5-6-第七章--裸子植物3

第五节 红豆杉纲（紫杉纲）
（Taxopsida）
一、主要特征
• 常绿木本，多分枝，叶型多样（线形、披针形，鳞形、钻 形或阔叶状）。小孢子叶球单生或成穗状，大孢子叶特化为 盘状或漏斗状的珠托或囊状的套被（以后发育成假种皮） （本纲最主要特征）。
• 本纲与松柏纲非常相似，但根据它们大孢子叶的特化情况， 不形成球果以及种子具有肉质假种皮等，应将其作为一个独 立的纲处理。
结构具有裸子植物的特点(如双向形成层，次生结构，管胞的具
缘纹孔，原生木质部发育的中始式等），而在茎叶分化方面具
有蕨类的特点（如平展的侧向枝系，末级有二叉状小枝或叶片
，具有大小孢子的孢子囊着生在小羽片上等），因而代表了原
始蕨类向裸子植物演化的低级过渡类型，很可能就是裸子植物
的祖先，这类化石植物被人们统称为原(前）裸子植物（
• 孢子叶球：球花单性，有类似于花被的盖被，大孢子叶特化的盖 被已经很接近于被子植物的子房结构，亦称假花被。胚珠具1-2层 珠被，上端（2层者仅内珠被）延长成珠孔管。
• 精子无鞭毛，除麻黄目外，雌配子体无颈卵器。种子包于盖被发 育的假种皮中，子叶2枚，胚乳丰富。
• 本纲共有3属，约80种，隶属于3目、3科，即麻黄科、买麻藤科 和百岁兰科。中国有2科，2属，19种，几乎遍布全国。
吉首大学生物资源与环境科学学院
18
吉首大学生物资源与环境科学学院
19
（3）小孢子叶球单或数穗组 成聚伞花序。每穗由多轮总 苞构成塔状球序。每轮总苞 有20-80个小孢子叶球。每个 小孢子叶球有管状盖被（基 部细上部宽平）、2个小孢子 叶伸出盖被以外，每个小孢 子叶有1-2个小孢子囊。
（4）大孢子叶球单或数穗组 成聚伞花序，侧生于老枝上。 每轮总苞有4-12个大孢子叶球。 每个大孢子叶球具有2层囊状 的盖被。其中外层由2篇合生 而成、极厚，内层与外珠被 合生。
硬 的带状叶，长达3米左右，宽约30厘米，
叶尖部散成细丝 状，好像大皮带一样，波浪
式地躺在地面上。
百岁兰为雌雄异株植物，大小孢子叶球
球果状成穗状花序生于同心沟外方的沟内，
球序有鲜红的苞片，种子球状，种鳞有翅，
可随风飘散，到处安家。
百岁兰是典型的旱生植物，它生长在近
海的沙漠地带，那里海雾浓重，形成露水纷
（5）种子核果状，全部 包被于由珠托发育而成的紫 色或红色假种皮内。
吉首大学生物资源与环境科学学院
8
（三）红豆杉科（紫杉科）
(Taxaceae)
红豆杉(Taxus chinensis)
红豆杉
吉首大学生物资源与环境科学学院
9
（三）红豆杉科（紫杉科）(Taxaceae)
• 关键特征：
• （1）叶形同三尖杉科，单 叶背沿凸起的中脉两侧各有1 条气孔带；
吉首大学生物资源与环境科学学院
16
二、代表植物——麻黄科 (Ephedraceae)
种皮成熟时，盖被发育成革 质（稀肉质）的假种皮，而苞片 有的变为肉质，红色、橘红色或 橙黑色，包于外面，成浆果状， 俗称“麻黄果”。有的则变为干 膜质或木质化。
（4）本科约40种，典型的旱生 植物，我国北方比较普遍，约12 种、5变种。最常见的为草麻黄， 为著名中药，还麻黄碱，枝、叶 具镇咳、发汗、止喘、利尿等， 根止汗。
吉首大学生物资源与环境科学学院
7
（3）小孢子叶球6-11个聚 集成头状花序，单生于叶腋， 基部有苞片。小孢子叶4－16 枚，各具有2-4（常3个）背 腹面排列的小孢子囊。小孢 子球形，不具气囊。
（4）大孢子叶球具长梗， 成对生小枝基部苞片的腋部 组成球序。大孢子叶特化为 囊状珠托，每苞片的腋部有 胚珠2枚
吉首大学生物资源与环境科学学院
12
•（4）种子核果状，大部包被于由珠托发育而成的肉质而 鲜艳的假种皮内。
吉首大学生物资源与环境科学学院
13
第六节 买麻藤纲（倪藤纲（Gnetopsida）
［盖子植物纲（Chlamydospermopsida）］
一、一般特征
• 植物体：灌木、亚灌木或木质藤本，稀乔木。次生木质部有导管 ，无树脂道。叶对生或轮生，鳞片状或阔叶。
本科1属40余种，主要 分布于热带地区。我国7 种3变种，常见的是小叶 买麻藤，其茎皮纤维可制 作麻袋、鱼网及药用等， 种子食用或柞油。华南及 湘南有分布。
吉首大学生物资源与环境科学学院
21
三、其他买麻藤纲植物
买 麻 藤 百岁兰
吉首大学生物资源与环境科学学院
22
百岁兰 (Welwitschi a bainesii)
吉首大学生物资源与环境科学学院
（2）小孢子叶球单生、 丛生或3-5个成复穗状花序， 基部有苞片。每苞片内生1 小孢子叶球。其基部有2 片盖被及1细长的柄，顶端 生2-8个小孢子囊。
（3）大孢子叶球3-4对簇 生，基部具有若干苞片， 顶端具有大孢子叶球。大 孢子叶球具有顶端开口的 囊状革质假花被（盖被） 包被于胚珠外。
种子具假种皮……………………………… 3.红豆杉科
吉首大学生物资源与环境科学学院
2
二、代表植物——罗汉松（Podocarpaceae）
关键特征： （1）叶条、披针形螺旋 状散生或宽阔卵状对生。
罗汉松
竹柏
吉首大学生物资源与环境科学学院
3
（2）小孢子叶球呈穗 状，单生或簇生于叶腋 或枝顶。小孢子叶螺旋 状排列，各有2个小孢 子囊，小孢子有气囊。
百岁兰长得非常奇特，4米高的茎杆，露
出地面的不过20厘米。茎可逐年增粗，在茎
顶表面出现许多同心沟。茎的顶端浅裂成两
部分，边缘各长出一叶，形成一对叶片。它
的一生中除子叶外，仅此两片叶。初生的叶
片质地柔软，以后逐渐加厚。叶子近茎部分
又硬又厚，尖端部分又薄又软。 叶的基部能
不断生长，梢部不断破坏，成为又宽又厚又
吉首大学生物资源与环境科学学院
20
（5）雄配子体只有1个原叶细 胞甚至原叶细胞也完全消失； 四分孢子起源；雌配子体在受 精前一直处于自由核时期（近 似于被子植物的卵核），不形 成颈卵器，因而成了没有颈卵 器的颈卵器植物；花粉管到达 雌配子体时，一个精子与卵核 结合，另一个精子可与附近的 卵核结合。 （6）成熟时盖被发育成红色肉 质的假种皮。
2 裸子植物性状演化的趋势 （1）次生生长：弱——强； 茎干：不分枝——多分枝 （2）孢子叶球：由单生——聚生成各式孢子叶球，大孢子
叶逐步特化 （3）雄配子体：吸器——花粉管；雄配子：游动多鞭毛精
子——无鞭毛精核 （4）雌配子体：单孢起源——多孢起源；颈卵器简化退化
——无；珠被维管束有——无
吉首大学生物资源与环境科学学院
2、买麻藤纲（尤其是买麻藤属）除了具有大量裸子植物进 化性状以外，还具有许多类似被子植物的性状。如叶的外形、 叶序及气孔发育方式、茎端具有原套—原体、导管纹孔及穿孔 式样、雌配子体、辐射对称的种子等。因此我们既不能肯定也 不能否定它与被子植物具有祖先的联系，它很可能处于裸子植 物系统发育的一个特殊位置上。
纷落下，百岁兰的根又直又深，能吸收到地
下的水分，因此，百岁兰生长的地区虽然少
雨，但它却从不缺水，叶片一年四季总是常
绿不凋。
吉首大学生物资源与环境科学学院
23
四、买麻藤纲的分类地位
1、本纲次生木质部具有导管、孢子叶球具有类似花被的盖 被、胚珠包于盖被内、许多种类有多核的胚囊而无颈卵器（类 似被子植物的多核配囊，称为“没有颈卵器的茎卵器植物”）， 这些特征是裸子植物中最进化的性状，因此买麻藤纲无疑是现 存裸子植物中最为进化的类群。
吉首大学生物资源与环境科学学院
4
（3）大孢子叶球生 侧枝顶端，其基部 有苞片、最上部有12胚珠，其外包由大 孢子叶发育而成的 套被。花后套被增 厚为肉质的假种皮 （aril），而苞片则 与轴愈合增厚成肉 质的种托 （receptacle）
罗汉松幼大孢子叶球
吉首大学生物资源与环境科学学院
5
外有假种 皮的种子
吉首大学生物资源与环境科学学院
24
第七节 裸子植物的起源与演化
一、裸子植物系统发育的历程 二、裸子植物起源的不同观点 三、裸子植物演化的线索
吉首大学生物资源与环境科学学院
25
一、裸子植物系统发育的历程
1 地质时期的裸子植物 裸子植物的起源可追溯到4亿年前的上泥盆纪时期，在石 炭纪已有相当发展，三叠纪和侏罗纪繁盛，1亿多年前被 被子植物所取代。
• （2）小孢子叶球单生叶腋 或苞腋，或组成穗状花序集生 于枝顶。小孢子叶多 枚，各 具有3-9小孢子囊。小孢子球 形，不具气囊。
红豆杉
பைடு நூலகம்
吉首大学生物资源与环境科学学院
10
吉首大学生物资源与环境科学学院
11
• （3）大孢子叶球单生或少数 2-3对组成球序，生叶腋或苞腋， 基部具多数苞片。胚珠1枚，基 部具有辐射对称的盘状或漏斗 状珠托。
主要理由：两者（1）均多为针形叶；（2）卷柏类产生异型孢子； （3）二者钧能形成孢子叶球。
主要不足：（1）缺乏直接的化石证据；（2）二者孢子囊着生的位 置，叶的发生完全不同。
吉首大学生物资源与环境科学学院
27
3 原裸子植物起源说
1967年Back发现了上泥盆纪的化石植物古蕨（
Archeosperma）及无脉蕨（Aneurophyton）等，它们的木材
Progymnoperms），并在古植物学上作为一个门来处理。
包括无脉蕨，古蕨和原始松状目三大类，其中无脉蕨和古蕨
类最为重要。
吉首大学生物资源与环境科学学院
28
吉首大学生物资源与环境科学学院
29
三、裸子植物演化的线索
吉首大学生物资源与环境科学学院
30
（1）由古蕨类经过复杂的分支和次生组织的发育，在石炭纪 形成科达树类（科得狄类，Cordaitinae），再进一步发展为银 杏类和松柏类。现存的裸子植物大多数为此类。
• （1）小枝近对 生或轮生，基 部有宿存芽鳞；
• （2）叶条形或 披针形，交互 对生或近对生， 在侧枝基部扭 排成2列；
三尖杉
粗榧
三尖杉：叶长4—13厘米，宽3.5－4.4mm，先端渐尖成长尖头。小孢子叶球有明显 的总梗，长约6-8mm。本种为中国特有种，分布较广。
粗榧：与三尖杉区别为，叶较短，长2－5cm，宽约3mm，先端常渐尖或微凸 尖，基部近圆形，几无柄。小孢子叶球总长约3mm，短于三尖杉。三种为中国特有 树种，第三纪孑遗植物。分布很广。
吉首大学生物资源与环境科学学院
麻黄果
17
二、代表植物——买麻藤科 (Gnetaceae)
《本草纲目拾遗》载：买 麻藤其茎多水，渴者断而 饮之，漫腹已，余水商淋 漓半日；性柔，易治以制 履，坚韧如麻，古名，言 买藤而得麻也。 （1）常绿木质大藤本， 膨大的节由上下两节结合 而成 （2）单叶对生，极似双 子叶植物。孢子叶球穗状， 具多轮总苞。
• 本纲有3科、14属、约162种，三科为罗汉松科、三尖杉科 （粗榧科）和红豆杉科。中国有3科、7属、33种。湖南6属 13种。
吉首大学生物资源与环境科学学院
1
一、主要特征
• 分科检索表： 1．小孢子叶（雄蕊）具2个小孢子囊（花药），小孢子（花粉）常
具气囊；具囊状或杯状的套被；种子具肉质或干质的假种 皮 …………………………………… 1.罗汉松科 1．小孢子叶（雄蕊）具3-9枚小孢子囊（花药），花粉不具气囊。 2．胚珠2枚，生于交互对生的苞腋中，具囊状的珠托；种子具 假种皮………………………………………………2.三尖杉科 2．胚珠1枚，生于花轴顶端的苞腋，具盘状或漏斗状的珠托；
本纲植物茎内次生木质部具导管，具盖被，胚珠包于盖被内，许 多种类无颈卵器，这些都是裸子植物中最进化类群的性状。
吉首大学生物资源与环境科学学院
14
二、代表植物——麻黄科 (Ephedraceae)
(E.sinica)
草麻黄
（1）灌木、亚灌木或草本状，多分枝、有节，外有细 槽，内有髓心。叶退化成鳞片状。
种托
罗汉松种子纵剖
（4）种子核果状，有假种皮
如罗汉松(Podocarpus
crophyllus) 其成熟种子成紫色，颇似一
秃顶之头，而种托成红色。仿佛 罗汉之袈裟，故名罗汉松。
罗汉松成熟种子
吉首大学生物资源与环境科学学院
6
二、代表植物——三尖杉科（粗榧科） （Cephalotaxaceae）
• 关键特征：
26
二、裸子植物起源的不同观点
1 真蕨类起源说：认为起源于薄囊蕨类，通过薄囊蕨类演化成种子 蕨，再演化成其他裸子植物。
主要理由：裸子植物（1）孢子体占优势的发展路线；（2）大型 叶；（3）原始类型具有多数具纤毛的游动精子等与真蕨类相似。
不足之处：（1）种子蕨与薄囊蕨类同时出现；（2）种子蕨为有次 生加厚的管状中柱，而后者为不能加厚的网状中柱；（3）现代的裸 子植物都是厚囊型的。 2 拟蕨类起源说