植物生物学ppt课件.ppt
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1、.植物学知识结构植物学知识结构植物学植物学(植物生物学植物生物学) 植物细胞学植物细胞学植物组织植物组织植物的群体植物的个体发育植物的个体发育植物的器官植物的器官植物生态基础植物生态基础植物生理学植物生理学植物的类群植物的类群(植物界植物界) 藻类植物藻类植物菌类植物菌类植物地衣地衣苔藓植物苔藓植物蕨类植物蕨类植物种种 子植物门子植物门裸子植物裸子植物被子植物植物界的基本分类单位植物界的基本分类单位: : 种种属属科科目目纲纲门门植物界植物界 .课程基本信息课程基本信息一、课程名称一、课程名称: :植物学植物学3 3(植物分类或种子植物分类及其多样性)(植物分类或种子植物分类及其多样性)二、授
2、课内容二、授课内容1.1.理论部分理论部分2424学时,学时,安排见教学日历安排见教学日历;王臣;王臣2.2.实验部分实验部分1818学时,学时,6 6次,安排见教学日历次,安排见教学日历;刘玫;刘玫3.3.实习部分:实习部分: 镜泊湖镜泊湖或帽儿山或帽儿山专业实习专业实习6 6月月6 6日日2222日日6-86-8位教师位教师三、考试方法:卷面三、考试方法:卷面60%60%,时间在,时间在7 7月月7 7日日2020日;日; 实习实习20%20%,实习结束时在野外进行;,实习结束时在野外进行; 平时平时20%20%,包括出席、实验、作业;,包括出席、实验、作业;四、教学要求四、教学要求:()
3、遵守学校关于上课的相关要求;:()遵守学校关于上课的相关要求; ()备齐教材、笔记本、作业本;()备齐教材、笔记本、作业本; ()备齐实验用品;()备齐实验用品;.五、主要参考资料:五、主要参考资料:1.1.陆时万等陆时万等. .植物学(下册)植物学(下册). .北京:高等教育出版社。北京:高等教育出版社。2.2.汪劲武汪劲武. .种子植物分类学(第种子植物分类学(第2 2版)版). .北京:高等教育出版社,北京:高等教育出版社,20092009,4040元。元。3.3.马炜梁主编马炜梁主编. .高等植物及其多样性高等植物及其多样性. .北京:高等教育出版社,北京:高等教育出版社,199819
4、98,186186元。元。4.4.中国植物志(出版多卷)中科院植物所中国植物志(出版多卷)中科院植物所 . .科学出版社科学出版社5.5.中国高等植物图鉴中国高等植物图鉴1-51-5册册. .科学出版社科学出版社. .6.6.东北草本植物志,东北草本植物志,1 11212卷卷. .辽宁林土所辽宁林土所 科学出版社科学出版社7.7.东北植物检索表东北植物检索表. .傅沛云主编(或刘慎愕)傅沛云主编(或刘慎愕). .科学出版社科学出版社8.8.中国高等植物科属检索表中国高等植物科属检索表. .中科院植物所中科院植物所. .科学出版社科学出版社9.9.黑龙江植物检索表黑龙江植物检索表. .郭贵林等编
5、著郭贵林等编著 黑龙江人民出版社,黑龙江人民出版社,19901990。10.10.期刊杂志:期刊杂志:植物学报植物学报、植物分类学报植物分类学报、植物研究植物研究、西北西北植物研究植物研究、武汉植物研究武汉植物研究、云南植物研究云南植物研究等。等。.第一章第一章 绪论绪论第一节植物分类学概述第一节植物分类学概述第二节植物分类学发展简史第二节植物分类学发展简史第三节植物分类依据及演化趋势第三节植物分类依据及演化趋势第四节植物分类的方法第四节植物分类的方法第五节植物分类学拉丁文基础第五节植物分类学拉丁文基础.第一节第一节 植物分类学概述植物分类学概述一、植物分类学的概念、特点及意义一、植物分类学的
6、概念、特点及意义 1 1、概念(任务、研究对象)、概念(任务、研究对象): : 植物分类学植物分类学( (植物系统学植物系统学) ) 2 2、植物分类学的特点:、植物分类学的特点: 3 3、学习的目的意义、学习的目的意义 1 1)目的:)目的:2 2)意义:)意义:二、学习方法二、学习方法* *理论与实践相结合是学好分类学的关键理论与实践相结合是学好分类学的关键.第二节第二节 被子植物分类学发展简史被子植物分类学发展简史一一 、 人为分类系统时期(史前与研究本草时期,民间分类学时期)人为分类系统时期(史前与研究本草时期,民间分类学时期)1.1.时间:远古时期至时间:远古时期至18301830年
7、(年(18401840年)年)2.2.特点:特点: 1 1)根据一个或极少数的性状进行分类,如形态)根据一个或极少数的性状进行分类,如形态 上的、体上的、体 态上的、经济用途、生态条件等。态上的、经济用途、生态条件等。 2 2)研究区域局限、与外界(较广的地区)极少进行交流。)研究区域局限、与外界(较广的地区)极少进行交流。3.3.代表著作:代表著作: 1 1)国内:)国内: 2 2)国外:)国外:二、进化论发表前的自然系统时期二、进化论发表前的自然系统时期1.1.时间时间1763192017631920年年2.2.特点:根据较多的性状以及性状的相似程度进行分类(把多数特点:根据较多的性状以及
8、性状的相似程度进行分类(把多数 性状相似的植物归于一类或根据相似程度确定植物的关性状相似的植物归于一类或根据相似程度确定植物的关 系和排列)系和排列)3.3.代表人物及著作:主要是外国人代表人物及著作:主要是外国人国内国外国外.三、系统发育系统时期(系统分类学时期)三、系统发育系统时期(系统分类学时期)1.1.时间:时间:18831883现今现今2.2.特点:根据综合性状及其演化趋势决定植物的编排和位特点:根据综合性状及其演化趋势决定植物的编排和位置关系,分类群的特征或分类地位具有预见性。置关系,分类群的特征或分类地位具有预见性。3.3.代表人物及著作:代表人物及著作:四、分类学的新发展四、分
9、类学的新发展1.1.实验分类学:在实验条件下,将形态特征与生态学、遗实验分类学:在实验条件下,将形态特征与生态学、遗传学结合起来,探讨物种的起源,传学结合起来,探讨物种的起源, 划分种及种间关系,对划分种及种间关系,对植物进行分类的方法(是对种以下分类单位的染色体形态植物进行分类的方法(是对种以下分类单位的染色体形态学、遗传学和繁育系统进行深入研究的学科)。学、遗传学和繁育系统进行深入研究的学科)。.2.2.细胞分类学:(染色体分类学):利用染色体资料,主要是对细胞有细胞分类学:(染色体分类学):利用染色体资料,主要是对细胞有丝分裂时染色体数目、形态及染色特点等进行比较进而对植物进行丝分裂时染
10、色体数目、形态及染色特点等进行比较进而对植物进行分类的学科。分类的学科。3.3.化学分类学:利用植物的化学成份(化学性状)作为分类依据,对植化学分类学:利用植物的化学成份(化学性状)作为分类依据,对植物进行分类,称为化学分类学。化学依据可分为三类:物进行分类,称为化学分类学。化学依据可分为三类:(1 1)可见物质:淀粉粒、晶体,等。)可见物质:淀粉粒、晶体,等。(2 2)小分子物质:生物碱、黄酮类、非蛋白氨基酸等)小分子物质:生物碱、黄酮类、非蛋白氨基酸等(3 3)大分子物质:蛋白质、核酸、电泳、血清学、)大分子物质:蛋白质、核酸、电泳、血清学、DNADNA分子杂交、核苷分子杂交、核苷酸序列分
11、析等。酸序列分析等。4.4.数量(数值)分类学:采用数学理论,以电子计算机为主要手段,以数量(数值)分类学:采用数学理论,以电子计算机为主要手段,以表型特征为基础,对庞杂的植物类群及性状(形态学、细胞学、生表型特征为基础,对庞杂的植物类群及性状(形态学、细胞学、生物化学等)进行处理,根据相似性值将某些类群归并成更高级的分物化学等)进行处理,根据相似性值将某些类群归并成更高级的分类群,进而对植物进行分类及编排的学科。类群,进而对植物进行分类及编排的学科。.第三节第三节 被子植物分类原理被子植物分类原理一、居群(种群)及物种的概念(种的概念)一、居群(种群)及物种的概念(种的概念)1.1.居群:居
12、群:植物在适于其生存的环境中是以一定数量的个体群形式出现,把植物在适于其生存的环境中是以一定数量的个体群形式出现,把占据一定生境的个体群称为居群。居群是生物进化的基本单位。个体占据一定生境的个体群称为居群。居群是生物进化的基本单位。个体间有一定的形态一致性,通过有性繁殖。进行基因交流,即可维持种间有一定的形态一致性,通过有性繁殖。进行基因交流,即可维持种的稳定,又可允许适度变异的存在。的稳定,又可允许适度变异的存在。2.2.物种:物种:种是若干居群所构成的居群系统种是若干居群所构成的居群系统, ,是分类学的基本单位,种是客观是分类学的基本单位,种是客观的,有时又是相对的,存在一定的争议:的,有
13、时又是相对的,存在一定的争议: 生物学种(遗传进化学家)生物学种(遗传进化学家):杂交能育的个体集群。与其他种在生殖上相互隔离。杂交能育的个体集群。与其他种在生殖上相互隔离。 形态学种(分类学家)形态学种(分类学家):采用形态、地理依据,凭借蜡叶标本,寻找形态上的间断,采用形态、地理依据,凭借蜡叶标本,寻找形态上的间断,结合地理分布来确定种的界限。结合地理分布来确定种的界限。 两种观点各有优点,时时又具有一定的局限性。随着科学技术的两种观点各有优点,时时又具有一定的局限性。随着科学技术的发展,有趋于一致的趋势,不是对立的,并不矛盾。发展,有趋于一致的趋势,不是对立的,并不矛盾。.二、基因型、表
14、现型与表型饰变二、基因型、表现型与表型饰变1.1.基因型:基因型:每一物种的遗传物质中携带有特定的遗传信息每一物种的遗传物质中携带有特定的遗传信息. .这些携带有特定这些携带有特定遗传信息的遗传物质或其所携带的遗传信息称为该物种的基因型遗传信息的遗传物质或其所携带的遗传信息称为该物种的基因型. .2.2.表现型:表现型:是指一定的基因型与特定环境相互作用所形成的内部或外部特是指一定的基因型与特定环境相互作用所形成的内部或外部特征征. .具有可塑性具有可塑性. . 二者的关系是:任何一个性状都是控制它的基因或基因系统与特定环二者的关系是:任何一个性状都是控制它的基因或基因系统与特定环境共同作用的
15、结果,即:境共同作用的结果,即:表现型表现型= =基因型基因型+ +环境。环境。基因型是根本起主导作用,环境是基因表达的条件,基因控制性状基因型是根本起主导作用,环境是基因表达的条件,基因控制性状的机理是非常复杂的,遗传学和分子遗传学,基因工程等将进行更深入的机理是非常复杂的,遗传学和分子遗传学,基因工程等将进行更深入的阐述。的阐述。3 3、表现型饰变:表现型饰变:同一遗传型在不同环境中产生不同表现型的差异,称为表同一遗传型在不同环境中产生不同表现型的差异,称为表现型饰变或适应型。如叶的异形叶性等。现型饰变或适应型。如叶的异形叶性等。.三、如何看待性状的价值(分类学价值)三、如何看待性状的价值
16、(分类学价值)1 1、任何明显的形态性状都没有固定的,天然的分类学意义,其分类意、任何明显的形态性状都没有固定的,天然的分类学意义,其分类意义要在该类群被研究清楚之后才能决定(如:子叶数目)义要在该类群被研究清楚之后才能决定(如:子叶数目)2 2、个别性状和性状类别,在某种情况下会更重要(如:花的性状比营、个别性状和性状类别,在某种情况下会更重要(如:花的性状比营养器官性壮重要养器官性壮重要; ;花部排列特征比大小重要花部排列特征比大小重要, ,叶序比叶子大小分类叶序比叶子大小分类意义重要意义重要; ;稳定的性状分类价值更高稳定的性状分类价值更高; ;同一个性状在不同的分类处同一个性状在不同的
17、分类处理时价值不同)理时价值不同)3 3、同一性状在不同植物中的进化意义不是绝对的。(如虫媒是原始的,、同一性状在不同植物中的进化意义不是绝对的。(如虫媒是原始的,而在兰科皆特化为虫媒)而在兰科皆特化为虫媒)4 4、同一植物体上各器官的进化不是同步的。相对进化与相对原始常嵌、同一植物体上各器官的进化不是同步的。相对进化与相对原始常嵌合在一起,极进化和极原始很少混杂在一起。合在一起,极进化和极原始很少混杂在一起。.四四 被子植物的分类依据及演化趋势被子植物的分类依据及演化趋势分类学具有无限综合、无限发展的特点,所以分类依分类学具有无限综合、无限发展的特点,所以分类依据是广泛而复杂的,包括形态、地
18、理、孢粉学、胚胎学、细据是广泛而复杂的,包括形态、地理、孢粉学、胚胎学、细胞学、古植物学、植物化学等等,择重点介绍如下:胞学、古植物学、植物化学等等,择重点介绍如下:1 1、形态学依据:是最重要、最简便、最直观,应用最广泛的、形态学依据:是最重要、最简便、最直观,应用最广泛的分类依据。然而对分群群较复杂的个体来说,难度很大,如分类依据。然而对分群群较复杂的个体来说,难度很大,如莎草科、苔草属莎草科、苔草属CarexCarex有有20002000多种。来源及演化趋势如下:多种。来源及演化趋势如下:返回上页 .初生的、原始的性状初生的、原始的性状 次生的、进化的性状次生的、进化的性状主根发达主根发
19、达 木本木本 互生互生 常绿常绿 网状脉网状脉 单叶单叶 单生单生 两性花两性花 辐射对称辐射对称 花各部螺旋排列花各部螺旋排列 雌雄同株雌雄同株 虫媒花虫媒花 重被花重被花 花各部多数、无定数花各部多数、无定数 雄蕊离生雄蕊离生 心皮离生心皮离生 子房上位子房上位 边缘胎座、中轴胎座边缘胎座、中轴胎座 胚珠多数或无定数胚珠多数或无定数 蓇葖果、蒴果蓇葖果、蒴果 单果单果 有胚乳有胚乳 子叶子叶2 2枚枚不定根不定根 草本草本 对生、轮生对生、轮生 落叶落叶 平行脉平行脉 复叶复叶 成花序成花序 单性花单性花 两侧对称或不对称两侧对称或不对称 轮状排列轮状排列 雌雄异株雌雄异株 风媒花风媒花
20、单被花或无被花单被花或无被花 少数有定数少数有定数 合生合生 合生合生 子房下位子房下位 侧膜胎座、特立中央胎座侧膜胎座、特立中央胎座 少数或一个少数或一个 核果、浆果核果、浆果 复果复果 无胚乳无胚乳 子叶子叶1 1枚枚根茎叶花果实种子见教材212页 .2 2、解剖学依据:是研究进化关系的良好材料。对处理属以上的分类问题非、解剖学依据:是研究进化关系的良好材料。对处理属以上的分类问题非常有意义。比较有价值的解剖特征来自如下几个方面:常有意义。比较有价值的解剖特征来自如下几个方面: A A、节部的解剖;、节部的解剖;B B、木质部解剖;、木质部解剖;C C、韧皮部解;、韧皮部解;D D、形成层
21、和维管束、形成层和维管束 ; E E、叶的解剖。、叶的解剖。 初生的、比较原始的性状初生的、比较原始的性状次生的、进化的、完善的性状次生的、进化的、完善的性状1 1、原生中柱、原生中柱管状中柱、两筛管中柱管状中柱、两筛管中柱2 2、无导管或具斑纹、螺纹导管、无导管或具斑纹、螺纹导管有导管、网纹、梯纹、孔纹导管有导管、网纹、梯纹、孔纹导管3 3、梯形穿孔板、梯形穿孔板单穿孔板单穿孔板4 4、导管分子长、壁薄不具端壁、导管分子长、壁薄不具端壁、纹孔双生纹孔双生导管分子短、壁厚、有端壁、纹孔互生导管分子短、壁厚、有端壁、纹孔互生5 5、异型射线、异型射线同型射线同型射线6 6、木薄壁组织离管型、木薄
22、壁组织离管型木薄壁组织傍管型木薄壁组织傍管型7 7、节单叶隙、节单叶隙节三叶隙节三叶隙8 8、毛莨型气孔(无特化副卫细、毛莨型气孔(无特化副卫细胞)(无规则型)胞)(无规则型)茜草型(平列式、平轴式)十字花型(不茜草型(平列式、平轴式)十字花型(不定式)不竹型(横列式)定式)不竹型(横列式).3 3、孢粉学依据:研究孢子和花粉形态及演化趋势的、孢粉学依据:研究孢子和花粉形态及演化趋势的科学。从科学。从19501950起应用于分类学。主要依据来源于花起应用于分类学。主要依据来源于花粉(或孢子)的形状、大小,表面纹饰,萌发孔类粉(或孢子)的形状、大小,表面纹饰,萌发孔类型,数目(型,数目(N N)
23、,位置(),位置(P P)及花粉壁性状()及花粉壁性状(C C)等。)等。演化趋势如下:演化趋势如下: 单沟花粉:单沟花粉: 近极单孔近极单孔 多孔花粉多孔花粉 三岐沟三岐沟 三沟三沟 无萌花孔无萌花孔尚有:单孔、三孔、双孔、周孔等各种形式。尚有:单孔、三孔、双孔、周孔等各种形式。. 4 4、胚胎学依据:、胚胎学依据:1 1、研究大小孢子发生,雌雄配子体发育及合子发育为、研究大小孢子发生,雌雄配子体发育及合子发育为胚的过程也称为生殖生物学,可以较好地反映植物胚的过程也称为生殖生物学,可以较好地反映植物类群演化上的关系。类群演化上的关系。2 2、胚胎学特征在科水平上较为一致,因此更多地用来、胚胎
24、学特征在科水平上较为一致,因此更多地用来 处理科等级以上的分类学问题。演化趋势如下:处理科等级以上的分类学问题。演化趋势如下:原始的性状原始的性状次生的进化的次生的进化的两层珠被两层珠被一层珠被一层珠被厚珠心厚珠心薄珠心薄珠心二核花粉二核花粉三核花粉三核花粉不具珠被绒毡层不具珠被绒毡层具珠被绒毡一层具珠被绒毡一层. 5 5、细胞学证据(染色体证据):参考书、细胞学证据(染色体证据):参考书植物细胞分类学植物细胞分类学洪德元编著科学出版社洪德元编著科学出版社19901990年年 细胞分类学的概念(见前述)细胞分类学的概念(见前述) 主要用来解决属级和种级分类,尤其是种级分类问题。主要用来解决属级
25、和种级分类,尤其是种级分类问题。 有如下几方面特征:有如下几方面特征: A A、数目:二倍体、多倍体;、数目:二倍体、多倍体; B B、形态结构:大小、形状、着丝点位置、次缢痕、随体;、形态结构:大小、形状、着丝点位置、次缢痕、随体; C C、染色体组型分析:常态分析、带型分析、着色区段分、染色体组型分析:常态分析、带型分析、着色区段分 析、定量细胞化学方法。析、定量细胞化学方法。 D D、行为:减数分裂同源染色体的联会及分离过程可以反映、行为:减数分裂同源染色体的联会及分离过程可以反映 是否杂交、染色体结构上的差异、不孕原因的探讨、种是否杂交、染色体结构上的差异、不孕原因的探讨、种系发生等问
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