孢子植物

产生孢子作用于生殖的植物总称

孢子植物是不开花不产生种子,以各类孢子进行繁殖的各类植物的总称,即隐花植物。 孢子植物一般喜欢在阴暗、潮湿的地方生长,属于真核生物。包括 藻类 、菌类、 地衣 、 苔藓植物 和 蕨类植物门 。前三者的 受精卵 不在母体内形成胚,又称 原植体植物 ;后二者具有胚,属于 维管植物 。

孢子是一种特殊的繁殖 细胞 ,它不经过受精,脱离 亲本 后能直接发育成新个体。孢子植物就是指在生活史中未曾形成种子,而是通过产生孢子繁殖后代的植物。从分类和系统进化的角度看,孢子植物不是一个自然的类群,它们的形态、结构、习性乃至生殖方式等十分繁杂和多样。在植物系统学中,孢子植物是与 种子植物 相区别的一个术语,后者在生活史中产生种子,用种子繁殖后代,包括裸子植物和 被子植物门 。

孢子植物具有很高的生态价值,如 藻类 是湿地生态系统 食物链 的重要环节,具有维护 生态平衡 的重要作用。同时, 地衣 植物在土壤形成和岩石风化中也有重要作用。在人类生活中,一些藻类和真菌也被广泛应用,如食用、药用等。

形态特征

孢子是植物所产生的一种有繁殖或休眠作用的 细胞 ,能直接发育成新个体,孢子一般微小,单细胞。由于它的 性状 不同,发生过程和结构的差异而有种种名称。植物通过无性生殖产生的孢子叫“ 无性孢子 ”,如 分生孢子 、 孢囊孢子 、游动孢子等;通过 有性生殖 产生的孢子叫“有性孢子”,如 接合孢子 、卵孢子、 子囊孢子 、 担孢子 等;直接由营养细胞通过 细胞壁 加厚和积贮养料而能抵抗不良环境条件的孢子叫“厚垣孢子”、“休眠孢子”等。孢子有性别差异时,两性孢子有同形和异形之分。前者大小相同;后者在大小上有区别,分别称大孢子、小孢子,并分别发育成雌、雄 配子体 ,这在 高等植物 较为多见。孢子植物是指能产生孢子的植物总称,

地衣植物

一般特征

地衣是某些真菌和 藻类 共生,形成的具有高度遗传稳定性的特殊植物体。但是,并非任何真菌和藻类都能生成地衣。地衣的形态主要是由共生真菌决定的,共生真菌在地衣中起了主导作用。

地衣中的真菌,多数是 子囊菌门 的 盘菌纲 和 核菌纲 ,少数属于 担子菌亚门 的 蘑菇目 和非褶菌目,极少数是 半知菌亚门真菌 ,只有一种(Cystocoleus racodium)产于中欧,是藻状菌;地衣中的藻类多数是 绿藻门 和 蓝藻 ,其中共球藻属、橘色藻属和念珠藻属的种类占了90%以上。

共生的 藻类 主要是单细胞蓝藻( 念珠藻 等)和绿藻。共生的真菌绝大多数为 子囊菌 ,少数为 担子菌门 ,极少数为半知菌。藻类为整个植物体制造养分;菌类吸收水分和 无机盐 。为藻类制造养分提供原料,并围裹藻类 细胞 ,以保持一定的湿度。

只有特定的蓝藻(念珠藻等)和 绿藻 与特定的真菌结合到一起,才能建立共生关系、形成特定的 地衣 。这样的真菌称为地形型真菌。

地衣类型

1.地衣的分类

地衣约15500种,分类以共生的真菌为主进行,分为 子囊菌门 地衣纲、担子菌地衣纲和 半知菌亚门真菌 地衣纲。

2、地衣的形态类型

从形态上地衣有3种类型,即

属名待拟 ——植物体紧贴基质——岩石、树皮和土壤等,难以分开。

占地衣数量的80%,岩生类主要是茶渍衣属和网衣属,树生种类主要是文字衣属。

叶状地衣——植物体扁平、有背腹面,以 假根 或脐固着于基物上,易于采下。

岩生和树生叶状地衣,主要是梅衣属的种类;地生种类主要属于地卷衣属和 脐衣 属两类。

枝状 地衣 ——植物体直立或下垂如丝,多分枝。

地生和石生种类多直立生长,如: 石蕊属 。树生类多悬垂生长,如: 松萝属 。

3. 地衣 的结构类型

同层地衣——藻 细胞 散乱分布,无藻胞层和髓层的区别。 属名待拟 是同层地衣,多缺乏皮层或只有上皮层。

异层地衣——菌类和 藻类 细胞 明显分层的地衣,称为异层地衣。叶状地衣和枝状地衣属于异层地衣。叶状地衣的植物体由上皮层、藻胞层、髓层和下皮层组成。上下皮层是由横向分裂的 菌丝 紧密交织而成。藻胞层位于上皮层之下,由疏松的菌丝包着藻细胞构成;在藻胞层之下和下皮层之上为髓层。髓层由无色的蛛网状菌丝组成,菌丝间有许多大的空隙。髓层的主要功能是贮存空气、水分和养分,也是多数无色 地衣酸 所沉积的部位。枝状 地衣 只有皮层、藻 细胞 层和髓层。

地衣 所呈现的各种色彩,主要是因为上皮层内通常含有大量 橙色 与黄色色素。

地衣繁殖方式

地衣的繁殖有 营养繁殖 和有性繁殖两种类型。

1.营养繁殖是地衣最普通的繁殖方式,通过地衣体断裂和碎裂为数个裂片,每个裂片再可发育为一个新个体。

地衣还可以通过形成 粉芽 进行营养繁殖。粉芽是由少数 菌丝 包裹着几个藻 细胞 形成的特殊的 繁殖体 ,脱离母体后,在环境条件适宜的地方发育为一个新个体。

2.有性繁殖:由共生的真菌独立进行。共生的真菌通过 有性生殖 方式产生 子囊孢子 或者是 担孢子 ,散布到环境中,如果遇到与该真菌共生的 藻类 细胞 而且环境条件适宜,孢子萌发后就能与藻类细胞不断发育成新的 地衣 。如果遇不到相应的藻类细胞,真菌的孢子即使萌发,也很快死去。共生 蓝藻 主要以 细胞分裂 方式增殖,共生 绿藻门 则多以孢子进行无性繁殖。

经济意义

地衣的生长非常缓慢,几年才长几公分。地衣能忍耐长期的干旱和低温,干旱时休眠,需要的土壤、营养和水湿条件很低。所以地衣能在其他植物不能生长的裸露的岩石、土壤或 树干 上生长,也能在 寒带 积雪的 冻原 生长。

地衣在岩石表面生长后,通过分泌 地衣酸 ,腐蚀、分解岩石,对于岩石风化、土壤形成都起促进作用,并且是其他植物的开路先锋,所以称为先锋植物。

有的 地衣 可作药用,如 石蕊 (Cladonidcristutella)、 松萝 ( Usnea subrobusta)等,地衣酸具有抗菌作用,多种地衣体内的 多糖 有抗癌能力。地衣中含 地衣淀粉 ,因此,多种地衣可供食用和作饲料。 滇金丝猴 的主要食物就是地衣。

另外,地衣对 二氧化硫 反应敏锐,工业区附近地衣不能生长,所以地衣可用作对 空气污染 的监测指示植物。有的地衣,如 染料 衣(Roccellatinctoria)、 氧化铁 衣Ochrolechiatartarea)等的 菌丝 含有各种色素,可以提取色素物质,如 地衣红 、 石蕊 红等,作为 化学 指示剂 、生物染料等等。

地衣 也有危害的一面,如 云杉 、 冷杉属 林中,树冠上常被 松萝 挂满,导致树木死亡。有的地衣生长在茶树和 柑橘 上,危害较大。

低等植物小结

(1)植物体结构简单:或单细胞,或多细胞的丝状体,或叶状体,没有根茎叶分化;

(2)生殖器官是单 细胞 的(极少数是多细胞,但是没有不育的外套包围);

(3) 受精卵 不在母体内发育成多细胞结构的幼小的植物体——胚,而是脱离母体后在环境中直接发育。胚得不到保护和营养,后代成活力低。——最为重要和关键

(4)多数生活在水中或潮湿的环境中——适应陆生环境的能力弱。

低等植物包括 藻类植物 、菌类植物和 地衣 植物。

习性和类群

地衣的适应能力很强,特别能耐寒、耐旱,因而遍布世界各地,且多生于高寒地区。地衣的生长虽然缓慢,但是寿命极长。有人研究过生长在 格陵兰 岛 上的某些地衣,证明它们已经生活了1000~4500年。

据统计,全世界已发现的地衣有500余属2600余种,通常分为三个纲。

子囊 衣纲Ascolichenes

1 松萝属 2梅衣属3文字衣属4 石蕊属

单子衣纲Basidiolichenes

半知已纲。deuterolichens

1.

子囊衣纲Ascolichenes

1松萝属 2梅衣属3文字衣属4石蕊属

2.

单子衣纲Basidiolichenes

3.

半知已纲。deuterolichens

藻类植物

一般特征

1.主要特征:(1)植物体为单细胞,或群体,或丝状体,或叶状体,没有根茎叶分化;

(2)有 纤维素 的 细胞壁 :外层为果胶质,黏滑;内层为纤维素;

(3)细胞内含有 叶绿素 或其它色素,能 进行 光合作用 ;

(4)多数种类在 生活史 的某些单细胞时期具有鞭毛——高度依赖 水环境 。

2.分门: 藻类植物 约2.5万种,7门,多数生于海水、淡水中,少数生于陆地。

蓝藻门介绍

1.一般特征

(1) 细胞 为 原核生物 ,没有 细胞核 、 细胞器 只有 核糖体 ;

(2)通常是单列细胞的丝状体,细胞之间的联系松散;由丝状体再组成块状或片状。

(3)光合色素为 叶绿素a 和 藻蓝素 ,故植物体呈蓝色。光合产物贮藏物质主要是 蓝藻 淀粉。

(4)无有性生殖。通过细胞一分为二进行裂殖繁殖,或丝状体断裂进行 营养繁殖 。

2.分类和代表植物

目前已经发现和记载的 蓝藻门 植物大约有1500种,只有一个纲,即 蓝藻纲 ( Cyanophyceae ),3个目,即 色球藻目 ( Chroococcales )、 管胞藻目 (Chamaesiphonales)和 颤藻目 (Osillatoriales)。

念珠藻 属于颤藻目,念珠藻(Nostoc)。

单列 细胞 构成的不分枝的丝状体,称为藻丝。许多藻丝集合成片状、球状群体,有公共胶质鞘。藻丝上有异形胞,较其他细胞大,常在此处断裂行营养生殖。冬季时有的细胞成为厚壁孢子(厚桓孢子),经过休眠后萌发成为新藻丝。

常见的种类有 雷公菌 (Nostoccommune)和 发菜 (Nostoccommunevar.flagelliforme),均可食用。

在海洋中的念珠藻可以形成赤朝。

绿藻门介绍

1.一般特征

绿藻 植物的 细胞 含有与高等植物细胞相同光合色素,即 叶绿素a 、 叶绿素b 、 叶黄素 和胡萝卜素,因而都呈绿色。贮藏养分也相同,有淀粉和油类。

有与 维管植物 类似的 细胞壁 成分。

游动细胞有2或4条等长的顶生鞭毛。绿藻的植物体有单细胞的、群体的和丝状体的。

有无性繁殖和有性繁殖。

分布很广,以淡水为多,常见于流水与静水中,陆地上阴湿处,海水中也有分布。

2.分类和代表植物

绿藻门 约430属,6700种,通常分为 绿藻纲 (Chlorophyceae)和 轮藻纲 ( Charophyceae )。

(1) 衣藻属 (Chlamydomonus),属于绿藻纲。

衣藻属有100多种,生活于富含有机质的淡水沟和池塘中,早春和晚秋大量繁殖时,常形成大片群落,使水变成绿色。

植物体为单 细胞 ,卵形,细胞内有一个核,一个杯状 叶绿体 ,叶绿体中有淀粉核,细胞前端有2条等长的鞭毛,鞭毛基部有2个伸缩泡,旁边有1个红色眼点。

衣藻生殖方式

衣藻既有无性生殖又有有性生殖。无性生殖常在夜间进行,生殖时藻体通常静止,鞭毛收缩或脱落变成游动 孢子囊 , 细胞核 先分裂,形成4个子核,有些种分裂3-4次,形成8-16个子核,随后 细胞质 纵裂,形成2、4、8或16个子 原生质 体,每个子原生质体分泌一层 细胞壁 并生出两条鞭毛,子细胞由于母细胞壁胶化破裂而放出,长成新的植物体。 有性生殖 在多代的无性无殖后进行。生殖时,细胞内的原生质体经过分裂形成8=64个小细胞,称 配子 。配子在形态上和游动孢子无大差别,只是比游动孢子小。

成熟的配子从母细胞中放出后,游动不久,即成对配合,形成双倍体、具4条鞭毛、能游动的合子。合子游动数小时后变圆,鞭毛脱落,分泌形成厚壁合子,合子壁上有刺囊。合子经过休眠,在环境适宜时内部经过 减数分裂 ,产生4个单倍体的 原生质 体。以后合子壁破裂,单倍体的原生质体被放出,并在几分钟之内生出鞭毛,发育为新个体。

多数种的 有性生殖 为 同配生殖 ,即配合的两个 配子 形状相似、大小相同。

有些为 异配生殖

有的为卵式生殖

从不同 衣藻属 的生活史中,可以看出有性生殖起源于无性生殖,有性生殖中又是从同配生殖发展到异配生殖,再发展到卵式生殖。

(2) 水绵属 ( Spirogyra )属于 绿藻纲 。

本属约300种,全部是淡水产,是常见的淡水绿藻,在 小河 、池塘、沟渠或水田等处均可见到,繁盛时大片生于水底或大块飘浮于水面,用手触及有黏滑的感觉。

植物体是由长筒形 细胞 连成的不分枝的丝状体。每个细胞中有一至数条带状的 叶绿体 ,螺旋形绕于 原生质 体内,上有一列淀粉核。细胞中有一个核和一个大液泡。 细胞壁 外富有胶质, 触手 滑腻。

水绵 的 营养繁殖 可通过丝状体断裂成两条或丝状体的每个 细胞分裂 来进行。水绵没有无性生殖。 有性生殖 为接合生殖(conjugation),多发生在春季或秋季。繁殖时两条丝状平等靠近,在两细胞相对的一侧相互发生突起,突起渐伸长而接触,于是接触的壁消失,连接成管,称为接合管。两条丝状体之间可以形成多个横列的接合管,外形很像梯子称“ 梯形 接合”(scalariformconjugation)图)。 细胞 中的 原生质 体收缩形成 配子 ,一条丝状体中的配子以 变形虫 式运动,通过接合管移至相对的第二条丝状体的细胞中,并与细胞中的配子结合。结合后,第一条丝状体的细胞只剩下一条空壁,此种丝状体是 雄性 的;第二丝状体的细胞在结合后,每个细胞中都有一个合子,此种丝状体是 雌性 的。配子融合时 细胞质 先融合,稍后两核才融合成合子。此外还有侧面接合(lateralconjugation)。合子耐旱,水枯不死,待环境适宜时萌发,一般是在合子形成后数周或数月,甚至一年以后萌发,由此长成新的植物体。

(3) 轮藻属 (Chara)属于 轮藻纲 。

轮藻 多生于淡水,在静水或不大流动的水底大片生长,少数生长在微盐性的水中。植物体直立,具轮状分枝,体表常常含有 钙质 ,以单列 细胞 分枝的 假根 固着于水底淤泥中,主枝分化成“节”和“节间”,节间的中央有一个大细胞,外围由长细胞所组成。“节”的四周轮生短村,短枝称作“叶”;叶也有“节”和“节间”。无论是主枝或短枝,顶端有一个半球形的细胞,叫做顶端细胞(api-calcell)。植物的生长即由顶端细胞不断分裂形成的,主枝能无限生长;短枝到一定程度便停止生长。

轮藻属 的 有性生殖 是卵式生殖。 雌性 生殖器官称卵囊(oogonium), 雄性 生殖器官称为精子囊(spermatangium),雌雄生殖器官皆生于短枝的节上。卵囊生于刺状体上方,长卵形,内含一个狼胞;精子囊生于刺状体下方,其内产生精子。精子形状细长、螺旋形,生于其前端的两条鞭毛拖向后端,成熟后的精子被释放到水中,卵囊成熟时,精子进入卵囊与卵结合。合子分泌形成厚壁,脱离藻体,休眠后经 减数分裂 萌发,可长出数个 轮藻 植株。

轮藻属 的 营养繁殖 :一种是断裂的藻体沉在水中长出“ 假根 ”和“芽”,成为新的植株;另一种是藻体的基部长出珠芽,内含大量淀粉,很像 种子植物 的块根或块茎。

轮藻的植物体高度进化,生殖器官构造复杂,外面有一层营养 细胞 包围着,可以与 维管植物 的性器官相比,因此,有人将它们列为独立一门。

除上述介绍的几属 绿藻门 以外,常见的绿藻还有小球属( Chlorella ),植物体为浮游性的单细胞体,圆形或椭圆形、 细胞壁 薄而均匀;绿球藻属(Chloroccum),单细胞植物体,幼时圆形、壁薄;细胞有一个大 叶绿体 ,一个淀粉核及一个 细胞核 ;栅藻属(Scenedesmus),植物体为群体,细胞 纺锤形 或长筒形,通过4或8个横着连成一排;还有 团藻 (Volqox)图)等。另外 石莼属 (Ulva)的生活史中还出现了同形世代交替。 绿藻 和 维管植物 之间有很多相似之处,它们有相同的色素, 光合作用 的产物都是淀粉,鞭毛类型都是尾鞭型。因此,多数学者承认高等植物的祖先是 绿藻门 。 绿藻门 在 植物界 的系统发育中居于主干地位。然而高等植物究竟从那一类绿藻发展来的,还没有肯定的答案。

褐藻门介绍

1.一般特征

褐藻 几乎全为海产。藻体含有 叶绿素a 、叶绿素c和胡萝卜素及 叶黄素 。其中以胡萝卜素和叶黄素的含量较多,因此常呈黄褐色。贮藏的养分主要是 褐藻 淀粉(海带糖,一种水溶性的多 糖类 )和 甘露醇 。

褐藻是多 细胞 的植物体,有大形带状或分枝的丝状体。有的植物体很大,如巨藻属(Macrocystis)可长达400m。植物体分为带片、带柄和 假根 三部分。

褐藻都具有 有性生殖 ,包括同配、异配和卵配生殖。无性繁殖产生游动孢子或不动孢子。游动孢子和 配子 都具有侧生的两根不等长的鞭毛,一般向前的一根较长,向后的较短。通常都有世代交替,有同型世代交替和异型世代交替。

2.分类和代表植物

海带属 (Laminaria)本属约有30种,在我国常见的海带(Laminariajaponica)。它是人们喜爱的食品。海带要求水温较低,夏季平均温度不超过20℃,而 孢子体 生长的最适宜温度是5-10℃。

海带的孢子体分成三部分:固着器、柄和带片。固着器呈分枝的根状;柄没有分枝,为圆柱形或略侧扁,柄组织分化为三层,表皮、皮层和髓;带片生长于柄上,不分枝,没有中脉,幼时常常凸凹不平,内部构造和柄相似,也分为三层。

海带的生活史有明显的世代交替,孢子体成熟时,在带片的两面产生棒状单室的游动 孢子囊 ,孢 子囊 中间夹着长的 细胞 称隔丝(paraphsis)。孢 子囊 聚生为暗 褐色 的孢子囊群,孢子母细胞经过 减数分裂 及多次普通分裂,产生许多单倍侧生 双鞭 毛的同型游动孢子。游动孢子梨形,两条侧生鞭毛不等长(北方海带的孢子多在9、10月间成熟,10月底到11月底间放出大量孢子)。同型的孢子在生理上是相同的,可萌发为雌雄 配子体 。雄配子体是由十几到几十个细胞组织的分枝的丝状体,其上的精子囊由一个细胞形成,可产生一个侧生双鞭毛的精子,其构造和游动孢子相似。雌配子体是由少数较大的 细胞 组成,分枝也很少,在2-4个细胞时,枝端即产生单 细胞 的卵囊,内有一枚大卵,成熟时卵排出,附着于卵囊顶端,卵在母体外 受精卵 ,形成二倍的合子。合子不离母体,几日后即萌发为新的海带。在适宜条件下,次年6月可长至133~167cm。海带的 孢子体 和配子体差异很大,孢子体大而有组织分化; 配子体 只有十几个细胞组成。所以是孢子体发达的异型世代交替。

世代交替:有些植物的生活史中,具有两种独立生活的阶段,一种是两倍体的孢子体阶段,它由 受精卵 发育而来,并通过 减数分裂 产生孢子,称为孢子体世代;另一个阶段是单倍体的 配子 体阶段,它由孢子发育而来,并产生配子。 高等植物 和较进化的 藻类植物 具有世代交替现象。

苔藓植物

高等植物一般特征: 受精卵 在母体(卵囊)内发育成多细胞结构的胚(即受精卵在母体内发育而成的幼小的植物体);有茎、叶乃至根的分化( 苔藓植物 没有真正的根);生活史中具有明显的世代交替;具有由多细胞构成的生殖器官及其外围的保护性结构(不是花!卵囊、精 子囊 ?);多数是陆生。包括 真藓门 、 蕨类植物门 、 种子植物 。

一般特征

1.有明显的世代交替。

2. 配子体 显著(发达),自养,生活时间较长;有类似茎和叶的分化而没有真正的根,只有 假根 。没有 维管束 ,没有完善的组织分化,即没有保护组织、 输导组织 和机械组织等分化。成熟时产生 颈卵器 和 精子器 ,属于 颈卵器植物 。精子借水的作用游至颈卵器与卵结合, 受精卵 在颈卵器内(母体的一部分)发育成为胚,再发育成 孢子体 。

3.孢子体简单,在颈卵器内发育成熟,通常由孢 、蒴柄和基足三部分构成,通过基足寄与配子体联系(具体是颈卵器)。孢子体成熟时,孢蒴内的孢子母 细胞 减数分裂 产生孢子,一个孢子萌首先发育成一个原丝体,一个原丝体再形成若干个 配子体 。

由于结构的限制——没有根、没有 维管束 、没有完善的保护组织, 苔藓 植物 个体 矮小 ,而且多数只能生活于阴湿的环境中,是从水生到陆生的过渡类群。(如何解释)

假根 :单 细胞 或一列细胞,没有维管束; 苔藓 及以前的植物只有假根。

真根:多细胞,有维管束的分化。 蕨类植物门 和 种子植物 (即 维管植物 )才有真根。

代表种介绍

现有40000种, 中国 约2100种。分为 苔纲 、 真藓纲 (和 角苔门 )。

1.苔纲

2.藓纲

藓纲——植物体有拟茎、拟叶的分化。假根由单列 细胞 构成。叶常具中肋,植物体多为辐射对称。孢子萌发形成原丝体(protonema)。配子枝(game-tophpre)为原丝体上生出的带叶的枝。 孢子体 的结构较苔类复杂,孢蒴有蒴轴。

葫芦藓(FunarriahygrometricaSibth.) P204

茎叶体,二叉分枝,直立,具有多 细胞 假根 ,雌雄同株异枝。

常生活在有朵质丰富的土地上。植物体( 配子体 )直立 矮小 ,多呈黄绿色,具茎、叶分化和 假根 ;叶长舌形,有一条中肋,生物茎的中上部。雌雄同株,但为雌雄异枝;雌雄先生长,雌枝稍后生长。雌枝端的叶集生呈芽状,其中有几个具柄的 颈卵器 ,但通常只有一个颈卵器发育成 孢子体 。雄枝端的叶较大,枝顶端集生多个 精子器 。当生殖器官成熟时,精子器顶端裂开,精子溢出,借助于水游入卵器中与卵结合,卵 受精卵 后形成合子,合子不经休眠,在颈卵器中发育成胚,胚逐渐分化,发育成孢子体。颈卵器随着孢子体的增长而增长。孢子体的柄迅速增长,使颈卵器断裂成为上下两部分,上部成为蒴帽(calytra)。孢子体由孢蒴、蒴柄和基足三部分组成。

孢子体的主要部分是孢蒴,其中的造孢组织发育为孢子母细胞,孢子母细胞经 减数分裂 形成四分体孢子。孢子成熟后从孢蒴中散出,在适宜的环境条件下萌发形成原丝体。原丝体细胞含 叶绿体 ,能独立生活,它向上生成芽体,再形成具有茎、叶和 假根 分化的 配子体 。

作用经济意义

(1) 苔藓植物 能生活于沙 、 荒漠 、 冻原 地带及裸露的石面上,能不断分泌酸性物质,分解岩石,本身死亡的残体亦堆积其上,年深日久,即为其他 高等植物 他造了生存条件。它是继 蓝藻 、 地衣 之后, 植物界 的石荒者之一。

(2)由于苔藓植物多具丛生的习性,植株之间空隙很多,可起到毛吸管的吸水作用。因此苔藓植物有很大吸水能力,吸水量高时可达植物体本身重量的15-20倍,而其蒸发量却只有净水面的1/5。因此, 苔藓植物 对林地、山野的水土保持有一定作用。

(3) 苔藓植物 与湖泊和森林的变迁有密切关系。多数水生或湿生的 藓类 ,常在湖泊、 沼泽 形成广大群落,在适宜的条件下,上部逐年产生新枝,下部老的植物体逐渐死亡、腐朽,经过长时间的积累,腐朽部分愈堆愈厚,可使湖泊、沼泽干枯,逐渐陆地化,为陆生的 草本植物 、灌木和 乔木 生活创造条件。从而使湖泊、沼泽 演替 为森林。

如果空气中湿度过大,同些藓类能吸收空气中的湿气,使水长期积蓄于藓丛之中,也能促进地面沼泽化,形成高位沼泽,造成林木大批死亡,对森林危害甚大。因此,它对湖泊、沼泽的陆地化和陆地的沼泽化,起着重要的演替作用。

(4)在不同生态条件下,常出现不同种类的 苔藓植物 ,因此,苔藓植物可作为某一生态条件的指示植物。如泥炭藓类多生于我国北方的 落叶松 和 冷杉属 林中, 金发藓 多生于 果子松 和 云杉 林中。

(5)因苔藓植物对空气中 二氧化硫 和 氟化氢 等 有毒气体 很敏感,可作监测 空气污染 的指示植物。

(6)一些苔藓植物可作药用,如 大金发藓 (Poltrichumcommune),全草能乌发、利便、活血、止血。

另外,由于苔藓植物有很强的吸水能力,在 园艺 上常用以包装运输新鲜苗木或作播种后的覆盖物, 苔藓植物 形成的泥炭,可作燃料及肥料。

菌类植物

特征及分门

一般特征:菌类植物不是一个具有自然亲缘关系的类群。它是一群没有根、茎、叶分化,一般无光合色素,并依靠有机物质而生活的一类 低等植物 。绝大部分菌类植物的营养方式是异养(heterolrophy)的。异养的方式有 寄生 和腐生。从活的动植物体吸取养分的称为寄生(parasitism)。通过分解死亡的植物体或无生命的有机物质获得养分的称为腐生(saprophytism)。

菌类植物约有9万余种,可分为 细菌门 ,黏菌门和 真菌门 。

菌类植物:包括细菌在内、具有 细胞壁 的异养生物。

菌物:不包括细菌在内、具有细胞壁的 真核生物 菌类植物。

细菌门介绍

(Schizomycophyta,Bacteriophyta)

1.一般特征和分类

细菌是微小的单细胞植物,有细胞壁(无 纤维素 ),但没有 细胞核 ,与 蓝藻 相似属于 原核生物 。绝大多数细菌不含叶绿素( 紫细菌 含有细菌叶绿素)为异养植物。有的细菌(如硫细菌、 铁细菌 等)是自养的,能利用 CO2 及 化学能 自制养料。细菌通过 细胞分裂 进行繁殖,没有 有性生殖 ;有的可以形成 芽胞 渡过不良环境,待环境适宜时重新发育成一个细菌。细菌的分裂繁殖速度很快,在外界条件适宜时,20-30分钟可以分裂繁殖一次,一天24小时可以繁殖47-71代,所以细菌传播的疾病速度快,有时难以控制。

芽孢 细胞壁 加厚,内部代谢降低,能够非常有效的抵抗外界不良条件——低温、高温、干旱。有的芽孢在-253℃下不死,或在100℃下30分钟不死,或在非常干旱的环境中不死。所以医疗和科研中的灭菌、消毒的要求就比较严格。

细菌在形态上可以分为三种基本类型

球菌 : 细胞 为球形或半球形,直径在0.5-2um的范围,无鞭毛。

杆菌:细包呈杆棒状,长度在1.5-10um的范围,在生活中的某一个时期生长出鞭毛,能够游动。

螺旋菌 : 细胞 长而弯曲,略弯曲的称为 弧菌 ,其形态又常因发育阶段和生活环境的不同而改变,在生活中的某一个时期生长出鞭毛,能够游动。

另外, 放线菌 类(Actinomycetes)也是细菌中的一类。其 细胞 为杆状,不游动,在某种生活情况下变成分枝丝状体,从细胞的结构看,它是细菌;从分枝丝状体来看,则像真菌,故有人认为它是细菌和真菌的中间形态。

从生活方式上,细菌有腐生细菌和 寄生 细菌两种类型。

腐生细菌占绝大多数,它们通过分解各种 有机化合物 (动物尸体、粪便,植物的枯枝落叶等等),使其腐烂,从中取得有机碳作为养料。

寄生 细菌种类和数量少,寄生于动植物体的 活细胞 内,靠吸取活 细胞 内的养分生活,并使植物和动物致病。它们从植物的 气孔 、伤口等处进入植物体的 细胞 ;从动物的口腔、 呼吸道 及伤口等进入动物体的细胞。

目前已经发现的细菌种类约2000余种。分布很广,几乎遍布 地球 的各个角落、空气、水、土壤及生物体的内、外,一切物体的表面都有细菌存在。

2.细菌在自然界中的作用和经济意义

腐生细菌和其他腐生真菌联合起来,能把动、植物的残遗物(尸体、枯枝落叶和排泄物等)分解为简单的 无机化合物 ,完成自然界的物质循环—— 矿化作用 。所有的 维管植物 都不能直接消化 纤维素 ,也不能直接吸收 蛋白质 。而这些物质是地球上数量最多的物质,只有通过多种腐生细菌的配合分解,才能变成简单的无机物——水、 二氧化碳 和氨,重新被植物体利用,重新进入生物循环。

根瘤细菌与一些植物尤其是 豆科 的根共生形成根瘤,可以把空气中的氮固定为含氮化合物,供给植物利用。

磷细菌能把 磷酸钙 、 磷灰石 、磷 灰土 分解为植物容易吸收的养分。 硅酸盐细菌 能促进土壤中的磷、钾转化为植物可以吸收的物质。

很多细菌是致病菌,可以使人、家畜、家禽致病,甚至危害生命,如 肠道沙门氏菌 、猪 霍乱 菌等。从狭义的或生产的观点,使生产受到损失。从 种群 角度说,加速了老弱个体的死亡,减少对食物的消耗、减少不良后代的产生等等,有利于种群的发展,是一种有益的 自然选择 。

细菌在 化学工业 、 造纸 、 制革 和炼糖等工业领域也广为应用。

在医药卫生方面,可以利用细菌生产多种药物,利用杀死的 病原菌 或处理后丧失 毒力 的活病原菌,制成各种预防和治疗疾病的 疫苗 和 卡介苗 。

有些 放线菌 能产生抗菌素。如 链霉素 、 四环素 、 土霉素 等,都是从放线菌类中提取出来的抗生素。

真菌门介绍

(Eumycophyta)

1.一般特征

真菌的 营养体 除少数原始种类是单 细胞 外,一般都是由向四周伸展的分枝丝状体所构成,特称 菌丝体 (mycelium),每一根丝称为菌丝(hyphae)。 菌丝 有的分隔,有的不分隔,不分隔的菌丝实为一个多核的大 细胞 。菌丝缠绕在一起形成菌丝体。高等类型的真菌进行 有性生殖 时,常形成特殊的菌丝组织结构,其中产生有性孢子,此种组织结构称子实体(sporophore)。

大多数真菌 细胞壁 是由 几丁质 (chitin)组成,部分 低等真菌 的细胞壁是由 纤维素 组成。菌丝细胞内包含有细胞、 细胞质 、液泡,贮存有油滴、 肝糖 等养分。有些真菌细胞的原生质体含有色素而使 菌丝 (尤其是老的菌丝)呈现不同的颜色,但是,这些色素是非 光色素 。

真菌的生殖方式有 营养繁殖 、 无性生殖 和 有性生殖 三种,其中,无性生殖极为发达,形成各种各样的孢子。

真菌的生活方式是导养的,一部分是 寄生 的,一部分是腐生的。有的是腐生为主,兼有寄生活;有的是寄生为主,兼有腐生生活。只有一小部分是绝对寄生的,这部分常常造成农作物病害——如 小麦秆锈病 (Puccciniagraminis)等的主要 病原菌 。

真菌的分布极广,陆地、水中及大气中都有,尤其以上土壤中最多。

2.分类和代表植物

真菌的种类很多,约有3800多属,已知道的有70000种以上,可分为4纲: 藻菌纲 、 子囊菌 纲、 担子菌门 和 半知菌纲 。

(1) 藻状菌纲 (Phycomycetes)植物体多为分枝的丝状体, 菌丝 不具横隔,含多核。繁殖方式与某些 藻类 很相似,本纲约有200多属,常见植物为黑根毒。

黑根霉 ( 匐枝根霉 )( Rhizopus nigricans)也称面包霉,多腐生于富含淀粉的食物上,菌丝横生,向下生有 假根 ;向上可生出 孢 子囊 梗,其先端分隔形成 孢子囊 ,其中产生许多生孢子,孢子成熟后呈黑色,当孢子散落在适宜的基质上,就萌发成新的植物。它们可进行有性接合生殖。黑根霉常使蔬菜、水果、食物等腐烂。 甘薯 贮藏期间,如遇高温、高湿和通风不衣,常由它引起 软腐病 。

(2) 子囊菌 纲 (Ascomycetes): 菌丝 有分隔, 有性生殖 时形成 子囊 ( 子囊 )、 子囊孢子 (ascuspore)及子囊果。子囊是有性生殖的两性核结合的场所,结合的核经 减数分裂 ,形成 子囊 孢子,一般是8个。本纲的子实体也称为子囊果(asco-carp),其周围是菌丝交织而成的 包被 (peridium),即子囊果的壁。子囊果内排列的子囊层,子囊之间有丝。子囊果有如图所示的有3种类型:① 子囊盘 (apothecium);子囊果呈盘状、杯状或碗状, 子实层 常露在外;②子囊壳(perithe-cium); 子囊 果呈瓶状,顶端有孔口,这种子囊果常理于子座中(stroma);③闭 囊壳 (cleistothecium): 子囊 呈球形,无孔口,完全闭 。子囊果的形状是 子囊菌 纲分类的重要依据,但有的种类则无子囊果。

本纲常见的属有 酵母菌属 、 青霉 、 曲霉属 和 虫草属 等等。

① 酵母菌属 (Saccharomyces)是本纲中最原始的种类,常用于制造啤酒。植物体为单细胞,卵形,有一个大液泡,核很小。酵母菌的重要特征是出芽繁殖。首先在母细胞的一端形成一个小芽,(也叫 芽生孢子 blasto-spore),老核分裂后形成的子核,移入其中一个小芽,小芽长大后脱离母 细胞 ,成为一个新酵母菌。芽 细胞 可以相连成为假菌丝。 有性生殖 时合子不转变为 子囊 ,以 出芽生殖 法产生二倍体的细胞,由二倍体的细胞转变成子囊, 减数分裂 后形成4个 子囊孢子 。酵母能将 糖类 在无氧条件下分解为 二氧化碳 和 乙醇 ,与人类密切关系。

② 青霉 ( Penicillium )主要是以 分生孢子 繁殖,从 菌丝体 上产生很多直立的分生孢子梗,梗的先端分枝数次,呈 扫帚 状,最后的分枝称小梗(sterigma),生小梗的枝叫梗基。小梗上有一串青绿色的分生孢子。有性生殖仅在少数种中发现,子囊果是闭 囊壳 。

苄青霉素 (盘尼西林)是20世纪医学上的一大发现,其主要是从黄青霉( Penicilliumchrysogenum )和点心青霉(P.notatum)中提取的。但有的青毒有毒,同时它们也是常见的污染菌。与 青霉 相近的是 曲霉属 ( Aspergillus )。其 分生孢子 梗顶端膨大成球,不分枝,可区别于前者。其中的 黄曲霉 (A.flaqus)的产毒菌株产生黄曲霉素,毒性很大,能使动物致死和引起癌症。

③ 虫草属 ( Cordyceps )在 鳞翅目 昆虫体内 寄生 的 子囊菌门 ,其中冬虫夏草(C. sinensis )最著名。该菌的 子囊孢子 秋季侵入 鳞翅目幼虫 体内,幼虫仅存完好的外皮,虫体内 菌丝 形成菌核。越冬后,次年春天从幼虫头部长出有柄的棒状子座。由于子座伸出土面,状似一颗 褐色 的 小草 ,故该菌有 冬虫夏草图 之名。该菌为我国特产,是一种名贵补药,有补肾和止血止痰之效。

(3) 担子菌 纲 (Basidiomycetes)菌丝有分隔, 有性生殖 时形成担子(basidi-um),它是两性 核配 的场所,担子上常生有4个 担孢子 ( basidiospore ),担子菌的子实体也称为 担子果 ,是高等担子菌产生担子和担孢子的一种结构、其大小、形状、地质、色泽差异很大。

① 蘑菇属 ( A.garicus )子实体由菌盖(pileus)菌褶(gills)、黄柄(stipe)和黄环(annulus)菌盖张开时残留在 菌柄 上的环状膜)组成。菌褶的表面是 子实层 ,子实层中有不产生孢子的测丝、无隔担子、担子棒状,顶端有4个小梗,每个小梗上长1个担孢子,担孢子成熟后脱落,生成单核 菌丝 ,经过复杂的变化,又生成子实体。

本纲常见的食用菌有 平菇 ( Pleurotusostreatus )、香菇(Lentinusedodes)、口磨(Tricholmagambosum)等,它们都是美味和营养丰富的食品。作为食用和药用还有木耳(Auriculariaauricula)、银耳( Tremella fusiformis)、猴头(Hericiumerinaceus)等。药用的有猪苓(Polyporusumbellatus)、 天然野生灵芝 (Ganodermalucidium)、茯苓(Poriacocos)等。常见的植物 病原菌 有麦菌秆锈病菌( Pucciniagraminis )、 玉米 黑粉病菌(Ustilagomaydis)等。

注意:真菌部分必须介绍 子囊菌门 和 担子菌 ,才能与 地衣 植物的组成联系起来。

真菌在自然界中的作用和经济意义

真菌的 矿化作用 仅次于细菌,能把动、植物的尸体和排泄物以及各种遗弃物分解为简单的 无机化合物 ,完成自然界的物质循环——矿化作用。

发酵工业——医药、化工、食品的作用

使动植物致病。

蕨类植物门

一般特征

1.生活史中, 孢子体 发达、占优势,但孢子体和 配子体 都独立生活,都是自养。

2.通常所见的为孢子体,较大。孢子体有茎叶根的分化( 松叶蕨 无根,例外),体内产生 维管束 ,是 维管植物 。孢子体产生孢子,散布后,孢子发育成配子体。维管束通常无 维管形成层 , 木质部 只有管胞和木薄壁 细胞 , 韧皮部 只有筛胞和韧皮薄壁细胞。

3.配子体为叶状体,小型的绿色心脏型,结构简单,无根茎叶分化,无维管束,称为原叶体,自养。配子体产生 颈卵器 和 精子器 。精子借水的作用游至颈卵器与卵结合, 受精 卵 在颈卵器内(母体的一部分)发育成为胚,再发育成 孢子体 ,此时 配子体 死亡,新一代的孢子体独立生活。

分类

12000种,我国2600种。

一般分为5个纲: 松叶蕨纲 、 水韭纲 、 石松纲 、 木贼纲 、 真蕨纲 。

代表植物

代表种属( 石松属 、 卷柏属 、 木贼属 、 蕨属 )的特征;蒴类植物的生活史。

1.松叶蕨纲

2.水韭纲:约有70多种,我国有两种,常见的为 中华水韭 (I.SinensisPalmer)。

3石松纲(Lycopodinae)

孢子体多为二叉式(dichotomy)分枝,小型叶(拟叶),常螺旋状排列,有时对生或轮生,有或无叶舌, 孢子囊 有厚壁,单生于孢子叶(sporphyll)腋的基部,或聚生于枝端成孢子叶球(strobile),或称为孢子叶穗(sporophyllspike)。孢子同型(homospory)产生的孢子大小相同或孢子异型(heterospory)产生的孢子有大小之分,现仅有 石松 目和 卷柏 目。

4 木贼 纲(Eguisetinae)

茎有明显的节和间节,叶小,鳞片状轮生。孢子囊穗生于枝顶,孢子叶盾状,下生多个孢子囊,孢子同型,有2条 弹丝 (elater),螺旋形游动孢子,具有多数鞭毛。

现在仅存 木贼属 (Equisetum)1属,约30多种,我国约有9种,常见的有 问荆 (E.ArqenseL.),是一种 杂草 ,有清热利尿的作用。 节节草 (E.ramosissimumDesf.)、 木贼 (E.hiemaleL.)可作药用和磨光材料。

5 真蕨纲 (Filicinae)

叶为大型叶,具有孢子囊群盖(indusim),孢子同型。 配子体 常为心形,生殖器官生于腹面。真蕨是现今最繁茂的蕨类植物,约10000种以上,我国有40科2500种,以 菜蕨 为例说明 蕨类植物 生活史。

适应陆生生活

起源:古代 绿藻 ;由 裸蕨类 进化而来。 苔藓植物 是原始的 高等植物 :

1.配子体虽有茎叶分化,但结构简单,无真正的根,无 输导组织 和机械组织以及保护组织。

2. 有性生殖 时,必须借助于水才能完成 受精卵 ,为水生到陆生的过渡类型。3. 孢子体 不能独立生活,必须 寄生 在配子体上。

经济意义

蕨类植物门 和人类关系十分密切。

古代蕨类植物形成的煤炭,可提供大量能源;

许多蕨类植物可作为药用,如 卷柏 、 海金沙 、 贯众 等,有些蕨可食用,如 蕨苗 。

在工业上, 石松 可作为治金工业上的优良脱膜剂;还可在火箭、 信号弹 、照明等各种照明工业上,用作突然起火的燃料。

一些蕨类植物可作为环境 指示剂 。如 云南省 松林与 铁芒萁 。

农业上, 满江红 因和 蓝藻 共生,是水稻良好的绿肥,也可做饲料。

孢子植物根、茎、叶的分化:

参考资料