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1、Section6裸子植物裸子植物门Gymnospermaen裸子植物裸子植物门的主要特征的主要特征n裸子植物裸子植物门的分的分类n裸子植物的裸子植物的经济价价值n裸子植物裸子植物门的起源与演化的起源与演化1.Maincharactern裸子植物：能裸子植物：能产生种子，但种子裸露的高等植生种子，但种子裸露的高等植物。物。n孢子体子体发达，具形成达，具形成层和次生和次生结构构n配子体配子体简化化n具裸露的胚珠和种子具裸露的胚珠和种子n形成花粉管形成花粉管n常具多胚常具多胚现象（象（polyembryony）n花粉管和种子的形成，是植物花粉管和种子的形成，是植物进化化过程程中的一次中的一次飞跃，是
2、裸子植物的重要特征。，是裸子植物的重要特征。n裸子植物是既保留着裸子植物是既保留着颈卵器卵器，又能，又能产生生种子种子，是介于，是介于蕨蕨类植物和被子植物之植物和被子植物之间的一群的一群维管植物。管植物。单核花粉核花粉单核花粉核花粉小小孢子子多核胚囊多核胚囊胚乳（雌配子体）胚乳（雌配子体）雌配子体雌配子体多核花粉多核花粉多核花粉多核花粉雄配子体雄配子体单核胚囊核胚囊单核胚囊核胚囊大大孢子子胚珠（珠心）胚珠（珠心）胚珠（珠心）胚珠（珠心）大大孢子囊子囊花粉囊花粉囊花粉囊花粉囊小小孢子囊子囊心皮心皮珠珠鳞等等大大孢子叶子叶雄蕊雄蕊小小孢子叶子叶小小孢子叶子叶花花球花（球花（孢子叶球）子叶球）孢子叶
3、球子叶球被子植物被子植物裸子植物裸子植物蕨蕨类植物植物种子植物种子植物孢子植物子植物裸子植物繁殖器官与蕨裸子植物繁殖器官与蕨裸子植物繁殖器官与蕨裸子植物繁殖器官与蕨类类和被子植物的名和被子植物的名和被子植物的名和被子植物的名词对词对照照照照2.classificationn现存裸子植物有存裸子植物有12科科71属属800余种，我国有余种，我国有41属属236种。种。n裸子植物裸子植物门通常分通常分为5纲（郑万万钧系系统）：）：苏铁纲（Cycadopsida）银杏杏纲（Ginkgopsida）松柏松柏纲（Coniferopsida）、）、红豆杉豆杉纲（紫杉（紫杉纲）（Taxopsida）买麻藤麻
4、藤纲（Gnetopsida）n但但Judd等人（等人（1999）根据分子系）根据分子系统学学证据，将据，将红豆杉豆杉纲（紫杉（紫杉纲）（）（Taxopsida）并入松柏）并入松柏纲，即，即4纲系系统。3.Economicvaluen1）重要的材用）重要的材用树种种n2）重要的工）重要的工业原料原料提取提取树脂、栲胶、芳香油等工脂、栲胶、芳香油等工业原料。原料。n3）庭园）庭园绿化的重要化的重要树种种n4）药用植物的重要成用植物的重要成员草麻黄的茎、草麻黄的茎、银杏的种子（白果）是杏的种子（白果）是传统的的药材。材。银杏的叶近年已成杏的叶近年已成为制制药的重要原料。的重要原料。从从红豆杉的豆杉的
5、树皮中提取的紫杉醇，皮中提取的紫杉醇，对治治疗癌症有很好效果。癌症有很好效果。n5）深受）深受欢迎的干果迎的干果白果、香榧子、松子（白果、香榧子、松子（红松或松或华山松山松的种子）等松脆可口、的种子）等松脆可口、别具具风味，是著名的干果。味，是著名的干果。4Originandevolutionn由于裸子植物通常具有颈卵器，现代的苏铁和银杏等裸子植物的原始类型，由于裸子植物通常具有颈卵器，现代的苏铁和银杏等裸子植物的原始类型，还具有多数鞭毛的游动精子。一般认为还具有多数鞭毛的游动精子。一般认为裸子植物是从蕨类植物演化而来裸子植物是从蕨类植物演化而来的。的。n从苏铁等具大型叶、厚囊型孢子囊及异型孢
6、子等特征看，裸子植物很可能是从苏铁等具大型叶、厚囊型孢子囊及异型孢子等特征看，裸子植物很可能是起源于中泥盆纪地层出现的原始蕨类植物起源于中泥盆纪地层出现的原始蕨类植物古蕨属古蕨属，它可能是，它可能是裸子植物的远祖裸子植物的远祖。n上泥盆纪出现的上泥盆纪出现的种子蕨种子蕨，虽还无真正的种子，但却，虽还无真正的种子，但却具有胚珠具有胚珠，它可能是，它可能是向裸向裸子植物演化的高级过渡类型子植物演化的高级过渡类型。n种子蕨类植物在石炭纪和二迭纪时期，于北半球曾极为繁荣，后演化出拟苏种子蕨类植物在石炭纪和二迭纪时期，于北半球曾极为繁荣，后演化出拟苏铁植物（本内苏铁）和苛得狄植物。铁植物（本内苏铁）和苛
7、得狄植物。n拟苏铁植物可能直接起源于髓木类的种子蕨植物，现存的苏铁纲植物与髓木拟苏铁植物可能直接起源于髓木类的种子蕨植物，现存的苏铁纲植物与髓木植物以及拟苏铁植物均有许多共同之处，可能是它们的后裔。植物以及拟苏铁植物均有许多共同之处，可能是它们的后裔。n银杏植物和松柏植物，无疑地也是苛得狄植物的后裔。银杏植物和松柏植物，无疑地也是苛得狄植物的后裔。n买麻藤植物在现代的裸子植物中是比较特殊和孤立的一群，根据孢子叶球的买麻藤植物在现代的裸子植物中是比较特殊和孤立的一群，根据孢子叶球的特性，被认为很可能是强烈退化和特化了的拟苏铁植物的后裔。特性，被认为很可能是强烈退化和特化了的拟苏铁植物的后裔。孢子
8、体子体发达，具形成达，具形成层和次生和次生结构构n木木质部大多只有管胞，而部大多只有管胞，而韧皮部只有皮部只有筛胞而无胞而无筛管和伴胞。管和伴胞。n叶叶为针形、条形或形、条形或鳞形极少数是扁平的形极少数是扁平的阔叶，叶表皮有叶，叶表皮有较厚的角厚的角质层和下陷气和下陷气孔，气孔排列成浅色的气孔孔，气孔排列成浅色的气孔带(stomatal)，更适，更适应陆生生环境。境。1.2配子体配子体简化化n配子体比蕨配子体比蕨类植物退化且完全寄生在植物退化且完全寄生在孢子体上。子体上。n小小孢子子发育成雄配子体通常育成雄配子体通常仅经过5次分裂，次分裂，产生生6个个细胞（包括胞（包括2个原叶个原叶细胞、胞、
9、1个管个管细胞、胞、1个柄个柄细胞和胞和2个精子）。个精子）。n大大孢子子经多次分裂多次分裂发育成雌配子体（胚囊）。育成雌配子体（胚囊）。n近珠孔端近珠孔端产生生2至多个至多个结构构简化的化的颈卵器卵器。n颈卵器卵器结构构简单，仅有有2-4个个颈壁壁细胞、胞、1个腹沟个腹沟细胞和胞和1个卵个卵细胞，无胞，无颈沟沟细胞。胞。1.3具裸露的胚珠具裸露的胚珠n裸子植物的裸子植物的孢子叶大多数聚生成球果状，称子叶大多数聚生成球果状，称孢子叶球子叶球（strobilus），通常），通常单性；性；n小小孢子叶聚生成小子叶聚生成小孢子叶球，每个小子叶球，每个小孢子叶上着生子叶上着生2-多数小多数小孢子囊；子
10、囊；n大大孢子叶子叶丛生或聚生成大生或聚生成大孢子叶球，大子叶球，大孢子叶形子叶形态各各异：异：羽状分裂羽状分裂-苏铁纲n特化成特化成珠珠领-银杏杏纲、珠珠鳞-松柏松柏纲、珠托、套被珠托、套被-红豆杉、豆杉、买麻藤麻藤纲类n每个大每个大孢子叶上着生子叶上着生1-数枚裸露的胚珠。数枚裸露的胚珠。1.4形成花粉管形成花粉管n精子大多无鞭毛。花粉一般在精子大多无鞭毛。花粉一般在4个个细胞胞时由由风力力传送，送，经珠孔直达胚珠，在珠心珠孔直达胚珠，在珠心上方形成花粉管，直达胚囊，使其内的上方形成花粉管，直达胚囊，使其内的精子与卵精子与卵结合。合。n胚珠受精后胚珠受精后发育成种子，种子具翅或无育成种子，
11、种子具翅或无翅。种子由胚、胚乳（翅。种子由胚、胚乳（N）和种皮）和种皮组成。成。1.5裸子植物常具多胚裸子植物常具多胚现象象（polyembryony）u多胚的多胚的产生有两个途径：生有两个途径：u简单多胚多胚现象：由一个雌配子体上的几个象：由一个雌配子体上的几个颈卵器同卵器同时受精形成多胚；受精形成多胚；u裂生多胚裂生多胚现象象：仅一个卵受精，在一个卵受精，在发育育过程中，原胚分裂成几个胚。程中，原胚分裂成几个胚。2.1苏铁纲（Cycadopsida）n（1）maincharactern常常绿木本植物，茎干粗壮常不分枝木本植物，茎干粗壮常不分枝;n营养叶大型羽状深裂，集生于茎养叶大型羽状深裂
12、，集生于茎顶;n孢子叶球子叶球顶生，雌雄异株。生，雌雄异株。n精子具有鞭毛精子具有鞭毛(2)Classificationandrepresentativeplantn1目、目、1科、科、9属，近属，近200种，我国种，我国仅1属（属（铁树属）属）15种。种。n代表植物：代表植物：铁树（Cycas revoluta Thunb.）小小孢子叶球子叶球小小孢子叶子叶生物界中最生物界中最大的精子大的精子小小孢子的子的发育育大大孢子叶球子叶球大大孢子叶子叶苏铁苏铁的胚珠及雌配子体的胚珠及雌配子体的胚珠及雌配子体的胚珠及雌配子体A.A.胚珠胚珠胚珠胚珠纵纵切面；切面；切面；切面；B.B.胚珠珠孔端部分放大
13、；胚珠珠孔端部分放大；胚珠珠孔端部分放大；胚珠珠孔端部分放大；C.C.珠心及雌配珠心及雌配珠心及雌配珠心及雌配子体的部分放大；子体的部分放大；子体的部分放大；子体的部分放大；D.D.受精前的珠心及雌配子体部分放大受精前的珠心及雌配子体部分放大受精前的珠心及雌配子体部分放大受精前的珠心及雌配子体部分放大苏铁生活史苏铁生活史苏铁生活史苏铁生活史 孢子体孢子体孢子体孢子体 小孢子叶球小孢子叶球小孢子叶球小孢子叶球小孢子叶小孢子叶小孢子叶小孢子叶花粉囊花粉囊花粉囊花粉囊大孢子叶球大孢子叶球大孢子叶球大孢子叶球大孢子叶大孢子叶大孢子叶大孢子叶胚珠胚珠胚珠胚珠珠被珠被珠被珠被雌配子体雌配子体雌配子体雌配子
14、体卵卵卵卵精子精子精子精子受精卵受精卵受精卵受精卵胚乳胚乳胚乳胚乳种皮种皮种皮种皮胚胚胚胚种子种子种子种子（叶状）（叶状）（叶状）（叶状）银杏杏纲（Ginkgopsida）n（1）maincharactern乔木、多分枝；木、多分枝；n有有长短枝之分；短枝之分；n叶扇形，二裂，叉状脉序；叶扇形，二裂，叉状脉序；n孢子叶子叶单性异株；性异株；n精子多鞭毛（精子多鞭毛（原始性状原始性状）；）；n种子种子核果状核果状。(2)classificationn1目目1科科1属属1种：种：n银杏杏(Ginkgo bilobaL.)n金黄色果金黄色果实二裂的二裂的外种皮有外种皮有剧毒，注意安全！毒，注意安全！
15、种仁（白果）供食用及种仁（白果）供食用及药用。用。松柏松柏纲（Coniferopsida)n(1)maincharactern常常绿或落叶或落叶乔木；木；茎多分枝，常有茎多分枝，常有长短、枝之分，具短、枝之分，具树脂道。脂道。叶叶针形、形、鳞状、条形，少状、条形，少钻形、刺状或披形、刺状或披针形，形，叶叶单生或成束，螺旋状着生或交互生或成束，螺旋状着生或交互对生，稀生，稀轮生。生。孢子叶球子叶球单性性(常称雌球花和雄球花），常呈球果状，常称雌球花和雄球花），常呈球果状，雌雄同株或异株。雌雄同株或异株。精子无鞭毛。精子无鞭毛。大大孢子叶常子叶常宽厚，称珠厚，称珠鳞（活种（活种鳞)；或或为囊状、囊
16、状、盘状，称套被或珠托。状，称套被或珠托。n每每1珠珠鳞的下面有的下面有1苞苞鳞，苞苞鳞是失去生殖能力的大是失去生殖能力的大孢子叶。子叶。珠珠鳞和苞和苞鳞离生、半合生或完全合生。离生、半合生或完全合生。n种子有翅或无翅，有的具肉种子有翅或无翅，有的具肉质假种皮或外种皮，假种皮或外种皮，胚乳丰富，子叶胚乳丰富，子叶210枚。枚。(2)Lifehistory(以松科以松科Pinaceae松属松属Pinus 为例例)n松属的孢子体松属的孢子体n高大多年生常绿乔木，单轴分枝，主干直立，高大多年生常绿乔木，单轴分枝，主干直立，旁枝轮旁枝轮生，具长枝和短枝。生，具长枝和短枝。n长枝上生鳞叶，腋内生短枝，短
17、枝极短，顶长枝上生鳞叶，腋内生短枝，短枝极短，顶生生1束针形叶，每束通常束针形叶，每束通常2、3、5个叶，基部个叶，基部常有薄膜状的叶鞘常有薄膜状的叶鞘812枚（由芽鳞变成）包枚（由芽鳞变成）包围，叶内有围，叶内有1或或2条维管束和几个树脂道。条维管束和几个树脂道。n孢子叶球单性，同株孢子叶球单性，同株小孢子叶球（雄球花）小孢子叶球（雄球花）常聚生于每年新生的长常聚生于每年新生的长枝基部；枝基部；排列如穗状排列如穗状大孢子叶球（雌球花）大孢子叶球（雌球花）常常1数个着生于新枝数个着生于新枝的近基部。的近基部。雄配子体的雄配子体的发育：育：n第一第一阶段：小段：小孢子在小子在小孢子囊内萌子囊内萌
18、发，经过3次分裂，形成具次分裂，形成具4个个细胞的幼雄配子体。胞的幼雄配子体。包括：包括：2个退化原叶体个退化原叶体细胞，胞，1个管个管细胞胞,1个生个生殖殖细胞。胞。n第二第二阶段：段：传粉后，花粉粒在胚珠的珠孔粉后，花粉粒在胚珠的珠孔处长出花粉管。出花粉管。n生殖生殖细胞胞经2次分裂：次分裂：生殖生殖细胞分裂形成胞分裂形成1个柄个柄细胞和胞和1个体个体细胞；胞；体体细胞分裂形成胞分裂形成2个不具鞭毛的精子。个不具鞭毛的精子。此此时花粉管花粉管为成熟的雄配子体。成熟的雄配子体。大大孢子叶球子叶球n大大孢子叶球是由子叶球是由大大孢子叶子叶构成的构成的;n大大孢子叶由两部分子叶由两部分组成：下面
19、成：下面较小的薄片称小的薄片称为苞苞鳞；上面；上面较大而大而顶部肥厚的部分称部肥厚的部分称为珠珠鳞也叫果也叫果鳞或种或种鳞。一般。一般认为珠珠鳞是大是大孢子叶子叶，苞苞鳞是失去生殖能力的大是失去生殖能力的大孢子叶子叶。n每每1珠珠鳞的基部近的基部近轴面着生面着生2个胚珠个胚珠，胚珠由，胚珠由1层珠被和珠珠被和珠心心组成，珠被包成，珠被包围着珠心，形成珠孔。着珠心，形成珠孔。珠心即珠心即大大孢子囊子囊，中中间有有1个个细胞胞发育成大育成大孢子母子母细胞，胞，经过两次两次连续分裂分裂（其中一次是减数分裂），形成（其中一次是减数分裂），形成4个个大大孢子子，排列成，排列成1列称列称为“链状四分体状四
20、分体”。n通常只有合点端的通常只有合点端的1个大个大孢子子发育成雌配子体，其余育成雌配子体，其余3个退个退化。化。n合点端大合点端大孢子子进一步分裂一步分裂发育，珠孔端有些育，珠孔端有些细胞膨大胞膨大发育育成成27个无个无颈部的部的颈卵器。卵器。颈卵器具卵器具1个大形的卵个大形的卵细胞。胞。其余部分其余部分发育成育成单倍的胚乳。倍的胚乳。传粉与受精粉与受精n传粉后，至第二年夏季，粉后，至第二年夏季，约经13个月，个月，花粉管和花粉管和颈卵器才卵器才发育完成并育完成并进行受精行受精作用。受精作用。受精时花粉管内的管花粉管内的管细胞、柄胞、柄细胞及胞及2个精子都一起流入卵个精子都一起流入卵细胞中，
21、但胞中，但仅1个精子核与卵核个精子核与卵核结合形成受精卵。合形成受精卵。（3）分类及代表植物分类及代表植物n全世界全世界7科科51属属600余种；余种；n我国我国产6科科23属属180余种，引种余种，引种1科科7属属50余种；余种；n我国是松柏我国是松柏纲植物最古老的起源地、最丰富的国家、植物最古老的起源地、最丰富的国家、富含特有属和特有种以及第三富含特有属和特有种以及第三纪孑孑遗植物；植物；n多多为庭园庭园绿化化树种和造林种和造林树种。种。银杉（杉（Cathaya argyrophylla ChunetKuang）一一级重点保重点保护植物；植物；百山祖冷杉百山祖冷杉(A.beshanzuen
22、sisM.H.Wu)产浙江浙江庆元百山祖，元百山祖，现存存仅3株母株母树，处于极于极濒危状危状态，被列被列为国家一国家一级保保护植物。植物。世界五大世界五大观赏裸子植物裸子植物金金钱松松，雪松雪松（松科），（松科），金松金松，北美北美红杉杉（杉科），（杉科），南洋杉南洋杉（南（南洋杉科洋杉科)水杉（水杉（Metasequoia glyptostroboidesMetasequoia glyptostroboides Hu et Cheng Hu et Cheng）买麻藤麻藤纲（倪藤（倪藤纲）(Gnetopsida)n（1）maincharacter次生木次生木质部有部有导管，无管，无树脂道。脂
23、道。叶叶对生或生或轮生。生。孢子叶球有子叶球有类似花被的盖被似花被的盖被，或有，或有两性的痕迹两性的痕迹。胚珠具珠孔管。胚珠具珠孔管。精子无鞭毛，精子无鞭毛，颈卵器极其退化或无卵器极其退化或无。种子包于由盖被种子包于由盖被发育的假种皮中，胚乳丰富。育的假种皮中，胚乳丰富。(2)classificationn麻黄科麻黄科Ephedraceaen买麻藤科麻藤科Gnetaceaen百百岁兰科科Welwitschiaceae麻黄属（麻黄属（Ephedra）买麻藤属麻藤属Gnetum百百岁兰百百百百岁兰岁兰科科科科典型旱生植物，分布非洲典型旱生植物，分布非洲西南部，靠近海岸的沙漠西南部，靠近海岸的沙漠地地带。珠珠鳞：松柏松柏类珠珠领：银杏杏珠托：珠托：红豆杉豆杉套被：套被：罗汉松松羽状大羽状大孢子叶：子叶：苏铁大大孢子叶的子叶的变态