第七章裸子植物课件.ppt

t课件,1,第七章 裸子植物 （Gymnospermae),种子植物包括裸子植物和被子植物，其共同特点是产生种子。种子内具有胚(幼小的植物体)，并受到较好的保护，对于度过不良环境以及传播、繁衍后代均有极大的作用。第一节 裸子植物的一般特征裸子植物是介于蕨类植物和被子植物之间，仍保留着颈卵器，具有维管束，能产生种子的一类高等植物。,t课件,2,松的种子,t课件,3,一、裸子植物的一般特征孢子体特别发达：多年生的木本植物，大多数为单轴分枝的高大乔木，枝条有长枝和短枝之分。具有形成层和次生结构。除买麻藤纲外，木质部有管胞而无导管和纤维，韧皮部有筛胞而无筛管和伴胞。,t课件,4,胚珠裸露：孢子叶大多数聚生成球果状，称孢子叶球。孢子叶球通常单性，同株或异株；小孢子叶聚生成小孢子叶球；每个小孢子叶的下面生有贮满小孢子的小孢子囊。大孢子叶丛生或聚生成大孢子叶球，胚珠裸露。,t课件,5,t课件,6,具有颈卵器：大多数种类(除百岁兰和买麻藤属外)雌配子体中尚有结构简化的颈卵器。雌配子体在近珠孔端产生颈卵器，其结构简单，埋藏在胚囊中。颈卵器内有一个卵细胞和一个腹沟细胞，无颈沟细胞。,t课件,7,传粉时花粉直达胚珠：花粉粒由风传播，经珠孔直接进入胚珠，在珠心上方形成花粉管，进入胚囊，使精子与卵细胞受精。从授粉到受精的过程，要经过相当长的时间，约23年。具多胚现象：是由于一个雌配子体上的几个或多个颈卵器的卵细胞同时受精，形成多胚，或者由于一个受精卵，在发育过程中分裂为几个胚，即裂生多胚现象。花粉粒为单沟型，具气囊或缺如，无3沟、3孔沟或多孔的花粉粒；种子的胚具有2多个子叶，因此又称多子叶植物；胚乳丰富，为单倍体。,t课件,8,裸子植物和被子植物又称为显花植物。但裸子植物的孢子叶球实际上不是真正的花，所以多数学者如哈钦松、塔赫他间、克朗奎斯特等采用狭义的“显花植物”的概念，即有花植物或显花植物仅指被子植物而不包括裸子植物。两套名词：花、雄蕊、心皮孢子叶球、小孢子叶、大孢子叶1851年 荷夫马斯特,t课件,9,二、裸子植物的分类,裸子植物是一个自然的分类群，裸子植物门通常分为苏铁纲、银杏纲、松柏纲（球果纲）、红豆杉纲（紫杉纲）、买麻藤纲（倪藤纲、盖子植物纲）。 现代裸子植物有5纲，9目，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5纲，8目，11科，41属，236种。有许多为孑遗植物，或“活化石”植物。我国的裸子植物是重要的造林树种。,t课件,10,第二节 苏铁纲 (Cycadinae),仅有苏铁科(Cycaceae)，共9属100种。 苏铁属(Cycas) 苏铁(铁树)(C. revolota)是一种常绿木本植物，茎干粗壮，常不分枝。叶螺旋排列，营养叶很大，羽状深裂，集生于树干顶部。雌雄孢子叶球，异株，生于茎的顶端。,t课件,11,苏铁(C. revolota),t课件,12,苏铁(C. revolota),t课件,13,苏铁(C. revolota),t课件,14,苏铁羽状大孢子叶,t课件,15,第三节 银杏纲(Ginkgoinae) 银杏纲(Ginkgoinae)：仅有银杏(Ginkgo biloba)一种。乔木，有长短枝。叶扇形，二裂，二叉脉序。孢子叶单性异株。,t课件,16,银杏(Ginkgo biloba),t课件,17,银杏,t课件,18,银杏(Ginkgo biloba),t课件,19,银杏(Ginkgo biloba),t课件,20,银杏(Ginkgo biloba),t课件,21,银杏(Ginkgo biloba),t课件,22,常绿或落叶乔木，很少是灌木；常具有树脂道。孢子叶球排列成球果状，单性同株或异株。球果的种鳞和苞鳞分为离生、半合生、完全合生三种类型。松柏纲有4科，44属，500种。,第四节 松柏纲 (Coniferae),t课件,23,松的生活史： 孢子体与孢子叶球(雌雄球花),二、松柏纲植物的生活史,t课件,24,小孢子叶球,t课件,25,小孢子叶球,t课件,26,大孢子叶球,t课件,27,松孢子叶发育图,t课件,28,胚珠裸露,t课件,29,雄配子体,二、松柏纲植物的生活史,t课件,30,雌配子体发育,大孢子,游离核多核体,萌发,休眠,游离核多核体,形成细胞壁，珠孔端细胞膨大,颈卵器原始细胞,颈卵器,t课件,31,传粉与受精当年传粉，翌年受精,小孢子成熟,当年大孢子叶球形成,风媒传粉,形成传粉滴,传粉完成,雌配子体进入休眠,花粉萌发,生殖细胞分裂为柄细胞与体细胞，管细胞伸长,颈卵器形成,受精作用,精子形成,体细胞分裂,种子发育,受精卵 原胚 胚胎选择 胚器官分化 胚胎成熟,t课件,32,裸子植物的种子是由三个世代的产物组成的种皮 老的孢子体时代（2n）胚 老的孢子体时代（2n）胚乳 雌配子体时代（n）,t课件,33,松的生活史,t课件,34,松柏纲有4科，44属，500种。一、松科(Pinaceae)：针形叶或鳞形叶，叶及种鳞螺旋状排列，种鳞和苞鳞离生，每种鳞具2粒种子。 本科是松柏纲植物中最大的科，我国有10属，其中有许多是特有种和孑遗植物。如,三、分类及代表植物,t课件,35,冷杉,1、冷杉属(Abies):叶条形扁平；只有长枝；球果当年成熟；球果成熟后，种鳞自中轴脱落；叶条形扁平，叶落后枝上留有圆形微凹的叶痕。,t课件,36,2、油杉属(Keteleeria),球果着生在枝顶上；叶在枝上均匀排列;球果形大，直立，种鳞宿存；种子连翅与种鳞近等长；雄球花簇生于枝顶。约11种，我国有9种，均为我国特有。属于国家二级保护的有：柔毛油杉(K. pubescens Cheng et L.K.Fu)、海南油杉(K. hainanensis Chun et Tsing)、台湾油杉K. formosana Hayata)3、黄山属(Pseudotsuga) 叶扁平，有短柄，仅下面有气孔线；在枝上均匀排列；叶落后枝上无明显突起的叶枕。球果生枝顶，下垂；种子连翅较种鳞为短；种鳞宿存，苞鳞伸出种鳞之外，先端3裂；雄球花单生于叶腋。约18种，我国有7种。其中国家二级保护的有：黄杉(P.sinensis Dode)、华东黄杉(P. gaussenii Flous)、台湾黄杉(P. wilsoniana Hayata)、谰沧黄杉(P.forrestii Craib)4、铁杉属(Tsuga) 叶扁平，有短柄，仅下面有气孔线；叶落后枝上无明显突起的叶枕。球果较小,下垂；种子连翅较种鳞为短；苞鳞不伸出种鳞之外，先端不3裂；雄球花单生于叶腋。约14种，我国有5种，3变种，其中4种为我国特有，如：铁杉(T.chinensis (Franch.) Pritz.) 、长苞铁杉(T. longibracteata Cheng)、丽江铁杉(T. forrestii Downie)、台湾铁杉(T. formosana Hayata) ，,t课件,37,t课件,38,2、银杉属(Cathaya) 仅一种，为我国特有的一级保护植物，银杉(C.argyrophylla Chun et Kuang),t课件,39,3、云杉属(Picea)叶四棱形或扁棱形，无柄，四面有气孔线或仅上面有气孔线；叶落后枝上留有明显突起的叶枕。球果生枝顶；种子连翅较种鳞为短；雄球花单生于叶腋。,t课件,40,云杉,t课件,41,云杉,t课件,42,4、金钱松属(Pseudolarix) 金钱松(P.amabilis (Nelson) Rehd.),t课件,43,5、落叶松属(Larix)。,t课件,44,落叶松,t课件,45,6、雪松属(Cedrus) 雪松(C. deodara (Roxb.) G. Don),t课件,46,雪 松,t课件,47,雪 松,t课件,48,7、松属(Pinus)叶针形，通常2、3、5针一束，稀可78针一束，着生于极度退化的短枝上，基部有膜质叶鞘，常绿性；球果第二年成熟；种鳞木质，背面上方有鳞盾、鳞脐。,t课件,49,1、松属(Pinus),t课件,50,松属,t课件,51,红松(P.koraiensis),t课件,52,二、杉科(Taxodiaceae),叶披针形、钻形、条形或鳞形，互生或鳞螺旋状排列，种鳞和苞鳞半合生，每种鳞具2-9粒种子，小孢子无气囊。 我国有6属。常见的有： 1、水杉属(Metasequoia)水杉M. glyptostroboides),t课件,53,水杉,t课件,54,2、杉木属(Cunninghamia) 常绿乔木。叶条状披针形，边缘有锯齿，螺旋状着生。苞鳞大，珠鳞小，两者半合生。2种，为我国特有。常见有杉木(C. lanceolata (Lamb.) Hook.,t课件,55,3、水松属(Glypotostrobus) 叶有三形:鳞形叶、条形叶、条状钻形叶;条形叶与条状钻形叶桥天连同枝一起脱落。种鳞与苞鳞合生，先端分离，能育种鳞具2种子；种子具向下生长的翅。仅1种，水松(G. pensilis (Staunt.) Koch.) 为我国特有，属国家一级保护植物。,t课件,56,三、柏科(Cupressaceae)：叶鳞形或刺形，交互对生或轮生，种鳞和苞鳞完全合生，每种鳞具1-多粒种子，小孢子无气囊。我国有8属，常见的有 1、侧柏属(Platycladus)，侧柏(P.orientalis).,t课件,57,侧柏,t课件,58,侧柏(P.orientalis),t课件,59,侧柏(P.orientalis),t课件,60,2、圆柏属(Sabina)，圆柏(S.chinensis)。,t课件,61,圆柏(S.chinensis)。,t课件,62,第五节 红豆杉纲(Taxinae),常绿乔木或灌木。叶条形或披针形，螺旋排列或交互对生，叶腹面中脉凹陷，叶背沿凸起的中脉两侧各有一条气孔带。成熟种子坚果状，生于杯状肉质的假种皮中，上部露出，成熟时假种皮肉质红色。 红豆杉纲(Taxinae)：3科。 一、罗汉松科(Podocarpaceae) 罗汉松(Podocarpus macrophyllus)。,t课件,63,罗汉松,t课件,64,罗汉松,t课件,65,罗汉松(Podocarpus macrophyllus),t课件,66,二、三尖杉科(Cephalotaxaceae) 三尖杉(Cephalotaxus fortunei),t课件,67,三、红豆杉科(Taxaceae)红豆杉(Taxus chinensis),t课件,68,第六节 买麻藤纲(Gnetinae),买麻藤纲(Gnetinae) 又称盖子植物纲(Chlamydosperminae)。灌木或木质藤本，次生木质部常具有导管，无树脂道。叶对生或轮生，有各种类型。膜质鞘状的，绿色扁平的(类似双子叶植物的叶)，也有肉质较长的呈带状(类似于单子叶植物的叶子)。其孢子叶球有类似于花被的结构，称为盖被，也称为假花被。精子没有鞭毛，颈卵器极其退化或者没有。种子包于由盖被发育而成的假种皮内。一、麻黄科(Ephedraceae)，麻黄(Ephedra sinica)。,t课件,69,麻黄(Ephedra sinica),t课件,70,二、买麻藤科(Gnetaceae)， 买麻藤(Gnetum montanum)。,t课件,71,买麻藤(Gnetum montanum),t课件,72,买麻藤(Gnetum montanum),t课件,73,买麻藤,t课件,74,三、百岁兰科(Welwitschiaceae)，百岁兰(Welwitschiales bainesii)。,t课件,75,百岁兰,t课件,76,裸子植物的起源与演化 裸子植物的起源追溯到4亿年前的上泥盆纪时期，在石炭纪有相当的发展，最繁盛的是在中生代的三叠纪和侏罗纪，多数为高大乔木，形成大面积森林，由于某种目前尚不清楚的原因，后来裸子植物又逐渐衰退，成为中生代的煤系来源。在1亿年前，由后来兴起的被子植物所代替。裸子植物可能的祖先 裸子植物具有由原生中柱发展出来的真中柱，大多数种类均具有颈卵器构造，现代苏铁植物和银杏等裸子植物的原始类型具有多数鞭毛的游动精子，因此，裸子植物可能起源于蕨类植物。 Beck在1967年发现，上泥盆纪的化石阿诺德古籽是最早的种子，具有尚未与大孢子囊结合的珠被，同时由于偶然被发现和命名为美木的裸子植物茎干化石和古蕨的枝、叶化石相连接在一起，成为一种植物的不同器官。在这种植物的木材解剖上，既具有裸子植物的特点，而在茎、叶分化方面又有蕨类植物的特点，在1968年正式承认它是介于裸子植物与蕨类植物间的一种过渡类型，这类植物统称为原裸子植物。,t课件,77,原裸子植物包括古蕨属、无脉蕨等。古蕨高达25-35 m，直径1.6m，既具有裸子植物的典型解剖特征，又具有蕨类植物的特征。茎为真中柱，初生木质部中始式，具缘纹孔管胞，有的种类有射线、髓部，有枝迹和叶迹，但无叶隙。具有复杂的螺旋状排列的叶状分枝系统，茎上有下延的叶基，侧枝上的末级分枝交互轴面上排成两排，孢子同型或异型；异型孢子直径相差2-10倍，古蕨属植物的叶与现代的真蕨类植物的叶具有共同的起源。尽管古蕨属植物仍以孢子进行繁殖，但是其外部形态、内部结构和生殖器官的特征更接近裸子植物，因而推测古蕨属植物可能是由原始蕨类向裸子植物演化的一个早期阶段，即前裸子植物。目前认为由裸蕨类植物进化到原裸子植物，再由原裸子植物进化到裸子植物。,t课件,78,裸子植物的演化 现代的裸子植物由原裸子植物沿几个方向演化而来：一支是由原裸子植物的古蕨经过复杂的分枝和次生组织的发育，在石炭纪形成科得狄类（Cordaitinae），再进一步发展成为银杏类、松柏类和紫杉类植物；另一支由原裸子植物的无脉蕨经过侧枝的简化，形成种子蕨 (Pteridospermae)，再进一步发展成为拟苏铁类（Cycadeoide）和苏铁类（Cycads)；买麻藤类的孢子叶球序二叉分枝、两性的孢子叶球以及珠孔管和胚珠的特性等，说明盖子植物很有可能是强烈特化的拟苏铁类植物的后裔。,t课件,79,种子蕨是一类最原始的裸子植物，最早出现于晚泥盆纪，在石炭纪时曾达到极盛，少数植物延续到三叠纪晚期。最著名的代表是凤尾松蕨(Lyginopteris oldhamid )图11-9)，植物体不很高大，主茎很少分枝，叶为多回羽状复叶，种子小型，并有一杯状包被，其上生有腺体，种子中央为一颇大的雌配子体组织和颈卵器，珠心顶端有一突出的喙，喙外又有一垣围之，两者之间为花粉室，其中有时可发现有花粉粒，珠心之外有一厚的珠被，珠被由若干单位连合而成，每一单位代表一个不育的大孢子囊，整个胚珠是聚合的大孢子囊，珠心才是有效的大孢子囊。因此，种子蕨是介于真蕨类植物和种子植物间的一种过渡类型。但是，种子蕨并不是从真蕨起源的，而是从起源于裸蕨的原裸子植物演化而来的。,t课件,80,t课件,81,科得狄也是一类化石种子植物，出现于晚泥盆纪，石炭纪至二叠纪繁盛，三叠纪绝灭。植物体为高大乔木，茎的内部结构与种子蕨很相似，但木材较发达致密，髓由许多薄壁细胞横裂成片状组成，似被子植物中的胡桃的髓，具有发达的根系和高大的树冠，单叶全缘，形态大小不一致，其上有许多粗细相等、分叉、几乎平行的叶脉，大小孢子叶球分别组成松散的孢子叶球序，并在大、小孢子叶球的基部有许多不育的苞片，胚珠顶生，球心和珠被完全分离。因此，科得狄类植物在胚珠结构、叶的形态与结构等方面与种子蕨相似，但茎的结构和孢子叶的形态又类似现有的裸子植物。多数学者认为苛得狄植物起源于原裸子植物，和种子蕨之间并不存在系统发育上的祖裔关系，但也有人认为来源于种子蕨。,t课件,82,t课件,83,拟苏铁植物（Cycadeoideinae）也叫本内苏铁（Bennettitinae) ，出现于二叠纪，侏罗纪和早白垩纪繁盛，白垩纪晚期绝灭。植物体类似苏铁，矮小粗壮，块状，一回羽状复叶。孢子叶球两性，最外为羽状分裂螺旋排列的不育苞片；苞片之上为环状排列、基部已联合的小孢子叶，中央为具柄的胚珠；在大孢子叶之间有顶端膨大的种鳞，由虫媒传粉。种子无胚乳。起源于髓木类（Medultosa) 种子蕨。,t课件,84,t课件,85,总之，由原裸子植物首先演化出原始裸子植物种子蕨和柯得狄类。再由它们演化出其他的裸子植物。种子蕨、科得狄、本内苏铁等已全部灭绝，银杏类也仅存1种。中生代时期为裸子植物最繁盛期，称为裸子植物时代。至于买麻藤类（盖子植物）的亲缘关系则不清楚。有人根据它们中有些种类有退化的两性花的痕迹，推测它们或许和本内苏铁有关。,t课件,86,