植物学课件：13蕨类植物

维管植物的特征

1、维管系统：由木质部、韧皮部组成；

2、多为陆生，只有少数（蕨类）在受精过程中需要水。

3、生活史中，孢子体占优势，配子体占劣势或寄生于孢子体上。维管植物（vascularplant）全世界共有蕨类植物12000多种，我国有2600多种，占世界的1/5强。蕨类植物多数土生或石生，少数附生或水生；多数耐阴，少数喜阳。从植株大小来看，有高达十多米的桫椤，也有高仅几毫米的满江红；蕨类植物的形态特征蕨类植物也称羊齿植物；属于颈卵器植物、维管植物、孢子植物。有明显的世代交替，孢子体和配子体均能独立生活，但蕨类植物的孢子体远比配子体发达。配子体为小型的叶状体（原叶体）。植物体有了根、茎、叶的分化，出现了维管组织，维管组织是由木质部和韧皮部组成。蕨类植物门（Pteridophyta）主要特征孢子体绝大多数是多年生草本，有根、茎和叶的分化。

1.根：无主根。大多数具有不定根，少数为假根。

2.茎：高等蕨类大多仅具根状茎；低等蕨类多具直立茎，二叉分枝；有一些种类既有气生茎，又有根状茎。

一、孢子体从进化水平上分：

小型叶：无叶柄、叶隙，仅有一条不分枝的叶脉。

大型叶：具叶柄，有或无叶隙，叶脉多分枝。从功能上分：

孢子叶：能产生孢子囊和孢子的叶，又称能育叶。

营养叶：仅能进行光合作用的叶，也称不育叶。

同型叶：有些蕨类的营养叶和孢子叶是不分的，而且形状相同，称同型叶。

异型叶：同一植株上的营养叶和孢子叶有明显的形态差异，称异型叶。3、叶：大多数为深绿色或翠绿色，也有的为棕红色、银白色等多种色彩。江南卷柏东方荚果蕨从形态上分：

单叶：叶柄上仅具一个叶片。

复叶：由叶柄、叶轴、羽片和羽轴等组成，自叶柄上部延伸的叶轴上有多个叶片。桫椤科桫椤在低等的蕨类植物中：

孢子叶球或孢子叶穗---孢子叶集生在枝顶端，形成球状或穗状。孢子囊通常单独生在孢子叶的近轴面叶脉或叶子基部。

4.孢子囊和孢子扁枝石松在高等的蕨类植物中：

孢子囊群---孢子囊通常生在孢子叶的背面、边缘或生在一个特化的孢子叶上，并且形成各种形状的孢子囊群或堆，有或无囊群盖。孢子囊从结构和发育上分为2类：

厚孢子囊：孢子叶的一群原始细胞发育产生，孢子囊成熟时壁由多层细胞组成。

薄孢子囊：孢子叶的一个原始细胞发育产生，孢子囊成熟时壁由一层细胞组成。孢子囊和孢子

Soriareclustersofsporangiafoundontheundersidesofleavesofferns.(a)InDennstaedtia

punctilobulaandotherfernsofthisgenus,thesoriarebare.(b)Inthebrackenfern（Pteridium

aqui-linum)shownhere,aswellasinthemaidenhairferns(Adiantum),thesoriarelocatedalongthemarginsoftheleafblades,whicharerolledbackoverthem.(c)Intheevergreenwoodfern(Dryop-teris

marginalis),thesori,whicharealsolocatednearthesurfaceoftheleafblades,arecompletelycoveredbykidney-shapedindusia.(d)InOnoclea

sensibilis,thesoriareenfoldedbyglobularlobesofthepinna(leaflet)andthereforenotvisible.Afteroverwintering,thelobesseparateslightly,andthesporesarereleasedearlyinthespring,oftenoverthesnow.红盖鳞毛蕨

同型孢子：雌雄孢子相同。

异型孢子：雌雄孢子不同，雌性孢子大，雄性孢子小。5、孢子：形态上分为：

四面型：辐射对称，三裂缝。肾形：两侧对称，单裂缝。

原始类型：生长在地下，辐射对称的圆柱体或块状，无叶绿素，与真菌共生，具二叉分枝，有假根。

大多数蕨类：生在阴湿的地表，具背腹分化的绿色叶状体。腹面产生颈卵器和精子器。独立生活。精子器颈卵器二、配子体又称原叶体孢子萌发后，形成配子体。小型，结构简单，生活期较短。

原始类型为块状或圆柱状，埋于土中，通过菌根取得营养；进化类型的原叶体为绿色、有背腹之分的叶状体，腹面有假根、颈卵器和精子器，精子多鞭毛，受精时离不开水。配子体又称原叶体幼孢子体三、蕨类植物的生活史合子孢子体孢子母细胞孢子原叶体(配子体)颈卵器精子器精子卵细胞受精作用减数分裂2N孢子体世代(无性世代)N配子体世代(有性世代)胚第三蕨类植物的分类

本教材采用我国蕨类植物分类学家秦仁昌于1978年提出的分类系统，他将蕨类植物门分为5个亚门，即：秦仁昌院士秦仁昌（1898-1986），江苏省武进县人，是一位著名的科学家。编写了《中国高等植物图鉴》中的蕨类植物部分和杜鹃花科部分。60多年来，他共发表论文160多篇，出版专著和翻译书15本。翻译了80多万字的《植物学拉丁文》一书，编译了《现代科技辞典》和《大不列颠百科全书》中的植物学部分，组织和审改了《韦氏大辞典》植物学部分的译稿。

秦仁昌是中国蕨类植物学的奠基人，是作出卓越贡献的世界蕨类植物系统学权威之一。

正如美国蕨类植物学权威科泼兰特1947年在其巨著《真蕨属志》一书的序言中所说：“在极端困难的条件下，秦仁昌不知疲倦地为中国在科学的进步中赢得了一个新的地位”。秦仁昌为祖国争得了荣誉，为中国和世界的植物学发展立下了不朽的功勋。1.石松亚门（Lycophytina）:茎直立或匍匐，小型叶，轮生、螺旋、交互对生，宿存，孢子囊单生于叶腋。2.水韭亚门（Isoephytina）：茎为块状，条形叶，孢子囊生于孢子叶的凹穴中，孢子异形。3.松叶蕨亚门（Psilophytina）：无根，具根状茎、气生茎，叶鳞片状，2－3个孢子囊聚生，孢子同形。4.楔叶亚门（Sphenophytina）：具根状茎、气生茎，茎具明显的节，叶轮生成鞘状，孢子囊生于胞囊柄上。5.真蕨亚门（Filicophytina）：大型叶，茎多为根状茎，孢子囊生于孢子叶的边缘、背面或特化的孢子叶上，聚成各种形状的孢子囊群。配子体多为背腹性的叶状体。

1、孢子体

根：不定根。

茎：匍匐茎、直立茎。匍匐茎多数具有根托（无叶的枝，先端生有不定根）。茎的内部结构：表皮、皮层、中柱。

根与茎均呈二叉分枝。有的化石种类是高大树木，但都已灭绝。现存的种类，都是小型草本植物。如石松、卷柏。

A、石松亚门（Lycophytina）石松类螺旋排列。孢子囊：每一孢子叶的基部生一个孢子囊，许多孢子叶常密集生于枝顶，组成孢子叶球或孢子囊穗。孢子同型。卷柏类通常排成4行，左右2行较大，称侧叶，中间2行较小，称中叶，侧叶和中叶对生，每片叶的近叶腋处生有一小的片状结构，称为叶舌；孢子囊有大、小之分，孢子异型。叶：鳞片状小型叶，互生或对生，有气孔。扁枝石松2、配子体

雄配子体不等分裂小孢子

n

精子器原始细胞（大）原叶体细胞（小，不分裂）精子器雌配子体大孢子

n许多自由核营养组织突出部分：颈卵器多次核分裂由内向外形成壁8个颈细胞1个颈沟细胞1个腹沟细胞1个卵精子器壁（一层细胞）初生精原细胞精子卷柏属

(Selaginella)的生活史伏地卷柏(S.sinensis)缘毛卷柏卷柏科薄叶卷柏卷柏科薄叶卷柏卷柏科深绿卷柏石松孢子体形似韭菜，茎粗短块状、基部具根托，茎下部众沟内有不定根，茎有部分次生生长结构。叶细长丛生，螺旋状紧密排列。孢子囊生于孢子叶基部特化的小穴中，孢子异型。配子体极度退化，由雌、雄配子之分，精子多鞭毛。最常见的为中华水韭。

B、水韭亚门（Isoephytina）中华水韭中华水韭

是最原始的蕨类，具有以下特征：孢子体分根状茎与气生枝，上部能行光合作用。仅是假根（幼时具真根）。鳞片状小型叶，无叶脉及气孔。孢子囊三室，由三个孢子囊聚合而成，生于孢子叶腋内，同型孢子。配子体不规则圆筒状，具假根，精子多鞭毛。

C、松叶蕨亚门（Psilophytina）松叶蕨科松叶蕨松叶蕨科松叶蕨D、

楔叶亚门（Sphenophytina）1、孢子体：问荆属（Equisetum）

多年生草本。

茎：有节和节间分化，节间中空。

根状茎：棕色，节上生有不定根

气生茎：一年生，表面有纵肋，脊和沟相间，节上有一轮鳞片状叶，基部联合成鞘状

有些种类气生茎营养枝生殖枝问荆属（Equisetum）的孢子叶球、生殖枝和营养枝孢子叶球：纺锤形，孢囊柄聚生而成。孢囊柄：孢子叶盾状，孢子囊悬挂在孢囊柄内侧周围。孢子：同型，具弹丝。

有背腹性垫状组织，下侧生有假根；上部带状裂片，绿色。

颈卵器，颈短。

精子器，下陷在组织内。颈卵器精子器

2、配子体问荆属（Equisetum）的生活史问荆

是蕨类植物中最大的类群。化石种类也不少，现代真蕨广布于热、亚热带、温带，生于较潮湿的地方。绝大部分为草本，都具有大型叶，孢子囊生于叶的背面或边缘，许多孢子囊常聚成囊群（sorus）。孢子是同型的，很少异型。配子体小，一般为绿色心脏形原叶体，精子都是螺旋状具多数鞭毛，受精作用仍然脱离不了水。如水龙骨属。

E、真蕨亚门（Filicophytina）

多年生草本。

根：多为不定根；为真根。

茎：多根状茎；

叶：大型叶，同型或异型。单叶或复叶。幼叶拳卷。（叶轴）

叶脉：分离型、中间型、网结型

孢子囊群：孢子囊穗、囊群盖有或没有；孢子囊群各种形状。

孢子囊：原始：囊壁多层细胞、无环带；进化：囊壁一层细胞、有环带。环带类型：顶生、横生、斜生、纵行。其中纵行环带最为进化，多数种类具纵行环带。1、孢子体贯众属（Cyrtomium）的孢子囊群及囊群盖颈卵器精子器2、配子体，原叶体3、真蕨纲的生活史

蕨类植物的有性生殖属于卵式生殖，在生活史中孢子体发达，配子体简单，但是可以独立生活。瓶尔小草科瓶尔小草科紫萁粗齿紫萁紫萁科华南紫萁紫萁科华南紫萁紫萁科华南紫萁桫椤科桫椤桫椤科桫椤孢子囊铁角蕨槲蕨槲蕨荚果蕨亮毛蕨岩蕨边缘鳞盖蕨黄山鳞毛蕨肾蕨苹科、槐叶苹科和满江红科水生或湿生植物。大小孢子囊生长在同一或不同的孢子果中。孢子果的壁是由叶片或囊群盖变态形成。表

1-1蕨类植物

5

个亚门主要特征比较特征石松亚门松叶蕨亚门水韭亚门楔叶亚门真蕨亚门孢子体根真根假根真根真根真根茎地上茎直立或匍匐具根状茎和直立地上茎

具块茎具根状茎和直立地上茎,具明显的节与节间的分化,节间中空具根状茎,极少具直立地上茎叶小型叶,具1条叶脉,具叶舌或无小型叶,具1条叶脉或无小型叶,细长条形,具叶舌小型叶,鳞片状联合成鞘状,非绿色,具1条叶脉大型叶,幼时拳卷,单叶或复叶孢子囊孢子囊孢子囊壁厚,单生于孢子叶叶腋基部,在枝端形成孢子叶球孢子囊壁厚,2个或

3个形成聚囊孢子囊壁厚,生于孢子叶基部的凹穴中孢子囊壁厚,5~10个生于盾状孢囊柄下面,在枝端形成孢子叶球孢子囊壁薄,极少孢子囊壁厚,孢子囊聚集成囊群,生于孢子叶背面或背缘,具囊群盖或无孢子孢子同型或异型,四面型孢子同型,球型四面型孢子异型,大孢子四面型,小孢子两面型孢子同型,球形四面型,具弹丝孢子同型,少数水生蕨类孢子异型,四面型或两面型配子体形态柱状、不规则块状等,与真菌共生,少数具叶绿素或在孢子壁内发育柱状,与真菌共生在大、小孢子壁内发育垫状,绿色自养心脏形,绿色自养精子纺锤形或长卵形,具2条鞭毛螺旋形,具多条纤毛螺旋形,具多条纤毛螺旋形,具多条纤毛螺旋形,具多条纤毛蕨类植物的经济价值1、药用；2、食用；3、工业生产上的应用；煤层。4、指示植物；5、农业生产上的应用；6、观赏；

许多蕨类植物古朴、典雅、清纯、形态优美、羽叶奇特，四季常青，具有极高的观赏价值，既可作盆栽供室内观赏，又可作公园和道路绿化，还可作鲜切叶配花或干叶制作工艺品。在欧美的一些国家，观赏蕨类已经成为花卉行业的一个重要组成部分，早已进入家庭居室、宾馆、商场、办公楼和其它公共场所。目前全世界已开发利用观赏蕨类700多种，主要集中在美国、荷兰、日本等发达国家。

我国已走向市场的观赏蕨类有十多种，如：鹿角蕨、金毛狗、鸟巢蕨、福建观音座莲、铁线蕨、灯笼草、肾蕨、槲蕨。自20世纪80年代以来有少数单位对观赏蕨类做过一些研究工作，如贵州植物园、杭州铁路林场、北京植物园、哈尔滨师大、中科院昆明植物所、华南植物所等。主要观赏种类

我国具有较高观赏价值的蕨类有几百种，例如：鹿角蕨、桫椤、鸟巢蕨、福建观音座莲、灯笼草、肾蕨、铁线蕨、翅轴蹄盖蕨、银粉背蕨、卷柏、密叶