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1、教学目标与要求 蕨类植物的形态特征1.识记：营养叶（不育叶）、孢子叶（能育叶）、同型叶、异型叶、孢子叶穗（孢子叶球）、孢子囊群（孢子囊堆）、孢子囊穗、孢子果、孢子囊、同型孢子、异型孢子、原叶体、无孢子生殖、无配子生殖、单性生殖；蕨类植物的分类；2.理解：蕨类植物的生活史；蕨类植物的分类依据；3.应用：蕨类植物的一般特征；重难点：蕨类植物的主要特征及其生活史；蕨类植物各亚门的主要特征,第二节 蕨类植物的形态特征,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,Section 2 Morphological
2、 characteristics of Pteridophyta,一、蕨类植物一般特征,二、蕨类植物5个亚门主要特征比较,第二节 蕨类植物的形态特征,2、一般特征 General characteristics,1、概述 Summary,3、分类 Classification,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary蕨类植物又称羊齿植物。是介于苔藓植物和种子植物之间的一个类
3、群，既属于高等植物、高等的孢子植物，又是颈卵器植物，原始的维管植物。蕨类植物又称羊齿植物，和苔藓植物一样具明显的世代交替现象，无性繁殖是产生孢子，有性生殖器官为精子器和颈卵器。但是蕨类植物的孢子体远比配子体发达，并有根、茎、叶的分化，内中有维管组织，这些又是异于苔藓植物的特点。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary蕨类植物只产生孢子，不产生种子，则有别于种子植物。蕨类的
4、孢子体和配子体都能独立生活，此点和苔藓植物及种子植物均不相同。因此，就进化水平看，蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一个大类群。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 蕨类植物的孢子体远比配子体发达，习见的植物体就是孢子体，大多为多年生草本，少数为一年生，极少数为木本。除极少数原始种类仅具假根外，均生有吸收能力较好的不定根。茎通常为根状茎，二叉分枝，少数为直立
5、的树干状或其他形式的地上茎。有些原始的种类还兼具气生茎和根状茎。茎上无毛或有毛，无鳞片或有鳞片。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 蕨类植物的植物体已有维管组织的分化，中柱类型多为较原始的原生中柱、管状中柱和网状中柱等，极少为真中柱，一般没有形成层，不能进行次生生长。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridoph
6、yta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 维管系统是由木质部和韧皮部组成，分别担任水、无机养料和有机物质的运输。木质部的主要成分为管胞（图5-2），壁上具有环纹、螺纹、梯纹或其他形状的加厚部分，也有一些蕨类具有导管，如一些石松纲植物和真蕨纲中的蕨Pteridium aquilinum（L.）Kuhn。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological chara
7、cteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 不过蕨类植物的导管和管胞的大小，区别不甚显著。木质部除了管胞和导管外，还有薄壁组织。韧皮部的主要成分是筛胞和筛管以及韧皮薄壁组织。在现代生存的蕨类中，除了极少数如水韭属（Isoetes）和瓶尔小草属（Ophioglossum）等种类外，一般没有形成层的结构。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植
8、物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 蕨类植物的叶分叶柄和叶片。叶上无毛或有毛，无鳞片或有鳞片。根据形态结构和起源可分为两类：小型叶（microphyll）：叶细小，没有叶柄和叶隙，叶脉不分枝，只有1条叶脉（vein），卷柏，木贼，石松（Lycopodium）、松叶蕨（Psilotum nudum）。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 大型叶（macr
9、ophyll）叶较大，有叶柄，叶隙有或无，叶脉多分支。幼叶通常拳卷。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 叶可分化也专性的生殖叶（孢子叶）和营养叶。营养叶，不育叶（foliage leaf，sterilefrond）：蕨类植物叶中，不长孢子囊和孢子，仅进行光合作用的叶，称为；孢子叶，能育叶（sporophyll，fertile frond）：蕨类植物叶中，长有孢
10、子囊和孢子的叶，称为。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 孢子叶，能育叶（sporophyll，fertile frond）：蕨类植物叶中，长有孢子囊和孢子的叶，称为。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pte
11、ridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子体 蕨类植物的叶根据功能叶的存在情况可分为两类：同型叶（homomorphic leaf）：形状与功能相同，没有营养叶和孢子叶之分；异型叶（eteromorphic leaf）：叶分孢子叶和营养叶，且形状不同。在系统演化过程中，同型叶是朝着异型叶的方向发展的。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summar
12、y孢子囊(sporangium)大多数蕨类在叶上生有孢子囊，多数孢子囊聚生在囊托上，形成孢子囊群，它的形态和着生位置因种而异。孢子囊群中有孢子囊，孢子囊中有孢子，在孢子囊之间有隔丝，孢子囊群可具有囊群盖。囊群盖是复盖孢子囊群的保护结构，孢子囊群上有或无囊群盖。如水龙 骨科囊群无盖。有些种类孢子囊常聚生成孢子叶穗、孢子囊穗或孢子果。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢
13、子囊(sporangium)孢子叶穗，孢子叶球(sporophyll spike，strobil）：孢子囊单生在孢子叶的叶腋或基部，孢子叶聚集成穗状或球状；小型叶蕨类，亮石杉。孢子囊群，孢子囊堆（sorus）：孢子囊常成群聚生在叶的背面或边缘；真蕨类。孢子囊穗（sporangiate spike）：孢子囊集生在一个特化的孢子叶上；瓶尔小草。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Sum
14、mary孢子囊(sporangium)孢子果（sporocarp）：有的水生真蕨（如苹）其孢子囊集生成特化的孢子果。孢子囊(sporangium)：由叶表皮细胞发育而来，是构成囊群的基本单位，在分类上的重要依据之一是环带(clitellum，zone)。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,孢子叶穗,孢子囊穗,孢子果,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子囊(sporangium)孢子囊内的孢子可分为两
15、类：同型孢子（isospory）：产生的孢子大小相同，萌发的配子体两性；大多数蕨类。异型孢子(heterospory)：孢子有大小之分，分别发育成雌雄配子体；卷柏和少数水生真蕨。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary孢子囊(sporangium)无论是同型孢子还是异型孢子，在形态上都可分为两类（图5-3）：肾形 单裂缝，二侧对称的两面型孢子；圆形或钝三角形 三裂缝，辐射
16、对称的四面型孢子。孢子的周壁通常具有不同的突起和纹饰。孢子形成时是经过减数分裂的，所以孢子的染色体是单倍的。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary配子体 大多数能独立生活。孢子萌发后，形成为配子体。配子体又称原叶体，小型，结构简单，生活期较短。原始类型的配子体呈辐射对称的块状或圆柱状体，埋在土中或部分埋在土中，通过菌根作用取得营养，如松叶蕨Psilotum nudum（
17、L.）Grised.。极少数种类的配子体为丝状，像莎草蕨属（Schizaea）。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary配子体极大多数蕨类的配子体为绿色、具有腹背分化的叶状体，能独立生活，在腹面产生颈卵器和精子器，和苔类植物相似，但精子多鞭毛。像卷柏和水生蕨类等异孢种类，配子体是在孢子体内部发育的，已趋向于失去独立性的方向发展。配子体产生的精子和卵，在受精时还不 能脱离水
18、的环境。受精卵发育成胚，幼 胚暂时寄生在配子体上，长大后配子体 死亡，孢子体即行独立生活。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary配子体原叶体(prothallus)：蕨类植物孢子在适宜的条件下萌发首先形成的配子体，叫。多数蕨类植物的原叶体为扁平的叶状体。原叶体具叶绿体，能独立生活。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Perido
19、phyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,蕨类 精子器,蕨类 颈卵器,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary受精 配子体腹面着生精子器和颈卵器，精子器产生的精子(N)借助于水到达颈卵器与卵(N)结合，受精卵在颈卵器内发育成胚(2N)，幼孢子体长大时配子体死亡，孢子体独立生活并占优势地位。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第
20、二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary生活史（图5-4）有明显的世代交替：无性世代是双倍染色体的孢子体，比较显著，生活较长，上面有许多孢子囊，囊内的孢母细胞经减数分裂，形成单倍染色体的孢子（n），孢子散布，在适宜的环境下萌发，叫原叶体（配子体），原叶体较小，生活期短，在背面有精子器与颈卵器，分散产生精子和卵，精子有多数鞭毛，通过水进入颈卵器内，与卵结合成合子(2n)，合子在配子体上发育成胚，最后发育成能独立生活的孢子体。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological charact
21、eristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary生活史从受精卵萌发开始，到孢子母细胞进行减数分裂前为止，这一过程称为孢子体世代，或称为无性世代，它的细胞染色体是双倍的（2n）。从孢子萌发到精子和卵结合前的阶段，称为配子体世代，或称有性世代，其细胞染色体数目是单倍的（n）。在它一生中世代交替明显，而孢子体世代占很大的优势。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨
22、类植物的形态特征,1、概述 Summary生活史蕨类植物生活史的显著特点是：孢子体发达，配子体退化，具异型世代交替；孢子体与配子体均能独立生活，雄器称为精子器，雌器称为颈卵器受精过程中摆脱不了水的依赖，合子在颈卵器中发育。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,总结,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary生活史生活史中的其它情况：有少数蕨类植物为配子体占优势。现在已发现的至少有3科4属蕨类属于此种情况。例如广
23、泛分布于北美洲温带地区的书带蕨属（Vittaria）中的V.lineata，它的配子体为叶状体，宛如1薄层的淡绿色的叶状地衣，繁茂地生于岩石洞中。此外，尚有瓶蕨属（Trichomanes）中 的Tbashianum，其配子体犹如刚毛 藻的分枝丝状体。它们从不产生孢子 体或极少产生孢子体，在整个生活史 中配子体始终占优势。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary生活史生活史
24、中的其它情况：无孢子生殖：在蕨类植物中，存在着孢子体不经过孢子而产生配子体的现象，称为。无配子生殖：在蕨类植物中，存在着配子体也可以不经过配子的结合，而直接产生孢子体的，这种现象称为。在蕨类植物中相当普遍。有时在1种植物中，同时可具有无配子生殖和无孢子生殖的现象,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary生活史许多无孢子生殖产生的配子体，能正常地产生精子器和颈卵器，这种配子体
25、的染色体数目为2n，由此产生的配子配合后，形成了4n的孢子体，这种四倍体（tetraploid）的孢子体，也可诱导形成四倍的无孢子生殖的配子体。真蕨类中这种诱导成的无孢子生殖的二倍体（diploid）的配子体，也可以与单倍染色体（hapoid）的配子体相互交配，由此产生了三倍体（triploid）的孢子体。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary生活史无配子生殖时，孢子体
26、可以从配子体单个营养细胞，或颈卵器附近，或颈卵器内除卵细胞以外的细胞产生，也可以由1个卵细胞不经过配子的结合，而直接形成孢子体，后者则称为单性生殖（孤雌生殖）。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,1、概述 Summary分布：蕨类植物分布广泛，除了海洋和沙漠外，无论在平原、森林、草地、岩缝、溪沟、沼泽、高山和水域中都有它们的踪迹，尤以热带和亚热带地区为其分布中心。现在在地球上生存的蕨类约有1
27、2000多种，其中绝大多数为草本植物。我国约有2600种，多分布在西南地区和长江流域以南各省及台湾省等地，仅云南省就有1000多种，在我国有“蕨类王国”之称。蕨类植物大多为土生、石生或附生，少数为水生或亚水生，一般表现为喜阴湿和温暖的特性。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,2、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta蕨类植物又称羊齿植物
28、，是原始的维管植物和高等的孢子植物，是植物由水生向陆生过渡的中间类群。多为大中型草本，有根、茎、叶的分化，具维管组织；多为真根，通常为不定根，原始种类具假根；大多具根状茎，二叉分枝，中柱类型多为原生中柱、管状中柱和网状中柱等，极少为真中柱，一般无形成层，不能进行次生生长，常具毛和鳞片；,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,2、蕨类植物一般特征 General characteristics o
29、f Peridophyta叶有生殖叶（孢子叶）和营养叶之分，大型叶幼叶拳卷；孢子在叶上通常聚生成孢子囊，孢子囊常聚生成孢子囊群、孢子叶穗、孢子囊穗或孢子果，孢子同型或异型；孢子落地萌发产生原叶体，在原叶体上产生精子器和颈卵器；受精需水作为媒介，合子在颈卵器中发育。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,2、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophy
30、ta孢子体发达，配子体退化，具异型世代交替，孢子体主要营养体，孢子体和配子体各自独立生活；分布广泛，多为土生、石生或附生，少数为水生或亚水生，喜阴湿和温暖。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,3、蕨类植物的分类 Classification of pteridophyta现代蕨类植物12000多种，我国2600多种。分类依据 Gist of classification蕨类植物的种类较复杂，
31、具有许多不同的性状，在蕨类植物分类鉴定中，常依据下列一些主要特征：茎、叶的外部形态及内部构造；孢子囊壁细胞层数及孢子形状；孢子囊的环带有无及其位置；孢子囊群的形状、生长部位及有无囊群盖；叶柄中维管束排列形式，叶柄基部有无关节；根状茎上有无毛、鳞片等附属器官及形状。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,3、蕨类植物的分类 Classification of pteridophyta现代蕨类植物的
32、分类原则 Classified priniciples of modern pteridophyta现代蕨类植物的分类原则为17项(表)。各项原则的具体内存可参阅中国蕨类植物科属志(吴兆洪、秦仁昌，1991)。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,现代蕨类植物分类的1 7项原则,第二节 蕨类植物的形态特征,3、蕨类植物的分类 Classification of pteridophyta分类 Classification蕨
33、类植物的分类系统，各植物学家的意见颇不一致，过去常将蕨类植物作为1个自然群，在分类上被列为蕨类植物门（Pteridophyta），又将蕨类植物门分为松叶蕨纲（Psilotinae）、石松纲（Lycopodinae）、木贼纲（Equisetinae）楔叶纲（Sphenopinae）和真蕨纲（Filicinae）。也有人在这4个纲外加水韭纲（Isoetinae）而成为5个纲的。也有将4个纲提升为4个门或5个门的。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of
34、Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,3、蕨类植物的分类 Classification of pteridophyta分类 Classification前4纲为小形叶蕨类，又称为拟蕨植物（Fern allies），是一些较原始而古老的蕨类植物，现存有的种类很少。真蕨纲为大叶型蕨，是进化的，也是现代极其繁茂的蕨类植物。,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,3、蕨类植物的分类 Cl
35、assification of pteridophyta分类 Classification1978年，我国蕨类植物学家秦仁昌教授将蕨类植物门分为5个亚门石松亚门（Lycophytina）水韭亚门（Isoephytina）松叶蕨亚门（Psilophytina）楔叶亚门（Sphenophytina）真蕨亚门（Filicophytina）,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,3、蕨类植物的分类 Cl
36、assification of pteridophyta蕨类植物各亚门检索表 Identification list of pteridophyta echo subdivision,一、蕨类植物一般特征 General characteristics of Peridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,第二节 蕨类植物的形态特征,二、蕨类植物 5 个亚门主要特征比较 Comparison between echo other in main characteristics of five subdivision of pteridophyta,Section 2 Morphological characteristics of Pteridophyta,作业,2.蕨类植物有哪些主要特征？它和苔藓植物有何异同？,
