植物學3高等植物

1、第三節(jié)第三節(jié) 種子植物種子植物 地球上適應性最強地球上適應性最強, , 分布最廣分布最廣, , 種類最多種類最多, , 經(jīng)濟價值最大的一類植物。經(jīng)濟價值最大的一類植物。 世界上有世界上有2525萬多種，萬多種， 中國中國3 3萬多種，藥用植物約有萬多種，藥用植物約有1100011000種。種。特點特點: : 具有胚珠發(fā)育形成的種子具有胚珠發(fā)育形成的種子, , 用種子繁殖。種子的出現(xiàn)是植物進化的一次巨用種子繁殖。種子的出現(xiàn)是植物進化的一次巨大飛躍。大飛躍。受精過程中有花粉管的形成受精過程中有花粉管的形成, , 精子由花粉管輸送到胚囊精子由花粉管輸送到胚囊( (或頸卵器或頸卵器) )與卵結合與卵結

2、合, , 使其有性生殖過程不再受水條件的限制使其有性生殖過程不再受水條件的限制. . 這也是適應陸地生活的原因。這也是適應陸地生活的原因。孢子體非常發(fā)達孢子體非常發(fā)達, , 有強大的根系有強大的根系, , 體內(nèi)組織越來越精細體內(nèi)組織越來越精細, , 完美完美, , 配子體極其配子體極其退化，并寄生于孢子體上。退化，并寄生于孢子體上。 分類分類: : 裸子植物裸子植物: : 胚珠裸露，種子裸露胚珠裸露，種子裸露, , 不形成果實。不形成果實。被子植物被子植物: : 胚珠有子房壁包被胚珠有子房壁包被, , 種子不裸露種子不裸露, , 有果皮包被有果皮包被, , 形成果實。形成果實。裸子植物裸子植物

3、被子植物被子植物喬木，灌木或藤本喬木，喬木，灌木或藤本喬木，灌木或藤本草本灌木或藤本草本花不具花被，單性花花不具花被，單性花具花被（或簡化而無花被）具花被（或簡化而無花被） 兩性或單性兩性或單性風媒傳粉，花粉字珠孔直達珠風媒傳粉，花粉字珠孔直達珠心，蘇鐵，銀杏具有游動精子心，蘇鐵，銀杏具有游動精子蟲媒，風媒，鳥媒傳粉，花蟲媒，風媒，鳥媒傳粉，花粉先落在柱頭上，粉先落在柱頭上， 然后由花然后由花粉管進入珠心，無游動精子粉管進入珠心，無游動精子不具子房，胚珠裸露不具子房，胚珠裸露具子房，包被胚珠具子房，包被胚珠無雙受精現(xiàn)象無雙受精現(xiàn)象有雙受精現(xiàn)象，有雙受精現(xiàn)象，不形成真正果實不形成真正果實形成多種

4、類型果實形成多種類型果實子葉子葉2-182-18子葉子葉1 1，2 2稀稀3 3木質(zhì)部具管胞木質(zhì)部具管胞木質(zhì)部具導管木質(zhì)部具導管種子植物在自然界中的作用和與人類的關系種子植物在自然界中的作用和與人類的關系: : 在自然界物質(zhì)循環(huán)中起著主要作用。在自然界物質(zhì)循環(huán)中起著主要作用。 保持水土，保持水土， 防風，防旱，防風，防旱， 涵養(yǎng)水源，涵養(yǎng)水源， 固沙保灘，固沙保灘， 調(diào)節(jié)氣候，凈化空氣等。調(diào)節(jié)氣候，凈化空氣等。 森林面積的大小和質(zhì)森林面積的大小和質(zhì)量量 是衡量一個國家經(jīng)濟實力的標志之一。是衡量一個國家經(jīng)濟實力的標志之一。 提供木材，提供木材， 提供人類衣，提供人類衣， 食，住，食，住， 行行(

5、 (都離不開都離不開 種子植物種子植物) )。 工業(yè)上：制糖，食品，橡膠，工業(yè)上：制糖，食品，橡膠， 纖維，纖維， 造紙，造紙， 日用日用 化工等都是種子植物提供的?；さ榷际欠N子植物提供的。 藥用：我國的中草藥聞名世界。藥用：我國的中草藥聞名世界。 美化環(huán)境。美化環(huán)境。一一. .裸子植物門裸子植物門GymnospermaeGymnospermae （一）概述（一）概述裸子植物是介于蕨類植物和被子植物之間的一群裸子植物是介于蕨類植物和被子植物之間的一群維管植物維管植物， 它是保留它是保留頸卵器頸卵器，具有，具有維管束維管束，能，能產(chǎn)生種子產(chǎn)生種子的一類的一類高等植物高等植物。裸子植物的起源與現(xiàn)

6、狀裸子植物的起源與現(xiàn)狀: 起源起源: : 最早出現(xiàn)于大約最早出現(xiàn)于大約3.45億年億年3.95億年左右的古生代泥盆紀。億年左右的古生代泥盆紀。歷經(jīng)歷經(jīng)古生代古生代( (石炭紀、二疊紀石炭紀、二疊紀)中生代中生代( (三疊紀、株羅紀、白堊紀三疊紀、株羅紀、白堊紀) ) 新生代新生代( (第三紀、第四紀第三紀、第四紀) )。其中白堊紀為發(fā)展頂盛時期。其中白堊紀為發(fā)展頂盛時期 現(xiàn)狀現(xiàn)狀: : 現(xiàn)存的裸子植物包括了古老裸子植物現(xiàn)存的裸子植物包括了古老裸子植物 + + 現(xiàn)代裸子植物?，F(xiàn)代裸子植物。 全世界現(xiàn)有裸子植物全世界現(xiàn)有裸子植物5綱、綱、12科、科、71屬、約屬、約800種。種。 我國現(xiàn)有裸子植物

7、我國現(xiàn)有裸子植物5綱、綱、11科、科、41屬屬, 236種、種、47變種。變種。 我國藥用我國藥用裸子植物裸子植物1010科，科， 2525屬，屬， 120120余種。余種。 以松科最多，有以松科最多，有8 8屬，屬，4040余種。余種。 裸子植物廣布世界各地，特別是北半球亞熱帶高山地區(qū)及溫帶至寒帶地裸子植物廣布世界各地，特別是北半球亞熱帶高山地區(qū)及溫帶至寒帶地區(qū)，常形成大面積的森林（世界森林的區(qū)，常形成大面積的森林（世界森林的80是裸子植物組成的森林）。是裸子植物組成的森林）。 我國是裸子植物種類最多、資源最豐富的國家，其中有許多種類是中國我國是裸子植物種類最多、資源最豐富的國家，其中有許多

8、種類是中國特產(chǎn)種或稱第三紀孑遺植物，或稱特產(chǎn)種或稱第三紀孑遺植物，或稱“活化石活化石”植物，如銀杏、銀杉、金植物，如銀杏、銀杉、金錢松、水杉、水松、側柏等。錢松、水杉、水松、側柏等。( (二二) )裸子植物的主要形態(tài)特征：裸子植物的主要形態(tài)特征：1.1.孢子體發(fā)達，全部為木本植物，大多數(shù)為常綠，單軸分枝的高大喬木。其木孢子體發(fā)達，全部為木本植物，大多數(shù)為常綠，單軸分枝的高大喬木。其木質(zhì)部常具管胞質(zhì)部常具管胞, , 少數(shù)種常具樹脂細胞少數(shù)種常具樹脂細胞; ; 而韌皮部只有篩管，無伴胞。而韌皮部只有篩管，無伴胞。 葉多葉多為條形，線形，鱗形等形狀，為條形，線形，鱗形等形狀， 多為螺旋狀著生，多為螺

9、旋狀著生， 少互生或對生。少互生或對生。2.2.有明顯的世代交替現(xiàn)象：孢子體占優(yōu)勢，配子體簡單，寄生在孢子體上。受有明顯的世代交替現(xiàn)象：孢子體占優(yōu)勢，配子體簡單，寄生在孢子體上。受精作用不需要水條件的限制。精作用不需要水條件的限制。3.3.花單性，不具花被，胚珠裸露，不形成果實?；▎涡裕痪呋ū?，胚珠裸露，不形成果實。4.4.具有頸卵器構造。雌配子體近珠孔處有簡化的頸卵器具有頸卵器構造。雌配子體近珠孔處有簡化的頸卵器. . 僅僅2-42-4個頸壁細胞個頸壁細胞, ,無無頸溝細胞頸溝細胞, , 其內(nèi)有其內(nèi)有1 1卵細胞和卵細胞和1 1個腹溝細胞個腹溝細胞. . 雌配子體直接發(fā)育為胚乳雌配子體直接

10、發(fā)育為胚乳(n).(n). 5.5.多為風媒傳粉。小孢子多為風媒傳粉。小孢子( (花粉花粉) )借風力傳播達胚珠借風力傳播達胚珠, , 精子通過花粉管到頸卵器精子通過花粉管到頸卵器與卵結合。與卵結合。 精子有的有鞭毛精子有的有鞭毛( (環(huán)生環(huán)生), (), (低等的蘇鐵低等的蘇鐵, ,銀杏銀杏) )。有的無鞭毛。有的無鞭毛, , 靠靠花粉管輸送?；ǚ酃茌斔汀?6.6.具多胚現(xiàn)象。且種子的胚具多胚現(xiàn)象。且種子的胚2-2-多個子葉多個子葉; ;胚乳豐富胚乳豐富, (, (胚乳來源于雌配子體胚乳來源于雌配子體, , 是是單倍體單倍體) )。 花粉管和種子的形成花粉管和種子的形成，在植物系統(tǒng)發(fā)育史上是

11、一個巨大的轉折?；ǚ酃茉谥参锵到y(tǒng)發(fā)育史上是一個巨大的轉折?；ǚ酃艿男纬?，的形成， 使植物的受精作用可以不再以水為媒介，從而擺脫了對水的依使植物的受精作用可以不再以水為媒介，從而擺脫了對水的依賴，對適應陸生環(huán)境具有重大的意義。種子的形成，則為植物的繁殖和賴，對適應陸生環(huán)境具有重大的意義。種子的形成，則為植物的繁殖和散布，提供了更為有利的條件。因此，在系統(tǒng)發(fā)育過程中，裸子植物能散布，提供了更為有利的條件。因此，在系統(tǒng)發(fā)育過程中，裸子植物能得以取代蕨類植物而在陸地植被中占有一定的優(yōu)勢地位。得以取代蕨類植物而在陸地植被中占有一定的優(yōu)勢地位。( (三三) )裸子植物的生活史裸子植物的生活史: : 世代交

12、替為不等世代交替, 最終產(chǎn)生種子 。裸子植物世代交替與蕨的異同點裸子植物世代交替與蕨的異同點:相同點相同點: :都有明顯的世代交替；都有明顯的世代交替； 雌性生殖器都為頸卵器；雌性生殖器都為頸卵器； 都形成孢子葉球；都形成孢子葉球； 都有維管束構造。都有維管束構造。不同點不同點: :松松蕨蕨雄性生殖器退化雄性生殖器退化, , 形成花粉管形成花粉管精子器精子器受精不再受水條件的限制受精不再受水條件的限制受精需水受精需水 孢子體發(fā)達孢子體發(fā)達, , 配子體退化，寄配子體退化，寄生于孢子體上生于孢子體上孢子體孢子體, , 配子體均自營配子體均自營維管束系統(tǒng)更發(fā)達維管束系統(tǒng)更發(fā)達, , 無無有多胚現(xiàn)象

13、有多胚現(xiàn)象無無孢子有大小之分孢子有大小之分無無( (但卷柏有但卷柏有) )產(chǎn)生種子產(chǎn)生種子產(chǎn)生孢子產(chǎn)生孢子 裸子植物的生殖器官在生活史的各個階段與蕨類裸子植物的生殖器官在生活史的各個階段與蕨類植物基本上是同源的，但所用的形態(tài)術語卻各不植物基本上是同源的，但所用的形態(tài)術語卻各不一樣?，F(xiàn)將它們之間的對照名詞列表如下表：一樣?，F(xiàn)將它們之間的對照名詞列表如下表：裸裸 子子 植植 物物蕨蕨 類類 植植 物物雌雌( (雄雄) )球花球花大大( (小小) )孢子葉球孢子葉球雄蕊雄蕊小孢子葉小孢子葉花粉囊花粉囊小孢子囊小孢子囊花粉?；ǚ哿? (單核期單核期) )小孢子小孢子珠鱗珠鱗( (心皮或雌蕊心皮或雌蕊)

14、 )大孢子葉大孢子葉珠心珠心大孢子囊大孢子囊胚囊胚囊( (單細胞期單細胞期) )大孢子大孢子二二. .被子植物門被子植物門AngiospermaeAngiospermae（一）概述（一）概述被子植物是植物界進化最高級、種類最多、分布最廣、適應性被子植物是植物界進化最高級、種類最多、分布最廣、適應性最強的類群，即是植物發(fā)展的最高等的類型。最強的類群，即是植物發(fā)展的最高等的類型。全世界全世界300300400400多科，多科，1 1萬余屬，約萬余屬，約2424萬種，占植物界種數(shù)的萬種，占植物界種數(shù)的一半以上。它們分布于各種氣候帶，以氣溫高、雨水多的熱一半以上。它們分布于各種氣候帶，以氣溫高、雨水多

15、的熱帶、亞熱帶種類最多；溫帶地區(qū)因氣溫降低、雨水減少，而帶、亞熱帶種類最多；溫帶地區(qū)因氣溫降低、雨水減少，而種類漸減。種類漸減。我國國土遼闊，地跨熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶，我國國土遼闊，地跨熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶，氣候多樣，加上山地多，地形復雜，土壤也復雜，適應各種氣候多樣，加上山地多，地形復雜，土壤也復雜，適應各種類型植物生存，因此，我國被子植物種類繁多，有類型植物生存，因此，我國被子植物種類繁多，有27002700余屬，余屬，3 3萬余種，區(qū)系成分復雜，特有屬萬余種，區(qū)系成分復雜，特有屬100100多。據(jù)目前所知，我國多。據(jù)目前所知，我國的藥用被子植物的藥用被子植物2

16、13213科，科，1025010250多種。多種。被子植物又稱被子植物又稱“有花植物有花植物”、“顯花植物顯花植物”或或“雌蕊植物雌蕊植物”，具有真正的花，在形態(tài)、結構、生活型和生活方式上都更為具有真正的花，在形態(tài)、結構、生活型和生活方式上都更為完善和多樣。完善和多樣。( (二二) )被子植物的主要形態(tài)特征：被子植物的主要形態(tài)特征：1.1.具有真正的花具有真正的花, , 開花過程是它的一個顯著特征開花過程是它的一個顯著特征. .2.2.具雌蕊具雌蕊, ,由心皮組成由心皮組成, , 包括子房包括子房, , 花柱花柱, , 柱頭柱頭. . 胚珠包被于子房里胚珠包被于子房里, , 不裸露不裸露, ,

17、 傳粉受精后胚珠發(fā)育為種子傳粉受精后胚珠發(fā)育為種子, , 子房發(fā)育為果實子房發(fā)育為果實, , 種子包被于種子包被于果實內(nèi)果實內(nèi). .這對于保護胚不受外界不良環(huán)境影響并使后代的繁殖和傳播這對于保護胚不受外界不良環(huán)境影響并使后代的繁殖和傳播得到可靠的保證得到可靠的保證. . 它們的雌性生殖器官不形成頸卵器它們的雌性生殖器官不形成頸卵器, , 而進一步簡化而進一步簡化成助細胞和卵細胞組成的卵器成助細胞和卵細胞組成的卵器. .3. 3. 具雙受精現(xiàn)象具雙受精現(xiàn)象 精子精子+ +卵卵合子合子(2n)(2n) 精子精子+ +極核極核-胚乳胚乳(3n)(3n) 作為胚乳也要通過有性過程產(chǎn)生，所以胚作為胚乳也

18、要通過有性過程產(chǎn)生，所以胚, , 胚乳均具父母本遺傳胚乳均具父母本遺傳性性, , 增強了后代的生活力和對環(huán)境的適應能力增強了后代的生活力和對環(huán)境的適應能力, , 豐富了遺傳變異性豐富了遺傳變異性. .4.4.孢子體高度發(fā)達孢子體高度發(fā)達. . 在形態(tài)結構及生活型上更完善在形態(tài)結構及生活型上更完善, , 多樣化多樣化, , 有喬有喬, , 灌木灌木, , 草草, , 藤藤. . 有有一年生到多年生一年生到多年生. . 有自養(yǎng)有自養(yǎng), , 有異養(yǎng)有異養(yǎng), , 尤其在解剖構造上表現(xiàn)在機械組尤其在解剖構造上表現(xiàn)在機械組織和輸導組織的明顯分工織和輸導組織的明顯分工. .5. 5. 配子體進一步退化配子體

19、進一步退化. . 雌雄配子體均無獨立生活能力雌雄配子體均無獨立生活能力, , 終生寄生于孢子體上終生寄生于孢子體上, , 結構比裸子植結構比裸子植物更簡化物更簡化. .花粉萌發(fā)為雄配子體花粉萌發(fā)為雄配子體, , 大部分成熟的雄配子體只有大部分成熟的雄配子體只有2 2個細胞個細胞( (即粉管細胞和生殖細胞即粉管細胞和生殖細胞). ). 胚囊為胚囊為7 7胞胚囊胞胚囊. . 助細胞和卵合稱卵器助細胞和卵合稱卵器, , 是頸卵器的殘余是頸卵器的殘余( (退化的痕跡退化的痕跡).).( (三三) )被子植物的生活史被子植物的生活史: :被子植物生活史一般從一粒種子開始被子植物生活史一般從一粒種子開始,

20、 , 種子在形成以后種子在形成以后, , 經(jīng)過一個短暫的休眠期經(jīng)過一個短暫的休眠期, ,在獲得適宜的條件下在獲得適宜的條件下, , 即萌發(fā)成幼苗即萌發(fā)成幼苗. . 逐漸長成具根莖葉的植物體逐漸長成具根莖葉的植物體. . 經(jīng)過一個經(jīng)過一個時期的生長發(fā)育以后時期的生長發(fā)育以后, , 一部分頂芽和腋芽不再發(fā)育為枝條一部分頂芽和腋芽不再發(fā)育為枝條, , 而是轉變?yōu)榛ㄑ慷寝D變?yōu)榛ㄑ? , 形成花形成花, , 由由 雄蕊的花藥里生成花粉粒雄蕊的花藥里生成花粉粒; ; 雌蕊的子房的胚珠內(nèi)形成胚囊雌蕊的子房的胚珠內(nèi)形成胚囊. . 花粉和花粉和胚囊又各自分別生雌雄配子胚囊又各自分別生雌雄配子( (卵細胞和精子

21、卵細胞和精子) )。經(jīng)傳粉經(jīng)傳粉, ,受精受精, ,一個精子與卵融合成為合子一個精子與卵融合成為合子, , 以后發(fā)育為胚以后發(fā)育為胚, , 另一個精子與另一個精子與2 2個極核個極核結合發(fā)育為胚乳結合發(fā)育為胚乳, , 最后花的子房發(fā)育為果實最后花的子房發(fā)育為果實, , 胚珠發(fā)育為種子胚珠發(fā)育為種子. . 種子中孕育的種子中孕育的胚是新生一代的雛體胚是新生一代的雛體. . 因此一般把因此一般把“從種子從種子種子種子”這一全部過程稱為被子植這一全部過程稱為被子植物的生活史物的生活史, , 突出特點在于雙受精過程突出特點在于雙受精過程, , 其它植物所沒有的其它植物所沒有的) )。被子植物的世代交替

22、被子植物的世代交替 被子植物的生活史中也存在著明顯的世代交替現(xiàn)象。被子植物的生活史中也存在著明顯的世代交替現(xiàn)象。孢子體階段孢子體階段: : 是從受精卵開始到大小孢是從受精卵開始到大小孢 子母細胞減數(shù)分裂前止子母細胞減數(shù)分裂前止, , 占絕大部分占絕大部分 時間時間, , 占整個生活史的優(yōu)勢占整個生活史的優(yōu)勢. .配子體階段配子體階段: : 是從花粉母細胞和胚囊母是從花粉母細胞和胚囊母 細胞的減數(shù)分裂開始到進入雙受精止細胞的減數(shù)分裂開始到進入雙受精止, , 占時間極短且不能脫離孢子體階段占時間極短且不能脫離孢子體階段. .世代交替中減數(shù)分裂和雙受精是整個生世代交替中減數(shù)分裂和雙受精是整個生 活史

23、的關鍵活史的關鍵, , 也是兩個世代交替的轉也是兩個世代交替的轉 折點折點, , 必須予以重視。必須予以重視。( (四四) )被子植物的主要分類系統(tǒng)被子植物的主要分類系統(tǒng): :1 1Engler Engler 系統(tǒng)系統(tǒng)（18971897年年植物自然分科志植物自然分科志）：分類史上第一個較完善）：分類史上第一個較完善的自然分類系統(tǒng)，將植為的自然分類系統(tǒng)，將植為1313門，第門，第1313門為種子植物門（裸子植物和被子門為種子植物門（裸子植物和被子植物兩個亞門，被子植物又分為離瓣花和合瓣花兩個亞綱）。植物兩個亞門，被子植物又分為離瓣花和合瓣花兩個亞綱）。2. 2. Hatchison Hatchi

24、son 系統(tǒng)系統(tǒng)（19261926年年有花植物科志有花植物科志）：毛茛學派的基礎，單子）：毛茛學派的基礎，單子葉植物起源于雙子葉植物的毛茛目，將雙子葉植物分為木本和草本兩個葉植物起源于雙子葉植物的毛茛目，將雙子葉植物分為木本和草本兩個平行的發(fā)展枝，木本從木蘭，草本從毛茛。但導致親緣相近的的科被分平行的發(fā)展枝，木本從木蘭，草本從毛茛。但導致親緣相近的的科被分開，如開，如: :傘形科和山茱萸科及五加科。傘形科和山茱萸科及五加科。3 3Takhtajan Takhtajan 系統(tǒng)系統(tǒng)（1954195419871987）：首次沖破了傳統(tǒng)的把雙子葉植物分為）：首次沖破了傳統(tǒng)的把雙子葉植物分為離瓣花和合瓣

25、花亞綱的概念，被子植物起源于種子蕨。草本植物由木本離瓣花和合瓣花亞綱的概念，被子植物起源于種子蕨。草本植物由木本植物演化而來，單子葉植物起源于水生雙子葉植物。植物演化而來，單子葉植物起源于水生雙子葉植物。4 4Cronquist Cronquist 系統(tǒng)系統(tǒng)（1958195819881988）：所有被子植物亞綱都不可能從其他亞）：所有被子植物亞綱都不可能從其他亞綱的植物進化而來，木蘭亞綱是被子植物的基礎復合群，木蘭目是被子綱的植物進化而來，木蘭亞綱是被子植物的基礎復合群，木蘭目是被子植物的原始類型，柔荑花序各目源于金縷梅目，單子葉植物源于類似現(xiàn)植物的原始類型，柔荑花序各目源于金縷梅目，單子葉植

26、物源于類似現(xiàn)代睡蓮目的祖先，澤瀉亞綱是百合亞綱進化線上近基部的一個側枝。代睡蓮目的祖先，澤瀉亞綱是百合亞綱進化線上近基部的一個側枝。( (五五) )被子植物的分類：被子植物的分類：本教材使用了修改后的恩格勒分類系統(tǒng)將被子植物分為兩個綱：本教材使用了修改后的恩格勒分類系統(tǒng)將被子植物分為兩個綱：雙子葉植物綱雙子葉植物綱（DicotyledoneaeDicotyledoneae）含）含6464目，目，318318科，科，165000165000種種 又分為又分為離瓣花亞綱離瓣花亞綱（ChoripetalaeChoripetalae） 合瓣花亞綱合瓣花亞綱（SympetalaeSympetalae）單子葉植物綱單子葉植物綱（MonocotyledoneaeMonocotyledoneae）含）含1919目，目，6565科，科，3500035000種種兩綱的比較：兩綱的比較：雙子葉植物綱雙子葉植物綱單子葉植物綱單子葉植物綱胚有胚有2 2子葉子葉胚有胚有1 1子葉子葉莖內(nèi)維管束排列成圓筒形莖內(nèi)維管束排列成圓筒形( (環(huán)狀環(huán)狀排列排列) )，有形成層保持能力，有形成層保持能力, , 故故莖能加粗莖能加粗莖內(nèi)維管束散生莖內(nèi)維管束散生, ,不呈圓筒形不呈圓