中 国 农 业 大 学 生 物 学 院 教 案 2009.09 ~ 2010.07 学年 课程名称：植物生物学 教材名称：植物生物学（主编杨世杰） 授课对象：生物各专业，生命科学试验班、资源与环境学院各专业 开课时间：全年 授课学时：48 主讲教师：《植物生物学》课程组 教学章节：第十五章 编写时间： 2010.03
第十五章 高等植物多样性 教学内容：高等植物的界定；苔藓植物、蕨类植物的基本特征和代表植物特 点。种子植物基本特征，主要分类类群 总学时：4 教学目标 ：知晓何为高等植物；认识苔藓植物在高等植物的特殊性和蕨类植物维管组织的原 始性；掌握苔藓、蕨类植物的特征，生活史；引导思考苔藓、蕨类植物的生态作用以及相关 的演化问题。掌握裸子植物主要特征；了解被子植物基本概况 教学重点： 苔藓植物的生殖器官结构和生活史，真蕨亚门的生活史。裸子植物特征 教学难点：生殖器官结构和生长位置；对代表植物生活史的理解 教学手段：多媒体教学 教学过程 章 节 学时 主要教学内容及安排 备注 引言 第十五章 高等 植物多样性 第一节 苔藓植 物门 2 回顾真核藻类的内容，再提低等植物的特征，由此 引入本章内容。3min 高等植物都是有胚植物。大多数为陆生，植物体一 般有根、茎、叶的分化，具有维管组织，孢子体发达（苔 藓植物例外），有多细胞构成的生殖器官，生活史中具有 明显的世代交替。 高等植物包括苔藓植物门、蕨类植物门、裸子植物 门和被子植物门。2min 苔藓植物广布世界各地，是一类小型的多细胞绿色 植物，生长环境多样。 习见的植物体是生活史中的配子体，孢子体生长于 配子体上，没有维管组织分化。 配子体有叶状体和茎叶体 2 种类型，其中叶状体有 假根和类似叶的分化，茎叶体有假根和类似茎、叶的分 化，假根有 2 种类型，植物体无明显组织分化。 苔藓植物的繁殖方式有营养繁殖、无性生殖和有性 生殖，生活史属异形世代交替类型。有性生殖时所产生 的雌性生殖器官为颈卵器，雄性生殖器官为精子器。颈 卵器上部为颈部，下部为腹部。精子器外形各异，每个 精子具 2 条鞭毛。 精子必须借助于水才能游到颈卵器附近，最终进入颈 卵器中与卵结合，形成合子。合子通常不需要经过休眠 即开始分裂形成胚。 孢子体着生于配子体上，分为基足、蒴柄和孢蒴三部 分。如果颈卵器上部也随之发育则有蒴帽。孢子成熟后 散发后，在适宜的环境条件下萌发，形成片状或丝状的 原丝体。原丝体生长一段时间后，长出芽体，再由芽体 进一步发育成配子体。 全世界有苔藓植物约 23000 种，我国约有 2800 种。 一般分为苔纲、角苔纲和藓纲。15min 复习、 提问 板书 板书 苔藓植 物为何 小？ 按图说 明 结 构；并 绘图说 明受精 过程。 蒴帽是 几倍染 色体？ 按图说 明苔藓 植物生 活史
一、苔纲 苔纲配子体为叶状体或茎叶体，绝大多数具有明显 的背腹性，假根为单细胞。孢子体的基足生长于配子体 中，通常蒴柄在受精之后才快速生长形成，故较纤弱。 无蒴帽、蒴盖、蒴齿、蒴轴等结构。原丝体多样，不发 达，每个原丝体上通常只长 1 个芽体。 苔纲现有 8000 余种，常见的有地钱属、蛇苔属、耳 叶苔属、叶苔属等植物。下面以地钱为例简述苔纲的生 活史。 苔纲中多数植物为茎叶体类型，耳叶苔属、叶苔属、 细鳞苔属、光萼苔属、羽苔属等植物均属于茎叶体类型。 10min 二、角苔纲 角苔纲配子体全为叶状体，表皮细胞排列较整齐， 内部无组织分化，腹面有假根，但无鳞片。配子体细胞 内通常只有 1～8 个较大型的叶绿体，每个叶绿体上有 1 淀粉核。精子器发生于表皮之下，成熟后包藏于精子器 腔中，在表皮上无开口。颈卵器也全部包藏于叶状体中， 但颈部开口与外界相通。角苔的孢子体只有基足和孢蒴， 没有蒴柄。基足与孢蒴之间有居间分生组织，可以使孢 蒴在一定时期内向上生长。孢蒴为棒形，孢蒴壁细胞具 叶绿体，表皮有气孔器；孢蒴内蒴轴发达，并有假弹丝。 孢蒴开裂时，由上至下。孢子散发到环境中发育成原丝 体，再形成新配子体。5min 三、藓纲 藓纲配子体为直立或斜生或平卧的茎叶体，植物体 无背腹之分。茎通常有表皮、皮层和中轴三部分；叶有 中肋或无；假根为单列细胞。孢子体生长于配子体上。 蒴柄发达，常在孢子成熟前伸长。孢蒴结构复杂，通常 具蒴帽、蒴盖、蒴齿、蒴轴等结构，其中蒴齿的水湿运 动有助于孢子散发。原丝体多为丝状体，每一个原丝体 上可形成多个芽体。 藓纲现有 15000 余种。常见的植物有泥炭藓、葫芦 藓、真藓、大叶藓、提灯藓、金发藓等。下面以葫芦藓为 例说明藓纲植物的生活史。10min 小结回顾苔藓植物的重要特点。其他植物都是孢子 体占优势的植物类型，苔藓植物都是以配子体占优势的 植物体，它们的演化关系会是怎样地？5min 板书 根据图 片讲解 根据图 片讲解 地钱结 构和生 活史。 板书 根据图 片讲解 板书 问苔纲 的蒴柄 何时伸 长？为 什么？ 根据图 片 说 明。 小结、 讨论
第二节蕨类植 物门 蕨类植物是孢子植物中最进化的类群，也是最原始 的维管植物。生活史为异形世代交替。孢子体发达，现 存蕨类植物除松叶蕨亚门植物的根为假根外，其他都有 根、茎、叶分化。根通常为不定根，茎多为根状茎，有 多种较原始的维管柱类型，包括原生中柱，、管状中柱，、 网状中柱和多环中柱等。叶分为小型叶和大型叶两类； 根据叶功能和形态分为营养叶和孢子叶。 孢子体成熟后产生孢子囊，孢子囊内的孢子母细胞经 减数分裂形成孢子，孢子有同型孢子和异型孢子之分。 孢子散发后在适宜的环境中萌发形成配子体，又称原叶 体。原叶体小，多为叶状体，无根、茎、叶的分化，具 单细胞的假根。原叶体内发育精子器和颈卵器，精子多 鞭毛，受精过程仍然离不开水。 现存蕨类植物约 12000 余种。我国有约 2600 种。云 南是我国蕨类植物最丰富的省，有 1400 余种。 现存蕨类分为五个亚门：松叶蕨亚门、石松亚门、水 韭亚门、楔叶亚门和真蕨亚门。前 4 个亚门为小型叶蕨 类，真蕨亚门为大型叶蕨类。 10min 一、松叶蕨亚门 为原始的陆生植物，附生或土生，根状茎粗，肉质， 与真菌共生，具假根。现存仅有松叶蕨纲、松叶蕨目、2 科、2 属、10 余种。我国仅松叶蕨 1 种，分布于热带和 亚热带地区。 松叶蕨孢子体为多年生常绿草本，有根状茎和气生 枝，仅有假根。植物体内有共生的内生菌丝。气生枝绿 色，直立，丛生，多回二叉分枝。叶微小，鳞片状，无 叶脉。3 个孢子囊结合成群生于叶腋，成熟时金黄色。孢 子同型。配子体生于腐质土上，微小，不规则圆柱状， 无叶绿素，雌雄同体，表面有单细胞假根，与真菌共生。 游动精子螺旋形，具多数鞭毛。5min 二、石松亚门 孢子体土生或附生，根状茎木质，具不定根。茎多 为二叉式分枝，直立或匍匐。叶小，鳞片状或针状，常 螺旋状排列或有时对生和轮生，叶脉 1 条，属小型叶蕨 类。孢子叶常聚生于枝顶而成球状或穗状，称孢子叶球 或孢子叶穗。孢子囊通常生长于孢子叶近轴面基部或叶 腋上方的茎枝上。孢子同型或异型。配子体块状或近球 状，两性或单性，微小。有的种类配子体全部埋于土壤 中，无叶绿体；有的种类部分埋于土壤中，气生部分有 叶绿体；有的则生于土壤表面，具叶绿体。游动精子螺 旋形，具 2 条鞭毛。 现存的石松亚门有 1 纲、2 目、3 科、1100 余种。常 见的植物有石松、卷柏、中华卷柏等。 石松属为多年生草本植物，匍匐茎蔓生，直立茎多 板书 什么是 孢子植 物？ 中柱类 型多样 化有何 意义？ 板书 根据图 说明 板书 会开花 吗？说 动物园 门口销 售中华 卷柏的
回分叉，密生叶。营养叶针形，孢子叶卵状三角形。孢 子囊大，肾形。孢子同型。配子体为不规则块状体，有 假根，并与真菌共生。5min 三、水韭亚门（Isoephytina） 现存水韭亚门仅有水韭纲、水韭目、水韭科、水韭 属，约 70 余种。生于水边或沼泽地。我国 3 种，中华水 韭、水韭。 水韭属孢子体的叶螺旋状排列丛生于粗短的块状茎 上，叶细长似韭；不定根须状。有大、小孢子叶之分， 大孢子叶多生于外周，小孢子叶生于中央。孢子囊生于 孢子叶近轴面基部的特化小穴中，凹穴常被由不育细胞 组成的隔片分开，外有缘膜保护。孢子囊上方有一叶舌。 孢子囊壁腐烂后才将孢子释放出来。孢子异型。配子体 单性，强烈退化；游动精子具多数鞭毛。3min 四、楔叶亚门 现存的楔叶亚门仅存木贼目，木贼科的问荆属和木 贼属，约 30 种，除澳大利亚外，广泛分布于全世界。我 国约有 9 种，有节节草、木贼、问荆、犬问荆等。 孢子体为多年生，根状茎节上生不定根。茎二叉分 枝或单轴分枝，明显具节和节间，木质部内始式发育， 有时具导管。叶小型，不发达，轮状排列成鞘状。孢子 囊生于盾状的孢子叶（孢囊柄）上，孢子叶在枝顶聚生 为孢子叶球。孢子圆球形，为同型或异型孢子。配子体 两性或单性，背腹性，有假根。游动精子螺旋形，具多 数鞭毛。3min 五、真蕨亚门 真蕨亚门是现存蕨类植物中种类最多的类群。孢子 体发达。根为不定根。除桫椤具有粗壮的直立茎外，其 余均为根状茎，二叉分枝或单轴分枝，中柱类型多样。 木质部具各种管胞，少数种类具有导管。茎表皮细胞由 皮层细胞分裂而来，外壁厚，常生有单细胞毛、节状毛、 星状毛、鳞毛、鳞片等，形态各异，不仅具有保护作用， 而且是蕨类分类的重要特征之一。 真蕨亚门植物的叶为大型叶，顶枝起源，幼叶拳卷。 通常由叶柄和叶片二部分组成。叶柄形态多样：基部膨 大、向下尖削、具气囊体、关节等，颜色也各不相同， 是分类的重要依据。叶片有单叶和复叶两种，不同真蕨 的叶片大小差异极大。复叶常为羽状复叶，从一回羽状 复叶到四回羽状复叶均有，少数为掌状分裂。叶脉形式 也多种多样，由开放脉序进化到闭合脉序。 真蕨也具有营养繁殖、无性生殖和有性生殖。 故事。 据图说 明石松 特点。 板书 据图说 明 板书 据图说 明 板书