植物、真菌及其上陆.ppt

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1、第16章 植物、真菌及其上陆,主要内容,引言：保护森林平衡 上陆 植物多样性 真菌 和进化的联系：互利共生,生物学与社会：森林平衡,针叶林 松树、冷杉、云杉和红杉森林 森林砍伐 用途： 木材、造纸 危害：破坏生态平衡 保护森林 植树，多使用电子媒体,保护森林,上 陆,结构性适应 光、CO2地上 光合所需资源来自 水、矿物质地下 植物特化结构：根、茎、叶 植物茎叶的支持靠富含木质素的细胞壁 维管组织起物资运输作用,植物对陆生的适应,植物通过光合作用制造有机分子的多细胞真核生物， 具有适陆生生活的适应性,上 陆,多数植物的根都有共生的真菌 真菌为植物根提供水和矿物质 植物产生的糖为真菌提供养分,植

2、物对陆生的适应,植物和真菌的共生,根,真菌,有真菌 鞘的根,根,上 陆,植物茎进化出木质素(lignin)，使细胞壁变硬，起支持作用 叶 植物的叶子是光合器官 叶表面的气孔进行气体交换 叶表面的蜡质结构有助于叶子和果实保持水分,植物对陆生的适应,茎,气孔,脉管,木栅层,海绵层,上 陆,木质部(xylem)： 由死细胞组成的管道，运输矿物质和水 韧皮部(phloem)： 由活细胞组成，运输营养（糖和有机物）,植物对陆生的适应,维管组织,由管状细胞构成，其分支遍布整个植株。 维管组织特化为两种运输组织：,上 陆,配子囊（gametanium） 即在配子外面有一个保护性的细胞结构，以保证配子在湿润的

3、环境中发育。 花粉 花粉的传播，可以依靠风、动物；受精和发育发生在雌性植株体内 胚 胚位于种子里，依靠风、动物传播。,植物对陆生的适应,生殖性适应,子房,胚,母体组织,植物受到保护的胚,上 陆,植物登陆也是一个漫长的过程，现代轮藻生活在池塘、湖泊边缘的浅水中，而古轮藻可能定居在偶尔干燥的浅水区，自然选择使能度过干燥期的个体存活下来 配子和胚都有配子囊保护 分子生物学和其他证据表明，轮藻纲的多细胞绿藻与植物亲缘关系最近,植物起源于绿藻,轮藻,鞘藻,植物多样性,植物进化的4个阶段（化石记录） 以结构的进化为标志 - 植物起源 - 维管植物 - 种子植物 - 有花植物,植物进化要点,植物起源,早期的

4、维管植物,最早的种子植物,有花植物的 多样性,轮藻纲,苔藓植物,裸子植物,被子植物,无种子维管植物，如蕨类,0,100,200,300,400,500,百万年前,植物多样性,植物起源于绿藻 轮藻纲（绿藻） 苔藓植物 进化出配子囊，保护配子和胚，这一结构使得苔藓植物(bryophytes)登陆 维管植物 没有种子的蕨类植物（ferns） 进化出维管组织。蕨类植物开始出现，并多样化。无种子 种子起源 早期的种子植物为裸子植物，如松树 进化出种子。进一步保护植物的胚免遭失水，促进裸子植物(gymnosperms)上陆 被子植物 有花植物（大多数现代植物）的花是复杂的生殖结构，种子被保存在子房的小室中

5、，出现有花植物被子植物(angiosperms)。,植物进化要点,植物多样性,苔藓植物 藓类具有海绵的特性 蕨类植物 无种子的维管植物，达12，000种 裸子植物 早期的种子植物，如松柏类，约700种 被子植物 约有250，000种，提供木材、食物、纺织纤维,几种主要的现代植物,植物多样性,苔藓(Mosses)是矮小的植株连成一片生长的，以保持直立状态。其植株像海绵一样吸水保水。 苔藓蜡质的膜防止失水，胚在配子囊中发育，这使藓类的陆地生活成为可能。 藓类的生殖需要水。精子有鞭毛，要在水中游动到达卵子。 没有木质素而矮小，没有维管组织而必须生活在潮湿环境。,苔藓植物(bryophytes),挪威

6、的泥炭藓沼泽,植物多样性,苔藓有两种不同植株个体，绿色海绵样的为配子体(gametophyte)，另一种为孢子体(sporophyte)，从配子体上长出，柄状，末端为孢蒴。 配子体细胞是单倍体，产生单倍体雌、雄配子，而孢子体细胞为二倍体，产生单倍体孢子 孢子可直接发育成新个体，而雌、雄配子必须融合为合子，才能发育成新个体；孢子具有坚硬的外壳，帮助抵御干燥环境。,苔藓植物(bryophytes),配子体和孢子体两个交替世代,孢蒴,孢子体,配子体,植物多样性,配子体和孢子体二者可以相互产生，是相互交替的世代。这种类型的生活周期称为世代交替 (alteration of generation) 配子

7、体是主要世代,苔藓植物,孢蒴,二倍体,单倍体,孢子体,合子,配子 （精子和卵子）,受精作用,减数分裂,配子体,孢子,植物多样性,蕨类植物进化出维管组织，孢子体较发达, 但无种子 精子有鞭毛，受精过程需要水，生活在亚热带潮湿阴暗的环境中 最具多样性，12000多种 至今2亿9千万3亿6千万年的石炭纪，蕨类植物处于鼎盛时期，遍布欧亚北美大陆，它们以及其它无种子植物的遗体沉入湿地，亿年后形成了煤炭,蕨类植物（ferns）,孢子体特化的 生殖结构：由 孢朔组成的黄点,蕨类植物的孢子体,植物多样性,石炭纪末全球气候变得更加干燥寒冷，沼泽开始消失，为种子植物的繁盛提供了机会。 最成功的早期种子植物是裸子植

8、物。 松柏类(conifers)(针叶类) 地球上最高大、最古老的生物之一 寿命最长的松树年龄超过4600岁 现存700种裸子植物，几乎全是常绿植物，叶子针状，覆盖厚的角质膜，气孔深陷，防止水分流失。,裸子植物(gymnosperms),谢尔曼将军红杉，树干周长26米,植物多样性,配子体减少，孢子体发达 太阳辐射引起突变所致 针叶树就是发达的孢子体，微小的配子体在球果中 花粉的出现（第2种适应） 花粉粒是退化的雄配子体，将发育成精子细胞 在松柏类植物，风将花粉传至雌球果，卵就在雌配子体发育。 雌球果生长位置较高，防止同株受粉。,裸子植物(gymnosperms),种子植物的陆生适应 裸子植物比

9、蕨类植物多了3点适应 陆生生活配子体小，出现花粉和种子, 配子体变小（第1种适应）,加拿大铁杉的雄球果,加拿大铁杉的雌球果,植物多样性,植物世代交替的3种形式,配子体（n）,孢子体（2n）,孢子体（2n）,孢子体（2n）,配子体（n）,配子体（n）,孢子体依赖于配子体 （如藓类）,大的孢子体和小的独立的配子体 （如蕨类）,依赖孢子体的更小的配子体 （如种子植物）,单倍体,二倍体,植物多样性,裸子植物没有子房，其种子裸露在球果的鳞片上（即胚珠位于其上） 种子从亲本植株上释放出来后，可以休眠，条件适宜时萌发,裸子植物(gymnosperms),种子的出现（第3种适应）,种子是种皮包裹着胚和贮备的养

10、分，由胚珠发育而来。,胚珠,受精的胚珠,种子,珠被(2n),孢子(n),孢子囊(n),花粉管(n),雌配子体(n),花粉粒(n) （雄配子体）,卵核(n),释放出来的 精核(n),种皮(2n) （源于珠被）,胚(2n) （新孢子体）,食物供给 （源于雌 配子体组 织）,植物多样性,被子植物占植物总数的2/3，已知有25万种（裸子植物只有700种） 裸子植物提供大部分木材和纸张，而被子植物提供几乎所有食物和纺织纤维 谷类、果树、蔬菜、棉花和亚麻等有花植物 被子植物的成功得益于花的进化和维管组织的改进,被子植物(angiosperms),植物多样性,花由一个短柄和四个叶片组成：花萼、花瓣、雄蕊和柱

11、头 真正的生殖结构是雄蕊和心皮 雄蕊：花丝、花药 有多个，可产生雄配子体花粉粒 心皮：柱头、花柱、子房,被子植物(angiosperms),花、果实和被子植物的生活周期,花的结构,雄蕊,花瓣,心皮,萼片,花药,花丝,柱头,花柱,子房,胚珠,卵在胚珠中发育,花的结构,起保护作用， 有1个或多个 胚珠,花粉粒在 其中发育,吸引传粉者,接受花粉,植物多样性,发,被子植物(angiosperms),被子植物生活史,在心皮柱头上 萌发的花粉粒,有花的 成熟孢子体,胚囊 （雌配子体）,沿花柱向下生长的花粉管,花柱,子房（心皮底部）,胚珠,卵,精核,胚乳,合子,双受精,胚 （孢子体）,果实（子房发育而来），

12、 保护并有利于散布种子,种子 （由胚珠发育而来）,种子,萌发的种子,孢子体 幼苗,二倍体,单倍体,植物多样性,被子植物的果实形成 双受精作用（double fertilization） - 落在心皮柱头上的花粉粒沿花粉管到胚珠 - 两个精细胞进入卵子，一个发育为合子，另一个胚乳 - 胚的发育与胚珠的食物贮存同步进行 整个胚珠发育成种子 种子包被在子房内,被子植物(angiosperms),花、果实和被子植物的生活周期,植物多样性,人类很早就播种选育被子植物，产生了农业 农业是植物与动物之间的一种独特进化关系 人类通过选育良种改进并干预了植物的进化 我们的食物谷类、蔬菜和水果等全部都是被子植物；

13、我们还从被子植物获取纤维、药物、香料、木材和装饰品,被子植物和农业,植物多样性,世界人口每年约以2%的速度增长，资源需求增加 热带雨林被毁，面积快速减少，造成昆虫、动物、植物的灭绝 我们的绝大多数食物来源于种植的20多个物种 热带雨林是个大医药库，超过120种处方是从植物中提取的，可作药用的植物超过5千种，全球有1/4药品原料来自热带雨林植物 物种的灭绝是不能恢复的，植物多样性是不可再生的资源,植物的多样性是不可再生的资源,真 菌,多种多样的真菌,蘑菇,蘑菇环,水玉霉属,霉菌,食肉的真菌,出芽中的酵母,真 菌,腐生真菌 菌丝直接从无生命的有机物吸取营养，如动植物尸体/动物排泄物 寄生真菌 从活

14、的宿主细胞或体液中吸取营养，其中有些是病原体，如足癣 共生真菌 根菌与植物互利互惠,真菌的特征,真菌属真核细胞（真菌界），真菌与动物的亲缘关系比植物近，换言之，蘑菇与你的亲缘关系比植物的关系都近。,真菌的营养 真菌是异养生物，产生并分泌水解酶在体外消化食物， 将大分子物质分解为可溶性的小分子物质。,真 菌,大多数真菌是多细胞生物 真菌的躯体由菌丝（hyphae）构成 菌丝质膜外面是管状细胞壁 真菌细胞壁主要由壳多糖构成 菌丝生长迅速 1000m/天 菌丝相互缠绕成团，形成菌丝体,真菌的特征,真菌的结构,真菌的菌丝体,真 菌,真菌通过释放孢子进行生殖 大量释放，可能有性也可能无性。 孢子一旦落在

15、潮湿的地方即萌发形成新的菌丝体 真菌孢子的功能是散布 真菌孢子分布极广，在160公里的高空也有它们的踪迹。,真菌的特征,真菌的生殖,马勃菌释放大量的孢子,真 菌,真菌是分解者 - 真菌和细菌是生态系统中主要的分解者（包括蚯蚓、龙虾、秃鹫和某些啮齿动物），将有机物分解成无机物，为植物提供养分。 - 真菌的分解作用也会给我们带来不便（有害） 寄生性真菌 - 10万多真菌中30%是寄生菌 - 真菌能引起植物多种病害，造成巨大的经济损失， 1845年欧洲由于马铃薯晚疫病的流行，摧毁了56的马铃薯； 一种真菌几乎消灭了美国所有的榆树。 - 约有50种真菌可引起动物和人类的多种疾病 可导致肺病、阴道炎、皮

16、肤病等,真菌的生态影响,真 菌,真菌的商业用途 - 可食用的真菌：蘑菇、冬菇、草菇、木耳、云耳等； - 食品加工方面：酵母菌在烘焙、奶酪发酵、酿酒和酿造业有重要作用； - 开发药用价值：生产治疗细菌感染的抗生素，如青霉素等，真菌对地球上生命有重要作用,真菌的生态影响,真菌生产抗生素,和进化的联系：互利共生,共生(symbiosis) 指直接接触的不同物种的个体间的生态关系，通常是互利互惠的 寄生 两物种生活在一起，一种生物收益而另一种生物受害。一种损害宿主的共生关系。如足癣。 互利共生 双方都受益的一种种间关系，如根-菌组合。 地衣 由真菌和藻类组成的互利共生体，是两个物种相互融合形成的新生命

17、形式。 藻类光合作用为真菌提供营养，真菌的菌丝体为藻类提供良好的环境，帮助藻类吸收并保持水分和矿物质,和进化的联系：互利共生,地衣：真菌和藻类的共生体,小 结,掌握： 植物上陆的结构性和生殖性适应、植物进化要点、苔藓植物主要特点、蕨类植物的主要特点、世代交替、种子植物的陆生适应、真菌的营养、真菌的生态影响 熟悉： 花的结构、被子植物生活史、真菌的结构、真菌的生殖、共生、地衣的组成 了解： 被子植物与农业、植物的多样性是不可再生资源、寄生性真菌、真菌的商业用途,思考题,植物上陆的结构性适应有哪些？ 植物上陆的生殖性适应有哪些？ 植物的进化要点有哪些？ 苔藓植物的结构生殖特点有哪些？ 概念：世代交替？共生？寄生？地衣？ 蕨类植物的结构生殖特点有哪些？ 种子植物的陆生适应有哪些？ 被子植物成功的关键是什么？ 真菌的营养是怎样的？ 真菌的生态影响有哪些？,