclear type)、细胞型(cellular type)和沼生目型(helobial type)三种方式。以核型方式最为普遍,而沼生目型比较少见。
种子的形成
蚕豆种皮发育:蚕豆胚珠的内珠被为胚吸收消耗,后来不复存在,所以种皮是由外珠被的组织发育而来的。外珠被发育成种皮时,分化为3层组织,外层细胞是1层长柱状厚壁细胞,细胞的长轴致密地平行排列犹如栅状组织;第二层细胞分化为骨形厚壁细胞,这些细胞短柱状,两端膨大铺开呈“工”字形,壁厚,彼此紧靠排列,细胞间隙明显,有极强的保护作用和机械力量,再下面是多层薄壁细胞,是外珠被未经分化的细胞层,种子在成长时,这部分细胞常被压扁
小麦种皮发育:初时,每层珠被都包含2层细胞,合子进行第一次分裂时,外珠被开始出现退化现象,细胞内原生质逐渐消失,以后被挤,失去原来细胞形状,终于消失。内珠被这时尚保持原有形状,并增大体积,到种子乳熟时期,内珠被的外层细胞开始消失,内层细胞保持短期的存在,到种子成熟干燥时,它根本起不了保护作用。之后作为保护种子的组织层,主要是由心皮发育而来的
③果实的形成
果实的形成和结构:果实有的单纯由子房发育而成,也有的由花的其他部分如花托、花萼、花序轴等一起参与组成。子房原是由薄壁细胞所构成,在发育成果实时将进一步分化为各种不同的组织,分化的性质随植物种类而异
单性结实和无子果实:不经受精,子房就发育成果实的现象,称单性结实(parthenocarpy)。单性结实的果实里不含种子,所以称这类果实为无子果实。
④果实和种子对传播的适应
对风力散布的适应
对水力散布的适应
对人类和动物散布的适应
靠果实本身的机械力量使种子散布的适应结构或喷射力量
6、被子植物的生活史:多数植物在经过一个时期的营养生长以后,便进入生殖阶段,这时在植物体的一定部位形成生殖结构,产生生殖细胞进行繁殖。如属有性生殖,则形成配子体,产生配子(卵和精子),融合后形成合子,然后发育成新的一代植物体。像这样,植物在一生中所经历的发育和繁殖阶段,前后相继,有规律地循环的全部过程,称为生活史(lifehistory)或生活周期(life cycle)。 种子在形成以后,经过一个短暂的休眠期,在获得适合的内在和外界环境条件时,便萌发为幼苗,并逐渐长成具根、茎、叶的植物体。经过一个时期的生长发育以后,一部分顶芽或腋芽不再发育为枝条,而是转变为花芽,形成花朵,在雄蕊的花药里生成花粉粒,雌蕊子房的胚珠内形成胚囊。花粉粒和胚囊又各自分别产生雄性的精子和雌性的卵细胞。经过传粉、受精,一个精子和卵细胞融合,成为合子,以后发育成种子的胚;另一个精子和2个极核结合,发育为种子中的胚乳。最后花的子房发育为果实,胚珠发育为种子。种子中孕育的胚是新生一代的雏体。 被子植物的生活史存在两个基本阶段:一个是二倍体植物阶段(2n),也称为孢子体阶段,这就是具根、茎、叶的营养体植株。这一阶段是从受精卵发育开始,一直延续到花里的雌雄蕊分别形成胚囊母细胞(大孢子母细胞)和花粉母细胞(小孢子母细胞)进行减数分裂前为止,在整个被子植物的生活周期中,占了绝大部分时间。这一阶段植物体的各部分细胞染色体数都是二倍的。孢子体阶段也是植物体的无性阶段,所以也称为无性世代。另一个是单倍体植物阶段(n),也称为配子体阶段,或有性世代。这就是由大孢子母细胞经过减数分裂后,形成的单核期胚囊(大孢子),和小孢子母细胞经过减数分裂后,形成的单核期花粉细胞(小孢子)开始,一直到胚囊发育成含卵细胞的成熟胚囊,和花粉成为含2个(或3个)细胞的成熟花粉粒。经萌发形成有两个精子的花粉管,到双受精过程为止。被子植物的这一阶段占有生活史中的极短时期,而且不能脱离二倍体植物体而生存。由精卵融合生成合子,使染色体又恢复到二倍数,生活周期重新进入二倍体阶段,完成一个生活周期。被子植物生活史中的两个阶段,二倍体占整个生活史的优势,单倍体只是附属在二倍体上生存,这是被子植物和裸子植物生活史的共同特点。但被子植物的配子体比裸子植物的更加简化,而孢子体更为复杂。二倍体的孢子体阶段(或无性世代)和单倍体的配子体阶段(或有性世代),在生活史中有规律地交替出现的现象,称为世代交替(alternation of generation)。 被子植物世代交替中出现的减数分裂和受精作用(精卵融合),是整个生活史的关键,也是两个世代交替的转折点。
第五章:藻类植物
1、蓝藻门
①蓝藻门的主要特征
形态与构造:藻类植物(Algae)是一类植物体结构简单,无根、茎、叶分化,具有光合作用色素,自养的低等植物的总称,又称原植体植物(autotrophic thallo- phyte)。藻类植物体在形态上是千差万别的,小的只有几微米,必须在显微镜下才能见到,大的肉眼可见,最大的如生长于太平洋中的巨藻(Macrocystis)长可达100m。藻类植物的生殖方式多样,生殖器官多数是单细胞,合子不发育成多细胞的胚。
繁殖:蓝藻的繁殖方式主要为营养繁殖,包括细胞的直接分裂、丝的断裂和形成藻殖段(homogonium)等多种形式。单细胞类型是细胞分裂后,子细胞立即分离,形成单细胞体。群体类型是细胞反复分裂后,子细胞不分离,形成多细胞的大群体,群体破裂后形成多个小群体。丝状体类型是以形成藻殖段的方式繁殖。由异形胞、死细胞、隔离盘或机械作用分离而形成的片段称藻殖段。异形胞是丝状体上一种比营养细胞大的特殊细胞,无色,能参与营养繁殖或无性生殖。异形胞中还常形成固氮系统,具有固氮作用。隔离盘是由丝状体中某个细胞死亡,壁胶化而形成的。
分布:蓝藻分布很广,从两极到赤道,从高山到海洋,到处都有它们的踪迹。主要是生活在淡水中,少数海水生。水生蓝藻,有的浮游于水面,特别是营养丰富的水体,构成水华。生活于水底的种类,常附着在石上以及其他物体上。此外,在潮湿的土壤、岩石和树干上等都有分布。温泉的水中及水边都有蓝藻。有些蓝藻与真菌共生形成地衣。蓝藻分布很广,从两极到赤道,从高山到海洋,到处都有它们的踪迹。主要是生活在淡水中,少数海水生。水生蓝藻,有的浮游于水面,特别是营养丰富的水体,构成水华。生活于水底的种类,常附着在石上以及其他物体上。此外,在潮湿的土壤、岩石和树干上等都有分布。温泉的水中及水边都有蓝藻。有些蓝藻与真菌共生形成地衣。
②蓝藻门的代表植物
色球藻属
微囊藻属
皮果藻属
管胞藻属
颤藻属
念珠藻属
鱼腥藻属
真枝藻属
螺旋藻属
席藻属
单歧藻属
柱孢藻属
③蓝藻门在植物界中的地位:蓝藻是地球上最原始、最古老的一群植物。
2、绿藻门
①绿藻门的主要特征
形态与构造:绿藻在形态上有单细胞、群体、丝状体、叶状体和管状体等。少数种类的营养细胞前端具有鞭毛,终生能运动;多数种类的营养体不能运动,只在繁殖时形成的孢子和配子有鞭毛,能运动。鞭毛通常是2或4条,顶生,等长,尾鞭型(鞭毛表面平滑无附毛)。
繁殖
同配生殖
异配生殖
卵式生殖
接合生殖
分布:绿藻的分布很广,以淡水生为主,约占种类的90%,少数浅海生或半咸水生。海产种多分布在海洋沿岸,附生在10m以上的岩石上。淡水种的分布很广,江河、湖泊、潮湿的土壤表面,甚至在冰雪上都可找到。水生种类有沉水生和漂浮生长,但在海水中没有浮游的绿藻,有的绿藻也可以寄生在动物体内。
②绿藻门的代表植物
衣藻属
无性生殖:衣藻通常进行无性生殖。
有性生殖:同配升值
团藻属
无性生殖
有性生殖:卵式生殖
小球藻属
栅藻属
丝藻属
石莼属
刚毛藻属
松藻属
水绵属
轮藻属
子主题
③绿藻门在植物界中的地位:目前,在地层中发现的绿藻化石很多。在我国天津蓟县震旦亚界地层中,发现了一种12亿年前的真核多核体藻类,个体中央有中轴,两侧有许多轮状排列的侧枝,经鉴定属于绿藻纲管藻目多毛藻科(Polyblepharidaceae)的真核生物,定名为震旦塔藻化石。
3、红藻门
①红藻门的主要特征
形态与构造:除少数是单细胞类型外,绝大多数红藻门植物是多细胞体。在形态上有丝状体、片状体,也有形成假薄壁组织的叶状体或枝状体。假薄壁组织的种类中,有单轴和多轴的两种类型。它们的区别是:单轴型的藻体中央有1条中轴丝,多轴型的为多条中轴丝组成的髓,它们都有由密集生长的侧枝构成的“皮层”。红藻的生长,多数是由1个半球形顶端细胞分裂的结果,少数为居间生长,也有弥散式生长,如紫菜藻体的每个细胞都可以分裂生长。
繁殖:红藻生活史中不产生游动孢子,无性生殖是以多种无鞭毛的静孢子进行,有的产生单孢子,如紫菜;有的产生四分孢子,如多管藻。红藻一般为雌雄异株,少数为雌雄同株。有性生殖的雄性生殖器官为精子囊,在精子囊内产生无鞭毛的不动精子,雌性生殖器官称为果胞(carpogonium),果胞中只含1个卵,果胞上有受精丝(trichogyne),卵受精后,立即进行减数分裂,产生果孢子(carpospore),发育成配子体。有些红藻果胞中的卵受精后,不经过减数分裂,发育成果孢子体(carposporophyte),又称囊果(cystocarp)。果孢子体是二倍的,不能独立生活,寄生在配子体上。果孢子体产生果孢子时,有的经过减数分裂,形成单倍的果孢子,萌发成配子体;有的不经过减数分裂,形成二倍体的果孢子发育成二倍体的四分孢子体(tetras-porophyte)。再经过减数分裂,产生四分孢子(tetrad),发育成配子体。
分布:红藻门植物绝大多数分布于海万水中,仅有10余属,50余种是淡水种。淡水种类多分布在急流、瀑 布和寒冷空气流通的山地水中,海生种由海滨一直到深海100m都有分布。海生种类的分布受到海水温度的限制,并且绝大多数营固着生活。
②红藻门的代表植物
紫球藻属
紫菜属
多管藻属
子主题
③红藻门在植物界中的地位:红藻门植物很古老,它的化石是在志留纪和泥盆纪的地层中发现的。红藻和蓝藻植物有相同的特征,但也有显著的差别,正像在蓝藻门中已叙述的那样,它们的亲缘关系是不清楚的。绿藻中的溪菜属和红藻门中的紫菜属,两属的细胞都有星芒状载色体,植物体构造和孢子形成方式都比较相似,因而有人主张红藻是沿着绿藻门溪菜属这一条路线进化来的,但它们的色素显著不同,似乎这条进化路线也是不可能的。更多的人认为红藻的有性生殖和子囊菌的有性生殖相似,故设想子囊菌是由红藻发展来的。
4、褐藻门
①褐藻门的主要特征
形态与构造:褐藻植物体均为多细胞体。简单的类型是由单列细胞构成的分枝丝状体,较进化的种类植物体有类似于根、茎、叶的分化;在结构上也有表皮、皮层和髓的分化,有些种的髓部有类似筛管的构造称为喇叭丝。
繁殖
营养繁殖
无性生殖
有性生殖
分布:褐藻绝大部分生活在海水中,仅有几个稀见种生活在淡水中,营固着生长。可从潮间带一直分布到低潮线下约30多米处,是构成海底森林的主要类群之一。褐藻属于冷水藻类,寒带海水中分布最多。褐藻种类的分布与海水盐的浓度、温度,以及海潮起落时暴露在空气中的时间长短有密切的关系,因此,在寒带、亚寒带、温带、热带分布的种类,各有不同。 根据褐藻生活史世代交替的有无和类型,一分为3个纲,即等世代纲(Isogeneratae)、不等世纲(Heterogeneratae)和无孢子纲(Cyclosporae)。
②褐藻门的代表植物
水云属
海带属
鹿角菜属
③褐藻门在植物界中的地位:褐藻是一群古老的植物,不王志留纪和泥盆纪的沉积物中,发现有类似海带植物的化石,最可靠的化石发现于三叠纪。褐藻有侧生不等长双鞭毛的运动细胞,其形态和构造与金藻门黄藻纲的运动性细胞相似,所含色素也相似。因此,有人主张褐藻可能是由单细胞的具两条不等长侧生 硬毛的祖先进化来的。
5、藻类植物的演化
藻类细胞的演化
藻类植物体的演化
繁殖及生活史的演化
6、藻类植物的经济价值
营养价值
碳、氧循环
鱼类饵料
工业原料
环境危害
固氮
提取碘
积累有害元素
矿藏的伴生物
水环境的质量有指示作用
水净化作用
第六章:菌类
1、细菌门
①细菌在自然界中的作用和经济价值
分解者
固氮
发酵作用
医疗卫生
细菌有害方面:人,家畜家禽,农作物的病原菌,食物腐败。
②细菌的主要特征:细菌在形态上分为球菌、杆菌和螺旋菌3种类型。在螺旋菌中,弯曲一次呈弧形的称弧菌(Vibrio),弯曲多次呈螺旋形的称螺菌(Spiril- lum)。有些杆菌和螺菌在其生活史的某个时期生出鞭毛,能游动。鞭毛有单生、丛生和周生的,在电子显微镜下,或经过特殊处理后才能被观察到。球菌常无鞭毛,不能游动。细胞的构造有细胞壁、细胞膜、细胞质、核质和内含物。有的细菌还有英膜(capsule)、芽孢和鞭毛。细胞壁的化学成分与蓝藻相同,为黏质复合物。细菌没有定形的细胞核,核质分散于细胞质中,为原核(prokaryo)。多数细菌的细胞壁外面有一层透明的胶状物质,称为英膜,它是由多糖类物质组成,有保护细胞的作 有些细菌生长到一定阶段,细胞失水,形成1个厚壁的芽孢。芽孢能抵抗不良的环境,环境适宜时,再发育成新的细菌。 细菌主要以裂殖方式进行营养繁殖。在分裂时,首先核质进行分裂,接着在菌体中央形成横隔膜,把细胞质隔成两部分,然后细胞壁向内生长将横隔膜分为两层,并形成子细胞的细胞壁。细菌裂殖的速度极快,在固体培养基上裂殖的结果是,许多细胞堆积在一起,形成肉眼可见的群体,称为菌落。到目前为止,尚未见到细菌有性生殖,所见到的仅是基因重组现象。
2、黏菌门
①黏菌门的特征:黏菌是介于动物和真菌之间的生物。黏菌在生长期或营养期为裸露的无细胞壁、多核的原质团。称变形体(plasmodium),其营养体构造、运动或摄食方式与原生动物中的变形虫相似。但在繁殖时期,黏菌产生具纤维素细胞壁的孢子,又具真菌的性状。大多数黏菌为腐生菌,生于森林阴暗和潮湿的地方,在腐木、落叶或其他湿润的有机物上都有分布。极少数黏菌寄生在经济植物上,危害寄主。
②黏菌门的代表种类:发网菌属(Stemonitis)的营养体为裸露的原生质团,称变形体。变形体呈不规则的网状,直径达数厘米,在阴湿处的腐木上或枯叶上缓缓爬行。在繁殖时,变形体爬到干燥光亮的地方,形成很多的发状突起,每个突起发育成1个具柄的孢子囊(子实体)。孢子囊通常长筒形,紫灰色,外有包被(peridium)。孢子囊柄伸入囊内的部分,称囊轴(columella),囊内有孢丝(capillitium)交织成孢网。然后原生质团中的许多核进行减数分裂,原生质团割裂成许多块单核的小原生质块,每块分泌出细胞壁,形成1个孢子,藏在孢丝的网眼中。成熟时,包被破裂,借助孢网的弹力把孢子弹出。 孢子在适合的环境下,即可萌发为具2条不等长鞭毛的游动细胞。游动细胞的鞭毛可以收缩,使游动细胞变成1个变形体状细胞,称变形菌胞。由游动细胞或变形菌胞两两配合,形成合子,合子不经过休眠,合子核进行多次有丝分裂,形成多数双倍体核,构成1个多核的变形体。
③黏菌门在生物界的地位:黏菌的起源和亲缘关系,迄今仍不明确。从它的特性来看介于动物和真菌之间;从营养体结构和生理方面看,像巨大的变形虫动物;从繁殖方面看产生具细胞壁的孢子,又是真菌的性质。目前认为黏菌可能由不同的祖先发育而来。
3、真菌门
①真菌的经济价值
食用
药用
工业用
物质循环
对人类有害
②真菌的主要特征
营养体
根状索菌
子座
菌核
营养方式
细胞的结构
真菌的繁殖
营养繁殖
无性生殖
有性生殖
真菌的生活史:真菌的生活史是从孢子萌发开始,经过生长和发育阶段,最后又产生孢子的全部过程。孢子在适宜的条件下便萌发形成芽管,再继续生长形成新菌丝体,在一个生长季节里可以再产生无性孢子若干代,产生菌丝体若干代,这是生活史中的无性阶段。真菌的有性阶段是从菌丝上发生配子囊,产生配子后,一般先经过质配形成双核阶段,再经过核配形成双相核的细胞,即合子。低等的真菌质配后随即核配,双核阶段很短。高等真菌质配以后,有一个明显的较长的双核时期,然后再进行核配。通常合子迅速减数分裂,再回到单倍体的菌丝体时期。在真菌的生活史中,双相核的细胞是1个合子而不是1个营养体。因此,真菌生活史只有核相交替,没有世代交替。
③真菌门的主要类群
鞭毛菌亚门
鞭毛菌亚门的特征:除一部分为典型的单细胞外,本门菌类大部分是分枝的丝状体。菌丝通常无横隔壁,多核,只在敏殖时期繁殖器官的基部产生横隔壁。把繁殖器官隔成1个典型的细胞。无性生殖时产生单鞭毛或双鞭毛的游动孢子。有性生殖时产生卵孢子或休眠孢子,低等的种类为同配或异配生殖。无性孢子具鞭毛是本亚门的主要 特征。本亚门菌类大多数水生、两栖生,少数陆生腐生或寄生。
鞭毛菌亚门的代表
水霉属
结合菌亚门
结合菌亚门的主要特征:营养体为无隔多核的菌丝组成的菌丝体,无性生殖时产生不动的孢囊孢子,有性生殖为配子囊配合,有性孢子为接合孢子(2n)。本亚门是真菌由水生向陆生发展的一个过渡类群。
结合菌亚门的代表
根霉菌
子囊菌亚门
子囊菌亚门的特征:本亚门种类最多。除酵母菌类为单细胞外,大部分都是多细胞有机体,菌丝有横隔壁,单核或多核。无性生殖时,单细胞的种类出芽生殖,多细胞的种类产生分生孢子。有性生殖时形成子囊,合子在子囊内进行减数分裂,产生子囊孢子。子囊孢子通常8个,也有4或16个。多数种类形成子实体,即产生和容纳有性孢子的组织结构。子囊包于子实体内。子囊菌的子实体又称子囊果(ascocarp)。子囊果的形态有3种类型,是子囊菌分类的重要依据。子囊盘(apothecium):子囊果呈盘状、杯状或碗状一侧呈开口状,子实层常裸露在外;闭囊壳(cleisto- thecium):子囊果呈球状,完全闭合;子囊壳(perith- ecium):子囊果呈瓶状,顶端有1孔口。
子囊菌亚门的子囊、子囊孢子、子囊果的形成过程:
火丝菌常在火烧后的土壤上发生,初期菌丝体白色,棉絮状,分枝多。当性器官形成时,在菌丝体上生出一些短小、直立、二叉状分枝的菌丝,顶端形成精囊和卵囊,卵囊也称为产囊体(ascogo- nium)。精囊紧靠产囊体,棒状,核经多次分裂形成100多个精核。产囊体球形或近球形,其中雌核经多次分裂,形成100多个雌核。此时产囊体的顶端产生1条弯管形的受精丝(trichogyne),其基部有横隔,顶端伸向精囊。当受精丝与精囊接触后,接触处细胞壁融化,受精丝基部的横隔和细胞核也同时融化,精囊中大部分细胞质与精核通过受精丝流入产囊体中,进行质配,雌雄核成对地排列,经过有性过程的刺激,在产囊体的上半部产生无数管状的产囊丝(ascogenous hypha),雌核与雄核成对地流入产囊丝中,每条产囊丝中都有若干对核,然后产囊丝产生横隔,每个细胞中含雌、雄核一对,将菌丝分为若干个双核细胞,产囊丝顶端的双核细胞伸长,并弯曲形成钩状体(产囊丝钩,crosier),双核同时分裂,形成4个核,此时钩状体产生横隔,隔成3个细胞。钩状体尖端细胞称钩尖;居中位的细胞称钩头,即子囊母细胞(ascus mother cell),含雌、雄各1 核;钩状体的基部细胞为钩柄,钩尖和钩柄两各有1个核(核或雄核)。子囊母细胞核配,形成合子。合子经过2次减数分裂和1次有丝分裂,形成8个子囊孢子,排成一行,整个过程称为钩状联合。子囊形成的同时,钩尖的细胞核流入钩柄中,再形成1个双核细胞,两个核同时分裂产生2个雌核2雄核,再形成钩头、钩尖和钩柄,如此反复多次,无形成多数的子囊,不育菌丝便发育为子囊果的侧丝。
子囊菌亚门的代表
酵母属
赤霉菌属
麦角菌属
青霉属
白粉菌属
虫草属
羊肚菌属
盘菌属
担子菌亚门
担子菌亚门的特征:本亚门皆为陆生高等真菌,其中多数种是植物的专性寄生菌和腐生菌,食用、药用和有毒的种类都有,与人类关系密切。
担子菌亚门的代表
冬孢菌纲
玉蜀黍黑粉菌
禾柄锈菌
层菌纲
银耳目
木耳门
伞菌目非褶菌目
腹菌纲
鬼笔目
马勃目
半知菌亚门:半知菌亚门又称不完全菌(Fungiimp erfecti)。半知菌亚门绝大部分具有隔菌丝,菌丝体发达,为单倍体。只以分生孢子进行无性生殖很少见有性生殖,甚至某些种连分生孢子也未发现。为了分类上的需要,人为地将这类真菌归为一类。 实际上这些菌类可以看做是子囊菌或担子菌的无性发育阶段,如一旦发现其有性阶段,可按照有性时期的特点进行归类。已知半知菌有1800余属,26000余种。其中约有300属是农作物和森林病害的病原面菊,还有些属是能引起人类和一些动牛初皮肤病的病原菌。如常见的引起栽培植物病原菌的稻瘟病菌(Piriculaxiaoryzae)是水稻中最严重的病害,各水稻产区都有不同程度的发生,受害严重的稻田可能全部被毁灭,颗粒无收。
④真菌门的起源及各亚门间的亲缘关系:由原始生物相似的祖先,沿着3个不同的营养路线发展的结果:其一是沿着具有光合作用的自养路线发展成为植物界;其二是沿着吞食现成营养的路线发展成为动物界;其三是沿着分解和吸收营养的异养路线发展为菌物界。真菌门是菌物界中最大的一个门。鞭毛菌亚门,具游动孢子,水生。接合菌亚门与鞭毛菌亚门的菌丝具有相似的形态特征,只是在进化途中产生不动的静孢子,失去了鞭毛,并产生了接合生殖的特征,说明了它们由水生向陆生演化的历程。 子囊菌亚门,不产生游动孢子和游动配子。子囊来源于两个细胞的结合,并形成子囊孢子,更适于陆地生活。它可能是由接合菌亚门中的某一支演化而来。 担子菌亚门,陆生性,次生菌丝为双核。担子菌在形成担子之前和子囊菌形成子囊一样,也有一个较长的双核阶段。担子菌的性器官虽然退化了,但在有性生殖过程中,还保持很多相似的特点。因此,担子菌亚门是由子囊菌亚门发展而来的论据还是较充分的。 总之,真菌门的各亚门由小到大、由简单到繁杂、由低级到高级、由水生向陆生的进化规律是非常明显的
第七章:地衣
1、地衣在自然界中的作用及其经济价值:地衣分泌的地衣酸对岩石的风化看和土壤的形成有促进作用,为以后高等植物的生长看和分布创造了条件,因此,认为地衣是自然界的先锋植物。 地衣有不少种类具有经济价值,如石蕊、松萝、石耳是沿用已久的中药。石蕊可以生 津、润咽、解热、化痰;松萝用于疗痰、治疟、催吐和利尿;肺衣用于治疗肺病、肺气喘、滋补;狗地衣治狂犬病等;近来利用某些地衣提取抗癌药物 扁枝属、树花属、梅衣属、肺衣属中的某些种能提取芳香油用于制作香料;有些地衣含有淀粉和糖类可供食用;有些地衣中能提取天然染料。在北极和口高山苔原带分布着面积数十里至数百里的地衣群落,是鹿等动物的主要饲料 地衣有害的一面:林中地衣满有 于树枝表面不仅影响树木的光照和呼吸,且易成为害虫的栖息地;某些地衣生于茶树和柑橘树上,真菌侵入生长引起病害,影响树木的生长。
2、地衣的形态和构造
①地衣的形态
壳状地衣
叶状地衣
枝状地衣
②地衣的构造
异层地衣
同层地衣
3、地衣的繁殖:地衣最常见的繁殖方式是营养繁殖,如地衣的断裂,产生粉芽和珊瑚芽等形式。有性生殖仅生的真菌独立进行,子囊菌产生子囊孢子,担子产生担孢子。共生的子囊菌类中盘菌类最多,有生殖结果形成子囊果(子囊盘)。子囊盘内有圆孔囊孢子,在子囊中间夹有侧丝。子囊盘裸露在的表面并突出,称裸子器。子囊孢子后,萌发成菌丝,遇到适合的共生藻才能形成新衣体、共生菌如为核菌类真菌时,其子囊果为子囊(perithecium),埋于地衣体内。常见地衣有松萝(Usnea diffracta)、东方黄梅衣 Xanthoparmelia orientalis)、石耳(Umbilicaria escu-lenta)、亚平滑梅衣(Parmelia laevior)等。
第八章:苔藓植物
1、苔藓植物的经济价值:苔藓植物有些种类可用于医药方面,如金发藓属的部分种(即本草中的土马鬃)有清热解毒作用全草能乌发、活血、止血、利大小便。暖地大叶鲜对治疗心血管疾病有较好的疗效。而仙鹤藓属、金发藓属的一些种类的提取液对金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用。 另外,由于苔藓植物的“茎”“叶”有很强的吸水保水能力,在园艺上常用于包装运输新鲜苗木或作为播种后的覆盖物,以免水分过度蒸发。近年来,在日本的寺庙或庭院栽种苔藓构成翠绿的苔地(moss carpet)或苔园(moss garden)供观赏,已十分流行。此外,泥炭藓等形成的泥炭,可作燃料及肥料。 苔藓植物是植物界的拓荒者之一,具有很强的吸水和适湿特性,对防止水土流失和对植物群落的初生演替具很重要的意义。此外,由于其对环境变化的敏感性较强,常作为环境监测的指示植物。
2、苔藓植物的主要特征:颈卵器,胚
3、苔门
①苔门的主要特征:苔门植物,通常称为苔类( liverwort),多生于阴湿的土地、岩石或树干上;在热带,部分种类还生于树叶上。营养体(配子体)为背腹式有的种类为叶状体,有的具有类似茎叶的分化。孢蒴内有孢子和弹丝 elater)。原丝体阶段不发达。
②苔门代表植物:地钱
③苔门分类:苔门包括地钱目(Marchaniales)和叶苔目(Jungermanniales)等25个目。地钱目中常见的植物除地钱利地钱属的地钱外,尚有同属的风兜地钱(Marchanti a paleacea var. dip tera)、毛地钱属的毛地钱(Dumort iera hirsuta)、石地钱科(Rebouliaceae)的石地钱(Rebouliahemisphaer- ica)、蛇苔科(Conocephalaceae)的蛇苔(Conocepha- lumconicum)和叉钱苔属(Metcer ia)(图8-7)等叶苔目中常见的有光萼苔科(Porellaceae)的光萼苔(Porella platyphylla)和耳 叶苔科(Frullaniaceae)的耳叶苔(Frullania sp.),我国南方热带雨林和亚热带常绿阔叶林中丰富的叶阳生苔[如肾瓣尾鳞苔(Gaudalejeunea recurvistipula)]反映了这一带温暖潮湿的气候特点,形成一种特有的景观。
4、藓门
①藓门的主要特征:藓门植物种类繁多,因其耐信低温,广泛分布于世界各地,能在高山、冻原、森林、沼泽等地形成大片群落,是重要的先锋植物类群藓类植物的植物体为无背腹之分的茎叶体。有的叶具中肋。孢子体结构复杂,黄有柄坚挺,孢蒴内无弹丝,孢子成熟后孢蒴盖裂裂口处常有蒴齿有助于孢子散发。孢子萌发后,原丝体时期发达,每一原丝体常形成多个植株。
②藓门代表植物:葫芦藓
③藓门分类:目前关于藓门植物的分类一般采用Frey(2009)系统,分为6个纲:藻苔纲(T akakiopsida)、黑藓纲(Andreaeopsida)、长苔藓纲(Oedipodiopsida)、四齿藓纲(Tetraphidiopsida)、金发藓纲(Polytrichop-sida)和真薛纲(Bryopsida)。 泥炭藓属(Sphagnum)为藻苔纲泥炭藓目(Sphagnales),约300种,我国立47种,常见的有 炭藓。泥炭藓是水湿地区或浴 泽地区的藓类,植物体无假根,上部不断生长,下部不断死亡,叶片由单层细胞构成,成片生长时,下部枯死的部分未经充分氧化,积聚成泥炭。 黑藓纲有黑藓科(Andreaeaceae)3属,常见的为欧黑藓(Andreaea rupestris)。 真藓纲可分为23目80科,除葫芦藓外,常见的种类有葫芦藓科的江岸立碗藓(Physcomitrium courtoisii)、羽藓科的细叶小羽藓(Bryohaplocladium microphyllum)、提灯藓科的波叶提灯藓(Mnium un- dulatum)、紫萼藓科的紫萼藓(Grimmia sp.)、珠藓科的珠藓(Bartramia sp.)和泽藓(Philonotis fonta- na)、真藓科的暖地大叶藓(Rhodobryum giganteum)、墙藓(Tortula sp.)、万年藓科的万年藓(Climacium dendroides)、生活在水中的水藓科的水藓(Fontina- lis antipyretica)和悬垂于树枝的蔓藓科的悬藓(Bar- bella pendula)等。
5、角苔门
①角苔门的主要特征:角苔门为叶状体,叶状体内无组织分化,细胞内含有2至多个大型的叶绿体,每一叶绿体内含有一个淀粉核,这在其他的苔藓植物中是没有的。
②角苔门代表植物:角苔
③角苔门分类:角苔门含角苔科(Anthoc erotaceae)和短角苔科(Notothylaceae)等4个科。
6、苔藓植物的起源
起源于绿藻
起源于裸蕨
第九章:蕨类植物
1、蕨类植物的经济价值:蕨类植物拥有辉煌的过去,大量的古代蕨类植物形成了煤炭,是现在人类重要的能源之一。除此以外,现代蕨类植物与人类的关系也非常密切。 在工业方面:许多蕨类植物是重要的工业原料。如石松的孢子是冶金工业的优良脱模剂,还可用于制造火箭、照明弹等引起突然起火的引火燃料。木贼类含有大量的硅质,是极好的磨光剂。 在农业方面;一些蕨类是优质肥料和饲料。如满江红是含氮量很高的绿肥,也是猪、鸭等家畜、家禽的好饲料。利用蕨类(蕨、里白、芒萁等)垫厩,可减少厩圈的病虫害滋生。 在林业方面:蕨类植物可作为土壤和气候的指示植物,根据蕨类的生长和分布来指导人们林业生产。如芒萁、里白、狗脊和石松等适合生长的酸性上壤正是茶和油茶等经济林木的宜林地,因而可根据它们的分布选择造林地;也可选择铁线蕨、肾蕨等生长的地方作为喜钙植物的造林地;桫椤、莲座蕨和巢蕨是热带或亚热带潮湿气候的标志。 在医药方面:蕨类植物是重要的中草药资源。例如海金沙可治尿道感染和结石;江南卷柏可治湿热黄疸、水肿;贯众治流感、腹痛;金毛狗脊的鳞片能治刀伤出血;瓦韦的孢子可止血。 在食用方面:蕨类食用的历史相当悠久,蕨的根状茎富含淀粉,幼叶有特殊的清香。经过加工的蕨茎淀粉(蕨粉)和幼叶(称为绿提琴头)均为高级营养食品。 在园艺方面:蕨类极富观赏价值,是观叶植物的重要组成部分,在居室布置、插花、盆景等方面显示出蕨类植物无穷的潜力。在温室、庭院或盆景中广泛栽培的蕨类植物有肾蕨、铁线蕨、卷柏、巢蕨、鹿角蕨、槲蕨和桫椤等。另外,凤尾蕨、凤丫蕨、水龙骨、翠云草、银粉背蕨、千层塔、乌蕨和石韦等均具观赏价值,值得进一步开发为良好的观赏植物。
2、蕨类植物的主要特征:精子器,颈卵器,根茎叶
3、石松亚门
①代表植物
石松
卷柏
②石松亚门的分类举例:虽然现存石松亚门的植物仅归入石松目和卷柏目两类,但是两种代表植物所在属就有1100多种,均为大属。地刷子石松(Lycopodium complanatum)、灯笼章又称铺地蜈蚣或垂穗石松(L cernnum)均为石松属的常见种类。卷柏属多数植物具有匍匐茎,匍匐茎的种类多具根托(rhizophore),根托为外起源,可视为无叶的枝,其先端生不定根,如中华卷柏(Selaginella sinensis)伏地卷柏(S.nipponica)和翠云草(Suncinata)等。常见的江南卷柚(摩莱卷柏)(S.moellendorfii)则具有直立茎。除石松和卷柏外,常见的还有蛇足石杉(又称千层塔 Huperzia serrata),肾形的孢子囊着生于孢子叶腋,成熟孢子囊沿一侧开裂,孢子叶扁平叶缘呈波纹状,具不规则重锯齿。近 年来从千层塔中分离出石杉碱甲,用它制成的“双益平”是治疗老年痴呆症的新一代药物。
4、水韭亚门:孢子体为草本,茎粗短呈块茎妆,具原生中柱,有螺纹及网纹管胞。叶具叶舌,孢子叶的近轴面生长孢子囊,孢子异型,游动精子具多鞭毛。
5、松叶蕨亚门:松叶蕨亚门植物的孢子体无根,茎分为匍匐的根状茎和直立的气生枝,仅在根状茎上生毛状假根。气生枝二叉分枝,具原生中柱 小型叶。孢子囊大都生在枝端,孢子同型。
6、楔叶衙门:孢子体有根、茎、叶的分化。茎有明显 的节与 节间之分,节间中空,茎上有纵肋。中柱由管状中柱转化为具节中柱,内始式木质部。小型叶不发达,轮生成鞘状。孢子囊生于特殊的孢子叶上,这种抱子叶又称抱囊柄(sporangiophore),孢囊柄在某些枝端聚集成孢子囊穗。孢子同型或异型,孢子的外壁分裂成4条弹丝,孢子成熟时弹丝的游离端与内整分离,弹丝是具有吸湿性的,当它们的水分含量减少时就松开,湿度增加时又可以卷起来,以此促进孢子囊的开裂和孢子的散放。
7、真蕨亚门
①猴囊蕨纲:厚囊蕨纲植物,孢子囊壁由几层细胞组成,孢子囊较大,是由几个细胞共同起源的,内含多数同型孢子。配子体的发育需要有菌根共生,精子器埋在配子体的组织里。本纲包括瓶尔小草目和莲座蕨目两个目。代表植物瓶尔小草(Ophioglos sum vulga-tum)系瓶尔小草目(Ophioglossales)瓶尔小草科(Ophioglossaceae)瓶尔小草属植物,孢子体为小草本。除瓶尔小草属植物外,常见的尚有莲座蕨目的福建莲座蕨(Angiopteris fok iensis)等,莲座蕨为多年生草本,较瓶尔小草大。
②原始薄囊蕨纲:原始薄囊蕨纲植物,孢子囊壁由单层细胞构成,仅在一侧有数个具加厚接的细胞形成的盾形环带。孢子囊是由1个细胞发育而来,但囊柄可由多细胞发生。配子体为长心形的叶状体
③薄囊蕨纲:薄囊蕨纲植物的孢子囊起源于1个原始细胞,孢子囊通常聚集成孢子囊群,着生在孢子叶的背面、边缘或特化的孢子叶边缘,囊群 盖有或无,孢子少,有定数,除水生蕨类形成孢子果。具异型孢子外,大多数种类具同型孢子。孢子囊壁 由1层细胞构成,具有各式环带。环带细胞内侧的壁产及侧壁均木质化加厚少数不加厚,有2个不加厚的田胞称唇细胞(lip cell)。
水龙骨目
苹目
槐叶苹木
8、蕨类植物的起源与演化
第十章:植物的系统发育
1、植物的起源
2、植物的演化
①植物营养体的演化
②有性生殖方式的演化
③植物对陆地生活的适应
④生活史的类型及演化
⑤高等植物营养体和孢子叶的发展与分化
3、植物个体的发育和系统发育:植物分类的基本单位是种,每个种又是由无数的个体组成。每一个体都有发生、生长、发育,以至成熟的过程,这一过程便称为个体发育(ontog- eny)。在植物发育过程中,除外部形态发生一系列的变化外,其内部结构也随之出现组织分化,直到这一分化过程完全成熟,才达到比较完善的地步。 所谓系统发育(phylogeny)是与个体发育相对而言的,它是指某一个类群的形成和发展的过程。大类群有大类群的发展史,小类群有小类群的发展史,从大的方面看,如果考察整个植物界的发生与发展,便称之为植物界的系统发育。同样,也可以考察某个门、纲、目、科、属、种的系统发育。例如,在绿藻门中有各种类型的植物,有单细胞的(其中又包括有鞭毛能活动和无鞭毛不能活动的两种类型),有群体的,有丝状体型的(其中又可分为分枝的和不分枝的),有片状体型的……各种类型之间在进化上有何联系?哪种类型较为原始?哪种类型较为进化?何者低级?何者高级?对这类问题的控过战且探讨绿荡门的系统发盲。在种之下又有亚种、变种、变型,这说明在一个种的范围内,也有变化和发展,这就是种的系统发育。同样的道理,纲、目、科、属,各个分类等级均有其系统发育。 个体发育与系统发育,是推动生物进化的两种不可分割的过程,系统发育建立在个体发育的基础上,而个体发育又是系统发育的环节。在个体发育过程中,新一代的个体,既有继承上一代个体特性的遗传性,又有不同于上一代的变异性。种瓜得瓜,种豆得豆,这是遗传性决定的。世上找不到两个完全相同的个体,即使是孪生兄弟,也有微小的差别,这就是变异性。自然界对新一代无数的大同而小异的个体进行选择,使有利于种族生存的变异得以巩固和发展,由量的积累而到质的飞跃,这就产生出了新的物种。只要生命物质存在一天,这一过程就永远不会休止。 在植物界中,任何高等植物的个体发育,都是从1个受精卵细胞开始的,这相当于进化过程中的单细胞阶段,由此细胞经过一系列的横分裂发展成为短小的丝状体,相当于丝状藻阶段,继之出现了多方向的分裂,外形趋于复杂化,这与片状藻和分枝丝状澡阶段大体相符,最后内部出现组织分化,出现了维管组织,这又象征着进入了维管植物的阶段。重演现象的发现,在进化论与有神论进行激烈争论的19世纪,为进化论提供了有力的佐证。
第十一章:裸子植物
1、裸子植物与人类的关系:现今存活的裸子植物多为第三纪子遗植物,被称为“活化石”。它们对于研究第四纪的气候变迁,植物的适应能力有很重要的学术价值。银杏、银杉、水杉、巨柏、红豆杉属等属种是国家一级保护植物,苏铁属、福建柏、台湾杉、金钱松等是国家二级保护植物,它们都具有极高的研究价值和经济价值。 裸子植物是重要的材用树种,我国南方的马尾松、杉木和北方的华山松、红松均为重要的木材原料。广泛用于建筑、交通(铁路)、家具等人类生活的各个方面。 裸子植物又是树脂、栲胶等重要的工业原料植物。裸子植物是庭园树种的重要组成部分。世界五大庭园植物雪松、南洋杉、金钱松、金松和巨杉都是裸子植物。此外,银杏、金钱松、福建柏、红桧、巨柏、攀枝花苏铁、黄山松、水杉等形成的自然景观也给人类带来了美的享受。 裸子植物既能给人类提供优质的休闲食物,如华山松和红松的松子;也是药用植物的重要成员如南方红豆杉可用来提取紫杉醇作为抗癌药等。
2、裸子植物的主要特征
①裸子植物的主要特征
孢子体发达
配子体退化、具有颈卵器
胚珠裸露
传粉时花粉直达胚珠
多胚现象
产生种子
子主题
②蕨类植物与种子植物生活史中两套名词间的对应关系
③裸子植物生活史:以松属植物为例
孢子体
雄配子体
雌配子体
传粉与受精
胚胎发育和种子的形成
原胚阶段
胚胎的选择阶段
胚的器官和组织分化阶段
胚的成熟阶段
3、苏铁纲:常绿木本,茎粗壮,常不分枝。叶螺旋状排列,有鳞叶及营养叶之分,鳞叶小,密被褐色毡毛;营养叶大型、羽状深裂,集生于枝顶。雌雄异株,孢子叶球顶生。游动精子多纤毛。本纲始于二叠纪,盛于侏罗纪,现存1目3科11属,约209种 ,分布于热带亚热带地区。我国仅苏铁属(Cycas)约15种;位于四川攀枝花市的苏铁林是亚洲最大的野生苏铁林。
4、银杏纲:落叶乔木,枝条有长、短枝之分。叶扇形,先端2裂或波状缺刻,具分叉的脉序,在长枝上螺旋状散生,在短枝上簇生。球花单性,雌雄异株,精子多纤毛。种子核果状,具3层种皮,胚导乳丰富。 本纲现仅存1种--银杏科(G inkgoaceae)银杏(Ginkgo biloba)。
5、松柏纲
①松柏纲的主要特征:乔木,稀灌木。茎有长、短枝之分。茎的髓部小,次生木质部发达,由管胞组成,无导管,具树脂道(resin duct)。叶单生或成束,针形、鳞形、钻形、条形或刺形,叶的表皮通常具较厚的角质层及下陷的气孔。孢子叶球单性,孢子叶常排列成球果状。精子无鞭毛。球果的种鳞与苞鳞离生(仅基部合生)、半合生(顶端分离)及完全合生种子有翅或无翅,胚乳丰富,子叶2~10枚。松柏纲植物的叶多为针形,故称为针叶树或针叶植物又因孢子叶常排成球果状,也称为球果植物。
②松柏纲的分类
Ⅰ松科
松属
雪松属
冷杉属
云杉属
银杉属
落叶松属
Ⅱ杉科
杉木属
柳杉属
水松属
落羽杉属
水杉属
Ⅲ柏科
侧柏科
柏木属
刺柏属
6、红豆杉纲
①罗汉松科
②三尖杉科
③红豆杉科
7、买麻藤纲
①麻黄科
②买麻藤科
③百岁兰科
8、裸子植物的起源与演化裸子植物发生发展的历史悠久,最初的裸子植物出现在34500万~39500万年前之间的古生代泥盆纪,历经了古生代的泥盆纪、石炭纪、二叠纪,中生代的三叠纪、侏罗纪、白垩纪,新生代的第三纪、第四纪直到今天。从裸子植物发生到现在,地史气候经历了多次重大变化,老种类不断灭绝,新种类陆续演化,现存裸子植物不少是250万~6500万年前之间的新生代第三纪出现的,又经历了第四纪冰川时期保留下来,繁衍至今。在现代国民经济建设中,具有重要的地位。:
①起源
前裸子植物
种子蕨和科得狄植物
②演化地位:关于真蕨类、前裸子植物和裸子植物的系统发育,Beck(20世纪60年代)认为古蕨属和科得狄属植物均属前裸子植物,可能是种子植生物的直接祖先:Bank(20世纪70年代)认为真蕨前裸子植物来自裸蕨,裸子植物是由前裸子植物进化而来的。
第十二章:被子植物
1、被子植物的主要特征
具有真正的花
具雌蕊
具有双受精现象
孢子体高度发达
配子体退化
2、被子事物的形态学分类原则:被子植物的分类,不仅要把几十万种植物安置在一定的位置上(纲、目、科、属、种),还要建立一个分类系统,反映出它们之间的亲缘关系。这方面的工作常常是很困难的,首先是因为被子植物在地球上,几乎是在距今13亿年的白垩纪突然地同时兴起的,所以就难于根据化石的年龄论定谁比谁更原始;其次是由于几乎找不到花的化石,而花部的特点又是被子植物分类的重要方面 这就使整个进化系统被割裂成许多片段。
3、被子植物分类的主要形态术语
①根的变态
贮藏根
肉质直根
块根
气生根
支柱根
攀援根
呼吸根
寄生根
②茎的形态及其变态
芽的基本形态
芽
节和节间
长枝和短枝
叶痕
茎的生长习性
木本植物、草本植物和藤本植物
平卧茎、匍匐茎和纤匍枝
茎的分枝方式
单轴分枝
合轴分枝
假二叉分枝
二叉分枝
分蘖
茎的变态
茎刺
茎卷须
叶状茎
小鳞茎
小块茎
根状茎
块茎
鳞茎
球茎
③叶的形态及其变态
叶片的形态
针形
钻形
条形
披针形
椭圆形
卵形
菱形
心形
肾形
叶尖的形态
尾尖
渐尖
急尖
钝形
截形
具短尖
具骤尖
微缺
叶基的形态
耳形
箭形
戟形
偏斜形
叶缘的形态
全缘
波状
皱缩状
齿状
缺刻
叶脉及叶序
叶脉
脉序
平行脉
网状脉
叉状脉
单叶和复叶
单叶
复叶
羽状复叶
掌状复叶
3出复叶
单身复叶
叶序
互生叶序
对生叶序
轮生叶序
簇生叶序
叶镶嵌
异形叶性
叶的变态
苞片
鳞叶
叶卷须
捕虫叶
叶状柄
叶刺
先出叶
果囊
子主题
④花序形态
无限花序
总状花序
伞房花序
伞形花序
穗状花序
小穗两侧压扁
柔荑花序
肉穗花序
头状花序
圆锥花序
复穗状花序
复伞形花序
复伞房花序
复头状花序
有限花序
单歧聚伞花序
二歧聚伞花序
多歧聚伞花序
杯状聚伞花序
隐头花絮
⑤花及其各组成部分的形态
花托的形状
花盘
雌雄蕊柄
花冠柄
雌蕊柄
花被的形态离
离生萼
早落萼、落萼和宿萼
副萼
副花冠
离瓣花
多面对称花、双面对称花、单面对称花及不对称花
镊合状、旋转状与覆瓦状排列
管状花序
漏斗状花序
钟状花序
高脚碟状花序
坛状花序
辐状花序
十字形花冠
碟状花冠
唇形花冠
舌状花冠
假舌状花冠
距在花萼或花冠一边基部延伸或管状突起
雄蕊的形态
雄蕊的类型
四强雄蕊
二强雄蕊
单体雄蕊
二体雄蕊
三体雄蕊
多体雄蕊
聚药雄蕊
花药着生的位置
底着药
贴着药
丁字形着药
个着药
花药开裂方式
内向药
外向药
花药纵裂
花药横裂
花药孔裂
花药瓣裂
被丝托
雌蕊的形态
子房位置
子房上位
子房半下位
子房下位
雌蕊类型
单雌蕊
复雌蕊
合蕊柱
胎座、胎座式和胎座框
边缘胎座式
侧模胎座式
中轴胎座式
特立中央胎座式
基生胎座式
胎座框
⑥果实类型
肉果
浆果
核果
小核果
梨果
干果
荚果
长角果和短角果
蓇葖果
蒴果
瘦果
下位瘦果
翅果
颖果
坚果
双悬果
胞果
小坚果
⑦器官表面形态及质地
⑧被子植物形态的多样性和演化的连续性
4、被子植物的分类
双子叶植物
菊科:叶常互生、无托叶、头状花序单生或再排成各种花序
豆科:叶常绿或落叶,通常互生,稀对生,常为一回或二回羽状复叶,少数为掌状复叶或3小叶、单小叶,或单叶,罕可变为叶状柄,叶具叶柄或无。托叶有或无,有时叶状或变为棘刺。花两性,稀单性,辐射对称或两侧对称,通常排成总状花序、聚伞花序、穗状花序、头状花序或圆锥花序。
唇形科:花通常两性,两侧对称,稀多少辐射对称;花萼钟状、管状或杯状,稀壶状、球形或二片盾形,萼齿通常5,稀3、2或10(其中5长5短),齿间稀具胼胝体(青兰属Dracocephalum),具5、10、15脉,稀8、11、13~19脉,外面通常被毛或腺体,内面有或无毛环(或称果盖carpostegium);花冠管状多为二唇形,着色;裂片5,稀4;雄蕊通常4,二强,稀2枚,通常前对长,后对较短,着生于花冠管上,花丝丝状,有或无毛,花药2室、纵裂,花盘下位,通常肉质;子房上位,由2个中向心皮形成,有4个心室;花柱通常着生于子房基部,柱头2裂,稀不裂。果为4枚小坚果或核果状;种子于果内单生,直立,稀横生而皱曲,胚乳无或极不发育,胚具微肉质子叶。
蔷薇科:叶互生,常有托叶;花两性,辐射对称,颜色各种;花托多少中空,花被即着生于其周缘;萼片4-5,有时具副萼;花瓣4-5或有时缺;雄蕊多数,周位,稀5或10;子房由1至多个、分离或合生的心皮所成,上位或下位;花柱分离或合生,顶生、侧生或基生;胚珠每室1至多颗;果为核果或聚合果,或为多数的瘦果藏于肉质或干燥的花托内,稀蒴果。
十字花科:其根有时膨大成肥厚的块根,茎直立或铺散,叶有二型,基生叶呈旋叠状或莲座状,茎生叶通常互生,通常无托叶;花整齐,两性,花多数聚集成一总状花序,顶生或腋生,花序近似伞房状,以后花序轴逐渐伸长而呈总状花序;具较短的花丝,种子一般较小,表面光滑或具纹理。
玄参科:叶互生、下部对生而上部互生、或全对生、或轮生,无托叶。花序总状、穗状或聚伞状,常合成圆锥花序,向心或更多离心。花常不整齐;萼下位,常宿存,5少有4基数;花冠4-5裂,裂片多少不等或作二唇形;雄蕊常4枚,而有一枚退化,少有2-5枚或更多,药1-2室,药室分离或多少汇合;花盘常存在,环状,杯状或小而似腺;子房2室,极少仅有1室;花柱简单,柱头头状或2裂或2片状;胚珠多数,少有各室2枚,倒生或横生。果为蒴果,少有浆果状,具生于1游离的中轴上或着生于果爿边缘的胎座上;种子细小,有时具翅或有网状种皮,脐点侧生或在腹面,胚乳肉质或缺少;胚伸直或弯曲。
伞形科:伞形科植物为一年生至多年生草本,通常都是灌木。单叶互生,雄蕊多为花冠裂片的倍数。茎通常都是直立或者是匍匐上升的,一般是圆形的,有些稍有棱和槽,也有的则是空心的。
单子叶植物
兰科:多年生草本植物根肉质肥大,无根毛,有共生菌。具有假鳞茎,俗称芦头,外包有叶鞘,常多个假鳞茎连在一起,成排同时存在。叶线形或剑形,革质,直立或下垂,花单生或成总状花序,花梗上着生多数苞片。花两性具有芳香。花冠由3枚萼片与3枚花瓣及蕊柱组成。萼片中间1枚称主瓣。下2枚为副瓣,副瓣伸展情况称户。上2枚花瓣直立,肉质较厚,先端向内卷曲,俗称捧。下面1枚为唇瓣,较大,俗称兰荪。成熟后为褐色,种子细小呈粉末粉。
禾本科:一般有空心的杆子,隔一段有一实心的结。叶由叶片和叶鞘两部分组成。 叶子从结两边轮流出来,同结的叶子生于一个平面,叶脉平行。 每一片叶子分为三部分,下部份包住杆子,上部份独立,两个中间有一层薄膜或一圈细毛。 花很小,没有花瓣,靠风传粉。 果实为颖果。
莎草科:茎实心,横断面常为三角形,叶基部具叶鞘,叶鞘的两侧边缘互相接合;某些种类的叶片已退化;花小,聚生成小穗,小穗外无叶状的苞片包围。花由一枚雌蕊和2~3枚雄蕊构成,生于特称为颖片的鳞片腋间。
5、被子植物的起源和系统演化
①被子植物的起源
起源时间:白垩纪甚至侏罗纪
发源地:低纬度热带
可能的祖先:一个祖先类群
②被子植物的系统演化及其分类系统
恩格勒
哈钦森
克朗奎斯
③高等植物各类群之间的演化关系及系统树
第十三章:植物对环境的适应
1、植物对高寒山地环境的适应
卷叶性与茸毛性
大苞现象
垫状现象
胎生现象
畸形树
花朵具艳丽的色彩
藓类植物的繁荣现象
2、植物对干旱荒漠地的适应
根系深
形成根套
“风滚草”现象
夏季休眠
叶片退化,靠茎枝进行光合作用
干旱多浆植物
3、植物对水生环境的适应
沉水植物的适应
水位急剧变化环境下水马齿的适应
浮水植物的适应
红树林的生态适应
4、植物与环境生物的协同关系
植物靠动物传粉
植物吃动物
植物和动物协同进化
入侵植物
附生植物
绞杀植物
寄生植物
腐生植物
食菌植物
植物学
第一章:绪论
第二章:植物细胞和组织
1、植物细胞的基本结构和功能
①植物细胞的形状和大小:细胞形态的多样性,反映了细胞功能的多样性;细胞体积的大小受细胞核的控制,体积小,他的相对表面积就大,这对细胞间在代谢过程中物质的迅速交换与转运十分有利。
②植物细胞的结构与功能:植物细胞由原生质体和细胞壁两部分组成
原生质体
细胞核
核膜
核仁
核质
染色质
核基质
细胞质
质膜:暗带蛋白质;明带脂质;选择透性;膜的流动镶嵌模型:识别捕捉释放
细胞器
质体:有色体;叶绿体;白色体
线粒体
内质网
高尔基体
核糖体
液泡
溶酶体
圆球体
微体
微管、微丝和中间纤维
子主题
胞基质
细胞壁
细胞壁的层次
胞间层
初生壁
次生壁
初生纹孔场、胞间连丝和纹孔
细胞壁生长时并不是均匀增厚的,在初生壁上具有一些明显的凹陷区域,称为初生纹孔场
次生壁形成时,初生壁完全不被次生壁覆盖的区域
细胞壁的化学成分:纤维素;果胶质;半纤维素;多糖;蛋白质;角质化;栓质化;木质化;矿质化
细胞壁的亚显微结构:微纤丝
③原核细胞的和真核细胞
2、植物细胞的后含物
淀粉
蛋白质
脂肪和油类
晶体
3、植物细胞的繁殖
有丝分裂
核分裂
间期:G1,S,G2 DNA复制和组蛋白的合成
前期:细胞核内出现染色体,核膜核仁消失,纺锤丝开始出现
中期:染色体排列到细胞中央的赤道面上,纺锤体十分明显
后期:染色体着丝点分裂,在两极纺锤体的牵引下,染色体单体分别朝相反的两级移动
末期:染色体到达两极,直至核膜核仁重新出现
胞质分裂:胞质分裂是在两个新的子核之间形成新细胞壁,把一个母细胞分隔成两个子细胞的过程。
有丝分裂的特点和意义:每次核分裂前必须进行染色体的复制,在分裂时,每条染色体裂为两条子染色体,平均的分配给两个子细胞。保持了细胞遗传的稳定性。
无丝分裂:分裂时,核内不出现染色体,不发生像有丝分裂过程中出现的一系列复杂变化,例如横缢式分裂
减数分裂
第一次分裂
前期Ⅰ
细线期
偶线期
粗线期
双线期
终变期
中期Ⅰ
后期Ⅰ
末期Ⅰ
第二次分裂:分裂Ⅱ一般与分裂Ⅰ的末期紧接,或出现短暂的间歇。在分裂Ⅱ,核不再进行DNA的复制和染色体的加倍,整个分裂过程与一般有丝分裂相同,分成前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ
减数分裂的特点和意义:减数分裂中一个母细胞要经历两次连续的分裂,形成四个子细胞,每个子细胞的染色体数只有母细胞的一半。减数分裂是有性生殖的前提,是保持物种稳定性的基础。
4、植物的细胞的生长和分化
植物细胞的生长:是细胞体积的增长,包括细胞纵向的延长和横向的扩展。
植物细胞的分化:分裂后的细胞在生长过程中形态结构功能上产生的差异,形成不同的细胞群,细胞在生长过程中的这种结构和功能上的特化,称为细胞分化
5、植物的组织和组织系统
植物组织的类型
分生组织
分生组织的概念:在植物生长过程中能持久或在一定时间内保持分裂能力的细胞群称分生组织。分生组织的细胞没有或很少有分化,分布在植物体的特定部位。
分生组织的类型
按在植物体上的位置分;顶端分生组织;侧生分生组织;居间分生组织
按来源的性质分:原分生组织;初生分生组织;次生分生组织
成熟组织
成熟组织的概念:分生组织衍生的大部分细胞逐渐丧失分裂的能力,进一步生长和分化形成的各种组织,称为成熟组织,又称永久组织
成熟组织的类型
保护组织
表皮(初生保护组织)
周皮(次生保护组织)
薄壁组织
同化组织
贮藏组织
贮水组织
通气组织
转输组织
机械组织
厚角组织
厚壁组织
输导组织
木质部
韧皮部
分泌结构
外部的分泌结构
内部的分泌结构
组织系统:植物的每一器官都由一定种类的组织构成。具有不同功能的器官中,组织的类型不同,排列方式也不同。然而植物是一个有机的整体,各个器官除了具有功能上的相互联系外,在它的内部结构上也必然具有连续性和统一性。
第三章:种子植物的营养器官
1、根
①根和根系的类型
主根、侧根和定根、不定根
直根系和须根系
②根尖的发育
顶端分生组织
成熟根中的维管柱、皮层和根冠
所有各区,或者至少是皮层和根冠,都是集中在一群横向排列的细胞中,起源于共同的原始细胞层
根尖的结构和发育
根冠去
分生区
伸长区
成熟区
③根的初生结构
表皮(一种吸收组织)
皮层,有凯氏带
维管柱,有潜在分生能力,由初生向次生,外始式。
④侧根的形成,起源于中柱鞘,最先中柱鞘相应部位的细胞恢复分生能力,进行平周分裂。
⑤根的次生生长和次生结构
维管形成层的发生及其活动
木栓形成层的发生及其活动
⑥共生根和寄生根
共生根
根瘤
菌根
寄生根
⑦根的作用
吸收作用
固着和支持作用
输导作用
合成作用
贮藏和繁殖作用
分泌作用
2、茎
①茎的发育
茎尖的构造
顶端分生组织组成的几种理论
组织原学说:韩士汀认为被子植物的茎端是三个组织区(表皮,皮层,维管柱)前身,即三个组织原,每一组织原由一个或一群原始细胞发生。
原套—原体学说:史密特认为茎的顶端分生组织原始区域包括原套和原体两个部分,组成原套的一层或几层细胞只进行垂周分裂,保持表面生长的连续进行;组成原体的多层细胞进行平周分裂和各个方向的分裂,连续的增加体积,使茎端增大。
叶和芽的起源(外起源)
叶的起源
芽的起源
②茎的初生生长和初生结构
双子叶植物和裸子植物茎的初生结构
双子叶植物茎的初生结构
表皮
皮层
维管柱
初生木质部(内始式)
初生韧皮部(外始式)
形成层
髓和髓射线
裸子植物茎的初生结构
表皮
皮层
维管柱
单子叶植物茎的初生结构
玉米茎的结构
表皮
基本组织
维管束
竹茎的结构
机械组织特别发达
原生木质部像玉米和小麦一样也有腔隙
基本组织大部分为厚壁组织,细胞壁比玉米和小麦要厚的多,而且木质化
③茎的次生生长和次生结构
双子叶植物茎的次生结构
维管形成层的来源和活动
维管形成层的来源
维管形成层的细胞组成、分裂方式和衍生细胞的发育
维管形成层的季节性活动和年轮
早材和完材
年轮
心材和边材
三种切面
木栓形成层的来源和活动
裸子植物茎的次生结构
多数裸子植物茎的次生木质部主要是由管胞、木薄壁组织和射线所组成,无导管,无典型木质纤维
裸子植物次生韧皮部的结构也较简单,是由筛胞、韧皮薄壁组织和射线所组成。
有些裸子植物茎的皮层、维管柱中,常分布许多管状的树脂道
单子叶植物茎的次生结构,大多数单子叶植物是没有次生生长的。
木质茎和草质茎
木质茎:木质茎是较早出现的,裸子植物只有木质茎
草质茎:是在木质茎类型中衍生出来的。草质茎一般柔软、绿色,没有或只有极少量木质化的组织。
④茎的作用
输导作用
支持作用
贮藏和繁殖
光合作用
3、叶
①叶的发育:叶片是由叶原基经顶端生长、边缘生长和居间生长而形成。
②叶的结构
双子叶植物叶的一般结构
叶片的结构
表皮
无规则型
不等型
平列型
横列型
叶肉
叶脉
叶柄的结构的结构比叶片要简单些,与茎的结构有些相似,由表皮、基本组织和维管组织组成。
单子叶植物叶的结构特点
表皮
叶肉
叶脉
裸子植物叶的结构特点
表皮
叶肉
叶脉
③叶的生态类型
旱生植物的叶
保持水分
防止水分蒸发
叶小而厚,多茸毛
水生植物的叶
沉水植物的叶细裂成丝状,机械组织不发达
挺水植物气孔只分布于上表皮,上突型;叶肉有多层栅栏组织分化;海绵组织特化;维管束中韧皮部相比木质部发达
叶的表皮薄,不加厚也未角质化,角质层薄或无,没有表皮毛,没有气孔
阳生植物、阴生植物和耐阴植物的叶
④落叶和离层
落叶:植物的叶经过一段时间的生理活动,细胞内积累了大量的无机盐,引起细胞功能的衰退
离层:在叶将落下时,叶柄基部或近基部处有一些薄壁组织细胞开始分裂,产生一些小型排列紧密而整齐的细胞,这些细胞的外层细胞壁胶化,细胞成为游离的状态,因此支持作用变得脆弱,这部分细胞称为离层
⑤叶的作用
光合作用
蒸腾作用
4、营养器官间的相互联系
①营养器官间微管组织的联系
茎与枝、叶的维管组织的联系
叶迹
枝寂
茎与根的维管组织的联系:过渡区
②营养器官在植物生长过程中的相互影响
地下部分与地上部分的相互关系
顶芽与叶芽的相互关系
第四章:种子植物的繁殖器官
1、花
①花的概念和花的组成
花的概念:花是适合于繁殖作用的、不分枝的变态短枝,是形成有性生殖过程中的大、小孢子和雌雄配子,并进一步发育为种子和果实的器官
花的组成
花柄和花托
花被
花萼
花冠
雄蕊群:一朵花中雄蕊的总称,由多数或一定数目的雄花蕊所组成,位于花被的内方或上方,在花托上呈螺旋状或轮状排列。
雌蕊群
柱头:雄蕊的顶端,接受花粉的部位
花柱:柱头和子房的连接部分,是花粉管进入子房的通道。
子房:雌蕊基部的彭大部分,有柄或无柄,着生在花托上。
花各部分的演化
数目的变化
排列方式的变化
对称性的变化
子房位置的变化
②花程式和花图式
花程式
K代表花萼
C代表花冠
A代表雄蕊群
G代表雌蕊或雌蕊群
P代表花被
花图式:花图式是用花的横剖面简图来表示花各部分的数目、离合情况、排列的位置和胎座类型。
2、雄蕊的发育
①花药的发育和小孢子的形成
②花粉粒的发育和形态结构
发育:花粉细胞从四分体分离出来时细胞壁薄,含浓厚的原生质,核位于细胞的中央,他们从绒毡层取得营养,细胞体积不断增大,细胞核由中央位置移向细胞一侧,随后进行一次不均等分裂,形成两个细胞,大细胞为营养细胞,小细胞为生殖细胞。
形态结构
二细胞型花粉粒:只含营养细胞和生殖细胞
三细胞型花粉粒:一个营养细胞和两个精子细胞
③花粉败育和雄性不育花粉败育
花粉败育:成熟的花药一般都能散发正常发育的花粉粒。但有时花药散发出的花粉没有经过正常的发育,不能起到生殖作用。
雄性不育
花药退化
花药内不产生花粉
产生的花粉败育
④由花药和花丝两部分组成
3、雌蕊的发育
①胚珠的发育:胚珠是在胎座上发生的,初出现时是一个很小的突起物,这个突起物称为珠心。珠心体积增大并从珠心的基部生出一种保护构造—珠被
②胚囊的发育和结构
大孢子的发生
大孢子母细胞经过两次连续的分裂,其中一次是染色体的减数,分裂后,每个细胞产生各自的细胞壁,成为4个含单倍核的大孢子。
大孢子母细胞在减数分裂时两次分裂都没有形成细胞的壁,所以4个单倍的核共同存在于原来的大孢子母细胞的细胞质中,以后这四个大孢子核一起参与囊胚的形成。
囊胚的形成:直列形的4个大孢子中和点端的1个逐渐长大,而另外3个逐渐退化消失。长大的大孢子也可称单核胚囊,含有大的液泡
成熟囊胚的结构和功能
卵细胞
助细胞
反足细胞
4、开花、传粉与受精
①开花:当雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊达到成熟时,或二者之一发育成熟,原来由花被紧紧包住的花张开,露出雌、雄蕊,为下一步的传粉做准备,这一现象叫做开花
②传粉
自花传粉与异花传粉及其生物学意义
自花传粉:花粉从花粉囊散出后,落到同一花的柱头上的传粉现象
两性花,花的雄蕊常围绕雌蕊而生,而且挨得很近,所以花粉易于落在本花的柱头上
雄蕊的花粉囊和雌蕊的胚囊必须是同时成熟的
雌蕊的柱头对于本花的花粉萌发和花粉管中雄配子的发育没有任何生理阻碍
闭花传粉和闭花受精
异花传粉:一朵花的花粉传送到同一植株或不同植株另一朵花的柱头上的传粉方式,称为异花传粉
花单性
两性花,但雄蕊和雌蕊不同时成熟
花粉落在本花的柱头上不能萌发,或不能完全发育以达到受精的结果
风媒花和虫媒花
风媒花:依靠风力传送花粉的传粉方式称为风媒
虫媒花:依靠昆虫为媒介传送花粉的方式称虫媒
多具有特殊气味
多具有花蜜
花大而显著
花粉粒大而外壁粗糙,具黏性;雌蕊柱头也有黏液
结构上常和传粉的昆虫互相适应
其他传粉方式
水媒
鸟媒
人工辅助授粉
③受精
花粉粒在柱头上的萌发:花粉粒落在柱头上后,首先向周围吸取水分,吸水后的花粉粒呼吸作用迅迎参强,蛋白质的合成也显著地加快。同时,花粉粒因吸水而增大体积高尔基体活动加强,产生很多大型小泡,带着多种酶和造壁物质,循着细胞质向前流动的方向,释放出小泡,参与花粉管壁的建成。吸水的花粉粒营养细胞的液泡化增强,细胞内部物质增多,细胞的内压增加,这就迫使着花粉粒的内壁向着一个萌发孔突出,形成花粉管
花粉管的生长及受精:具有受精亲和性的花粉,在酶的促进作用下开始萌发,形成花粉管。由于花粉粒的外壁性质坚硬,包围着内壁四周,只在萌发孔的地方留下伸展余地,所以花粉的原生质体和内壁,在膨胀的情况下,一般向着一个萌发孔突出,形成一个细长的管子,称为花粉管。花粉管有顶端生长的特性,它的生长只限于前端3~5μm处,形成后能继续向下延伸,先穿越柱头,然后经花柱而达子房。同时,花粉粒细胞的内含物全部注入花粉管内,向花粉管顶端集中,如果是三细胞型的花粉粒,营养核和2个精子全部进入花粉管中,而二细胞型的花粉粒在营养核和生殖细胞移入花粉管后,生殖细胞便在花粉管内分裂形成2个精子。
被子植物的双受精过程及其生物学意义:花粉管经过花柱,进入子房 直达胚珠,然后穿过珠孔,进而伸向胚囊。在珠心组织较薄的胚珠里,花粉管可以直接进入胚囊,但在珠心较厚的胚珠里,花粉管需要先通过厚实的珠心组织才能进入胚囊。被子植物的双受精,使两个单倍体的雌、雄配子融合在一起,成为一个二倍体的合子,恢复了植物原有的染色体数目。双受精在传递亲本遗传性、加强后代个体的生活力和适应性方面是具有重要的生物学意义的。精、卵融合将父、母本具有差异的遗传物质结合在一起,形成具双重遗传性的合子由于配子间的相互同化,形成的后代就有可能形成一些新的变异。由受精的极核发展成的胚乳是三倍体的,同样兼有父、母本的遗传特性,作为新生一代胚期的养料,可以为巩固和发展这一特点提供物质条件。所以,双受精在植物界成为有性生殖过程中最进化、最高级的形式。
无融合生殖以及多胚现象:在正常情况下,被子植物的有性生殖是经过卵细胞和精子的融合,以发育成胚。但在有些植物里,不经过精卵融合,也能直接发育成胚,这类现象称无融合生殖(apomixis)。无融合生殖可以发生在经过正常减数分裂的胚囊中,或发生在未经正常减数分裂的胚囊中,或发生在胚囊以外小的其他细胞。
5、种子和果实
①种子的基本形态
种皮
胚
胚根
胚芽
胚轴
子叶
胚乳
②种子的形成
胚的发育
胚乳发育:胚乳是被子植物种子贮藏养料的部分,由2个极核受精后发育而成,所以是三核融合的产物。极核受精后,不经休眠,就在中央细胞发育成胚乳。 胚乳的发育,一般有核型(nuclear type)、细胞型(cellular type)和沼生目型(helobial type)三种方式。以核型方式最为普遍,而沼生目型比较少见。
种子的形成
蚕豆种皮发育:蚕豆胚珠的内珠被为胚吸收消耗,后来不复存在,所以种皮是由外珠被的组织发育而来的。外珠被发育成种皮时,分化为3层组织,外层细胞是1层长柱状厚壁细胞,细胞的长轴致密地平行排列犹如栅状组织;第二层细胞分化为骨形厚壁细胞,这些细胞短柱状,两端膨大铺开呈“工”字形,壁厚,彼此紧靠排列,细胞间隙明显,有极强的保护作用和机械力量,再下面是多层薄壁细胞,是外珠被未经分化的细胞层,种子在成长时,这部分细胞常被压扁
小麦种皮发育:初时,每层珠被都包含2层细胞,合子进行第一次分裂时,外珠被开始出现退化现象,细胞内原生质逐渐消失,以后被挤,失去原来细胞形状,终于消失。内珠被这时尚保持原有形状,并增大体积,到种子乳熟时期,内珠被的外层细胞开始消失,内层细胞保持短期的存在,到种子成熟干燥时,它根本起不了保护作用。之后作为保护种子的组织层,主要是由心皮发育而来的
③果实的形成
果实的形成和结构:果实有的单纯由子房发育而成,也有的由花的其他部分如花托、花萼、花序轴等一起参与组成。子房原是由薄壁细胞所构成,在发育成果实时将进一步分化为各种不同的组织,分化的性质随植物种类而异
单性结实和无子果实:不经受精,子房就发育成果实的现象,称单性结实(parthenocarpy)。单性结实的果实里不含种子,所以称这类果实为无子果实。
④果实和种子对传播的适应
对风力散布的适应
对水力散布的适应
对人类和动物散布的适应
靠果实本身的机械力量使种子散布的适应结构或喷射力量
6、被子植物的生活史:多数植物在经过一个时期的营养生长以后,便进入生殖阶段,这时在植物体的一定部位形成生殖结构,产生生殖细胞进行繁殖。如属有性生殖,则形成配子体,产生配子(卵和精子),融合后形成合子,然后发育成新的一代植物体。像这样,植物在一生中所经历的发育和繁殖阶段,前后相继,有规律地循环的全部过程,称为生活史(lifehistory)或生活周期(life cycle)。 种子在形成以后,经过一个短暂的休眠期,在获得适合的内在和外界环境条件时,便萌发为幼苗,并逐渐长成具根、茎、叶的植物体。经过一个时期的生长发育以后,一部分顶芽或腋芽不再发育为枝条,而是转变为花芽,形成花朵,在雄蕊的花药里生成花粉粒,雌蕊子房的胚珠内形成胚囊。花粉粒和胚囊又各自分别产生雄性的精子和雌性的卵细胞。经过传粉、受精,一个精子和卵细胞融合,成为合子,以后发育成种子的胚;另一个精子和2个极核结合,发育为种子中的胚乳。最后花的子房发育为果实,胚珠发育为种子。种子中孕育的胚是新生一代的雏体。 被子植物的生活史存在两个基本阶段:一个是二倍体植物阶段(2n),也称为孢子体阶段,这就是具根、茎、叶的营养体植株。这一阶段是从受精卵发育开始,一直延续到花里的雌雄蕊分别形成胚囊母细胞(大孢子母细胞)和花粉母细胞(小孢子母细胞)进行减数分裂前为止,在整个被子植物的生活周期中,占了绝大部分时间。这一阶段植物体的各部分细胞染色体数都是二倍的。孢子体阶段也是植物体的无性阶段,所以也称为无性世代。另一个是单倍体植物阶段(n),也称为配子体阶段,或有性世代。这就是由大孢子母细胞经过减数分裂后,形成的单核期胚囊(大孢子),和小孢子母细胞经过减数分裂后,形成的单核期花粉细胞(小孢子)开始,一直到胚囊发育成含卵细胞的成熟胚囊,和花粉成为含2个(或3个)细胞的成熟花粉粒。经萌发形成有两个精子的花粉管,到双受精过程为止。被子植物的这一阶段占有生活史中的极短时期,而且不能脱离二倍体植物体而生存。由精卵融合生成合子,使染色体又恢复到二倍数,生活周期重新进入二倍体阶段,完成一个生活周期。被子植物生活史中的两个阶段,二倍体占整个生活史的优势,单倍体只是附属在二倍体上生存,这是被子植物和裸子植物生活史的共同特点。但被子植物的配子体比裸子植物的更加简化,而孢子体更为复杂。二倍体的孢子体阶段(或无性世代)和单倍体的配子体阶段(或有性世代),在生活史中有规律地交替出现的现象,称为世代交替(alternation of generation)。 被子植物世代交替中出现的减数分裂和受精作用(精卵融合),是整个生活史的关键,也是两个世代交替的转折点。
第五章:藻类植物
1、蓝藻门
①蓝藻门的主要特征
形态与构造:藻类植物(Algae)是一类植物体结构简单,无根、茎、叶分化,具有光合作用色素,自养的低等植物的总称,又称原植体植物(autotrophic thallo- phyte)。藻类植物体在形态上是千差万别的,小的只有几微米,必须在显微镜下才能见到,大的肉眼可见,最大的如生长于太平洋中的巨藻(Macrocystis)长可达100m。藻类植物的生殖方式多样,生殖器官多数是单细胞,合子不发育成多细胞的胚。
繁殖:蓝藻的繁殖方式主要为营养繁殖,包括细胞的直接分裂、丝的断裂和形成藻殖段(homogonium)等多种形式。单细胞类型是细胞分裂后,子细胞立即分离,形成单细胞体。群体类型是细胞反复分裂后,子细胞不分离,形成多细胞的大群体,群体破裂后形成多个小群体。丝状体类型是以形成藻殖段的方式繁殖。由异形胞、死细胞、隔离盘或机械作用分离而形成的片段称藻殖段。异形胞是丝状体上一种比营养细胞大的特殊细胞,无色,能参与营养繁殖或无性生殖。异形胞中还常形成固氮系统,具有固氮作用。隔离盘是由丝状体中某个细胞死亡,壁胶化而形成的。
分布:蓝藻分布很广,从两极到赤道,从高山到海洋,到处都有它们的踪迹。主要是生活在淡水中,少数海水生。水生蓝藻,有的浮游于水面,特别是营养丰富的水体,构成水华。生活于水底的种类,常附着在石上以及其他物体上。此外,在潮湿的土壤、岩石和树干上等都有分布。温泉的水中及水边都有蓝藻。有些蓝藻与真菌共生形成地衣。蓝藻分布很广,从两极到赤道,从高山到海洋,到处都有它们的踪迹。主要是生活在淡水中,少数海水生。水生蓝藻,有的浮游于水面,特别是营养丰富的水体,构成水华。生活于水底的种类,常附着在石上以及其他物体上。此外,在潮湿的土壤、岩石和树干上等都有分布。温泉的水中及水边都有蓝藻。有些蓝藻与真菌共生形成地衣。
②蓝藻门的代表植物
色球藻属
微囊藻属
皮果藻属
管胞藻属
颤藻属
念珠藻属
鱼腥藻属
真枝藻属
螺旋藻属
席藻属
单歧藻属
柱孢藻属
③蓝藻门在植物界中的地位:蓝藻是地球上最原始、最古老的一群植物。
2、绿藻门
①绿藻门的主要特征
形态与构造:绿藻在形态上有单细胞、群体、丝状体、叶状体和管状体等。少数种类的营养细胞前端具有鞭毛,终生能运动;多数种类的营养体不能运动,只在繁殖时形成的孢子和配子有鞭毛,能运动。鞭毛通常是2或4条,顶生,等长,尾鞭型(鞭毛表面平滑无附毛)。
繁殖
同配生殖
异配生殖
卵式生殖
接合生殖
分布:绿藻的分布很广,以淡水生为主,约占种类的90%,少数浅海生或半咸水生。海产种多分布在海洋沿岸,附生在10m以上的岩石上。淡水种的分布很广,江河、湖泊、潮湿的土壤表面,甚至在冰雪上都可找到。水生种类有沉水生和漂浮生长,但在海水中没有浮游的绿藻,有的绿藻也可以寄生在动物体内。
②绿藻门的代表植物
衣藻属
无性生殖:衣藻通常进行无性生殖。
有性生殖:同配升值
团藻属
无性生殖
有性生殖:卵式生殖
小球藻属
栅藻属
丝藻属
石莼属
刚毛藻属
松藻属
水绵属
轮藻属
子主题
③绿藻门在植物界中的地位:目前,在地层中发现的绿藻化石很多。在我国天津蓟县震旦亚界地层中,发现了一种12亿年前的真核多核体藻类,个体中央有中轴,两侧有许多轮状排列的侧枝,经鉴定属于绿藻纲管藻目多毛藻科(Polyblepharidaceae)的真核生物,定名为震旦塔藻化石。
3、红藻门
①红藻门的主要特征
形态与构造:除少数是单细胞类型外,绝大多数红藻门植物是多细胞体。在形态上有丝状体、片状体,也有形成假薄壁组织的叶状体或枝状体。假薄壁组织的种类中,有单轴和多轴的两种类型。它们的区别是:单轴型的藻体中央有1条中轴丝,多轴型的为多条中轴丝组成的髓,它们都有由密集生长的侧枝构成的“皮层”。红藻的生长,多数是由1个半球形顶端细胞分裂的结果,少数为居间生长,也有弥散式生长,如紫菜藻体的每个细胞都可以分裂生长。
繁殖:红藻生活史中不产生游动孢子,无性生殖是以多种无鞭毛的静孢子进行,有的产生单孢子,如紫菜;有的产生四分孢子,如多管藻。红藻一般为雌雄异株,少数为雌雄同株。有性生殖的雄性生殖器官为精子囊,在精子囊内产生无鞭毛的不动精子,雌性生殖器官称为果胞(carpogonium),果胞中只含1个卵,果胞上有受精丝(trichogyne),卵受精后,立即进行减数分裂,产生果孢子(carpospore),发育成配子体。有些红藻果胞中的卵受精后,不经过减数分裂,发育成果孢子体(carposporophyte),又称囊果(cystocarp)。果孢子体是二倍的,不能独立生活,寄生在配子体上。果孢子体产生果孢子时,有的经过减数分裂,形成单倍的果孢子,萌发成配子体;有的不经过减数分裂,形成二倍体的果孢子发育成二倍体的四分孢子体(tetras-porophyte)。再经过减数分裂,产生四分孢子(tetrad),发育成配子体。
分布:红藻门植物绝大多数分布于海万水中,仅有10余属,50余种是淡水种。淡水种类多分布在急流、瀑 布和寒冷空气流通的山地水中,海生种由海滨一直到深海100m都有分布。海生种类的分布受到海水温度的限制,并且绝大多数营固着生活。
②红藻门的代表植物
紫球藻属
紫菜属
多管藻属
子主题
③红藻门在植物界中的地位:红藻门植物很古老,它的化石是在志留纪和泥盆纪的地层中发现的。红藻和蓝藻植物有相同的特征,但也有显著的差别,正像在蓝藻门中已叙述的那样,它们的亲缘关系是不清楚的。绿藻中的溪菜属和红藻门中的紫菜属,两属的细胞都有星芒状载色体,植物体构造和孢子形成方式都比较相似,因而有人主张红藻是沿着绿藻门溪菜属这一条路线进化来的,但它们的色素显著不同,似乎这条进化路线也是不可能的。更多的人认为红藻的有性生殖和子囊菌的有性生殖相似,故设想子囊菌是由红藻发展来的。
4、褐藻门
①褐藻门的主要特征
形态与构造:褐藻植物体均为多细胞体。简单的类型是由单列细胞构成的分枝丝状体,较进化的种类植物体有类似于根、茎、叶的分化;在结构上也有表皮、皮层和髓的分化,有些种的髓部有类似筛管的构造称为喇叭丝。
繁殖
营养繁殖
无性生殖
有性生殖
分布:褐藻绝大部分生活在海水中,仅有几个稀见种生活在淡水中,营固着生长。可从潮间带一直分布到低潮线下约30多米处,是构成海底森林的主要类群之一。褐藻属于冷水藻类,寒带海水中分布最多。褐藻种类的分布与海水盐的浓度、温度,以及海潮起落时暴露在空气中的时间长短有密切的关系,因此,在寒带、亚寒带、温带、热带分布的种类,各有不同。 根据褐藻生活史世代交替的有无和类型,一分为3个纲,即等世代纲(Isogeneratae)、不等世纲(Heterogeneratae)和无孢子纲(Cyclosporae)。
②褐藻门的代表植物
水云属
海带属
鹿角菜属
③褐藻门在植物界中的地位:褐藻是一群古老的植物,不王志留纪和泥盆纪的沉积物中,发现有类似海带植物的化石,最可靠的化石发现于三叠纪。褐藻有侧生不等长双鞭毛的运动细胞,其形态和构造与金藻门黄藻纲的运动性细胞相似,所含色素也相似。因此,有人主张褐藻可能是由单细胞的具两条不等长侧生 硬毛的祖先进化来的。
5、藻类植物的演化
藻类细胞的演化
藻类植物体的演化
繁殖及生活史的演化
6、藻类植物的经济价值
营养价值
碳、氧循环
鱼类饵料
工业原料
环境危害
固氮
提取碘
积累有害元素
矿藏的伴生物
水环境的质量有指示作用
水净化作用
第六章:菌类
1、细菌门
①细菌在自然界中的作用和经济价值
分解者
固氮
发酵作用
医疗卫生
细菌有害方面:人,家畜家禽,农作物的病原菌,食物腐败。
②细菌的主要特征:细菌在形态上分为球菌、杆菌和螺旋菌3种类型。在螺旋菌中,弯曲一次呈弧形的称弧菌(Vibrio),弯曲多次呈螺旋形的称螺菌(Spiril- lum)。有些杆菌和螺菌在其生活史的某个时期生出鞭毛,能游动。鞭毛有单生、丛生和周生的,在电子显微镜下,或经过特殊处理后才能被观察到。球菌常无鞭毛,不能游动。细胞的构造有细胞壁、细胞膜、细胞质、核质和内含物。有的细菌还有英膜(capsule)、芽孢和鞭毛。细胞壁的化学成分与蓝藻相同,为黏质复合物。细菌没有定形的细胞核,核质分散于细胞质中,为原核(prokaryo)。多数细菌的细胞壁外面有一层透明的胶状物质,称为英膜,它是由多糖类物质组成,有保护细胞的作 有些细菌生长到一定阶段,细胞失水,形成1个厚壁的芽孢。芽孢能抵抗不良的环境,环境适宜时,再发育成新的细菌。 细菌主要以裂殖方式进行营养繁殖。在分裂时,首先核质进行分裂,接着在菌体中央形成横隔膜,把细胞质隔成两部分,然后细胞壁向内生长将横隔膜分为两层,并形成子细胞的细胞壁。细菌裂殖的速度极快,在固体培养基上裂殖的结果是,许多细胞堆积在一起,形成肉眼可见的群体,称为菌落。到目前为止,尚未见到细菌有性生殖,所见到的仅是基因重组现象。
2、黏菌门
①黏菌门的特征:黏菌是介于动物和真菌之间的生物。黏菌在生长期或营养期为裸露的无细胞壁、多核的原质团。称变形体(plasmodium),其营养体构造、运动或摄食方式与原生动物中的变形虫相似。但在繁殖时期,黏菌产生具纤维素细胞壁的孢子,又具真菌的性状。大多数黏菌为腐生菌,生于森林阴暗和潮湿的地方,在腐木、落叶或其他湿润的有机物上都有分布。极少数黏菌寄生在经济植物上,危害寄主。
②黏菌门的代表种类:发网菌属(Stemonitis)的营养体为裸露的原生质团,称变形体。变形体呈不规则的网状,直径达数厘米,在阴湿处的腐木上或枯叶上缓缓爬行。在繁殖时,变形体爬到干燥光亮的地方,形成很多的发状突起,每个突起发育成1个具柄的孢子囊(子实体)。孢子囊通常长筒形,紫灰色,外有包被(peridium)。孢子囊柄伸入囊内的部分,称囊轴(columella),囊内有孢丝(capillitium)交织成孢网。然后原生质团中的许多核进行减数分裂,原生质团割裂成许多块单核的小原生质块,每块分泌出细胞壁,形成1个孢子,藏在孢丝的网眼中。成熟时,包被破裂,借助孢网的弹力把孢子弹出。 孢子在适合的环境下,即可萌发为具2条不等长鞭毛的游动细胞。游动细胞的鞭毛可以收缩,使游动细胞变成1个变形体状细胞,称变形菌胞。由游动细胞或变形菌胞两两配合,形成合子,合子不经过休眠,合子核进行多次有丝分裂,形成多数双倍体核,构成1个多核的变形体。
③黏菌门在生物界的地位:黏菌的起源和亲缘关系,迄今仍不明确。从它的特性来看介于动物和真菌之间;从营养体结构和生理方面看,像巨大的变形虫动物;从繁殖方面看产生具细胞壁的孢子,又是真菌的性质。目前认为黏菌可能由不同的祖先发育而来。
3、真菌门
①真菌的经济价值
食用
药用
工业用
物质循环
对人类有害
②真菌的主要特征
营养体
根状索菌
子座
菌核
营养方式
细胞的结构
真菌的繁殖
营养繁殖
无性生殖
有性生殖
真菌的生活史:真菌的生活史是从孢子萌发开始,经过生长和发育阶段,最后又产生孢子的全部过程。孢子在适宜的条件下便萌发形成芽管,再继续生长形成新菌丝体,在一个生长季节里可以再产生无性孢子若干代,产生菌丝体若干代,这是生活史中的无性阶段。真菌的有性阶段是从菌丝上发生配子囊,产生配子后,一般先经过质配形成双核阶段,再经过核配形成双相核的细胞,即合子。低等的真菌质配后随即核配,双核阶段很短。高等真菌质配以后,有一个明显的较长的双核时期,然后再进行核配。通常合子迅速减数分裂,再回到单倍体的菌丝体时期。在真菌的生活史中,双相核的细胞是1个合子而不是1个营养体。因此,真菌生活史只有核相交替,没有世代交替。
③真菌门的主要类群
鞭毛菌亚门
鞭毛菌亚门的特征:除一部分为典型的单细胞外,本门菌类大部分是分枝的丝状体。菌丝通常无横隔壁,多核,只在敏殖时期繁殖器官的基部产生横隔壁。把繁殖器官隔成1个典型的细胞。无性生殖时产生单鞭毛或双鞭毛的游动孢子。有性生殖时产生卵孢子或休眠孢子,低等的种类为同配或异配生殖。无性孢子具鞭毛是本亚门的主要 特征。本亚门菌类大多数水生、两栖生,少数陆生腐生或寄生。
鞭毛菌亚门的代表
水霉属
结合菌亚门
结合菌亚门的主要特征:营养体为无隔多核的菌丝组成的菌丝体,无性生殖时产生不动的孢囊孢子,有性生殖为配子囊配合,有性孢子为接合孢子(2n)。本亚门是真菌由水生向陆生发展的一个过渡类群。
结合菌亚门的代表
根霉菌
子囊菌亚门
子囊菌亚门的特征:本亚门种类最多。除酵母菌类为单细胞外,大部分都是多细胞有机体,菌丝有横隔壁,单核或多核。无性生殖时,单细胞的种类出芽生殖,多细胞的种类产生分生孢子。有性生殖时形成子囊,合子在子囊内进行减数分裂,产生子囊孢子。子囊孢子通常8个,也有4或16个。多数种类形成子实体,即产生和容纳有性孢子的组织结构。子囊包于子实体内。子囊菌的子实体又称子囊果(ascocarp)。子囊果的形态有3种类型,是子囊菌分类的重要依据。子囊盘(apothecium):子囊果呈盘状、杯状或碗状一侧呈开口状,子实层常裸露在外;闭囊壳(cleisto- thecium):子囊果呈球状,完全闭合;子囊壳(perith- ecium):子囊果呈瓶状,顶端有1孔口。
子囊菌亚门的子囊、子囊孢子、子囊果的形成过程:
火丝菌常在火烧后的土壤上发生,初期菌丝体白色,棉絮状,分枝多。当性器官形成时,在菌丝体上生出一些短小、直立、二叉状分枝的菌丝,顶端形成精囊和卵囊,卵囊也称为产囊体(ascogo- nium)。精囊紧靠产囊体,棒状,核经多次分裂形成100多个精核。产囊体球形或近球形,其中雌核经多次分裂,形成100多个雌核。此时产囊体的顶端产生1条弯管形的受精丝(trichogyne),其基部有横隔,顶端伸向精囊。当受精丝与精囊接触后,接触处细胞壁融化,受精丝基部的横隔和细胞核也同时融化,精囊中大部分细胞质与精核通过受精丝流入产囊体中,进行质配,雌雄核成对地排列,经过有性过程的刺激,在产囊体的上半部产生无数管状的产囊丝(ascogenous hypha),雌核与雄核成对地流入产囊丝中,每条产囊丝中都有若干对核,然后产囊丝产生横隔,每个细胞中含雌、雄核一对,将菌丝分为若干个双核细胞,产囊丝顶端的双核细胞伸长,并弯曲形成钩状体(产囊丝钩,crosier),双核同时分裂,形成4个核,此时钩状体产生横隔,隔成3个细胞。钩状体尖端细胞称钩尖;居中位的细胞称钩头,即子囊母细胞(ascus mother cell),含雌、雄各1 核;钩状体的基部细胞为钩柄,钩尖和钩柄两各有1个核(核或雄核)。子囊母细胞核配,形成合子。合子经过2次减数分裂和1次有丝分裂,形成8个子囊孢子,排成一行,整个过程称为钩状联合。子囊形成的同时,钩尖的细胞核流入钩柄中,再形成1个双核细胞,两个核同时分裂产生2个雌核2雄核,再形成钩头、钩尖和钩柄,如此反复多次,无形成多数的子囊,不育菌丝便发育为子囊果的侧丝。
子囊菌亚门的代表
酵母属
赤霉菌属
麦角菌属
青霉属
白粉菌属
虫草属
羊肚菌属
盘菌属
担子菌亚门
担子菌亚门的特征:本亚门皆为陆生高等真菌,其中多数种是植物的专性寄生菌和腐生菌,食用、药用和有毒的种类都有,与人类关系密切。
担子菌亚门的代表
冬孢菌纲
玉蜀黍黑粉菌
禾柄锈菌
层菌纲
银耳目
木耳门
伞菌目非褶菌目
腹菌纲
鬼笔目
马勃目
半知菌亚门:半知菌亚门又称不完全菌(Fungiimp erfecti)。半知菌亚门绝大部分具有隔菌丝,菌丝体发达,为单倍体。只以分生孢子进行无性生殖很少见有性生殖,甚至某些种连分生孢子也未发现。为了分类上的需要,人为地将这类真菌归为一类。 实际上这些菌类可以看做是子囊菌或担子菌的无性发育阶段,如一旦发现其有性阶段,可按照有性时期的特点进行归类。已知半知菌有1800余属,26000余种。其中约有300属是农作物和森林病害的病原面菊,还有些属是能引起人类和一些动牛初皮肤病的病原菌。如常见的引起栽培植物病原菌的稻瘟病菌(Piriculaxiaoryzae)是水稻中最严重的病害,各水稻产区都有不同程度的发生,受害严重的稻田可能全部被毁灭,颗粒无收。
④真菌门的起源及各亚门间的亲缘关系:由原始生物相似的祖先,沿着3个不同的营养路线发展的结果:其一是沿着具有光合作用的自养路线发展成为植物界;其二是沿着吞食现成营养的路线发展成为动物界;其三是沿着分解和吸收营养的异养路线发展为菌物界。真菌门是菌物界中最大的一个门。鞭毛菌亚门,具游动孢子,水生。接合菌亚门与鞭毛菌亚门的菌丝具有相似的形态特征,只是在进化途中产生不动的静孢子,失去了鞭毛,并产生了接合生殖的特征,说明了它们由水生向陆生演化的历程。 子囊菌亚门,不产生游动孢子和游动配子。子囊来源于两个细胞的结合,并形成子囊孢子,更适于陆地生活。它可能是由接合菌亚门中的某一支演化而来。 担子菌亚门,陆生性,次生菌丝为双核。担子菌在形成担子之前和子囊菌形成子囊一样,也有一个较长的双核阶段。担子菌的性器官虽然退化了,但在有性生殖过程中,还保持很多相似的特点。因此,担子菌亚门是由子囊菌亚门发展而来的论据还是较充分的。 总之,真菌门的各亚门由小到大、由简单到繁杂、由低级到高级、由水生向陆生的进化规律是非常明显的
第七章:地衣
1、地衣在自然界中的作用及其经济价值:地衣分泌的地衣酸对岩石的风化看和土壤的形成有促进作用,为以后高等植物的生长看和分布创造了条件,因此,认为地衣是自然界的先锋植物。 地衣有不少种类具有经济价值,如石蕊、松萝、石耳是沿用已久的中药。石蕊可以生 津、润咽、解热、化痰;松萝用于疗痰、治疟、催吐和利尿;肺衣用于治疗肺病、肺气喘、滋补;狗地衣治狂犬病等;近来利用某些地衣提取抗癌药物 扁枝属、树花属、梅衣属、肺衣属中的某些种能提取芳香油用于制作香料;有些地衣含有淀粉和糖类可供食用;有些地衣中能提取天然染料。在北极和口高山苔原带分布着面积数十里至数百里的地衣群落,是鹿等动物的主要饲料 地衣有害的一面:林中地衣满有 于树枝表面不仅影响树木的光照和呼吸,且易成为害虫的栖息地;某些地衣生于茶树和柑橘树上,真菌侵入生长引起病害,影响树木的生长。
2、地衣的形态和构造
①地衣的形态
壳状地衣
叶状地衣
枝状地衣
②地衣的构造
异层地衣
同层地衣
3、地衣的繁殖:地衣最常见的繁殖方式是营养繁殖,如地衣的断裂,产生粉芽和珊瑚芽等形式。有性生殖仅生的真菌独立进行,子囊菌产生子囊孢子,担子产生担孢子。共生的子囊菌类中盘菌类最多,有生殖结果形成子囊果(子囊盘)。子囊盘内有圆孔囊孢子,在子囊中间夹有侧丝。子囊盘裸露在的表面并突出,称裸子器。子囊孢子后,萌发成菌丝,遇到适合的共生藻才能形成新衣体、共生菌如为核菌类真菌时,其子囊果为子囊(perithecium),埋于地衣体内。常见地衣有松萝(Usnea diffracta)、东方黄梅衣 Xanthoparmelia orientalis)、石耳(Umbilicaria escu-lenta)、亚平滑梅衣(Parmelia laevior)等。
第八章:苔藓植物
1、苔藓植物的经济价值:苔藓植物有些种类可用于医药方面,如金发藓属的部分种(即本草中的土马鬃)有清热解毒作用全草能乌发、活血、止血、利大小便。暖地大叶鲜对治疗心血管疾病有较好的疗效。而仙鹤藓属、金发藓属的一些种类的提取液对金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用。 另外,由于苔藓植物的“茎”“叶”有很强的吸水保水能力,在园艺上常用于包装运输新鲜苗木或作为播种后的覆盖物,以免水分过度蒸发。近年来,在日本的寺庙或庭院栽种苔藓构成翠绿的苔地(moss carpet)或苔园(moss garden)供观赏,已十分流行。此外,泥炭藓等形成的泥炭,可作燃料及肥料。 苔藓植物是植物界的拓荒者之一,具有很强的吸水和适湿特性,对防止水土流失和对植物群落的初生演替具很重要的意义。此外,由于其对环境变化的敏感性较强,常作为环境监测的指示植物。
2、苔藓植物的主要特征:颈卵器,胚
3、苔门
①苔门的主要特征:苔门植物,通常称为苔类( liverwort),多生于阴湿的土地、岩石或树干上;在热带,部分种类还生于树叶上。营养体(配子体)为背腹式有的种类为叶状体,有的具有类似茎叶的分化。孢蒴内有孢子和弹丝 elater)。原丝体阶段不发达。
②苔门代表植物:地钱
③苔门分类:苔门包括地钱目(Marchaniales)和叶苔目(Jungermanniales)等25个目。地钱目中常见的植物除地钱利地钱属的地钱外,尚有同属的风兜地钱(Marchanti a paleacea var. dip tera)、毛地钱属的毛地钱(Dumort iera hirsuta)、石地钱科(Rebouliaceae)的石地钱(Rebouliahemisphaer- ica)、蛇苔科(Conocephalaceae)的蛇苔(Conocepha- lumconicum)和叉钱苔属(Metcer ia)(图8-7)等叶苔目中常见的有光萼苔科(Porellaceae)的光萼苔(Porella platyphylla)和耳 叶苔科(Frullaniaceae)的耳叶苔(Frullania sp.),我国南方热带雨林和亚热带常绿阔叶林中丰富的叶阳生苔[如肾瓣尾鳞苔(Gaudalejeunea recurvistipula)]反映了这一带温暖潮湿的气候特点,形成一种特有的景观。
4、藓门
①藓门的主要特征:藓门植物种类繁多,因其耐信低温,广泛分布于世界各地,能在高山、冻原、森林、沼泽等地形成大片群落,是重要的先锋植物类群藓类植物的植物体为无背腹之分的茎叶体。有的叶具中肋。孢子体结构复杂,黄有柄坚挺,孢蒴内无弹丝,孢子成熟后孢蒴盖裂裂口处常有蒴齿有助于孢子散发。孢子萌发后,原丝体时期发达,每一原丝体常形成多个植株。
②藓门代表植物:葫芦藓
③藓门分类:目前关于藓门植物的分类一般采用Frey(2009)系统,分为6个纲:藻苔纲(T akakiopsida)、黑藓纲(Andreaeopsida)、长苔藓纲(Oedipodiopsida)、四齿藓纲(Tetraphidiopsida)、金发藓纲(Polytrichop-sida)和真薛纲(Bryopsida)。 泥炭藓属(Sphagnum)为藻苔纲泥炭藓目(Sphagnales),约300种,我国立47种,常见的有 炭藓。泥炭藓是水湿地区或浴 泽地区的藓类,植物体无假根,上部不断生长,下部不断死亡,叶片由单层细胞构成,成片生长时,下部枯死的部分未经充分氧化,积聚成泥炭。 黑藓纲有黑藓科(Andreaeaceae)3属,常见的为欧黑藓(Andreaea rupestris)。 真藓纲可分为23目80科,除葫芦藓外,常见的种类有葫芦藓科的江岸立碗藓(Physcomitrium courtoisii)、羽藓科的细叶小羽藓(Bryohaplocladium microphyllum)、提灯藓科的波叶提灯藓(Mnium un- dulatum)、紫萼藓科的紫萼藓(Grimmia sp.)、珠藓科的珠藓(Bartramia sp.)和泽藓(Philonotis fonta- na)、真藓科的暖地大叶藓(Rhodobryum giganteum)、墙藓(Tortula sp.)、万年藓科的万年藓(Climacium dendroides)、生活在水中的水藓科的水藓(Fontina- lis antipyretica)和悬垂于树枝的蔓藓科的悬藓(Bar- bella pendula)等。
5、角苔门
①角苔门的主要特征:角苔门为叶状体,叶状体内无组织分化,细胞内含有2至多个大型的叶绿体,每一叶绿体内含有一个淀粉核,这在其他的苔藓植物中是没有的。
②角苔门代表植物:角苔
③角苔门分类:角苔门含角苔科(Anthoc erotaceae)和短角苔科(Notothylaceae)等4个科。
6、苔藓植物的起源
起源于绿藻
起源于裸蕨
第九章:蕨类植物
1、蕨类植物的经济价值:蕨类植物拥有辉煌的过去,大量的古代蕨类植物形成了煤炭,是现在人类重要的能源之一。除此以外,现代蕨类植物与人类的关系也非常密切。 在工业方面:许多蕨类植物是重要的工业原料。如石松的孢子是冶金工业的优良脱模剂,还可用于制造火箭、照明弹等引起突然起火的引火燃料。木贼类含有大量的硅质,是极好的磨光剂。 在农业方面;一些蕨类是优质肥料和饲料。如满江红是含氮量很高的绿肥,也是猪、鸭等家畜、家禽的好饲料。利用蕨类(蕨、里白、芒萁等)垫厩,可减少厩圈的病虫害滋生。 在林业方面:蕨类植物可作为土壤和气候的指示植物,根据蕨类的生长和分布来指导人们林业生产。如芒萁、里白、狗脊和石松等适合生长的酸性上壤正是茶和油茶等经济林木的宜林地,因而可根据它们的分布选择造林地;也可选择铁线蕨、肾蕨等生长的地方作为喜钙植物的造林地;桫椤、莲座蕨和巢蕨是热带或亚热带潮湿气候的标志。 在医药方面:蕨类植物是重要的中草药资源。例如海金沙可治尿道感染和结石;江南卷柏可治湿热黄疸、水肿;贯众治流感、腹痛;金毛狗脊的鳞片能治刀伤出血;瓦韦的孢子可止血。 在食用方面:蕨类食用的历史相当悠久,蕨的根状茎富含淀粉,幼叶有特殊的清香。经过加工的蕨茎淀粉(蕨粉)和幼叶(称为绿提琴头)均为高级营养食品。 在园艺方面:蕨类极富观赏价值,是观叶植物的重要组成部分,在居室布置、插花、盆景等方面显示出蕨类植物无穷的潜力。在温室、庭院或盆景中广泛栽培的蕨类植物有肾蕨、铁线蕨、卷柏、巢蕨、鹿角蕨、槲蕨和桫椤等。另外,凤尾蕨、凤丫蕨、水龙骨、翠云草、银粉背蕨、千层塔、乌蕨和石韦等均具观赏价值,值得进一步开发为良好的观赏植物。
2、蕨类植物的主要特征:精子器,颈卵器,根茎叶
3、石松亚门
①代表植物
石松
卷柏
②石松亚门的分类举例:虽然现存石松亚门的植物仅归入石松目和卷柏目两类,但是两种代表植物所在属就有1100多种,均为大属。地刷子石松(Lycopodium complanatum)、灯笼章又称铺地蜈蚣或垂穗石松(L cernnum)均为石松属的常见种类。卷柏属多数植物具有匍匐茎,匍匐茎的种类多具根托(rhizophore),根托为外起源,可视为无叶的枝,其先端生不定根,如中华卷柏(Selaginella sinensis)伏地卷柏(S.nipponica)和翠云草(Suncinata)等。常见的江南卷柚(摩莱卷柏)(S.moellendorfii)则具有直立茎。除石松和卷柏外,常见的还有蛇足石杉(又称千层塔 Huperzia serrata),肾形的孢子囊着生于孢子叶腋,成熟孢子囊沿一侧开裂,孢子叶扁平叶缘呈波纹状,具不规则重锯齿。近 年来从千层塔中分离出石杉碱甲,用它制成的“双益平”是治疗老年痴呆症的新一代药物。
4、水韭亚门:孢子体为草本,茎粗短呈块茎妆,具原生中柱,有螺纹及网纹管胞。叶具叶舌,孢子叶的近轴面生长孢子囊,孢子异型,游动精子具多鞭毛。
5、松叶蕨亚门:松叶蕨亚门植物的孢子体无根,茎分为匍匐的根状茎和直立的气生枝,仅在根状茎上生毛状假根。气生枝二叉分枝,具原生中柱 小型叶。孢子囊大都生在枝端,孢子同型。
6、楔叶衙门:孢子体有根、茎、叶的分化。茎有明显 的节与 节间之分,节间中空,茎上有纵肋。中柱由管状中柱转化为具节中柱,内始式木质部。小型叶不发达,轮生成鞘状。孢子囊生于特殊的孢子叶上,这种抱子叶又称抱囊柄(sporangiophore),孢囊柄在某些枝端聚集成孢子囊穗。孢子同型或异型,孢子的外壁分裂成4条弹丝,孢子成熟时弹丝的游离端与内整分离,弹丝是具有吸湿性的,当它们的水分含量减少时就松开,湿度增加时又可以卷起来,以此促进孢子囊的开裂和孢子的散放。
7、真蕨亚门
①猴囊蕨纲:厚囊蕨纲植物,孢子囊壁由几层细胞组成,孢子囊较大,是由几个细胞共同起源的,内含多数同型孢子。配子体的发育需要有菌根共生,精子器埋在配子体的组织里。本纲包括瓶尔小草目和莲座蕨目两个目。代表植物瓶尔小草(Ophioglos sum vulga-tum)系瓶尔小草目(Ophioglossales)瓶尔小草科(Ophioglossaceae)瓶尔小草属植物,孢子体为小草本。除瓶尔小草属植物外,常见的尚有莲座蕨目的福建莲座蕨(Angiopteris fok iensis)等,莲座蕨为多年生草本,较瓶尔小草大。
②原始薄囊蕨纲:原始薄囊蕨纲植物,孢子囊壁由单层细胞构成,仅在一侧有数个具加厚接的细胞形成的盾形环带。孢子囊是由1个细胞发育而来,但囊柄可由多细胞发生。配子体为长心形的叶状体
③薄囊蕨纲:薄囊蕨纲植物的孢子囊起源于1个原始细胞,孢子囊通常聚集成孢子囊群,着生在孢子叶的背面、边缘或特化的孢子叶边缘,囊群 盖有或无,孢子少,有定数,除水生蕨类形成孢子果。具异型孢子外,大多数种类具同型孢子。孢子囊壁 由1层细胞构成,具有各式环带。环带细胞内侧的壁产及侧壁均木质化加厚少数不加厚,有2个不加厚的田胞称唇细胞(lip cell)。
水龙骨目
苹目
槐叶苹木
8、蕨类植物的起源与演化
第十章:植物的系统发育
1、植物的起源
2、植物的演化
①植物营养体的演化
②有性生殖方式的演化
③植物对陆地生活的适应
④生活史的类型及演化
⑤高等植物营养体和孢子叶的发展与分化
3、植物个体的发育和系统发育:植物分类的基本单位是种,每个种又是由无数的个体组成。每一个体都有发生、生长、发育,以至成熟的过程,这一过程便称为个体发育(ontog- eny)。在植物发育过程中,除外部形态发生一系列的变化外,其内部结构也随之出现组织分化,直到这一分化过程完全成熟,才达到比较完善的地步。 所谓系统发育(phylogeny)是与个体发育相对而言的,它是指某一个类群的形成和发展的过程。大类群有大类群的发展史,小类群有小类群的发展史,从大的方面看,如果考察整个植物界的发生与发展,便称之为植物界的系统发育。同样,也可以考察某个门、纲、目、科、属、种的系统发育。例如,在绿藻门中有各种类型的植物,有单细胞的(其中又包括有鞭毛能活动和无鞭毛不能活动的两种类型),有群体的,有丝状体型的(其中又可分为分枝的和不分枝的),有片状体型的……各种类型之间在进化上有何联系?哪种类型较为原始?哪种类型较为进化?何者低级?何者高级?对这类问题的控过战且探讨绿荡门的系统发盲。在种之下又有亚种、变种、变型,这说明在一个种的范围内,也有变化和发展,这就是种的系统发育。同样的道理,纲、目、科、属,各个分类等级均有其系统发育。 个体发育与系统发育,是推动生物进化的两种不可分割的过程,系统发育建立在个体发育的基础上,而个体发育又是系统发育的环节。在个体发育过程中,新一代的个体,既有继承上一代个体特性的遗传性,又有不同于上一代的变异性。种瓜得瓜,种豆得豆,这是遗传性决定的。世上找不到两个完全相同的个体,即使是孪生兄弟,也有微小的差别,这就是变异性。自然界对新一代无数的大同而小异的个体进行选择,使有利于种族生存的变异得以巩固和发展,由量的积累而到质的飞跃,这就产生出了新的物种。只要生命物质存在一天,这一过程就永远不会休止。 在植物界中,任何高等植物的个体发育,都是从1个受精卵细胞开始的,这相当于进化过程中的单细胞阶段,由此细胞经过一系列的横分裂发展成为短小的丝状体,相当于丝状藻阶段,继之出现了多方向的分裂,外形趋于复杂化,这与片状藻和分枝丝状澡阶段大体相符,最后内部出现组织分化,出现了维管组织,这又象征着进入了维管植物的阶段。重演现象的发现,在进化论与有神论进行激烈争论的19世纪,为进化论提供了有力的佐证。
第十一章:裸子植物
1、裸子植物与人类的关系:现今存活的裸子植物多为第三纪子遗植物,被称为“活化石”。它们对于研究第四纪的气候变迁,植物的适应能力有很重要的学术价值。银杏、银杉、水杉、巨柏、红豆杉属等属种是国家一级保护植物,苏铁属、福建柏、台湾杉、金钱松等是国家二级保护植物,它们都具有极高的研究价值和经济价值。 裸子植物是重要的材用树种,我国南方的马尾松、杉木和北方的华山松、红松均为重要的木材原料。广泛用于建筑、交通(铁路)、家具等人类生活的各个方面。 裸子植物又是树脂、栲胶等重要的工业原料植物。裸子植物是庭园树种的重要组成部分。世界五大庭园植物雪松、南洋杉、金钱松、金松和巨杉都是裸子植物。此外,银杏、金钱松、福建柏、红桧、巨柏、攀枝花苏铁、黄山松、水杉等形成的自然景观也给人类带来了美的享受。 裸子植物既能给人类提供优质的休闲食物,如华山松和红松的松子;也是药用植物的重要成员如南方红豆杉可用来提取紫杉醇作为抗癌药等。
2、裸子植物的主要特征
①裸子植物的主要特征
孢子体发达
配子体退化、具有颈卵器
胚珠裸露
传粉时花粉直达胚珠
多胚现象
产生种子
子主题
②蕨类植物与种子植物生活史中两套名词间的对应关系
③裸子植物生活史:以松属植物为例
孢子体
雄配子体
雌配子体
传粉与受精
胚胎发育和种子的形成
原胚阶段
胚胎的选择阶段
胚的器官和组织分化阶段
胚的成熟阶段
3、苏铁纲:常绿木本,茎粗壮,常不分枝。叶螺旋状排列,有鳞叶及营养叶之分,鳞叶小,密被褐色毡毛;营养叶大型、羽状深裂,集生于枝顶。雌雄异株,孢子叶球顶生。游动精子多纤毛。本纲始于二叠纪,盛于侏罗纪,现存1目3科11属,约209种 ,分布于热带亚热带地区。我国仅苏铁属(Cycas)约15种;位于四川攀枝花市的苏铁林是亚洲最大的野生苏铁林。
4、银杏纲:落叶乔木,枝条有长、短枝之分。叶扇形,先端2裂或波状缺刻,具分叉的脉序,在长枝上螺旋状散生,在短枝上簇生。球花单性,雌雄异株,精子多纤毛。种子核果状,具3层种皮,胚导乳丰富。 本纲现仅存1种--银杏科(G inkgoaceae)银杏(Ginkgo biloba)。
5、松柏纲
①松柏纲的主要特征:乔木,稀灌木。茎有长、短枝之分。茎的髓部小,次生木质部发达,由管胞组成,无导管,具树脂道(resin duct)。叶单生或成束,针形、鳞形、钻形、条形或刺形,叶的表皮通常具较厚的角质层及下陷的气孔。孢子叶球单性,孢子叶常排列成球果状。精子无鞭毛。球果的种鳞与苞鳞离生(仅基部合生)、半合生(顶端分离)及完全合生种子有翅或无翅,胚乳丰富,子叶2~10枚。松柏纲植物的叶多为针形,故称为针叶树或针叶植物又因孢子叶常排成球果状,也称为球果植物。
②松柏纲的分类
Ⅰ松科
松属
雪松属
冷杉属
云杉属
银杉属
落叶松属
Ⅱ杉科
杉木属
柳杉属
水松属
落羽杉属
水杉属
Ⅲ柏科
侧柏科
柏木属
刺柏属
6、红豆杉纲
①罗汉松科
②三尖杉科
③红豆杉科
7、买麻藤纲
①麻黄科
②买麻藤科
③百岁兰科
8、裸子植物的起源与演化裸子植物发生发展的历史悠久,最初的裸子植物出现在34500万~39500万年前之间的古生代泥盆纪,历经了古生代的泥盆纪、石炭纪、二叠纪,中生代的三叠纪、侏罗纪、白垩纪,新生代的第三纪、第四纪直到今天。从裸子植物发生到现在,地史气候经历了多次重大变化,老种类不断灭绝,新种类陆续演化,现存裸子植物不少是250万~6500万年前之间的新生代第三纪出现的,又经历了第四纪冰川时期保留下来,繁衍至今。在现代国民经济建设中,具有重要的地位。:
①起源
前裸子植物
种子蕨和科得狄植物
②演化地位:关于真蕨类、前裸子植物和裸子植物的系统发育,Beck(20世纪60年代)认为古蕨属和科得狄属植物均属前裸子植物,可能是种子植生物的直接祖先:Bank(20世纪70年代)认为真蕨前裸子植物来自裸蕨,裸子植物是由前裸子植物进化而来的。
第十二章:被子植物
1、被子植物的主要特征
具有真正的花
具雌蕊
具有双受精现象
孢子体高度发达
配子体退化
2、被子事物的形态学分类原则:被子植物的分类,不仅要把几十万种植物安置在一定的位置上(纲、目、科、属、种),还要建立一个分类系统,反映出它们之间的亲缘关系。这方面的工作常常是很困难的,首先是因为被子植物在地球上,几乎是在距今13亿年的白垩纪突然地同时兴起的,所以就难于根据化石的年龄论定谁比谁更原始;其次是由于几乎找不到花的化石,而花部的特点又是被子植物分类的重要方面 这就使整个进化系统被割裂成许多片段。
3、被子植物分类的主要形态术语
①根的变态
贮藏根
肉质直根
块根
气生根
支柱根
攀援根
呼吸根
寄生根
②茎的形态及其变态
芽的基本形态
芽
节和节间
长枝和短枝
叶痕
茎的生长习性
木本植物、草本植物和藤本植物
平卧茎、匍匐茎和纤匍枝
茎的分枝方式
单轴分枝
合轴分枝
假二叉分枝
二叉分枝
分蘖
茎的变态
茎刺
茎卷须
叶状茎
小鳞茎
小块茎
根状茎
块茎
鳞茎
球茎
③叶的形态及其变态
叶片的形态
针形
钻形
条形
披针形
椭圆形
卵形
菱形
心形
肾形
叶尖的形态
尾尖
渐尖
急尖
钝形
截形
具短尖
具骤尖
微缺
叶基的形态
耳形
箭形
戟形
偏斜形
叶缘的形态
全缘
波状
皱缩状
齿状
缺刻
叶脉及叶序
叶脉
脉序
平行脉
网状脉
叉状脉
单叶和复叶
单叶
复叶
羽状复叶
掌状复叶
3出复叶
单身复叶
叶序
互生叶序
对生叶序
轮生叶序
簇生叶序
叶镶嵌
异形叶性
叶的变态
苞片
鳞叶
叶卷须
捕虫叶
叶状柄
叶刺
先出叶
果囊
子主题
④花序形态
无限花序
总状花序
伞房花序
伞形花序
穗状花序
小穗两侧压扁
柔荑花序
肉穗花序
头状花序
圆锥花序
复穗状花序
复伞形花序
复伞房花序
复头状花序
有限花序
单歧聚伞花序
二歧聚伞花序
多歧聚伞花序
杯状聚伞花序
隐头花絮
⑤花及其各组成部分的形态
花托的形状
花盘
雌雄蕊柄
花冠柄
雌蕊柄
花被的形态离
离生萼
早落萼、落萼和宿萼
副萼
副花冠
离瓣花
多面对称花、双面对称花、单面对称花及不对称花
镊合状、旋转状与覆瓦状排列
管状花序
漏斗状花序
钟状花序
高脚碟状花序
坛状花序
辐状花序
十字形花冠
碟状花冠
唇形花冠
舌状花冠
假舌状花冠
距在花萼或花冠一边基部延伸或管状突起
雄蕊的形态
雄蕊的类型
四强雄蕊
二强雄蕊
单体雄蕊
二体雄蕊
三体雄蕊
多体雄蕊
聚药雄蕊
花药着生的位置
底着药
贴着药
丁字形着药
个着药
花药开裂方式
内向药
外向药
花药纵裂
花药横裂
花药孔裂
花药瓣裂
被丝托
雌蕊的形态
子房位置
子房上位
子房半下位
子房下位
雌蕊类型
单雌蕊
复雌蕊
合蕊柱
胎座、胎座式和胎座框
边缘胎座式
侧模胎座式
中轴胎座式
特立中央胎座式
基生胎座式
胎座框
⑥果实类型
肉果
浆果
核果
小核果
梨果
干果
荚果
长角果和短角果
蓇葖果
蒴果
瘦果
下位瘦果
翅果
颖果
坚果
双悬果
胞果
小坚果
⑦器官表面形态及质地
⑧被子植物形态的多样性和演化的连续性
4、被子植物的分类
双子叶植物
菊科:叶常互生、无托叶、头状花序单生或再排成各种花序
豆科:叶常绿或落叶,通常互生,稀对生,常为一回或二回羽状复叶,少数为掌状复叶或3小叶、单小叶,或单叶,罕可变为叶状柄,叶具叶柄或无。托叶有或无,有时叶状或变为棘刺。花两性,稀单性,辐射对称或两侧对称,通常排成总状花序、聚伞花序、穗状花序、头状花序或圆锥花序。
唇形科:花通常两性,两侧对称,稀多少辐射对称;花萼钟状、管状或杯状,稀壶状、球形或二片盾形,萼齿通常5,稀3、2或10(其中5长5短),齿间稀具胼胝体(青兰属Dracocephalum),具5、10、15脉,稀8、11、13~19脉,外面通常被毛或腺体,内面有或无毛环(或称果盖carpostegium);花冠管状多为二唇形,着色;裂片5,稀4;雄蕊通常4,二强,稀2枚,通常前对长,后对较短,着生于花冠管上,花丝丝状,有或无毛,花药2室、纵裂,花盘下位,通常肉质;子房上位,由2个中向心皮形成,有4个心室;花柱通常着生于子房基部,柱头2裂,稀不裂。果为4枚小坚果或核果状;种子于果内单生,直立,稀横生而皱曲,胚乳无或极不发育,胚具微肉质子叶。
蔷薇科:叶互生,常有托叶;花两性,辐射对称,颜色各种;花托多少中空,花被即着生于其周缘;萼片4-5,有时具副萼;花瓣4-5或有时缺;雄蕊多数,周位,稀5或10;子房由1至多个、分离或合生的心皮所成,上位或下位;花柱分离或合生,顶生、侧生或基生;胚珠每室1至多颗;果为核果或聚合果,或为多数的瘦果藏于肉质或干燥的花托内,稀蒴果。
十字花科:其根有时膨大成肥厚的块根,茎直立或铺散,叶有二型,基生叶呈旋叠状或莲座状,茎生叶通常互生,通常无托叶;花整齐,两性,花多数聚集成一总状花序,顶生或腋生,花序近似伞房状,以后花序轴逐渐伸长而呈总状花序;具较短的花丝,种子一般较小,表面光滑或具纹理。
玄参科:叶互生、下部对生而上部互生、或全对生、或轮生,无托叶。花序总状、穗状或聚伞状,常合成圆锥花序,向心或更多离心。花常不整齐;萼下位,常宿存,5少有4基数;花冠4-5裂,裂片多少不等或作二唇形;雄蕊常4枚,而有一枚退化,少有2-5枚或更多,药1-2室,药室分离或多少汇合;花盘常存在,环状,杯状或小而似腺;子房2室,极少仅有1室;花柱简单,柱头头状或2裂或2片状;胚珠多数,少有各室2枚,倒生或横生。果为蒴果,少有浆果状,具生于1游离的中轴上或着生于果爿边缘的胎座上;种子细小,有时具翅或有网状种皮,脐点侧生或在腹面,胚乳肉质或缺少;胚伸直或弯曲。
伞形科:伞形科植物为一年生至多年生草本,通常都是灌木。单叶互生,雄蕊多为花冠裂片的倍数。茎通常都是直立或者是匍匐上升的,一般是圆形的,有些稍有棱和槽,也有的则是空心的。
单子叶植物
兰科:多年生草本植物根肉质肥大,无根毛,有共生菌。具有假鳞茎,俗称芦头,外包有叶鞘,常多个假鳞茎连在一起,成排同时存在。叶线形或剑形,革质,直立或下垂,花单生或成总状花序,花梗上着生多数苞片。花两性具有芳香。花冠由3枚萼片与3枚花瓣及蕊柱组成。萼片中间1枚称主瓣。下2枚为副瓣,副瓣伸展情况称户。上2枚花瓣直立,肉质较厚,先端向内卷曲,俗称捧。下面1枚为唇瓣,较大,俗称兰荪。成熟后为褐色,种子细小呈粉末粉。
禾本科:一般有空心的杆子,隔一段有一实心的结。叶由叶片和叶鞘两部分组成。 叶子从结两边轮流出来,同结的叶子生于一个平面,叶脉平行。 每一片叶子分为三部分,下部份包住杆子,上部份独立,两个中间有一层薄膜或一圈细毛。 花很小,没有花瓣,靠风传粉。 果实为颖果。
莎草科:茎实心,横断面常为三角形,叶基部具叶鞘,叶鞘的两侧边缘互相接合;某些种类的叶片已退化;花小,聚生成小穗,小穗外无叶状的苞片包围。花由一枚雌蕊和2~3枚雄蕊构成,生于特称为颖片的鳞片腋间。
5、被子植物的起源和系统演化
①被子植物的起源
起源时间:白垩纪甚至侏罗纪
发源地:低纬度热带
可能的祖先:一个祖先类群
②被子植物的系统演化及其分类系统
恩格勒
哈钦森
克朗奎斯
③高等植物各类群之间的演化关系及系统树
第十三章:植物对环境的适应
1、植物对高寒山地环境的适应
卷叶性与茸毛性
大苞现象
垫状现象
胎生现象
畸形树
花朵具艳丽的色彩
藓类植物的繁荣现象
2、植物对干旱荒漠地的适应
根系深
形成根套
“风滚草”现象
夏季休眠
叶片退化,靠茎枝进行光合作用
干旱多浆植物
3、植物对水生环境的适应
沉水植物的适应
水位急剧变化环境下水马齿的适应
浮水植物的适应
红树林的生态适应
4、植物与环境生物的协同关系
植物靠动物传粉
植物吃动物
植物和动物协同进化
入侵植物
附生植物
绞杀植物
寄生植物
腐生植物
食菌植物