第七章-植物多样性

第一节概述第二节现存的原核生物第三节真核藻类的多样性第四节高等植物的多样性生物多样性（biodiversity）：生命有机体及其借以存在的生态复合体的多样性和变异性。生物多样性包括生物学、生态学和生物地理学等三方面含义。第一节概述•中国的生物多样性居世界第八位，北半球第一位。•中国又是生物多样性受到最严重威胁的国家之一，高等植物中濒危种（Endangeredspecies）高达4000-5000种，占15%-20%。中国生物多样性丧失的原因：⑥全球气候变化，水坝和水库的建设，围湖，造田和新矿区的开发以及各种自然灾害。①栖息地丧失和片断化；②掠夺式的过度利用；③环境污染；④种植品种单一化；⑤外来种的引入；林奈一、植物分类方法1．人为分类一雄蕊纲二雄蕊纲……达尔文2．自然分类达尔文认为物种起源于变异与自然选择。研究植物细胞染色体的信息、多倍化、杂交系和繁育行为，确定物种间及种下居群的亲缘关系。3．细胞遗传学-物种生物学研究植物体的化学成分，特别是生物大分子水平的资料，评价植物类别的种系发生关系，建立以化学信息资料为基础的化学分类系统。4．化学分类学通过对已有的植物信息资料，应用计算机进行数量统计分析，客观的比较各组资料间的关系，重建进化关系并判断性状和器官的进化趋向。5．数量分类学二、植物分类的基本单位与阶层系统中文名拉丁文英文界RegnumKingdom门DivisioDivision纲ClassisClass目OrdoOrder科FamiliaFamily属GenusGenus种SpeciesSpecies1．植物分类的基本单位或阶元（taxon）表将各个分类等级按照其从属关系排列起来即为分类的阶层系统（hierarchy）。种以下分类单位：亚种(subspecies)，变种(variety)，变型(form)。以水稻为例，说明其在分类上的隶属关系：界植物界（RegnumVegetabile）门被子植物门（Angiospermae）纲单子叶植物纲（Momocotyledoneae）亚纲颖花亚纲（Glumiflorae）目禾本目（Graminales）科禾本科（Gramineae）属稻属（Oryza）种稻（OryzasativaL.)2．种分类上的一个基本单位。种间存在生殖隔离。3．品种近亲杂交：种内各品种间的杂交。远缘杂交：种间、属间或更高级的单位间的杂交。三、植物命名异物同名（homonym）同物异名（synoname）林奈（Linnaeus）双名法（binomialsystem）属名（名词）+种名形容词（种加词：specificepithet）+定名人的姓氏或姓名缩写水稻——OryzasativaL.属名＋种名＋定名人（Linnaeus的缩写）变种，如：油桃——Prunuspersicavar.nectariana四、研究方法与内容简介1．结构及形态方面的研究超微结构（ultrastructure）形态学扫描电镜（SEM）透射电镜（TEM）2．染色体方面的研究•染色体数目•染色体结构•染色体的行为核型（karyotype）染色体组分析（genomeanalysis）3.传粉生物学及繁育系统方面的研究•繁育系统研究•传粉生物学方面的研究生物传粉（bioticpollination）非生物传粉（abioticpollination）4.植物地理及生态学方面的研究（1）植物地理学方面多样性中心（centerofdiversity）——某一分类群成员集中分布的地区。间断分布（disjunction）——如果某一分类群被相当大的地区所间断，那么该分类群的分布称为间断分布。替代现象（vicariance）——两个类似的分类群占有不同地理区域的现象。特有现象（endemism）——某些分类群仅仅生活于一定地理区域的现象。（2）植物生态学方面生态型（ecotype）：同种植物在不同分布区适应于不同生态条件所形成的遗传类群。相同的环境条件可产生同样的或基本相似的生态型，因此，生态型可以多地起源。表现型的可塑性（phenotypicplasticity）：一个遗传型在不同的生境条件下表现为不同的表现型。生态学分化：不同生境条件下产生不同生态型的现象。5.植物化学方法分类学上有用的化学证据•次生代谢物•蛋白质及核酸•初生代谢物6.数学方法数量分类学计算机软件：SAS、SPSS分支分类学（cladistictaxonomy）主成分分析（principalcomponentanalysis）聚类分析（clusteranalysis）五、植物界的基本类群低等植物：藻类、菌类、地衣高等植物：苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物1．藻类•蓝藻门（Cyanophyta）•眼虫藻门（Euglenophyta）•金藻门（Chrysophyta）•绿藻门（Chlorophyta）•褐藻门（Phaeophyta）•红藻门（Rhodophyta）无性繁殖藻类植物繁殖有性繁殖孢子繁殖营养繁殖同配异配卵式生殖细菌门(Schizomycophyta)粘菌门(Myxomycophyta)真菌门(Eumycophyta)2．菌类粘菌门是介于动植物之间的一类生物（1）粘菌（2）真菌菌丝(hypha)菌丝体(mycelium)子实体(sporophore)小麦秆锈病菌稻瘟病菌稻瘟病菌无真正的菌丝体，如有菌丝体，一般不具有横隔壁有真正菌丝体，菌丝有横隔壁藻菌纲Phycomycetes有性生殖阶段还不明了，甚至只知其菌丝体而未发现任何孢子者有性生殖阶段已经明了半知菌纲Deuteromycetes有性生殖时产生子囊孢子，子囊孢子生于子囊中有性生殖时产生担孢子，担孢子生于担子上子囊菌纲Ascomycetes担子菌纲Basidiomycetes真菌的种类很多，约有3800属，已知道的有70000种以上，可分为四纲。3．地衣（Lichenes）地衣是真菌（多数为子囊菌、少数为担子菌、个别为藻状菌）和藻类（蓝藻、绿藻）的共生植物（symbioticplant）。地衣对森林的危害作用壳状地衣（1）地衣的形态叶状地衣（1）地衣的形态枝状地衣（1）地衣的形态（2）地衣的结构（3）地衣的繁殖有性繁殖营养繁殖粉芽（sodridium）：粉芽是由菌丝缠绕的藻胞群所形成的团块，脱离母体后也可形成新植物。珊瑚芽（isidia）：植物体上局部突起的结构，是菌丝包裹藻胞形成的。作业：通过查阅资料确定玫瑰、月季所属的分类阶层系统，分析玫瑰和月季的分类特征。第二节现存的原核生物一、蓝藻门（一）蓝藻的形态与结构代表植物半丰满鞘丝藻（Lynghyasemiplena）代表植物苔垢藻（Calothrixcmstacea）代表植物颤藻属（Oscillatoria）代表植物鱼腥藻属（Anabaena)代表植物螺旋藻代表植物螺旋藻培养南京江宁蓝藻中具应用价值的外源基因蚊虫毒蛋白基因解氯蛋白β-羟丁酸聚合酶基因超氧物歧化物基因金属硫蛋白基因肿瘤坏死因子基因（二）蓝藻的经济意义固氮作用释放氢气食品，如普通念珠藻、发状念珠藻（俗称发菜）和螺旋藻饲料和肥料，水华还可产生藻类植物蛋白二、细菌门(Schizomycophyta)细菌的三种基本类型（一）细菌的形态与结构细菌的形态细菌的形态细菌的形态荚膜（capsule）、细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡、核质、颗粒、鞭毛、质粒（plasmid）。结构组成细菌的营养方式多数为异养从活的动植物体内吸收有机物，称寄生细菌。如水稻白叶枯病、棉花角斑病、花生青枯病以及蔬菜软腐病。从动植物遗体或其它有机物取得有机物，称腐生细菌。有的细菌，如根瘤菌能摄取大气中的氮，制成有机氮，供绿色植物生长，称为共生。有些放线菌能产生抗菌素，如：链霉素、四环素、土霉素等。（二）细菌的经济意义参与物质循环生产乙醇、丙酮和醋酸等产品第三节真核藻类的多样性一、主要藻类简介红藻门褐藻门硅藻门轮藻门绿藻门（一）绿藻门绿藻所含的色素与高等植物相似，叶绿素a、叶绿素b以及叶黄素和胡萝卜素等。贮藏的养分为淀粉和油类科学家认为高等植物起源于绿藻绿藻的细胞壁成分与高等植物也相似绿藻植物体有单细胞(如衣藻)，有群体(实球藻)，有多细胞(团藻)，有丝状体(水绵)等。代表植物1．绿藻纲衣藻属（Chlimydomonas）实球藻属（Pandorina）代表植物团藻属（Volvox）代表植物水绵形成合子代表植物2．接合藻纲水绵属（Spirogyra）常见绿藻浒苔（Enteromorphaprolifera）绿管浒苔（Enteromorphalinza）常见绿藻石莼(Ulvalatuca)常见绿藻错综根枝藻（Rhzoconiumjmplexum）常见绿藻斯氏刚毛藻（Cladophorastimpsonii）常见绿藻膨胀刚毛藻（Cladophoracctriculosa）常见绿藻刺松藻（Codiumfragile）常见绿藻（二）轮藻门轮藻门为单目，单科，常见的属有轮藻属（Chara）和丽藻属（Nitella）。“节”、“节间”、“叶”，卵囊球（nucule)、精囊球（globule)轮藻属（三）硅藻门单细胞植物上壳、下壳金藻昆布糖复大孢子中心硅藻纲羽纹硅藻纲（四）褐藻门贮藏产物为多糖类的褐藻淀粉(褐藻糖)和甘露醇。褐藻是藻类中进化地位较高的类群，生活史有明显的世代交替。含叶绿素a和c及胡萝卜素和一种特殊的叶黄素即岩藻黄素。海带海带的生产过程代表植物裙带菜（Undariapinnatifida）代表植物水云（Ectocarpusconfervoides）代表植物铁钉采（Ishigeokamurai)代表植物鹅掌菜（Eckloniakuronre)代表植物（五）红藻门含叶绿素a和d、胡萝卜素和叶黄素，此外还含有藻红素和藻蓝，由于藻红素占优势，所以藻体呈红色或紫红色。贮藏产物：红藻淀粉（florideanstarch)营养繁殖、孢子繁殖和有性繁殖甘紫菜（Porphyratenera)代表植物江蓠（Gracilariaverrucosa)代表植物石花菜（Gelidiumamansii）代表植物海萝（Gloiopeltisfurcata）代表植物角叉菜（Chondrusocellatus)代表植物珊瑚藻（Corallinaofficinalis)代表植物粗珊瑚（Calliarthronyessoense)代表植物金膜藻（Chrysymeniawrightii)代表植物鹧鸪藻（Caloglossaleprieurii)代表植物鸭毛藻（Symphyocladialatiuscula)代表植物二、真核藻类的作用及经济意义1.生态学作用藻类的年生产力相当于全世界草地和牧草的3倍，是所有耕地的4倍。引起赤潮（redtide）和水华现象2.经济用途食品肥料和饲料用于工业、食品业、医药和科研等第四节高等植物的多样性一、苔藓植物门二、蕨类植物门三、裸子植物门四、被子植物门一、苔藓植物门苔藓植物（Bryophyta）的特征*（6）配子体占优势，孢子体不能独立生活。（1）植物体大多有类似茎叶的分化，但并不是真正的茎和叶，具假根；（2）生殖器官为多细胞结构，有多细胞的保护壁层；（3）受精卵发育为胚；（4）绝大多数生活在阴湿的陆地上；（5）为非维管植物；苔藓植物两种类型的植物体：孢子体和配子体。1．苔藓植物的配子体2．孢子体蒴盖、蒴壶和蒴苔孢子萌发产生原丝体（protonema），每个原丝体上又可产生“芽体”结构，由此发育成新的配子体。3．生殖器官葫芦藓雄枝葫芦藓雌枝地钱颈卵器纵切地钱精子器纵切4．有性生殖和胚的形成5．生活史特征6．分布与生境卵式生殖苔藓植物为有胚植物配子体占优势7．分类概况角苔纲(Anthocerotae)藓纲（Musci）苔纲（hepaticae）葫芦藓（Funariahygrometrica）8．常见植物地钱（Marchantiapolymarpha）雌配子体雄配子体角苔属（Anthoceros）大叶藓(Rhodobryumganteum)返回二、蕨类植物门桫椤紫萁（一）蕨类植物特征*高等的孢子植物，原始的维管植物配子体和孢子体皆能独立生活与种子植