裸子植物2016

四.裸子植物Gymnospermae裸子植物是一类既保留着颈卵器，又能产生种子，介于蕨类植物和被子植物之间的维管植物。Gymnosperms裸子植物Cycads=苏铁;Ginkgos=银杏;Conifers=松柏;Gnetophytes=买麻藤本节提纲•裸子植物的主要特征•裸子植物的分类•裸子植物的起源与演化•裸子植物的生态及经济意义（一）裸子植物门的主要特征1.孢子体发达。具形成层和次生结构,均为多年生木本植物，许多为高大乔木，多数只有管胞和筛胞。2.产生种子，但胚珠和种子裸露。孢子叶多聚生成孢子叶球（strobilus）；小孢子叶聚生成小孢子叶球，其上着生2-多数小孢子囊；大孢子叶特化成珠领、珠鳞、珠托和套被，丛生或聚生成大孢子叶球，其上着生1-数枚裸露胚珠。胚珠受精后发育成种子。3.形成大小球花。裸子植物的孢子叶大多聚合成球果状。孢子叶球通常单性称为大、小孢子叶球。4.配子体简化，且完全寄生在孢子体上。小孢子发育成雄配子体通常经过5次分裂，产生6个细胞（包括2个原叶细胞、1个管细胞、1个柄细胞和2个精子）。精子大多无鞭毛。大孢子经多次分裂发育成雌配子体（胚囊）,胚乳占大部，近珠孔有2至多个简化的颈卵器。5.出现花粉管。花粉（花粉粒单沟型）在4细胞时由风力传送，经珠孔直达胚珠，在珠心上方形成花粉管，直达胚囊。花粉管的产生,使受精作用摆脱了水的限制，对适应陆地生活具有重大意义。6.裸子植物常具多胚现象（polyembryony）。简单多胚：由一个雌配子体上的几个颈卵器同时受精，形成多胚；裂生多胚：仅由一个卵受精，但在发育过程中，原胚分裂成几个胚。被子植物蕨类和裸子植物花flower孢子叶球strobile雄花maleflower小孢子叶球microstrobilus雄蕊stamen小孢子叶microsporophyll花粉囊pollensac小孢子囊microsporange花粉母细胞pollenmothercell小孢子母细胞microsporemothercell花粉粒（单核期）pollengrain小孢子microspore花粉粒（3－４核期）雄配子体malegametophyte雌花femaleflower大孢子叶球ovulatestrobilus心皮carpel大孢子叶macrosporophyll胚珠（珠心）ovule大孢子囊macrosporangium胚囊母细胞embryosacmothercell大孢子母细胞macrosporemothercell单核胚囊embryosac大孢子macrospore成熟胚囊雌配子体femalegametophyte二、一些形态术语孢子体多为高大的多年生木本植物，单轴分枝。Pinuspalustris长叶松雪松Cedrusdeodara马尾松Pinusmassoniana1.孢子体SecondaryphloemResinductsSecondaryxylempithVascularcambium松属茎横切具维管形成层和次生结构；常具树脂道。雄球花（小孢子叶球）小孢子叶螺旋状聚生，背面具2或多个小孢子囊（花粉囊）。Pinusradiata辐射松的小孢子叶球小孢子囊小孢子叶轴2.球花及种子PinusAraucariaCupressusCedrusSporophyll(小孢子叶)Sporangium(小孢子囊)柏木属南洋杉属•大孢子叶球（雌球花）•苞鳞、大孢子叶（珠鳞）苞鳞珠鳞种鳞Pinus的大孢子叶球珠鳞腹部有裸露的胚珠3.雄配子体原叶细胞1小孢子(n)原叶细胞2减数分裂胚性细胞精子器原始细胞小孢子母细胞(2n)管细胞生殖细胞雄配子体：2个退化原叶细胞、1个管细胞、1个生殖细胞（传粉后：生殖细胞再分裂1次形成柄细胞和体细胞）•雄配子体4.雌配子体大孢子母细胞(2n)减数分裂颈卵器（2-7）大孢子（n）胚乳（n）雌配子体：颈卵器（2-7）和大量胚乳（n）颈卵器：2-4个颈壁细胞，1个腹沟细胞，1个卵细胞，无颈沟细胞ThedevelopmentoffemalegametophyteOvuleBractOvuliferousscaleMegasporemothercell大孢子母细胞•PollenTube(花粉管)spermatogenouscellTubecellSterilecell•ThePhenomenonofPolyembryony(多胚现象)Azygote(合子)doesnotimmediatelyformanembryo,someofcellselongateasasuspensor（胚柄）简单多胚现象裂生多胚现象Megagametophyte雌配子体Cotyledon子叶Embryonicshoot胚芽Embryo胚Hypocotyl胚轴Radicle胚根•裸子植物生活史(Lifecycle)(二）裸子植物的分类裸子植物出现于3亿年前的古生代晚期，最盛时期是中生代，现存的裸子植物共有12科，71属，约800种。我国是裸子植物种类最多、资源最丰富的国家，有11科，41属，约240种，其中不少是第三纪的孑遗植物，或称“活化石”植物。裸子植物门通常分为5纲，即苏铁纲（Cycadopsida）、银杏纲（Ginkgopsida）、松柏纲（Coniferopsida）、红豆杉纲（紫杉纲）（Taxopsida）,买麻藤纲（Gnetopsida）。Gymnosperms裸子植物Cycads=苏铁;Ginkgos=银杏;Conifers=松柏;Gnetophytes=买麻藤1.苏铁纲Cycadopsida(Cycads)本纲中现存的仅有苏铁科（Cycadaceae），9属，约110种,分布于南北半球的热带及亚热带地区。Johnson(1959)主张分为3个科（苏铁科、托叶铁科Stangeriaceae和泽米铁科Zamiaceae）。苏铁科Cycadaceae110种，我国20多种苏铁科其他常见属种，华南苏铁（C.rumphiiMiq.）贵州苏铁（C.guizhouensis),灰干苏铁（C.hongheensis),叉叶苏铁（C.micholitzii),多歧苏铁（C.multipinnata),攀枝花苏铁（C.panzhihuaensis),四川苏铁（C.szechuanensis),台湾苏铁（C.taiwaniana),华南地区还引种泽米铁(ZamiafurfuraceaL.f.)，等种类供观赏。台湾苏铁C.taiwaniana苏铁为优美的观赏树种，公园、庭园常见栽培。茎内髓部富含淀粉，可供食用；种子含油和淀粉，微有毒，供食用和药用，有收敛、止咳及止血之效。Ginkgos2.银杏纲（Ginkgopsida）落叶乔木，枝有长枝和短枝之分。叶在长枝上互生，在短枝上簇生，叶片扇形，先端二裂或波状缺刻，二叉脉序。孢子叶球单性，雌雄异株，精子多鞭毛。种子核果状，具3层种皮，胚乳丰富。本纲现仅存银杏科（Ginkgoaceae）的银杏(GinkgobilobaL.)1种，为世界著名的孑遗植物。我国特产，目前仅浙江西天目山、贵州务川可能存在野生状态的银杏，现广泛栽培。广西灵川栽培居群贵州务川野生居群天目山野生居群典型古树oldtrees银杏遗传进化历史、谱系地理学、野生群体保护对策研究揭示银杏的两个冰期避难所：西南的金佛山—务川山区，东部的西天目山，表明银杏存在分化的两个谱系单元，东部避难所在冰期或间冰期存在明显扩张Mol.Phyl.Evol.2008cpDNA序列与AFLP分析EconomicValue经济价值银杏树形优美，为优良的行道树及园林绿化树种。木材细密，是优良的用材树种。种仁（白果）供食用及药用，有润肺、止咳、强壮等功效。近年研究表明，叶含黄酮类---银杏内酯和白果内酯等生物活性化合物，对治疗心脑血管疾病和预防老年性痴呆有很好效果，成为重要的药用植物。MajorCharacters：•常绿或落叶乔木，稀灌木，茎多分枝，常有长、短枝之分，具树脂道。•叶针形、鳞状、条形，少钻形、刺状或披针形，单生或成束，螺旋状着生或交互对生，稀轮生。•孢子叶球单性（通常称雌球花和雄球花），同株或异株；呈球果状，雌雄同株或异株。小孢子有气囊或无，精子无鞭毛。•大孢子叶常宽厚，称珠鳞（种子成熟时叫种鳞），或为囊状、盘状，称套被或珠托。•珠鳞下有苞鳞，珠鳞和苞鳞离生、半合生或完全合生。•种子有翅或无翅，有的肉质假种皮或外种皮，胚乳丰富，子叶2~10枚。3.松柏纲（Coniferopsida）Conifers叶形状小孢子叶球花粉Ovule胚珠Ovuliferousscale(珠鳞)Bract苞鳞珠鳞种鳞分布与分类DistributionandClassification松柏纲植物是现代裸子植物中种类最多、分布最广的类群。现代松柏纲植物约有58属，约600多种，隶属于7科。我国是松柏纲植物的起源地，也是资源最丰富的国家，许多为特有属种和第三纪孑遗植物，有6科，31属，约180种，分布几遍全国。•松科（Pinaceae）PinefamilyCharacters:叶针形或条形，叶和大、小孢子叶均螺旋状排列；小孢子叶具2个花粉囊，小孢子多数有气囊；珠鳞与苞鳞分离，每珠鳞具2枚胚珠，发育成2粒种子。种子常有翅。Classification:共10属约230种，我国10属均产，约100种。松属（Pinus）常绿乔木，单轴分枝，具长枝和短枝；叶针形，在长枝上散生短枝上束生，每束通常2、3或5枚叶。冷杉属（Abies）常绿乔木，枝具圆形而微凹的叶痕。叶单生，披针形，先端微2裂。球果直立。约50多种，分布于亚洲、欧洲、北美及非洲北部高山地带。我国有近20种，常组成大面积森林，是优良的用材和园林树种。A.beshanzuensisA.balsamea本科还有银杉（CathayaargyrophyllaChunetKuang），列为我国一级重点保护植物；雪松[Cedrusdeodara(Roxb.)G.Don]铁杉属(Tsuga)黄杉属(Pseudotsuga)云杉属（Picea）落叶松属（Larixdecidua）•柏科(Cupressaceae)CypressorRedwoodfamilyCharacters:常绿乔木或灌木，叶鳞形或刺形，交互对生或轮生；大小孢子叶均交互对生，小孢子叶常有2个以上花粉囊，小孢子无气囊；珠鳞与苞鳞完全合生，有1至多枚直立胚珠。Classification:共22属，约150种。我国产8属，30余种，分布几遍全国。侧柏属（Platycladus）小枝扁平，排成一平面，直展或斜展。圆柏属（Sabina）小枝不成平面。叶鳞形或刺状。球果熟时种鳞愈合，肉质，不开裂。Characters:常绿或落叶乔木，无长、短枝之分。叶条状披针形、钻形、线形或鳞片状，螺旋状排列或成假二列。大小孢子叶螺旋状排列，稀对生。小孢子叶常具3-4个花粉囊，小孢子无气囊。珠鳞与苞鳞半合生，珠鳞腹面有2-9枚胚珠。球果当年成熟，种鳞木质或革质，具2-9粒种子。Classification:约9属，16种，我国有5属，约10种。•杉科（Taxodiaceae）杉木属（Cunninghamia）常绿乔木，叶条状披针形，与大小孢子叶均为螺旋状着生；苞鳞大于珠鳞.柳杉属(Cryptomeria)常绿乔木，叶钻形，与大小孢子叶均为螺旋状排列；2种，分布我国和日本水杉属（Metasequoia）落叶乔木，叶条形，与大小孢子叶均为对生。仅水杉（M.glyptostroboidesHuetCheng）1种,我国特产，著名活化石，国家一级保护植物.松、杉、柏三科特征比较红豆杉科（紫杉科）(Taxaceae)YewfamilyCharacters:乔木，叶披针形螺旋状着生；小孢子叶有3-9个花粉囊，小孢子无气囊；胚珠直生，基部有盘状或漏斗状的珠托。种子有由珠托变成的假种皮。Classification:5属23种，多产北半球；我国4属13种。红豆杉[Taxuschinensis(Pilger)Rehd.]特产我国，为珍稀树种，国家一级保护