植物生物學(xué)蕨類植物VIP

1、陳學(xué)林 生命科學(xué)學(xué)院植物生物學(xué)Plant Biology蕨類植物(Pteridophyte)形態(tài)和營養(yǎng)器官 根：主根均不發(fā)育，通常為不定根 莖：低等種類多具地上氣 生莖，高等種類多僅具根狀莖 葉：小型葉：僅具1條葉脈，無葉柄，也無葉隙大型葉：葉脈具各種分支并形成脈序，具葉柄和葉隙單葉：葉柄上僅具1個葉片復(fù)葉：由葉柄、葉軸、羽片和羽軸組成營養(yǎng)葉(不育葉)：無生殖功能孢子葉(能育葉)：可產(chǎn)生孢子囊和孢子進行繁殖同型葉(一型葉)：無營養(yǎng)葉和孢子葉之分異型葉(兩型葉)：具兩種不同功能的葉小 型 葉大 型 葉 單 葉 復(fù) 葉營養(yǎng)葉和孢子葉同 型 葉異 型 葉維管組織 分化程度不高，由木質(zhì)部和韌皮部組成

2、木質(zhì)部大多由環(huán)紋、螺紋或梯紋管胞及木薄壁組織組成 韌皮部主要由篩管和韌皮薄壁組織組成，無伴胞 現(xiàn)存蕨類多無維管形成層，僅有初生結(jié)構(gòu)中柱 由中柱鞘、維管系統(tǒng)、髓等組成，類型多樣孢子囊和孢子 孢子囊：蕨類植物孢子體上產(chǎn)生孢子的多細胞無性生殖器官 厚孢子囊：由一群原始細胞發(fā)育產(chǎn)生，囊壁為多層細胞 薄孢子囊：由1個原始細胞發(fā)育產(chǎn)生，囊壁僅為1層細胞松葉蕨類為2或3個孢子囊聚合成聚囊，生孢子體2叉狀小葉葉腋中的短側(cè)枝的頂端石松和卷柏孢子囊單生孢子葉葉腋，且許多孢子葉密集枝端形成孢子葉球或孢子葉穗楔葉亞門孢子囊長筒形，510枚生孢子葉(孢囊柄)六角形盤狀體的下面真蕨孢子囊多個聚集成孢子囊群，生孢子葉背面或

3、背面邊緣，多數(shù)種類囊群外還有各種膜質(zhì)保護結(jié)構(gòu)囊群蓋同型孢子(同形孢子)：孢子形態(tài)大小相同異型孢子(孢子異型)：大孢子囊產(chǎn)生大孢子，小孢子囊產(chǎn)生小孢子配子體的形態(tài)和營養(yǎng)方式配子體(原葉體)：由孢子直接萌發(fā)產(chǎn)生，n小，生活時期短，無根、莖、葉分化，具單細胞假根楔葉類配子體為墊狀，具許多直立的葉狀條片真蕨類配子體大多為心形的葉狀體營養(yǎng)方式：不含葉綠素，埋生土中，與真菌共生，靠真菌獲取營養(yǎng)綠色，光合自養(yǎng)，可獨立生活配子體（原葉體）有性生殖器官和受精條件頸卵器：退化，腹部埋入配子體組織內(nèi)，內(nèi)有1卵，頸部短，頸溝細胞也少精子器：球形，具鞭毛(石松類長卵形2條鞭毛,其余均為具多條鞭毛并呈螺旋形彎曲的精子)受

4、精過程必須在有水的條件下才能完成有 性 生 殖生活史 孢子減數(shù)分裂 孢子體發(fā)達的異形世代交替 孢子體和配子體均能獨立生活生活史生 活 史生境和分布 分布廣泛：平原、草地、溝溪、山地、林下、淡水中 維管組織分化程度不高，受精過程離不開水，對陸生環(huán)境的適應(yīng)還不完善 仍生活在溝谷和陰濕的環(huán)境中 熱帶和亞熱帶地區(qū)種類和數(shù)量均多蕨類植物的分類系統(tǒng) 分類系統(tǒng)秦仁昌系統(tǒng)，蕨類植物門分5個亞門蕨類植物5個亞門主要特征比較 特征 松葉蕨亞門 石松亞門 水韭亞門 楔葉亞門 真蕨亞門孢 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

5、少具氣生莖莖小型葉,具1條葉脈或無小型葉,具1條葉脈小型葉,細長條形,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 分類系統(tǒng)秦仁昌系統(tǒng)，蕨類植物門分5個亞門蕨類植物5個亞門主要特征比較(續(xù)表) 特征 松葉蕨亞門 石松亞門 水韭亞門 楔葉亞門 真蕨亞門配 子 體 形態(tài)和營養(yǎng)方式柱狀，有分枝不含葉綠素，與真菌共生柱狀或

6、不規(guī)則塊狀，無葉綠素,與真菌共生，有的部分組織含葉綠素，有的種類在孢子囊內(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，具多條鞭毛蕨類植物的代表種類 最早的蕨類植物化石發(fā)現(xiàn)于4億年前的志留紀(jì)晚期 現(xiàn)存12000種,國產(chǎn)2600種,云南1000余種,甘肅約300種 松葉蕨亞門代表種類松葉蕨亞門僅2屬3種，中國產(chǎn)1種松葉蕨松葉蕨莖、葉與孢子囊松葉蕨莖切面原生中柱水韭亞門代表種類 水韭亞門：70種，國產(chǎn)3種，常見種為中華水韭水韭基部根莖肉質(zhì)、塊狀水韭孢子葉基部石松亞門的代表種類 識別特征： 孢

7、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 精子長卵形，具2條鞭毛 石松屬(Lycopodium)：我國11種石松生活史石松莖橫切面編織中柱石松配子體縱切卷柏屬(Selaginella)卷柏莖的橫切面卷柏孢子葉穗縱切卷柏雄配子體卷柏雌配子體蛇足石杉（千層塔）鋪地蜈蚣（垂穗石松）伏地卷柏伏地卷柏松散的孢子葉穗江南卷柏的孢子葉穗楔葉亞門代表種類 識別特征： 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，中國產(chǎn)9種犬問荊(Equisetum palustre)犬問

8、荊營養(yǎng)枝及生殖枝犬問荊孢子葉球局部孢子葉切面觀成熟孢子葉底面及頂面 孢子綠色成熟孢子問荊(Equisetum arvense L.)木賊營養(yǎng)體節(jié)節(jié)草節(jié)、節(jié)間及葉真蕨亞門代表植物 識別特征： 除樹蕨外，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，全世界廣布蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)蕨孢子體各部分蕨根狀莖橫切面蕨孢子葉局部薄囊蕨孢子囊群切面蕨配子體 其它真蕨代表：瓶爾小草觀音座蓮 紫 萁芒 萁腎 蕨金 毛 狗胎生狗脊 巢 蕨 桫 欏有柄石韋 水 蕨 田 字 蘋槐 葉 蘋 滿 江 紅 滿 江 紅蕨類植物的起源和演化 起源于4億年前志留紀(jì)末期出現(xiàn)的裸蕨植物 多數(shù)學(xué)者認為裸蕨很可能起源于綠藻 古代蕨類：萊尼蕨、裸蕨、星木屬、鱗木屬、封印木屬、蘆木屬等 蕨類器官演化：萊 尼 蕨 葉片起源圖解孢子葉起源圖解3億9千萬年前的蕨類植物蕨類植物的經(jīng)濟價值藥用：石松、金毛狗、骨碎補、貫眾、蕨