植物分類學(xué)—裸子植物(上課版)

1、第五章 裸子植物 （ Gymnosperms ）1一、裸子植物概述2地質(zhì)代紀(jì)植物化石的紀(jì)錄各代的年數(shù)新生代（Cenozoic）第四紀(jì)Quaternary第三紀(jì)Tertiary被子植物繁盛大約六千萬(wàn)年中生代（Mesozoic）白堊紀(jì)Cretaceous裸子植物仍盛，被子植物興起大約一億三千五百萬(wàn)年到一億八千萬(wàn)年侏羅紀(jì)Jurassic三迭紀(jì)Triassic裸子植物繁盛，被子植物發(fā)現(xiàn)古生代（Paleozoic）二迭紀(jì)Permian石炭紀(jì)Carboniferous蕨類植物及種子蕨繁盛，苔蘚植物發(fā)現(xiàn)大約三億六千萬(wàn)年到五億四千萬(wàn)年泥盆紀(jì)Devonian蕨類植物興起，裸子植物發(fā)現(xiàn)志留紀(jì)Silurian最早陸

2、地植物發(fā)現(xiàn)奧陶紀(jì)Ordovician寒武紀(jì)Cambrian藻類植物確切發(fā)現(xiàn)原古代（Proterozoic）細(xì)菌？藍(lán)藻？大約十五億年太古代（Archezoic） 地質(zhì)年代與植物進(jìn)化簡(jiǎn)史31.“裸子植物是一群介于蕨類植物與被子植物之間的維管植物”。（1）裸子植物比蕨類植物進(jìn)化：配子體不能獨(dú)立生活，只能寄生在孢子體上;有種子形成，胚能受到種皮保護(hù)，又能吸收胚乳的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；有花粉管形成，使受精作用脫離開(kāi)水。（2）裸子植物比被子植物原始：孢子體組織結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 （木質(zhì)部只有管胞而無(wú)導(dǎo)管和纖維，韌皮部只有篩胞而無(wú)篩管和伴胞）；雌性生殖器官為頸卵器；（簡(jiǎn)化）不形成果實(shí)；（種子外沒(méi)有果皮包裹）無(wú)雙受精作用。4 被

3、子植物 蕨類和裸子植物 花 flower 孢子葉球 strobile 雄花 male flower 小孢子葉球 microstrobilus 雄蕊 stamen 小孢子葉 microsporophyll 花粉囊 pollen sac 小孢子囊 microsporange 花粉母細(xì)胞 pollen mother cell 小孢子母細(xì)胞 microspore mother cell 花粉粒（單核期） pollen grain 小孢子 microspore 花粉粒（3核期） 雄配子體 male gametophyte 雌花 female flower 大孢子葉球 ovulate strobilus

4、心皮 carpel 大孢子葉 macrosporophyll 胚珠（珠心）ovule 大孢子囊 macrosporangium 胚囊母細(xì)胞 embryo sac mother cell 大孢子母細(xì)胞 macrospore mother cell 單核胚囊 embryo sac 大孢子 macrospore 成熟胚囊 雌配子體 female gametophyte 二、一些形態(tài)術(shù)語(yǔ) 5小孢子葉球大孢子葉球67 三、分類：5個(gè)綱鐵樹(shù)綱：大孢子葉羽狀分裂。銀杏綱：大孢子葉變態(tài)為珠領(lǐng)。松柏綱：大孢子葉變態(tài)為珠鱗（果鱗、種鱗）。紅豆杉綱：大孢子葉變態(tài)為珠托（紅豆杉）、套被（羅漢松）。買(mǎi)麻藤綱：大孢子葉變

5、態(tài)為蓋被（類似花被）。8（一）蘇鐵綱 Cycadinae（僅一目一科）一般特征：1、常綠木本植物，莖稈粗壯不分枝。側(cè)根具有特化的菌 根，靠近土壤表面，形成特殊的珊瑚狀小根團(tuán)，無(wú)向 地性的主根。2、葉二型：鱗葉、營(yíng)養(yǎng)葉。 營(yíng)養(yǎng)葉：螺旋狀排列，單葉羽狀深裂，集生于樹(shù)干頂端。幼時(shí)拳卷，被鱗葉保護(hù)。脫落后，在莖上留下永存的 葉基，稱為甲胄。 鱗葉：小，密被褐色絨毛。3、孢子葉球 異株 大孢子葉叢生于莖頂。 小孢子葉形成小孢子葉球（棒狀）。9蘇鐵的小孢子葉球小孢子葉局部小孢子葉扁平，肉質(zhì)，鱗片狀窄楔形，具短柄，緊密地螺旋狀排列成小孢子葉球。生于莖頂。10大孢子葉球大孢子葉叢生于莖頂，密被淡黃色絨毛，上部

6、羽狀分裂，下部呈狹長(zhǎng)的柄，柄的兩側(cè)生有26枚胚珠。114、種子核果狀。外種皮肉質(zhì)甚厚，中層由石細(xì)胞構(gòu)成，內(nèi)層為薄紙質(zhì)。125、精子為生物界中最大的，陀螺形，前端有纖毛，長(zhǎng)0.3毫米。a)a)b)b)1314蘇鐵生活史15（二）銀杏綱(Ginkgopsida)1科，1屬，1種，銀杏（Ginkgo biloba）為孑遺植物。我國(guó)特產(chǎn)?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)外廣為栽培。主要特征：1、落葉喬木，枝條有長(zhǎng)、短之分。2、葉扇形，先端2裂或波狀缺刻，長(zhǎng)枝上螺旋狀散生多為2裂，短枝上簇生，多為波狀缺刻。葉脈分叉開(kāi)放。1617 3、異株。 小孢子葉球柔荑花序，生于短枝頂端。小孢子葉柄狀，頂端著生2個(gè)（3，4，或7）小孢子囊。精

7、子具纖毛。 大孢子葉球基部有一長(zhǎng)柄，柄端有2個(gè)環(huán)形的大孢子葉，稱為珠領(lǐng)。各生1個(gè)直生胚珠。但僅一個(gè)成熟。小孢子葉球大孢子葉球184、種子，稱為白果。核果狀，外種皮，肉質(zhì)，并含有油脂及芳香物質(zhì)；中種皮白色，骨質(zhì)；內(nèi)種皮紅色，紙質(zhì)。胚乳肉質(zhì)，可食用（多食易中毒），種仁可燉肉、作羹湯和制蜜餞、甜食；可入藥，有潤(rùn)肺、止咳、強(qiáng)壯等功效。銀杏種子解剖19銀杏生活史20（三）松柏綱（Coniferopsida）一、松柏綱的主要特征： 1、常綠或落葉喬木，枝條有長(zhǎng)、短之分，次生木質(zhì)部發(fā)達(dá)為“密木型”。真中柱，木質(zhì)部由管胞組成；韌皮部由篩胞組成。具樹(shù)脂道。 2、單葉或成束，針形(多為針葉，故稱為針葉植物)、鱗形

8、、鉆形、條形或刺形，螺旋著生、交互對(duì)生或輪生。葉表皮常具較厚的角質(zhì)層及下陷的氣孔。 3、孢子葉球單性，同株或異株。孢子葉常排成球果狀（故稱為球果植物）。 小孢子有氣囊或無(wú)，精子無(wú)鞭毛。 4、種子有翅或無(wú)，胚乳豐富，子葉210枚。21落葉松偃松黑松22葉形狀23（1）、松科的主要特征：1.性狀: 常綠或落葉喬木，稀灌木，單軸分枝。2.葉 : 葉條形或針形,在長(zhǎng)枝上螺狀散生, 短枝上簇生。3.花 : 花單性， 雌雄同株，雄球花具中軸，小孢子葉多數(shù)，螺旋狀排列，每一小孢子葉背部有2 花粉囊，花粉粒有2氣囊或無(wú)； 雌球花具多數(shù)螺旋狀排列的珠鱗與苞鱗，每珠鱗腹面具2倒生胚珠，花后珠鱗增大成種鱗。球果直立

9、或下垂。4.種子 : 種子堅(jiān)果狀，有翅或無(wú)。5.胚 : 胚直立，具子葉216枚。24大小孢子葉球小孢子葉球25胚珠(珠鱗)苞鱗珠鱗 種鱗26一、松屬（Pinus）松屬植物單性，同株。 1、孢子體：?jiǎn)屋S分枝；長(zhǎng)枝上生鱗葉，腋內(nèi)生短枝，短枝極短，頂生1束針葉，每束通常2、3、5個(gè)針葉，基部有薄膜狀的葉鞘。272、小孢子葉球生于當(dāng)年生枝條的基部。每個(gè)小孢子葉球有1個(gè)縱軸，縱軸上螺旋狀排列著小孢子葉，小孢子葉的背面（遠(yuǎn)軸面）有1對(duì)長(zhǎng)形的小孢子囊。 小孢子囊內(nèi)的小孢子母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂和普通分裂形成小孢子（單核花粉粒）。小孢子葉球小孢子28雄配子體：小孢子原葉體細(xì)胞(小)胚性細(xì)胞(大)原葉體細(xì)胞(小)精

10、子器原始細(xì)胞管細(xì)胞 生殖細(xì)胞 傳粉時(shí)期4個(gè)細(xì)胞：2個(gè)原葉體細(xì)胞、1個(gè)管細(xì)胞和1個(gè)生殖細(xì)胞。293、大孢子葉球 生于當(dāng)年新枝的頂部，由紫紅色綠色褐色。大孢子葉球是由許多大孢子葉螺旋狀排列在孢子葉球的軸上構(gòu)成的。30 每個(gè)大孢子葉球有1個(gè)縱軸，縱軸上螺旋狀排列著大孢子葉（珠鱗），每一個(gè)珠鱗下面具一小的薄片為苞鱗。每一個(gè)珠鱗的近軸面著生兩個(gè)胚珠。31雌配子體： 大孢子母細(xì)胞4個(gè)大孢子鏈狀四分體 減數(shù)分裂游離核分裂（1632核） 休眠（46月）成熟的雌配子體（具27個(gè)頸卵器，大量胚乳）遠(yuǎn)離珠孔端一個(gè)大孢子發(fā)育，其余三個(gè)退化32 4、傳粉與受精 傳粉：4細(xì)胞時(shí)期傳粉 雄配子體在珠孔處萌發(fā)： 管細(xì)胞 生殖

11、細(xì)胞 花粉管 伸長(zhǎng) 柄細(xì)胞 體細(xì)胞 休眠兩個(gè)精子受精：2個(gè)精子、管細(xì)胞、柄細(xì)胞一起進(jìn)入卵細(xì)胞質(zhì)中。原葉體細(xì)胞（消失）受精作用通常在傳粉以后13個(gè)月才進(jìn)行335、胚胎發(fā)育和種子形成34胚胎發(fā)育過(guò)程：原胚階段胚胎選擇階段胚的器官和組織分化階段胚的成熟階段35種子由3個(gè)世代的產(chǎn)物組成：胚是新的孢子體世代（2n）胚乳是配子體世代（2n）種皮是老的孢子體世代（2n）6、松屬的生活史松屬植物的生活史經(jīng)歷的時(shí)間很長(zhǎng)，從開(kāi)花起到次年10月種子成熟歷時(shí)18個(gè)月，即第一年春初夏（3-5月）開(kāi)花傳粉，然后，花粉粒在珠心組織中萌發(fā)出花粉管，同時(shí)大孢子形成，發(fā)育成游離核時(shí)期的雌配子體，冬季休眠；第二年3月開(kāi)始，雌配子體

12、及花粉管繼續(xù)發(fā)育，頸卵器產(chǎn)生，第二年初夏（6月初，即傳粉后的13個(gè)月）受精，以后球果迅速長(zhǎng)大，10月球果和種子成熟，總計(jì)歷時(shí)18個(gè)月。具體過(guò)程，見(jiàn)課本上的圖形。36油松馬尾松黃山松紅松白皮松常綠喬木，高達(dá)30米。幼樹(shù)樹(shù)皮灰綠色，老樹(shù)樹(shù)皮灰褐色或灰白色，裂片脫落后露出粉色內(nèi)皮。葉為3針1束，長(zhǎng)5-7厘米。球果長(zhǎng)5-7厘米。種子有短翅。422、雪松屬 葉針形，有3棱或4棱，簇生，常綠，有短枝，花粉無(wú)氣囊，珠鱗寬大，苞鱗短小，成熟時(shí)一起脫落。433、落葉松屬 (Larix) ： 葉簇生,落葉。枝分長(zhǎng)短枝，短枝上葉簇生，葉條形扁平；球果當(dāng)年成熟，種鱗革質(zhì)，不脫落，雄球花單生短枝頂端。44紅杉：落葉喬木

13、。葉兩型：鱗形葉螺旋狀著生于主枝;條形葉生于側(cè)枝,基部下延,無(wú)葉柄,葉片二列狀排列,4、金錢(qián)松：落葉喬木，我國(guó)特有，世界五大庭園植物之一，其他還有：雪松、南洋杉、金松和巨杉。465、云杉屬葉條形4棱，無(wú)柄，有葉枕。有氣孔線，球果頂生下垂，種鱗宿存，薄革質(zhì)，苞鱗小，不露出。種子有翅。6、黃杉屬 7、冷杉屬：枝上有圓葉痕。葉條形，球果直立，當(dāng)年成熟。 8、銀杉屬：葉在枝頂排列成簇生狀，球果腋生，初直立后下垂。是三百萬(wàn)年前第四紀(jì)冰川后殘留下來(lái)至今的植物，中國(guó)特有的世界珍稀物種，和水杉、銀杏一起被譽(yù)為植物界的“國(guó)寶”，國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物。509、油杉屬：常綠喬木，高可達(dá)30米；樹(shù)皮黃褐色或暗褐色，縱裂或

14、塊狀脫落。葉在側(cè)枝上排列成兩列，球果圓柱形，種子有膜質(zhì)闊翅，種翅中上部較寬，與種鱗近等長(zhǎng)。5110、鐵杉屬：?jiǎn)棠?，高達(dá)50m；冠塔形，大枝平展，枝梢下垂；樹(shù)皮暗灰色，縱裂，成塊狀脫落；冬芽卵圓或球形；1年生枝細(xì)；淡黃、淡褐黃或淡灰黃色，葉枕凹槽內(nèi)有短毛。葉條形，花期4月，球果當(dāng)年10月成熟。（2）、杉科的主要特征：1.性狀: 喬木單軸分枝。2.葉 : 葉螺旋排列，少交互對(duì)生。3.孢子葉球: 單性同株，花粉囊多于2個(gè)，花粉無(wú)氣囊，珠鱗與苞鱗為半合生，珠鱗腹部有2-9枚胚珠。4.種子 : 球果當(dāng)年成熟，種鱗有2-9枚種子，種子具窄翅。52531.杉木屬：常綠喬木。葉條狀披針形，邊緣有鋸齒，螺旋狀著

15、生，背面具2條白色氣孔帶。苞鱗大，珠鱗小，兩者半合生。珠鱗腹面有3個(gè)胚珠。種子具翅。542、柳杉屬：常綠喬木，葉鉆形，與大小孢子葉均為螺旋狀排列。球果近球形，種子具極窄的翅。553、落羽杉屬：落葉喬木，葉條形，扁平，基部扭轉(zhuǎn)在小枝上列成二列，羽狀。莖基部具有呼吸根。雄球花卵圓形，有短梗，在小枝頂端排列成總狀花序狀或圓錐花序狀。球果球形或卵圓形，有短梗，向下斜垂，熟時(shí)淡褐黃色，有白粉56池杉：落葉喬木，樹(shù)干基部膨大，通常有曲膝狀的呼吸根。葉鉆形在枝上螺旋伸展，有的幼枝或萌芽枝上的葉為線形。雄球花排列成圓錐狀花序，雌球花單生于新枝頂部。574、水杉屬：落葉喬木，小枝對(duì)生，下垂。葉線形，交互對(duì)生。為

16、孑遺植物。585、巨杉屬：俗稱世界爺596、水松屬：生于多水立地時(shí)樹(shù)干基部膨大，常成柱槽狀，并有呼吸根。607、金松屬：是一種孑遺植物。（3）、柏科的主要特征：1.性狀: 常綠木本。2.葉 : 對(duì)生或輪生，鱗形和（或）刺形。3.孢子葉球: 單性，同株或異株。小孢子葉交互對(duì)生，花粉囊多于2個(gè)，花粉無(wú)氣囊。珠鱗交互對(duì)生或輪生，腹面有1至多枚胚珠，苞鱗與珠鱗完全愈合。4.種子 : 球果漿果狀，種子無(wú)翅或具窄翅。61621.側(cè)柏屬 ：鱗葉對(duì)生，小枝扁平成一平面。球果木質(zhì)，成熟后開(kāi)裂。球花生于小枝頂端632.圓柏屬 ：常綠喬木或灌木，幼樹(shù)葉為刺葉，老樹(shù)葉全為刺葉或全為鱗葉，或二者兼有；刺葉不與枝貼生 ,

17、基部下延，無(wú)關(guān)節(jié)。球果肉質(zhì)，成熟后不開(kāi)裂。64龍柏：為圓柏的栽培變種653.刺柏：葉全為輪生刺葉，不下延生長(zhǎng)，基部有關(guān)節(jié)。球果肉質(zhì)，成熟后不開(kāi)裂。有1、2 條氣孔帶，種鱗3枚664. 柏木屬：67松科(Pinaceae)杉科(Taxodiaceae)柏科(Cupressaceae)葉形針葉、條形條形、鉆形或披針形鱗形、鉆形、刺形葉排列螺旋狀排列螺旋排列，極少對(duì)生交互對(duì)生或輪生小孢子多具氣囊無(wú)氣囊無(wú)氣囊小孢子葉具小孢子囊數(shù)目2個(gè)小孢子囊34個(gè)小孢子囊多于2個(gè)小孢子囊珠鱗與苞鱗的關(guān)系分離半愈合完全愈合珠鱗排列方式螺旋狀排列螺旋狀排列交互對(duì)生或輪生種 鱗木質(zhì)化木質(zhì)化、革質(zhì)肉質(zhì)或木制松杉柏三科的區(qū)別6

18、8 1. 種鱗與苞鱗離生(僅基部合生),每個(gè)種鱗具2枚種子;雄孢子葉球具2個(gè)花粉囊,花粉具氣囊或無(wú)氣囊松科 1. 種鱗與苞鱗半合生或完全合生,每個(gè)種鱗1-多枚種子;雄孢子葉球具2- 9個(gè)花粉囊, 花粉無(wú)氣囊. 2 2. 種鱗與苞鱗半合生，種鱗和葉均成螺旋狀排列,稀對(duì)生,每個(gè)種鱗具2-9枚種子. -杉科 2. 種鱗與苞鱗完全合生,種鱗和葉均成交互對(duì)生或輪生;每個(gè)種鱗具1-多枚種子.-柏科 松杉柏科的平行檢索表694、南洋杉科喬木，葉二型，雄球花單生枝頂，圓柱形。球果卵形或橢圓形。種子橢圓形，兩側(cè)具結(jié)合而生的膜質(zhì)翅。70（四）紅豆杉綱（紫杉綱）Taxopsida主要特征：1、常綠喬木或灌木。2、葉

19、條形或披針形，螺旋排列或交互對(duì)生，葉背沿凸起的中脈兩側(cè)各有一條氣孔帶。3、孢子葉球單性，異株；胚珠生于盤(pán)狀或杯狀或囊狀的珠托（套被）中；4、成熟種子堅(jiān)果狀，具肉質(zhì)的假種皮。71（1）、紅豆杉科72紅豆杉：特產(chǎn)我國(guó)，為孑遺植物，國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物。73白豆杉74穗花杉：常綠小喬木或灌木，號(hào)稱“冰川元老”，是世界稀有的珍貴植物。葉面光滑發(fā)亮，對(duì)生，線狀披針形，葉背有兩條白色的氣孔帶。雌雄異株，雄球花交互對(duì)生，排成穗狀，生于枝頂。雌球花生于當(dāng)年生枝的葉腋或苞腋。成熟時(shí)假種皮鮮紅色，基部具宿存的苞片。（2）、羅漢松科75羅漢松：小孢子葉穗狀，每個(gè)小孢子葉生有2個(gè)花粉囊，花粉有氣囊。套被與珠被合生，然后肉質(zhì)化成假種皮，苞片發(fā)育為肉質(zhì)種托。76竹柏：活化石葉片革質(zhì)，無(wú)中脈。77百日青（3）、三尖杉科78三尖杉：小孢子葉球聚生成頭狀，花粉球形，無(wú)氣囊。大孢子葉變態(tài)為囊狀珠托，種子核果狀，全部包于珠托發(fā)育而來(lái)的肉質(zhì)假種皮中。79粗榧：第三紀(jì)孑遺植物與三尖杉一樣都是我國(guó)特有的樹(shù)種。（五）買(mǎi)麻藤綱 又稱蓋子植物綱主要特征：1、灌木或木質(zhì)藤本。莖有節(jié)和節(jié)間，次生木質(zhì)部常具有導(dǎo)管，無(wú)樹(shù)脂道。2、葉對(duì)生或輪生，有各種類型，為膜質(zhì)鞘狀的