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文檔簡介

1、生命的基本特征1、 化學成分的同一性2、 嚴整有序的結構生命的基本結構和功能單位是細胞。3、 新陳代謝(生物是有選擇性的開放系統,生物與環境不斷進行物質與能量的交換,包括同化作用與異化作用,新陳代謝維持生物體的有序性。)4、 生長發育(細胞的生長和數量的增加;成熟過程(發育)生長發育是由遺傳決定的穩定的過程)5、 繁殖遺傳6、 應激性與運動7、 適應適應有兩方面的含義:(1)生物的結構都適應于一定的功能;(2)生物的結構和功能適應于該生物在一定環境條件下的生存和延續。適應是生物界普遍存在的現象。8、 演變和進化囊膜(很多動物病毒具有)-是一層由脂類雙分子層構成的外衣,它來自寄主的細胞膜或核膜。

2、人類及動物傳染病的主要原因 艾滋病、天花、流感、麻疹、肝炎、登革熱、牛痘、狂犬病、動物口蹄疫。15%的腫瘤是病毒引起 無脊椎動物病毒,1700多,如蝦、蜂、蠶,病毒殺蟲 植物疾病-600多 煙草花葉病、水稻黃矮病等。 微生物病毒(包括真菌病毒),6種形態,細菌細胞結構A. 核質體:是原核生物細胞內,無核膜、核仁,不與組蛋白結合,無定形,大型閉合環狀,超螺旋的雙鏈DNA分子B. 質粒:是較核質體小的共價閉合環狀,雙鏈互補的超螺旋結構的DNA。能獨立復制,也能插入細菌染色體中或從中脫出。也可攜帶外源DNA片段共同復制。C. 細胞膜D. 細胞壁(肽聚糖)E. 纖毛F. 鞭毛 運動功能細菌莢膜:多糖類

3、物質,具有抵抗吞噬及體液中殺菌物質的作用。細菌革蘭氏染色 紫色陽性 粉色陰性由于細胞壁肽聚糖的厚薄所至細菌的繁殖細菌以二分裂方式無性繁殖(20分鐘/代)群體形式-菌落。細菌1)人體細菌-共棲細菌、致病細菌:鼠疫、霍亂、猩紅熱、破傷風、結核、傷寒、百日咳等2)植物細菌病:如土壤農桿菌-導致冠癭瘤3)工業應用 :發酵 食品工業等4)參與生態系統的物質循環。放線菌 G+線狀細菌,有外生孢子,有些事醫用抗生素的產生菌(鏈霉菌屬) G- 好氧桿菌和球菌 廣布 肺炎、淋病、腦膜炎等兼性厭氧桿菌 G- 廣布土壤、植物和動物腸道立克次氏體和衣原體 G-、 砂眼支原體 G- 很多致病菌(沒有細胞壁)G+ 球菌

4、葡萄球菌,鏈球菌等芽孢桿菌和芽孢球菌 G+ 昆蟲病原菌均勻的無芽孢G+桿菌 廣布 乳酸桿菌屬,乳制品產氧光合細菌(藍細菌)G-, 以前稱藍藻藻類:是一群能進行光合作用的原植體植物。藻類的共同特點:1、 植物體一般無根、莖、葉的分化。(稱之為原植體植物)2、 能進行光合作用,營自養營養(質體具有不同的光合色素,特稱為載色體) 。3、 生殖器官多數為單細胞構成。4、 合子不經過胚,直接發育成植物體分類依據:Ø 色素成分和含量、同化產物、Ø 細胞壁的成分、鞭毛的數目和位置、Ø 細胞內的細微構造、生殖方式。 門分布形態結構細胞壁鞭毛光和色素光合產物繁殖代表屬其它藍細菌 多

5、生于淡水單細胞、群體、絲狀體纖維素和胞壁酸無葉綠素a、藻藍素、藻紅素 藻藍淀粉多營養繁殖(細胞直接分裂或斷離繁殖),少無性繁殖,無有性生殖顫藻屬、念珠藻屬、魚腥藻屬(滿江紅共生)裸藻門多有機質豐富的淡水單細胞無等長,頂生1-3葉綠素 a 和 b、類胡蘿卜素(綠色類型)裸藻淀粉細胞縱裂、營養繁殖裸藻屬(眼蟲屬)分無色與綠色類型,多無色,腐生或動物性營養甲藻門多海產單細胞纖維素(殼片)不等長,側生(一橫生,一豎生向后),2葉綠素a、c,類胡蘿卜素甲藻淀粉細胞分裂,營養繁殖,少有性生殖角甲藻屬,多甲藻屬赤潮硅藻門多單細胞,形狀多樣由兩個套合的半片組成,成分為果膠質和硅質;壁上各種花紋,無纖維素僅精子

6、具1條葉綠素a、c,類胡蘿卜素(和葉黃素)金藻昆布糖和油分裂繁殖,有性生殖中心硅藻綱,羽紋硅藻綱,小環藻屬,舟形藻硅藻土赤潮金藻門主淡水,少海水單細胞、群體或分枝的絲狀體多數無,少數個體細胞壁由果膠質(含硅質)組成等長,頂生,1-2胡蘿卜素和幾種葉黃素,墨角藻黃素含量較多 金藻昆布糖和油合尾藻屬鐘罩藻屬藻體呈黃褐色至金棕色(墨角藻黃素)黃藻門多淡水單細胞、群體、絲狀體及多核管狀體主果膠質,少二氧化硅及纖維素2條近頂生略偏向腹部,不等長載色體1至多數,色素主要為葉綠素a,-胡蘿卜素,葉黃素主要是硅甲黃素。金藻昆布糖和油多無性生殖,產生游動孢子、不動孢子,少有性生殖早期放在綠藻門,現單立一門,與金

7、藻和硅藻都有相似處綠藻門多淡水體型多樣果膠質,纖維素等長,頂生,2-8(生殖細胞 具2條頂生的等長鞭毛)葉綠素a、b,類胡蘿卜素淀粉營養繁殖、無性生殖(孢子囊、孢子) 有性生殖(配子囊、配子)柵藻屬,絲藻屬,水綿屬,石莼屬,衣藻屬 不動類型: 單細胞(小球藻), 群體(柵藻), 絲狀體(水綿), 葉狀體(石莼),單細胞多核體(管藻)可動類型: 單細胞(衣藻),群體(空球藻),多細胞個體(團藻)生活史有單倍型(衣藻)、雙倍型(松藻)、世代交替型(石莼)紅藻門海產多細胞(絲狀體、片狀體)(外層)果膠質、(內層)纖維素、藻膠質生殖細胞(孢子、精子)均無鞭毛葉綠素a、(d)、類胡蘿卜素、藻膽素(藻紅素

8、和藻藍素)紅藻淀粉紫菜屬生活史復雜,多有世代交替,出現兩個或三個世代石花菜、角叉菜是瓊膠和 卡拉膠的原料。輪藻門本門植物體的結構以及生殖方式上都較綠藻綱復雜 輪藻屬(Chara)約150種。 褐藻門海產多細胞(有類似組織分化)褐藻膠、纖維素生殖細胞(游動孢子和配子)有2條側生的不等長鞭毛;葉綠素a、c,類胡蘿卜素褐藻淀粉,甘露醇有些種類以斷裂方式進行營養繁殖。無性生殖產生游動孢子和不動孢子。有性生殖為同配、異配或卵式生殖。一類最高級的藻類植物同配:兩配子同形、等大、行為相同; 異配:配子同形、不等大、行為有差異;卵配:兩配子分化為精子和卵,精子具鞭毛,體積較小,可游動;卵不具鞭毛,體積較大,不

9、會游動。接合生殖:兩個沒有鞭毛的能變形的配子接合。綠藻形態特征的多樣性反映了藻類的多種進化趨勢: 可動類型-不動類型、 浮游類型-固著類型進化; 單細胞-群體-多細胞; 絲狀體不分支類型-分支類型 葉綠體形態:杯狀-塊狀-星狀-螺旋狀-顆粒狀繁殖方式:營養繁殖-無性-有性生殖; 有性生殖: 同配-異配-卵配世代交替:生活史具有孢子體世代和配子體 世代交替出現現象。同形世代交替異形世代交替二倍體世代占優勢(如海帶)單倍體世代占優勢(如萱藻)只有二倍體世代,沒有單倍體世代(如羊棲菜等)。黏菌門:會爬動;生在朽木或枯葉上,異養菌物界異養有機體,沒有光合色素,以吸收外界有機物獲得營養。菌體呈菌絲狀等。

10、有明顯細胞壁、細胞核。真菌門1)營養體 大多數為分枝的絲狀體,其中每一條細絲稱為菌絲(hyphae);分有隔菌絲和無隔菌絲。 菌絲體:組成一個菌體的全部菌絲。 2) 營養方式 異養型, 腐生或寄生 3)細胞結構 有細胞壁。由幾丁質組成4 )繁殖 有營養繁殖、無性生殖和有性生殖營養繁殖:-菌絲斷裂、細胞分裂、形成營養性繁殖細胞 芽生孢子(blastospore) 營養細胞出芽形成。 厚壁孢子 (chlamydospore) 菌絲細胞膨大,原生質濃縮形成,壁厚,可休眠。 節孢子(arthrospore) 菌絲依次斷裂形成。無性繁殖: 游動孢子(zoospore) 游動孢子囊(zoospo

11、rangium)中形成,具鞭 毛,借水傳播。 孢囊孢子(sporangiospore) 孢子囊(sporangium)內形成的不動孢子, 借氣流傳播。 分生孢子(conidiospore) 分生孢子梗上產生的靜孢子,借氣流或動物 傳播。有性繁殖 休眠孢子 -低等真菌同配和異配產生的合子。 接合孢子 接合菌同形配子或配子囊接合后產生的 厚壁休眠孢子。 子囊孢子-子囊菌在子囊內產生的孢子。 擔孢子-擔子菌在擔子上形成的孢子。5)生活史  合子減數分裂型,無世代交替。1. 無真正的菌絲體,通常菌絲不具橫隔。 2.無性孢子具鞭毛 1. 壺菌亞門 2.無性孢子不具鞭毛2. 接合菌亞門

12、1.大多有真正的菌絲體,菌絲有橫隔。 3.有性生殖過程已經明了。 4.有性生殖時產生子囊孢子,子囊孢子生于子囊 中 3.子囊菌亞門 4.有性生殖時產生擔孢子,擔孢子生于擔子上 4. 擔子菌亞門 3.有性生殖階段尚未明了 5.半知菌亞門門菌絲無性生殖有性生殖代表種類壺菌亞門無隔菌絲具單鞭毛的游動孢子同配、異配,產休眠孢子玉米褐斑病菌接合菌亞門無隔菌絲無鞭毛的孢子(靜孢子)接合孢子黑根霉、毛霉、米跟霉子囊菌亞門有隔菌絲分生孢子(發達)有性生殖產子囊和子囊孢子(其子實體又稱為子囊果)酵母菌屬(出芽)、青霉屬、曲霉屬、小麥赤霉菌、羊肚菌屬、冬蟲夏草擔子菌亞門有隔菌絲、雙核菌絲擔孢子(鎖狀聯合,擔子果)

13、蘑菇、靈芝、鬼筆、銹菌目、木耳、銀耳 半知菌亞門有隔菌絲分生孢子尚未發現稻瘟病菌、棉花炭疽病菌地衣中共生的真菌,絕大多數為子囊菌;少數為擔子菌;共生的藻類是綠藻和藍藻苔蘚植物的主要特征 苔蘚植物(Bryophyta)是一類結構比較簡單的高等植物。具有以下特征:(1)植物體有莖、葉的分化,但尚無真正的根。根為單細胞或單列細胞所組成的假根,有吸收水分、無機鹽和固著的作用。均無維管組織,輸導能力不強,因此,植物體矮小,最大的也只有數十厘米。較低等的種類為沒有莖、葉分化的扁平葉狀體(如地錢)。(2) 具多細胞的生殖器官。 頸卵器(archegonium):外形如瓶狀,由細長的頸部(1層頸壁細胞和1列頸

14、溝細胞)和膨大的腹部(多層壁細胞、1個腹溝細胞和1個卵細胞)組成。 精子器(antheridium):雄性生殖器官外形多呈棒狀或球狀,其壁由一層細胞構成,內有多數精子,精子長而卷曲,具2條等長的鞭毛。(3)合子發育成胚。 精子借助于水進入頸卵器與卵結合形成合子,合子在配子體的 頸卵器內發育成胚,再發育成孢子體。頸卵器和胚的出現是苔蘚植物由水生向陸生過渡的重要進化性狀。 (4) 孢子體寄生于配子體上。苔蘚植物的生活史具有明顯的世代交替,但配子體占優勢,孢子體不發達,且寄生在配子體上,不能獨立生活。 (5) 孢子萌發經過原絲體階段。苔蘚植物的孢子在適宜的環境下萌發成絲狀體,形如絲狀綠藻,稱原絲體綱

15、配子體(營養體)葉綠體與淀粉核假根葉孢子體原絲體苔綱多為葉狀體,或有莖、葉分化的莖葉體,多有背腹之分葉綠體多數,無淀粉核假根單細胞無中肋簡單,無蒴軸及蒴蓋、蒴齒,具有彈絲只形成一個植株角苔綱葉狀體1-8個大型葉綠體,葉綠體內有淀粉核孢子體無蒴柄,有蒴軸蘚綱無背腹之分的莖葉體細胞內葉綠體多數,無淀粉核假根由單列細胞組成常具中肋,孢子體結構較苔類發達,孢蒴有蒴軸及蒴蓋、蒴齒,無彈絲原絲體發達,每一原絲體常形成多個植株。(1) 苔綱 (Hepaticae) 苔綱植物的營養體(配子體)多為葉狀體,或為有莖、葉分化的莖葉體,多有背腹之分;假根單細胞;葉不具中肋,細胞內葉綠體多數,無淀粉核;孢子體的構造簡

16、單,一般無蒴軸(columella)及蒴蓋(lid)、蒴齒(peristome),具有彈絲;原絲體不發達,每一原絲體通常只形成一個植株。多生于陰濕的土表、巖石和樹干上,一段時間后再長成成熟的植物體-配子體。 本綱可分為二類,即葉苔(含葉苔目等4目)和地錢(含地錢目等3目)。地錢的孢子體 簡單的球形組織鑲嵌在配子體內 孢蒴 (2) 角苔綱(Anthocerotae, Hornworts) 角苔綱植物的植物體(配子體)均為葉狀體;細胞內僅有1-8個大型葉綠體,葉綠體內有淀粉核;精子器和頸卵器均生于配子體表皮下;孢子體無蒴柄,但孢蒴基部有居間分生組織可使孢蒴伸長,孢蒴細圓柱形,具蒴軸。(3) 蘚綱(

17、Musci)蘚類植物為無背腹之分的莖葉體;假根由單列細胞組成;葉常具中肋,細胞內葉綠體多數,無淀粉核;孢子體結構較苔類發達,孢蒴有蒴軸及蒴蓋、蒴齒,無彈絲。原絲體發達,每一原絲體常形成多個植株。本綱常分為三亞綱,即泥炭蘚亞綱(Sphagnidae,僅1目)、黑蘚亞綱(Andreaeidae,僅1目)和真蘚亞綱(Bryidae,13目)。 3. 苔蘚植物的起源與演化 關于苔蘚植物的來源問題,目前尚無一致的意見。a、認為起源于綠藻,其理由為:精子均具有2條等長的頂生鞭毛;孢子萌發時所形成的原絲體,與絲藻也很相似;輪藻的卵囊與精子囊的構造可與苔蘚植物的頸卵器和精子器相比擬。b、認為是由裸蕨類植物退化

18、而來,裸蕨類出現于志留紀,而苔蘚植物出現于泥盆紀中期,要比裸蕨晚數千萬年。從進化順序上說,它們很可能起源于同一祖先。由于苔蘚植物的配子體占優勢,孢子體依附在配子體上,但配子體簡單,無真正的根和輸導組織,喜歡蔭濕;在有性生殖時,必須借助于水,因而在陸地上難適應和發展,這都表明它是由水生到陸生的過渡類型。4 苔蘚植物在自然界中的作用及其經濟意義 (1) 開路先鋒。苔蘚植物能繼藍藻、地衣之后,出現于荒漠、凍原及裸露巖石上,能分泌酸性物質,溶解巖面,同時能積蓄物質和水分以及本身殘體,逐漸形成土壤,為其它高等植物的生長創造了條件。(2) 保持水土。苔蘚植物一般都有很強的吸水力,尤其是當密集叢生成片時,其

19、貯水量可達體重的10-20倍。(3) 湖泊、沼澤逐漸陸化。蘚類植物遺體的沉積,為相繼出現的陸生草本、灌木和喬木提供了基礎,從而使湖泊、沼澤演替為森林。(4) 大氣污染的指示植物。苔蘚植物對空氣中的SO2等有毒氣體很敏感,就會對苔蘚植物產生危害,故可作為監測。(5) 經濟用途。不少種類可藥用,如金發蘚(即中藥土馬鬃Polytrichum commune Hedw.)有烏發、活血、利大小便等功效;暖地大葉蘚對治療心血管病有較好的療效;泥炭蘚常用于包裝運輸新蘚苗木,或作為苗床的覆蓋物;泥炭蘚或其他蘚類所形成的泥炭,還可作燃料和肥料。蕨類植物一、Major characters 主要特征 1. 孢子體

20、發達,出現了真根和維管組織。進一步適應陸生生活。2、孢子囊(及孢子葉)常集生成孢子葉穗、孢子囊穗、孢子囊群或孢子果。3、配子體大多數能獨立生活。蕨類植物的配子體稱為原葉體,原始類群的配子體為塊狀或圓柱狀,埋于或半埋于土中,通過菌根獲取營養(如石松);多數蕨類植物的配子體為扁平的葉狀體,具葉綠體,能獨立生活。4. 配子體還不能完全適應陸生;受精過程還需要水環境。5. 產生孢子,不產生種子6. 有明顯的世代交替 葉有營養葉和孢子葉、大型葉與小型葉之分。小型葉(microphyll),沒有葉柄和葉隙,只具有單一葉脈。大型葉(macrophyll),有葉柄,葉隙有或無,葉脈多分支。同型葉(homomo

21、rphic leaf), 形狀相同,沒有營養葉和孢子葉之分;異型葉(heteromorphic leaf), 葉分孢子葉和營養葉,且形狀不同。其中前四亞門為小型葉蕨類,又稱為擬蕨類植物(fern allies),是一些較原始而古老的蕨類植物,在歷史上曾經在地球上占統治地位,但現存的種類很少。真蕨綱為大型葉蕨類,是進化的類型,也是現代極其繁茂的蕨類植物。 亞門根莖中柱葉其它松葉蕨亞門(裸蕨)假根氣生莖二叉分支小型葉,無葉脈或僅單一葉脈原始的陸生植物類群石松亞門真根多二叉分支多原生中柱小型葉,1條葉脈,螺旋排列水韭亞門粗短塊狀原生中柱線形似韭菜,有葉舌草本楔葉蕨亞門(木賊亞門)具明顯的節和節間,節

22、間中控由管狀中柱轉化為具節中柱小型葉,鱗片狀,輪生。孢子葉盾狀下生多個孢子囊孢子同型,具彈絲真蕨亞門塊狀莖(除樹蕨外)各式中柱葉大型,幼葉拳卷狀,分化為葉柄和葉片二部分。孢子囊常聚集成孢子囊群生于葉邊緣或背面,也有的生于特化了的孢子葉上,現今最繁茂的蕨類植物(一) 石松亞門 Lyeophytina 孢子體有真根,莖多為二叉分枝,通常具原生中柱。小型葉,螺旋狀排列,僅1條葉脈。孢子囊單生孢子葉腋或近基部,孢子葉通常集生于枝端形成孢子葉穗。孢子同型或異型。本亞門植物在石炭紀時最為繁盛,有高大喬木及草本,后絕大多數相繼絕滅。(二)松葉蕨亞門 Psilophytina 松葉蕨亞門植物也叫裸蕨類,是原始

23、的陸生植物類群。孢子體僅有假根,氣生莖二叉分枝,葉為小型葉,無葉脈或僅有單一葉脈,孢子囊2-3枚聚生于枝端或葉腋,孢子同型。配子體雌雄同株,生地下,無葉綠體。 本亞門植物大多已絕跡,現存僅1目1科2屬,我國只有松葉蕨屬的松葉蕨(三)水韭亞門 Isoephytina 孢子體為草本,莖粗短塊狀,具原生中柱。葉線形叢生似韭菜,具葉舌。孢子有大小之分。 水韭亞門現僅存水韭屬,約有50余種,絕大多數為水生或沼生。我國有3種,其中中華水韭,分布于長江下游地區,國家一級保護植物。(四)楔葉蕨亞門(木賊亞門)(Sphenophytina)(Equisetophyta ) 莖具明顯的節和節間。節間中空,由管狀中

24、柱轉化為具節中柱。小型葉,鱗片狀,輪生。孢子葉盾狀下生多個孢子囊,在枝頂成孢子葉球(穗)。孢子同型,具彈絲。 本亞門植物在石炭紀時,曾盛極一時,有喬木及草本,生沼澤多水地區,后大都絕滅,現僅存2個屬,即問荊屬(Equisetum)和木賊屬(Hippochaete),共約30種,我國有9種。(五)真蕨亞門 (Filieophitina,Leptosporangiate ferns 孢子體發達。莖除了樹蕨外,均為根狀莖,有各式中柱。葉大型,幼葉拳卷狀,分化為葉柄和葉片二部分。葉片為單葉或一至多回羽狀分裂或復葉。孢子囊常聚集成孢子囊群生于葉邊緣或背面,也有的生于特化了的孢子葉上,孢子同型,一些水生真

25、蕨的孢子囊則生于特化的孢子果內,孢子異型。配子體為心臟形的葉狀體,長寬一般不超過1cm,綠色,有假根。精子器和頸卵器均生于腹面。真蕨是現今最繁茂的蕨類植物,約有1萬種以上,廣布全世界;我國近2,000種,廣布全國。根據孢子囊的發育方式、結構及著生位置等,可分為厚囊蕨綱、原始薄囊蕨綱和薄囊蕨綱。 厚囊蕨綱孢子囊為厚囊型,由一群細胞發育而成。孢子囊壁為多層細胞,環帶有或無,環帶(girdle band)為孢子囊壁上一列內壁及側壁加厚的細胞,有助于孢子囊的開裂和孢子的散布。孢子同型。本綱包括箭蕨目(瓶爾小草目Ophioglossales)和蓮座蕨目(Marattiales)兩個目。 薄囊蕨綱孢子囊為

26、薄囊型,包括囊柄均由一個細胞發育而來。孢子囊壁僅一層細胞,有各式環帶。孢子同形或異型。本綱通常分水龍骨目(Polypodiales)、蘋目(Marsileales)、槐葉蘋目(Salviniales)等三目。 裸子植物:(1) 孢子體發達。具形成層和次生結構, 均為多年生木本植物,許多為高大喬木,多數只有管胞和篩胞。(2) 產生種子,但胚珠和種子裸露。孢子葉多聚生成孢子葉球(strobilus);小孢子葉聚生成小孢子葉球,其上著生2-多數小孢子囊;大孢子葉特化成珠領、珠鱗、珠托和套被,叢生或聚生成大孢子葉球,其上著生1-數枚裸露胚珠。胚珠受精后發育成種子。(3) 形成大小球花。裸子植物的孢子葉

27、大多聚合成球果狀。孢子葉球通常單性稱為大、小孢子葉球。(4) 配子體簡化,且完全寄生在孢子體上。小孢子發育成雄配 子體通常經過5次分裂,產生6個細胞(包括2個原葉細胞、1個管細胞、1個柄細胞和2個精子)。精子大多無鞭毛。 大孢子經多次分裂發育成雌配子體(胚囊), 胚乳占大部,近珠孔有2至多個簡化的頸卵器。(5) 出現花粉管。花粉(花粉粒單溝型)在4細胞時由風力傳送,經珠孔直達胚珠,在珠心上方形成花粉管,直達胚囊。花粉管的產生, 使受精作用擺脫了水的限制,對適應陸地生活具有重大意義。(6) 裸子植物常具多胚現象(polyembryony)。簡單多胚:由一個雌配子體上的幾個頸卵器同時受精,形成多胚

28、;裂生多胚:僅由一個卵受精,但在發育過程中,原胚分裂成幾個胚。 雄配子體 原葉細胞1小孢子(n) 原葉細胞2 減數分裂 胚性細胞 精子器原始細胞小孢子母細胞(2n) 管細胞 生殖細胞雄配子體:2個退化原葉細胞、1個管細胞、1個生殖細胞(傳粉后:生殖細胞再分裂1次形成柄細胞和體細胞)大孢子母細胞(2n) 減數分裂 頸卵器(2-7) 大孢子(n) 胚乳(n) 雌配子體:頸卵器(2-7)和大量胚乳(n) 頸卵器:2-4個頸壁細胞,1個腹溝細胞,1個卵細胞,無頸溝細胞 裸子植物是一類既保留著頸卵器,又能產生種子,介于蕨類植物和被子植物之間的維管植物。 (1) 蘇鐵綱 Cycadopsida (Cyca

29、ds) 本綱中現存的僅有蘇鐵科,9屬,約110種, 分布于南北半球的熱帶及亞熱帶地區。Johnson(1959)主張分為3個科(蘇鐵科、托葉鐵科和澤米鐵科)。 (2) 銀杏綱(Ginkgopsida) 落葉喬木,枝有長枝和短枝之分。葉在長枝上互生,在短枝上簇生,葉片扇形,先端二裂或波狀缺刻,二叉脈序。孢子葉球單性,雌雄異株,精子多鞭毛。種子核果狀,具3層種皮,胚乳豐富。 本綱現僅存銀杏科的銀杏1種,為世界著名的孑遺植物。我國特產,目前僅浙江西天目山、貴州務川可能存在野生狀態的銀杏,現廣泛栽培。(3) 松柏綱 Major Characters: 常綠或落葉喬木,稀灌木,莖多分枝,常有長、 短枝之

30、分,具樹脂道。葉針形、鱗狀、條形,少鉆形、刺狀或披針形,單生或成束,螺旋狀著生或交互對生,稀輪生。孢子葉球單性(通常稱雌球花和雄球花),呈球果狀,雌雄同株或異株。精子無鞭毛。大孢子葉常寬厚,稱珠鱗(種子成熟時 叫種鱗),或為囊狀、盤狀,稱套被或珠托。珠鱗下有苞鱗,珠鱗和苞鱗離生、半合生或完全合生。 種子有翅或無翅,有的肉質假種皮或外種皮,胚乳豐富,子葉210枚。分布與分類 Distribution and Classification 松柏綱植物是現代裸子植物中種類最多、分布最廣的類群。現代松柏綱植物約有58屬,560多種,隸屬于 7 科。我國是松柏綱植物的起源地,也是資源最豐富的國家,許多為

31、特有屬種和第三紀孑遺植物,有6科,31屬,約180種,分布幾遍全國。 (4) 紫杉綱(紅豆杉綱)Taxopsida 體態:常綠喬木或灌木,分枝多;葉條形,披針形,螺旋狀排列或交互對生,常因葉柄扭轉而成平面二列狀。單性異株,稀同株。 (1) 雄球花由螺旋狀排列的多數小孢子葉組成,小孢子葉背面著生29個小孢子囊。(2) 雌球花單生或成對,稀成穗狀,具多數螺旋狀或交 互對生的苞片,胚珠單生或成對生于苞腋,胚珠外面有 變態的大孢子葉,稱為珠托,套被或珠托形成的假種皮(珠 被以外的部分),種子成熟時常肉質,并有鮮艷的顏色。 (5) 買麻藤綱(倪藤綱)(Gnetopsida)次生木質部有導管,無樹脂道。葉

32、對生或輪生。孢子葉球有類似花被的蓋被,或有兩性的痕跡。胚珠具珠孔管(micropylar tube)。精子無鞭毛, 頸卵器極其退化或無。裸子植物的起源與演化 Origin and evolution1、于蕨類植物- 前裸子植物 (progymnospermae) 由于裸子植物通常具有頸卵器,現在的蘇鐵和銀杏等裸子植物的原始類型,具有多鞭毛的精子,從蘇鐵等具大型葉、厚囊型孢子囊及異型孢子等特征看,裸子植物很可能是起源于中泥盆紀的原始蕨類植物古蕨屬(Archaeopteris)。2、過渡類型-種子蕨(Pteridosperm) 種子蕨類植物在石炭紀和二迭紀時期,于北半球曾極為繁榮,后演化出擬蘇鐵植

33、物(Cycadeoideinae)和(本內蘇鐵Benettitinae)和苛得狄植物(Cordaitinae)。雖還無真正的種子,但卻具有胚珠,它可能是向裸子植物演化的高級過渡類型。3、銀杏植物和松柏植物,無疑地也是苛得狄植物的后裔。 4、買麻藤植物在現代的裸子植物中是比較特殊和孤立的一群,根據孢子葉球的特性,被認為很可能是強烈退化和特化了的擬蘇鐵植物的后裔。1) 高等植物的界定標準營養方式: 自養植物(autophyte by chlorophyll)形態與結構: 多器官構成的植物體(with various organs)生殖器官: 多細胞的結構(poly-cytological orga

34、n)發育學特征: 有胚的階段(embryo-staged)生活史:有世代交替(with generation alternation)組織在植物體中,由個體發育來源相同, 形態結構相似、生理功能相同的細胞群組成的結構和功能單位,稱為組織(tissue)按構成細胞的類型,可分: 簡單組織(simple tissue):由一種類型的細胞構成的組織(eg.髓) 復合組織(complex tissue):由多種類型的細胞構成的組織(eg.周皮)側生分生組織:包括維管形成層和木栓形成層吸收組織:指根尖的根毛區,包括表皮細胞和根毛貯藏組織:髓部、皮層、果實和種子的胚乳等 貯水組織篩管分子特征:1、 篩管分

35、子是生活細胞2、 有篩板、篩孔、篩域,具伴胞3、 只具有初生壁,細胞核解體,許多細胞器退化(僅有結構退化的質體和線粒體)4、 有P-蛋白機械組織:厚角組織:初生壁性質加厚厚壁組織:次生壁性質加厚,且常木質化 纖維:兩端尖細,長紡錐形細胞。常成束分布 石細胞:近等徑,細胞形狀差異較大(有許多單紋孔,甚至呈分枝狀的紋孔道)維管束:由木質部和韌皮部共同組成的束狀結構生態學:研究生物與其環境(包括生物環境和非生物環境)之間相互關系的科學。生態學是研究以種群、群落和生態系統為中心的宏觀生物學。生物的數量及其變化規律是生態學研究的重要內容。限制因子:生物對每一種生態因子都有一個耐受范圍,只有在耐受范圍內,

36、生物才能存活。任何生態因子,當接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長、繁殖或擴散時,這個因子就稱為限制因子。環境:指某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。環境可分為自然環境和人工環境、非生物環境(無機環境)和生物環境(有機環境) 、大環境和小環境。陽性植物:在強光環境中才能生長健壯、在蔭蔽和弱光條件下生長發育不良的植物。多生長在光照條件好的地方。如蒲公英、松、杉、楊、柳等。陰性植物:在較弱的光照條件下比在強光下生長良好的植物。多生長在潮濕背陽的地方或密林內。如狗脊蕨、連錢草、鐵杉、紫果云杉等,還有藥用植物如人參、三七、半夏等。耐陰植

37、物:介于上兩類之間的植物。它在全光照下生長最好,但也能忍耐適度的蔭蔽。如山毛櫸、云杉、桔梗、黃精、肉桂等。根據植物(開花過程)與日照長度的關系,可以將植物分為四類: 長日照植物:只有當日照長度超過一定數值時才開花,否則只進行營養生長的植物。如冬小麥、大麥、菠菜、油菜、蘿卜等。短日照植物:只有當日照長度短于一定數值才開花,否則只進行營養生長的植物。如牽牛、菊花、水稻、大豆、玉米、棉等。中日照植物:只有當晝夜長短比例接近于1時才能開花的植物。如甘蔗的某些品種。中間型植物:只要其他條件合適,在不同的日照長度下都能開花的植物。如黃瓜、番茄、四季豆、番薯、蒲公英等。光與動物。動物生長、發育、行為和生殖等

38、都受光質、光強和日照長度的影響。多數動物有趨光性而適應于在強光下活動(晝行性動物),夜行性動物和穴居動物則適應于在狹小的光強范圍內活動。動物每天開始活動的時間往往由光強決定。很多鳥類和魚類的生殖和遷移活動、昆蟲的冬眠和滯育常表現出光周期現象。日照長度的變化對哺乳動物的生殖和換毛也有十分明顯的影響。溫周期:節律性變溫即溫度的晝夜和季節變化對生物有顯著影響。植物適應于溫度晝夜變化稱為溫周期 。溫度和降水是影響生物在地球表面分布的兩個最重要的生態因子,兩者的共同作用決定著生物群落在地球上的分布格局。 低溫植物:芽和葉片常有油脂類物質保護,芽具鱗片,器官表面被蠟粉和密毛,樹皮有發達的木栓組織,植物矮小

39、等等。生理上主要通過原生質特性的改變,如細胞水分減少、淀粉水解等等,以降低冰點;對光譜中的吸收帶更寬、低溫季節來臨時休眠等。動物:Bergman規律個體大;Allen規律四肢、尾巴和外耳變小變短。增加毛或羽毛數量。(Bergman 定律:在相等的環境條件下,一切定溫動物身體上每單位表面面積發散的熱量相等。生長在高緯度地區恒溫動物,身體往往比生活在低緯地區的同類個體大。Allen 定律恒溫動物身體的突出部份如四肢、尾巴和外耳等在低溫環境中有變小變短的趨勢。)高溫植物:形態上如生密絨毛和鱗片,過濾部分陽光;呈白色、銀白色,葉片革質發亮,反射部分陽光。葉片垂直排列使葉緣向光或在高溫下葉片折疊,減少光

40、的吸收面積;樹干和根莖有很厚的木栓層,起絕熱和保護作用。生理方面主要有降低細胞含水量,增加糖或鹽的濃度,以利于減緩代謝速率和增加原生質的抗凝能力;蒸騰作用旺盛,避免體內過熱而受害;一些植物具有反射紅外線的能力,且夏季反射的紅外線比冬季多。動物:適當放松恒溫性,體溫變幅增大。晝伏夜出。等 水生植物:生長在水中的植物。它又可分為沉水植物(如黑藻、金魚藻和苦草) 浮水植物(有不扎根和扎根的之分,前者如鳳眼蓮、浮萍、滿江紅等,后者如睡蓮、眼子菜、莼菜 ) 挺水植物(如蘆葦、香蒲 ) 陸生植物:在陸地上生長的植物,它包括:濕生植物(有陰性和陽性之分,前者如雨林中的附生植物,后者如水稻、燈心草、毛茛 )

41、中生植物,中生植物生長在水濕條件適中的陸地上,是種類最多、分布最廣和數量最大的植物旱生植物(可分為少漿液植物和多漿液植物兩類 ,前者如駱駝刺 ,后者如仙人掌、瓶子樹、猴面包樹 ) 土壤為氣、固、液三相系統,是陸生植物生活的基質和陸生動物生活的基底,及生態系統中物質與能量交換的重要場所(界面)。 具有團粒結構、水分含量適中、空氣成分合理、pH值6-7、有機質豐富、植物必需元素及其比例適當的土壤同時能滿足植物對水、肥、氣、熱的要求,肥力好,是植物正常生長發育的基礎。土壤的物理性質 包括土壤質地和結構、土壤水分、土壤空氣、土壤溫度等。土壤的化學性質 包括土壤酸堿度、土壤有機質、土壤無機元素等。 土壤

42、酸堿度對土壤養分有效性有重要影響,在pH67的微酸條件下,土壤養分有效性最高,最有利于植物生長。在酸性土壤中易引起P、K、Ca、Mg等元素的短缺,在強堿性土壤中易引起Fe、B、Cu、Mn、Zn等的短缺。土壤酸堿度還能過影響微生物的活動而影響養分的有效性和植物的生長。酸性土壤一般不利于細菌的活動,真菌則較耐酸堿。 大多數維管束植物的生長范圍是pH3.58.5,但其最適生長范圍要比此范圍窄得多。 pH < 3或> 9時,大多數維管束植物便不能生存。土壤動物依其對土壤酸堿性的適應范圍可分為嗜酸性種類和嗜堿性種類。蚯蚓和多數土壤昆蟲喜歡生活在微堿性的土壤中。 火對生物的作用1)有益作用 地

43、面火:發生在地面上,僅容易燒死幼苗和抗火性差的物種(如樹皮薄的植物),對抗火性強的植物反而有利。 地面火把枯枝落葉燒成灰,有機物變成無機物,加速物質循環。如一場中等的地面火之后,常伴隨著固氮的豆科植物繁茂生長。 對于抗火或適應于火的自然更新的物種。火是必需的生態因子。如短葉松、五針松、桉樹,需要火將其種子從它們的球果里釋放出來。大多數松柏類的幼苗,火燒有利于它們存活。 火也可使耐火樹種獲得競爭優勢。如美國南部的長葉松,因長而抗火的針葉,使其在火后失去競爭者。2)有害作用 林冠火:發生在林冠上。可毀滅植物群落。使野生動物尤其是體弱多病的個體和土壤動物大批死亡,其余的通過遷移可躲過劫難。群落的恢復

44、要經歷一段較長的時期。1951年西伯利亞的大火中,觀察到許多松鼠、熊等出現夏季遷移。 林冠火和嚴重的地面火使土地表面受到侵蝕,改變土壤結構和化學成分,降低土壤吸水與保水能力,很可能造成嚴重的水土流失。 燃燒過程中煙中的顆粒物質的揮發使大量肥料喪失,尤其是氮和硫。Gaia假說Lovelock1969首次提出。主要論點: 地球上所有生物對其環境不斷地主動起調節作用,而不僅僅是適應。 盡管地球受到頻繁的干擾和破壞,但卻表現出一定的穩定性,這是地球調節系統生物總體對環境主動影響的結果。 地球是一種生物與其環境共同進化的系統;生物與環境是一個整體,不能孤立地看待它們。 對傳統生態學和進化論提出巨大挑戰。

45、 種群有三個基本特征:1. 空間特征。即種群具有一定的分布區域。2. 數量特征。單位面積或空間上的種群數量是變動的。3. 遺傳特征。種群具有一定的基因組成,以區別于其他物種,但它同樣是處于變動之中。種群統計學1)種群密度。單位面積、或單位容積內的種群個體數目。如每公頃有多少株樹,每立方米有多少條魚。 2)種群結構和性比。 年齡結構:是指不同年齡組的個體在種群內的比例或配置情況。 年齡錐體:以不同寬度的橫柱從上到下配置而成的年齡結構圖(見圖)。 性比:種群中雌雄個體所占的比例。3)種群的分布格局(空間結構、內分布型):組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態或布局。大致可分為三類:均勻、隨機分布和

46、集群分布(見圖)。 自然群落中的種群,呈隨機分布的比較少見,均勻分布的極其罕見,而集群分布的是最常見的。4)生命表和存活曲線 生命表,是描述種群死亡過程的一種工具。有動態生命表和靜態生命表(P425,自學)。 存活曲線:用來表示一個種群在時間過程中存活量的指數。有三種基本類型: 凹型(幼體死亡率高) 直線型(較穩定) 凸型(幼體死亡率低)種群增長模型 種群大小受到出生率、死亡率和遷移率影響而產生增加或減少的現象,即數量變動。N t+1= Nt +B + I D E 在一組特定條件下,一個體具有最大的生殖潛力,稱為內稟自然增長率r。這是種群在不受資源限制的情況下,于一定環境中可達到的理論最大值。

47、 這種無限增長可用連續型種群模型來描述,以在t時間時,種群數量的變化率來表示: t時間種群大小的變化率=內稟增長率×種群大小 dN/dt = rN (非密度制約性種群增長)邏輯新諦方程描述的是一個在有限資源空間中的簡單種群的增長。在早期,資源豐富,死亡率最小,繁殖盡可能的快,種群內個體可達到內稟增長率。種群呈幾何式增長,直到種群數量達到環境可持續支持的最大程度,這個最大數量稱為環境容納量(K)。當種群更加擁擠時,種群增長率減少到零,種群大小處于穩定狀態。這可用邏輯斯諦方程來表示:T時間種群大小變化率=內稟增長率×種群大小×密度制約因子 dN/dt = rN(1 -

48、 (N/K)當種群達到環境容納量,種間競爭變得更激烈時,密度制約因子(1 - (N/K))會接近零。該方程預測種群的增長隨時間變化呈現出“S”形,如在真實種群中通常所觀察的那樣。1)競爭2) 捕食典型捕食:也即狹義的捕食。指食肉動物吃食草動物或其它動物。食草作用:指食草動物吃綠色植物。3)寄生是指一個種(寄生物)寄居于另一個種(寄主)的體內或體表,靠寄主體液、組織或已消化物質獲取營養而生存。可分為兩類:微寄生物:在寄主體內或表面繁殖(病毒、細菌、真菌、原生動物);大寄生物:在寄主體內或表面生長而不繁殖(主要是無脊椎動物)。大多數寄生物是是食生物者,即僅在活組織上生活。 擬寄生物:如寄生蜂,將卵

49、產在昆蟲卵內,一般要緩慢地殺死宿主。4)共生 。有兩類: 偏利共生。兩種生物生活在一起,僅對一方有利,但對另一方無害。如附生植物與喬木。 互利共生。兩種生物共同生活,對雙方均有利。可分 兼性(又稱合作、分開時各自均能生活,如螺殼內的寄居蟹與海葵) 專性(分開后雙方的生活都要受影響甚至死亡,如白蟻與其消化道中的寄生蟲、地衣、豆科植物與根瘤菌)。 5) 他感作用化學互助。指一種生物產生的化學物質促進另一種生物或同種生物的生長繁殖 如土壤微生物使土壤活化,有利于植物的生長。化學拮抗。一種生物產生并釋放某些化學物質,抑制另一些生物或同種生物的生長繁殖 如青霉素使周圍細菌死亡;植物分泌某種化學物質避免食

50、草動物的過度啃食。 6)領域性和社會等級。 領域:是指由個體、家庭或其它社群單位所占據的,并積極保衛不讓同種其它成員侵入的空間。脊椎動物尤其鳥獸最多。 保衛領域的方式很多,如鳴叫、氣味標志、特殊的姿勢、直接進攻等,稱領域行為。 社會等級:指動物種群中各個動物的地位具有一定順序的等級現象。等級形成的基礎是支配行為,或稱支配從屬關系。有利于種群的保存和延續。如穩定的雞群生長快、產蛋也多。生態位 概念:指種群在生態系統中的位置,包括它發現的各種條件、所利用的資源和在那里的時間。 沒有兩個種群生態位完全相同。 時間生態位,空間生態位,生態位寬度,生態位重疊。物種進化通過種群表現出來,種群是進化單位種群

51、進化的動力:自然選擇和遺傳漂變群落的概念 群落為特定空間或特定生境下種群有規律的組合。一個地區的植物群落稱為植被。 群落的基本特征 1)具有一定的種類組成。 2)不同種群之間相互影響。 3)形成群落環境。 4)具有一定的結構。包括形態結構、生態結構 和營養結構。 5)有一定的動態特征。 6)有一定的分布范圍。 7)具有群落結構的松散性和邊界的模糊性群落結構垂直結構:指群落的垂直分化或成層現象,它保證了群落對環境條件的充分利用;它有地上與地下成層現象之分,它們是相對應的。在成熟的森林群落中,通常可以分為喬木層、灌木層、草本層和地被層四個基本層次,另有藤本、附生等層間植物。水平結構:指群落在空間上的水平分化或鑲嵌現象。水平分化的基本結構單位是小群落,它反映了群落的鑲嵌性或異質性,形成原因是生境分布的異質性。時間結構:指群落結構在時間上的分化或配置,它反映了群落結構隨著時間的周期性變化而相應地發生更替,主要是由層片結構的季節性等變化引起的。 群落外貌指群落的外表形態或相貌。它是群落與環境長期適應的結果,主要取決于植物種類的形態習性、生活型組成、周期性等。Raunkiaer曾建立了一個應用廣泛的生活型分類系統,他以溫度、濕

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