植物地理学3.1 植物分类与植物系统进化
植物地理学1 植物类群
第一章 植物分类类群、演化与地球环境
第一节 植物分类与植物系统进化 一、植物分类原则、单位和命名 二、植物界的大类群 三、植物的个体发育和系统发育 第二节植物进化与地球环境 一、藻菌植物时代 二、蕨类植物时代 三、裸子植物时代 四、被子植物时代 五、地球-生命耦合系统
（一） 物种
种（species)是生物分类的基本单位，包 含若干起源于共同祖先、形态和生物学特 征极为相似的植物个体。种内的个体间可 以交配繁殖产生新个体，不同物种见存在 生殖隔离。
孢子植物 (Spore plants) 又: 隐花植物 (Cryptogamae)
种子植物(seed plants) 又：显花植物
Phanerogamae
裸藻门(Euglenophyta)
绿藻门(Chlorophyta)
轮藻门(Charophyta)
金藻门(Chrysophyta) 甲藻门(Pyrrophyta) 褐藻门(Phaeophyta)
藻类植物 algae
红藻门(Rhodophyta)
蓝藻门(Cyanophyta)
细菌门(Bacteriophyta) 粘菌门(Myxomycota)
菌类植物
真菌门(Eumycota)
Fungi
地衣门(Lichens)
苔藓植物门(Bryophyta)
颈卵器植物
蕨类植物门(Pteridophyta)
Archegoniatae
裸子植物门(Gymnospermae) 维管束植物
被子植物门(Angiospermae) Vascular plants
植物学课件
植物学课件植物学课件第一节：植物分类与进化1.1 植物的分类植物是指能够进行光合作用、具有细胞壁和维管输导组织结构的多细胞生物。
根据植物的特征和分类标准，植物可以分为陆地植物和水生植物，进一步细分为苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物等。
1.2 植物的进化植物的进化经历了从水生到陆生的过程，逐渐适应了陆地环境的要求。
植物的进化可以分为有丝分裂植物和无丝分裂植物两个阶段。
有丝分裂植物主要包括藻类和苔藓植物，无丝分裂植物则包括蕨类植物、裸子植物和被子植物。
第二节：植物的结构与生长2.1 植物的器官结构植物的主要器官包括根、茎、叶和花。
根是植物的吸收水分和养分的器官，茎是植物的支撑和传导物质的器官，叶是植物进行光合作用的主要场所，花则是植物进行繁殖的器官。
2.2 植物的生长方式植物的生长可以分为原生生长和次生生长两种方式。
原生生长是指植物通过分裂细胞来延长茎和根的长度，次生生长是指植物通过形成木质部和韧皮部来增加茎的厚度。
第三节：植物的生殖与繁殖3.1 植物的生殖方式植物的生殖方式主要包括无性生殖和有性生殖两种。
无性生殖是指植物通过无性繁殖器官（如根茎、芽或孢子）繁殖后代，有性生殖则是指植物通过花粉和卵细胞的结合来产生新的个体。
3.2 植物的繁殖策略植物的繁殖策略包括外界辅助传粉和自花传粉两种方式。
外界辅助传粉是指植物通过外界介质（如风或昆虫）来传递花粉，自花传粉是指植物的花粉可以直接授粉同一花或不同花的柱头。
第四节：植物与环境的关系4.1 植物的光合作用植物的光合作用是指植物通过叶绿素吸收光能，并将其转化为化学能的过程。
光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，其中光反应发生在叶绿体的膜上，暗反应则发生在叶绿体的液体部分。
4.2 植物的适应性特征植物通过适应性特征来适应不同的环境条件。
例如，沙漠中的植物可以通过长出深入土壤中的根来吸收更多的水分，高山植物则具有较小的叶片来减少水分蒸腾。
第五节：植物的应用与保护5.1 植物在食品和药物领域的应用植物在食品和药物领域具有广泛的应用价值。
植物的分类与演化
植物的分类与演化引言：植物学是生物学的一个重要分支，研究的对象是植物世界。
植物是地球上最早出现的生命形式之一，经过亿万年的演化，形成了丰富多样的物种。
为了更好地了解植物界的多样性和发展历程，科学家对植物进行了分类和演化的研究。
本文将介绍植物的分类原则和主要演化路径。
一、植物的分类原则植物的分类是根据它们的形态、结构和亲缘关系进行的。
主要的分类原则包括：1. 显微解剖分类：通过观察植物细胞的形态和结构特征，可以将植物分为不同的类群。
2. 营养方式分类：根据植物的营养方式，可以将其分为光合植物和非光合植物。
3. 外部形态分类：通过观察植物的外部形态特征，如根、茎、叶和花等，可以将植物划分为不同的类别。
4. 生活方式分类：根据植物的生活方式，可以将其分为陆生植物、水生植物和寄生植物等。
5. 亲缘关系分类：通过比较植物的基因序列和遗传信息，可以建立植物之间的亲缘关系，从而进行分类。
二、植物的主要演化路径植物的演化是一个长期而复杂的过程，主要经历了以下几个重要的阶段。
1. 绿藻的出现：绿藻是最早出现的植物类群，也是后来陆地植物的祖先。
它们以吸收阳光进行光合作用为生，没有真正的根、茎和叶。
2. 陆地植物的演化：陆地植物是从水生环境中进化而来的，它们逐渐发展出了根、茎和叶等结构，并适应了陆地的干燥环境。
3. 裸子植物的出现：裸子植物是种子植物的一类，其种子暴露在空气中，没有果实的包裹。
裸子植物包括松树、云杉等，是古代植被的主要组成部分。
4. 被子植物的出现：被子植物是目前地球上最主要的植物类群，它们的种子被果实包裹着，能够更好地保护和传播种子。
被子植物包括花朵和果实，是植物界的进化成果。
5. 近现代植物的演化：在近现代，植物经历了进一步的演化和分化。
许多植物类群适应了不同的生态环境，并产生了新的物种。
结论：通过对植物的分类和演化的研究，我们可以更好地了解植物的多样性和演化历程。
每一个植物都有其独特的特征和生活方式，它们与环境相互作用，共同构成了地球上丰富的生物多样性。
植物地理学 第一章
地质年代时期
纪
第四纪 第三纪 白垩纪
晚 早
同位素年龄（亿年）
0.025
0.65 1 1.36 1.90 2.25
晚 早
各类植物繁盛时期
新生代
被子植物时代 裸子植物时代（共约
1.4亿年）
中生代
侏罗纪 三叠纪 二叠纪
石炭纪 晚
2.40 2.80 3.45 3.65 3.95 4.30 5 5.7
蕨类植物世代 （共约1.6
在石炭纪和二叠纪之交，地球自然环境发生变 化，裸子植物在生存竞争中获得优势：
－ 根系和维管束发达
－ 叶片角质层发达
－ 受精作用不再依赖水的存在
更加适应 陆地生活
中生代是裸子植物最繁盛的时期，为全球第二个 成煤期
四.被子植物时代
被子植物的发展与地球环境 － 晚白垩纪始，被子植物爆发 － 最发达，种类最多 － 被子植物形态的多样性是对自然环境广泛适 应而产生多种变异的结果
改变地球气候条件，全球性降温造成丰富多样 的小生境
为动、植物的分化奠定的基石。绿藻可能就是 30万种现有高等植物的远祖
二.蕨类植物时代
约志留纪末期至二叠纪
植物离开大海，产生了以裸蕨为代表的第
一批陆生植物 蕨类植物向着发展孢子体的方向进化，苔藓植物 却是朝着发展配子体的方向演进 全球第一个成煤期
三.裸子植物时代
（1）细菌门(SCHIZOMYCOPHYTA)
细菌是最古老的也是最小的生物。 细菌按形态特征区别出球菌、杆菌和螺旋菌， 作用：很多种是严重影响人体和动物健康的异养型病菌， 也有些种类是可以进行特殊的细菌光和作用或化能合成作 用的自养型细菌。
（2）蓝藻门
1. 蓝藻是一类细胞中含有叶绿素和蓝藻素，可进 行光合作用的自养生物。有机体有单细胞的群 体和多细胞丝状体等结构。 2. 分布很普遍，有些种类甚至出现于某些极端严 酷的环境中。 3. 许多蓝藻能固定大气中的氮，当藻体死后释放 出较多的含氮化合物 ，为其他植物提供氮肥
植物进化和系统学了解植物进化的历史和分类
植物进化和系统学了解植物进化的历史和分类植物进化和系统学：了解植物进化的历史和分类植物是地球上最早出现的生物之一，经过长时间的进化，形成了多样的植物群落。
了解植物的进化历史和分类对于我们认识植物的发展演变和相互关系具有重要意义。
本文将介绍植物进化和系统学的相关内容，帮助读者深入了解植物的起源、进化和分类。
一、植物的起源和进化历史1.1 植物的起源植物起源于约46亿年前的地球，最早的植物是原始藻类，它们主要以光合作用为生存方式，通过叶绿体吸收阳光进行光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气。
1.2 植物的陆地适应约4.5亿年前，植物开始从水域向陆地进化。
在陆地环境中，植物面临许多挑战，如缺水、 gravitropism和温度变化等。
为了适应陆地环境，植物通过进化形成了根、茎和叶等器官，并发展了细胞壁、木质部和导管等特殊结构。
1.3 植物的再生能力和繁殖方式植物具有出色的再生能力和多样的繁殖方式。
植物可以通过萌生和分裂生长来实现自身的再生，还可以通过有性生殖和无性生殖繁殖后代。
有性生殖主要通过花粉和卵子的结合形成种子，无性生殖则借助植株的特殊结构，如根茎、根腐和匍匐茎等。
二、植物的分类学2.1 植物分类的目的和意义植物分类是对植物进行归类和编目的科学方法。
通过植物分类，我们可以了解植物的相互关系和演化历史，同时也为植物的研究和保护提供了基础。
2.2 植物分类的基本原则和分类系统植物分类的基本原则包括形态分类、细胞分类和分子分类等。
形态分类主要依据植物的外部形态特征进行分类；细胞分类则注重植物的细胞结构和功能；分子分类基于植物的遗传信息进行分析，例如基因序列和DNA条形码等。
目前，国际植物学家普遍采用APG分类系统对植物进行分类，该系统整合了形态分类、细胞分类和分子分类等多个方面的信息。
2.3 植物分类的层级与世系树植物分类按照层级分为界门纲目科属种等，并通过构建世系树来表示植物的进化关系。
世系树是基于植物分类的研究结果建立的，可以帮助我们理解植物物种之间的演化历程和亲缘关系。
植物地理学重点知识梳理
生态成分：是按植物种的适应生境而定。这类成分对于研究一个植物区系的历史及其所经历的气候变化有极大意义。
植物区系相似性：p47
中国植物区系的特点及p61图表：
丰富的植物种类
起源古老，具有演化系统中的各种类群
入侵物种：生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象，我们把它称之为外来物种的入侵。
物种形成方式三种：
异地（域）物种形成
发生的条件：一个物种的种群因为地理环境改变（例如造山运动）或种群本身发生改变（例如种群的迁出）而被隔离；
隔离的种群会在基因型及／或表形上发生趋异，原因为：隔离的种群与原本的种群面临不同的选择压力，或各自发生遗传漂变，又或各自的基因池发生突变。
双名法：双名法（binomial nomenclature)：林奈创立。即给植物种的命名用两个拉丁词或拉丁化形式的词构成的方法——每种植物只有一种合法名称:学名。
基本形式是：属名+种名属名为名词，种名为形容词，第一个字母必须大写。
原核生物：单细胞生物；有细胞壁，由非纤维素多糖和氨基酸结合物构成；无细胞核结构；无性生殖：细胞分裂；包括细菌和蓝藻
地衣：多年生，是自养型蓝藻或绿藻与异养型真菌共生体；提供光合产物，吸收养分和水分；根据形态分为——叶状、壳状、枝状；先锋植物——适应恶劣环境的能力很强
苔藓植物：呈叶状或有茎叶分化；无完善的输导组织，无根的分化——植株矮小；自养型，可进行光合作用；世代交替——有性繁殖世代＋无性繁殖世代，分别形成配子，形成孢子；多生于潮湿的环境，在苔原、泥炭沼泽或高山可能成优势种；分为苔纲、藓纲
植物系统学的分类群与进化关系
植物系统学的分类群与进化关系植物系统学是生物学的一个重要分支，研究的是植物的分类群与进化关系。
通过对植物形态、生理特征和遗传学信息的研究，植物系统学可以对植物进行分类和归类，并揭示植物进化的规律和机制。
一、植物系统学的起源植物系统学起源于古希腊时期，由于人们对植物的类型和特征产生了兴趣，开始对植物进行分类和描述。
这些早期的植物学家主要通过植物的形态特征对其进行分类，并且认为物种的相似程度与其进化关系相关。
随着时间的推移，植物系统学逐渐发展成为一个独立的科学领域，并与其他生物学学科如遗传学和分子生物学等相结合。
现代植物系统学包括了传统的形态学和遗传学研究方法，以及分子生物学和生物化学等现代技术手段。
二、植物分类群的基本单位植物分类群是根据植物的形态特征、遗传关系和进化历史等因素进行划分和归类的单位。
常见的植物分类群包括纲、目、科、属和种等。
这些分类群基于植物的共同特征和进化关系进行划分，相似的植物种类被归类到相同的分类群中。
分类群的划分是根据植物的特征来确定的。
例如，植物的种属确定是根据植物的形态特征和生殖特性来确定的，而目或科的确定则涉及到更多的特征和进化关系。
三、植物进化关系的研究植物系统学的一个重要目标是研究植物的进化关系。
通过对植物形态、遗传信息和化学成分等的研究，植物系统学家可以揭示不同植物分类群之间的进化关系和亲缘关系。
为了研究植物的进化关系，植物系统学家使用了多种研究方法，包括形态学、遗传学和分子生物学等。
通过对植物的形态特征进行比较，可以了解植物之间的相似性和差异性，进而推测它们之间的进化关系。
遗传学和分子生物学研究则可以揭示植物之间的遗传关系和进化历史。
四、植物系统学在保护和利用植物资源中的应用植物系统学不仅为我们揭示了植物的分类和进化关系，还在植物资源的保护和利用中发挥着重要作用。
通过对植物分类群的研究，我们能够了解到植物物种之间的亲缘关系，这对于物种保护具有重要意义。
我们可以通过保护亲缘关系密切的植物分类群，来保护整个植物群落的生态系统。
植物系统学了解植物的分类和进化关系
植物系统学了解植物的分类和进化关系植物系统学：了解植物的分类和进化关系植物是地球上最古老的生命形式之一，它们的存在和繁衍对我们的生态系统至关重要。
为了更好地了解和研究植物，科学家们开展了植物系统学的研究，通过对植物的分类和进化关系的探索，揭示了植物界的多样性和演化历程。
一、植物的分类学知识1. 植物的基本分类植物系统学基于植物的形态、生态、遗传和分子特征，将植物划分为不同类型。
根据其组织结构和生殖方式，植物可以分为藻类、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物等五大类。
每个类别又细分为许多科、属和种。
2. 植物分类方法植物分类的方法有多种，包括形态学分类、生态学分类和分子系统学等。
形态学分类是根据植物的形态特征进行划分，例如植物的根茎叶花果等特征。
生态学分类则是基于植物在生态环境中的角色和适应性进行分类。
分子系统学则通过分析植物的DNA序列，寻找其基因组中的差异，从而判断植物之间的亲缘关系。
二、植物的进化关系1. 植物演化的历程植物起源于约35亿年前的原始海藻，最早的陆地植物出现在约4.4亿年前的地球上。
陆地植物从水中的藻类进化而来，经历了漫长的进化过程。
在这个过程中，陆地植物逐渐适应了陆地环境的条件，形成了不同的进化支系。
2. 植物进化的关键事件植物演化的关键事件包括降水器官的进化、种子植物的出现和花的演化等。
降水器官的进化使陆地植物能够有效获取水分和养分，从而适应陆地环境。
种子植物的出现则增加了植物的繁殖途径和适应性，成为陆地植物进化的重要里程碑。
花的演化则为植物的繁殖提供了更高效的方式，促进了植物的多样化。
三、植物系统学的研究意义1. 了解植物的多样性和演化历程通过植物系统学的研究，我们可以了解到植物界的多样性和植物的演化历程。
植物界包含了数量众多的物种，通过对其分类和进化关系的研究，可以揭示植物多样性的原因和演化的规律，为我们更好地保护和利用植物资源提供科学依据。
2. 揭示植物的适应性和生态功能植物系统学的研究可以揭示植物的适应性和生态功能。
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绿藻门
5-衣藻
盘星藻
实球藻
鼓藻
6-水绵
• 水绵是水绵属（Spirogyra）绿藻的总称，是一种普 遍生活在淡水里的真核多细胞藻类，因体内含有1－ 16条带状、螺旋形的叶绿体，所以呈现绿色。世界 上大概有超过400种水绵，它们的宽度大概在10－ 100μm之间，长度最长可达数厘米。
藻类、菌类、地衣
陆地 苔藓、蕨类、种子
颈卵器植物（archegoniatae）
颈卵器 苔藓植物
蕨类植物
裸子植物
维管植物（vascular plant）
蕨类植物 羊齿植物
裸子植物
被子植物 雌蕊植物 （gynoeciatae）
（一）低等植物概述 （二）高等植物概述
（一）低 等 植 物
一、藻类植物 蓝藻门、绿藻门、 红藻门、褐藻门 水华和赤潮
（一）蓝 藻 门
蓝藻，也称蓝绿藻，藻体呈蓝绿色，是最低等的藻类， 具有原核细胞的构造，单细胞、群体或丝状体。
发状念珠藻
1 发菜 Nostoc commune
——发菜藻体外观呈头发状的胶质丝，潮湿时橄榄绿色， 干时黑色。发菜在我国主要分布于内蒙古、新疆、宁夏、青 海、甘肃等地，当地群众称它为“地毛”。发菜具有极强的 抗恶劣自然条件的特性，是国家重点保护的野生固沙植物， 在保护草场资源、防止沙漠化方面具有重要作用。据介绍， 每挖100克发菜，相当于破坏16个足球场大的草地。为保护 日益恶化的生态环境，我国政府于2000年开始严禁采售发菜。
属名+种加词+亚种、变种或变型的分类单位名 （subs., var., form.）+上述分类单位的加词
蟠桃： Prunus persica pressa Been. • 科名——科名常根据本科中某一显著特征而定，加
上词尾即成。
植物分类的阶层系统
中文名
界 门 纲 目 科 属 种
拉丁文
葛仙米是拟球状念珠藻的 俗称，是一种经济淡水生蓝藻， 自然形态呈墨绿色球状，含多 种蛋白质和人体所必需的8种 氨基酸及多 糖等活性物质，主 要生长在湖北省鹤峰等地的稻 田中。早在1700年前的东晋， 集道家、医学家于一身的葛洪 被尊称为“葛仙翁”，据传他 曾采食这种藻类，物托人名， 遂称“葛仙米”。葛仙米具有 清火、明目、抗衰老、抗感染 等治疗作用，《本草纲目》、 《本草纲目拾遗》中均有记载。
• 档案中有3份菜单，似可 以说明当时皇亲国戚、达 官贵人家中的生活内情。 其一为：
• 头海：水晶白肘；二海： 黄闷生口；二海：烧活鱼。
• 大碗六个：三仙丸子，海 参鸭块，南煎丸子，米粉 肉，什锦海参，葛仙米更。
• 怀碗四碗：滑油鸡片，溜 鱼片，溜鲜蘑，鸡丝翅子。
• 点心四套。
2-葛仙米 Nostoc commune
Regnum Divisio Classis Ordo Familia Genus Species
英文
Kingdom Division
Class Order Faபைடு நூலகம்ily Genus Species
植物界的类群
孢子植物与种子植物
• 孢子植物（spore plant） 藻类植物、菌类植物、苔藓植物和蕨类
比较项目
形态 维管束系统
生殖器官 胚
对环境的 适应能力 生活环境
类群
低等植物 Lower plants
无根茎叶的分化 （原植体植物）
无
单细胞 合子发育离开母体，
无胚（无胚植物）
高等植物 higher plants
有根茎叶的分化
有 多细胞，构造复杂 合子在母体内发育，有 胚（有胚植物）
弱
强
水生、潮湿或动植物 体内
4-鱼腥藻属 Anabeana
鱼腥藻属是蓝藻目、 念珠藻科的一属，有很 强的固氮能力。
2005年北京动物园水华。
蓝藻水华
鱼腥藻需较高温度。春末、 夏初、初秋时，许多种类常在湖 沼、池塘大量繁殖，造成“水 华”，引起水质变臭，如水华鱼 腥藻，螺旋鱼腥藻及卷鱼曲腥鱼藻腥藻 等，多数喜欢有机物较多的水体， 它的大量出现，是水体富营养化 的标志。
第3章 植物分类类群与演化
第1节 植物分类与植物系统进化
植物的命名法规
• 命名的必要性： 同物异名、同名异物 • 种命名法规——拉丁双名法 • 1753年，林奈（C.Linnaeus）
植物名称=属名（名词，第一个字母大写）+种 加词（形容词，第一字母小写）+命名人（缩写或 全名）如：桃 Prunus persica （L.）Bectsch • 亚种、变种、品种、变型的命名——三名法
鹤峰“神米”一斤卖到1400元
《农村新报》2013-06-22：“今年葛仙米的价格还 不错，大的900元/斤，小的1400元/斤。”21日，湖北 省鹤峰县走马镇村民报喜，刚选出来的20多斤精品葛 仙米被抢购一空。走马镇全镇年产葛仙米5000余斤， 每年能为农户提供现金收入600余万元。
“醇亲王府档案”中的鸡零狗碎
二、菌类植物
三、地衣植物
一、藻类植物
是一群含有叶绿素，光合自养的、无胚的原植体植物。
是地球上最早登上生命舞台的绿色植物，它们大多生活在
水中，只有少数生活在阴湿的地面、岩石壁和树皮等处。
现代藻类有九大家族
—— 绿藻、蓝藻、裸藻、硅藻、甲藻、红 藻、黄藻、金藻和褐藻。计有3万余种。在 水池中最常见的，是属于绿藻家族的衣藻、 小球藻、盘藻和团藻等浮游种类；在海水 中，最主要的浮游种类，则属于硅藻家族 成员，其次是甲藻家族成员。
植物以孢子进行繁殖，这些植物合称为孢 子植物。孢子植物没有开花结实现象，故 又称为隐花植物（cryptogamae）。 • 种子植物（seed plant）
裸子植物与被子植物均以种子进行繁殖， 故称为种子植物。由于种子植物均能开花， 所以又称为显花植物（phanerogamae）。
低等植物与高等植物
3-螺旋藻 Spirulina 颤藻科
• 螺旋藻是我们接触比较多的一种蓝藻，因其营养成 份丰富、全面、均衡，被联合国粮农组织（FAO） 推荐为“21世纪人类最理想的绿色食品”，世界卫 生组织（WHO）确定为“人类21世纪的最佳保健 食品”。
• 许多国家和地区，纷纷开展大规模的培养和商品性 生产。1989年6月，中国科学院南海海洋研究所开 始在海南岛三亚市进行室外海水螺旋藻大量培养， 现已形成规模化生产。