6.蕨类植物

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(1992,吴兆洪、秦仁昌在《中国蕨类植物科属志》,将松 叶蕨亚门放在最原始的位置。)
(过去的常用的分类系统)
石松纲(Lycopodianae) 水韭纲(Isoetinae) 蕨类植物 (Pteridophyta) 松叶蕨纲(Psilotinae) 木贼纲(Equisetinae) 蕨纲(Filicinae)
真蕨亚门
大型叶
第三节 石松亚门(Lycophytina)
• 石松类大约出现于古生代的志留纪和泥盆纪,距今大 约5亿年至4.3亿年,与裸蕨类几乎同时期出现。石炭纪 非常繁茂,二叠纪相继消失,仅存留少数草本类群。
• 茎二叉分枝,有地上茎;原生中柱;
• 小型叶; • 孢子囊单生于叶腋或近叶腋处,大多形成孢子叶球。 • 孢子同型或异型,配子体两性或单性。
• 现存蕨类约有12 000多种,我国大约有2150种, 主要分布在热带和亚热带、暖温带温暖潮湿地 区。
一、 蕨类植物的主要特征
1. 有世代交替,孢子体发达,配子体(特称为 原叶体)简单,二者均可独立生活;
2. 孢子体出现了真正的根;出现了维管组织; 3. 配子体有颈卵器、精子器的结构; 4. 精子具多鞭毛,受精仍然离不开水; 5. 常存在无孢子生殖、无配子生殖现象; 6. 喜欢生活于阴暗潮湿处。仍为两栖植物。
A.孢子囊侧面观 B.孢子囊正面观 C.开裂情况
1.环带 2.唇细胞 3.孢子
蕨原叶体
蕨原叶体腹面示颈卵器
蕨原叶体腹面示颈卵器
蕨原叶体腹面示精子器
原叶体切片
蕨精子器和颈卵器(原叶体切片)
蕨精子
蕨精子器、颈卵器和精子手绘图
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某种蕨幼嫩孢子体
水龙骨目习见植物简介:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 桫椤 笔筒树 苏铁蕨 蕨 海金砂 芒萁 肾蕨 井栏边草 9. 铁线蕨 10. 狗脊蕨 11. 贯众 12. 瓦韦 13. 骨碎补 14. 金毛狗 15. 银粉背蕨
F.游动精子 1.横隔片 2.盖膜 3.叶舌
水韭属(Isoetes)
• 草本,沼生; • 茎粗短块状,具根托和假根;
• 叶细长丛生,螺旋状紧密排列,具叶舌。
• 孢子囊生于叶基部近轴面;
• 孢子异型,配子体在孢子内发育成熟。
• 精子具多鞭毛。
第五节 松叶蕨亚门 Psilophytina
• 松叶蕨亚门又称裸蕨植物,现代生存的 仅松叶蕨目(Psilotales),包含松叶蕨 属和梅溪蕨属2个小属。
水龙骨目
陆生,占真蕨绝大多数。
(Polypodiales) 薄囊蕨纲
分3个目
苹目
仅苹科1科,3属,我国仅1种,苹。
(Marsileales) 槐叶苹目 仅有2属,槐叶苹属和满江红属。 (Salviniales)
薄囊蕨纲3个目主要特征:
1.水龙骨目:形成孢子囊群,同型孢子,陆生
2.苹
目:形成孢子果,异型孢子,
卷柏大孢子和雌配子体
A.雌配子体的发育 B.成熟雌配子体的一 部分
C.雌配子体的侧面观
D.雌配子体的顶面观 1.大孢子壁
2.颈卵器的颈部
3.卵 4.假根
卷柏配子体内胚发育
布朗卷柏
深绿卷柏
中华卷柏
翠云草 S. uncinata (Desv.) Spring.
石松目和卷柏目的主要区别
叶排列 根托 叶舌 孢子 配子体 石松目 螺旋状排列 无 无 同型 卷柏目
犬 问 荆 孢 子 叶、 孢 子、 茎 节
问荆孢子叶球
木贼
木贼的孢子叶球和孢子
节节草Equistum ramosissimum
问荆属(Equisetum)
• 草本,具节,中空 • 小型叶,轮生,基部联合; • 春枝(繁殖枝)顶端生孢子叶球。夏枝 (营养枝)产生轮生小枝。 • 孢子囊生在孢囊柄的内侧; • 孢子同型; • 配子体雌雄同株或异株。
• 孢子囊的壁系单层细胞构成,盾形环带。
• 配子体是长心形的叶状体。
紫萁Osmunda japonica Thunb.
紫萁营养叶与孢子叶局部比较
紫萁Osmunda japonica Thunb.
• 多年生宿根性的草本地生蕨类植物。根茎块状, 其上宿存多数已干枯的叶柄基部;直立或倾立;不分 歧,或偶有不定芽自基部生出。根发达,钻穿力与抓 地力强劲。蕨叶为二回羽状复叶,初生时红褐色并被 有白色或淡褐色茸毛;丛生,分有三型:营养羽片翠 绿色,无柄,广卵形,边缘有浅锯齿或无,光滑无毛 或叶脉偶有柔毛;孢子羽片殆由孢子囊群所组成,子 囊群丛集着生于小羽轴,孢子散尽后随之凋落;营养 孢子羽片仅羽片部分边缘着生有孢子囊,孢子散出后 仍可行营养机能;所有羽片与叶柄基部皆具关节,老 化后会自该处断落。孢子绿色。
有 有 异型 雌雄异株,简化, 在孢子壁内形成。
雌雄同株,呈块 状,与真菌共生
第四节 水韭亚门 (Isoephytina)
• 现存1属水韭属(Isoetes) 70余种,我国 有3种。
中华水韭(Isoetes sinensis)
中华水韭
水韭
A.孢子体外形 B.小孢子囊横切 C.大孢子囊纵切
D.E.雄配子体
桫椤 Alsophila spinulosa (Hook.) Tryon
• • • • 科属:桫椤科(Cyatheaceae) 保护级别:一级 名称: 树蕨 别名: 桫椤、台湾桫椤、蛇木
真蕨亚门的主要类群
厚囊蕨纲
Eusporangiopsida 真蕨亚门
原始薄囊蕨纲
Protoleptosporangiopsida
薄囊蕨纲 Leptosporangiopsida
真蕨亚门主要类群的主要特征
1.厚囊蕨纲:孢子囊壁厚, 多层细胞, 来源于多 个细胞。 2.原始薄囊蕨纲: 孢子囊单层细胞, 来源于一个 细胞,; 孢子囊柄来源于多细胞。 3.薄囊蕨纲: 孢子囊单层细胞, 具环带,来源于 一个细胞。
蕨类的管胞和导管
蕨类植物的生活史
孢子囊 孢子体
减数分裂
孢子 配子体(原叶体) n
2n
胚 卵
颈卵器 精子器
合子
精子
居间减数分裂
蕨类植物生活史
二、蕨类植物的分类
(1978,秦仁昌系统)
石松亚门(Lycophytina) 水韭亚门(Isoephytina)
蕨类植物门 (Pteridophyta)
松叶蕨亚门(Psilophytina) 楔叶亚门(Sphenophytina) 真蕨亚门(Filicophytina)
• 松叶蕨属(Psilotum)现存2种,我国仅 有松叶蕨。 • 梅溪蕨属(Tmesipteris)仅梅溪蕨1种。
松叶蕨亚门的特征
• 孢子体有根状茎和气生茎,二叉分枝,具原生 中柱;
• 无根,仅有假根;
• 小型叶; • 孢子囊大多生在枝端,少数生在孢子叶的叶腋 近叶顶端; • 孢子圆形,同型孢子。
华南紫萁孢子叶
紫萁属:孢子叶与营养叶异型
三、薄囊蕨纲
• 孢子囊起源于1个细胞,囊壁薄,由1层细胞构 成,具有各式环带;
• 孢子囊通常聚集成孢子囊群,着生在孢子叶的 背面、边缘或特化的孢子叶边缘,囊群盖有或 无,少数水生蕨类形成孢子果。
• 孢子少,有定数,大多数种类为同型孢子;水 生蕨类具异型孢子。
大、小孢子同果,水生; 孢子果壁来源于变态的羽片
3.槐叶萍目:形成孢子果,异型孢子, 大小孢子不同果,水生; 孢子果壁来源于变态的囊群盖
蕨属(Pteridium)
大型叶, 2-3回羽 状复叶 根状茎 不定根 同型叶
蕨孢子体各部分
蕨叶背
某种蕨叶过孢子囊群切面
某种蕨叶过孢子囊群切面
某种蕨叶过孢子囊群切面
第五章 蕨类植物(Pteridophyta)
蕨类植物(Pteridophyta)
第一节 维管植物
一、维管植物的特征
1. 具有发达的维管组织系统; 2. 大多为陆生; 3. 孢子体占优势。
二、维管植物的分类
• 单元论:认为维管植物起源于同一祖先, 应归为一门。 • 多元论:认为维管植物起源于多个祖先。 理由是:现存维管植物形态差异甚大, 多类维管植物化石在不同的地域在古生 代几乎同时出现。
第七节 真蕨亚门 (Filicophytina)
真蕨亚门的主要特征
1. 根状茎
2. 大型叶,幼叶拳卷
3. 不定根 4. 孢子囊生于叶背,形成孢子囊群,或特化的孢子叶上, 或生于孢子果内。 •
拳卷的幼叶
苏铁蕨
真蕨孢子囊和囊群盖
虎尾铁脚蕨
几种形状的孢子囊群
几种蕨类植物的孢子囊群
一种蕨孢子囊
(四)真中柱 最进化的类型,是裸子植物和被 子植物茎中所具有的。其中包括具节中柱。
(五)散生中柱 维管束散生。单子叶植物属此 类。
星状中柱:木质部向周围形成脊状突起
编织中柱:韧皮部侵入木质部内
双韧管状中柱
外韧管状中柱
双子叶植物真中柱
单子叶植物的散生中柱
第二节 蕨类植物
• 蕨类植物(fern), 又称羊齿植物,是 植物界中的一个重要的门类。
• 观音座莲科、观音座莲 属的蕨类植物。 • 福建观音鹰莲植株高大, 生长健壮,株形优美, 为美丽、奇特的观赏蕨 类。适合于热带和亚热 带地区荫棚及林下种植, 也适宜种植于庭园中较 阴湿处。室内盆栽亦是 观赏价值较高的观叶植 物。
二、原始薄囊蕨纲
• 孢子囊是由1个原始细胞发育而来,但囊 柄可由多数细胞发生。
松叶蕨
松叶蕨
松叶蕨的孢子囊
松叶蕨配子体的一部分
松叶蕨配子体上的精卵器、精子器
第六节 楔叶亚门 (Sphenophytina)
• 现存2属30余种,我国10余种。
• 常见种类有问荆、木贼、节节草等。
髓腔 脊腔 槽腔
问荆茎的横切结构
问荆茎横切
槽腔
脊腔
具节中柱轮廓图
犬问荆
犬问荆孢子囊纵切
五个亚门的特征比较
茎 叶 孢子囊着生位置
石松亚门
二叉分枝, 有气生茎 块状茎
二叉分枝 有气生茎 有气生茎, 轮生分枝, 节明显 根状茎,无 有气生茎
小型叶
孢子叶的叶腋处, 大多聚集成孢子叶 球 叶子基部
水韭亚门
松叶蕨亚门 楔叶亚门
小型叶
小型叶? 三囊聚生 小型叶 孢囊柄内侧,聚生 成孢子叶球 叶片的下面,或特 化的孢子叶上
Ophioglossum sp.
狭叶瓶儿小草 Ophioglossum thermale Kom
阴地蕨
• 孢子叶有长梗,长 12~22匣米;孢于囊 穗集成圆锥状,长 5~10厘米,3~4回 羽状分枝;孢子囊无 柄,黄色,沿小穗内 侧成两行排列,不陷 入,横裂。
阴地蕨属
原始观音座莲
Archangiopteris henryi Christ et Gies.
石松目(Lycopodiales)
分2科,石松科和石杉科,石松属 (约400种)
石松亚门
卷柏目(Selaginellales)
仅卷柏属一属,约700种
石松 Lycopodium complanatum L.
石松孢子叶穗
石松
石 松 配 子 体 纵 切 面
扁枝石松
垂穗石松 (灯笼草) Palhinhaea cernna(L.) A.franco et Vase.
三、维管柱类型及演化简介
中柱(维管柱):内皮层以内的中轴部分。
中柱的类型 (一)原生中柱 最简单最原始的类型,由韧皮部包围着 木质部组成的实心柱。 包括单中柱、星状中柱、编织 中柱。 (二)管状中柱 维管组织为一空心柱,中央为髓。(蕨 类植物普遍)
(三)网状中柱 管状中柱演变而来,网状中柱 中出现叶隙,而且叶隙大而长,叶隙与叶隙部 分重叠,把维管组织分隔成束。每束由韧皮部 包围着木质部(一些蕨类植物具有)
地刷子和东北石松
卷柏
Selaginella tamariscina(Beauv.)Spring
卷柏
观赏卷柏
江南 卷柏 的孢 子叶 穗
卷柏孢子叶穗纵切面
小孢子囊 大孢子囊 叶舌 孢子叶球轴 孢子叶
卷柏的异型孢子
卷柏小孢子和雄配子体
A.小孢子 B.两个细胞的雄配子 体 C.将成熟的雄配子体 D.精子 1.原叶细胞 2.精子器壁 3.精原细胞
• 隶属真蕨亚门,厚囊蕨 纲,观音座莲目。 • 本种系蕨类植物中较原 始的类型,对研究蕨类 植物进化、区系起源等 有一定的价值。 • 现状: 濒危种。仅产云 南东南部局部地区,随 着森林面积日益缩减, 生态环境明显变化,正 处于濒临灭绝的境地。
观音座莲
福建观音座莲Angiopteris fokiensis
一、厚囊蕨纲
• 孢子囊壁厚,有几层细胞组成,孢子囊的发生 由几个细胞同时起源;
• 孢子同型;
• 配子体的发育需要与菌根共生; • 精子器埋在配子体的组织内。 • 包括瓶尔小草目和观音座莲目2个目。
厚囊蕨纲
瓶尔小草属 (Ophioglossum)
瓶尔小草产生孢子叶穗,孢子 囊为厚囊型,横向开裂。
瓶尔小草属
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