西华师范大学生命科学学院概要说课材料

1、西华师范大学生命科学学院概要 美科学家在美科学家在南南非非发现地球陆地上发现地球陆地上2626亿前就存在生命的证亿前就存在生命的证据。据。 有证据显示：有证据显示：3838亿亿年前生命在海洋中年前生命在海洋中诞生。诞生。 人为分类系统时期人为分类系统时期 自然分类系统时期自然分类系统时期 系统分类系统时期系统分类系统时期 我国种子植物分类简史我国种子植物分类简史2、植物界的分门别类、植物界的分门别类 1、传统分类法、传统分类法 （形态分类法、经典分类法）（形态分类法、经典分类法） 2、实验分类法、实验分类法 （1）细胞分类学细胞分类学（染色体分类学）（染色体分类学） （2）化学分类学化学分类学

2、 （3）孢粉分类学）孢粉分类学 （4）血清鉴定法血清鉴定法 （5）数量分类学数量分类学 （6）超微结构和微形态分类超微结构和微形态分类 （7）分子系统学分子系统学(利用分子标记利用分子标记,DNA差异差异) （一）植物分类的阶层系统（一）植物分类的阶层系统u各级单位根据需要可再分成亚级。各级单位根据需要可再分成亚级。例：例：水稻水稻 Oryza sativa L.界界.植物界植物界 Plantae 门门.被子植物门被子植物门 Spermatophyta 纲纲.单子叶植物纲单子叶植物纲 Monocotyledoneae 目目.禾本目禾本目 Graminales 科科.禾本科禾本科 Gramine

3、ae 属属.稻属稻属 Oryza 种种.稻稻 Oryza sativa L.例：例：黄莲黄莲 Coptis chinensis Franch.界界.植物界植物界 Plantae 门门.被子植物门被子植物门 Spermatophyta 纲纲.双子叶植物纲双子叶植物纲 Dicotyledoneae 目目.毛茛目毛茛目 Ranales 科科.毛茛科毛茛科 Ranunculaceae 属属.黄莲属黄莲属 Coptis 种种黄莲黄莲 Coptis chinensis Franch.种种：共同的祖先，稳定的分布区，形态特征相似，自然交配，后代正常。：共同的祖先，稳定的分布区，形态特征相似，自然交配，后代正

4、常。种间存在生殖隔离。种间存在生殖隔离。种种是分类上的基本单位。是分类上的基本单位。u亚种（亚种（subspecies 缩写缩写ssp.)u 是一个种内的变异类群，形态上有一定区别，是一个种内的变异类群，形态上有一定区别，在分布、生态或季节上有所隔离，同种内的两个亚种，在分布、生态或季节上有所隔离，同种内的两个亚种，不分布在同一地理分布区内。不分布在同一地理分布区内。 根据根据国际植物命名法规国际植物命名法规的规定，以瑞典植物分的规定，以瑞典植物分类学家林奈创立的双名法对植物进行命名。类学家林奈创立的双名法对植物进行命名。 双名法双名法 是指用两个拉丁词或拉丁化的词对一种植物是指用两个拉丁词或

5、拉丁化的词对一种植物定名，第一个词是定名，第一个词是属名属名，第一个字母要大写，相当于，第一个字母要大写，相当于 “姓姓”；第二个词是；第二个词是种加词种加词，相当于名。一个完整的，相当于名。一个完整的学名还要加上定名人的姓氏或姓氏缩写，即学名还要加上定名人的姓氏或姓氏缩写，即命名人命名人。学名学名=属名属名+种加词种加词+命名人名命名人名例：例：水稻水稻 Oryza sativa L. 银杏银杏 Ginkgo biloba L. 梅梅 Prunus mume (Sieb.) Sieb.et Zucc. 李李 Prunus salicina Lindl. 果实果实 花瓣花瓣 萼片萼片 总苞总苞

6、 整齐整齐 距距 铁线莲属铁线莲属 瘦果瘦果 无无 2-4片片3 无无3 是是 无无 白头翁属白头翁属 瘦果瘦果 1 无无2 5片片3 有有3 是是 无无毛毛 茛茛 属属 瘦果瘦果 有有2 2-5片片 无无 是是 无无耧斗菜属耧斗菜属 1 有有 5片片 无无 是是4 5枚枚4翠翠 雀雀 属属 有有 5片片 无无 不整齐不整齐4 1枚枚4 定距式检索表定距式检索表n每一组性状编排时，向后每一组性状编排时，向后(右右)退一格退一格。例如毛茛科。例如毛茛科5个属的分属检索表如下：个属的分属检索表如下：n 1.果为一簇瘦果；花无距果为一簇瘦果；花无距n 2.花无花瓣花无花瓣n 3.萼片通常萼片通常4枚

7、，总苞缺失枚，总苞缺失铁线莲属铁线莲属(Clematis)n 3.萼片通常萼片通常5枚，总苞存在枚，总苞存在白头翁属白头翁属(Pulsatilla)n 2.花有花瓣花有花瓣毛茛属毛茛属(Ranunculus)n 1.果为一簇；花有距果为一簇；花有距n 4.花整齐；距花整齐；距5枚枚耧斗菜属耧斗菜属(Aquilegia)n 4.花不整齐；距花不整齐；距1枚枚翠雀属翠雀属(Delphinium)1.果为一簇瘦果；花无距果为一簇瘦果；花无距21.果为一簇；花有距果为一簇；花有距 42.花无花瓣花无花瓣32.花有花瓣花有花瓣毛茛属毛茛属(Ranunculus)3.萼片通常萼片通常4枚，总苞缺失枚，总苞

8、缺失铁线莲属铁线莲属(Clematis)3.萼片通常萼片通常5枚，总苞存在枚，总苞存在白头翁属白头翁属(Pulsatilla)4.花整齐；距花整齐；距5枚枚耧斗菜属耧斗菜属(Aquilegia)4.花不整齐；距花不整齐；距1枚枚翠雀属翠雀属(Delphinium)平行式检索表平行式检索表人为地根据植物的经济用途和实用部位进人为地根据植物的经济用途和实用部位进行分类。行分类。u早在公元前，早在公元前，古希腊古希腊提奥弗那斯提奥弗那斯Theophrastus 在在公元前公元前370-285年著有年著有植物的历史植物的历史等书，记载已知等书，记载已知植物植物480种，用粗放的形态性状分为种，用粗放的

9、形态性状分为乔、灌、半灌、草乔、灌、半灌、草本本等等4类，已知有限花序和无限花序；离瓣花和合瓣花类，已知有限花序和无限花序；离瓣花和合瓣花之分。人们称他为之分。人们称他为“植物学之父植物学之父”。 u我国，我国，神农尝百草神农尝百草-农政全书农政全书-明代明代李时珍（李时珍（1518-1593）本草纲目本草纲目。该书中共收集植物种类一。该书中共收集植物种类一千多种，按其千多种，按其用途用途分为草、谷、菜、果和木五部。分为草、谷、菜、果和木五部。林奈林奈 (Linnaeus) 1735年发表年发表自然体系自然体系后，许后，许多学者努力寻求能够反映自然界客观植物类群的分类多学者努力寻求能够反映自然

10、界客观植物类群的分类方法，从多方面的特征进行分析，走向了自然分类的方法，从多方面的特征进行分析，走向了自然分类的途径。途径。Eg: 英国：英国：边沁（边沁（Bentham）和虎克（）和虎克（Hooker ） 系统系统双子叶植物双子叶植物单子叶植物单子叶植物多瓣、离瓣花类多瓣、离瓣花类合瓣花类合瓣花类单被花和不完全花类单被花和不完全花类微子类、上位花类、冠花类、微子类、上位花类、冠花类、萼花类、裸花类、离心皮类、萼花类、裸花类、离心皮类、颖花类颖花类eg：瑞典，：瑞典，林奈林奈 (Linnaeus) 于于1737年发表年发表自然体系自然体系，根，根据花的构造特点和花各部分数目据花的构造特点和花各

11、部分数目(尤其是雄蕊数目尤其是雄蕊数目)将植物分为将植物分为24纲，纲，其中其中第第1-13纲按雄蕊数目区分纲按雄蕊数目区分，第第14-20纲按雄蕊长短纲按雄蕊长短 (如二如二强雄蕊、四强雄蕊等强雄蕊、四强雄蕊等)、雄蕊和雌蕊的关系以及雄蕊的联合情况雄蕊和雌蕊的关系以及雄蕊的联合情况区分区分；第；第21-23纲按花的性别纲按花的性别(如雌雄同株、雌雄异株、杂性花等如雌雄同株、雌雄异株、杂性花等)区分，第区分，第24纲称为隐花植物。纲称为隐花植物。许多学者认为林奈系统的人为性大，因为只根据许多学者认为林奈系统的人为性大，因为只根据雄蕊数目雄蕊数目一一个特征划分纲，常会使个特征划分纲，常会使亲缘关

12、系疏远的种类放到同一纲亲缘关系疏远的种类放到同一纲中。如：中。如：蓼科的酸模属蓼科的酸模属(Rumex)有有6个雄蕊，小檗科的小檗属个雄蕊，小檗科的小檗属(Berberis)也也有有6个雄蕊，它们一同放入第个雄蕊，它们一同放入第6纲，显然不合适。纲，显然不合适。1859年年,达尔文创立生物进化论以后达尔文创立生物进化论以后根据生物进化的原理，建立能反映植根据生物进化的原理，建立能反映植物类群之间亲缘关系和植物界客观演化规物类群之间亲缘关系和植物界客观演化规律的分类系统律的分类系统恩格勒恩格勒(A.Engler)系统系统哈钦松哈钦松(J.Hutchinson)系统系统塔赫他间塔赫他间(A.Tak

13、htajan)系统系统克朗奎斯特克朗奎斯特(A.Cronquist)系统系统 解放前，解放前，主要是外国人做中国的种子植物分类。我国首推主要是外国人做中国的种子植物分类。我国首推钟观光钟观光教授（教授（1918-1921，走遍南方，走遍南方11省，采集省，采集15万号标本）。有关植物研万号标本）。有关植物研究所：究所：1922，中国科学社生物研究所；，中国科学社生物研究所； 1927，北平研究院植物研究，北平研究院植物研究所；所； 1928，静生生物调查所；，静生生物调查所；1929，中山大学农林植物研究所。，中山大学农林植物研究所。 解放后，解放后，1950，中国科学院植物研究所，全国各重要

14、省区都成立，中国科学院植物研究所，全国各重要省区都成立了植物研究所，高等院校也相应发展植物分类学的教学和科研工作了植物研究所，高等院校也相应发展植物分类学的教学和科研工作。 吴征镒院士吴征镒院士：在植物分类研究中，发现并发表了在植物分类研究中，发现并发表了13001300个以上新个以上新分类群（植物亚科、族、组等新等级不下分类群（植物亚科、族、组等新等级不下1010个，新属个，新属1010个），在国个），在国际植物分类学研究领域中产生了重要的影响。际植物分类学研究领域中产生了重要的影响。中国植物志中国植物志（中（中、英文版）主编、英文版）主编 。 主要工作：主要工作： 中国植物志中国植物志、中

15、国高等植物图鉴中国高等植物图鉴、中国高等植物中国高等植物、各地方植物志、植物区系和植物资源调查、专科、专属植物的深入各地方植物志、植物区系和植物资源调查、专科、专属植物的深入研究研究植物界的基本类群植物界的基本类群 藻类植物藻类植物 低等植物低等植物 菌类植物菌类植物 非维管植物非维管植物 (无胚植物）无胚植物） 地衣植物地衣植物 孢子植物孢子植物 苔藓植物苔藓植物 （隐花植物隐花植物） 高等植物高等植物 蕨类植物蕨类植物（有胚植物有胚植物） 裸子植物裸子植物 维管植物维管植物 种子植物种子植物 被子植物被子植物（有花植物有花植物） （显花植物显花植物） 细胞分类学（染色体分类学）细胞分类学（

16、染色体分类学） 1染色体的数目作为分类性状染色体的数目作为分类性状2染色体核型分析染色体核型分析 （1）常规的形态分析）常规的形态分析 （2）带型分析）带型分析 （3）着色区段分析）着色区段分析 （4）定量细胞化学分析）定量细胞化学分析3、染色体组分析、染色体组分析根据染色体的同源性和非同源性可以：根据染色体的同源性和非同源性可以：(1)知道是否出现了杂知道是否出现了杂交；（交；（2）查明染色体结构上的差异；）查明染色体结构上的差异；(3)解释不育的原因；解释不育的原因；(4)指明一个种的衍生关系，这在分类学上具有重要意义。指明一个种的衍生关系，这在分类学上具有重要意义。（二）化学分类学（二）

17、化学分类学在经典分类学的基础上，从植物的化学组成在经典分类学的基础上，从植物的化学组成(主要是特征性主要是特征性成分成分)所表现出来的特征，从小分子化合物和大分子化合物的角所表现出来的特征，从小分子化合物和大分子化合物的角度，并结合其他有关学科，来进一步研究植物的系统发育。度，并结合其他有关学科，来进一步研究植物的系统发育。小分子化合物作为分类性状应用于植物分类小分子化合物作为分类性状应用于植物分类例如：黄酮类化合物的分布对榆科中榆亚科（含黄酮醇）例如：黄酮类化合物的分布对榆科中榆亚科（含黄酮醇）和朴亚科（含葡基黄酮）中属的处理；和朴亚科（含葡基黄酮）中属的处理；又如：萜类化合物对芸香目的分类

18、意义；甜菜拉因的存在又如：萜类化合物对芸香目的分类意义；甜菜拉因的存在与否来划定石竹目与否来划定石竹目大分子化合作为分类性状应用于植物分类大分子化合作为分类性状应用于植物分类首先是血清学研究；蛋白质做电泳分析来比较植物种类之首先是血清学研究；蛋白质做电泳分析来比较植物种类之间蛋白质的异同；间蛋白质的异同；DNA碱基顺序在分类学上是比较可靠的证据碱基顺序在分类学上是比较可靠的证据 1926 德国德国 梅茨（梅茨（ Mez ） 利用沉淀反应来判断植物的亲缘关系利用沉淀反应来判断植物的亲缘关系某种植物蛋白质某种植物蛋白质 兔子兔子 兔子兔子植物蛋白质植物蛋白质 沉淀反应（沉淀反应（沉淀越多，亲缘关系

19、越近沉淀越多，亲缘关系越近） 数量分类学数量分类学数量分类学是以表型特征为基础，利用大量性状数量分类学是以表型特征为基础，利用大量性状(包括形态包括形态学、细胞学和生物化学等的各种性状学、细胞学和生物化学等的各种性状)、数据，按一定的数学、数据，按一定的数学模型，应用计算机运算得出的结果，对物种进行定量比较。模型，应用计算机运算得出的结果，对物种进行定量比较。数量分类学的基本步骤：数量分类学的基本步骤：1确定研究对象确定研究对象2选择性状选择性状3性状的编码性状的编码4 原始数据的变换和标准化原始数据的变换和标准化5 相似性概念的数量化相似性概念的数量化6 分类运算分类运算7 将分类运算结果以

20、树系图或其他图形表示将分类运算结果以树系图或其他图形表示 超微结构和微形态分类超微结构和微形态分类60年代末电子显微镜资料开始应用在被子植物分类方面年代末电子显微镜资料开始应用在被子植物分类方面透射电子显微镜特征透射电子显微镜特征 1筛管分子质体；筛管分子质体； 2P-蛋白质；蛋白质； 3核蛋白质晶体；核蛋白质晶体； 4内质网膨大储囊内质网膨大储囊扫描电子显微镜特征扫描电子显微镜特征 1表皮细胞的排列；表皮细胞的排列； 2细胞的形态；细胞的形态； 3外层细胞壁的凹凸；外层细胞壁的凹凸； 4角质层分泌物。角质层分泌物。鹅观草属（鹅观草属（Roegneria)的种间的种间RAPD分析（分析（OPD

21、-20)10种披碱草属（种披碱草属（Elymus)的的RAPD分析（分析（OPR-16) 分子系统学分子系统学稻（名医别录）稻（名医别录）Oryza sativa L. a. 籼稻（亚种）籼稻（亚种）Oryza sativa L. ssp. Sativa Oryza sativa L. ssp. japonica 叶多被毛，很少无毛。花序较长，穗轴节间较长叶多被毛，很少无毛。花序较长，穗轴节间较长，小穗排列稀疏较少彼此重叠；小花外稃疏被毛。颖果，小穗排列稀疏较少彼此重叠；小花外稃疏被毛。颖果较长，横断面扁平，胚乳含直链淀粉多。较长，横断面扁平，胚乳含直链淀粉多。南方种植南方种植 b. 粳稻（亚种）粳稻（亚种） Oryza sativa L. ssp. indica 叶无毛或少毛。花序短，穗轴节间短使小穗密集重叶无毛或少毛。花序短，穗轴节间短使小穗密集重叠排列；小花密被直而短的毛。颖果粗圆，横断面近圆叠排列；小花密被直而短的毛。颖果粗圆，横断面近圆形，胚乳含支链