蕨类植物

第五章蕨类植物(Pteridphyta)第一节维管植物一、维管植物的特征凡是具有维管系统的植物都称维管植物，包括蕨类植物和种子植物。维管系统主要有木质部和韧皮部组成。它们大多为陆生植物，只有少数在受精时需要在水中进行。它们的孢子体在生活史中占优势，配子体一般较小。二、维管植物的分类本书将维管植物分为蕨类植物、裸子植物和被子植物。二、中柱类型1、原生中柱，包括单中柱、星状中柱、编织中柱2、管状中柱，包括双韧管状中柱和外韧管状中柱3、网状中柱，管状中柱由于枝与叶的发生形成枝（叶）隙而呈网状4、真中柱，木质部与韧皮部并列成束，多束形成一圈（来源于外韧管状中柱或外韧网状中柱）5、散生中柱，木质部与韧皮部并列成束，散生茎内。5、散生中柱，木质部与韧皮部并列成束，散生茎内。中柱类型演化第二节蕨类植物又称羊齿植物，具有明显的世代交替现象。有根、茎、叶的分化，在孢子体中出现了较原始的维管组织构成的维管系统(既是高等的孢子植物，又是原始的维管植物)。由于维管系统的产生，使植物体具有较强的输导能力，因此，可以在较干旱环境中生活。所以，蕨类植物一般为陆生。一、蕨类植物的特征其孢子体远比配子体发达，孢子体为多年生或一年生，而配子体寿命较短，结构也简单，称为原叶体。但无论是孢子体还是配子体都有叶绿体，都能独立自养生活。蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一个大类群。1、配子体孢子成熟后散出，在适宜的环境条件下，萌发为配子体即原叶体。配子体能产生精子器和颈卵器，其基本结构和苔藓植物相似，只是精子数目较少；颈卵器颈部较短，只有1个颈沟细胞。颈卵器中产生卵，精子器中产生带鞭毛的精子。精子以水为媒介而游动，进入颈卵器与卵结合。蕨精子器蕨颈卵器受精后，合子发育成幼胚，暂时寄生于配子体上，随着胚的发育，配子体逐渐枯萎死亡，幼小的胚成长为能独立生活的孢子体。2、孢子体经常见到的蕨类植物是孢子体，通常在叶子的下面或边缘产生孢子囊，少数在茎或分枝顶端形成孢子囊穗。孢子囊内的孢子母细胞减数分裂产生孢子。孢子囊蕨蕨孢子体形态根：多数具有真正的根（不定根),少数只有假根茎：现存蕨类多为根状茎，少数为直立地上茎。多数只有管胞，少数有导管叶：小型叶与大型叶；营养叶(不育叶)与孢子叶(能育叶)；同型叶与异形叶:孢子叶与营养叶形态的分化孢子囊来源于叶表皮细胞厚囊性发育与薄囊性发育孢子囊单生或形成孢子囊群孢子囊环带孢子叶球与孢子叶穗同型孢子与异型孢子孢子囊蕨叶：小型叶与大型叶：小型叶为延生起源（延叶），无叶柄与叶隙；大型叶为顶枝起源，有叶柄与叶隙,幼叶常拳卷蕨类植物生活史蕨类植物生活史配子体（原叶体）精子器颈卵器精子卵受精合子胚孢子体孢子囊孢子母细胞孢子减数分裂配子体世代1N孢子体世代2N无孢子生殖：不经减数分裂（产生孢子）而形成配子体无配子生殖：配子不经过配子结合而产生孢子体卵细胞以外的细胞发育为孢子体卵细胞不经受精发育为孢子体----孤雌生殖生殖方式的变化与多倍体形成二、蕨类植物的分类及代表植物我国植物学家、世界著名的蕨类植物学专家秦仁昌建立了一个新系统，把过去的5纲提为5亚门：石松亚门、水韭亚门、松叶蕨亚门、楔叶亚门和真蕨亚门。前4亚门为小型叶，真蕨亚门为大型叶。真蕨是进化水平最高、最繁茂的一群。蕨类植物的叶子，有的仅进行光合作用，称为营养叶或不育叶，也有的主要是形成孢子囊和孢子，称为孢子叶或能育叶。有些蕨类植物的营养叶和孢子叶形状相同，称为同形叶，有的蕨类植物营养叶和孢子叶完全不同，称为异形叶。1、石松亚门(Lycophytina)孢子体具有根茎叶分化，茎多二叉分枝；原生中柱；小型叶；孢子囊着生在孢子叶叶腋处，形成孢子叶穗（球）。代表植物：石松(Lycopodiumclavatum),柏属(Selaginella)石松(Lycopodiumclavatum)叶无叶舌；孢子同型，原叶体独立生活长；无根托，不定根直接在根状茎上产生。石松茎的横切面石松孢子叶的纵切图石松配子体卷柏属（Selaginella）叶有叶舌；孢子异型；原叶体独立生活时间短；具有根托，在根托上产生不定根。卷柏茎的横切面图卷柏孢子叶的纵切图卷柏雄配子体卷柏雌配子体2、水韭亚门(Isoephytina)原生中柱，孢子囊单生，孢子异型，精子多鞭毛水韭属(Isoetes)中华水韭中华水韭中华水韭3、松叶蕨亚门(Psilophytina)有根状茎与二叉分枝的气生茎，原生中柱，无根。小型叶或无叶，无叶脉或单一叶脉，孢子囊生于枝顶。配子体腐生或与菌类共生。松叶兰(Psilotumnudum)松叶兰4、楔叶亚门(Sphenophytina)孢子体具根茎叶分化，茎有节与节间，节间中空（具节中柱）。小型叶不发达轮生呈鞘状。孢子囊生于枝顶的孢子叶上。木贼属(Equisetum)木贼属木贼属问荆问荆问荆生活史5、真蕨亚门(Filicophytina)孢子体发达，有根茎叶分化。根为不定根。茎为根状茎（树蕨类具直立茎）；中柱类型：原生中柱、管状中柱、多环网状中柱茎表面有鳞片与毛；毛:单细胞毛、节状毛、星状毛；鳞片：粗筛孔鳞片、细筛孔鳞片叶：大型叶，幼叶拳卷。分化为叶柄与叶片。单叶或复叶：单叶叶片不分裂或浅裂；复叶叶片多分裂或叶柄上生有分离的小叶。孢子囊聚集为各式孢子囊群。真蕨的孢子囊（1）厚囊蕨纲（Eusporangiopsida）孢子囊由多数表皮细胞共同发育而成，囊壁厚，由数层细胞组成，孢子同型。包括2个目，瓶儿小草目(Ophioglossales)和观音座莲目(Angiopteriales)。瓶儿小草目(Ophioglossales)孢子囊生在有叶柄腹面所生的特化的叶片上，称为孢子叶穗。常见有瓶尔小草(OphioglossumvulagatumL.)观音座莲目(Angiopteriales)孢子囊聚合成孢子囊群，生在叶子背面。如观音座莲（2）原始薄囊蕨纲（Protoleptosporangiopsida）孢子囊由一个细胞发育而来，但其孢子囊柄是有多数细胞发育而成，囊壁由单层细胞组成，囊壁为盾形环带。如紫萁（OsmundajaponicaThunb.)（3）薄囊蕨纲（Leptosporangiopsida）孢子囊由一个细胞共同发育而来，囊壁由一层细胞组成，具有各式环带；孢子囊着生在叶子的背面边缘、背面、或特化的孢子叶上；孢子囊聚集为各种形状的孢子囊群，有的有囊群盖，有的无盖。孢子囊内孢子有定数，32个或64个。少数水生蕨类形成孢子囊果，具有异型孢子。本纲有三个目：水龙骨目(Polypodiales)或称真蕨目(Filicales)、苹目(Marsileales)、槐叶苹目（Salviniales）水龙骨目(Polypodiales)或称真蕨目(Filicales)本目植物多为陆生或附生。孢子囊聚集为各种形状的孢子囊群，有的有囊群盖，有的无盖。孢子同型。是蕨类植物中最大的一目。常见植物：蕨（Pteridium）蕨（Pteridium）蕨（Pteridium）桫椤桫椤肾蕨水龙骨(Polypodium)有柄石韦槐叶苹(Salvinia)槐叶苹(Salvinia)苹（Marsilea）满江红（Azolla）满江红（Azolla）三、蕨类植物的经济意义1、医药2、观赏3、食用4、工业原料5、农业6、指示植物7、学术研究