第七章 裸子植物
Gymniperm
第一节 裸子植物的一般特征
一、裸子植物的主要特征
1.孢子体发达 。具强大主根,高大乔木,单轴分枝,枝分长短,网状中柱,多具管孢,叶多针、条、鳞片形,具气孔带。
2.胚珠裸露 。孢子叶单性,同株或异株
小孢子叶 小孢子叶球(雄球花)
大孢子叶 大孢子叶球(雌球花)
当形成胚时,大孢子叶变态,珠鳞 (松柏类) 珠领(银杏)
珠托 (红豆杉) 套被(罗汉松)
羽状大孢子叶 (铁树)
3.具颈卵器 除百岁兰属和买麻藤属外,都具备
结构简化:仅 2-4个颈壁细胞,1个卵细胞,1个腹沟细胞,无颈沟细胞第一节 裸子植物的一般特征
4.传粉时花粉直达胚珠 。花粉粒单沟型
被:花粉 柱头上 花粉管 胚囊
裸:花粉 胚珠 花粉管 胚囊
5.具多胚现象
( 1),简单多胚现象,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。
( 2),裂生多胚现象,一个受精卵,在发育过程中,胚原组织分裂成几个胚。
6.形成种子,胚乳是雌配子体的一部分第一节 裸子植物的一般特征
附,A,比孢子植物进化的特征,
1.孢子体高度发达,复杂,占绝对优势,配子体寄生在孢子体上。
2.具花粉管和不动精子(苏铁、银杏的精子,可游动)
3.具胚和种子
B,比被子植物原始的特征,
1.胚珠裸露,传粉时花粉直达胚珠
2.具颈卵器构造
3.孢子体无导管和伴胞(买麻藤属和百岁兰属具导管)
4.胚乳是雌配子体的一部分
5.具多胚现象
6.花粉粒为单沟型(花粉粒具 3沟或多孔是进化的)
第一节 裸子植物的一般特征
二、裸子植物的分类
铁树纲 Cycadopida 铁树科 Cycadaceae
银杏纲 Cwigopsida 银杏科 Ginkgoacase
松科 Pinaceae
杉科 Taxodiaceae
松柏纲 Coniferopsida 柏科 Cupressaceae
南洋杉科 Araucariaceae
裸子植物 罗汉松科 Podocarpaceae
红豆杉纲 Taxopsida 三夹杉科 Cephalotaxaceae
红豆杉科 Taxaceae
麻黄科 Ephedraceae
买麻藤纲 Gmetopsida 买麻藤科 Gnetaceae
百岁兰科 Wetnitschiaceae
世界,5纲,9目,12科,71属,近 800种
我国,5纲,8目,11科,41属,236种,栽培 51种第二节 铁树纲(苏铁纲) Cycadopsida
一,特征:
1.常绿木本,茎干常不分枝。
2.营养叶羽状复叶,集生茎顶,幼时拳卷。
3.孢子叶球生茎顶,雌雄异株。
4.精子具鞭毛。
二,分类,1目,1科,9属、约 110种
我国:铁树属,约 8种,常见 铁树,华南苏铁 。
资料,A、铁树寿命长达 200年,“千年铁树开了花,万年枯藤了芽”。
B、南方 10龄以上铁树年年开花,合肥消遥津公园曾有两株铁树开了花,花期达 20天左右。
C、铁树花期 7-8月,种熟期 10月。
第二节 铁树纲(苏铁纲) Cycadopsida
三,代表植物 — 铁树 Cycas reoluta Thunb
(一)、特征:
1.根,侧根具特化的菌根,菌根内寄生项圈藻。
2.茎,柱状主干,不分枝,网状中柱,内始式木质部,髓发达,皮层厚。
3.叶,大型一回羽状复叶,顶端簇生,具中脉、无侧脉,幼时拳卷。
4.大、小孢子叶异株 。
(1).小孢子叶:扁平、肉质、鳞片状。小孢子囊是厚囊性发产业,囊壁厚,借表皮细胞壁不均匀增厚而纵裂。
(2).大孢子叶:密被褐色茸毛,先端羽状分裂,基部柄状,柄两侧生有
2-8个胚珠。
小孢子的发育过程:(图)
小孢子母细胞 上面一个 管细胞 柄细胞
生殖细胞 体细胞 精子
下面一个(原叶体细胞) 精子
资料:精子、陀螺形,端具纤毛,长达 0.3mm,生物界中最大。
第二节 铁树纲(苏铁纲) Cycadopsida
6.合子发育:
精子 胚柄
卵 × 合子 前胚 胚
子叶,2片
种子 胚乳:雌配子体
胚 外:肉质
种皮(三层) 中:石细胞
内:薄纸质
(二)、用途:观赏、食用、药用。
第三节 银杏纲 Ginkgopsida
一,特征
乔木枝分长短,扁叶二裂二叉
孢子单性异株,鞭毛精子核种二,分类,仅 1科,银杏科 Ginkgoaceae
1种,银杏 Ginkgo biloba L
三,代表植物,Ginkgo biloba L
资料,1.中生代:银杏,水杉,恐龙
2.四川苔县有一株胸围 12.7米的银杏
3.淮北市柳湖林场曹楼大队一雌株胸径 1.8米,冠幅占地 1.04亩。
4.萧县皇藏峪瑞云寺内有一株高达 35米,胸径 1.7米。
第三节 银杏纲 Ginkgopsida
四,银杏纲与铁树最亲近
– 1.雌配子体的发育及发育过程似铁树。
– 2.精子具鞭毛。
– 3.胚的发育及种子的成熟似铁树。
– 4.二者都是裸子植物中最原始的类型。
五,特征
– 1.大孢子叶:称珠领,也叫珠座。
– 2.种子,核果状,俗称白果。
种皮三层 外种皮:厚,肉质。含油脂和芳香物质。
中种皮:白色,石质。
内种皮:红色。薄膜质六,用途
– 1.绿化,优质木材。
– 2.食用:种仁。
– 3.药用:种仁、叶(种仁:润肺、止咳、强壮;叶:活血、止痛、杀虫)
第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
一,主要特征
1.乔木,茎多分枝(有长、短枝之分),髓小,次生木质部发大,无导管,具树脂道。
2.叶针形、条形、鳞片形、刺形、钻形等。单生或成束,表皮具厚角质层及下陷的气孔。
3.孢子叶球单性,同株或异株,常球果状,精子无鞭毛。
4.种子有翅或无翅。
第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
二,松柏纲植物的生活史
以松属 Pinus为代表(属松科 Pinaceae)
(一),孢子体
1.根、茎似纲的特征。茎为网状中柱,主为管胞组成。
2.叶为针形,常 2-5条成束,叶内有 1-2条维管和树脂道。
5针一束:红松,华山松,日本五针松
3针一束:白皮松,长叶松
2针一束:马尾松,黑松,黄山松第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
3.孢子叶球单性同株。
( 1),小孢子叶球,穗状,生于每年新生的长枝条基部,小孢子叶的背面(远轴面)有一对长形的小孢子囊。
雄配子体的发育
小孢子囊 小孢子母细胞 小孢子(单核) 第一原叶体细胞
胚性细胞
柄细胞 管细胞 精子器原始细胞 第二原叶体细胞
生殖细胞
精子 体细胞
精子第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
( 2),大孢子叶球,单个或数个着生于每年新枝的近顶部。
A、大孢子叶 苞片:薄、位于下面
珠鳞:也称果鳞或种鳞,肥厚,位于上面。每珠鳞近轴面生 2
胚珠。
B、胚珠 珠心:即大孢子囊,中间一个发育成大孢子母细胞
珠被:一层。
C,雌配子体的发育
大孢子母细胞 上面一个 相继败坏
下面一个 上面一个
下面一个
( 1个大形)卵细胞
( 2-4个)颈细胞 颈卵器 胚囊 雌配子体
( 1个,很快败坏)腹沟细胞 胚乳
另一种情况:大孢子细胞 4个大孢子(链状四分体)
合点端 1个发育为雌配子体 其余 3个退化第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
(二)、雄配子体
原叶体细胞(营养细胞) 2个
成熟的雄配子体 管细胞 1个
生殖细胞 1个
(三)、雌配子体
成熟雌配子体 颈卵器( 2-7个)
胚乳(大量)
(四)、传粉与受精
传粉:时间 —晚春(也有在当年冬季)
花粉粒 珠孔 管细胞 花粉管
生殖细胞 柄细胞
体细胞
传粉至珠心,暂停。第 2年春或夏季,颈卵器分化形成后,花粉管继续伸长。体细胞分裂成两个精子第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
(五)、种子
1.胚的发育,
受精卵 开放层 ( 4个细胞) 原胚 上层
初生胚细胞层 ( 4个细胞) ( 4层,16细胞) 莲座层
胚柄层
胚细胞层
2.成熟的胚,胚根,胚轴,胚芽,子叶( 10多个)
3.成熟的种子 种皮:珠被发育而来,上一代孢子体的一部分。
胚:下一代孢子体幼体、精卵受精后发育而来。
胚乳:上一代配子体一部分发育来第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
(六),松属的生活史,简表植物体 小孢子叶球 小孢子叶 小孢子囊 小孢子母细胞
(孢子体)
大孢子叶球 大孢子叶 胚珠 大孢子母细胞
种子 胚 原胚 合子 × 卵 配子体 大孢子
精子 配子体 小孢子
受精:受精作用通常在传粉以后 13个月才进行。即传粉在第一年春季,受精在第二年夏季。
第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
三,分类及代表植物
现存,4科,44属,400余种
松科,我国 10属,93种,24变种,我省 7属,20余种
杉科,我国 5属,7种,引种 7种,我省 5属,7余种
柏科,我国 8属,30种,6变种,我省 4属 5种
南洋杉科,我省引种 1种 —异叶南洋杉第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
(一)、松、杉、柏三科特征对照表
松科 杉科 柏科叶 互生 (长枝),簇生 (短枝),互生或对生,常两型 (条 互生,对生或轮生,
针形或条形 型较多),与小枝一起脱落 鳞形成刺形小孢 小孢子叶有两个小孢子 小孢子叶上的小孢子囊常 小孢子叶的小孢子囊子 囊,小孢子多数有气囊 多于 2个,小孢子无气囊 多于 2个,无气囊珠鳞 与苍鳞常分离,其上 与苞鳞合生,仅顶端 与苞鳞完全合生,有
有 2个胚珠分离,有 2-9枚胚珠 1-多枚直立胚珠种子 常有翅 两侧具窄翅或下部 两侧具窄翅或无翅,
具 具翅 或有一长一短的翅上无气囊第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
资料:
1.黄山大名松,迎客松、凤凰松、蒲团松、双龙松、卧龙松、倒挂松、连理松、麒麟松、
黑虎松、团结松
2.迎客松,高 9.91M,胸围 2.05M,枝下高 2.54M,树干中部伸出长达 7.6M.
3.长叶松 (大王松),叶 3针一束,针叶长 30-45厘米。屯溪公园的长叶松:高 13米,
胸围 1.1米,冠幅 5.0× 4米,系 1933年由传教士们远涉重洋从美国带来的种子。
4.杉木,休宁岭南乡溪西村公路边有 1株杉木,约 300多年,树高 28.5M,胸围 3.1M.
5.金钱松 它和雪松、南洋杉、日本金松,北美巨杉统称世界五大庭园观赏树种。歙县水竹坑林场:树高 34.6M,胸围 2.3M,枝下高 12.8M,林积 18立方米( 300多年以上)
6.白皮松 1920年旌德 阳村一位名叫“王百万”的商人,引种一株栽在庭园内,现已 70
多年。树高 9.5M,胸围 0.87M,主要侧枝 6根。
第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
(二)、我省松科具有 7属
冷杉属,日本冷杉(黄山树木园),欧洲冷杉
黄杉属,华东黄杉(云谷寺、树木园、清凉峰、六股尖)
铁杉属,南方铁杉(歙县三阳,清凉峰等)
云杉属,欧洲云杉(黄山树木园)
金钱松属,金钱松(我国特有)
雪松属,雪松
松属,华山松(黄山、石门)、大别山五针松(大别山一带)、日本五针松、白皮松(旌德俞村、黄山)
赤松(淮北、江淮之间),千头赤松(引栽)
马尾松(淮河以南)、黄山松(黄山、大别山)
黑松、长叶松(屯溪公园)火炬松、湿地松等第四节 松柏纲(珠果纲) Coniferopsida
(三)、我国杉科常见 5个属(我省)
杉属,杉木
柳杉属,柳杉,日本柳杉
水松属,水松(黄山树木园,岩寺林科所)
落羽杉属,池杉,落羽杉(淮北)
水杉属,水杉
(四)、我国(我省)柏科常见 4个属
侧柏属,侧柏(球果当年成熟)
柏木属,柏木(球果第二年成熟)
圆柏属,圆柏、龙柏
刺柏属,刺柏
资料,
休宁县商山乡政府大院门前有两株唐朝圆柏:一株高 12M,胸围 2M,
另一株高 13M,胸围 3M.
第五节 红豆杉纲(紫杉纲) Taxopsida
一,特征
1.常绿,木本多分枝
2.叶条形,披针形,鳞形,钻形或退化成叶状枝
3.孢子叶球单性异株(稀同株),小孢子无气囊,大孢子叶特化为珠托或套被
4.胚珠生于盘状或漏斗状的珠托上,或被囊状或杯状的套被所包围
5.种子具肉质的假种皮或外种皮二,与松柏纲明显不同点
– A.不形成球果
– B.大孢子叶特化为珠被或套被
– C.有肉质假种皮和外种皮第五节 红豆杉纲(紫杉纲) Taxopsida
三,分类
世界,8科,14属,162种
我国,3科,7属,33种
(一)、罗汉松科,我国 2属,14种
1,罗汉松属,罗汉松
竹柏(台湾、福建、浙江、江西、广东等)
鸡毛松(广东、广西)
(图)
2,陆均松属,陆均松(产海南岛)
(二)、三尖杉科 (粗榧科) Cephalotaxaceae
世界,1属 9种
我国,7种 我省,1属 2种
1.三尖杉 2.中国粗榧第五节 红豆杉纲(紫杉纲) Taxopsida
(三)、红豆杉科 (紫杉科) Taxaceaae
珠托盘状或漏斗状,种子核果状或坚果状,包于肉质鲜艳的假种皮中。
世界,5属 23种
我国,4属 12种 1栽培种
我省,2属 3种
1.红豆杉属,红豆杉 南方红豆杉
2.榧树属,榧树(品种:米榧、小米榧、小圆榧等)
资料,(红豆杉)
1,休宁临溪区白际乡项山村:树高 30.4米,胸围 4.4米
2,歙县金川乡水塘村:树高 20.5米,胸围 5.24米
3,祁门小路口乡双河口村:树高 28米,胸围 4.6米第六节 买麻藤纲(倪藤纲) netopsida
一、特征
1,次生木质部常 具导管,无树脂道。
2,叶对生或轮生,叶片有多种类型,似被子植物,
出现绿色扁平叶子 。
3,孢子叶球单性,异株或同株,或 有两性的痕迹,
并有类似花被的盖被 。
4,胚珠具 1-2层珠被,具珠孔管。
5,精子无鞭毛,颈卵器极其退化或无 。某些具多核胚囊。
6,胚具 2枚子叶,种子包于由盖被发育而成的假种皮中。
第六节 买麻藤纲(倪藤纲) netopsida
二、分类,世界,3目 3科 3属,约 80种
我国,2目 2科 2属,约 19种
(一)、麻黄科 Ephedraceae
1,世界 40多种,我国 12种,5变种,主要生长在沙漠、半沙漠、干荒原。
2,本科颈卵器仍较发达,具长颈( 32个细胞构成)
3,常见 (1),草麻黄,著名中药。枝叶:镇咳、发汗、止喘、利尿等。根:止汗
(2),木贼麻黄 。
(3),中麻黄第六节 买麻藤纲(倪藤纲) netopsida
(二)、买麻藤科 Gnetaceae
世界,30余种。我国 7种,主产华南、西南。
本科:( 1)单叶对生、宽阔,羽状网脉
( 2)不形成颈卵器
( 3)小孢子叶球具管状盖被
大孢子叶球具 2层盖被
常见,1.买麻藤,产云南南部、广西和广东的南部
2.小叶买麻藤,产福建南部以南
(三)、百岁兰科 Welwitschiaceae
仅百岁兰属,百岁兰
特征:( 1)终生只有一对大型带状叶子(长 2-3米,可生百年以上)
( 2)小孢子叶球具 6个基部合生的小孢子叶,中央有 1个不完全发育的胚珠
( 3)没有颈卵器
注:从小孢子叶球的构造,说明百岁兰是来自两性花的祖先。
第七节 裸子植物的起源与进化
一、裸子植物起源的时间,中、晚泥盆纪。占优势:中生代
二、祼子植物的发生和发展
1,无脉蕨 (无脉树):中泥盆化。无叶脉,无发达主根,茎具次生木质组织。 6-8M
2,古蕨 (古羊齿):晚泥盆纪。较进化的原始裸子植物的代表。
3,种子蕨,晚泥盆纪发现,上石炭极盛,三叠纪末期之前灭绝。
种类:( 1)凤尾松蕨
( 2)髓木
( 3)大羽蕨(大羽羊齿,二叠纪时繁荣于我国和东亚)
共同特征,( 1)无花具种子:说明在系统发育中,种子出现早于花、果。
( 2)种子中无发育完善的胚:原始性状。
( 3)无花粉管:原始性状。
4,拟苏铁 (又称本纳苏铁):起湖于髓木类种子蕨植物。它的绝灭时,正是被子植物出现的时期。
5,科得狄植物 (又称科达树,苛得狄)
具胚珠,叶的形态、结构类似种子蕨,茎的构造和孢子叶球等类似裸子植物。
第七节 裸子植物的起源与进化
三、现代裸子植物的起源和进化
1,铁树纲植物,种子蕨(似髓木类)
2,银杏纲植物 (1).远祖(晚石炭纪):二歧叶 ; (2),早二叠纪:毛状叶 ; (3),晚二叠状:拟银杏,拜拉 ; (4),三叠纪:楔银杏
3,红豆杉纲植物,
安奈杉(晚古生代) 巴列杉(早生中代) 穗果杉 三尖杉
科得狄植物 罗汉松科
红豆杉科
4,松柏纲植物,科得狄植物 松柏纲
5,买麻藤纲植物,拟苏铁植物 买麻藤植物