chapter 5 蕨類植物課件

Chapter5Pteridophyta

（蕨類植物）Section1Vascularplant維管植物Section2FormsandfeaturesoffernSection3LycophytinaSection4IsoephytinaSection5Psilophytina松葉蕨亞門Section6Sphenophytina楔葉亞門Section7Filicophytina真蕨亞門Section8OriginandevolvementoffernSection9EconomicalvalueoffernSummarySection1Vascularplant維管植物什么是維管植物？什么是維管系統(tǒng)？維管植物的特征中柱類型維管植物概述維管系統(tǒng)陸生為主孢子體占優(yōu)勢，配子體劣勢多數(shù)植物分化為根、莖、葉系統(tǒng)討論：苔蘚、蕨類是不是原植體植物？原生中柱：最簡單的中柱；單中柱：中央為木質(zhì)部所占；星狀中柱：木質(zhì)部伸出脊狀突起；編織中柱：韌皮部侵入木質(zhì)部，局部成為不連續(xù)結(jié)構(gòu)。AmphiphloicSiphonostele：hasPhloemonbothsidesoftheXylem.SiphonosteleEctophloicSiphonostele：

hasPhloemonitsexteriorcircumference.Adictyostele

isessentiallyadividedAmphiphloic

Siphonostele.TheSteleconsistsofIndividualBundlesofVascularTissue.

Thesecontainacentral

strandofxylemsurroundedbyPhloemwithanEndodermissurroundingthebundle.The

bundlesarearrangedinonecirclearoundtheaxis.DictyosteleAnAtactosteleconsistsofcollateralbundlesdistributedinmorethanoneringwithintheStem.Thisdoesnotmeanthatthebundlesarerandomlyarranged.

Acomplexorganizationalpatternispresent,butitisnotobvioustoacasualobserver.APithisnotpresent.

ThereisnoEndodermis.ThissteleistypicalforMonocots

Section2Formfeatureoffern羊齒植物孢子植物：無性繁殖產(chǎn)生孢子，有性生殖器官為精子器和頸卵器，不產(chǎn)生種子孢子體有根、莖、葉的分化，內(nèi)有維管組織配子體為原葉體生活史：孢子體和配子體都能獨立生活，有明顯的世代交替分類與裸子植物和被子植物合稱維管植物比苔蘚植物更適應(yīng)陸地生活小型葉蕨

蕨類植物的管胞和導(dǎo)管

A.木賊屬的環(huán)紋管胞;B.滿江紅屬的螺紋管胞;

C.蘋屬的梯紋管胞;D，E.卷柏屬的梯紋導(dǎo)管小型葉蕨類中,孢子葉穗或孢子葉球。較進化的真蕨類，其孢子囊通常生在孢子葉的背面、邊緣或集生在一個特化的孢子葉上，往往由多數(shù)孢子囊聚集成群，稱為孢子囊群或孢子囊堆。水生蕨類的孢子囊群生在特化的孢子果(或稱孢子莢)內(nèi)。蕨類的原葉體fertilization

減數(shù)分裂孢子母細胞孢子配子體

孢子囊無性世代（2N）有性世代（N）精子精子器孢子體胚合子卵子頸卵器

蕨類植物的生活史（原葉體）分類依據(jù):在蕨類植物的分類鑒定中，常依據(jù)下列一些主要特征：莖、葉的外部形態(tài)及內(nèi)部構(gòu)造孢子囊壁細胞層數(shù)及孢子形狀孢子囊的環(huán)帶有無及其位置孢子囊群的形狀、生長部位及有無囊群蓋葉柄中維管束排列形式、葉柄基部有無關(guān)節(jié)根狀莖上有無毛、鱗片等附屬器官及形狀現(xiàn)存蕨類約12000種，供藥用300多種秦仁昌系統(tǒng)，分為5亞門

石松亞門Lycophytina

水韭亞門Isoephytin

松葉蕨亞門Psilophytina

楔葉亞門Equisephytina

真蕨亞門Filicophytina擬蕨類1、石松屬（Lycopodium）：石松科，石松目多年生草本；不定根；莖匍匐或直立，也有懸垂，輻射式星狀中柱或編織中柱，木質(zhì)部為外始式；葉螺旋狀排列，無葉舌；孢子葉與營養(yǎng)葉同型或異型孢子囊聚集或不聚集為孢子葉球；孢子四面型，同型。孢子休眠后發(fā)育成配子體；配子體兩性，與真菌共生，氣生部分有葉綠體;精子器、頸卵器均生于配子體上，埋于組織中；精子器壁厚，精子具2鞭毛；頸卵器結(jié)構(gòu)似苔蘚植物，頸部露出配子體外；受精離不開水；合子發(fā)育成胚，具有胚柄和基足，初步具根、莖、葉雛形；異型世代交替，孢子體占優(yōu)勢，配子體劣勢，二者都獨立生活。

石松的生活史

孢子體孢子葉穗孢子囊孢子母細胞

孢幼孢子體

胚合子卵頸卵器精子精子器配子2N孢子體世代N配子體世代孢子體發(fā)達配子體退化RD蛇足石杉（千層塔）燈籠草2、卷柏屬（Selaginella）：卷柏目孢子體有根、莖、葉分化，莖中軸上有根托，根托先端生不定根，莖分化成表皮、皮層和中柱（分體中柱）；小型葉，有葉舌；孢子囊生于孢子葉葉腋內(nèi)，孢子葉集生成孢子葉球；孢子囊異型、孢子異形：大孢子囊內(nèi)生4個大孢子；小孢子囊內(nèi)生多數(shù)小孢子；孢子囊腋生異型孢子大孢子囊大孢子小孢子囊小孢子配子體雌雄異株，初期發(fā)育在孢子內(nèi)進行；雄配子體由1精子器和1個原葉細胞組成；精子雙鞭毛；頸卵器生在突出部分的組織中，有8個頸細胞（排成2層），1個頸溝細胞，1個腹溝細胞和1個卵雌配子體頸卵器雄配子體精子器精子合子發(fā)育成胚，有胚柄和基足以及根、莖、葉原型。異型世代交替，孢子體優(yōu)勢，配子體劣勢，二者都獨立生活。

小孢子囊小孢子母細胞孢子體大孢子囊大孢子母細胞

大孢子小孢子幼孢子體雌配子體

胚合子卵頸卵器精子精子器雄配子體2N孢子體世代N配子體世代孢子體發(fā)達配子體退化RDRD卷柏的生活史卷柏（九死還魂草）

江南卷柏SelaginellaeMoellendorfii翠云草Section4Isoephytina水韭亞門1、主要特征孢子體莖粗短似塊莖狀，草本，原生中柱小型葉，細長條形，具葉舌，有大（外）?。▋?nèi)）孢子葉區(qū)分厚孢子囊：生于孢子葉近軸面特殊凹穴中，無適應(yīng)散布孢子的特殊結(jié)構(gòu)，僅靠孢子壁腐爛孢子異形，有大孢子和小孢子之分，配子體在孢子壁內(nèi)發(fā)育，極度退化，雌雄異體精子多鞭毛2、分類現(xiàn)存的僅有水韭目（Isoetales）水韭科（Isoetaceae），水韭屬（Isoetes）代表植物：水韭，中華水韭中華水韭

IsoetessinensisSection5Psilophytina松葉蕨亞門一、主要特征孢子體僅具假根，體內(nèi)有共生菌絲；葉小型，無葉脈或僅有單一葉脈；具匍匐根狀莖和直立氣生枝（二叉分枝），原生中柱；厚孢子囊（3室）生于枝端，形成聚囊；孢子同型圓形；配子體兩性與真菌共生，有斷續(xù)的中柱；精子器、頸卵器結(jié)構(gòu)似苔蘚植物；精子多鞭毛；胚的發(fā)育必須有菌絲的共生；生活史：異型世代交替，孢子體優(yōu)勢。二、分類現(xiàn)僅存松葉蕨目（Psilotales），包含兩屬：松葉蕨屬（Psilotum）和梅溪蕨屬（Tmesipteris）Tmesipteris，僅1種，產(chǎn)澳大利亞、新西蘭及南太平洋。Section6Sphenophytina(楔葉蕨亞門）1.Maincharacter(1)Sporophyte孢子體有根、莖、葉分化；莖有節(jié)和節(jié)間（中空）；有些種類有營養(yǎng)枝和生殖枝之分。具節(jié)中柱：髓腔，脊腔，槽腔；小型葉：鱗片狀，非綠色，一條葉脈；厚孢子囊生于特化的孢子葉（孢囊柄）的六角形盤狀體下面；孢囊柄在生殖枝頂端聚集成孢子葉球；孢子同型，周壁具彈絲（孢子外壁分裂形成）。（2）Gametophyte配子體雌雄同體或異體，綠色，獨立生活；頸卵器較退化：3-4頸細胞，腹溝細胞1，卵1；精子器一般下陷在配子體中精子多鞭毛，受精離不開水；受精卵發(fā)育成胚，胚發(fā)育成孢子體；（3）Lifehistory2.分類僅存木賊科的木賊屬（Hippochaete）和問荊屬（Equisetum）木賊（Hippochaetehiemale）節(jié)節(jié)草（H.ramosissimum）問荊（Equisetumarvense）Section7Filicophytina真蕨亞門1.Maincharacter(1)Sporophyte孢子體發(fā)達，有根、莖、葉分化；不定根，莖以根狀莖為主；大型葉有脈序，多為復(fù)葉；葉柄基部密生褐色鱗片；具有縮短的地下莖，其上生有卷曲狀的幼葉和殘留老葉柄及不定根。中柱多種：原生中柱、管狀中柱、多環(huán)網(wǎng)狀中柱等。薄孢子囊為主，有環(huán)帶（唇細胞）；聚集成囊群，生于孢子葉背面或背緣，多具囊群蓋；孢子多為同型；(2)Gametophyte

配子體綠色自養(yǎng)，心形，雌雄同體；精子多條鞭毛；合子發(fā)育成胚，胚發(fā)育成孢子體；(3)Lifecycle異型世代交替，孢子體優(yōu)勢，孢子體配子體均能獨立生活。2.Classification

1)厚囊蕨綱：

孢子囊壁厚,多層細胞,來源于多個細胞

2)原始薄囊蕨綱:

孢子囊單層細胞,來源于一個細胞;

孢子囊柄來源于多細胞

3)薄囊蕨綱:

孢子囊單層細胞,具環(huán)帶,來源于一個細胞(一)厚囊蕨綱(Eusporangiopsida)1、特征孢子囊壁厚,由幾層細胞組成。孢子囊的發(fā)生是由幾個細胞同時起源的,

為厚囊性發(fā)育。

2、分類瓶爾小草目(Ophioglossales)觀音座蓮目(Angiopteriales）

瓶爾小草屬（Ophioglossum）孢子體小草本；根肉質(zhì)，無根毛，真菌共生；莖短；大型葉，1-3片，網(wǎng)狀葉脈；葉柄腹面生出孢子葉穗，穗上生2行孢子囊；孢子囊大，具厚壁；孢子同型配子體塊狀，多年生，雌雄同體，真菌共生精子器、頸卵器大部分埋于配子體組織中；觀音座蓮屬（Angiopteris）塊狀莖；羽狀復(fù)葉，葉柄基部有1對托葉；孢子囊聚合成孢子囊群，生于葉被面；其它同瓶爾小草。（二）原始薄囊蕨綱根狀莖；一回、二回羽狀復(fù)葉，有些種類有孢子葉與營養(yǎng)葉之分；孢子囊大，來自于一個原始細胞，但囊柄由多數(shù)細胞發(fā)生；孢子囊壁由單層細胞構(gòu)成，有盾形環(huán)帶孢子同型；配子體為長心形的葉狀體，雌雄同體；代表植物：紫萁（三）薄囊蕨綱(Leptosporangiopsida)孢子囊起源于一個圓錐形原始細胞；孢子囊壁薄,由一層細胞構(gòu)成；孢子囊具有各式的環(huán)帶；孢子囊通常聚集成孢子囊群,著生在孢子葉的背面、邊緣或特化的孢子葉邊緣；囊群蓋有或無。孢子少，有定數(shù)，大多為同型孢子；少數(shù)水生蕨類形成孢子果，具異型孢子。分類

水龍骨目(Polypodiales)

陸生或附生孢子囊聚成各式孢子囊群，囊群蓋有或無孢子同型

蘋目(Marsileales)

淺水或濕生性草本孢子囊生長在特化的孢子果中，孢子果壁由羽片變態(tài)形成，孢子果兩性孢子異型。

槐葉蘋目(Salviniales)

漂浮水生植物孢子果，壁由變態(tài)的囊群蓋形成，孢子果單性孢子異型水龍骨目，蕨屬（Pteridium）：孢子體為多年生草本，有根、莖、葉分化；根狀莖；不定根；2-4回羽狀復(fù)葉；多環(huán)中柱；圖5–24蕨屬根狀莖的橫切面

A.根狀莖的橫切面;B.莖部分橫切面放大(示維管束構(gòu)造)1.厚壁組織;2.維管束;

3.薄壁組織；4.皮層；5.內(nèi)皮層；6.維管束鞘；7.韌皮部；8.木質(zhì)部孢子囊聚集成囊群，外有囊群蓋。生于孢子葉背面，沿葉緣生長；孢子囊起源于一個原始細胞，壁薄，由一層細胞構(gòu)成，具環(huán)帶；孢子同型；配子體雌雄同體，心形，背腹式，腹面有假根，能獨立生存，稱為原葉體；精子器、頸卵器生于腹面；精子多鞭毛，受精離不開水；合子發(fā)育成胚，胚發(fā)育成孢子體；異形世代交替，孢子體優(yōu)勢，孢子體、配子體獨立生活；海金沙（Lygodiumjaponicum）海金沙科貫眾(Cyrtomiumfortunei)：鱗毛蕨科瓦葦

(Lepisorusthunbergianus)

水龍骨科芒萁(Dicranopersdichotoma)：

里白科鳳尾蕨：鳳尾蕨科井欄邊草：鳳尾蕨科鐵線蕨：鐵線蕨科鹿角蕨蜈蚣草石

韋桫欏：桫欏科Cyatheaceae樹形蕨類。葉片三回羽狀深裂，生于莖頂，幼葉拳卷。主要分布于東南和西南地區(qū)，生于海拔400-900m處的山溝潮濕地和溪邊陽光充足的地方，有時也散生于林緣灌叢中。東中生代地球上曾廣泛分布，現(xiàn)分布區(qū)縮小。國家一級保護漸危種。蘋屬：Marsilea

蘋科，蘋目淺水或濕生性植物；孢子囊群異形，生于特化的孢子果中；孢子果由羽片變態(tài)而成；孢子異型；配子體在孢子內(nèi)發(fā)育。圖5–29蘋

A.植株;B.孢子果;C.孢子果縱切面;

D.孢子果開裂,伸出膠質(zhì)環(huán),其上著生孢子囊群

1.膠質(zhì)環(huán);2.孢子囊群;3.葉軸槐葉蘋屬，槐葉蘋科，槐葉蘋目飄浮水生植物；孢子囊異型，生于孢子果內(nèi)；孢子果由變態(tài)的囊群蓋形成；孢子異型。圖5–30槐葉蘋

A，B.植株一部分;C.孢子果;D.孢子果縱切面(示大、小孢子囊)

1.大孢子囊;2.小孢子囊;3.囊群蓋(孢子果壁)

滿江紅屬第8節(jié)蕨類植物的起源和演化一、蕨類植物的起源起源于距今4億年前（古生代）出現(xiàn)的裸蕨植物而裸蕨又起源于藻類（綠藻或褐藻）或苔蘚植物。二、蕨類植物的演化1、古代蕨類：萊尼蕨、裸蕨、星木屬、鱗木屬、封印木屬、蘆木屬等2、演化：裸蕨—刺石松—石松類；裸蕨—松葉蕨；裸蕨—叉葉蕨和古蘆木—木賊類；裸蕨—小原始蕨和古蕨—真蕨類。萊尼蕨3、蕨類器官的演化葉的起源-頂枝學說孢子葉起源圖解第9節(jié)蕨類植物的經(jīng)濟價值醫(yī)藥上的應(yīng)用：金毛狗、骨碎補、貫眾等食用：蕨、紫萁、菜蕨等指示植物：1、土壤：鐵線蕨－強鈣性土壤；芒萁－酸性土壤2、氣候：桫欏－熱帶亞熱帶；巢蕨－高濕度氣候3、礦物：木賊－金工業(yè)上的利用：石松孢子－火箭、信號彈等的燃料農(nóng)業(yè)上的利用：滿江紅等水生蕨－綠肥、固氮觀賞：腎蕨、鐵線蕨、巢蕨等危害

藥用：蛇足石杉、卷柏藥用：蛇足石杉含石松堿，具有較好的抗癌性能

食用：蕨菜、紫萁、蹄蓋蕨、莢果蕨等

猴腿蹄蓋蕨生物固氮：滿江紅

土壤指示植物：

芒萁是酸性土壤指示植物石韋是堿性土壤指示植物

芒萁石韋蕨類化石——煤

蕨類植物是一群最古老的高等植物。在系統(tǒng)演化上最具有代表性的有松葉蕨亞門的萊尼蕨屬（Rhynia）、裸蕨屬（Psilophyton）、星木屬（Asteroxylon）,石松亞門的鱗木屬（Lepidodendron)和封印木屬（Sigillaria），木賊亞門的蘆木屬（Calamites）等，是石炭紀時期形成煤層的主要成分?；比~萍的入侵（inAustralia）危害：孢子體多年生草本為主，有根、莖、葉分化；有維管系統(tǒng)：分化程度不高，一般無形成層中柱類型：原生、管狀、網(wǎng)狀、多環(huán)孢子囊為多細胞結(jié)構(gòu)，薄孢子囊為主，著生位置多樣；小型孢子葉常聚集成孢子葉球（穗）；孢子同型或異型；配子體（原葉體）或者與真菌共生，或者為綠色，獨立生活頸卵器比苔蘚植物退化；精子多鞭毛，受精作用離不開水；合子發(fā)育成胚，但不形成種子；異形世代交替，孢子體占優(yōu)勢，配子體占劣勢，孢子體與配子體均能獨立生活。蕨類植物門小結(jié)作業(yè)：1、蕨類植物有哪些特征？它和苔蘚植物有何異同？2、用簡圖表示蕨類植物的生活史。3、真蕨亞門分幾個綱？它們之間有何區(qū)別？4、蕨類植物有哪些用途？圖5–21絨紫萁的孢子囊和配子體

A，B.孢子囊的發(fā)育成熟期;C.孢子囊(示環(huán)帶);

D.頸卵器;E.精子器;F.配子體(虛線示中脈)

中華水韭

Isoetessinensis

松葉蕨在地質(zhì)歷史上曾經(jīng)是發(fā)達的蕨類植物。具節(jié)中柱(cladosiphonicstele)：維管組織在內(nèi)皮層里束狀排列成環(huán)，圍著髓腔，但節(jié)處是實心的，因而稱之為具節(jié)中柱。春枝夏枝有些種類有營養(yǎng)枝和生殖枝的區(qū)分，如問荊。

問荊的生活史根孢子體莖葉孢子囊孢子母細胞孢子幼孢子體