第四部分 植物的多样性
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第四部分 植物的多样性第四部分 植物的多样性
第十二章 植物分类基础知识 植物分类阶层系统:按照从属关系排列的植物各分类等级 单位。 界、门、纲、目、科、属、种 种:是分类的基本单位 亚种 : 不同分布区的同一物种 变种:具有相同分布区的同一物种 变形:仅具有微小形态学差异、分布无规律相同物种的不 同个体
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按两界系统分类,现在已知植物种类 50 余万种,包括藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物等。
植物界的基本类群
藻类 菌类 地衣
苔藓 蕨类 种子植物
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植物界的基本类群植物界的基本类群
非维管植物
维管植物
孢子植物(隐花植物)
种子植物(显花植物)
藻类植物 低等植物 菌类植物 (无胚植物) 地衣植物 苔藓植物 高等植物 蕨类植物(有胚植物) 裸子植物 被子植物(有花植物)
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第十三章 原核生物第十三章 原核生物
原核生物特征: 细胞中无真正的核,仅具原核
原核生物类群: 蓝藻门 细菌门
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第一节 蓝藻门 一、蓝藻门特征:1. 原核生物、 约 1500 种;
2. 藻体(植物体)呈蓝绿色,为单细胞、群体、丝状体;
3. 细胞结构:具细胞壁,外有胶质鞘、原生质体分化为
中心质和周质;无细胞核和细胞器、光合片层上含
色素体;具异形胞;
4. 繁殖:营养繁殖、极少数行无性生殖
5、分布:温暖而富含有机质的淡水中
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念珠藻属 Nostoc
植物体为念珠状丝状体,外有公共的胶质鞘包被。
发菜、地木耳
二、分纲及代表植物
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螺旋藻属 Spiralina 植物体为一列细胞组成的丝状体,无鞘,呈螺旋弯曲。
极大螺旋藻 S. maxima Setch. et Gardn. 钝顶螺旋藻 S. Platensis (Nordst.) Geitl.
蛋白质含量达干重的 56% ,含多种重要氨基酸(天冬氨酸、赖氨酸、酪氨酸等),还有可吸收性的铁、维生素 B12 、β—胡萝卜素、 γ—亚麻酸等,还提取出具消炎、抗肿瘤成分。
被联合国粮农组织推荐为“ 21世纪人类最理想的保健食品”。
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螺 旋 藻螺 旋 藻
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蓝藻基因工程蓝藻基因工程
蓝藻基因工程的成就 1 、已完成了一种单细胞蓝藻(集胞藻 6803 )基因组的全序列分析。 2 、已有一批外源基因转入蓝藻成功地表达。(近十几年来,已有 6 种具实用价值的外源基因转入蓝藻获得成功。这些转基因蓝藻主要用于处理环境和制备药物。)
蓝藻基因工程的研究始于 20 世纪 80 年代中期,以上述两方面的成果为标志,蓝藻分子生物学已成为目前生物学的前沿领域之一。
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三、蓝藻门经济意义
生态系统中的作用:固氮作用 对水体易造成‘水花’(水华)、赤潮
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第二节 细菌门第二节 细菌门一、细菌门特征: 微小单细胞、原核生物、约 2000 种; 异养植物(寄生、腐生或共生); 繁殖方式:直接分裂 ; 分布:极广
二、细菌的形态、构造与类型 形态: 1um, 球状、杆状、螺旋状;菌落 构造:细胞壁成分为粘质复合物、荚膜、鞭毛、芽孢、 环形染色体、质粒; 类型:球菌、杆菌、螺旋菌
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三、细菌的生态作用和经济意义:
( 1)维持生态系统的稳态具有决定性意义 腐生菌;生物复育(嗜甲烷菌分解三氯乙烯和四氯乙烯)
( 2)在工、农业和医药上的作用: 制造乳(丁、乙)酸、丙酮;造纸、制革、练糖等; 冬酰胺酶(大肠杆菌,治疗白血病);疫苗(病原 菌);制取抗血清、抗生素等(链霉菌); 固氮(根瘤菌);分解磷石(磷细菌)
( 3)危害:作为病原体(破伤风、伤寒、肺炎、梅毒 等);叶斑病;
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第十四章 真核藻类植物真核藻类植物是指具有光合作用色素、能独立生活的自
养、真核原植体植物,是真核植物界中最原始、最复杂多样的一个类群。
一、藻类植物特征:•大多生于淡水或海水中,少数生活于潮湿或阴湿的地
方
现有种类约 30000 种,广布于全世界;
•植物体构造简单,没有根、茎、叶的分化,为单细胞、
群体、丝状体;
•自养生物,含有光合作用色素,能进行光合作用;
•生殖器官为多数为单细胞,合子不形成胚。
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二、真核藻类植物的繁殖:
繁殖:是生物孳生后代的现象,为生命的基本特征之一。
1. 营养繁殖: 2. 无性生殖: 孢子囊、孢子(游动孢子、不动孢子)
3. 有性生殖: 配子囊、配子(同配、异配、卵配)
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藻类植物的分类藻类植物共分 10个门: 1.裸藻门 2. 绿藻门 3. 轮藻门 4. 甲藻门 5.隐藻门 6.金藻门 7. 黄藻门 8. 硅藻门 9.褐藻门 10.红藻门
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第一节 绿藻门绿藻门特征:1. 植物体多样 , 多数种类营养细胞不能运动(孢子、配子能
运动),最常见藻类,淡水为主,藻类最大的门,分 2个纲(绿藻纲、接合藻纲), 8600 种
2. 细胞壁为纤维素、果胶,载色体所含色素(叶绿素 a、 b,叶黄素、 β胡萝卜素)、贮藏物质为淀粉等均与高等植物相同,
大多数植物学家认为绿藻是现代等高植物的祖先
3. 繁殖方式:营养繁殖(断裂、出芽);
无性生殖(不动、游动孢子,似亲孢子,休眠孢子)
有性生殖 (同配、异配、卵配、接合生殖)
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代表植物:( 1)衣藻属 Chlamyolomonas
单细胞,前端具 2顶生鞭毛,能游动。
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衣藻的生活史衣藻的生活史
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水绵水绵 ((Spirogyra nitidaSpirogyra nitida))
是极为常见的绿藻。成片生于水底或漂浮于水面。丝状体不分枝,表面滑腻。每一细胞内有 1至数条呈螺旋带状的叶绿体,其上面有一列淀粉核。细胞中有一个核和一个大液泡。接合生殖。
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水水绵绵结结合合生生殖殖
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第二节 褐藻门 一、特 征1. 藻类中进化地位较为高级的类群,绝大多数为海产。 是构成海底“森林”的主要类群,营附着生活。2. 植物体为多细胞的大型藻类,是藻类植物中形态结构分化 最高级的一类,藻体内部分化为表皮、皮层、髓三部分 。仅生殖细胞具鞭毛3. 色素:叶绿素 a, c、 β-胡萝卜素、 6种叶黄素(墨角藻黄 素含量最大,故藻体呈褐色)。
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4. 贮藏物质:褐藻淀粉、甘露醇。5. 繁殖方式: 营养繁殖, 无性生殖(单室子囊、多室孢子囊; 游动孢子、静孢子), 有性生殖(多室配子囊,同配、异配、卵配)
6. 具明显的世代交替现象(除墨角藻目),且孢子 体大,配子体小
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二、代表植物: 海带 Laminaria japonica Aresh 孢子体分为带片、柄、固着器(假根,一个细胞)三个部分,带片和柄之间可进行居间生长。可食用,药用清热、消痰,由于富含碘,可用于治疗缺碘性甲状腺肿大。
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第三节 红藻门 特征:1. 藻体:多细胞的丝状体、片状体、枝状体,有些红藻
内部具有一定的组织分化;多分布于海水,
固着于岩石上。
2.光合色素中,藻红素占优势,故藻体红色或紫红色
3. 繁殖方式:营养繁殖(分裂)、无性生殖(静孢子 , 单孢子
囊、单孢子;四分孢子囊,四分孢子)、有性生殖 :
雄性生殖器官叫精子囊,不动精子;雌性生殖器官叫
果胞,只含有一个卵。
4. 具世代交替现象
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紫菜紫菜 Porphyra teneraPorphyra tenera
在浅海岩礁上,生长着一种红藻类植物,颜色有红紫的、绿紫的及黑紫的区别,但干燥后却均呈紫色。
紫莱不仅味道鲜美,而且营养丰富,含有大量的蛋白质、脂肪、糖类、多种维生素和矿物质,尤其是碘的含量很高。所以在古代就用于治疗因缺碘而引起的大脖子病,古称“瘿”症。入药能请热利尿、软坚散结、消痰。
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石花菜石花菜 (Gelidium amansii)(Gelidium amansii)
藻体紫红色或棕红色。扁平直立,丛生呈羽状分枝,一般高 10—30厘米。分布于我国黄海,渤海,东海等海域。石花菜富含蛋白质,糖类,琼脂。入药有清热解毒和缓泻作用
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第四节 藻类植物的演化关系
根据光合色素和光合作用类型的不同,藻类植物有 3 条进化支系
1. 蓝藻和红藻
2. 金藻、甲藻
和褐藻
3. 裸藻和绿藻
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第五节 真核藻类植物的生态作用和经济意义
一、生态作用: 1. 水生生态系统中重要的、唯一生产者,年生产 力极高 2. 光合作用释放的氧气对维持大气平衡具有十 分重要的作用
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二、经济意义1、食用、药用藻类历史悠久;2、近年,从海藻中寻找抗肿瘤、抗菌、 抗病毒、 降血压、抗放射性药物;3、藻类含蛋白质、多种氨基酸、维生素、矿物质 等营养成分丰富,在开发蛋白质等营养源方 面受到人们的关注。4、藻类提取物可用于工业、食品业、医药、科研 等,如硅藻土、琼脂
(三)危害 过量繁殖会对水产业造成危害 ,如 : 水华、赤潮 (甲藻、硅藻等)
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附:菌类植物
菌类植物特征 不含光合色素,异养型生物(寄生、腐生)。
分类:可分为粘菌门和真菌门。
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第一节 粘菌门
是介于动物和植物之间的真核生物,其生活史有动物性阶段和植物性阶段。 营养期无细胞壁的多核原生质团(变形体),繁殖时孢子具纤维素的细胞壁。 大多生于森林阴暗、潮湿的地方,如腐木、落叶等。 大多为腐生菌,无直接经济意义。
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第二节 真菌门真菌:指具有细胞壁的、有丝状分支细胞结构的、 产生孢子、无叶绿素的异养植物。
一、真菌门特征: 真核生物; 分枝或不分枝菌丝组成菌丝体; 不含光合色素,异养,寄生或腐生。
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二、分类:
藻菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌纲(真菌的自然分类系统主要以有性生殖器官或有性孢子为依据)
1 、藻菌纲:菌丝无隔多核,腐生于含淀粉的食品上,
向下生有假根,向上生出孢子囊梗,其先端分
隔形成孢子囊,其中生有许多孢子,孢子熟后
呈黑色。
代表: 1500 多种
黑根霉(面包霉) 生于富含淀粉的有机质上。
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黑 根 霉
1. 孢子囊
2. 孢子囊梗
3. 匍匐枝
4. 假根
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2 、子囊菌纲
多细胞有隔菌丝体,有性生殖器官叫子实体(也叫子囊果)。有性生殖产生子囊,内生子囊孢子(子囊是两性核结合的场所)。无性生殖产生分生孢子。代表:酵母菌属:单细胞。发酵,酿酒,含多种酶,制成
酵母片,助消化。
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酵 母 菌
1. 芽孢子
2. 核
3. 液泡
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青霉菌:种类很多,通常生于柑桔类水果上,蔬菜、粮食、 肉类、皮革和食物上也常有分布。菌丝体淡绿色
黄青霉 Penicillium chrysogenum Thom特异青霉 P. Notatum Westling 产生青霉素黄绿青霉 P. Citreo-viride Biourge桔青霉 P. Citrinum Thom 引起大米霉变岛青霉 P. Islandicum Sopp黄绿青霉 黄绿青霉素—损害神经系统桔青霉 桔青霉素—损害肾脏岛青霉 岛青霉素—损害肝脏黄曲霉:含黄曲霉素,引起肝癌
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青霉菌
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冬虫夏草:含 19种游离氨基酸及多种有效成分,如 虫草素。 夏季 侵染子囊孢子 芽管 蝙蝠蛾幼虫 染病幼虫钻入土中,冬季形成菌核,菌核破坏了幼虫 第二年夏季的内部结构,但虫体的角皮仍完整无损
幼虫尸体前端生出子实体 产生孢子又侵染蝙蝠蛾幼虫
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冬虫夏草
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冬冬虫虫夏夏草草的的生生境境
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3 、担子菌纲 多细胞有隔双核菌丝体(初生菌丝体、次生菌丝体)。担子菌的子实体也叫担子果,产生担子(两性核配结合的场所),担子上生有担孢子,有性生殖过程具有锁状联合现象。
代表: 食用菌:蘑菇、木耳、银耳等
药 材:猴头、猪苓、灵芝等
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蘑菇
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木 耳木 耳
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茶茶色色银银耳耳
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猴头
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灵灵
芝芝
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猪猪苓苓
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马 勃马 勃
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长长裙裙竹竹荪荪
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黄黄裙裙竹竹荪荪
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臭黄菇臭黄菇 (( 有毒有毒 ))
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灰包菇灰包菇 (( 药用药用 ))
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三、真菌的经济意义 1 、药用(灵芝、虫草等),药用真菌
300 多种,具抗癌作用 100 多种。
2 、真菌含各种多糖、蛋白质、氨基酸(食用菌)
3 、具生长繁殖快的优点,人工培养提取代谢产物。
4.增加土壤肥力,自然界物质循环
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附: 地衣植物门地衣:是真菌和藻类共生的一类特殊植物。 藻类行光合作用为整个植物体制造养分,而真菌则吸收水分和无机盐,为藻类制造养分提供原料。相互间形成特殊的生存关系。
地衣被称为“植物界的拓荒先锋”。
在形态、结构、生理和遗传各方面都形成一个单独的固定有机体。因此,把地衣当作一个独立的门看待。本门全世界约 500 多属, 25000余种。
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一、地衣植物特征真菌与藻类的共生植物 . 共生的真菌大多是子囊菌,少数是担子菌,能吸收水和
无机盐,并包被藻体; 共生的藻类主要是蓝藻和绿藻,能进行光合作用,制造
有机物。
是没有根茎叶分化,结构简单的、多年生的原植体植物。
构成地衣的真菌在许多生理特性方面都不同于一般真菌,特称为“地衣型真菌”。真菌在地衣体构造上占主要部分。地衣原植体的形态几乎完全是由共生的真菌决定的。藻类分布在地衣植物的内部,形成一层藻胞或若干团藻胞或分散在菌丝中。
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能生活在各种环境中,分布极为广泛,对营养条件要求不高,能耐干旱寒冷环境。 可以生长在瘠薄的峭壁、岩石、树皮上或沙漠地上。
地衣分泌的地衣酸,可腐蚀岩石,对土壤的形成起着开拓先锋的作用。
地衣大多数是喜光植物,要求空气清洁新鲜,特别对二氧化硫非常敏感,所以在工业城市附近很少有地衣的生长,因此,地衣可作为鉴别大气污染程度的指示植物。
地衣一般生长很慢
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(二)地衣分类
藻状菌地衣纲 担子菌地衣纲 子囊菌地衣纲 占地衣总数的 99%以上
1.根据形态可分为:壳状地衣、叶状地衣、枝状地衣 2.根据结构可分为:同层地衣、异层地衣
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内部构造:内部一般可分为上皮层、藻胞层、髓层和下皮层。上皮层和下皮层均由致密交织的菌丝构成。
1、异层地衣:藻类细胞聚集在上皮层之下,形成 1层明显的藻胞层。
2、同层地衣:上皮层之下没有明显的单独的藻胞层结构,藻细胞在髓层菌丝中均匀地分布。
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异层地衣与同层地衣异层地衣与同层地衣
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A.壳状地衣 1.文字衣属 ; 2.茶渍衣属B.叶状地衣 1. 地卷衣属 ; 2.梅衣属C.枝状地衣 1.石蕊属 ; 2.松萝属
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壳状地衣壳状地衣
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壳状地衣壳状地衣
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珊瑚芽珊瑚芽
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叶状地衣叶状地衣
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枝状地衣枝状地衣
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叶状地衣和枝状地衣一般为异层地衣、壳状地衣多为同层地衣
地衣体的多种色彩,主要是由构成上皮层的菌丝细胞中含有大量橙色、黄色或其它色素而形成的。
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药用植物举例:
松萝(节松萝):是一种枝状地衣,分枝多而呈丝状,长 15—30cm。灰黄绿色。分枝丝状体有明显的环状裂沟。中央有韧性丝状轴。易与皮部剥离。含松萝酸,地衣酸及地衣多糖。全草能祛风湿,通经络,抗菌消炎。
石蕊:枝状地衣。全草入药能祛风镇痛,凉血止血。
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(三)地衣在自然界中的作用和经济意义
1 、 能分泌地衣酸,腐蚀岩石,促进风化,是岩石变土壤的 先锋植物。
2、 石蕊、松萝等可作医药用。
3、 高山和极地的地衣群落是麋鹿的主要饲料。
4、 有的地衣可提取天然染料和化学指示剂,如石蕊试纸。
5、 可作为大气污染的监测指示植物。
6、 大量的松萝地衣挂在树上,对冷、云杉树木有一定危害。
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低等植物主要特征:
1. 植物体结构简单,无根、茎、叶的分化 ( 原植体植物 );2. 生殖器官多为单细胞;3.生殖过程简单,合子脱离母体而直接萌发, 不形成胚(无胚植物);4.大多为水生。