蕨類植物 優(yōu)秀公開課教案

蕨類植物蕨類(Fern)是泥盆紀時期的低地生長木生植物的總稱。它們需要水分作為再生循環(huán)的一部分，且從此開始衍生出各種不同的種類，在今日仍是一種生命力極強的植物。蕨類植物有著一個世代交替的生命周期，由雙套的胞子體和單套的配子體兩者循環(huán)。配子體是一游離的器官。蕨類植物典型的生命周期如下：孢子體(雙套)經(jīng)由減數(shù)分裂產(chǎn)生單套的孢子；孢子經(jīng)由細胞分裂形成配子體；配子體會經(jīng)由有絲分裂產(chǎn)生生殖細胞；可移動、具鞭毛的精子讓仍黏在原葉體上的卵子受精；受精后的卵子形成了一個雙套的受精卵，并經(jīng)由有絲分裂成長成孢子體。生態(tài)就一般的印象而言，蕨類植物是生長在陰暗潮濕的林地角落里，但其實蕨類植物可以生長的棲地范圍要比這多出許多，亦有居住在高海拔的山區(qū)、干燥的沙漠巖地、水里或原野等地區(qū)的物種。蕨類植物一般認為大多生長在特定的邊緣地帶，通常是在環(huán)境限制了種子植物興盛的地方。但某些蕨類植物卻是這世上最煩人的雜草，包括生長在英國高地的蕨屬或生長在赤道附近湖泊的滿江紅屬，兩者都形成了廣泛且具侵略性的領域。蕨類植物的棲地主要有四種特定的類型：濕暗的森林、巖地的裂縫，尤其是可以擋住全部太陽的地方、泥塘和沼澤等酸性濕地、以及赤道的樹上，其中許多物種為附生植物。許多蕨類植物和具有菌根的菌類有著關連性。許多蕨類植物只生長在特定的酸堿值下，如海金沙只生長在潮濕且強酸性的土地上，而球莖冷蕨則只生長在石灰?guī)r上。物種特征蕨類(Pteridophyta)是只比苔蘚植物略高級的的高等植物。繁盛于石炭紀，當時曾是高達20-30m的高大植物?？挎咦臃毖芎蟠?。一些種類可食用、藥用綠肥飼料和觀賞古代蕨類形成煤。地球上的優(yōu)質煤基本上是由石炭紀大型蕨類植物形成的。這些蕨類中的絕大多數(shù)已在中生代前滅絕。今天它們的后代多生長在濕潤陰暗的叢林里，且多為矮小類型。世代交替：在植物生活史中，第一代為無性繁殖世代，而第二代成為有性繁殖世代。蕨類植物是高等植物中比較原始的一大類群，也是最早的陸生植物。這種植物是生長在山野的草本，有著頑強而旺盛的生命力，遍布于全世界溫帶和熱帶。蕨類植物曾在地球的歷史上盛極一時，古生代后期，石炭紀和二疊紀為蕨類植物時代，當時那些大型的樹蕨如鱗木、封印木、蘆木等，今已絕跡，是構成化石植物和煤層的一個重要組成部分。現(xiàn)存的蕨類植物約有12000種，廣泛分布于世界各地，尤其是熱帶和亞熱帶最為豐富。中國有61科223屬，約2600種，主要分布在華南及西南地區(qū)，僅云南一省就有1000多種，所以在我國有“蕨類王國”之稱。已知可供藥用的蕨類植物有39科300余種。外形特征1．孢子體的形態(tài)現(xiàn)在的蕨類植物是進化水平最高的孢子植物。孢子體發(fā)達，有真正的根、莖、葉的分化，大多數(shù)的蕨類植物為多年生草本，僅少數(shù)為一年生。(1)根通常為不定根，形成須根狀。(2)莖大多數(shù)為根狀莖，匍匐生長或橫走。少數(shù)具地上莖，直立成喬木狀，如桫欏(CyatheaspinulosaWall.exHOOK.)。莖上通常被有鱗片或毛茸。鱗片膜質，有各種形狀，鱗片上常有粗或細的篩孔。毛茸有單細胞毛、腺毛、節(jié)狀毛、星狀毛等。(3)葉蕨類植物的葉多從根狀莖上長出，有簇生、近生或遠生的，幼時大多數(shù)呈拳曲狀，是原始的性狀。根據(jù)葉的起源及形態(tài)特征，可分為小型葉和大型葉兩種。小型葉(microphyll)沒有葉隙(leafgap)和葉柄，僅具1條不分枝的葉脈，如石松科、卷柏科、木賊科等植物的葉。大型葉(macrophyll)具葉柄，有或無葉隙，有多分枝的葉脈，是進化類型的葉。如真蕨類植物的葉。大型葉有單葉和復葉兩類。蕨類植物的葉根據(jù)功能又可分成孢子葉和營養(yǎng)葉兩種。孢子葉(sporophyll)是指能產(chǎn)生孢子囊和孢子的葉，又叫能育葉(fertilefrond)；營養(yǎng)葉(foliageleaf)僅能進行光合作用，不能產(chǎn)生孢子囊和孢子，又叫不育葉(sterilefroud)。有些蕨類植物的孢子葉和營養(yǎng)葉不分，既能進行光合作用，制造有機物，又能產(chǎn)生孢子囊和孢子，葉的形狀也相同，稱為同型葉(homomorphicleaf)，如常見的貫眾、鱗毛蕨、石韋等；另外，在同一植物體上，具有二種不同形狀和功能的葉。即營養(yǎng)葉和孢子葉，稱為異型葉(heteromorphicleaf)，如莢果蕨、槲蕨、紫萁等。2．蕨類植物的孢子囊和孢子蕨類植物的孢子囊和孢子，在小型葉類型的蕨類植物中，孢子囊單生于孢子葉的近軸面葉腋或葉的基部，通常很多孢子葉緊密地或疏松地集生于枝的頂端形成球狀或穗狀，稱孢子葉球(strobilus)或孢子葉穗(sporophyllspilte)，如石松和木賊等。大型葉的蕨類植物不形成孢子葉穗，孢子囊也不單生于葉腋處，而是由許多孢子囊聚集成不同形狀的孢子囊群或孢子囊堆(sorus)，生于孢子葉的背面或邊緣。(圖92)孢子囊群有圓形、長圓形、腎形、線形等形狀，孢子囊群常有膜質蓋，稱囊群蓋(indusium)，蓋。孢子囊的細胞壁由單層(薄囊蕨類)或多層(厚囊蕨類)細胞組成，在細胞壁上有不均勻的增厚形成環(huán)帶(annulus)．環(huán)帶的著生位置有種種形式，如頂生環(huán)帶、橫行中部環(huán)帶、斜行環(huán)帶、縱行環(huán)帶等，這些環(huán)帶對于孢子的散布有重要作用。(圖93)孢子的形狀常為兩面形、四面形或球狀四面形，外壁光滑或有脊及刺狀突起或有彈絲。(圖94)多數(shù)蕨類植物產(chǎn)生的孢子在形態(tài)大小上是相同的，稱為孢子同型(isospore)，少數(shù)蕨類如卷柏屬和水生真蕨類的孢子大小不同，即有大孢子(macrospore)和小孢子(microspore)的區(qū)別，稱為孢子異型(Heterospore)。產(chǎn)生大孢子的囊狀結構叫大孢子囊(megasporangium)，產(chǎn)生小孢子的叫小孢子囊(mirosl)orangium)，大孢子萌發(fā)后形成雌配子體，小孢子萌發(fā)后形成雄配子體。3．蕨類植物的維管組織蕨類植物的孢子體內(nèi)部有了明顯的維管組織的分化，形成各種類型的中柱，主要有原生中柱(protostele)、管狀中柱(siphonostele),網(wǎng)狀中柱(dictyostele)和散狀中柱(atactostele)等。其中原生中柱為原始類型，僅有木質部和韌皮部組成，無髓部，無葉隙。原生中柱包括單中柱、星狀中柱、編織中柱。管狀中柱包括外韌管狀中柱、雙韌管狀中柱。網(wǎng)狀中柱、真中柱和散狀中柱是演化到最進化的類型，在種子植物中常見。4．蕨類植物的配子體蕨類植物的孢子成熟后散落在適宜的環(huán)境里萌發(fā)成一片細小的呈各種形狀的綠色葉狀體，稱為原葉體(prothallus)，這就是蕨類植物的配子體，大多數(shù)蕨類植物的配子體生于潮濕的地方，具背腹性，能獨立生活。當配子體成熟時大多數(shù)在同一配子體的腹面產(chǎn)生有性生殖器官，即球形的精子器和瓶狀的頸卵器。精子器內(nèi)生有鞭毛的精子，頸卵器內(nèi)有一個卵細胞，精卵成熟后，精子由精子器逸出，借水為媒介進入頸卵器內(nèi)與卵結合，受精卵發(fā)育成胚，由胚發(fā)育成孢子體，即常見的蕨類植物。5．蕨類植物的生活史蕨類植物具有明顯的世代交替，從單倍體的孢子開始，到配子體上產(chǎn)生出精子和卵，這一階段為單倍體的配子體世代(