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1、植物界的演化及其生存策略,演化,生存策略,由低级到高级的各大类群及其结构特征,在地球上的分布及生态学特征,植物多样性的总体特征,植物的几大类群及其特征,维管植物的形态结构特征,植物在生态系统中的作用,植物与其他类群的关系,课程内容,植物界(Plant kingdom)所涵盖的范围,在不同的年代植物界所涵盖的范围不同不同的学者对植物界的观点不同,一、生物界的划分二界系统：最早由瑞典博物学家Carolus Linnaeus(1707-1778)提出，即将生物分为动物界和植物界，这是沿用得最广和最久的系统。其划分依据：“植物具有叶绿体，能利用太阳辐射能进行光合作用，制造养分并作为植物本身的贮藏物质，
2、多数植物细胞具有坚硬的细胞壁，固着生活；动物不具叶绿体，自己不能制造养分，缺乏细胞壁，具有运动性，能从一个地方迁移到另一个地方。”植物界（Plantae):55万多种动物界（Animalia):150多万种,三界系统：由于真菌既不含叶绿素，也不吞食食物，而是从死的生物体上分解、吸收养分或寄生于活的生物体上，因此将其独立出来，成立真菌界（Fungi)。四界系统：进一步的研究发现，有些生物缺乏细胞核，与具有细胞核的真核生物存在很大的差别，故提出了原核生物界（Monera)，如细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体五界系统：对于一些单细胞的生物成立原生生物界(Protista)，包括原生动物
3、、真核藻类、低等真菌。,粘菌,动物界,/,/,1 生物多样性（biodiversity）的内涵 生物本身的多样性（物种水平以及种下水平）生物与环境之间关系的多样性,2植物的物种多样性1、藻类(Algae):3万多种2、苔藓(Bryophyta):23000多种3、蕨类(Pteridophyta):12000多种4、裸子植物(Gymnospermae):800多种5、被子植物(Angiospermae):23.5万多种,一、藻类植物,形态构造差异很大，小的为单细胞，而大的肉眼可见，有些还具有较复杂的结构.,大小仅几m至十几m的单细胞藻类丝状体的类型群体类型高达几米至几十米的大型藻类，有的甚至高达
4、几百米。,蓝藻门Cyanophyta,蓝细菌Cyanobacteria,胶质鞘：适应干旱环境,原始性状：原核；体态简单,螺旋藻 Spirulina,项圈藻Anabaena,异形胞：生物固氮,发菜,地木耳,最早的放氧生物：出现于35亿年前，对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。蓝藻水华具极大危害：世界各地经常发生蓝藻毒素中毒事件，比如在1996年的巴西，7个月内至少50人死于藻毒素产生的急性效应，100多名急性肝功能故障，成为全球瞩目的案例。,硅藻门Bacillariophyta,细胞壁由上下壳套合而成细胞壁具各式复杂花纹,最简单的体态，极丰富的种类,硅藻细胞壁表面的花纹极其复杂
5、多样,硅藻细胞壁上的壳缝,藻体多种多样：单细胞、群体、丝状体、多核体、拟茎叶体、片状体等 光合色素与高等植物相同，以叶绿素a、叶绿素b为主，同化产物为淀粉。具两条或四条顶生的尾鞭型鞭毛。,绿藻门Chlorophyta,衣藻属：具鞭毛类型,团藻属Volvox,EudorinaGoniumPandorina,1,2,3,栅藻属：具似亲孢子类型,石莼属Ulva,石莼清热利尿的作用。用于热结膀胱，小便不利。此外亦可作清凉剂用。,轮藻Chara,红藻门Rhodophyta,紫菜,生于深海的红藻主要含藻红素，以利吸收蓝绿光，而生于浅海的红藻则由于含一定的藻蓝素而呈紫色或暗色。,紫菜在我国福建广东沿海广泛养
6、殖，“海洋蔬菜”,江蓠,石花菜,褐藻门Phaeophyta,植物体为多细胞体，结构较复杂，具一定分化光合色素为叶绿素a、叶绿素c、-胡萝卜素和几种叶黄素，以墨角藻黄素含量最大，使藻体呈褐色。,海带的经济价值,海带含碘量很高，一般含碘35，多可达710。用于预防和治疗甲状腺肿大，另外还能预防动脉硬化，降低胆固醇与脂的积聚。,海带中褐藻酸钠盐有预防白血病和骨痛病的作用；褐藻酸钠具有降压作用；海带淀粉具有降低血脂的作用,鹿角菜 Pelvetia,马尾藻属 Sargassum,巨藻,三个主要特征,自养的原植体植物（1）无根茎叶分化的原植体植物（2）具光合作用色素，行自养生活生殖器官多为单细胞，极少数高
7、级种类为多细胞，但每个细胞均参与形成孢子或配子，外面无不孕性细胞（绿藻门的轮藻）合子发育不形成多细胞的胚。,藻类的演化（内共生学说）,初生内共生过程产生:红藻、绿藻和灰藻（glaucophytes,，是一类介于蓝藻和红藻之间的小类群）。次生内共生过程产生了其余分枝的藻类,裸藻,囊泡虫（甲藻及纤毛虫）,异鞭毛虫（卵菌，硅藻，金藻，黄藻和褐藻）,真菌,动物,红藻,绿藻,轮藻,有胚植物,最近提出的一个关于藻类系统的进化树，显示藻类是数个进化枝的一部分，并不形成一个单元的进化枝,裸藻,囊泡虫（甲藻及纤毛虫）,裸藻,囊泡虫（甲藻及纤毛虫）,裸藻,真菌,囊泡虫（甲藻及纤毛虫）,裸藻,二、苔藓植物 Bryo
8、phyta,苔类,合叶苔,地钱,地钱胞芽杯,地钱雄器托,地钱雌器托及颈卵器,地钱孢子体,成熟的颈卵器，颈沟细胞和腹沟细胞破裂，精子借助于水，游到颈卵器附近，与卵结合形成合子不经休眠形成胚，称有胚植物，胚的形成是陆生植物进化的里程碑，是植物界演化的一件大事，由此开始高等植物也进化历程。,泥炭藓,植物体灰白或灰黄色，丛生成垫状，上部不断生长，下部不断死亡，死亡部分成密集块状，常形成泥炭，,泥炭具酸性和厌氧的特性，具有抑菌作用，第一次世界大战时曾大规模作为药棉代用品。,保存于泥炭藓沼泽中的2000年前的人类遗体,葫芦藓,苔藓植物对陆生环境的适应性,产生颈卵器和精子器合子萌发形成胚丛生成片，通过毛细作
9、用保存水分存在一些特殊的生理机制适应水分的变化,无真正的根体表无角质层保护受精作用离不开水,三、蕨类植物,（1）有根、茎、叶分化，具维管组织；（2）孢子体发达，配子体不发达，两者都能独立生活；（3）生活史过程中产生孢子、不产生种子；,芒萁,肾蕨,主要类群石松属 Lycopodium多年生草本植物，具匍匐茎及直立茎，具叉状分枝的不定根，叶小，无叶脉或仅具1条中脉。,石松类的祖先：鳞木出现于石炭纪至泥盆纪，高可达50 m,B.问荆属Equisetum多年生草本，具根状茎：棕色蔓延地下，节上生不定根。气生茎：一年生直立，具纵肋脊，肋间有槽。茎：具节和节间。节部实心，生一轮鳞片状叶，基部联合成鞘状，边
10、缘具锯齿，节间中空。,3、气生茎分化成营养枝和生殖枝。营养枝：夏季生出，节上具轮生分枝，绿色，能进行光合作用，不产生包子体。生殖枝：春季生出，短而粗，棕褐色，不分枝，枝端能产生孢子叶球，特化的孢子叶称孢囊柄。,木贼类的祖先：古芦木属大型乔木，高可达20 m,C.蕨属 Pteridium,蕨的幼叶拳卷，可食用,C.蕨属 Pteridium,多年生植物，高达1m左右，分根、茎、叶三部分。茎：根状茎，茎上生不定根，茎上被棕色绒毛。叶：每年从根状茎上生出，有长而粗的叶柄。叶片幼时拳卷，成熟后呈三角形，2-4回羽状复叶。,蕨类植物的孢子囊由叶表皮细胞发育而来，孢子囊表面多形成特殊的开裂机制：环带。,水生
11、蕨类（苹目）,苹Marsilea quadrifolia,满江红 Azolla,（四）配子体：又称原叶体，小型、结构简单，生活期较短。绝大多数为绿色，具背腹分化的叶状体，能独立生活，腹面产生颈卵器和精子器，精子多鞭毛。受精卵形成胚，幼胚寄于配子体上，后配子体死亡，孢子体独立生活。,（五）生活史 具明显世代交替，孢子体占优势。,R!,思考题：苔藓植物和蕨类植物都属于陆生植物的类群，由于陆地水分条件不稳定，它们形成了一些度过干旱时期的机制。请问苔藓植物和蕨类植物各通过哪些机制适应干旱，两者有何不同？,种子植物,四、关于种子植物能够产生种子、并用种子来繁殖的植物，称为种子植物(seed plant或
12、spermatophyte)，它包括裸子植物和被子植物，组成种子植物门(Spermatophyta)。,种子植物的共同特征,孢子体进一步演化，高度发达；配子体退化、简化，寄生在孢子体上；发展出了胚珠；产生了花粉管，花粉管把精子直接输送到卵，受精过程最终摆脱了对水的依赖；具有了种子。胚珠、花粉管和种子的出现是植物进化过程中革命性的转折，是种子植物最为本质的构造。,种子植物的形态结构,根主要生理功能：（1）吸收（2）固着、支持（3）繁殖（4）储藏,根的变态,变态：植物的器官因适应某一特殊环境而改变它原有的功能，因而形态结构亦发生变化，经过长期的自然选择，已成为该种植物的特征，这种和一般正常形态结构
13、不同的变化，称为变态。,根变态的类型：,（1）贮藏根：a.肉质直根：由主根发育而成，呈圆锥形，如萝卜、胡萝卜。b.块根：由侧根或不定根发育而成，形状不规则，且一株植株可产生多个块根，如红薯。,根变态的类型：,（2）气生根：根生长在地面上，暴露在空气中。a.支柱根：植物的气生根向地面生长，最后伸到地面，穿入土中，并形成具有支撑作用的支柱根。如榕树的独木成林现象。b.攀援根：是指在细长柔弱的茎的节上生不定根，这些不定根借助其他物体攀援而上，如凌霄花、络石、爬墙虎等。c.呼吸根：生于沼泽地带的植物，为了得到氧气，向上生出挺出于泥土外的根，这种根外有呼吸孔，内有发达的通气组织，有利于通气和贮存气体，如
14、水松、生于海边的红树林中的某些种类。,榕树的气生根,气生根 无花果 http:/,呼吸根 Xylocarpus moluccensiswww.chaipat.or.th,爬墙虎的攀援根,根变态的类型：,（3）寄生根：主要见于寄生植物，由于叶退化不能合成有机物质，其茎缠绕于其他物体上，并长出吸器，伸入寄主的内部组织中，彼此的维管组织相通，借此吸取寄主的养料和水分，维持自身生长，这种吸器称为寄生根。,菟丝子、列当等寄生植物，叶退化为小鳞片，不能进行光合作用，而是借特殊的寄生根从寄主体内吸收水分和有机营养物，严重影响寄主植物的生长。,二、茎,茎是联系根和叶，输送水分、无机盐和养料的轴状结构，一般组成
15、地上部分的枝干。,（1）输导作用（2）支持作用（3）储藏和繁殖作用,茎的形态和生长习性,（1）直立茎最常见（2）缠绕茎茎柔弱，自己不能直立，通过缠绕于其他支物上使植物得以伸展，如：五爪金龙，圆叶牵牛（3）攀援茎茎通过一些特有结构攀援他物上升，如卷须，气根，钩刺，吸盘等。（4）匍匐茎茎沿着地面蔓延生长，如草莓，鸡矢藤，甘薯等，这类植物节上能生不定根，腋芽可生长成新的植株，可用此特性进行无性繁殖。,白千层的直立茎,五爪金龙的缠绕茎,常春藤 攀缘茎,虎耳草 匍匐茎,4.茎的变态,（1）地上茎变态a.茎刺：茎转变成刺，如山楂，注意月季等的皮刺与茎刺是不同的。b.茎卷须：茎或枝变成卷须，攀附于其他物体上
16、，如葡萄。c.叶状茎：茎转变成叶状，扁平，绿色，并能进行光合作用，如天门冬，竹节蓼等。,攀援茎的茎卷须,竹节蓼示叶状茎,假叶树,（2）地下茎变态：变态茎生长于地下，但仍具有茎的特征。,鳞茎：由许多肥厚的鳞片（贮存养分）包围着扁平或圆盘状的地下茎，圆盘状茎下面有许多细根,球茎：茎短，呈肥大球状，外表具有明显的节和节间，节上具膜质鳞片叶，顶端具顶芽及侧芽。,块茎：茎为肥大块状或球状，贮藏大量养分，块茎上分布着许多凹陷的芽眼，如土豆，仙客来，球根秋海棠等,根状茎：外形与根相似，在地下横向生长，但具节和节间，节上具芽；不定根；鳞片叶。如姜，藕，芦苇等。,茎与根的主要区别：茎上着生有叶、花和果实，着生叶
17、的位置叫节，其间叫节间，具节与节间是茎与根的主要区别，如：芋头茎，藕茎，萝卜根，甘薯根,三、叶,1.叶的生理功能（1）光合作用：（2）蒸腾作用：（3）吸收：（4）繁殖：,王莲的叶,棒叶落地生根的叶繁殖,叶片的结构,叶片的结构分为表皮、叶肉、叶脉三部分。,等面叶和异面叶,Syringa/botit.botany.wisc.edu,2.叶的变态（1）苞片和总苞：生在每朵花下面的变态叶称为苞片，苞片大多细小，绿色，不显著，但也有一些花的苞片形大而美丽，如金苞花。若苞片聚生于花序外围，则称为总苞，如向日葵，有一些总苞连成一大而有特定形状的片状体，如马蹄莲。（2）叶卷须：叶的一部分变成卷须，具攀援作用，
18、如豌豆羽状复叶先端的一些小叶片变成卷须（3）鳞叶：叶的功能退化，主要起保护作用，如芋头。,由叶变态而来佛焰苞,瓶子草的变态叶,捕蝇草 Dionaea muscipula,捕蝇草 Dionaea muscipula,植物的繁殖器官,繁殖器官主要包括花，果实和种子,一.花的组成,1.花柄、花托2.花被：花萼 花冠3.雄蕊群：4.雌蕊群：,大红花,花柄,花托,副萼,花萼,花冠,雌雄蕊群,真果,假果,二、花序,有一些植物，花单独一朵着生于茎枝顶上或叶腋处，如月季，荷花等，这种称为单生花，但大多数花是按照一定顺序排列在花枝上，这样的花枝称为花序，如一串红，菊花，唐菖蒲,常见花序类型,总状花序：油菜、菜心
19、伞形花序：君子兰穗状花序：水稻头状花序：菊花聚伞花序：单歧聚伞花序、双歧聚伞花序等轮伞花序：,总状花序（风信子）,总状花序（紫藤）,伞形花序（垂笑君子兰）,红掌(肉穗花序),头状花序（菊花）,头状花序（千日红）,单歧聚伞花序（小苍兰）,蒲公英种子 风力传播www.xs4all.nl,ss.ngri.affrc.go.jp,3.果实和种子的传播在长期自然选择过程中，植物的果实和种子形成了适应不同传播媒介的多种形态特征，以利于果实和种子的散布，扩大后代植株生长分布的范围。果实和种子的散布，主要依靠风力、水力、动物和人类的携带，以及通过果实本身的力量。,动物,风力,水流,本身弹力,plantscie
20、nces.montana.edu,风力传播,马利筋 www.mpiz-koeln.mpg.de,铁线莲 种子,www.botany.hawaii.edu,蓖麻/www.gifte.de,鬼针草/ss.ngri.affrc.go.jp,多刺分果瓣,肉质果实：常借助于动物传播,当果实快成熟时，果实里出现很多粘液，一旦果实从果柄上脱落，果皮立刻收缩，产生很大的压力，粘液和种子一起从果柄处喷射出去，能射到56米远的地方！“喷瓜”也因此得名。,凤仙花,野燕麦种子的外壳上长有一根长芒，会随着空气湿度的变化而发生旋转或伸直，种子就在长芒的不断伸曲中，一点一点地向前挪 动，一旦碰到缝隙就会钻进去，第二年便会生根发芽。当然，野燕麦种子“爬行”的速度相当缓慢，一昼夜只能前进1厘米，然而这种传播种子的本领已经达到了登 峰造极的地步。,
