植物分类概述

1、一、植物分类学的概念和任务一、植物分类学的概念和任务植物分类学是植物学中主要研植物分类学是植物学中主要研究整个植物界不同类群的起源、亲究整个植物界不同类群的起源、亲缘关系以及进化发展规律的一门科缘关系以及进化发展规律的一门科学，也就是把极其繁杂的各种各样学，也就是把极其繁杂的各种各样植物进行鉴定、分群归类、命名并植物进行鉴定、分群归类、命名并按系统排列起来，以便于认识、研按系统排列起来，以便于认识、研究和利用的科学。究和利用的科学。植物分类学的任务植物分类学的任务 将植物分门别类，鉴别将植物分门别类，鉴别物种，确定其学名并加以物种，确定其学名并加以记述；记述； 研究种间的亲缘关系；研究种间的亲

2、缘关系；1. 建立能反映客观实际的建立能反映客观实际的植物分类系统。植物分类系统。 二、植物的分门别类请对以下植物进行分类：请对以下植物进行分类： 白兰、含笑、菠萝蜜、白兰、含笑、菠萝蜜、苹果、玫瑰、榕、无花果、苹果、玫瑰、榕、无花果、葡萄、牵牛、黄瓜葡萄、牵牛、黄瓜人为分类系统人为分类系统（Artificial system）仅就植物形态、习性、用仅就植物形态、习性、用途上的不同进行分类，往往用途上的不同进行分类，往往用一个或少数几个性状作为分类一个或少数几个性状作为分类依据，而不考虑植物彼此间在依据，而不考虑植物彼此间在演化上的亲疏关系。演化上的亲疏关系。 李时珍所编李时珍所编本草纲目本草

3、纲目将所收集将所收集的一千多种植物分成草、谷、菜、果和的一千多种植物分成草、谷、菜、果和木等五部木等五部, 包括山草、芳草等三十类；包括山草、芳草等三十类； 吴其濬在其吴其濬在其植物名实图考植物名实图考中将中将植物分为谷、蔬、山草、隰草、石草、植物分为谷、蔬、山草、隰草、石草、水草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果和水草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果和木等十二类。木等十二类。 林奈在林奈在植物种志植物种志采取的生殖器采取的生殖器官分类系统也是人为分类系统。官分类系统也是人为分类系统。自然分类系统自然分类系统（Natural system） 利用现代自然科学的先进手段，利用现代自然科学的先进手段，从比较

4、形态学、比较解剖学、古生从比较形态学、比较解剖学、古生物学、植物生态学、植物化学、细物学、植物生态学、植物化学、细胞学和分子生物学等不同的角度进胞学和分子生物学等不同的角度进行研究，所建立的能够反映出植物行研究，所建立的能够反映出植物界自然演化过程和彼此间亲缘关系界自然演化过程和彼此间亲缘关系的分类系统。的分类系统。 木兰科：白兰、含笑木兰科：白兰、含笑 桑桑 科：菠萝蜜、榕、无花果科：菠萝蜜、榕、无花果 蔷薇科：苹果、玫瑰蔷薇科：苹果、玫瑰 葡萄科：葡萄葡萄科：葡萄 旋花科：牵牛旋花科：牵牛 葫芦科：黄瓜葫芦科：黄瓜植物分类的单位（等级）植物分类的单位（等级） 界（界（Kingdom）门（门

5、（Division）纲（纲（Class）目（目（Order）科（科（Family）属（属（Genus）种（种（Species） 种是生物分类的基本单位。种是生物分类的基本单位。它是具有一定的自然分布区和一它是具有一定的自然分布区和一定的生理、形态特征的生物类群。定的生理、形态特征的生物类群。同一种中的各个体具有相同的遗同一种中的各个体具有相同的遗传性状，彼此杂交可以产生后代，传性状，彼此杂交可以产生后代，但与另一个种的个体杂交，一般但与另一个种的个体杂交，一般不能产生后代。种是生物进化与不能产生后代。种是生物进化与自然选择的产物。自然选择的产物。蓝藻门蓝藻门裸藻门裸藻门绿藻门绿藻门轮藻门轮藻门

6、金藻门金藻门甲藻门甲藻门红藻门红藻门褐藻门褐藻门细菌门细菌门粘菌门粘菌门真菌门真菌门地衣门地衣门苔藓植物门苔藓植物门蕨类植物门蕨类植物门裸子植物门裸子植物门被子植物门被子植物门植物界的分门植物界的分门 蓝藻门蓝藻门裸藻门裸藻门绿藻门绿藻门轮藻门轮藻门金藻门金藻门甲藻门甲藻门红藻门红藻门褐藻门褐藻门细菌门细菌门粘菌门粘菌门真菌门真菌门地衣门地衣门苔藓植物门苔藓植物门蕨类植物门蕨类植物门裸子植物门裸子植物门被子植物门被子植物门藻类植物藻类植物菌类植物菌类植物维管植物维管植物低等植物低等植物（无胚植物）（无胚植物）高等植物高等植物（有胚植物）（有胚植物）颈卵器植物颈卵器植物孢子植物孢子植物（隐花植物

7、）（隐花植物）种子植物种子植物（显花植物）（显花植物）蓝藻门蓝藻门裸藻门裸藻门绿藻门绿藻门轮藻门轮藻门金藻门金藻门甲藻门甲藻门红藻门红藻门褐藻门褐藻门细菌门细菌门粘菌门粘菌门真菌门真菌门地衣门地衣门苔藓植物门苔藓植物门蕨类植物门蕨类植物门裸子植物门裸子植物门被子植物门被子植物门蓝藻门蓝藻门裸藻门裸藻门绿藻门绿藻门轮藻门轮藻门金藻门金藻门甲藻门甲藻门红藻门红藻门褐藻门褐藻门细菌门细菌门粘菌门粘菌门真菌门真菌门地衣门地衣门苔藓植物门苔藓植物门蕨类植物门蕨类植物门裸子植物门裸子植物门被子植物门被子植物门蓝藻门蓝藻门裸藻门裸藻门绿藻门绿藻门轮藻门轮藻门金藻门金藻门甲藻门甲藻门红藻门红藻门褐藻门褐藻门细

8、菌门细菌门粘菌门粘菌门真菌门真菌门地衣门地衣门苔藓植物门苔藓植物门蕨类植物门蕨类植物门裸子植物门裸子植物门被子植物门被子植物门三、植物的命名三、植物的命名同物异名同物异名同名异物同名异物植物的科学名称植物的科学名称学名学名 十八世纪中叶以前曾采用过多十八世纪中叶以前曾采用过多名法。名法。 1690年，来维努斯提出给植物年，来维努斯提出给植物命名不得多于命名不得多于2个字的建议。个字的建议。 1753年，瑞典分类学大师林奈年，瑞典分类学大师林奈(Carolus Linnaeus)在在植物种植物种志志中采用了双名法。中采用了双名法。 林林 奈奈(17071778)每一种植物的种名，都由每一种植物的

9、种名，都由2个个拉丁字或拉丁化形式的字构成；拉丁字或拉丁化形式的字构成；前面前面1个字为属名，代表该植物所个字为属名，代表该植物所从属的分类单位，词首字母大写；从属的分类单位，词首字母大写；第第2个字为种加词（个字为种加词（specific epithet），词首字母小写；均用），词首字母小写；均用斜体。斜体。例：人参例：人参 Panax ginseng 一个完整的学名，除属名和种加一个完整的学名，除属名和种加词之外，在最后还应加上命名人姓词之外，在最后还应加上命名人姓名的缩写。名的缩写。 例：人参例：人参 Panax ginseng C. A. Mey 杏杏 Prunus armenica

10、L. 1867年，德堪多年，德堪多(A. P. Decandono)等拟定出等拟定出国际植物命名法规则国际植物命名法规则(International Code of Botanical Nomenclature)。 种以下单位种以下单位 亚种亚种 用用ssp. 表示表示 大麻大麻 Cannabis sativa L. ssp. indica (Lam.) Small. et Cronq. 变种变种 用用var.表示表示 蒙古黄芪蒙古黄芪 Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge. var. monghlicus (Bge.) Hsiao 变型变型 用用f.表示表

11、示 怀庆地黄怀庆地黄 Rhamannia glutinosa Libosch. f. hueichingensis (Chao et Schin) Hsiao 组合组合 轮叶沙参轮叶沙参 Adenopora tetraphylla (Thunb.) Fisch. 归并归并 益母草益母草 Leonurus japonicus Houtt. L. artemisia (Lour.) S. Y. Hu L. heterophyllus Sweet. 共同发表共同发表 化香树化香树 Platycarya strobilacea Sieb. et Zucc. 依据发表依据发表 太子参太子参 Pseudo

12、stellaria heterophylla (Miq.) Pax ex Pax et Hoffm.四、植物分类学进展四、植物分类学进展细胞分类学细胞分类学通过研究染色体各个方面的通过研究染色体各个方面的资料来研究生物的变异规律，以资料来研究生物的变异规律，以探讨各种生物之间的关系和起源。探讨各种生物之间的关系和起源。细胞学资料包括染色体的数目、细胞学资料包括染色体的数目、染色体的形态和组型分析。染色体的形态和组型分析。应用范例：芍药属系统地位应用范例：芍药属系统地位的确定的确定化学分类学化学分类学利用化学的特征，研究植物体变异的规律，利用化学的特征，研究植物体变异的规律，提示物种在分子水平止

13、所反映出来的特有现象，提示物种在分子水平止所反映出来的特有现象，从而探索各种植物之间的关系和起源。从而探索各种植物之间的关系和起源。在分类学中的应用的植物化学特征有：在分类学中的应用的植物化学特征有：l. 直接可见到的物质，包括淀粉粒和针晶体直接可见到的物质，包括淀粉粒和针晶体(raphides)。2植物本身的产物，即植物碱、黄酮类和植物本身的产物，即植物碱、黄酮类和萜烯类等。萜烯类等。3蛋白质的血清鉴定和电泳。蛋白质的血清鉴定和电泳。应用范例：人参属的化学分类应用范例：人参属的化学分类数量分类学数量分类学数量分类学用数量的方法来评价有机体类群间数量分类学用数量的方法来评价有机体类群间的相似性

14、，并根据相似性值把某些类群归成更高阶的相似性，并根据相似性值把某些类群归成更高阶层的分类群层的分类群(Taxa)。它以表型特征为基础，利用有。它以表型特征为基础，利用有机体大量性状机体大量性状(包括形态学的、细胞学的和生物化包括形态学的、细胞学的和生物化学等的各种性状学等的各种性状)、数据，按一定的数学模型、数据，按一定的数学模型(Model)，应用电子计算机运算得出的结果，从而，应用电子计算机运算得出的结果，从而作出有机体的定量比较。作出有机体的定量比较。它不仅运用的性状数量多，运算速度快，而且它不仅运用的性状数量多，运算速度快，而且没有偏见，比较客观，这是以往分类学家难以做到没有偏见，比较

15、客观，这是以往分类学家难以做到的。经过这种处理所得到的分类群之间的关系，不的。经过这种处理所得到的分类群之间的关系，不是凭经验的判断，而是凭大量的性状并可验证的，是凭经验的判断，而是凭大量的性状并可验证的，因为这个关系是用一定的精确标准计算得来的。因为这个关系是用一定的精确标准计算得来的。由其派生出分支分类学等。由其派生出分支分类学等。分子系统学分子系统学随着分子生物学的发展，分子证据，主要是一些基因序列，随着分子生物学的发展，分子证据，主要是一些基因序列，逐渐应用于分类学研究。逐渐应用于分类学研究。在属、种级水平，常用的序列是核核糖体在属、种级水平，常用的序列是核核糖体DNA (nrDNA)

16、的的转录间隔区（转录间隔区（Internal Transcribed Spacer, ITS）。它可示意为）。它可示意为18s rDNA ITS1 5.8s rDNA ITS2 28s rDNA。此结构在植。此结构在植物核基因组中是高度重复的，千万个拷贝以串联重复方式出现物核基因组中是高度重复的，千万个拷贝以串联重复方式出现在一个或多个染色体基因位点上，有利于发现、扩增、克隆和在一个或多个染色体基因位点上，有利于发现、扩增、克隆和测序。这些重复单位经历一致进化，可对测序。这些重复单位经历一致进化，可对nrDNA PCR产物直接产物直接测序，不同居群样本的序列也基本一致。测序，不同居群样本的序列也基本一致。ITS区序列短，具有长区序列短，具有长度保守性（度保守性（ITS1:187298bp，ITS2:187252bp）和核苷酸序列）和核苷酸序列的高度变异性（每个区成对序列趋异百分率在的高度变异性（每个区成对序列趋异百分率在410%），而且），而且在两个间隔区的两侧都有高度保守的序列存在，使得这一